JP2000277514A - 半導体装置の製造方法及び半導体装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法及び半導体装置Info
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Abstract
高品質の絶縁膜を短時間で形成する半導体装置の製造方
法及びその製造方法を用いて高品質の保護膜を形成する
ことができる半導体装置を提供する。 【解決手段】 炭化珪素半導体からなる半導体装置の製
造方法において、絶縁膜を形成する際に、珪素、酸化珪
素、窒化珪素あるいはこれらの混合物を堆積させた後に
酸化雰囲気での熱処理あるいは窒化雰囲気での熱処理を
行うことにより絶縁膜を形成することで、高品質の絶縁
膜あるいは保護膜を短時間で形成することを可能にす
る。
Description
材料からなる半導体装置の製造方法及びその製造方法を
用いて形成される半導体装置に関するものである。
置の製造に用いる絶縁膜の形成には、例えばJapanese J
ournal of Applied Physicsの21巻579ページに記
載されているように、炭化珪素半導体を酸化雰囲気中に
高温で長時間保持し、該炭化珪素を酸化して二酸化珪素
を形成したものを絶縁膜とする方法が用いられていた。
導体からなる半導体装置の製造に用いる絶縁膜の形成法
には以上の様な手法が用いられていたが、炭化珪素半導
体は、酸化速度が極めて遅く、そのため、絶縁特性の良
好な絶縁膜を形成しようとした場合には高温で長時間の
酸化処理が必要であった。
の製造に通常用いられる六方晶炭化珪素半導体の(00
01)珪素面を酸化した場合、酸化速度の再現性が得ら
れないという問題点があった。
中には炭素が不純物として残留し、得られた炭化珪素半
導体からなる半導体装置の特性が低下するという問題が
あった。
になされたもので、炭化珪素半導体からなる半導体装置
の製造において、高品質の絶縁膜を短時間で形成するこ
とができる半導体装置の製造方法およびその製造方法を
用いて形成される半導体装置を提供するものである。
置の製造方法は、炭化珪素半導体からなる半導体装置の
製造方法において、絶縁膜を形成する際に、該絶縁膜を
形成する部分に珪素あるいは酸化珪素を堆積させた後に
酸化雰囲気での熱処理を行い、形成された二酸化珪素を
絶縁膜とすることを特徴とするものである。
の製造方法において、絶縁膜を形成する際に、該絶縁膜
を形成する部分に珪素あるいは窒化珪素を堆積させた後
に窒化雰囲気での熱処理を行い、形成された窒化珪素を
絶縁膜とすることを特徴とするものである。
の製造方法において、絶縁膜を形成する際に、該絶縁膜
を形成する部分に珪素を堆積させた後に酸化雰囲気での
熱処理および窒化雰囲気での熱処理を行い、形成された
酸化窒化珪素を絶縁膜とすることを特徴とするものであ
る。
の製造方法において、絶縁膜を形成する際に、該絶縁膜
を形成する部分に酸化珪素を堆積させた後に窒化雰囲気
での熱処理を行い、形成された酸化窒化珪素を絶縁膜と
することを特徴とするものである。
の製造方法において、絶縁膜を形成する際に、該絶縁膜
を形成する部分に窒化珪素を堆積させた後に酸化雰囲気
での熱処理を行い、形成された酸化窒化珪素を絶縁膜と
することを特徴とするものである。
の製造方法において、絶縁膜を形成する際に、該絶縁膜
を形成する部分に珪素、酸化珪素および窒化珪素の混合
物を堆積させた後に酸化雰囲気での熱処理あるいは窒化
雰囲気での熱処理あるいは酸化雰囲気での熱処理および
窒化雰囲気での熱処理を行い、形成された酸化窒化珪素
を絶縁膜とすることを特徴とするものである。
凸構造の表面を有する炭化珪素基板と、上記基板表面お
よび側面に、珪素、酸化珪素、窒化珪素あるいはそれら
の混合物を化学的あるいは物理的に堆積させた後、酸化
あるいは窒化熱処理により形成された保護膜とを有する
ものである。
実施の形態1を図1および図2について説明する。図1
は炭化珪素基板1の表面に部分的に珪素2を堆積させた
状態を示した断面図である。図中の符号2で示される部
分が酸化により二酸化珪素になることが予定されている
部分である。
素あるいは高温水蒸気雰囲気に保持すると、図2に示す
二酸化珪素膜3が表面に形成された炭化珪素基板が得ら
れる。このようにして形成された二酸化珪素膜3は、電
界効果トランジスタのゲート絶縁膜、電界強度緩和用電
極の絶縁膜、引き出し電極形成のための絶縁膜などとし
て利用できる。
部分に珪素2を堆積させ、酸化雰囲気での熱処理により
絶縁膜である二酸化珪素膜3を形成しているが、絶縁膜
を形成する部分に酸化珪素を堆積させてもよい。
は窒化珪素を堆積させ、窒化雰囲気での熱処理により絶
縁膜である窒化珪素を形成してもよい。
させた後に、酸化雰囲気での熱処理および窒化雰囲気で
の熱処理により絶縁膜である酸化窒化珪素を形成しても
よい。
堆積させ、窒化雰囲気での熱処理により絶縁膜である酸
化窒化珪素を形成してもよい。
堆積させ、酸化雰囲気での熱処理により絶縁膜である酸
化窒化珪素を形成してもよい。
化珪素、窒化珪素の混合物を堆積させ、酸化雰囲気での
熱処理あるいは窒化雰囲気での熱処理により絶縁膜であ
る酸化窒化珪素を形成してもよい。
つ炭化珪素基板1の表面に珪素2を堆積させた状態を示
した断面図である。図中の符号2で示される部分が酸化
により二酸化珪素になることが予定されている部分であ
る。
素あるいは高温水蒸気雰囲気に保持すると、図4に示す
保護膜としての二酸化珪素膜3が表面および側面に形成
された炭化珪素基板が得られる。このようにして得られ
た二酸化珪素膜によりメサ構造あるいはストライプ構造
を有する炭化珪素半導体からなる半導体装置の表面を保
護することができる。
らかじめ絶縁膜を形成する部分に、珪素、酸化珪素、窒
化珪素を化学的あるいは物理的に堆積させ、酸化あるい
は窒化処理を行うことにより、良好な絶縁性をもつ二酸
化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素を短時間で形成するこ
とが可能となる。
化珪素、酸化窒化珪素は、酸化雰囲気、窒化雰囲気にお
ける高温処理により形成されたものであるため、単に化
学的、物理的に堆積したものと比較し、品質の良好なも
のを得ることが可能である。また、堆積させる珪素、酸
化珪素、窒化珪素中に炭素は含まれないため、不純物で
ある炭素が絶縁膜中に混入することが抑制できる。
る。通常用いられている熱酸化法を炭化珪素に用いた場
合、六方晶炭化珪素の(0001)珪素面の酸化に対し
て特に顕著に認められることであるが、酸化速度は非常
に小さい。この原因として酸化膜と炭化珪素の界面付近
に珪素と炭素と酸素の化合物が形成され酸化反応を律速
し、酸化速度が小さくなることが知られている。この珪
素と炭素と酸素の化合物の形成は、炭化珪素を直接酸化
した場合には避けることができず、炭化珪素に熱酸化法
を用いた場合の本質的問題である。
には、絶縁物を物理的あるいは化学的に堆積させる方法
があるが、このようにして得られた絶縁膜は、漏れ電流
が大きいこと、炭化珪素と絶縁膜との界面の品質が低
く、例えば電界効果トランジスタのゲート絶縁膜として
用いた場合に蓄積電荷による良好な電気伝導特性が得ら
れない。
し、絶縁膜を形成すべき部分に、珪素、酸化珪素、窒化
珪素あるいはこれらの混合物を化学的あるいは物理的に
堆積させ、後に適切な条件で熱酸化あるいは熱窒化を行
う。この堆積層の中には、炭素は含まれないため、熱酸
化、熱窒化速度は大きく、炭化珪素半導体の表面に短時
間で絶縁膜を形成することができる。例えば珪素を堆積
させて熱酸化を行った場合、堆積した珪素の酸化速度は
一般に行われている珪素半導体の熱酸化の酸化速度にほ
ぼ等しいため、酸化膜の形成は速やかに行われることに
なる。
いは化学的に絶縁物を堆積させる方法と比較し、より熱
平衡状態に近い条件下で絶縁膜を形成するため、得られ
る絶縁膜は緻密であり漏れ電流を抑えることができる。
を行うため、炭化珪素半導体と絶縁膜との界面における
原子間についても共有結合が高密度で形成されることに
なり未結合手に基づく電子準位密度は小さく、電子ある
いは正孔を捕獲する界面準位の密度は低い。このため、
ゲート絶縁膜などとして用いた場合にも良好な蓄積電荷
による電気伝導特性を得ることができる。
はこれらを含む化合物の化学的あるいは物理的な堆積厚
さは精密な制御が可能であるため、炭化珪素半導体の酸
化速度が遅いことを利用して、絶縁膜の厚さを精密に制
御することが可能である。
珪素半導体からなる半導体装置の製造方法において、絶
縁膜を形成する際に、珪素、酸化珪素、窒化珪素あるい
はこれらの混合物を堆積させた後に酸化雰囲気での熱処
理あるいは窒化雰囲気での熱処理を行うことにより絶縁
膜を形成するため、高品質の絶縁膜あるいは保護膜を短
時間で形成することが可能である。
するもので、炭化珪素基板の表面に部分的に珪素を堆積
させた状態を示した断面図である。
炭化珪素基板を酸化雰囲気中で熱処理を行った後の状態
を示した断面図である。
で、凹凸のある炭化珪素基板の表面に部分的に珪素を堆
積させた状態を示した断面図である。
凹凸のある炭化珪素基板を酸化雰囲気中で熱処理を行っ
た後の状態を示した断面図である。
た珪素を酸化して得られた二酸化珪素(絶縁膜、保護
膜)。
Claims (7)
- 【請求項1】 炭化珪素半導体からなる半導体装置の製
造方法において、絶縁膜を形成する際に、該絶縁膜を形
成する部分に珪素あるいは酸化珪素を堆積させた後に酸
化雰囲気での熱処理を行い、形成された二酸化珪素を絶
縁膜とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 炭化珪素半導体からなる半導体装置の製
造方法において、絶縁膜を形成する際に、該絶縁膜を形
成する部分に珪素あるいは窒化珪素を堆積させた後に窒
化雰囲気での熱処理を行い、形成された窒化珪素を絶縁
膜とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 炭化珪素半導体からなる半導体装置の製
造方法において、絶縁膜を形成する際に、該絶縁膜を形
成する部分に珪素を堆積させた後に酸化雰囲気での熱処
理および窒化雰囲気での熱処理を行い、形成された酸化
窒化珪素を絶縁膜とすることを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - 【請求項4】 炭化珪素半導体からなる半導体装置の製
造方法において、絶縁膜を形成する際に、該絶縁膜を形
成する部分に酸化珪素を堆積させた後に窒化雰囲気での
熱処理を行い、形成された酸化窒化珪素を絶縁膜とする
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 炭化珪素半導体からなる半導体装置の製
造方法において、絶縁膜を形成する際に、該絶縁膜を形
成する部分に窒化珪素を堆積させた後に酸化雰囲気での
熱処理を行い、形成された酸化窒化珪素を絶縁膜とする
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】 炭化珪素半導体からなる半導体装置の製
造方法において、絶縁膜を形成する際に、該絶縁膜を形
成する部分に珪素、酸化珪素および窒化珪素の混合物を
堆積させた後に酸化雰囲気での熱処理あるいは窒化雰囲
気での熱処理あるいは酸化雰囲気での熱処理および窒化
雰囲気での熱処理を行い、形成された酸化窒化珪素を絶
縁膜とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 凹凸構造の表面を有する炭化珪素基板
と、上記基板表面および側面に、珪素、酸化珪素、窒化
珪素あるいはそれらの混合物を化学的あるいは物理的に
堆積させた後、酸化あるいは窒化熱処理により形成され
た保護膜とを有する半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11079338A JP2000277514A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11079338A JP2000277514A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000277514A true JP2000277514A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=13687125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11079338A Pending JP2000277514A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000277514A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002052652A1 (fr) * | 2000-12-26 | 2002-07-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Composant a semi-conducteur et son procede de fabrication |
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-
1999
- 1999-03-24 JP JP11079338A patent/JP2000277514A/ja active Pending
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