JP2003100657A

JP2003100657A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2003100657A
Application number: JP2001286864A
Authority: JP
Inventors: Saichiro Kaneko; 佐一郎金子
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2003-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】炭化珪素表面のカーボンコンタミを除去して
低コンタクト抵抗のオーミック電極や良質な絶縁膜／半
導体層の界面が形成できる半導体装置の製造方法を提供
する。【解決手段】ｎ型ＳｉＣエピタキシャル層２０上に、
フィールド絶縁膜７０を形成し、エピタキシャル層の表
面の一部が露出するようにする。ＲＴＡ装置で、１００
０℃、１分間の熱処理を真空中で行い、ｎ型エピタキシ
ャル層２０の露出された表面を清浄化し、ゲート酸化膜
５０、ゲート電極６０を形成する。ｎ⁺型ＳｉＣ基板１
０の裏面に、１０００℃、１分間の熱処理を真空中で行
って、ｎ⁺型ＳｉＣ基板１０の露出された裏面表面を清
浄化した後、ドレイン電極１００を形成する。層間膜８
０にコンタクトホールを形成し、ＲＴＡ装置を用いて、
１０００℃、１分間の熱処理を真空中で行い、ｎ⁺型ソ
ース領域４０の露出された表面を清浄化し、コンタクト
ホール内にソース電極９０を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は半導体装置の製造
方法に関し、さらに詳しくは、低コンタクト抵抗のオー
ミック電極や良質な絶縁膜／半導体層の界面が形成でき
る半導体装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、炭化珪素（ＳｉＣ）のオーミック
コンタクト形成技術として、特開平９−１２９９０１号
公報に記載された技術がある。この公報には、酸素雰囲
気で満たした電気炉内に炭化珪素を晒し、５０ｎｍ程度
の熱酸化膜を形成した後、その酸化膜を５％に希釈した
フッ酸（ＨＦ）に浸して除去した炭化珪素基板に、チタ
ン（Ｔｉ）電極やアルミニウム（Ａｌ）電極を蒸着する
方法が開示されている。このように、電気炉内で５０ｎ
ｍ程度の熱酸化膜を形成し、その酸化膜を除去するの
は、炭化珪素基板表面を清浄にし、金属／炭化珪素の界
面を形成する際に、界面の終端を阻害するカーボンコン
タミを除去するためであると考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の技術では、コンタクト抵抗は約４×１０^-4Ωｃ
ｍ²であり、実用的な炭化珪素半導体装置に適用するに
は、更に一桁以上のコンタクト抵抗を低減しなければな
らず、加えてカーボンコンタミを除去できていないとい
う課題を有している。

【０００４】そこで、本発明は、上記課題を鑑みてなさ
れたものであり、炭化珪素表面のカーボンコンタミを除
去して低コンタクト抵抗のオーミック電極や良質な絶縁
膜／半導体層の界面が形成できる半導体装置の製造方法
を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の特徴は、炭化珪素基板の表面に電極
金属層が形成された半導体装置の製造方法であって、前
記炭化珪素基板の前記電極金属層を形成する部分に当た
る表面を露出させた後、該炭化珪素基板表面の露出領域
に対して熱処理を行う工程と、前記熱処理を行った後、
前記露出領域に前記電極金属層を形成する工程と、を備
えることを要旨とする。

【０００６】また、本発明の第２の特徴は、炭化珪素基
板の表面にゲート絶縁膜が形成された半導体装置の製造
方法であって、前記炭化珪素基板の前記ゲート絶縁膜を
形成する部分に当たる表面を露出させた後、該炭化珪素
基板の露出領域に対して熱処理を行う工程と、前記熱処
理を行った後、前記露出領域に前記ゲート絶縁膜を形成
する工程と、を備えることを要旨とする。

【０００７】さらに、本発明の第３の特徴は、炭化珪素
基板と、該炭化珪素基板上に積層された層間膜と、前記
炭化珪素基板表面の少なくとも一部を露呈させるように
形成された接続用開口部と、該接続用開口部の底部を覆
うように形成された電極金属層とを有する半導体装置の
製造方法であって、前記接続用開口部を形成した後、前
記開口部に対して熱処理を行う工程と、前記熱処理を行
った後、前記開口部の底部を覆うように前記電極金属層
を形成する工程と、を備えることを要旨としている。

【０００８】なお、上記熱処理は、７００〜１６００℃
の範囲で行うことが好ましい。また、上記熱処理は、真
空中乃至不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。さ
らに、上記熱処理は、急速熱処理装置を用いて行うこと
が好ましい。

【０００９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、半導体基
板表面への電極金属層の形成において、電極金属層を形
成する領域の半導体基板を露出させた後、その露出領域
に対して熱処理を行う工程と、その後露出領域に電極金
属層を形成する工程とを備えることにより、コンタクト
抵抗の原因となる（理想的な界面の形成を阻害する）カ
ーボンコンタミを熱処理によって除去できる。カーボン
コンタミが除去されることにより、半導体基板の露出表
面は清浄な表面となり、低コンタクト抵抗のオーミック
電極を形成することができる。

【００１０】請求項２記載の発明によれば、ゲート絶縁
膜を形成する部分の半導体基板表面を露出させた後、そ
の露出表面に対して熱処理を行う工程と、その熱処理を
行った後、露出表面にゲート絶縁膜を形成する工程とを
備えることにより、界面準位の起源となる、基板表面に
残存するカーボンコンタミを、熱処理によって除去した
清浄な表面に対して絶縁膜を形成することが可能とな
る。このため、良質な絶縁膜／炭化珪素界面を形成で
き、移動度などの半導体特性を向上させると共に、しき
い値のばらつきを抑制して、信頼性の高い半導体装置を
製造することができる。また、従来のように熱酸化膜な
どの犠牲酸化膜を形成する工程および犠牲酸化膜を除去
する工程を要しないため、工程数を削減することができ
る。

【００１１】請求項３記載の発明によれば、半導体基板
に積層された層間膜に接続用開口部を形成した後、この
接続用開口部の底部に電極金属層を形成する前に、熱処
理を施したことにより、コンタクト抵抗の原因となるカ
ーボンコンタミを除去することができる。このため、カ
ーボンコンタミが除去された清浄な半導体基板の表面に
低コンタクト抵抗のオーミック電極を形成することがで
きる。また、従来のように犠牲酸化を半導体基板表面に
行わないため、工程数を大きく減らすことができると共
に、高不純物濃度領域のシート抵抗が増大するという問
題点も解決することができる。すなわち、本発明によれ
ば、熱酸化膜などの犠牲酸化膜を形成する工程が無いた
め、犠牲酸化膜により不純物がドープされた半導体層の
厚み（深さ）が減少することにより電流が流れづらくな
ってシート抵抗が増大するという問題がない。

【００１２】請求項４記載の発明によれば、電極金属層
やゲート絶縁膜を形成する前の熱処理の温度を７００〜
１６００℃の範囲とすることにより、半導体基板表面に
残存するカーボンコンタミを効率的に除去することがで
きる。

【００１３】請求項５記載の発明によれば、熱処理を真
空中で行うことにより、カーボンコンタミを効率的に除
去することができる。

【００１４】請求項６記載の発明によれば、熱処理を、
例えば窒素（Ｎ2）やアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガ
ス中で行うことにより、半導体基板表面に残存するカー
ボンコンタミを効率的に除去できる。

【００１５】請求項７記載の発明によれば、熱処理を例
えばＲＴＡ（ＲａｐｉｄＴｈｅｒｍａｌＡｎｎｅａ
ｌｉｎｇ）などの急速熱処理装置を用いて行うことによ
り、従来の電気炉に代えて熱処理時間の大幅な短縮が可
能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体装置の
製造方法の詳細を図面に示す実施例に基づいて説明す
る。

【００１７】（実施例１）：オーミック性の確認この実施例では、４Ｈ−ＳｉＣでなる半導体基板を用い
る。すなわち、半導体基板には、キャリア密度が約１．
４×１０¹⁹ｃｍ^-3のｎ型４Ｈ−ＳｉＣを用いる。そし
て、この半導体基板を通常のＲＣＡ洗浄した後、窒素雰
囲気で満たした電気炉内に挿入し、６００〜１０００℃
まで変えて３０分間の熱処理（窒素アニール）を行っ
た。この半導体基板を金属蒸着の直前にフッ酸（ＨＦ）
に浸した後に、代表的な高融点金属であり仕事関数の低
いＴｉを膜厚約１００ｎｍとなるように蒸着し、その後
Ｔｉ膜の上に積層するように連続でＡｌ膜を膜厚２００
ｎｍとなるように蒸着した。なお、このとき、半導体基
板の加熱は行わない。また、蒸着は全面には行わず、後
の電気的特性の測定のための円形ドットパターンのある
メタルマスクを通して形成した。

【００１８】このように、６００〜１０００℃まで温度
を変えて、窒素アニールを３０分間行ってから、Ｔｉ膜
を蒸着した各試料を蒸着装置から取り出して電流電圧測
定を行った。その結果を、図１に示す。

【００１９】なお、この測定は、互いに隣接する電極間
で行った。図１のグラフに示すように、６００℃の窒素
アニールでは、電流電圧特性は非線形性を示しオーミッ
ク性は得られなかったが、７００℃では電流電圧特性が
大きく改善し、さらに、８００℃で窒素アニールを行っ
た試料にＴｉを蒸着した試料の電流電圧特性では、オー
ミック特性が得られた。そのときのコンタクト抵抗は、
下表１に示すように、１．３４×１０^-3Ωｃｍ²であっ
た。

【００２０】

【表１】また、窒素アニールの温度を９００℃、１０００℃で行
うと、電流電圧特性は改善し、１０００℃でアニールし
た試料では、４．０１×１０^-4Ωｃｍ²のコンタクト抵
抗が得られた。このときの電流電圧特性を、従来の犠牲
酸化を行ってフッ酸（ＨＦ）で犠牲酸化膜を除去した基
板表面にＴｉ電極を蒸着した試料の電流電圧特性と比較
した特性図を、図２に示す。基板は、上記した窒素アニ
ールを行ったとき使用したものと同じ（キャリア密度が
約１．４×１０¹⁹ｃｍ^-3のｎ型４Ｈ−ＳｉＣ）で、犠牲
酸化は１１００℃のウェット雰囲気で膜厚５０ｎｍとし
た。図２に示すように、１０００℃で３０分間窒素アニ
ールした試料では、犠牲酸化を行った試料と同程度の電
流電圧特性を示した。

【００２１】次に、窒素アニールの効果を確認するた
め、ＲＣＡ洗浄を行ったｎ型４Ｈ−ＳｉＣ基板に対し、
１０００℃、３０分間の窒素アニールを行う前と行った
後とで、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）法により基板表面の
Ｃ１ｓのスペクトルを測定した。ＸＰＳの測定角度は、
表面垂直から４５°である。その結果は、図３に示す通
りであり、窒素アニールを行う前のスペクトルに見られ
る、カーボンコンタミと思われるピークが、窒素アニー
ルを行うことによって低減されていることがわかる。こ
のことは、４Ｈ−ＳｉＣ基板表面にはＲＣＡ洗浄によっ
ては除去困難なカーボンコンタミが存在することを意味
し、１０００℃、３０分間の窒素アニールを行うこと
で、界面の終端を阻害するカーボンの減少が起きている
ものと考えられる。

【００２２】また、基板表面に残存するカーボンコンタ
ミは、特開平９−１６７７５９号公報に開示されるとこ
ろによれば、酸化膜を形成する際、酸化膜とＳｉＣとの
界面に残って界面準位となり、キャリアである電子を捕
獲して電界効果トランジスタの移動度等の半導体電気特
性を低下させる。また、カーボンコンタミは、酸化膜と
ＳｉＣとの界面の結合状態を不安定にし、しきい値のば
らつきを発生させたり、電界の印加によりキャリアであ
る電子が酸化膜に注入されるなど、酸化膜／ＳｉＣ界面
の経時劣化を招くため、素子の信頼性を低下させる原因
となっている。それゆえ、窒素アニールによる基板表面
のカーボンコンタミの除去は、酸化膜を形成する際の前
処理として行っても効果が大きいものである。

【００２３】なお、６００℃で窒素アニールした場合に
は、電流電圧特性は非オーミック性を示し、コンタクト
抵抗も大きいので、実際には使用できない。一方、７０
０℃で窒素アニールした場合には、電流電圧特性は大き
く改善しコンタクト抵抗も下がるので、実際に使用でき
る可能性があり、１０００℃で窒素アニールした場合に
は、犠牲酸化処理を行った場合と同程度の低コンタクト
抵抗を有するオーミック特性が得られる。なお、１００
０℃以上で窒素アニールを行った場合には、より電流電
圧特性が改善されてコンタクト抵抗が下がることが予想
されるが、例えば酸化膜の融点は１６００℃であり、層
間膜やフィールド絶縁膜等へ与えるダメージを考える
と、アニール温度の範囲は７００〜１６００℃が好まし
い。

【００２４】（実施例２）：オーミック性の確認上記した実施例１では、ＳｉＣ基板を電気炉内に挿入し
て窒素アニールを行ったが、本実施例２では、急速熱処
理装置（ＲＴＡ：ＲａｐｉｄＴｈｅｒｍａｌＡｎｎｅ
ａｌｉｎｇ）を用いて、ＳｉＣ基板を挿入した後１００
０℃まで急速に昇温させて、半導体基板への熱負荷のか
かり方の違いが、オーミック特性に及ぼす影響について
調べた。また、熱処理時の雰囲気がオーミック特性へ及
ぼす影響についても調べた。本実施例では、半導体基板
として上記窒素アニールを行ったとき使用したものと同
じもの（キャリア密度が約１．４×１０¹⁹ｃｍ^-3のｎ型
４Ｈ−ＳｉＣ）を用いた。この半導体基板をＲＣＡ洗浄
した後、ＲＴＡ装置内に挿入し、１０００℃まで急速に
昇温させて、１分間の熱処理を施した。室温から１００
０℃までの昇温率は、１０℃／秒とした。雰囲気につい
ては、窒素、アルゴン、真空中（真空度は約１０^-4ｔｏ
ｒｒ）の３条件で行った。このＳｉＣ基板を金属蒸着の
直前にフッ酸（ＨＦ）に浸した後、上記実施例１と同様
に、Ｔｉ膜を膜厚約１００ｎｍとなるように蒸着し、こ
のＴｉ膜の上に連続してＡｌ膜を膜厚２００ｎｍとなる
ように蒸着した。図４は、その結果を示す。図４中に
は、比較のため、上述した電気炉内で窒素アニールを１
０００℃、３０分間行ってからＴｉ膜を蒸着した試料の
電流電圧特性も示してある。図４に示すように、ＲＴＡ
装置を用いて１０００℃でアニールを行ってもオーミッ
ク特性が得られることが確認できる。なお、コンタクト
抵抗は、上記表１に示すように、窒素雰囲気では電気炉
にて１０００℃、３０分間で行った試料が４．０１×１
０^-4Ωｃｍ²であったのに対し、ＲＴＡ装置にて１００
０℃、１分間処理した試料が１．４２×１０^-3Ωｃｍ²
と若干高くなった。同様にＲＴＡ装置にてＡｒ雰囲気で
１０００℃、１分間の処理を行った試料では、１．０３
×１０^-3Ωｃｍ²の値が得られた。一方、ＲＴＡ装置に
て真空中で１０００℃、１分間の処理を行った試料で
は、電流電圧特性は著しく改善され、コンタクト抵抗も
７．６１×１０^-5Ωｃｍ²と非常に低い値が得られた。
これは、従来の犠牲酸化を行ってフッ酸（ＨＦ）で除去
した面にＴｉを蒸着した試料の抵抗値４．３６×１０^-4
Ωｃｍ²と比較して一桁程度も低い値となっており、Ｓ
ｉＣデバイスの電気的特性を最大に生かす実用的な抵抗
値を実現している。

【００２５】なお、本実施例に示すＲＴＡ装置による熱
処理は、例えば酸化膜を形成する際の前処理として行っ
ても効果が大きい。また、本実施例における急速な高温
短時間のアニール処理の数値（アニール温度：１０００
℃、昇温率：１０℃／秒、アニール時間：１分間）は一
例であり、熱処理温度が７００〜１６００℃の範囲で、
雰囲気は窒素（Ｎ₂）やアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガ
ス中、または真空中であればよい。

【００２６】以上、実施例１および実施例２について説
明したが、この発明によれば、ＲＣＡ洗浄では除去困難
な、ＳｉＣ半導体基板表面に残存するカーボンコンタミ
を、熱処理によって効果的に除去することにより、低コ
ンタクト抵抗を有するオーミック電極を形成することが
できる。また、従来のように犠牲酸化を行わなくて済む
ため、工程の負荷を大きく削減することがでる。特に、
ＲＴＡ装置を用いて熱処理を行った場合、犠牲酸化では
例えば１１００℃、１０時間程度の熱処理が必要であっ
たのが、１０００℃、１分間程度の熱処理で済むため、
熱処理時間の大幅な短縮が可能となる。さらに、犠牲酸
化により不純物高濃度領域の厚み（深さ）が削減される
ことがないため、シート抵抗が増大するという従来の問
題点を解決することができる。また、上述の基板表面に
残存するカーボンコンタミを熱処理によって効果的に除
去してから、基板表面にゲート絶縁膜を形成するように
すれば、界面準位密度を十分に減らした良質な絶縁膜／
ＳｉＣ界面を形成することが可能となる。この結果、電
界効果トランジスタの移動度等の半導体特性、および素
子の信頼性を向上させることができる。

【００２７】（実施の形態）：半導体装置の製造方法以下、図５および図６を用いて、本発明に係る半導体装
置の製造方法の実施の形態について説明する。なお、本
実施の形態の半導体装置としては、ＳｉＣ縦型パワーＭ
ＯＳＦＥＴを適用している。

【００２８】（１）まず、図５（ａ）に示すように、ｎ
⁺型のＳｉＣ基板１０の上に、例えば不純物濃度が１×
１０¹⁴〜１×１０¹⁸ｃｍ^-3、厚さが数μｍ〜１００μｍ
のｎ型ＳｉＣエピタキシャル層２０を形成する。

【００２９】（２）次に、図５（ｂ）に示すように、例
えば１００〜１０００℃の高温でアルミニウムイオン
を、ｎ型ＳｉＣエピタキシャル層２０の表面の所定領域
に所定深さまで注入して、ｐ型ボディ領域３０を形成す
る。このときの加速電圧は、例えば３０〜６００ｋｅ
Ｖ、総ドーズ量は例えば１×１０¹²〜１×１０¹⁶ｃｍ^-2
である。

【００３０】（３）その後、図５（ｂ）に示すように、
ｐ型ボディ領域３０の表面から所定領域にｐ型ボディ領
域３０より浅い深さまで、例えば１００〜１０００℃の
高温でリンイオンを注入してｎ⁺型ソース領域４０を形
成する。このときの加速電圧は例えば３０〜６００ｋｅ
Ｖ、総ドーズ量は例えば１×１０¹²〜１×１０¹⁶ｃｍ^-2
である。そして、例えば１０００〜１８００℃の熱処理
を行って、注入した不純物イオンを活性化させる。

【００３１】（４）次いで、ｐ型ボディ領域３０および
ｎ⁺型ソース領域４０が形成されたｎ型ＳｉＣエピタキ
シャル層２０の上に、例えば常圧ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、酸
化膜を堆積させ、この酸化膜のパターニングを行ってフ
ィールド絶縁膜７０を形成する。この酸化膜のパターニ
ングの際、ｎ型エピタキシャル層２０の表面の一部が露
出するようにする。

【００３２】（５）次に、基板をＲＣＡ洗浄した後、例
えばＲＴＡ装置を用いて、１０００℃、１分間の熱処理
を真空中で行い、ｎ型エピタキシャル層２０の露出され
た表面を清浄化する。

【００３３】（６）その後、図５（ｃ）に示すように、
例えば１１００℃のドライ酸化によりゲート絶縁膜５０
を形成する。このとき、ＲＴＡ装置を用いた熱処理によ
り、基板表面に残存するカーボンコンタミが除去される
ため、界面準位密度を十分に減らした良質な酸化膜／Ｓ
ｉＣ界面が形成できる。

【００３４】（７）次に、図６（ａ）に示すように、例
えば減圧ＣＶＤ法により、多結晶シリコン膜を堆積し、
パターニングを行ってゲート電極６０を形成する。

【００３５】（８）その後、図６（ａ）に示すように、
例えば常圧ＣＶＤ法により、ホウ素リンシリカガラスを
堆積させて層間膜８０を形成した後、表面をレジスト等
で保護する。

【００３６】（９）次に、ｎ⁺型ＳｉＣ基板１０の裏面
を露出させ、表面保護のレジストを除去した後にＲＣＡ
洗浄を行い、続いて例えばＲＴＡ装置を用いて、１００
０℃、１分間の熱処理を真空中で行って、ｎ⁺型ＳｉＣ
基板１０の露出された裏面表面を清浄化する。

【００３７】（１０）そして、図６（ａ）に示すよう
に、ｎ⁺型ＳｉＣ基板１０の裏面に金属膜を蒸着し、ド
レイン電極１００とする。このとき、ＲＴＡ装置を用い
た熱処理により、基板裏面の表面に残存する界面の終端
のカーボンコンタミが除去されるため、低コンタクト抵
抗を有するオーミックなドレイン電極１００が形成され
る。

【００３８】（１１）次に、図６（ｂ）に示すように、
層間膜８０をフォトリソグラフィー技術およびエッチン
グ技術を用いてパターニングを行い、ｎ⁺型ソース領域
４０の表面の少なくとも一部に貫通するように、接続用
開口部としてのコンタクトホールを形成する。

【００３９】（１２）次いで、この基板をＲＣＡ洗浄し
た後、例えばＲＴＡ装置を用いて、１０００℃、１分間
の熱処理を真空中で行い、ｎ⁺型ソース領域４０の露出
された表面を清浄化する。この熱処理は、図６（ａ）に
示した工程で形成されたドレイン電極１００を、金属層
とＳｉＣとの界面でアロイ化させることで、より低抵抗
なオーミック電極とする効果もある。

【００４０】（１３）その後、コンタクトホール内に露
出されたｎ⁺型ソース領域４０表面を覆うように金属膜
を蒸着し、ソース電極９０を形成する。このとき、ＲＴ
Ａ装置を用いた熱処理により、露出したｎ⁺型ソース領
域４０表面に残存して界面の終端を阻害するカーボンコ
ンタミが除去されるため、低コンタクト抵抗を有するオ
ーミックなソース電極９０が形成される。

【００４１】以上のような工程を経て、本実施の形態に
係る半導体装置としてのＳｉＣ縦型パワーＭＯＳＦＥＴ
が得れらる。このＳｉＣ縦型パワーＭＯＳＦＥＴは、Ｒ
ＣＡ洗浄では除去困難なカーボンコンタミを熱処理によ
って効果的に除去することにより、低コンタクト抵抗を
有するオーミックなソース電極９０およびドレイン電極
１００を有する。また、界面準位密度を十分に減らした
良質な酸化膜／ＳｉＣ界面を形成することができる。

【００４２】その結果、このＳｉＣ縦型パワーＭＯＳＦ
ＥＴは、ＳｉＣデバイスの電気的特性を最大に生かした
低オン抵抗な低損失パワートランジスタとなる。また、
このようなＳｉＣ縦型パワーＭＯＳＦＥＴでは、良質な
酸化膜／ＳｉＣ界面を有しているため、移動度等の半導
体特性が向上すると共に、しきい値等がばらつくことが
なく信頼性が高い。さらに、犠牲酸化を行っていないた
め、犠牲酸化により不純物高濃度領域の厚み（深さ）が
削減されることがなく、シート抵抗が増大するという問
題点を解決することができる。また、このような作製プ
ロセスを採用することにより、犠牲酸化では例えば１１
００℃、１０時間程度の熱処理が必要であったのに対
し、ＲＴＡ装置により１０００℃、１分間程度の熱処理
で済み、熱処理時間を大幅に短縮することが可能なる。

【００４３】（その他の実施の形態）上記の本発明の実
施例１、２および実施の形態の開示の一部をなす論述お
よび図面はこの発明を限定するものであると理解すべき
ではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形
態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

【００４４】例えば、上記した炭化珪素（ＳｉＣ）に
は、３Ｃ−ＳｉＣ、４Ｈ−ＳｉＣ、６Ｈ−ＳｉＣ、１５
Ｒ−ＳｉＣなど非常に多くのポリタイプがあるが、この
発明において半導体基板として用いる炭化珪素はＳｉＣ
であれば、シリコン（Ｓｉ）上に３Ｃ−ＳｉＣがある構
造、６Ｈ−ＳｉＣや４Ｈ−ＳｉＣの上に３Ｃ−ＳｉＣが
ある構造でもよい。

【００４５】また、本発明に係る半導体装置としては、
上記した縦型パワーＭＯＳＦＥＴの他に、ＩＧＢＴ、Ｍ
ＯＳサイリスタ、バイポーラトランジスタ等の各種のデ
バイスが適用可能であることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】窒素アニールの温度が、４Ｈ−ＳｉＣ上のＴｉ
電極の電流−電圧特性に及ぼす影響を示す特性図であ
る。

【図２】４Ｈ−ＳｉＣ基板に、１０００℃、３０分間の
窒素アニールを行ってＴｉ電極を形成したときの電流−
電圧特性と、４Ｈ−ＳｉＣ基板に犠牲酸化膜を形成し、
ＢＨＦで除去した後にＴｉ電極を形成したときの電流−
電圧特性との比較を示す特性図である。

【図３】４Ｈ−ＳｉＣ基板の表面に対し、窒素アニール
前（ＲＣＡ洗浄後）と、１０００℃、３０分間の窒素ア
ニール後のＸ線光電子分光（ＸＰＳ）法によるＣ１ｓス
ペクトルの相違を示す特性図である。

【図４】急速加熱処理装置（ＲＴＡ）を用いた１０００
℃、１分間での熱処理において、雰囲気が、４Ｈ−Ｓｉ
Ｃ上のＴｉ電極の電流−電圧特性に及ぼす影響を示す特
性図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明を適用したＳｉＣ縦
型パワーＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す工程断面図であ
る。

【図６】（ａ）および（ｂ）は、本発明を適用したＳｉ
Ｃ縦型パワーＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す工程断面図
である。

【符号の説明】

２０ｎ型ＳｉＣエピタキシャル領域５０ゲート酸化膜６０ゲート電極８０層間膜９０ソース電極１００ドレイン電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭化珪素基板の表面に電極金属層が形成
された半導体装置の製造方法であって、前記炭化珪素基板の前記電極金属層を形成する部分に当
たる表面を露出させた後、該炭化珪素基板表面の露出領
域に対して熱処理を行う工程と、前記熱処理を行った後、前記露出領域に前記電極金属層
を形成する工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】炭化珪素基板の表面にゲート絶縁膜が形
成された半導体装置の製造方法であって、前記炭化珪素基板の前記ゲート絶縁膜を形成する部分に
当たる表面を露出させた後、該炭化珪素基板の露出領域
に対して熱処理を行う工程と、前記熱処理を行った後、前記露出領域に前記ゲート絶縁
膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】炭化珪素基板と、該炭化珪素基板上に積
層された層間膜と、前記炭化珪素基板表面の少なくとも一部を露呈させるよ
うに形成された接続用開口部と、該接続用開口部の底部
を覆うように形成された電極金属層とを有する半導体装
置の製造方法であって、前記接続用開口部を形成した後、前記開口部に対して熱
処理を行う工程と、前記熱処理を行った後、前記開口部の底部を覆うように
前記電極金属層を形成する工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
された半導体装置の製造方法であって、前記熱処理は、７００〜１６００℃の範囲で行うことを
特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
された半導体装置の製造方法であって、前記熱処理は、真空中で行うことを特徴とする半導体装
置の製造方法。
【請求項６】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
された半導体装置の製造方法であって、前記熱処理は、不活性ガス雰囲気中で行うことを特徴と
する半導体装置の製造方法。
【請求項７】請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
された半導体装置の製造方法であって、前記熱処理は、急速熱処理装置を用いて行うことを特徴
とする半導体装置の製造方法。