JP2007073818A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】N+型のSiC基板領域1と、N-型のSiCドレイン領域2と、N-型のSiCドレイン領域2とはバンドギャップが異なったN+型ヘテロ半導体領域4及びP+型ヘテロ半導体領域3と、N+型ヘテロ半導体領域4とN-型のSiCドレイン領域2との接合部の一部にゲート絶縁膜5を介して形成されたゲート電極6と、N+型ヘテロ半導体領域4及びP+型ヘテロ半導体領域3に接続されたソース電極8と、N+型のSiC基板領域1にオーミック接続されたドレイン電極9とを有する半導体装置において、N+型ヘテロ半導体領域4はゲート絶縁膜5の形成前に形成され、P+型ヘテロ半導体領域3はゲート絶縁膜5の形成後に形成されていることを特徴とする半導体装置を構成する。
【選択図】 図1
Description
本発明の第一の実施の形態例について、図1で説明する。図1は、本発明に係る半導体装置である電界効果トランジスタのデバイス断面構造を示すものである。図は、単位セルを2つ対向して並べた断面に相当する。実際には、これらのセルが複数、並列に接続されて素子を形成するが、この断面構造を代表として説明する。
図2は、本発明における第二の実施の形態例である電界効果トランジスタのデバイス断面構造を示す。この断面構造は、図1で示した構造と同様に、単位セルを2つ対向して並べた断面構造に相当する。基本的な構成は図1で説明したものと同様であるので、異なる部分のみを説明する。
図3、図4に、本発明における第三の実施の形態例である電界効果トランジスタのデバイス断面構造を示す。この場合の断面は、ソース電極8とドレイン電極9との間に流れる電流に平行でゲート電極6と交わる平面による断面であり、図3、図4に示した断面は互いに平行であるとする。また、図10には、図3、図4のそれぞれに示した断面構造が現れる位置を示す平面レイアウト図を示す。
図5に、本発明における第四の実施の形態例である電界効果トランジスタのデバイス断面構造を示す。この場合の断面は、ソース電極8とドレイン電極9との間に流れる電流に平行でゲート電極6と交わる平面による断面である。この断面構造は、図1で示した断面構造と同様に、単位セルを2つ対向して並べた断面構造に相当する。基本的な構成は図1で説明したものと同様であるので、異なる部分のみを説明する。
Claims (18)
- 第一導電型の半導体基体と、前記半導体基体に接して前記半導体基体とはバンドギャップが異なったヘテロ半導体領域と、前記ヘテロ半導体領域と前記半導体基体との接合部の一部にゲート絶縁膜を介して接するゲート電極と、前記ヘテロ半導体領域に接続されたソース電極と、前記半導体基体に接続されたドレイン電極とを有する半導体装置において、
前記ヘテロ半導体領域は第一及び第二のヘテロ半導体領域からなり、該第一のヘテロ半導体領域は前記ゲート絶縁膜が形成される前に形成され、該第二のヘテロ半導体領域は前記ゲート絶縁膜が形成された後に形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記第二のヘテロ半導体領域は前記ゲート絶縁膜が熱処理された後に形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1または2に記載の半導体装置において、
前記第一のヘテロ半導体領域は前記第二のヘテロ半導体領域が形成される前に熱処理されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1、2または3に記載の半導体装置において、
前記第一のヘテロ半導体領域と前記第二のヘテロ半導体領域とが、前記ソース電極から前記ドレイン電極に至る方向に重なる部分を有し、前記第一のヘテロ半導体領域が前記ソース電極に直接接していることを特徴とする半導体装置。 - 請求項4に記載の半導体装置において、
前記第一のヘテロ半導体領域が前記半導体基体に接する位置よりも前記ドレイン電極に近い位置に至る溝部が前記半導体基体に形成され、該溝部において前記第二のヘテロ半導体領域が前記半導体基体に接していることを特徴とする半導体装置。 - 請求項項1、2または3に記載の半導体装置において、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に流れる電流に平行で前記ゲート電極と交わる平面による第一の断面における前記第一のヘテロ半導体領域と前記半導体基体との接触長さが、該第一の断面に平行で該第一の断面とは異なる位置にある第二の断面における前記第一のヘテロ半導体領域と前記半導体基体との接触長さとは異なり、かつ、該第二の断面において前記第一のヘテロ半導体領域が前記ソース電極と接していることを特徴とする半導体装置。 - 請求項6に記載の半導体装置において、
前記第二の断面における前記第一のヘテロ半導体領域と前記半導体基体との接触長さが、前記第一の断面における前記第一のヘテロ半導体領域と前記半導体基体との接触長さよりも大きいことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1、2または3に記載の半導体装置において、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に流れる電流に平行で前記ゲート電極と交わる平面による断面における前記第一のヘテロ半導体領域の断面形状が下底よりも長い上底を持つ逆台形であり、該上底が前記ソース電極と接し、該下底が前記半導体基体と接していることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1ないし8のいずれかに記載の半導体装置において、
前記半導体基体が炭化珪素、窒化ガリウム、ダイヤモンドのいずれかからなり、前記ヘテロ半導体領域が単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウムのいずれかからなることを特徴とする半導体装置。 - 第一導電型の半導体基体と、前記半導体基体に接して前記半導体基体とはバンドギャップが異なったヘテロ半導体領域と、前記ヘテロ半導体領域と前記半導体基体との接合部の一部にゲート絶縁膜を介して接するゲート電極と、前記ヘテロ半導体領域と接続されたソース電極と、前記半導体基体と接続されたドレイン電極とを有する半導体装置を製造する半導体装置の製造方法において、
前記ヘテロ半導体領域を第一及び第二のヘテロ半導体領域から構成し、該第一のヘテロ半導体領域を、前記ゲート絶縁膜を形成する前に形成し、該第二のヘテロ半導体領域を、前記ゲート絶縁膜を形成した後に形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項10に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第二のヘテロ半導体領域を、前記ゲート絶縁膜を熱処理した後に形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項10または11に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第一のヘテロ半導体領域を、前記第二のヘテロ半導体領域を形成する前に熱処理することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項10、11または12に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第一のヘテロ半導体領域と前記第二のヘテロ半導体領域とが、前記ソース電極から前記ドレイン電極に至る方向に重なる部分を有するように前記第二のヘテロ半導体領域を形成し、前記第一のヘテロ半導体領域が前記ソース電極と直接接する部分を有するように前記ソース電極を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項10、11または12に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第一のヘテロ半導体領域をパターニングする際に、前記ゲート電極を形成するための領域と、前記第二のヘテロ半導体領域と前記半導体基体とが接するための領域とを同一のエッチング工程で形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項13に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第一のヘテロ半導体領域が前記半導体基体に接する位置よりも前記ドレイン電極に近い位置に至る溝部を前記半導体基体に形成し、該溝部において、前記第二のヘテロ半導体領域が前記半導体基体に接するように前記第二のヘテロ半導体領域を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項14に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第一のヘテロ半導体領域をパターニングする工程中あるいは該工程に続けて、前記第二のヘテロ半導体領域と前記半導体基体とが接するための領域及び前記ゲート電極を形成するための領域に、前記第一のヘテロ半導体領域が前記半導体基体に接する位置よりも前記ドレイン電極に近い位置に至る溝部を前記半導体基体に、エッチングによって、形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項10、11または12に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に流れる電流に平行で前記ゲート電極と交わる平面による断面における前記第一のヘテロ半導体領域の断面形状が下底よりも長い上底を持つ逆台形であり、該下底が前記半導体基体と接するように前記第一のヘテロ半導体領域を形成し、前記ソース電極が該上底に接するように前記ソース電極を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項10ないし17のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体基体が炭化珪素、窒化ガリウム、ダイヤモンドのいずれかからなり、前記ヘテロ半導体領域が単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウムのいずれかからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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