JP2017168603A - Silicon carbide semiconductor element and silicon carbide semiconductor element manufacturing method - Google Patents
Silicon carbide semiconductor element and silicon carbide semiconductor element manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017168603A JP2017168603A JP2016051736A JP2016051736A JP2017168603A JP 2017168603 A JP2017168603 A JP 2017168603A JP 2016051736 A JP2016051736 A JP 2016051736A JP 2016051736 A JP2016051736 A JP 2016051736A JP 2017168603 A JP2017168603 A JP 2017168603A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- insulating film
- gate insulating
- heat treatment
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
Description
本発明は、炭化珪素基板を使用した半導体装置に関わり、特にゲート絶縁膜に特徴を有する、炭化珪素半導体素子および炭化珪素半導体素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device using a silicon carbide substrate, and more particularly to a silicon carbide semiconductor element and a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor element characterized by a gate insulating film.
炭化珪素は優れた物性値を有するため、その特性を生かして高耐圧で低損失なパワーデバイスへの適用が期待されている。炭化珪素を炭化珪素半導体装置の一種である炭化珪素縦型金属−酸化膜−半導体電界効果型トランジスタ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:MOSFET)に適用する場合、炭化珪素の上に二酸化珪素などのゲート絶縁膜を形成する。 Since silicon carbide has an excellent physical property value, it is expected to be applied to a power device having a high breakdown voltage and a low loss by taking advantage of its properties. In the case of applying silicon carbide to a silicon carbide vertical metal-oxide film-semiconductor field effect transistor (MOSFET) which is a kind of silicon carbide semiconductor device, a gate such as silicon dioxide is formed on the silicon carbide. An insulating film is formed.
炭化珪素基板の上に二酸化珪素を形成するには、炭化珪素基板を熱酸化する方法と、炭化珪素基板上に二酸化珪素をデポジション(堆積)する方法とがある。いずれかの方法を用いても、炭化珪素基板と二酸化珪素との界面に界面準位ができ、この界面準位がMOSFETの電界効果移動度(チャネル移動度)を炭化珪素バルク中の移動度より低下させる。これによりMOSFETのオン動作時の抵抗値を増加させ、損失が増大してしまうことがあった。 In order to form silicon dioxide on a silicon carbide substrate, there are a method of thermally oxidizing the silicon carbide substrate and a method of depositing (depositing) silicon dioxide on the silicon carbide substrate. Whichever method is used, an interface state is formed at the interface between the silicon carbide substrate and silicon dioxide, and this interface state causes the field effect mobility (channel mobility) of the MOSFET to be higher than the mobility in the silicon carbide bulk. Reduce. As a result, the resistance value during the on-operation of the MOSFET is increased, and the loss may increase.
炭化珪素基板と二酸化珪素の界面特性を評価する指標として、界面準位密度がある。一般的には、界面準位密度が小さい方がチャネル移動度に代表される界面特性が良好となる傾向がある。 An interface state density is an index for evaluating the interface characteristics between the silicon carbide substrate and silicon dioxide. In general, interface characteristics represented by channel mobility tend to be better when the interface state density is smaller.
炭化珪素基板と二酸化珪素の界面特性を改善する一般的な手法としては、炭化珪素基板を酸素の含んだ雰囲気で酸化し、酸化後のアニール(POA:Post Oxidation Annealing)として一酸化二窒素や一酸化窒素の窒素を含むガスを用いる方法や、水素と酸素を反応させたウェット雰囲気を用いる方法が知られている。 As a general method for improving the interface characteristics between a silicon carbide substrate and silicon dioxide, the silicon carbide substrate is oxidized in an atmosphere containing oxygen, and nitrous oxide or one nitrogen oxide is used as post-oxidation annealing (POA). A method using a nitrogen-containing gas of nitrogen oxide and a method using a wet atmosphere in which hydrogen and oxygen are reacted are known.
一酸化二窒素や一酸化窒素の窒素を含むガスを用いる場合、酸化と同時に窒化が起こり、窒素原子が二酸化珪素中や炭化珪素基板と二酸化珪素との界面のダングリングボンド(未結合手)の終端に寄与し、界面準位密度を低減する効果があるとされている(例えば、下記特許文献1参照。)。
When a gas containing nitrogen such as dinitrogen monoxide or nitrogen monoxide is used, nitridation occurs simultaneously with oxidation, and nitrogen atoms are dangling bonds (unbonded) at the interface between silicon dioxide and the silicon carbide substrate and silicon dioxide. It is said that it contributes to termination and has an effect of reducing the interface state density (see, for example,
また、水素と酸素を反応させたウェット雰囲気を用いる場合、ウェット雰囲気に含まれる水素または水酸基が炭化珪素基板と二酸化珪素界面のダングリングボンド(未結合手)の終端に寄与し、界面準位密度を低減する効果があるとされている(例えば、下記特許文献2参照。)。
When a wet atmosphere in which hydrogen and oxygen are reacted is used, hydrogen or hydroxyl group contained in the wet atmosphere contributes to the termination of dangling bonds (unbonded hands) at the silicon carbide substrate / silicon dioxide interface, and the interface state density (For example, refer to
炭化珪素基板を用いた半導体デバイスの製造工程では、ゲート絶縁膜形成後にポリシリコンのゲート導電膜の形成と低抵抗化の熱処理、あるいは層間絶縁膜の形成と焼締めの熱処理、あるいはコンタクトメタルの形成とコンタクトメタルと炭化珪素の反応層(シリサイド層)を形成するための熱処理といった熱処理工程が必須である。 In the manufacturing process of a semiconductor device using a silicon carbide substrate, after forming a gate insulating film, formation of a polysilicon gate conductive film and heat treatment for lowering resistance, or heat treatment for forming and baking an interlayer insulating film, or forming contact metal Further, a heat treatment step such as a heat treatment for forming a reaction layer (silicide layer) of contact metal and silicon carbide is essential.
特に、コンタクトメタルの形成とシリサイド層を形成するための熱処理では600℃より低い温度から様々な金属間化合物が形成されることが知られている。金属間化合物が形成されることによりシリサイド層形成を阻害することが想定される。このため、実質的に炭化珪素基板との間でシリサイドを形成しオーミック電極として機能させるためには900℃以上での熱処理が必要であり、さらには昇温中に金属間化合物等の安定相の形成を抑制するために、一般に昇降温を100℃/分以上で制御可能なRapid Thermal Anneal(RTA)法が多く用いられている(例えば、下記特許文献3,4参照。)。
In particular, it is known that various intermetallic compounds are formed at temperatures lower than 600 ° C. in the formation of contact metal and the heat treatment for forming a silicide layer. It is assumed that formation of an intermetallic compound inhibits formation of a silicide layer. For this reason, in order to form silicide between the silicon carbide substrate and to function as an ohmic electrode, a heat treatment at 900 ° C. or higher is necessary. Further, during the temperature rise, a stable phase such as an intermetallic compound is required. In order to suppress the formation, a Rapid Thermal Anneal (RTA) method that can generally control the temperature increase / decrease at 100 ° C./min or more is often used (for example, see
ゲート絶縁膜形成工程で作りこんだ界面準位密度等のMOS界面特性は、ゲート絶縁膜の形成方法だけでなく、ゲート絶縁膜形成後の工程の熱処理でも変化してしまうことが知られている。このため、炭化珪素MOSFETにおいて、ゲート酸化膜としてウェット雰囲気中での熱酸化により二酸化珪素を形成した後、シリサイド層を形成するための熱処理を不活性ガスではなく不活性ガスと水素の混合ガスの雰囲気で行うことで、界面準位密度の増加を抑え、かつコンタクト抵抗を低減できる方法が示されている(例えば、下記特許文献5参照。)。
It is known that MOS interface characteristics such as the interface state density created in the gate insulating film forming process change not only by the method of forming the gate insulating film but also by the heat treatment in the process after the gate insulating film is formed. . For this reason, in a silicon carbide MOSFET, after forming silicon dioxide as a gate oxide film by thermal oxidation in a wet atmosphere, heat treatment for forming a silicide layer is performed using a mixed gas of an inert gas and hydrogen instead of an inert gas. A method is described in which the increase in the interface state density can be suppressed and the contact resistance can be reduced by performing in an atmosphere (see, for example,
炭化珪素基板を用いた半導体デバイスは、ゲート絶縁膜形成後にも高温の熱処理が必須であり、その温度や雰囲気といった条件でチャネル移動度が低下してしまうが、従来この点が考慮されておらず、チャネル移動度の低下を抑制できなかった。 A semiconductor device using a silicon carbide substrate requires high-temperature heat treatment even after the gate insulating film is formed, and the channel mobility is lowered under conditions such as temperature and atmosphere, but this point has not been considered in the past. The decrease in channel mobility could not be suppressed.
このため、ゲート絶縁膜形成条件に加え、ゲート絶縁膜形成の後工程の熱処理の条件も併せて検討する必要がある。また、半導体デバイスはノーマリーオフの特性を示すことが望ましい。つまり、しきい値は正の値であることが望ましい。しきい値はフラットバンド電圧の関数で表されるため、フラットバンド電圧が正の値であることが望ましい。 For this reason, in addition to the gate insulating film formation conditions, it is necessary to consider the conditions of the heat treatment in the subsequent step of the gate insulating film formation. In addition, it is desirable for the semiconductor device to exhibit normally-off characteristics. That is, the threshold value is desirably a positive value. Since the threshold value is expressed as a function of the flat band voltage, it is desirable that the flat band voltage is a positive value.
本発明は、上記の問題に鑑み、ゲート酸化直後のチャネル移動度の低下を抑え、かつフラットバンド電圧を正の値に両立できることを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to suppress a decrease in channel mobility immediately after gate oxidation and to achieve a flat band voltage at a positive value.
上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するために、この発明にかかる炭化珪素半導体素子の製造方法は、炭化珪素基板上に、ゲート絶縁膜として少なくとも1層以上の酸化膜、窒化膜あるいは酸窒化膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜を形成した後に、当該ゲート絶縁膜を400℃以上の温度で熱処理する工程を含み、前記熱処理の工程は、最高温度から400℃の範囲での降温速度が5℃/分以上100℃/分未満としたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object of the present invention, a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention includes at least one oxide film or nitride film as a gate insulating film on a silicon carbide substrate. Alternatively, the method includes a step of forming an oxynitride film and a step of heat-treating the gate insulating film at a temperature of 400 ° C. or higher after the gate insulating film is formed. The rate of temperature decrease is 5 ° C./min or more and less than 100 ° C./min.
また、この発明にかかる炭化珪素半導体素子の製造方法は、上述した発明において、前記熱処理の工程では、前記ゲート絶縁膜の形成および低抵抗化、層間絶縁膜の形成および焼締め、コンタクトメタルの形成および前記コンタクトメタルと前記炭化珪素半導体との反応層の形成、のいずれかを行うことを特徴とする。 The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention is the above-described invention, wherein in the heat treatment step, the gate insulating film is formed and the resistance is reduced, the interlayer insulating film is formed and baked, and the contact metal is formed. And forming a reaction layer of the contact metal and the silicon carbide semiconductor.
また、この発明にかかる炭化珪素半導体素子の製造方法は、上述した発明において、前記熱処理の工程は、少なくとも水素、水蒸気、窒素、ヘリウム、アルゴンのいずれかを含むガスを用いることを特徴とする。 The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the heat treatment step uses a gas containing at least one of hydrogen, water vapor, nitrogen, helium, and argon.
また、この発明にかかる炭化珪素半導体素子の製造方法は、上述した発明において、前記ゲート絶縁膜を形成する工程に、水分を含まない乾燥酸素中での熱酸化が含まれることを特徴とする。 The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the step of forming the gate insulating film includes thermal oxidation in dry oxygen containing no moisture.
また、この発明にかかる炭化珪素半導体素子の製造方法は、上述した発明において、前記ゲート絶縁膜を形成する工程に、少なくとも一酸化二窒素または一酸化窒素を含むガス中での熱酸窒化が含まれることを特徴とする。 In the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention, in the above-described invention, the step of forming the gate insulating film includes thermal oxynitridation in a gas containing at least dinitrogen monoxide or nitrogen monoxide. It is characterized by that.
また、この発明にかかる炭化珪素半導体素子の製造方法は、上述した発明において、前記ゲート絶縁膜を形成する工程に、少なくとも水分を含むガス中での熱酸化が含まれることを特徴とする。 The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the step of forming the gate insulating film includes thermal oxidation in a gas containing at least moisture.
また、この発明にかかる炭化珪素半導体素子の製造方法は、上述した発明において、前記ゲート絶縁膜を形成する工程に、酸化膜あるいは窒化膜あるいは酸窒化膜の絶縁膜を化学的もしくは物理的気相成長法により堆積させる工程が含まれることを特徴とする。 According to the silicon carbide semiconductor device manufacturing method of the present invention, in the above-described invention, in the step of forming the gate insulating film, an oxide film, a nitride film, or an oxynitride insulating film is formed in a chemical or physical vapor phase. A step of depositing by a growth method is included.
また、この発明にかかる炭化珪素半導体素子は、炭化珪素基板と、前記炭化珪素基板上に形成され、少なくとも1層以上の酸化膜、窒化膜あるいは酸窒化膜からなるゲート絶縁膜とを有し、前記ゲート絶縁膜は、質量密度が2.2g/cm-3以上かつ2.5g/cm-3未満であることを特徴とする。 A silicon carbide semiconductor device according to the present invention includes a silicon carbide substrate and a gate insulating film formed on the silicon carbide substrate and including at least one oxide film, nitride film, or oxynitride film, The gate insulating film has a mass density of 2.2 g / cm −3 or more and less than 2.5 g / cm −3 .
本発明によれば、ゲート酸化直後のチャネル移動度の低下を抑え、かつフラットバンド電圧を正の値に両立できる。 According to the present invention, a decrease in channel mobility immediately after gate oxidation can be suppressed, and a flat band voltage can be made positive.
(実施の形態)
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる好適な実施の形態を詳細に説明する。本明細書および添付図面においては、nまたはpを冠記した層や領域では、それぞれ電子または正孔が多数キャリアであることを意味する。また、nやpに付す+および−は、それぞれそれが付されていない層や領域よりも高不純物濃度および低不純物濃度であることを意味する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。なお、本明細書では、ミラー指数の表記において、“−”はその直後の指数につくバーを意味しており、指数の前に“−”を付けることで負の指数を表している。
(Embodiment)
Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the accompanying drawings, it means that electrons or holes are majority carriers in layers and regions with n or p, respectively. Further, + and − attached to n and p mean that the impurity concentration is higher and lower than that of the layer or region where it is not attached. Note that, in the following description of the embodiments and the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components, and duplicate descriptions are omitted. In the present specification, in the Miller index notation, “−” means a bar attached to the index immediately after that, and “−” is added before the index to indicate a negative index.
はじめに、本発明の炭化珪素半導体素子により、界面準位密度、フラットバンド電圧がどのように制御されるかを検証するため、MOSキャパシタに、ゲート酸化膜形成後の熱処理を想定した雰囲気、温度の熱処理を行った実験例を説明する。 First, in order to verify how the interface state density and the flat band voltage are controlled by the silicon carbide semiconductor device of the present invention, the atmosphere and temperature in the MOS capacitor are assumed to be heat-treated after forming the gate oxide film. An experimental example in which heat treatment was performed will be described.
図1は、本発明の炭化珪素半導体素子にかかるMOSキャパシタの実験例を示す図である。MOSキャパシタは以下のようにして作成される。 FIG. 1 is a diagram showing an experimental example of a MOS capacitor according to the silicon carbide semiconductor element of the present invention. The MOS capacitor is produced as follows.
(工程1)まず、n型4H−SiC(000−1)基板1((000−1)面から0〜8度オフ基板)上にドナー密度1×1016cm-3程度のn型エピタキシャル膜2を5〜10μm成長させる。なお、4H−SiC基板1単体、あるいは4H−SiC基板1とエピタキシャル膜2を併せて4H−SiC半導体(炭化珪素半導体)1と呼ぶ。
(Step 1) First, an n-type epitaxial film having a donor density of about 1 × 10 16 cm −3 on an n-type 4H—SiC (000-1) substrate 1 (0 to 8 degrees off substrate from the (000-1) plane). 2 is grown 5-10 μm. The 4H—
(工程2)次に、4H−SiC半導体1を洗浄した後に、1300℃の一酸化二窒素を含んだ雰囲気での酸窒化を100分行い、続けて1000℃の水素を含んだ雰囲気で30分の熱処理を行い、厚さ50nmの絶縁膜3を形成する。なお、熱処理の雰囲気は水素を不活性ガスで希釈してもよい。
(Step 2) Next, after the 4H—
(工程3)次に、4H−SiC半導体1を室温まで冷却した後、絶縁膜3の焼き締めのための800℃10分の熱処理、シリサイド層を形成するための950℃2分の熱処理を想定した熱処理を行う。この際、実施の形態では、層間絶縁膜3の焼き締め、シリサイド層を形成するための熱処理時の降温速度を100℃/分として制御を行い、400℃まで冷却する。その後は制御を行わず、室温まで戻す。
(Step 3) Next, after the 4H—
本実験では熱処理の雰囲気は水素、水蒸気、窒素としたが、ヘリウム、アルゴンのいずれかの不活性ガスを用いてもよい。熱処理の温度は、焼き締め具合やコンタクト抵抗等の熱処理毎の指標により選択すればよいが、酸化温度よりも高温の熱処理は界面準位密度の大幅な増加を招く恐れがあるため、酸化温度以下であることが望ましい。 In this experiment, the atmosphere of the heat treatment is hydrogen, water vapor, or nitrogen, but an inert gas of helium or argon may be used. The temperature of the heat treatment may be selected by an index for each heat treatment such as the degree of baking or contact resistance, but heat treatment at a temperature higher than the oxidation temperature may cause a significant increase in interface state density. It is desirable that
(工程4)次に、絶縁膜3上に、室温でドット状のアルミゲート電極4を蒸着し、裏面全面にアルミを蒸着したアルミ裏面電極5からなるMOSキャパシタを作製した。
(Step 4) Next, on the insulating
ここで、MOS界面の制御効果を検証するため、比較例として工程3において熱処理時の降温速度を通常で使用する180℃/分、制御可能な最低温度である5℃/分、さらには、熱処理無、でそれぞれMOSキャパシタを作製した。
Here, in order to verify the control effect of the MOS interface, as a comparative example, the temperature drop rate during the heat treatment in
図2は、実施の形態および対比用のMOSキャパシタの界面準位密度とフラットバンド電圧の関係を示す図表である。横軸はフラットバンド電圧、縦軸は界面準位密度である。図1に示した実験例にかかるMOSキャパシタ(a)と、対比用のMOSキャパシタ(b〜d)それぞれの測定結果を示す。完成した実施の形態および比較例のMOSキャパシタをC−Vメーター6(図1参照)で測定し、界面準位密度とフラットバンド電圧の関係について調べた。 FIG. 2 is a table showing the relationship between the interface state density and the flat band voltage of the MOS capacitor for comparison with the embodiment. The horizontal axis is the flat band voltage, and the vertical axis is the interface state density. The measurement results of the MOS capacitor (a) according to the experimental example shown in FIG. 1 and the comparison MOS capacitors (b to d) are shown. The completed embodiment and comparative example MOS capacitors were measured with a C-V meter 6 (see FIG. 1), and the relationship between the interface state density and the flat band voltage was examined.
図2を用いて工程3の熱処理の仕方の相違で比較すると、(d)熱処理無(白丸○のプロット)に対し、(a:実施の形態)100℃/分の熱処理有(黒四角■のプロット)、(b)5℃/分の熱処理有(黒ひし形◆のプロット)、(c)180℃/分の熱処理有(黒三角▲のプロット)は界面準位密度が大きい。
Compared with the difference in the heat treatment method of
しかし、界面準位密度の増加量では、(a:実施の形態)100℃/分、(b)5℃/分の熱処理有の方が、(c)180℃/分の熱処理有と比較し、抑えられている。 However, with respect to the increase in the interface state density, (a: embodiment) 100 ° C./min, (b) 5 ° C./min with heat treatment compared to (c) 180 ° C./min with heat treatment. , Has been suppressed.
また、フラットバンド電圧は(c)熱処理無が負の値になっているのに対し、(a:実施の形態)100℃/分の熱処理有、(b)5℃/分の熱処理有、(c)180℃/分の熱処理有)の熱処理有の方が、僅かに低下するものの1V以上になっている。 Further, the flat band voltage is negative for (c) no heat treatment, whereas (a: embodiment) heat treatment at 100 ° C./min, (b) heat treatment at 5 ° C./min, ( c) With heat treatment of 180 ° C./min), although with a slight decrease, it is 1 V or higher.
このように、界面準位密度とフラットバンド電圧は工程3の熱処理の有無や、工程3の熱処理時の降温速度によって変化する。実使用を考えたデバイスとしては(c)や(d)の条件よりも、界面準位密度が3×1011cm-2より低く、かつフラットバンド電圧が1V以上となっている(a:実施の形態)や(b)の条件が好ましい。
As described above, the interface state density and the flat band voltage vary depending on the presence or absence of the heat treatment in
また、実際のプロセスを考慮した場合、処理時間の短縮が可能である(a:実施の形態)条件がさらに好ましい。絶縁膜(ゲート絶縁膜)3形成後の熱処理時の降温速度を適切(例えば100℃/分)にすることによって、界面準位密度、フラットバンド電圧を制御できることが確認できた。 Further, when an actual process is taken into consideration, it is more preferable that the processing time can be shortened (a: embodiment). It was confirmed that the interface state density and the flat band voltage can be controlled by making the temperature drop rate during the heat treatment after the formation of the insulating film (gate insulating film) 3 appropriate (for example, 100 ° C./min).
また、絶縁膜(ゲート絶縁膜)3の質量密度は、放射光を利用したX線反射率法などを用いて測定することが可能である。次に、上記各MOSキャパシタ(a)〜(d)の電極を除去し、放射光を利用したX線反射率法にてゲート絶縁膜の質量密度を測定した。 The mass density of the insulating film (gate insulating film) 3 can be measured using an X-ray reflectivity method using radiated light. Next, the electrodes of the MOS capacitors (a) to (d) were removed, and the mass density of the gate insulating film was measured by an X-ray reflectivity method using radiated light.
図3は、実施の形態および対比用のMOSキャパシタから電極を除去し、ゲート絶縁膜の質量密度を示した図表である。横軸は各MOSキャパシタ(a)〜(d)であり、縦軸はゲート絶縁膜の質量密度である。 FIG. 3 is a table showing the mass density of the gate insulating film after removing electrodes from the MOS capacitor for comparison with the embodiment. The horizontal axis represents the MOS capacitors (a) to (d), and the vertical axis represents the mass density of the gate insulating film.
図3に示すように、(d)熱処理無に対し、(a:実施の形態)100℃/分の熱処理有、(b)5℃/分の熱処理有、(c)180℃/分の熱処理有は質量密度が低くなっており、これはゲート絶縁膜3中の酸素欠損およびシリコン結合している水素の脱離に影響していると推測できる。
As shown in FIG. 3, (d) no heat treatment, (a: embodiment) heat treatment at 100 ° C./min, (b) heat treatment at 5 ° C./min, (c) heat treatment at 180 ° C./min. Existence has a low mass density, and it can be assumed that this affects oxygen deficiency in the
これにより、(c)180℃/分の熱処理有が2.1g/cm-3となり、一番酸素欠損が多く、界面準位密度が劣化したと考えられる。そして、(a:実施の形態)100℃/分の熱処理有、(b)5℃/分の熱処理有は、質量密度の結果から、ゲート絶縁膜3の質量密度が2.2g/cm-3以上かつ2.5g/cm-3未満であれば良好な界面特性が得られる。
Thus, (c) heat treatment at 180 ° C./min was 2.1 g / cm −3 , and the oxygen vacancies were the largest and the interface state density was considered to have deteriorated. And (a: embodiment) heat treatment with 100 ° C./min, (b) with heat treatment at 5 ° C./min, the mass density of the
図4〜図12は、本発明の実施例1にかかる炭化珪素MOSFETの製造方法を説明するための断面図である。図4〜図12を用いて、炭化珪素MOSFET製造の各工程1〜9を説明する。 FIGS. 4-12 is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the silicon carbide MOSFET concerning Example 1 of this invention. Each process 1-9 of silicon carbide MOSFET manufacture is demonstrated using FIGS.
(工程1)まず、図4に示すように、p+型の炭化珪素基板(4H−SiC(000−1)基板)7面から0〜8度オフ基板、好ましくは0〜4度オフ基板上に、アクセプター密度1×1016cm-3のp型エピタキシャル膜8を成長させる。
(Step 1) First, as shown in FIG. 4, on the p + type silicon carbide substrate (4H—SiC (000-1) substrate) 7 surface, 0 to 8 degrees off substrate, preferably 0 to 4 degrees off substrate Then, a p-
(工程2)次に、図5に示すように、p型エピタキシャル膜8の表面上に減圧CVD法により厚さ1μmのSiO2膜を堆積し、フォトリソグラフィによりパターン加工してマスク9を形成する。マスク9には、ドレイン領域13、ソース領域14に対応した箇所に開口を形成する。その後、例えば、リンイオン10を基板温度500℃、加速エネルギー40keV〜250keVの多段、不純物濃度が2×1020cm-3となるようにイオン注入する。
(Step 2) Next, as shown in FIG. 5, a SiO 2 film having a thickness of 1 μm is deposited on the surface of the p-
(工程3)次に、図6に示すように、マスク9を除去し、表面上に減圧CVD法により、厚さ1μmのSiO2膜を堆積し、フォトリソグラフィによりパターン加工してマスク11を形成する。マスク11には、グラウンド領域15に対応した箇所に開口を形成する。その後、例えば、アルミニウムイオン12を基板温度500℃、加速エネルギー40keV〜200keVの多段、不純物濃度が2×1020cm-3となるようにイオン注入する。
(Step 3) Next, as shown in FIG. 6, the mask 9 is removed, a 1 μm thick SiO 2 film is deposited on the surface by low pressure CVD, and a
(工程4)次に、図7に示すように、マスク11を除去し、アルゴン雰囲気中にて1600℃で5分間にわたる活性化アニールを行って基板1の主面側にドレイン領域13、ソース領域14、およびグラウンド領域15を形成する。
(Step 4) Next, as shown in FIG. 7, the
(工程5)次に、図8に示すように、減圧CVD法により厚さ0.5μmのフィールド酸化膜16を堆積し、フォトリソグラフィとウェットエッチングによりフィールド酸化膜16の一部を除去してアクティブ領域17を形成する。アクティブ領域17は、ドレイン領域13、ソース領域14、およびグラウンド領域15の位置に対応して形成する。
(Step 5) Next, as shown in FIG. 8, a
(工程6)次に、図9に示すように、1300℃で一酸化二窒素と窒素の流量比が1:5の雰囲気で酸窒化を100分行い、続けて1000℃の水素を含んだ雰囲気で30分の熱処理を行い厚さ50nmのゲート絶縁膜18を形成する。熱処理の雰囲気は、水素を不活性ガスで希釈してもよい。その後、ゲート絶縁膜18上には、減圧CVD法によって多結晶シリコンを0.3μmの厚さで堆積し、フォトリソグラフィによりパターン加工してゲート電極19を形成する。
(Step 6) Next, as shown in FIG. 9, oxynitridation is performed for 100 minutes at 1300 ° C. in an atmosphere where the flow ratio of dinitrogen monoxide and nitrogen is 1: 5, followed by an atmosphere containing hydrogen at 1000 ° C. The
(工程7)この後、フォトリソグラフィとフッ酸エッチングによりドレイン領域13、ソース領域14およびグラウンド領域15上にコンタクトホールを形成する。そして、図10に示すように、コンタクトホール上に厚さ10nmのアルミニウムと60nmのニッケルを蒸着させリフトオフによりパターン加工されてコンタクトメタル20を形成する。
(Step 7) Thereafter, contact holes are formed on the
(工程8)図11に示すように、オーミックコンタクトアニールとして不活性ガスの雰囲気で950℃、2分間保持でアニールし、その後降温速度100℃/分にて室温まで戻し、コンタクトメタル20と炭化珪素の反応層21を形成する。不活性ガスは窒素、ヘリウム、アルゴンのいずれかである。
(Step 8) As shown in FIG. 11, annealing is performed at 950 ° C. for 2 minutes in an inert gas atmosphere as ohmic contact annealing, and then returned to room temperature at a temperature lowering rate of 100 ° C./min. The
(工程9)次に、図12に示すように、表面にアルミニウムを300nm蒸着し、フォトリソグラフィとリン酸エッチングによりゲート電極19および反応層21上にパッド電極22を形成する。また、基板1の主面と反対の面にアルミニウムを100nm蒸着し、裏面電極23を形成する。
(Step 9) Next, as shown in FIG. 12, 300 nm of aluminum is deposited on the surface, and a
図13は、実施例1の製造方法によって作製された炭化珪素MOSFETと、比較例それぞれのチャネル移動度のゲート電圧依存性を示す図表である。(a)が上記実施の形態(実施例1)の特性であり、(b)〜(d)が上記各比較例の特性である。各比較例(b)〜(d)は、図11の工程8(ゲート絶縁膜18形成後の熱処理時の降温速度)がそれぞれ異なり、作成したものである。
FIG. 13 is a table showing the gate voltage dependence of the channel mobility of each of the silicon carbide MOSFET manufactured by the manufacturing method of Example 1 and the comparative example. (A) is the characteristic of the said embodiment (Example 1), (b)-(d) is the characteristic of each said comparative example. Each of the comparative examples (b) to (d) is created by the
図5の(a:実施例)100℃/分、(b)5℃/分の熱処理有のMOSFETのチャネル移動度は最大で約43cm2/Vsであり、(c)180℃/分の熱処理有のMOSFETのチャネル移動度は最大で約35cm2/Vs、(d)熱処理無のMOSFETのチャネル移動度は最大で約46cm2/Vsであった。 5 (a: Example) 100 ° C./min, (b) MOSFET with heat treatment at 5 ° C./min has a maximum channel mobility of about 43 cm 2 / Vs, and (c) 180 ° C./min heat treatment. The channel mobility of the MOSFET with the maximum was about 35 cm 2 / Vs, and (d) the channel mobility of the MOSFET without the heat treatment was about 46 cm 2 / Vs at the maximum.
(a)と(b)のチャネル移動度のゲート電圧依存性は、ほぼ同一の特性を示しており、MOSキャパシタにて確認した界面準位密度とフラットバンド電圧と同じ傾向を示した。(a)100℃/分、(b)5℃/分の熱処理有のMOSFETのピーク時のチャネル移動度は、180℃/分の降温速度よりは約30%改善され、熱処理無に対しては7%(1/10以下)まで抑制する結果となった。このことから、(a)、(b)の条件で作製したデバイスは(c)と比較してさらなる低損失化が見込める。 The gate voltage dependence of the channel mobility in (a) and (b) showed almost the same characteristics, and showed the same tendency as the interface state density and flat band voltage confirmed by the MOS capacitor. (A) The channel mobility at the peak of the MOSFET with heat treatment of 100 ° C./min and (b) 5 ° C./min is improved by about 30% from the temperature decrease rate of 180 ° C./min. The result was suppressed to 7% (1/10 or less). From this, the device manufactured under the conditions (a) and (b) can be expected to further reduce the loss as compared with (c).
また、しきい値は(d)熱処理無は負の値となり、ノーマリーオン特性となったが、(a)、(b)、(c)はいずれも4Vとなり、十分なノーマリーオフ特性を示した。 Moreover, the threshold value was negative (d) without heat treatment and was normally on, but (a), (b), and (c) were all 4V, and sufficient normally-off characteristics were obtained. Indicated.
また、これらの炭化珪素MOSFETの電極を除去し、放射光を利用したX線反射率法にてゲート絶縁膜18の質量密度を測定した。その結果、図3と同様に(d)熱処理無に対し、(a:実施例)100℃/分の熱処理有、(b)5℃/分の熱処理有、(c)180℃/分の熱処理有は質量密度が低くなった。(c)180℃/分の熱処理有が2.1g/cm-3となり、一番酸素欠損や水素の脱離が多いため、界面準位密度が劣化し、チャネル移動度が低下したと考えられる。MOSキャパシタ同様、(a:実施例)100℃/分の熱処理有、(b)5℃/分の熱処理有は質量密度の結果から、ゲート絶縁膜18の質量密度が2.2g/cm-3以上かつ2.5g/cm-3未満であれば良好な界面特性が得られる。
Further, the electrodes of these silicon carbide MOSFETs were removed, and the mass density of the
実施例2では、実施例1で説明した工程6において、図9に示すゲート絶縁膜18の形成方法が実施例1と異なる。実施例2では、1100℃の乾燥酸素中で50分の熱酸化を行った後、1300℃で一酸化二窒素と窒素の流量比が1:20の雰囲気で酸窒化を30分行い、続けて1000℃の水素を含んだ雰囲気で30分の熱処理を行うことで厚さ50nmのゲート絶縁膜18を形成する。その他の工程は実施例1と同様である。
In Example 2, the method of forming the
このような製造方法によって作製された実施例2の炭化珪素MOSFETも実施例1と同様の特性を示した。また、この炭化珪素MOSFET化珪素MOSFETの電極を除去し、放射光を利用したX線反射率法にてゲート絶縁膜18の質量密度を測定した結果、質量密度は、実施例1と同様の結果となった。
The silicon carbide MOSFET of Example 2 manufactured by such a manufacturing method also showed the same characteristics as Example 1. Moreover, as a result of removing the electrode of the silicon carbide MOSFET and MOSFET and measuring the mass density of the
実施例3では、実施例1で説明した工程6において、図9に示したゲート絶縁膜18の形成方法が実施例1と異なる。実施例3では、1100℃の乾燥酸素中で50分の熱酸化を行った後、1200℃で一酸化窒素と窒素の流量比が1:10の雰囲気で酸窒化を30分行い、続けて1000℃の水素を含んだ雰囲気で30分の熱処理を行うことで厚さ50nmのゲート絶縁膜18を形成する。その他の工程は、実施例1と同様である。
In Example 3, the method of forming the
このような製造方法によって作製された実施例3の炭化珪素MOSFETも実施例1と同様の特性を示した。また、この炭化珪素MOSFET化珪素MOSFETの電極を除去し、放射光を利用したX線反射率法にてゲート絶縁膜18の質量密度を測定した結果、質量密度は同様の結果となった。
The silicon carbide MOSFET of Example 3 manufactured by such a manufacturing method also showed the same characteristics as Example 1. Moreover, as a result of removing the electrode of the silicon carbide MOSFET and the MOSFET and measuring the mass density of the
実施例4では、実施例1で説明した工程6において、図9に示したゲート絶縁膜18の形成方法が実施例1と異なる。実施例4では、50nm弱の膜厚の絶縁膜を堆積法により形成した後、1300℃で一酸化二窒素と窒素の流量比が1:20の雰囲気で30分、数nmの酸窒化を行い、続けて1000℃の水素を含んだ雰囲気で30分の熱処理を行うことで合計50nm程度のゲート絶縁膜18を形成する。絶縁膜の堆積方法は、CVD法によってシランやTEOS(テトラエトキシシラン)を用いた方法があるが、特に限定されない。その他の工程は実施例1と同様である。
In Example 4, the method of forming the
このような製造方法によって作製された実施例4の炭化珪素MOSFETも実施例1と同様の特性を示した。また、この炭化珪素MOSFET化珪素MOSFETの電極を除去し、放射光を利用したX線反射率法にてゲート絶縁膜18の質量密度を測定した結果、質量密度は同様の結果となった。
The silicon carbide MOSFET of Example 4 manufactured by such a manufacturing method also showed the same characteristics as Example 1. Moreover, as a result of removing the electrode of the silicon carbide MOSFET and the MOSFET and measuring the mass density of the
実施例5では、実施例1で説明した工程6において、図9に示したゲート絶縁膜18の形成方法と、工程8(図11参照)においてオーミックコンタクトアニール時のガスの雰囲気が実施例1と異なる。実施例5では、1000℃の温度で30分間の少なくとも水分を含む雰囲気中にて酸化を行い、続けて1000℃の水素を含んだ雰囲気で30分の熱処理を行うことで厚さ50nmのゲート絶縁膜18を形成する。その後、コンタクトアニール時には、水素または水蒸気と窒素、ヘリウム、アルゴンの混合ガス雰囲気中にて処理を行う。その他の工程は実施例1と同様である。
In Example 5, the method of forming the
このような製造方法によって作製された実施例5の炭化珪素MOSFETも実施例1と同様の特性を示した。また、これらの炭化珪素MOSFET化珪素MOSFETの電極を除去し、放射光を利用したX線反射率法にてゲート絶縁膜18の質量密度を測定した結果、質量密度は同様の結果となった。
The silicon carbide MOSFET of Example 5 manufactured by such a manufacturing method also showed the same characteristics as Example 1. Moreover, as a result of removing the electrodes of these silicon carbide MOSFETs and measuring the mass density of the
水分を含む雰囲気中にて形成したゲート絶縁膜はその後の熱処理を窒素やアルゴンなどの不活性ガスのみの雰囲気中にて実施した場合、炭化珪素基板と二酸化珪素との界面で結合している水素が離脱するため、特性は劣化することが報告されている。この特性劣化を防ぐため、水分を含む雰囲気中にてゲート絶縁膜を形成した場合、水素または水蒸気と窒素、ヘリウム、アルゴンの混合ガス雰囲気中にて熱処理を実施する必要がある(例えば、上記特許文献5参照。)。 The gate insulating film formed in an atmosphere containing moisture is hydrogen bonded at the interface between the silicon carbide substrate and silicon dioxide when the subsequent heat treatment is performed in an atmosphere of only an inert gas such as nitrogen or argon. It has been reported that the characteristics deteriorate due to separation. In order to prevent this characteristic deterioration, when the gate insulating film is formed in an atmosphere containing moisture, it is necessary to perform a heat treatment in a mixed gas atmosphere of hydrogen or water vapor and nitrogen, helium, or argon (for example, the above patent) Reference 5).
実施例6は、実施例1で説明した工程6において、図9に示したゲート絶縁膜18の形成方法と工程8(図11参照)においてオーミックコンタクトアニール時のガスの雰囲気が実施例1と異なる。実施例6では、1300℃で一酸化二窒素と窒素の流量比が1:5の雰囲気で酸窒化を100分行い、続けて1000℃の少なくとも水分を含む雰囲気中にて30分の熱処理を行うことで厚さ50nmのゲート絶縁膜18を形成する。その後、コンタクトアニール時には、水素または水蒸気と窒素、ヘリウム、アルゴンの混合ガス雰囲気中にて処理を行う。その他の工程は実施例1と同様である。
Example 6 differs from Example 1 in the method of forming the
このような製造方法によって作製された実施例6の炭化珪素MOSFETも実施例1と同様の特性を示した。また、この炭化珪素MOSFET化珪素MOSFETの電極を除去し、放射光を利用したX線反射率法にてゲート絶縁膜18の質量密度を測定した結果、質量密度は同様の結果となった。
The silicon carbide MOSFET of Example 6 manufactured by such a manufacturing method also showed the same characteristics as Example 1. Moreover, as a result of removing the electrode of the silicon carbide MOSFET and the MOSFET and measuring the mass density of the
実施例7は、実施例1で説明した工程6において、図9に示すゲート絶縁膜18の形成方法と工程8(図11参照)においてオーミックコンタクトアニール時のガスの雰囲気が実施例1と異なる。実施例7では、1300℃で一酸化二窒素と窒素の流量比が1:5の雰囲気で酸窒化を100分行い、続けて1000℃の少なくとも水分を含む雰囲気中にて30分の熱処理を行うことで厚さ50nmのゲート絶縁膜18を形成する。その後、コンタクトアニール時には、水素または水蒸気のガス雰囲気中にて処理を行う。その他の工程は実施例1と同様である。
Example 7 differs from Example 1 in the method of forming the
このような製造方法によって作製された実施例7の炭化珪素MOSFETも実施例1と同様の特性を示した。また、この炭化珪素MOSFET化珪素MOSFETの電極を除去し、放射光を利用したX線反射率法にてゲート絶縁膜18の質量密度を測定した結果、質量密度は同様の結果となった。
The silicon carbide MOSFET of Example 7 manufactured by such a manufacturing method also showed the same characteristics as Example 1. Moreover, as a result of removing the electrode of the silicon carbide MOSFET and the MOSFET and measuring the mass density of the
図14は、本発明の炭化珪素半導体素子として縦型のMOSFETへの適用例を示す断面図である。図14に示すように、縦型のMOSFETにおいて、n+型炭化珪素基板31のおもて面にはn型エピタキシャル層32が形成される。n型エピタキシャル層32の不純物濃度は、n+型炭化珪素基板31の不純物濃度よりも低い。n型エピタキシャル層32の内部には、複数のp型領域36が選択的に形成される。p型領域36は、n型エピタキシャル層32のn+型炭化珪素基板31側に対して反対側の面に露出する。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing an application example to a vertical MOSFET as the silicon carbide semiconductor element of the present invention. As shown in FIG. 14, in a vertical MOSFET, an n-
n型エピタキシャル膜32およびp型領域36の表面にわたってp型領域36より低濃度のp型SiC層37が形成される。p型領域36が形成されていないn型エピタキシャル膜32上のp型SiC層37に、深さ方向にp型SiC層37を貫通しn型エピタキシャル膜32に達するn型領域33が形成される。n型エピタキシャル膜32およびn型領域33は、n型ドリフト領域である。n型領域33の不純物濃度は、n型エピタキシャル膜32よりも高いことが望ましい。
A p-
p型SiC層37の内部には、互いに接するようにn+ソース領域34およびp+型コンタクト領域35が形成される。n+ソース領域34およびp+型コンタクト領域35は、p型SiC層37のp型領域36側に対して反対側の面に露出する。n+ソース領域34は、n型領域33と離れて形成される。p+型コンタクト領域35は、n+ソース領域34のn型領域33側に対して反対側に位置する。p+型コンタクト領域35の不純物濃度は、p型SiC層37の不純物濃度よりも高い。
Inside p
p型SiC層37のn+ソース領域34、p+型コンタクト領域35およびn型領域33を除く部分は、p型領域36と共にp型ベース領域となる。n+ソース領域34とp+型コンタクト領域35との表面には、ソース電極38が形成される。隣り合うn+ソース領域34の間のp型SiC層37とn型領域33との表面には、ゲート絶縁膜18を介してゲート電極19が形成される。ゲート電極19は、図示省略する層間絶縁膜によって、ソース電極38と電気的に絶縁される。また、n+型炭化珪素基板31の裏面には、n+型炭化珪素基板31に接するドレイン電極39が形成される。
A portion of p-
図14に示した複雑な構造の縦型のMOSFETにおいて、実施例1〜実施例7と同様なゲート絶縁膜18を形成したが、実施例1〜7と同様な界面準位密度の結果を得ることができた。また、この炭化珪素MOSFET化珪素MOSFETの電極を除去し、放射光を利用したX線反射率法にてゲート絶縁膜18の質量密度を測定した結果、質量密度は同様の結果となった。
In the vertical MOSFET having the complicated structure shown in FIG. 14, the
これら各実施例により、絶縁膜(ゲート絶縁膜18)形成後の温度範囲とその降温速度を熱処理時の最高温度から400℃の範囲での降温速度が5℃/分以上100℃/分未満とすることが望ましい。このように、ゲート絶縁膜18形成後の工程上不可欠な熱処理時の降温速度を適切に制御することで、特別な処理を追加することなく、実効的なチャネル移動度とノーマリーオフ特性を両立することができる。ゲート絶縁膜18形成後の後工程の熱処理の時の降温速度を適切に選択すれば、実効的なチャネル移動度とノーマリーオフ特性を備えた高性能の炭化珪素MOSFETを製造することが可能となる。
According to each of these examples, the temperature range after the formation of the insulating film (gate insulating film 18) and the rate of temperature decrease are from 5 ° C./min to less than 100 ° C./min. It is desirable to do. In this way, effective channel mobility and normally-off characteristics can be achieved without adding special processing by appropriately controlling the temperature drop rate during the heat treatment that is indispensable in the process after the formation of the
そして、炭化珪素半導体のゲート絶縁膜の形成において、特別な工程を追加せずに、ゲート酸化直後のチャネル移動度の低下を従来(比較例)に比して1/10以下に抑えながら、1V以上の正のフラットバンド電圧を両立できるようになる。 Then, in the formation of the gate insulating film of the silicon carbide semiconductor, 1 V is obtained while suppressing a decrease in channel mobility immediately after gate oxidation to 1/10 or less as compared with the conventional case (comparative example) without adding a special process. The above positive flat band voltage can be achieved at the same time.
また、上記の各実施例では、ゲート絶縁膜18形成後の工程の熱処理の中で一般的に一番高い温度が必要とされているオーミックコンタクトアニールを例にして説明したが、これに限定されるものではなく、半導体装置の製造方法において後工程で施される、ポリシリコンの形成温度や低抵抗化のための熱処理、層間絶縁膜の平坦化のための熱処理等も含めた各種熱処理時の降温速度を不活性ガスとすることで、いずれも同様の効果を奏することができる。
In each of the above embodiments, ohmic contact annealing, which generally requires the highest temperature in the heat treatment in the process after the formation of the
さらには、上記の実施例では、結晶構造が4H−SiCの(000−1)基板(0〜8°オフ基板)を使用したが、結晶構造が4H−SiCの(000−1)基板、(11−20)基板でも同様の効果が得られる。 Further, in the above embodiment, a (000-1) substrate (0-8 ° off substrate) having a crystal structure of 4H—SiC was used, but a (000-1) substrate having a crystal structure of 4H—SiC, ( 11-20) A similar effect can be obtained with a substrate.
以上のように、本発明は、炭化珪素MOSFETとして横型MOSFETの製造方法と、一部の縦型MOSFETの製造方法を例にして説明したが、これに限定されるものではなく、高耐圧化構造を有する縦型MOSFETなどの半導体装置にも適用可能であり、同様の効果を奏することができる。したがって、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱しない範囲で、種々の半導体装置の製造方法に適用可能である。 As described above, the present invention has been described by taking, as an example, a method for manufacturing a lateral MOSFET as a silicon carbide MOSFET and a method for manufacturing some vertical MOSFETs. The present invention can be applied to a semiconductor device such as a vertical MOSFET having the same, and the same effect can be obtained. Therefore, the present invention can be applied to various semiconductor device manufacturing methods without departing from the scope of the invention described in the claims.
以上のように、本発明にかかる炭化珪素半導体素子は、半導体材料として炭化珪素を用いた横型および縦型の炭化珪素半導体素子に有用である。 As described above, the silicon carbide semiconductor device according to the present invention is useful for horizontal and vertical silicon carbide semiconductor devices using silicon carbide as a semiconductor material.
1 n型 4H−SiC(000−1)基板
2 n型 エピタキシャル膜
3 絶縁膜
4 アルミゲート電極
5 アルミ裏面電極
6 C−Vメーター
7 p型4H−SiC(000−1)基板
8 p型エピタキシャル膜
9,11 マスク
10 リンイオン
12 アルミニウムイオン
13 ドレイン領域
14 ソース領域
15 グラウンド領域
16 フィールド酸化膜
17 アクティブ領域
18 ゲート絶縁膜
19 ゲート電極
20 コンタクトメタル
21 反応層
22 パッド電極
23 裏面電極
31 n+型 炭化珪素基板
32 n型 エピタキシャル膜
33 n型領域
34 n+ソース領域
35 p+型コンタクト領域
36 p型領域
37 p型SiC層
38 ソース電極
39 ドレイン電極
1 n-type 4H-SiC (000-1) substrate 2 n-
Claims (8)
前記熱処理の工程は、最高温度から400℃の範囲での降温速度が5℃/分以上100℃/分未満としたことを特徴とする炭化珪素半導体素子の製造方法。 Forming at least one oxide film, nitride film, or oxynitride film as a gate insulating film on a silicon carbide substrate; and, after forming the gate insulating film, the gate insulating film is formed at a temperature of 400 ° C. or higher. Including a step of heat treatment,
The method of manufacturing a silicon carbide semiconductor element, wherein the heat treatment step is performed at a rate of temperature decrease in a range from a maximum temperature to 400 ° C. of 5 ° C./min or more and less than 100 ° C./min.
前記炭化珪素基板上に形成され、少なくとも1層以上の酸化膜、窒化膜あるいは酸窒化膜からなるゲート絶縁膜とを有し、
前記ゲート絶縁膜は、質量密度が2.2g/cm-3以上かつ2.5g/cm-3未満であることを特徴とする炭化珪素半導体素子。 A silicon carbide substrate;
A gate insulating film formed on the silicon carbide substrate and including at least one oxide film, nitride film, or oxynitride film;
The silicon carbide semiconductor device, wherein the gate insulating film has a mass density of 2.2 g / cm −3 or more and less than 2.5 g / cm −3 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016051736A JP2017168603A (en) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | Silicon carbide semiconductor element and silicon carbide semiconductor element manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016051736A JP2017168603A (en) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | Silicon carbide semiconductor element and silicon carbide semiconductor element manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017168603A true JP2017168603A (en) | 2017-09-21 |
Family
ID=59913603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016051736A Pending JP2017168603A (en) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | Silicon carbide semiconductor element and silicon carbide semiconductor element manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017168603A (en) |
-
2016
- 2016-03-15 JP JP2016051736A patent/JP2017168603A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6305294B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP4647211B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP5920684B2 (en) | Semiconductor device | |
JP6025007B2 (en) | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device | |
JP6505466B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP5584823B2 (en) | Silicon carbide semiconductor device | |
JP6432232B2 (en) | Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing silicon carbide semiconductor device | |
JP5638558B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US11329134B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP2016157762A (en) | Semiconductor device and manufacturing method | |
JP6189261B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US9960040B2 (en) | Manufacturing method of silicon carbide semiconductor device | |
JP2009043880A (en) | Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device and silicon carbide semiconductor device | |
JP2015142078A (en) | Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JPWO2016114055A1 (en) | Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing silicon carbide semiconductor device | |
JP5072482B2 (en) | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device | |
JP2016201500A (en) | Silicon carbide mos type semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP6844176B2 (en) | Silicon Carbide Semiconductor Device and Method for Manufacturing Silicon Carbide Semiconductor Device | |
JP6582537B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device | |
JP2018056353A (en) | Silicon carbide semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP2017168603A (en) | Silicon carbide semiconductor element and silicon carbide semiconductor element manufacturing method | |
JP7500525B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP2017168600A (en) | Silicon carbide semiconductor element and silicon carbide semiconductor element manufacturing method | |
JP6155553B2 (en) | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device | |
JP5997746B2 (en) | Semiconductor device |