JP3416930B2 - SiC半導体装置の製造方法 - Google Patents

SiC半導体装置の製造方法

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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、SiC半導体を
用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】発光ダイオードや半導体レーザ等の光半
導体素子用材料として開発が進んでいるSiC半導体
は、熱的、科学的に安定であり、耐放射線性に優れてい
ることから、耐環境デバイスや高出力デバイスの材料と
して注目を集めている。
【0003】また、SiC半導体は、GaAs半導体に
比べて、電子移動度が約2から3倍大きいことから、高
周波半導体素子用材料としても開発が行われている。
【0004】従来のSiC半導体電子デバイスに関して
は、SiC MESFETがIEEE、GaAs IC
Symposium 19,1993等に提案されて
いる。
【0005】従来のSiC MESFETの構造を図7
ないし図9に従い説明する。
【0006】図7ないし図9は、従来のRIE(リアク
ティブ・イオン・エッチング)法により、素子分離する
ためにSiC半導体層をエッチングした状態を示し、図
7は断面図、図8は同平面図、図9は図8のc−c’線
断面図である。
【0007】図7に示すように、n型SiC基板54上
に、p型SiCエピタキシャル層55、更に、その上に
n型SiCエピタキシャル層56が順次成長させて形成
されている。このn型SiCエピタキシャル層56上に
マスクとなるNi蒸着膜57をパターン形成した後、素
子分離のためにCF4 ガスを用いたRIE法によって、
p型SiC層エピタキシャル55に到達するようにドラ
イエッチングを施し、分離用溝が形成される。この分離
用溝により段差が形成される。
【0008】次いで、図8に示すごとく、ニッケル(N
i)を蒸着してパターニングすることによりソース電極
58、ドレイン電極59が形成されると共に、金(A
u)、白金(Pt)等のショットキー接合電極からなる
ゲート電極60が形成される。
【0009】ここで、ゲート電極60の配線は、図9に
示すごとく、段差部を含んで形成されることになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記した段差は、その
角度がほぼ90°(80〜90°)、即ち、80°以上
となることから、ステップカバレージが悪くなり、段差
部分でゲート電極用配線の断線が生じやすく、電子デバ
イス製造上及び信頼性の点などで大きな問題となってい
た。
【0011】また、段差部分での断線を防ぐためには、
ゲート配線の膜厚を厚くする方法もあるが、ゲート配線
を厚くするとこの上に設けられるパッシベーションが悪
くなる等の問題がある。
【0012】上記したように、従来の素子分離用の溝形
成により生じる段差は、その角度が80°以上となるた
め、各種配線パターンを有するIC化等は極めて困難で
あるという問題があった。
【0013】この発明は、上述した従来の問題点を解決
するためになされたものにして、段差の角度を緩やかに
して、ゲート配線の断線等を解消し、IC化を図ること
ができるSiC半導体装置の製造方法を提供することを
その目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】この発明の製造方法は、
SiC半導体層上に、この半導体層以上のエッチング速
を有する天然ゴム系フォトレジストからなるマスクを
設け、ドライエッチングにより前記SiC半導体層をエ
ッチングして、SiC半導体層をテーパー状にエッチン
グすることによりメサ形状を形成し、当該メサ形状の平
坦部からテーパー部に架けてゲート電極を形成すること
を特徴とする。
【0015】また、この発明の製造方法は、SiC半導
体層上に、この半導体層以上のエッチング速度を有する
フェノールノボラックフォトレジストからなるマスクを
設け、ドライエッチングにより前記SiC半導体層をエ
ッチングして、SiC半導体層をテーパー状にエッチン
グすることによりメサ形状を形成し、当該メサ形状の平
坦部からテーパー部に架けて上にゲート電極を形成する
ことを特徴とする。
【0016】この発明は、SiC半導体以上のエッチン
グ速度を有する材料でマスクを形成し、RIE法でSi
C半導体をエッチングすることにより、エッチング工程
中にマスクが縮退し、SiC半導体表面が徐々に露出す
ることになり、SiC半導体をテーパーを有した状態で
エッチングできる。
【0017】例えば、RIE条件、300W、CF4
ス10SCCMで、SiC半導体のエッチングレート
は、400オングストローム/minである。また、天
然ゴム系フォトレジストやフェノールノボラック系フォ
トレジストのエッチングレートは800オングストロー
ム/minである。
【0018】ここで、SiC半導体よりエッチング速度
が速い天然ゴム系フォトレジストをRIEの選択マスク
として用いた場合、例えば、SiC半導体に対するエッ
チングレート比が2倍であることから、RIE法によっ
て約26°のテーパー角度を有するメサエッチングが可
能になる。
【0019】RIEによるエッチングのテーパー角度の
調整は、マスクの材料の選択やマスクにあらかじめテー
パーを形成するなどの方法により行うことができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、この発明によるテーパーエ
ッチングのメサ形状を有して成るSiC半導体装置の実
施の形態につき説明する。
【0021】図1は、SiC MESFETの製造方法
の第1の実施の形態を工程別に示す断面図、図2は同平
面図である。
【0022】まず、図1(a)に示すように、n型Si
C基板1の主面に膜厚5.0μm程度のp型SiCエピ
タキシャル層2、膜厚0.2μm程度のn型SiCエピ
タキシャル層3を順次形成する。このウェハの主面に、
例えば、天然ゴム系フォトレジストからなるRIE選択
用マスクパターン4を形成する。この天然ゴム系フォト
レジスト4としては、この実施の形態では、東京応化株
式会社製の商品名「OMR」を用いた。この際、プロキ
シミティー露光処理を施すことで、テーパー形状5を有
するマスクパターン4が形成される。尚、マスクパター
ン4におけるフォトレジストの厚さは約2μmである。
【0023】次いで、図1(b)に示すように、300
W、CF4 ガス10SCCMの条件で、20分のRIE
6の処理を行い、n型SiCエピタキシャル層3及びp
型SiCエピタキシャル層2を約0.8μmエッチング
する。このRIE条件におけるSiCのエッチングレー
トは、400オングストローム/min、また、天然ゴ
ム系フォトレジストのエッチングレートは800オング
ストローム/minである。
【0024】この結果、RIE処理により、フォトレジ
ストからなるマスクパターン4は縮退しつつ、SiCの
エッチング処理が進むため、SiC半導体膜はテーパー
状にエッチングされて、素子分離がなされる。
【0025】この工程で、約20°程度のテーパー角度
を有するメサ形状7が形成される。
【0026】次いで、図1(c)及び(d)に示すよう
に、残フォトレジスト膜を除去し、表面の清浄化処理を
行った後、ソース電極8、ドレイン電極9をNi蒸着及
びパターニングし、熱処理によって形成する。そして、
ショットキ接合電極としてゲート電極10をPtのリフ
トオフ技術を用いて形成する。
【0027】このように、約20°程度のテーパー角度
を有するメサ形状7の平坦部からテーパー部に架けて
ート電極10を形成することにより、図1(d)及び図
2に示すように、ゲート電極10のステップカバレージ
が良好となり、断線等の畏れがなくなる。
【0028】次に、この発明の第2の実施の形態につき
図3に従い説明する。図3は、SiC MESFETの
製造方法の第2の実施の形態を工程別に示す断面図であ
る。
【0029】図3(a)に示すように、前述した第1の
実施の形態と同様に、n型SiC基板1の主面にp型S
iCエピタキシャル層2、n型エピタキシャル層3が順
次形成されたウェハの主面に、例えば、フェノールノボ
ラックフォトレジストを塗布して、露光現像し、マスク
パターン4aを形成する。この実施の形態では、東京応
化株式会社製商品名「OFPR8600」を用いた。
尚、マスクパターン4aのフォトレジストの厚さは、約
2μmである。
【0030】この第2の実施の形態が第1の実施の形態
と相違するところは、マスクパターン4aにテーパーを
設けていないことである。
【0031】次いで、図3(b)に示すように、300
W、CF4 ガス10SCCMの条件で、20分のRIE
6の処理を行い、n型SiCエピタキシャル層3及びp
型SiCエピタキシャル層2を約0.8μmエッチング
する。このRIE条件で、SiCのエッチングレート
は、400オングストローム/min、また、フェノー
ルノボラックフォトレジストのエッチングレートは80
0オングストローム/minである。
【0032】この結果、RIE処理により、フォトレジ
スト4aは縮退しつつ、SiCのエッチング処理が進む
ため、SiC半導体膜はテーパー状にエッチングされ
る。この時、このフォトレジストからなるマスクパター
ン4aは、前述した第1の実施の形態のように、テーパ
ーを設けていないので、縮退によりレジスト端部のSi
C半導体表面が露出する時間が第1の実施の形態よりは
時間がかかる。
【0033】従って、この実施の形態においては、この
工程で、約30°程度のテーパー角度を有するメサ形状
7が形成される。
【0034】次いで、図3(c)に示すように、残フォ
トレジスト膜を除去し、表面の清浄化処理を行った後、
ソース電極、ドレイン電極をNi蒸着及びパターニング
し、熱処理によって形成する。そして、ショットキ接合
電極からなるゲート電極10をPtのリフトオフ技術を
用いて形成する。
【0035】尚、テーパー形状の角度をより大きくする
には、SiC半導体とのエッチング速度の差を小さくす
ればよい。
【0036】図4は、この発明の技術をSiCバイポー
ラトランジスタに用いた参考例を示す断面図である。
【0037】コレクター領域となるn型SiC基板10
の主面に、ベース領域となるp型SiCエピタキシャル
層11を形成した後、動作電圧を下げるためにエミッタ
領域と接合する部分をエッチングにより除去して薄膜化
する。この薄膜化のためのエッチングを上述したこの発
明によるRIEのエッチング方法を用いて動作層端部を
テーパー形状にする。即ち、薄膜化する部分を除いて、
SiC半導体のエッチング速度以上のエッチング速度を
有する材料からなるマスクパターンを設け、RIEによ
りベース領域の動作層の薄膜化を行う。この薄膜化によ
り、メサ形状が形成され、動作層端部に所定のテーパー
が形成される。
【0038】続いて、エミック領域となるn型SiCエ
ピタキシャル層12を成型して形成する。この結果、ベ
ース領域11とエミッタ領域12との端部はテーパー状
に形成されるため、この部分での電界集中が緩和され、
耐圧が向上する。
【0039】次いで、エミッタ領域12及びエレクタ領
域10部分にNi電極13、14を蒸着及びパターニン
グした後熱処理を施して形成し、ベース領域11にAl
電極15を形成する。その後、約1000℃、Ar中で
熱処理をした後、例えば、シリコン窒化膜(Si
3 4 )からなる保護膜16を形成して、この発明にか
かるSiCバイポーラトランジスタが得られる。
【0040】図5は、SiCダイオードとSiC ME
SFETのIC化したこの発明の第の実施の形態を示
す断面図である。n型SiC基板27の主面にp型Si
Cエピタキシャル成長層28と、n型SiCエピタキシ
ャル成長層29が順次形成されたウェハの主面に、本発
明のRIEのエッチング方法を用いて所定のテーパ角度
を有するメサエッチング30を施す。
【0041】次いで、MESFET領域31に、ソース
電極32、ドレイン電極33となるNi電極を、ダイオ
ード領域34にカソード電極35となるNi電極を形成
する。ダイオードのカソード電極35とMESFETの
ソース電極32とは、SiO2 膜36上に形成された配
線パターン電極37のAu/Ti膜によって接続されて
いる。また、MESFETのゲート電極38とダイオー
ドのアノード電極39は、Al電極によって形成され
る。
【0042】このダイオードとMESFETの組み合わ
せにより、MESFETのソース・ドレイン間電流をダ
イオードの微小電流により制御することができるもので
あり、これはSiC半導体のメサ形状エッチングの実現
によって可能になったものである。
【0043】図6は、SiCフォトダイオードとSiC
MESFETのIC化の第4の実施の形態を示す断面
図である。MESFET領域31とフォトダイオード領
域34とはV溝36により分離されて成る。図5のダイ
オードがフォトダイオードとして機能する以外は同じ構
成であるので、説明の重複を避けるために同じ部分には
同じ符号を付し説明を省略する。
【0044】フォトダイオードへの光照射39によるフ
ォトダイオードの微小電流変化により、MESFETの
ソース・ドレイン電流が制御される。また、この実施の
形態においては、テーパ形状の部分だけ光の応答性が上
昇するという効果もある。
【0045】尚、上記した各実施の形態においては、S
iCエピタキシャル層をエッチング除去し、テーパ形状
に形成したが、SiC基板自体をエッチング除去してテ
ーパ形状に形成しても良い。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、段差部分での配線の断線が防止でき、SiC半導体
を用いたIC化が容易に図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】SiC MESFETの製造方法の第1の実施
の形態を工程別に示す断面図である。
【図2】SiC MESFETの製造方法の第1の実施
の形態を示す同平面図である。
【図3】SiC MESFETの製造方法の第2の実施
の形態を工程別に示す断面図である。
【図4】この発明の技術をSiCバイポーラトランジス
タに用いた参考例を示す断面図である。
【図5】SiCダイオードとSiC MESFETのI
C化したこの発明の第3の実施の形態を示す断面図であ
る。
【図6】SiCフォトダイオードとSiC MESFE
TのIC化の第4の実施の形態を示す断面図である
【図7】従来のRIE法により、素子分離するためにS
iC半導体層をエッチングした状態を示す断面図であ
る。
【図8】図7の上面から見た平面図である。
【図9】図8のc−c’線断面図である。
【符号の説明】
1 n型SiC基板 2 p型SiCエピタキシャル層 3 n型エピタキシャル層 4 マスクパターン 7 メサ形状
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−142568(JP,A) 特開 平3−136252(JP,A) 特開 平9−82956(JP,A) 特開 平9−88283(JP,A) 特開 平5−129321(JP,A) 特開 平8−250737(JP,A) 特開 平1−196873(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/338 H01L 21/76 H01L 29/778 - 29/812

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SiC半導体層上に、この半導体層以上
    のエッチング速度を有する天然ゴム系フォトレジスト
    らなるマスクを設け、ドライエッチングにより前記Si
    C半導体層をエッチングして、SiC半導体層をテーパ
    ー状にエッチングすることによりメサ形状を形成し、当
    該メサ形状の平坦部からテーパー部に架けてゲート電極
    を形成することを特徴とするSiC半導体装置の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 SiC半導体層上に、この半導体層以上
    のエッチング速度を有するフェノールノボラックフォト
    レジストからなるマスクを設け、ドライエッチングによ
    り前記SiC半導体層をエッチングして、SiC半導体
    層をテーパー状にエッチングすることによりメサ形状を
    形成し、当該メサ形状の平坦部からテーパー部に架けて
    ゲート電極を形成することを特徴とするSiC半導体装
    置の製造方法。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW565630B (en) * 1999-09-07 2003-12-11 Sixon Inc SiC wafer, SiC semiconductor device and method for manufacturing SiC wafer
JP2003007976A (ja) * 2001-06-25 2003-01-10 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びモジュール装置
JP4777699B2 (ja) 2005-06-13 2011-09-21 本田技研工業株式会社 バイポーラ型半導体装置およびその製造方法
JP5213350B2 (ja) * 2007-04-26 2013-06-19 関西電力株式会社 炭化珪素ツェナーダイオード
JP2010034220A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Kansai Electric Power Co Inc:The バイポーラ半導体装置
JP2012256664A (ja) * 2011-06-08 2012-12-27 Advanced Power Device Research Association メサ型ダイオードおよびメサ型ダイオードの製造方法
JP5817823B2 (ja) * 2013-12-27 2015-11-18 富士電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
CN112530795A (zh) * 2020-08-21 2021-03-19 中国工程物理研究院电子工程研究所 基于小角度深刻蚀工艺的碳化硅功率器件终端及制作方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60142568A (ja) * 1983-12-29 1985-07-27 Sharp Corp 炭化珪素電界効果トランジスタの製造方法
JPH0666335B2 (ja) * 1983-12-29 1994-08-24 シャープ株式会社 炭化珪素ショットキ接合型電界効果トランジスタの製造方法
JPH01196873A (ja) * 1988-02-02 1989-08-08 Sharp Corp 炭化珪素半導体装置
JPH05129321A (ja) * 1991-10-30 1993-05-25 Rohm Co Ltd ヘテロ接合トランジスタ
JPH08250737A (ja) * 1995-03-09 1996-09-27 Sharp Corp 薄膜トランジスタ及びその製造方法
JP3305929B2 (ja) * 1995-09-14 2002-07-24 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
JPH0988283A (ja) * 1995-09-26 1997-03-31 Mitsubishi Plastics Ind Ltd パーゴラ用梁

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