JP5309600B2 - 炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置 - Google Patents
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Description
谷本智他著、電子情報通信学会論文誌 C Vol.J86−C NO.4 「SiCデバイスのオーミックコンタクト形成技術」、2003年4月、359頁〜367頁
図1は、本発明の実施の形態1におけるSiC半導体装置を示す概略断面図である。図1を参照して、本実施の形態におけるSiC半導体装置としてのRESURF(Reduced Surface Field)型JFET(Junction Field Effect Transistor:接合電界効果トランジスタ)100aを説明する。
図12は、本発明の実施の形態2におけるSiC半導体装置を示す概略断面図である。図12を参照して、本実施の形態におけるSiC半導体装置としてのMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:電界効果トランジスタ)を説明する。図12に示すように、本実施の形態におけるMOSFET100bは、基板111と、n型半導体層116と、p型ボディ部117と、n型不純物領域118と、高濃度領域115と、ソース電極151と、ゲート電極154と、ドレイン電極152と、ゲート酸化膜132と、配線181〜183と、絶縁膜133とを備えている。
本実施例では、電極を形成したときにSiC半導体層への侵入範囲を低減することの効果について、図26に示すpnダイオードを製造して、その耐圧を測定することにより、調べた。
図20は、本実施例におけるSiC半導体層を準備する工程を説明するための概略断面図である。図20に示すように、まず、基板111として、4H−SiC基板を準備した。このSiC基板111上に、CVD法により、10μmの厚みを有するn型半導体層113を形成した。n型半導体層113のn型不純物として、Nを用いた。その後、このn型半導体層113上に、CVD法により、0.35μmの厚みを有するp型半導体層114を形成した(ステップS1)。p型半導体層114のp型不純物として、Alを用いた。
比較例におけるpnダイオードは、基本的には本発明例と同様の方法により製造されるが、高濃度領域115を形成するステップS3を実施しなかった点においてのみ異なる。
本発明例および比較例におけるpnダイオードと、熱処理を行なうステップS4実施前の本発明例のpnダイオードとについて、それぞれ裏面側(基板111と接する電極)を0電位とし、表面側(電極150)が負電位になるように印加電圧を加え、その間の電流と電圧を測定することにより耐圧を測定した。
熱処理を行なうステップS4実施前のpnダイオードの耐圧は200V以上であり、本発明例のpnダイオードの耐圧は65Vであり、比較例におけるpnダイオードの耐圧は22Vであった。
Claims (6)
- 主面を含む炭化珪素半導体層を準備する工程と、
前記炭化珪素半導体層の前記主面にシリコンをドーピングして、前記炭化珪素半導体層において前記シリコンがドーピングされていない領域よりもシリコン濃度の高い高濃度領域を形成する工程と、
前記シリコンがドーピングされた前記炭化珪素半導体層を活性化アニールする工程と、
前記活性化アニールする工程の後、前記炭化珪素半導体層の前記主面に絶縁膜を形成する工程と、
前記高濃度領域と接する位置に、シリコンと化合物を生成する材料を含む金属層を形成する工程と、
前記金属層を熱処理して、前記化合物を含む電極を形成する工程とを備えた、炭化珪素半導体装置の製造方法。 - 前記炭化珪素半導体層の前記主面に不純物をドーピングして、前記炭化珪素半導体層において前記不純物がドーピングされていない領域よりも不純物濃度が高い不純物領域を形成する工程をさらに備え、
前記高濃度領域と前記不純物領域との少なくとも一部が重なっている、請求項1に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。 - 前記電極を形成する工程では、前記金属層を構成する前記材料はNiであり、前記Niと前記高濃度領域を構成するシリコンとによりNi 2 Siよりなる前記電極を形成し、
前記高濃度領域を形成する工程では、前記金属層を構成する前記Niの原子数の0.1倍以上0.5倍以下のシリコンを前記高濃度領域にドーピングする、請求項1または2に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。 - 炭化珪素半導体層と、
前記炭化珪素半導体層の表面に形成された電極と、
前記炭化珪素半導体層の前記表面に形成された絶縁膜とを備え、
前記炭化珪素半導体層は、前記電極と接する位置に形成され、かつ前記炭化珪素半導体層において前記電極と接する位置以外の領域のシリコン濃度よりも高いシリコン濃度を有する高濃度領域を含む、炭化珪素半導体装置。 - 前記炭化珪素半導体層は、前記高濃度領域と接する位置に形成され、かつ前記炭化珪素半導体層において前記高濃度領域と接する位置以外の領域の不純物濃度よりも高い不純物濃度を有する不純物領域をさらに含む、請求項4に記載の炭化珪素半導体装置。
- 前記電極は、Ni 2 Siよりなり、
前記高濃度領域は、Niの原子数の0.1倍以上0.5倍以下のシリコンがドーピングされている、請求項4または5に記載の炭化珪素半導体装置。
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