JP6957428B2 - 半導体装置、及び、半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置、及び、半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
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10a ボディ領域(第1のダイヤモンド領域)
10b ソース領域(第2のダイヤモンド領域)
10c ドレイン領域(第3のダイヤモンド領域)
12 ゲート絶縁層
14 ゲート電極
16 界面終端領域(領域)
30 第1の酸化シリコン層
32 第2の酸化シリコン層
100 MOSFET(半導体装置)
Claims (13)
- {111}面に対するオフ角が10度以下の表面を有するダイヤモンド層と、
ゲート電極と、
前記ダイヤモンド層と前記ゲート電極との間に位置し、酸化物を含むゲート絶縁層と、
前記ダイヤモンド層と前記ゲート絶縁層との間に位置し、窒素(N)、リン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、及び、ビスマス(Bi)からなる群から選ばれる少なくとも一つの元素を含む領域と、
を備え、
前記ダイヤモンド層、前記領域、及び、前記ゲート絶縁層の前記元素の濃度分布は、前記領域にピークを有し、
前記ピークの前記ゲート絶縁層の側に存在する前記元素の量が、前記ピークの前記ダイヤモンド層の側に存在する前記元素の量よりも多い、半導体装置。 - 前記ピークの前記元素の濃度は、1×1017cm−3以上1×1022cm−3以下である請求項1記載の半導体装置。
- 前記元素の濃度分布の前記ピークに対する半値全幅は5nm以下である請求項1又は請求項2記載の半導体装置。
- {111}面に対するオフ角が10度以下の表面を有するダイヤモンド層と、
ゲート電極と、
前記ダイヤモンド層と前記ゲート電極との間に位置し、酸化物を含むゲート絶縁層と、
前記ダイヤモンド層と前記ゲート絶縁層との間に位置し、窒素(N)、リン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、及び、ビスマス(Bi)からなる群から選ばれる少なくとも一つの元素を含む領域と、
を備え、
前記領域は、前記元素の原子が3個の炭素原子と結合する第1の結合構造を有する半導体装置。 - 前記領域は、炭素原子と結合する酸素原子と前記酸素原子と結合するシリコン原子を含む第2の結合構造を有する請求項4記載の半導体装置。
- 前記領域の中の前記第1の結合構造は、前記領域の中の前記第2の結合構造よりも少ない請求項5記載の半導体装置。
- 前記酸化物は、酸化シリコンである請求項1ないし請求項6いずれか一項記載の半導体装置。
- 前記ダイヤモンド層は、第1導電型の第1のダイヤモンド領域、第2導電型の第2のダイヤモンド領域、及び、第2導電型の第3のダイヤモンド領域を有し、
前記第1のダイヤモンド領域の少なくとも一部は、前記ゲート絶縁層を間に挟んで前記ゲート電極に対向し、
前記第2のダイヤモンド領域は前記ゲート電極の一方の端部に対向する前記ダイヤモンド層の中に位置し、前記第3のダイヤモンド領域は前記ゲート電極の他方の端部に対向する前記ダイヤモンド層の中に前記第2のダイヤモンド領域と離間して位置する請求項1ないし請求項7いずれか一項記載の半導体装置。 - 前記第1導電型がp型であり、前記第2導電型がn型である請求項8記載の半導体装置。
- {111}面に対するオフ角が10度以下の表面を有するダイヤモンド層の上に第1の酸化シリコン層を形成し、
窒素(N)、リン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、及び、ビスマス(Bi)からなる群から選ばれる少なくとも一つの元素を含む雰囲気中で第1の熱処理を行い、
前記第1の熱処理の後に、前記第1の酸化シリコン層を剥離し、前記ダイヤモンド層の上に第2の酸化シリコン層を形成し、
前記第1の熱処理の後にゲート電極を形成する半導体装置の製造方法。 - 前記第1の酸化シリコン層を形成した後、前記第1の熱処理の前に、非酸化性雰囲気で第2の熱処理を行う請求項10記載の半導体装置の製造方法。
- {111}面に対するオフ角が10度以下の表面を有するダイヤモンド層の上に第1の酸化シリコン層を形成し、
窒素(N)、リン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、及び、ビスマス(Bi)からなる群から選ばれる少なくとも一つの元素を含む雰囲気中で第1の熱処理を行い、
前記第1の熱処理の後にゲート電極を形成し、
前記第1の熱処理は、NO、PO、AsO、SbO、BiO、NOCl3、POCl3、AsOCl3、SbOCl3、BiOCl3から選択される少なくとも一種の酸素含有ガスをN2、Ar、Heから選択される少なくとも一種の希釈ガスで希釈して、熱処理温度が1150℃以上1300℃以下、酸素含有ガスの濃度が50ppm以上500ppm以下、で行う半導体装置の製造方法。 - 前記第1の熱処理は、熱処理温度が1200℃以上1300℃以下、かつ酸素含有ガスの濃度が50ppm以上350ppm以下で行われる請求項12記載の半導体装置の製造方法。
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