JP7325073B2 - 半導体基板及びその製造方法、結晶積層構造体及びその製造方法、並びに半導体デバイス - Google Patents
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Description
第1の実施の形態においては、エピタキシャル膜のその下地である基板との界面近傍の領域におけるSiを含む高伝導度層の形成が効果的に抑制された結晶積層構造体、及びその結晶積層構造体の作製の過程で得られる半導体基板を作製する。
第1の実施の形態によれば、エピタキシャル膜12とその下地である基板10との界面13の近傍におけるエピタキシャル膜12中のSiの濃度が低い結晶積層構造体2が得られる。結晶積層構造体2においては、エピタキシャル膜12中の界面13の近傍におけるSiの濃度が低いため、界面13の近傍における高濃度のキャリアを含む高伝導度層の形成が効果的に抑制されている。
第2の実施の形態においては、第1の実施の形態に係る結晶積層構造体を用いて製造される半導体デバイスの1つである横型MOSFETを製造する。なお、第1の実施の形態に含まれるものと同様の部材については、同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
第2の実施の形態によれば、基板10とエピタキシャル膜12との界面13の近傍におけるエピタキシャル膜12中のSi濃度が低い横型MOSFET3が得られる。横型MOSFET3においては、エピタキシャル膜12中の界面13の近傍におけるSi濃度が低いため、界面13の近傍における高濃度のキャリアを含む高伝導度層の形成が効果的に抑制されている。このため、ソース電極31とドレイン電極32の間に電流が流れるときにエピタキシャル膜12中の界面13の近傍を流れる寄生伝導電流の発生を抑えることができる。
第3の実施の形態においては、第1の実施の形態に係るエピタキシャル膜とその下地部材との界面のSi濃度を低減する方法を用いて縦型MOSFETを製造する。なお、第1、第2の実施の形態に含まれるものと同様の部材については、同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
第3の実施の形態によれば、電流遮断領域42とエピタキシャル膜43の界面44の近傍におけるエピタキシャル膜43中のSi濃度が低い縦型MOSFET4が得られる。縦型MOSFET4においては、エピタキシャル膜43中の界面44の近傍におけるSi濃度が低いため、界面44の近傍における高濃度のキャリアを含む高伝導度層の形成が効果的に抑制されている。このため、ゲート電極47に閾値以下の電圧を印加してチャネルの一部を閉じたときに、エピタキシャル膜43中の界面44の近傍における寄生伝導電流の発生を抑えることができる。
前記反応性イオンエッチングが、上部電極と下部電極との間の全ての装置部品がSiを含まない材料からなる反応性イオンエッチング装置を用いて実施される、
半導体基板の製造方法。
上記[1]に記載の半導体基板の製造方法。
加熱処理により、前記アモルファスキャップ層を、その表面に付着した大気中のSiに由来するSi化合物とともに除去する工程と、
前記アモルファスキャップ層を除去した後、Siを含まない第2の材料を母材とするエピタキシャル膜を前記下地部材の表面上にエピタキシャル成長させる工程と、
を含み、
前記反応性イオンエッチングが、上部電極と下部電極との間の全ての部材がSiを含まない材料からなる反応性イオンエッチング装置を用いて実施される、
結晶積層構造体の製造方法。
上記[3]に記載の結晶積層構造体の製造方法。
上記[3]又は[4]に記載の結晶積層構造体の製造方法。
Siと反応するエッチングガスに含まれる元素を含むアモルファスキャップ層が表面に形成された、
半導体基板。
上記[6]に記載の半導体基板。
Siを含まない第2の材料を母材とする、前記下地部材上のエピタキシャル膜と、
を含み、
前記下地部材と前記エピタキシャル膜との界面のSi濃度が5×1018cm-3未満である、
結晶積層構造体。
上記[8]に記載の結晶積層構造体。
上記[9]に記載の結晶積層構造体。
Siを含まない第2の材料を母材とする、前記下地部材上のエピタキシャル膜と、
前記下地部材と前記エピタキシャル膜との界面と電気的に接続された電極と、
を含み、
前記界面のSi濃度が5×1018cm-3未満である、
半導体デバイス。
上記[11]に記載の半導体デバイス。
上記[12]に記載の半導体デバイス。
Claims (5)
- Siを含まない第1の材料を母材とする基板に、Siと反応するエッチングガスを用いる反応性イオンエッチングを施し、前記エッチングガスに含まれる元素を含むアモルファスキャップ層を前記基板の表面に形成する工程、を含み、
前記反応性イオンエッチングが、上部電極と下部電極との間の全ての装置部品がSiを含まない材料からなる反応性イオンエッチング装置を用いて実施される、
半導体基板の製造方法。 - Siを含まない第1の材料を母材とする下地部材に、Siと反応するエッチングガスを用いる反応性イオンエッチングを施し、前記エッチングガスに含まれる元素を含むアモルファスキャップ層を前記下地部材の表面に形成する工程と、
加熱処理により、前記アモルファスキャップ層を、その表面に付着した大気中のSiに由来するSi化合物とともに除去する工程と、
前記アモルファスキャップ層を除去した後、Siを含まない第2の材料を母材とするエピタキシャル膜を前記下地部材の表面上にエピタキシャル成長させる工程と、
を含み、
前記反応性イオンエッチングが、上部電極と下部電極との間の全ての装置部品がSiを含まない材料からなる反応性イオンエッチング装置を用いて実施される、
結晶積層構造体の製造方法。 - Siを含まない第1の材料を母材とし、
Siと反応するエッチングガスに含まれるフッ素と炭素を含む除去可能なアモルファスキャップ層が表面に形成された、
半導体基板。 - Siを含まない第1の材料を母材とする下地部材と、
Siを含まない第2の材料を母材とする、前記下地部材上のエピタキシャル膜と、
を含み、
前記下地部材と前記エピタキシャル膜との界面のSi濃度が5×1018cm-3未満であり、
前記界面のF濃度が、1×1021cm-3以下であって、
前記Si濃度は、前記界面から前記エピタキシャル膜側へ単調に減少する、
結晶積層構造体。 - Siを含まない第1の材料を母材とする下地部材と、
Siを含まない第2の材料を母材とする、前記下地部材上のエピタキシャル膜と、
前記下地部材と前記エピタキシャル膜との界面と電気的に接続された電極と、
を含み、
前記界面のSi濃度が5×1018cm-3未満であり、
前記界面のF濃度が、1×1021cm-3以下であって、
前記Si濃度は、前記界面から前記エピタキシャル膜側へ単調に減少する、
半導体デバイス。
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