JP7381643B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7381643B2 JP7381643B2 JP2022061934A JP2022061934A JP7381643B2 JP 7381643 B2 JP7381643 B2 JP 7381643B2 JP 2022061934 A JP2022061934 A JP 2022061934A JP 2022061934 A JP2022061934 A JP 2022061934A JP 7381643 B2 JP7381643 B2 JP 7381643B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sic semiconductor
- region
- layer
- forming
- semiconductor device
- 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.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 154
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 40
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 130
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 99
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 97
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 90
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 84
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 68
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 67
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 claims description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 47
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 38
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 35
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 29
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 16
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 389
- 239000010408 film Substances 0.000 description 256
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 131
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 130
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 68
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 68
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 56
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 44
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 44
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 33
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 description 28
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 26
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 23
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 21
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 20
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 16
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 16
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 15
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 13
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910021334 nickel silicide Inorganic materials 0.000 description 11
- RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N nickel silicide Chemical compound [Ni]=[Si]=[Ni] RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 9
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 8
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 7
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 7
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N Hydrogen bromide Chemical compound Br CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009279 wet oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- 238000004943 liquid phase epitaxy Methods 0.000 description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 4
- 229940110728 nitrogen / oxygen Drugs 0.000 description 4
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000042 hydrogen bromide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229960001730 nitrous oxide Drugs 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 boron ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 2
- 235000013842 nitrous oxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
- H01L29/7813—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors with trench gate electrode, e.g. UMOS transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66053—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide
- H01L29/66068—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System
- H01L29/1608—Silicon carbide
Description
(項1)SiCからなり、表面がSi面である第1導電型の半導体層と、前記半導体層の表面から掘り下がったゲートトレンチと、前記ゲートトレンチの底面および側面上に形成され、前記側面上の部分の厚さに対する前記底面上の部分の厚さの比が0.3~1.0であるゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲートトレンチに埋設されたゲート電極とを含む、半導体装置。
(項2)前記半導体層において、前記ゲートトレンチの側方に形成され、前記ゲートトレンチの側面で前記ゲート絶縁膜と接する第2導電型のボディ領域と、前記ボディ領域の表層部において、前記ゲートトレンチに隣接して形成された第1導電型のソース領域とを含み、前記ゲート絶縁膜に窒素が含有されている、項1に記載の半導体装置。
(項3)前記ボディ領域の前記第2導電型不純物の濃度が、1e19cm-3以下である、項2に記載の半導体装置。
(項4)前記半導体層における前記ゲートトレンチの前記底面から前記半導体層の厚さ方向途中部に至る部分に、不純物のインプランテーションにより形成されたインプラ層をさらに含む、項1~3のいずれか一項に記載の半導体装置。
(項5)前記インプラ層が、前記第2導電型不純物のインプランテーションにより形成されている、項3に記載の半導体装置。
(項6)前記ゲート絶縁膜における前記ゲートトレンチの前記側面上の部分の厚さが、2000Å以下である、項1~5のいずれか一項に記載の半導体装置。
(項7)前記ゲートトレンチの底部のゲート幅に直交する方向における端部が、外方へ向かって湾曲している、項1~6のいずれか一項に記載の半導体装置。
(項8)前記半導体層上に形成され、前記ソース領域にコンタクトされるソース配線を含み、前記ソース配線は、前記ソース領域とのコンタクト部分にポリシリコン層を有し、前記ポリシリコン層上にメタル層を有している、項2に記載の半導体装置。
(項9)前記ポリシリコン層と前記メタル層との間に、Tiを含有する中間層が介在されている、項8に記載の半導体装置。
(項10)前記メタル層が、Alを含有する層を有し、前記中間層が、前記ポリシリコン層の側からTi層およびTiN層がこの順で積層された構造を有する、項9に記載の半導体装置。
(項11)SiCからなり、表面がSi面である第1導電型の半導体層の表層部に、その表面から掘り下がったゲートトレンチを形成する工程と、前記ゲートトレンチの底面および側面を、窒素および酸素を含有するガス中において1200℃以上の熱処理温度で酸化させることにより、前記ゲートトレンチの前記底面および前記側面上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲートトレンチを埋め尽くすようにゲート電極を形成する工程とを含む、半導体装置の製造方法。
参考例1(N2O酸化)
まず、ウエハ状のSiC基板(Cree社製)のSi面に、N型不純物をドーピングしながらSiC結晶を成長させてSiCからなるエピタキシャル層を形成した。次いで、エピタキシャル層の表面(Si面)に所定パターンのSiO2マスクを形成し、そのSiO2マスクを介して、SF6/O2ガスをエピタキシャル層の表面に入射することによりトレンチを形成した。
参考例2(Dry酸化)
トレンチを形成する工程まで、参考例1と同様の工程を行なった。トレンチの形成後、SiC基板を拡散炉に搬入し、拡散炉内を1150℃に加熱した状態でO2ガスを4時間供給した。これにより、トレンチ内面を酸化させて酸化膜を形成した。
参考例3(Wet酸化)
トレンチを形成する工程まで、参考例1と同様の工程を行なった。トレンチの形成後、SiC基板を拡散炉に搬入し、拡散炉内を1275℃に加熱した状態で水蒸気(H2Oガスを15分間供給した。これにより、トレンチ内面を酸化させて酸化膜を形成した。
1)酸化膜の厚さ測定
参考例1~3により形成された各酸化膜の厚さを、トレンチ側面上の部分およびトレンチ底面上の部分ごとに測定した。結果を、図10(a)~(c)(図10(a):参考例1、図10(b):参考例2、図10(c):参考例3)に示す。
2)酸化膜の厚さ比
図10(a)~(c)で示される各酸化膜の厚さを用いて、酸化膜における側面上の部分の厚さに対する底面上の部分の厚さの比(底面/側面)を算出した。結果を図10(a)~(c)に示す。
3 エピタキシャル層
5 ボディ領域
6 ゲートトレンチ
9 ゲート絶縁膜
10 絶縁膜側部
11 絶縁膜底部
12 ゲート電極
13 ソース領域
18 ポリシリコン層
25 中間層
26 メタル層
41 半導体装置
43 ゲートトレンチ
51 エピタキシャル層
53 ボディ領域
55 ソース領域
61 角部
62 インプラ活性層
63 ゲート絶縁膜
64 絶縁膜底部
65 絶縁膜側部
66 ゲート電極
69 ソース配線
70 ポリシリコン層
71 中間層
72 メタル層
85 半導体装置
Claims (17)
- 表面および裏面を有し、第1導電型のSiC半導体層の前記表面側に形成されたゲートトレンチと、前記SiC半導体層の前記裏面側に形成された第1導電型のドレイン領域とを有するMOSFETが形成されたSiC半導体装置の製造方法であって、
前記ゲートトレンチの内面に一部が露出するように第2導電型イオンが選択的に注入されたボディ形成領域と、前記ゲートトレンチの内面に一部が露出するように前記ボディ形成領域の前記表面側に第1導電型イオンが選択的に注入されたソース形成領域とを有する前記SiC半導体層の前記表面および前記ゲートトレンチの内面に沿う形状にカーボン膜を形成する第1工程と、
前記カーボン膜が形成された前記SiC半導体層を加熱して前記ボディ形成領域および前記ソース形成領域のイオンを活性化させることによって、前記SiC半導体層に第2導電型のボディ領域、当該ボディ領域の前記表面側に第1導電型のソース領域を形成する第2工程と、
前記カーボン膜を除去した後、前記ゲートトレンチの内面に沿ってゲート絶縁膜を形成する第3工程と、
前記ゲートトレンチ内にポリシリコンを埋め込む工程とを含み、
前記第1工程は、第1温度に所定時間保持する工程を含み、
前記第2工程は、前記第1温度よりも高い第2温度に所定時間保持する工程を含み、
前記第1温度から前記第2温度へは、30分以上掛けて移行する、SiC半導体装置の製造方法。 - 表面および裏面を有し、第1導電型のSiC半導体層の前記表面側に形成されたゲートトレンチと、前記SiC半導体層の前記裏面側に形成された第1導電型のドレイン領域とを有するMOSFETが形成されたSiC半導体装置の製造方法であって、
前記ゲートトレンチの内面に一部が露出するように第2導電型イオンが選択的に注入されたボディ形成領域と、前記ゲートトレンチの内面に一部が露出するように前記ボディ形成領域の前記表面側に第1導電型イオンが選択的に注入されたソース形成領域とを有する前記SiC半導体層の前記表面および前記ゲートトレンチの内面に沿う形状にカーボン膜を形成する第1工程と、
前記カーボン膜が形成された前記SiC半導体層を加熱して前記ボディ形成領域および前記ソース形成領域のイオンを活性化させることによって、前記SiC半導体層に第2導電型のボディ領域、当該ボディ領域の前記表面側に第1導電型のソース領域を形成する第2工程と、
前記カーボン膜を除去した後、前記ゲートトレンチの内面に沿ってゲート絶縁膜を形成する第3工程と、
前記ゲートトレンチ内にポリシリコンを埋め込む工程と、
前記ソース領域にオーミック接合されるソースコンタクト配線を形成する工程とを含み、
前記第1工程は、第1温度に所定時間保持する工程を含み、
前記第2工程は、前記第1温度よりも高い第2温度に所定時間保持する工程を含み、
前記ソースコンタクト配線を形成する工程は、前記ソース領域との接合部分にポリシリコン層を形成する工程を含み、
前記SiC半導体層を表面から前記ソース形成領域および前記ボディ形成領域を貫通するソーストレンチを形成する工程を、前記カーボン膜を形成する工程の前にさらに含む、SiC半導体装置の製造方法。 - 表面および裏面を有し、第1導電型のSiC半導体層の前記表面側に形成されたゲートトレンチと、前記SiC半導体層の前記裏面側に形成された第1導電型のドレイン領域とを有するMOSFETが形成されたSiC半導体装置の製造方法であって、
前記ゲートトレンチの内面に一部が露出するように第2導電型イオンが選択的に注入されたボディ形成領域と、前記ゲートトレンチの内面に一部が露出するように前記ボディ形成領域の前記表面側に第1導電型イオンが選択的に注入されたソース形成領域とを有する前記SiC半導体層の前記表面および前記ゲートトレンチの内面に沿う形状にカーボン膜を形成する第1工程と、
前記カーボン膜が形成された前記SiC半導体層を加熱して前記ボディ形成領域および前記ソース形成領域のイオンを活性化させることによって、前記SiC半導体層に第2導電型のボディ領域、当該ボディ領域の前記表面側に第1導電型のソース領域を形成する第2工程と、
前記カーボン膜を除去した後、前記ゲートトレンチの内面に沿ってゲート絶縁膜を形成する第3工程と、
前記ゲートトレンチ内にポリシリコンを埋め込む工程とを含み、
前記第1工程は、第1温度に所定時間保持する工程を含み、
前記第2工程は、前記第1温度よりも高い第2温度に所定時間保持する工程を含み、
前記第3工程は、酸素含有ガスにより前記カーボン膜を酸化除去すると共に、前記SiC半導体層を酸化させて前記ゲート絶縁膜を形成する工程を含み、
前記第1工程、前記第2工程および前記第3工程を、1つの加熱炉内で前記加熱炉から前記SiC半導体層を出すことなく引き続いて行なう、SiC半導体装置の製造方法。 - 前記第3工程は、前記カーボン膜よりも薄い前記ゲート絶縁膜を形成する工程を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のSiC半導体装置の製造方法。
- 前記第1工程は、前記ゲートトレンチの側面から離れた中央部において、前記SiC半導体層の前記表面よりも下方に位置する上面を有する前記カーボン膜を形成する工程を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載のSiC半導体装置の製造方法。
- 前記第3工程は、前記ゲートトレンチの側面上の部分の第2厚さに対する前記ゲートトレンチの底面上の部分の第1厚さの比(第1厚さ/第2厚さ)が0.3~1.0となるように、前記ゲート絶縁膜を形成する工程を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載のSiC半導体装置の製造方法。
- 前記ポリシリコンの前記表面側が前記SiC半導体層の表面と面一になるまで、前記ポリシリコンをエッチバックする工程をさらに含む、請求項1~6のいずれか一項に記載のSiC半導体装置の製造方法。
- 前記第1温度から前記第2温度へは、30分以上掛けて移行する、請求項2または3に記載のSiC半導体装置の製造方法。
- 前記ゲート絶縁膜を形成する工程は、NOまたはN2Oを含有するガス中で行われる、請求項1~8のいずれか一項に記載のSiC半導体装置の製造方法。
- 前記第1工程は、前記SiC半導体層の表面に有機材料膜を形成し、前記有機材料膜を前記第1温度まで加熱することによって、前記有機材料膜を前記カーボン膜に変質させる工程を含む、請求項1~9のいずれか一項に記載のSiC半導体装置の製造方法。
- 前記有機材料膜としてポリイミドを使用する、請求項10に記載のSiC半導体装置の製造方法。
- 前記ソース領域にオーミック接合されるソースコンタクト配線を形成する工程をさらに含み、
前記ソースコンタクト配線を形成する工程は、前記ソース領域との接合部分にポリシリコン層を形成する工程を含む、請求項1または3に記載のSiC半導体装置の製造方法。 - 前記SiC半導体層を表面から前記ソース形成領域および前記ボディ形成領域を貫通するソーストレンチを形成する工程を、前記カーボン膜を形成する工程の前にさらに含む、請求項12に記載のSiC半導体装置の製造方法。
- 前記ソースコンタクト配線を形成する工程は、前記ソーストレンチ内に前記ポリシリコン層を埋め込む工程を含む、請求項2または13に記載のSiC半導体装置の製造方法。
- 前記ポリシリコン層に第1導電型または第2導電型の不純物を注入する工程をさらに含む、請求項12~14のいずれか一項に記載のSiC半導体装置の製造方法。
- 前記ゲート絶縁膜を形成する工程は、窒素を0.1~10%の濃度で含有するゲート絶縁膜を形成する工程を含む、請求項1~15のいずれか一項に記載のSiC半導体装置の製造方法。
- 前記第3工程は、酸素含有ガスにより前記カーボン膜を酸化除去すると共に、前記SiC半導体層を酸化させて前記ゲート絶縁膜を形成する工程を含み、
前記第1工程、前記第2工程および前記第3工程を、1つの加熱炉内で前記加熱炉から前記SiC半導体層を出すことなく引き続いて行なう、請求項1または2に記載のSiC半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023188783A JP2024001352A (ja) | 2008-12-25 | 2023-11-02 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008330318 | 2008-12-25 | ||
JP2008330318 | 2008-12-25 | ||
JP2008334480 | 2008-12-26 | ||
JP2008334480 | 2008-12-26 | ||
JP2020102849A JP7054403B2 (ja) | 2008-12-25 | 2020-06-15 | 半導体装置の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020102849A Division JP7054403B2 (ja) | 2008-12-25 | 2020-06-15 | 半導体装置の製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023188783A Division JP2024001352A (ja) | 2008-12-25 | 2023-11-02 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022088613A JP2022088613A (ja) | 2022-06-14 |
JP7381643B2 true JP7381643B2 (ja) | 2023-11-15 |
Family
ID=52124093
Family Applications (7)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014153257A Pending JP2014225692A (ja) | 2008-12-25 | 2014-07-28 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP2016033565A Active JP6235635B2 (ja) | 2008-12-25 | 2016-02-24 | 半導体装置 |
JP2017207469A Active JP6510612B2 (ja) | 2008-12-25 | 2017-10-26 | 半導体装置 |
JP2019071605A Active JP6719009B2 (ja) | 2008-12-25 | 2019-04-03 | 半導体装置 |
JP2020102849A Active JP7054403B2 (ja) | 2008-12-25 | 2020-06-15 | 半導体装置の製造方法 |
JP2022061934A Active JP7381643B2 (ja) | 2008-12-25 | 2022-04-01 | 半導体装置の製造方法 |
JP2023188783A Pending JP2024001352A (ja) | 2008-12-25 | 2023-11-02 | 半導体装置の製造方法 |
Family Applications Before (5)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014153257A Pending JP2014225692A (ja) | 2008-12-25 | 2014-07-28 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP2016033565A Active JP6235635B2 (ja) | 2008-12-25 | 2016-02-24 | 半導体装置 |
JP2017207469A Active JP6510612B2 (ja) | 2008-12-25 | 2017-10-26 | 半導体装置 |
JP2019071605A Active JP6719009B2 (ja) | 2008-12-25 | 2019-04-03 | 半導体装置 |
JP2020102849A Active JP7054403B2 (ja) | 2008-12-25 | 2020-06-15 | 半導体装置の製造方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023188783A Pending JP2024001352A (ja) | 2008-12-25 | 2023-11-02 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (7) | JP2014225692A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015103072B4 (de) * | 2015-03-03 | 2021-08-12 | Infineon Technologies Ag | Halbleitervorrichtung mit grabenstruktur einschliesslich einer gateelektrode und einer kontaktstruktur fur ein diodengebiet |
CN109768091B (zh) * | 2019-03-13 | 2022-05-20 | 中国科学院微电子研究所 | 一种双沟槽SS-SiC MOSFET结构 |
CN109950147A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-06-28 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 栅极制造方法、场效应晶体管形成方法及场效应晶体管 |
CN115295407B (zh) * | 2022-09-29 | 2023-07-07 | 浙江大学杭州国际科创中心 | 一种SiC功率器件的栅氧结构制备方法和栅氧结构 |
CN116741639A (zh) * | 2023-06-20 | 2023-09-12 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 半导体器件的制备方法及半导体器件 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002261275A (ja) | 2001-03-05 | 2002-09-13 | Shikusuon:Kk | Mosデバイス |
JP2003514381A (ja) | 1999-11-11 | 2003-04-15 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 電界効果トランジスタを有する半導体装置およびその製造方法 |
JP2005136386A (ja) | 2003-10-09 | 2005-05-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 炭化珪素−酸化物積層体,その製造方法及び半導体装置 |
JP2007059711A (ja) | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | フィールドプレート構造の形成方法および半導体装置 |
JP2007281005A (ja) | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Denso Corp | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
JP2007287992A (ja) | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
WO2008056698A1 (fr) | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Dispositif semi-conducteur de carbure de silicium et procédé de fabrication de celui-ci |
JP2008235546A (ja) | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Denso Corp | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
JP2009117593A (ja) | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Denso Corp | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
JP2009130069A (ja) | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
Family Cites Families (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2615390B2 (ja) * | 1985-10-07 | 1997-05-28 | 工業技術院長 | 炭化シリコン電界効果トランジスタの製造方法 |
JPS63229852A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-26 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
JPH06232074A (ja) * | 1993-02-02 | 1994-08-19 | Nippon Steel Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP3259485B2 (ja) * | 1993-12-03 | 2002-02-25 | 富士電機株式会社 | 炭化けい素たて型mosfet |
JPH0864802A (ja) * | 1994-06-07 | 1996-03-08 | Mitsubishi Materials Corp | 炭化珪素半導体装置及びその製造方法 |
JPH08204179A (ja) * | 1995-01-26 | 1996-08-09 | Fuji Electric Co Ltd | 炭化ケイ素トレンチmosfet |
JPH09102602A (ja) * | 1995-10-05 | 1997-04-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Mosfet |
US5719409A (en) * | 1996-06-06 | 1998-02-17 | Cree Research, Inc. | Silicon carbide metal-insulator semiconductor field effect transistor |
JPH1098188A (ja) * | 1996-08-01 | 1998-04-14 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 絶縁ゲート半導体装置 |
JP5116910B2 (ja) * | 1999-02-23 | 2013-01-09 | パナソニック株式会社 | 絶縁ゲート型半導体素子の製造方法 |
JP3575331B2 (ja) * | 1999-05-17 | 2004-10-13 | 日産自動車株式会社 | 電界効果トランジスタ |
JP3337012B2 (ja) * | 1999-09-08 | 2002-10-21 | 日本電気株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP4025063B2 (ja) * | 2001-12-06 | 2007-12-19 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置 |
JP3960837B2 (ja) * | 2002-03-22 | 2007-08-15 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置およびその製法 |
JP4004843B2 (ja) * | 2002-04-24 | 2007-11-07 | Necエレクトロニクス株式会社 | 縦型mosfetの製造方法 |
JP2004031471A (ja) * | 2002-06-24 | 2004-01-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 炭化珪素半導体素子及びその製造方法 |
JP2004260101A (ja) * | 2003-02-27 | 2004-09-16 | Rohm Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JP4057470B2 (ja) * | 2003-06-05 | 2008-03-05 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
JP2006024880A (ja) * | 2004-06-09 | 2006-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP4742539B2 (ja) * | 2004-08-30 | 2011-08-10 | 日産自動車株式会社 | 半導体装置 |
JP5044885B2 (ja) * | 2004-09-28 | 2012-10-10 | 日産自動車株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
JP4791015B2 (ja) * | 2004-09-29 | 2011-10-12 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 縦型mosfet |
US7285822B2 (en) * | 2005-02-11 | 2007-10-23 | Alpha & Omega Semiconductor, Inc. | Power MOS device |
JP2007115875A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
JP4867333B2 (ja) * | 2005-12-27 | 2012-02-01 | 三菱電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置、及び炭化珪素半導体装置の製造方法 |
DE112007000697B4 (de) * | 2006-03-22 | 2013-11-07 | Mitsubishi Electric Corp. | Leistungshalbleitervorrichtung |
JP2007299845A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
JP5132123B2 (ja) * | 2006-11-01 | 2013-01-30 | 株式会社東芝 | 電力用半導体素子 |
JP2008227441A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-09-25 | Nec Electronics Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2008244455A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-10-09 | Denso Corp | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
JP2008270656A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Iwate Toshiba Electronics Co Ltd | 半導体製造方法 |
JP4600936B2 (ja) * | 2007-06-20 | 2010-12-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
-
2014
- 2014-07-28 JP JP2014153257A patent/JP2014225692A/ja active Pending
-
2016
- 2016-02-24 JP JP2016033565A patent/JP6235635B2/ja active Active
-
2017
- 2017-10-26 JP JP2017207469A patent/JP6510612B2/ja active Active
-
2019
- 2019-04-03 JP JP2019071605A patent/JP6719009B2/ja active Active
-
2020
- 2020-06-15 JP JP2020102849A patent/JP7054403B2/ja active Active
-
2022
- 2022-04-01 JP JP2022061934A patent/JP7381643B2/ja active Active
-
2023
- 2023-11-02 JP JP2023188783A patent/JP2024001352A/ja active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003514381A (ja) | 1999-11-11 | 2003-04-15 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 電界効果トランジスタを有する半導体装置およびその製造方法 |
JP2002261275A (ja) | 2001-03-05 | 2002-09-13 | Shikusuon:Kk | Mosデバイス |
JP2005136386A (ja) | 2003-10-09 | 2005-05-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 炭化珪素−酸化物積層体,その製造方法及び半導体装置 |
JP2007059711A (ja) | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | フィールドプレート構造の形成方法および半導体装置 |
JP2007281005A (ja) | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Denso Corp | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
JP2007287992A (ja) | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
WO2008056698A1 (fr) | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Dispositif semi-conducteur de carbure de silicium et procédé de fabrication de celui-ci |
JP2008235546A (ja) | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Denso Corp | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
JP2009117593A (ja) | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Denso Corp | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
JP2009130069A (ja) | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019145815A (ja) | 2019-08-29 |
JP6510612B2 (ja) | 2019-05-08 |
JP2016154236A (ja) | 2016-08-25 |
JP2014225692A (ja) | 2014-12-04 |
JP2024001352A (ja) | 2024-01-09 |
JP6719009B2 (ja) | 2020-07-08 |
JP2018056570A (ja) | 2018-04-05 |
JP7054403B2 (ja) | 2022-04-13 |
JP2022088613A (ja) | 2022-06-14 |
JP6235635B2 (ja) | 2017-11-22 |
JP2020145483A (ja) | 2020-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11804545B2 (en) | Semiconductor device | |
USRE48072E1 (en) | Semiconductor device | |
JP7381643B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP5800162B2 (ja) | トレンチゲート型半導体装置およびその製造方法 | |
JP5102411B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP5745974B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP3759145B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 | |
JP5928429B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP2014241426A (ja) | 半導体装置 | |
US20150091021A1 (en) | Method of Manufacturing Semiconductor Device and the Semiconductor Device | |
KR100640161B1 (ko) | 반도체 소자 및 그 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220408 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230525 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230629 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230824 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231005 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231102 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7381643 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |