JPH0534825B2 - - Google Patents

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JPH0534825B2 JP58246511A JP24651183A JPH0534825B2 JP H0534825 B2 JPH0534825 B2 JP H0534825B2 JP 58246511 A JP58246511 A JP 58246511A JP 24651183 A JP24651183 A JP 24651183A JP H0534825 B2 JPH0534825 B2 JP H0534825B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ 本発明は炭化珪素を主としてなる電界効果トラ
ンジスタの製造方法に関するものである。
≪従来技術および発明が解決しようとする課題≫ 一般に、電界効果トランジスタは接合型と絶縁
ゲート型に大別され、接合型は更にpn接合型と
シヨツトキ接合型に区分される。従来、これらは
珪素（Si）を初めとして砒化ガリウム（GaAs）、
リン化ガリウム（GaP）、リン化インジウム
（InP）等の半導体材料により製作され、特にSi
やGaAsの電界効果トランジスタは広く実用化さ
れている。
一方、炭化珪素半導体はこれらの半導体材料に
比べて禁制帯幅が広く（2.2〜3.3eV）、また、熱
的、化学的及び機械的に極めて安定で、放射線損
傷にも強いという特徴を有している。従つて、炭
化珪素を用いた電界効果トランジスタは、他の半
導体材料を用いたトランジスタでは使用困難な高
温、大電力、放射線照射等の苛酷な条件下で使用
することができ、高い信頼性と安定性を示す素子
として広範な分野での応用が期待されている。
このように炭化珪素電界効果トランジスタが広
範な応用分野を期待されながら、未だ実用化を阻
まれている原因は、生産性を考慮した工業的規模
での量産に必要となる高品質でかつ大面積の炭化
珪素単結晶を得るための結晶成長技術の確立が遅
れていることにある。従来、研究室規模で、昇華
再結晶法（レーリー法とも称される）等で成長さ
せた炭化珪素単結晶を用いてあるいはこの単結晶
上に気相成長や液相成長でエピタキシヤル成長さ
せた炭化珪素単結晶膜を用いて数例ではあるが、
電界効果トランジスタを製作する試みが文献
（）R.B.Campbell and H.C.Chang.“Silicon
Carbide Junction Devices”、in“Semiconductor
and Semimetals”、eds.R.K.Willardson and A.
C.Beer（Academic Press、New York、1971）
vol.7、PartB、Chap.9、pp625−683 及び文献
（）W.V.Muench、P.Hoeck and E.
Pettenpaul、“Silicon Carbide Field−Effect
and Bipolar Transistors”、Proceedings of
International Electron Devices Meeting、
Washington D.C.、1977、New York、IEEE.
pp337−339.にて報告されている。
しかしながら、これらの単結晶は小面積のもの
しか得られず、またその寸法や形状を制御するこ
とは困難である。炭化珪素結晶に存在する結晶多
形の制御及び不純物濃度の制御も容易ではなく、
これらの炭化珪素単結晶を用いて電界効果トラン
ジスタを製造する方法は工業的規模での実用的製
造方法には程遠い。
最近、本発明者は、珪素単結晶基板上に気相成
長法（CVD法）で良質の大面積炭化珪素単結晶
を成長させる方法を確立し、特願昭58−76842号
にて出願している。この方法は珪素単結晶基板上
に低温CVD法で炭化珪素薄膜を形成した後昇温
してCVD法で炭化珪素薄膜上に炭化珪素単結晶
を成長させる技術であり、安価で入手の容易な珪
素単結晶基板を用いて結晶多形、不純物濃度、寸
法及び形状等を制御することにより大面積で高品
質の炭化珪素単結晶膜を供給することができると
ともに量産形態にも適し、高い生産性を期待する
ことができる製造方法である。
≪課題を解決するたの手段≫ 本発明は、珪素基板上に第１の第１導電型炭化
珪素単結晶膜、第２導電型炭化珪素単結晶膜、及
び第２の第１導電型炭化珪素単結晶膜を順次積層
する工程と、 前記第２導電型炭化珪素単結晶膜を選択的に露
出させて、該露出領域に一対のソース、ドレイン
電極を形成し、また、前記第２の第１導電型炭化
珪素単結晶膜に前記ソース、ドレイン電極に対応
するゲート電極を形成する工程と、からなる炭化
珪素pn接合型電界効果トランジスタの製造方法
を提供するものである。
この時、珪素基板上への第１導電型炭化珪素単
結晶膜の成長は上述の特願昭58−76842号に記載
の方法、即ち、珪素基板を気相成長用の支持基板
とし、該珪素基板面に低温の気相成長法で炭化珪
素の多結晶又は非晶質からなる薄い膜を一様に形
成して前記珪素基板面を被覆した後、再度前記珪
素基板をを支持基板とし、前記気相成長法より高
温でかつ前記珪素基板の融点以下の温度の気相成
長法で前記薄い膜上に炭化珪素の単結晶層を連続
的に成長形成する炭化珪素結晶基板の成長方法を
用いるものである。
≪作用≫ 上述の如く、２段階CVD法で成長させた炭化
珪素単結晶膜に、複数の炭化珪素単結晶膜を順次
積層し、pn接合型電界効果トランジスタを製造
することにより、生産性を考慮した工業的規模で
の量産に適した炭化珪素電界効果トランジスタの
製造が可能となる。
≪実施例≫ 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明
するが、本発明がこの実施例に限定されるもので
はない。
第１図Ａ乃至Ｃは本発明の一実施例を示す断面
図である。まず、原料ガスとしてモノシラン及び
プロパンを用い、キヤリアガスとして水素を流
し、ｐ型珪素単結晶基板１の温度を1050℃に昇温
して、この珪素基板１上にごく薄い炭化珪素多結
晶層を形成する。続いて前記珪素基板１の温度を
1350℃に昇温して、該炭化珪素多結晶層上に数μ
ｍ程度の膜厚のｐ型炭化珪素単結晶膜２、0.5〜
1μｍ程度の膜厚のｎ型炭化珪素単結晶膜３、及
び１〜2μｍ程度の膜厚のｐ型炭化珪素単結晶膜
４を順次積層して成長させる（第１図Ａ）。
次に、チヤネル領域となるｎ型炭化珪素単結晶
膜３の中央部３′上のＰ型炭化珪素単結晶膜４の
みを残るように、通常のホトリソグラフイ技法を
用いたエツチングにより、第１図Ｂに示す如くｐ
型炭化珪素単結晶膜４を選択的に除去して、メサ
部４′を形成する。
次いで、ソース、及びドレイン電極５，６とな
るオーム性電極材料としてニツケルを、適当なマ
スクを用いてｎ型炭化珪素単結晶膜３の両端部に
位置するソース、ドレイン領域３″，３上に蒸
着し、またゲート電極７となるオーム性電極材料
としてアルミニウム−珪素（Al−Si）合金をｐ
型炭化珪素単結晶膜４のメサ部４′上に蒸着する。
続いて裏面電極８として珪素基板１にオーム性電
極材料であるニツケルをメツキ法で形成する。電
極５，６，７，８にリード線を接続することによ
り、第１図Ｃに示されるようなpn接合型電界効
果トランジスタが作製される。
本実施例において、炭化珪素単結晶膜の導電型
を決定するｐ型不純物としてＢ又はAlが用いら
れ、ｎ型不純物としてはＰ又はＮが用いられる。
これらは気相成長時にキヤリアガスとして反応炉
内へ混入され炭化珪素単結晶中へドープされる。
また、上記実施例で示した導電型は全く逆のもの
であつてもよい。
更に、本実施例において、電極材料としてニツ
ケル及びアルミニウム−珪素合金を用いたが、他
の種類の材料を用いることも可能である。
≪発明の効果≫ 本発明によれば、珪素単結晶基板上に成長させ
た炭化珪素単結晶膜を用いて、生産性を考慮した
工業的規模での量産に適した炭化珪素電界効果ト
ランジスタの製造が可能となり、珪素などの他の
半導体には無い優れた特徴をもつ炭化珪素半導体
の特性を活かして、広範な分野で応用することが
期待され、半導体素子の新たな活用領域を開拓し
ていくと目される。
【図面の簡単な説明】
第１図Ａ乃至Ｃは本発明の一実施例の説明に供
する製造工程図である。 １……珪素単結晶基板、２……ｐ型炭化珪素単
結晶膜、３……ｎ型炭化珪素単結晶膜、３′……
チヤネル領域、３″，３……ソース、ドレイン
領域、４……ｐ型炭化珪素単結晶膜、４′……メ
サ部、５，６……ソース、ドレイン電極、７……
ゲート電極、８……裏面電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 珪素基板上に第１の第１導電型炭化珪素単結
    晶膜、第２導電型炭化珪素単結晶膜、及び第２の
    第１導電型炭化珪素単結晶膜を順次積層する工程
    と、 前記第２導電型炭化珪素単結晶膜を選択的に露
    出させて、該露出領域に一対のソース、ドレイン
    電極を形成し、また、前記第２の第１導電型炭化
    珪素単結晶膜に前記ソース、ドレイン電極に対応
    するゲート電極を形成する工程と、からなること
    を特徴とする炭化珪素pn接合型電界効果トラン
    ジスタの製造方法。
JP24651183A 1983-12-23 1983-12-29 炭化珪素電界効果トランジスタの製造方法 Granted JPS60142568A (ja)

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