JPH0963968A - ｐ型炭化珪素半導体及びその製造方法 - Google Patents
ｐ型炭化珪素半導体及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0963968A JPH0963968A JP7219255A JP21925595A JPH0963968A JP H0963968 A JPH0963968 A JP H0963968A JP 7219255 A JP7219255 A JP 7219255A JP 21925595 A JP21925595 A JP 21925595A JP H0963968 A JPH0963968 A JP H0963968A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- carbon
- carbide semiconductor
- boron
- silicon
- 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.)
- Granted
Links
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 157
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 116
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 111
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 50
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 126
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 120
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 119
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 108
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 96
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 90
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 45
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 96
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 45
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 34
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 26
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 19
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 17
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 claims description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 25
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 33
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000005428 wave function Effects 0.000 description 7
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- -1 boron ions Chemical class 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- NTSBMKIZRSBFTA-AIDOXSFESA-N Digoxigenin bisdigitoxoside Chemical compound C1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](C)O[C@@H](O[C@@H]2C[C@@H]3[C@]([C@@H]4[C@H]([C@]5(CC[C@@H]([C@@]5(C)[C@H](O)C4)C=4COC(=O)C=4)O)CC3)(C)CC2)C[C@@H]1O NTSBMKIZRSBFTA-AIDOXSFESA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/36—Carbides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/0445—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising crystalline silicon carbide
- H01L21/0455—Making n or p doped regions or layers, e.g. using diffusion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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 specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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 Table
- H01L29/1608—Silicon carbide
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/931—Silicon carbide semiconductor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ホウ素をドーピングした炭化珪素半導体におい
てキャリア濃度、活性化率を高くする。 【解決手段】炭素と珪素とを含んだガスを流すと同時に
ホウ素を含んだガスを流すことによりｎ- 型炭化珪素半
導体層２の上にｐ型炭化珪素半導体層３を気相成長する
際に、結晶成長に寄与する炭素の供給量ＱC と、結晶成
長に寄与する珪素の供給量ＱSiとの間に、１＜ＱC ／Ｑ
Si＜５の関係を満たしている。形成されたｐ型炭化珪素
半導体層３においては、成分元素である炭素の原子密度
ｄC と珪素の原子密度ｄSiとの間に、１＜ｄC ／ｄSi≦
３２／３１の関係があり、浅いアクセプタレベルをもつ
高キャリア濃度、高キャリア活性化率となっている。
てキャリア濃度、活性化率を高くする。 【解決手段】炭素と珪素とを含んだガスを流すと同時に
ホウ素を含んだガスを流すことによりｎ- 型炭化珪素半
導体層２の上にｐ型炭化珪素半導体層３を気相成長する
際に、結晶成長に寄与する炭素の供給量ＱC と、結晶成
長に寄与する珪素の供給量ＱSiとの間に、１＜ＱC ／Ｑ
Si＜５の関係を満たしている。形成されたｐ型炭化珪素
半導体層３においては、成分元素である炭素の原子密度
ｄC と珪素の原子密度ｄSiとの間に、１＜ｄC ／ｄSi≦
３２／３１の関係があり、浅いアクセプタレベルをもつ
高キャリア濃度、高キャリア活性化率となっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ホウ素をドーピ
ングしたｐ型炭化珪素半導体及びその製造方法に関する
ものである。
ングしたｐ型炭化珪素半導体及びその製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ｐ型炭化珪素半導体を作製するた
めに、アクセプタ不純物としてIII 族元素のホウ素の導
入が試みられている。つまり、結晶成長時にホウ素を添
加したりイオン注入で結晶表面からホウ素を添加してホ
ウ素をアクセプタとしたｐ型単結晶炭化珪素を形成する
ことが行われている。
めに、アクセプタ不純物としてIII 族元素のホウ素の導
入が試みられている。つまり、結晶成長時にホウ素を添
加したりイオン注入で結晶表面からホウ素を添加してホ
ウ素をアクセプタとしたｐ型単結晶炭化珪素を形成する
ことが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ホウ素をド
ーピングして高キャリア濃度、高活性化率のｐ型炭化珪
素は得られていなかった（例えば、Ｍ．Ｖ．Ｒao et a
l.：Ｊournal of Ａpplied Ｐhysics Ｖolum７７ Ｎ
ｏ．６（１９９５）ｐ．２４７９）。この原因として、
炭化珪素中にドーピングされたホウ素のアクセプタレベ
ルは充満帯レベルを基準として７３５ｍｅＶと深いレベ
ルにあること（Ｓ．Ｇ．Ｂishop et al.：Ａmorphous a
nd Ｃrystalline Ｓilicon Ｃarbide edited by
Ｇ．Ｌ．Ｈarris et al.，Ｓpringer-Ｖerlag Ｂerlin
Ｈeidelberg （１９８９）ｐ．９０）、また、炭化珪素
中にドーピングされたホウ素の位置は、ドーピングされ
ない場合には炭素原子が本来その位置を占める、いわゆ
る炭素サイトであること（Ｊ．Ａ．Ｆreitas et al. ：
Ａmorphous and Ｃrystalline Ｓilicon Ｃarbide I
II edited by Ｇ．Ｌ．Ｈarris et. al. ，Ｓpringer-
Ｖerlag Ｂerlin Ｈeidelberg （１９９２）ｐ．１３
５）などがその原因の一つとして報告されている。
ーピングして高キャリア濃度、高活性化率のｐ型炭化珪
素は得られていなかった（例えば、Ｍ．Ｖ．Ｒao et a
l.：Ｊournal of Ａpplied Ｐhysics Ｖolum７７ Ｎ
ｏ．６（１９９５）ｐ．２４７９）。この原因として、
炭化珪素中にドーピングされたホウ素のアクセプタレベ
ルは充満帯レベルを基準として７３５ｍｅＶと深いレベ
ルにあること（Ｓ．Ｇ．Ｂishop et al.：Ａmorphous a
nd Ｃrystalline Ｓilicon Ｃarbide edited by
Ｇ．Ｌ．Ｈarris et al.，Ｓpringer-Ｖerlag Ｂerlin
Ｈeidelberg （１９８９）ｐ．９０）、また、炭化珪素
中にドーピングされたホウ素の位置は、ドーピングされ
ない場合には炭素原子が本来その位置を占める、いわゆ
る炭素サイトであること（Ｊ．Ａ．Ｆreitas et al. ：
Ａmorphous and Ｃrystalline Ｓilicon Ｃarbide I
II edited by Ｇ．Ｌ．Ｈarris et. al. ，Ｓpringer-
Ｖerlag Ｂerlin Ｈeidelberg （１９９２）ｐ．１３
５）などがその原因の一つとして報告されている。
【０００４】そして、ホウ素をドーピングしたｐ型炭化
珪素中のキャリア濃度の制御やその方法について、未だ
明らかにされていなかった。そこで、この発明の目的
は、ホウ素をドーピングした炭化珪素半導体においてキ
ャリア濃度、活性化率を高くするための構造とその製造
方法を提供することにある。
珪素中のキャリア濃度の制御やその方法について、未だ
明らかにされていなかった。そこで、この発明の目的
は、ホウ素をドーピングした炭化珪素半導体においてキ
ャリア濃度、活性化率を高くするための構造とその製造
方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、アクセプタ不純物としてホウ素をドーピングした単
結晶炭化珪素半導体において、成分元素である炭素の原
子密度ｄC と珪素の原子密度ｄSiとの間に、１＜ｄC ／
ｄSi≦３２／３１の関係があるｐ型炭化珪素半導体をそ
の要旨とする。
は、アクセプタ不純物としてホウ素をドーピングした単
結晶炭化珪素半導体において、成分元素である炭素の原
子密度ｄC と珪素の原子密度ｄSiとの間に、１＜ｄC ／
ｄSi≦３２／３１の関係があるｐ型炭化珪素半導体をそ
の要旨とする。
【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、珪素が存在すべき結晶格子位置の一部
が空孔であるｐ型炭化珪素半導体をその要旨とする。請
求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明におい
て、珪素が存在すべき結晶格子位置の一部が炭素である
ｐ型炭化珪素半導体をその要旨とする。
の発明において、珪素が存在すべき結晶格子位置の一部
が空孔であるｐ型炭化珪素半導体をその要旨とする。請
求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明におい
て、珪素が存在すべき結晶格子位置の一部が炭素である
ｐ型炭化珪素半導体をその要旨とする。
【０００７】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか１項に記載の発明において、炭素の原子密度ｄ
C と、珪素の原子密度ｄSiと、ホウ素の原子密度ｄB と
の間に、（ｄC −ｄSi）≧ｄB の関係があるｐ型炭化珪
素半導体をその要旨とする。
いずれか１項に記載の発明において、炭素の原子密度ｄ
C と、珪素の原子密度ｄSiと、ホウ素の原子密度ｄB と
の間に、（ｄC −ｄSi）≧ｄB の関係があるｐ型炭化珪
素半導体をその要旨とする。
【０００８】請求項５に記載の発明は、炭素と珪素とを
含んだガスを流すと同時にホウ素を含んだガスを流すこ
とにより単結晶炭化珪素基板の上にｐ型の単結晶炭化珪
素半導体を気相成長する際に、結晶成長に寄与する炭素
の供給量ＱC と、結晶成長に寄与する珪素の供給量ＱSi
との間に、１＜ＱC ／ＱSi＜５の関係を満足させること
により、成分元素である炭素の原子密度ｄC と珪素の原
子密度ｄSiとの間に１＜ｄC ／ｄSi≦３２／３１の関係
を満足させるようにしたｐ型炭化珪素半導体の製造方法
をその要旨とする。
含んだガスを流すと同時にホウ素を含んだガスを流すこ
とにより単結晶炭化珪素基板の上にｐ型の単結晶炭化珪
素半導体を気相成長する際に、結晶成長に寄与する炭素
の供給量ＱC と、結晶成長に寄与する珪素の供給量ＱSi
との間に、１＜ＱC ／ＱSi＜５の関係を満足させること
により、成分元素である炭素の原子密度ｄC と珪素の原
子密度ｄSiとの間に１＜ｄC ／ｄSi≦３２／３１の関係
を満足させるようにしたｐ型炭化珪素半導体の製造方法
をその要旨とする。
【０００９】請求項６に記載の発明は、アクセプタ不純
物としてホウ素を同時ドーピングした単結晶炭化珪素半
導体を形成した後に、炭素をイオン注入する炭素原子増
量工程を付加したｐ型炭化珪素半導体の製造方法をその
要旨とする。
物としてホウ素を同時ドーピングした単結晶炭化珪素半
導体を形成した後に、炭素をイオン注入する炭素原子増
量工程を付加したｐ型炭化珪素半導体の製造方法をその
要旨とする。
【００１０】請求項７に記載の発明は、単結晶炭化珪素
半導体にアクセプタ不純物としてホウ素をイオン注入し
てｐ型の単結晶炭化珪素半導体を形成する際に、炭素を
イオン注入する炭素原子増量工程を付加したｐ型炭化珪
素半導体の製造方法をその要旨とする。
半導体にアクセプタ不純物としてホウ素をイオン注入し
てｐ型の単結晶炭化珪素半導体を形成する際に、炭素を
イオン注入する炭素原子増量工程を付加したｐ型炭化珪
素半導体の製造方法をその要旨とする。
【００１１】請求項８に記載の発明は、請求項６または
７に記載の発明において、イオン注入により添加された
炭素の原子密度ｄC と、既にあったか又はイオン注入に
より添加されたホウ素の原子密度ｄB との間に、ｄC ≧
ｄB の関係を満足させるようにイオン注入を行うｐ型炭
化珪素半導体の製造方法をその要旨とする。
７に記載の発明において、イオン注入により添加された
炭素の原子密度ｄC と、既にあったか又はイオン注入に
より添加されたホウ素の原子密度ｄB との間に、ｄC ≧
ｄB の関係を満足させるようにイオン注入を行うｐ型炭
化珪素半導体の製造方法をその要旨とする。
【００１２】請求項９に記載の発明は、請求項６〜８の
いずれか１項に記載の発明において、イオン注入する炭
素における深さ方向の原子密度分布と、ホウ素における
深さ方向の原子密度分布とが略同じになるようにイオン
注入条件を制御するようにしたｐ型炭化珪素半導体の製
造方法をその要旨とする。 （作用）請求項１に記載の発明によれば、１＜ｄC ／ｄ
Si≦３２／３１の関係を満足させることにより、単位体
積当たりの炭素の原子数が珪素の原子数より多くなり、
炭素リッチとなる。その結果、ホウ素を珪素位置に存在
させることができる。よって、単位体積当たりの珪素の
原子数が炭素の原子数より多い珪素リッチである場合に
比べアクセプタレベルが浅くなり、キャリア濃度、活性
化率が高くなる。
いずれか１項に記載の発明において、イオン注入する炭
素における深さ方向の原子密度分布と、ホウ素における
深さ方向の原子密度分布とが略同じになるようにイオン
注入条件を制御するようにしたｐ型炭化珪素半導体の製
造方法をその要旨とする。 （作用）請求項１に記載の発明によれば、１＜ｄC ／ｄ
Si≦３２／３１の関係を満足させることにより、単位体
積当たりの炭素の原子数が珪素の原子数より多くなり、
炭素リッチとなる。その結果、ホウ素を珪素位置に存在
させることができる。よって、単位体積当たりの珪素の
原子数が炭素の原子数より多い珪素リッチである場合に
比べアクセプタレベルが浅くなり、キャリア濃度、活性
化率が高くなる。
【００１３】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の作用に加え、珪素が存在すべき結晶格子
位置の一部を空孔とすることで、炭素リッチとなる。そ
の結果、ホウ素を珪素位置に存在させることができる。
よって、単位体積当たりの珪素の原子数が炭素の原子数
より多い珪素リッチである場合に比べアクセプタレベル
が浅くなり、キャリア濃度、活性化率が高くなる。
に記載の発明の作用に加え、珪素が存在すべき結晶格子
位置の一部を空孔とすることで、炭素リッチとなる。そ
の結果、ホウ素を珪素位置に存在させることができる。
よって、単位体積当たりの珪素の原子数が炭素の原子数
より多い珪素リッチである場合に比べアクセプタレベル
が浅くなり、キャリア濃度、活性化率が高くなる。
【００１４】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の作用に加え、珪素が存在すべき結晶格子
位置の一部を炭素とすることで炭素リッチとなる。その
結果、ホウ素を珪素位置に存在させることができる。よ
って、単位体積当たりの珪素の原子数が炭素の原子数よ
り多い珪素リッチである場合に比べアクセプタレベルが
浅くなり、キャリア濃度、活性化率が高くなる。
に記載の発明の作用に加え、珪素が存在すべき結晶格子
位置の一部を炭素とすることで炭素リッチとなる。その
結果、ホウ素を珪素位置に存在させることができる。よ
って、単位体積当たりの珪素の原子数が炭素の原子数よ
り多い珪素リッチである場合に比べアクセプタレベルが
浅くなり、キャリア濃度、活性化率が高くなる。
【００１５】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
〜３のいずれか１項に記載の発明の作用に加え、（ｄC
−ｄSi）≧ｄB の関係を満足させることにより、炭素リ
ッチとなる。その結果、ホウ素を珪素位置に存在させる
ことができる。よって、単位体積当たりの珪素の原子数
が炭素の原子数より多い珪素リッチである場合に比べア
クセプタレベルが浅くなり、キャリア濃度、活性化率が
高くなる。
〜３のいずれか１項に記載の発明の作用に加え、（ｄC
−ｄSi）≧ｄB の関係を満足させることにより、炭素リ
ッチとなる。その結果、ホウ素を珪素位置に存在させる
ことができる。よって、単位体積当たりの珪素の原子数
が炭素の原子数より多い珪素リッチである場合に比べア
クセプタレベルが浅くなり、キャリア濃度、活性化率が
高くなる。
【００１６】請求項５に記載の発明によれば、ｐ型の単
結晶炭化珪素半導体を気相成長する際に、１＜ＱC ／Ｑ
Si＜５の関係を満足させることにより、成分元素である
炭素の原子密度ｄC と珪素の原子密度ｄSiとの間に１＜
ｄC ／ｄSi≦３２／３１の関係を満足させて、形成され
た炭化珪素半導体において炭素原子が増量され、ホウ素
を珪素位置に存在させることができる。よって、ホウ素
の活性化率を決定するアクセプタレベルが浅くなる。そ
の結果、高キャリア濃度、高活性化率のｐ型炭化珪素半
導体が得られる。
結晶炭化珪素半導体を気相成長する際に、１＜ＱC ／Ｑ
Si＜５の関係を満足させることにより、成分元素である
炭素の原子密度ｄC と珪素の原子密度ｄSiとの間に１＜
ｄC ／ｄSi≦３２／３１の関係を満足させて、形成され
た炭化珪素半導体において炭素原子が増量され、ホウ素
を珪素位置に存在させることができる。よって、ホウ素
の活性化率を決定するアクセプタレベルが浅くなる。そ
の結果、高キャリア濃度、高活性化率のｐ型炭化珪素半
導体が得られる。
【００１７】請求項６に記載の発明によれば、ホウ素を
同時ドーピングした単結晶炭化珪素半導体を形成した後
に、炭素をイオン注入して炭素原子の増量が行われる。
このように炭素原子を増量することにより、ホウ素を珪
素位置に存在させることができる。よって、ホウ素の活
性化率を決定するアクセプタレベルが浅くなる。その結
果、高キャリア濃度、高活性化率のｐ型炭化珪素半導体
が得られる。
同時ドーピングした単結晶炭化珪素半導体を形成した後
に、炭素をイオン注入して炭素原子の増量が行われる。
このように炭素原子を増量することにより、ホウ素を珪
素位置に存在させることができる。よって、ホウ素の活
性化率を決定するアクセプタレベルが浅くなる。その結
果、高キャリア濃度、高活性化率のｐ型炭化珪素半導体
が得られる。
【００１８】請求項７に記載の発明によれば、単結晶炭
化珪素半導体にホウ素をイオン注入してｐ型の単結晶炭
化珪素半導体を形成する際に、炭素がイオン注入され、
炭素原子の増量が行われる。つまり、単結晶炭化珪素半
導体に対しホウ素をイオン注入してから炭素をイオン注
入するか、あるいは、炭素をイオン注入してからホウ素
をイオン注入することにより、炭素原子の増量が行われ
る。
化珪素半導体にホウ素をイオン注入してｐ型の単結晶炭
化珪素半導体を形成する際に、炭素がイオン注入され、
炭素原子の増量が行われる。つまり、単結晶炭化珪素半
導体に対しホウ素をイオン注入してから炭素をイオン注
入するか、あるいは、炭素をイオン注入してからホウ素
をイオン注入することにより、炭素原子の増量が行われ
る。
【００１９】このように炭素原子を増量することによ
り、ホウ素を珪素位置に存在させることができる。よっ
て、ホウ素の活性化率を決定するアクセプタレベルが浅
くなる。その結果、高キャリア濃度、高活性化率のｐ型
炭化珪素半導体が得られる。
り、ホウ素を珪素位置に存在させることができる。よっ
て、ホウ素の活性化率を決定するアクセプタレベルが浅
くなる。その結果、高キャリア濃度、高活性化率のｐ型
炭化珪素半導体が得られる。
【００２０】又、気相成長法に比べ所望の領域に選択的
にｐ型炭化珪素半導体を形成できる。請求項８に記載の
発明によれば、請求項６または７に記載の発明の作用に
加え、イオン注入により添加された炭素の原子密度ｄC
と、既にあったか又はイオン注入により添加されたホウ
素の原子密度ｄB との間においてｄC ≧ｄB の関係を満
足させるようにイオン注入が行われ、請求項４に記載の
ｐ型炭化珪素半導体が製造される。
にｐ型炭化珪素半導体を形成できる。請求項８に記載の
発明によれば、請求項６または７に記載の発明の作用に
加え、イオン注入により添加された炭素の原子密度ｄC
と、既にあったか又はイオン注入により添加されたホウ
素の原子密度ｄB との間においてｄC ≧ｄB の関係を満
足させるようにイオン注入が行われ、請求項４に記載の
ｐ型炭化珪素半導体が製造される。
【００２１】請求項９に記載の発明によれば、請求項６
〜８のいずれか１項に記載の発明の作用に加え、イオン
注入条件の制御により、イオン注入する炭素の深さ方向
の原子密度分布と、ホウ素の深さ方向における原子密度
分布とが略同じになる。よって、深さ方向においてホウ
素の原子密度と炭素の原子密度とをコントロールして所
望のキャリア密度分布が得られる。
〜８のいずれか１項に記載の発明の作用に加え、イオン
注入条件の制御により、イオン注入する炭素の深さ方向
の原子密度分布と、ホウ素の深さ方向における原子密度
分布とが略同じになる。よって、深さ方向においてホウ
素の原子密度と炭素の原子密度とをコントロールして所
望のキャリア密度分布が得られる。
【００２２】
（第１の実施の形態）以下、この発明の第１の実施の形
態を図面に従って説明する。
態を図面に従って説明する。
【００２３】本形態では、エピタキシャル基板に具体化
している。以下、図１〜図３を用いて説明する。図１に
示すように、ｎ+ 型単結晶炭化珪素半導体基板１を用意
する。そして、図２に示すように、ＣＶＤ法にてｎ+ 型
単結晶炭化珪素半導体基板１の表面にｎ - 型炭化珪素半
導体層２をエピタキシャル成長する。さらに、図３に示
すように、ＳｉＨ4 ガスとＣ3 Ｈ8 ガスとＢ2 Ｈ6 ガス
とを原料ガスとして用いたＣＶＤ法によりｎ- 型炭化珪
素半導体層２上にホウ素をドーピングしたｐ型炭化珪素
半導体層３をエピタキシャル成長してダブルエピタキシ
ャル単結晶炭化珪素半導体基板を作製する。ここで、供
給原料ガス（ＳｉＨ4 ガス、Ｃ3 Ｈ8 ガス）中において
結晶成長に寄与する炭素の供給量ＱC と、結晶成長に寄
与する珪素の供給量ＱSiとの間に、１＜ＱC ／ＱSi＜５
の関係を満たすようにする。即ち、炭素の量ＱC を珪素
の量ＱSiより多くするとともに（ＱC ／ＱSi＞１）、炭
化珪素が形成可能な範囲内（ＱC ／ＱSi＜５）にする。
している。以下、図１〜図３を用いて説明する。図１に
示すように、ｎ+ 型単結晶炭化珪素半導体基板１を用意
する。そして、図２に示すように、ＣＶＤ法にてｎ+ 型
単結晶炭化珪素半導体基板１の表面にｎ - 型炭化珪素半
導体層２をエピタキシャル成長する。さらに、図３に示
すように、ＳｉＨ4 ガスとＣ3 Ｈ8 ガスとＢ2 Ｈ6 ガス
とを原料ガスとして用いたＣＶＤ法によりｎ- 型炭化珪
素半導体層２上にホウ素をドーピングしたｐ型炭化珪素
半導体層３をエピタキシャル成長してダブルエピタキシ
ャル単結晶炭化珪素半導体基板を作製する。ここで、供
給原料ガス（ＳｉＨ4 ガス、Ｃ3 Ｈ8 ガス）中において
結晶成長に寄与する炭素の供給量ＱC と、結晶成長に寄
与する珪素の供給量ＱSiとの間に、１＜ＱC ／ＱSi＜５
の関係を満たすようにする。即ち、炭素の量ＱC を珪素
の量ＱSiより多くするとともに（ＱC ／ＱSi＞１）、炭
化珪素が形成可能な範囲内（ＱC ／ＱSi＜５）にする。
【００２４】尚、供給原料ガスであるＳｉＨ4 ガスの代
わりにＳｉ2 Ｈ6 ガスを用いたり、Ｃ3 Ｈ8 ガスの代わ
りにＣＨ4 ガスやＣ2 Ｈ4 ガスやＣ2 Ｈ2 ガスを用いて
もよい。
わりにＳｉ2 Ｈ6 ガスを用いたり、Ｃ3 Ｈ8 ガスの代わ
りにＣＨ4 ガスやＣ2 Ｈ4 ガスやＣ2 Ｈ2 ガスを用いて
もよい。
【００２５】このように製造されたｐ型炭化珪素半導体
層３においては、炭素の原子密度ｄ C と珪素の原子密度
ｄSiとの間に１＜ｄC ／ｄSi≦３２／３１の関係を満足
しており、ホウ素は珪素位置に存在し、珪素リッチであ
る場合に比べ浅いアクセプタレベルをもつ高キャリア濃
度、高キャリア活性化率のｐ型炭化珪素となっている。
さらに、炭素リッチな状態として、（イ）結晶格子間に
炭素が存在する状態、（ロ）珪素が存在すべき結晶格子
位置が空孔の状態、（ハ）珪素が存在すべき結晶格子位
置に炭素を配置した状態、（ニ）珪素が存在すべき結晶
格子位置にホウ素を配置した状態が考えられるが、本構
成では、珪素が存在すべき結晶格子位置の一部にホウ素
が配置されているか、珪素が存在すべき結晶格子位置の
一部が空孔であるか、あるいは、珪素が存在すべき結晶
格子位置の一部に炭素が配置されている。さらに、炭素
の原子密度ｄC と、珪素の原子密度ｄSiと、ホウ素の原
子密度ｄB との間に、（ｄC −ｄSi）≧ｄB の関係が成
立している。ここで、ｄC−ｄSi＝ｄB とは、炭素とホ
ウ素とを１００％置換するための最低条件を示してい
る。
層３においては、炭素の原子密度ｄ C と珪素の原子密度
ｄSiとの間に１＜ｄC ／ｄSi≦３２／３１の関係を満足
しており、ホウ素は珪素位置に存在し、珪素リッチであ
る場合に比べ浅いアクセプタレベルをもつ高キャリア濃
度、高キャリア活性化率のｐ型炭化珪素となっている。
さらに、炭素リッチな状態として、（イ）結晶格子間に
炭素が存在する状態、（ロ）珪素が存在すべき結晶格子
位置が空孔の状態、（ハ）珪素が存在すべき結晶格子位
置に炭素を配置した状態、（ニ）珪素が存在すべき結晶
格子位置にホウ素を配置した状態が考えられるが、本構
成では、珪素が存在すべき結晶格子位置の一部にホウ素
が配置されているか、珪素が存在すべき結晶格子位置の
一部が空孔であるか、あるいは、珪素が存在すべき結晶
格子位置の一部に炭素が配置されている。さらに、炭素
の原子密度ｄC と、珪素の原子密度ｄSiと、ホウ素の原
子密度ｄB との間に、（ｄC −ｄSi）≧ｄB の関係が成
立している。ここで、ｄC−ｄSi＝ｄB とは、炭素とホ
ウ素とを１００％置換するための最低条件を示してい
る。
【００２６】以下、その論理的な説明を行う。炭化珪素
半導体にドーピングされたホウ素の活性化率を決定する
アクセプタレベルは、結晶内における不純物元素の位置
｛珪素サイト（ドーピングされない場合には本来珪素原
子が占める位置）または炭素サイト（同じく本来炭素原
子が占める位置）｝によって異なると考えられる。
半導体にドーピングされたホウ素の活性化率を決定する
アクセプタレベルは、結晶内における不純物元素の位置
｛珪素サイト（ドーピングされない場合には本来珪素原
子が占める位置）または炭素サイト（同じく本来炭素原
子が占める位置）｝によって異なると考えられる。
【００２７】本発明者らは、実験値や経験定数を参照し
ない第一原理計算（例えば、日本物理学会誌第４８巻第
６号（１９９３年）ｐ４２５）を利用した数値解析手法
により、６４原子から成る炭化珪素結晶モデルを作り、
炭化珪素半導体の珪素サイトまたは炭素サイトにホウ素
原子が１個だけ存在する場合のアクセプタレベル、結晶
内の電子状態、生成エネルギーを計算した。
ない第一原理計算（例えば、日本物理学会誌第４８巻第
６号（１９９３年）ｐ４２５）を利用した数値解析手法
により、６４原子から成る炭化珪素結晶モデルを作り、
炭化珪素半導体の珪素サイトまたは炭素サイトにホウ素
原子が１個だけ存在する場合のアクセプタレベル、結晶
内の電子状態、生成エネルギーを計算した。
【００２８】最初に、炭化珪素半導体中のアクセプタ不
純物としてのホウ素の、エネルギーバンド図における禁
止帯中の不純物レベルについて調べた。計算結果を表１
に示す。
純物としてのホウ素の、エネルギーバンド図における禁
止帯中の不純物レベルについて調べた。計算結果を表１
に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１より、ホウ素原子が１個だけ珪素サイ
トに配置した６４原子結晶モデルの場合、炭素サイトに
比べ浅いアクセプタレベルが得られることが分かった。
図３０にホウ素原子を１個だけ珪素サイトに配置した場
合の（１１０）面上のアクセプタの波動関数の２乗の等
高線を示す。この計算モデルの模式図を図３１に示す。
波動関数は６４原子結晶モデルの全域に広がっている。
図３２にホウ素原子を１個だけ炭素サイトに配置した場
合の（１１０）面上のアクセプタの波動関数の２乗の等
高線を示す。波動関数は６４原子結晶モデルの全域に広
がっているが、ホウ素を珪素サイトに配置した場合の方
が炭素サイトに配置した場合より電子の局在性が弱く、
浅いレベルのアクセプタを形成することが波動関数の広
がりからも分かった。
トに配置した６４原子結晶モデルの場合、炭素サイトに
比べ浅いアクセプタレベルが得られることが分かった。
図３０にホウ素原子を１個だけ珪素サイトに配置した場
合の（１１０）面上のアクセプタの波動関数の２乗の等
高線を示す。この計算モデルの模式図を図３１に示す。
波動関数は６４原子結晶モデルの全域に広がっている。
図３２にホウ素原子を１個だけ炭素サイトに配置した場
合の（１１０）面上のアクセプタの波動関数の２乗の等
高線を示す。波動関数は６４原子結晶モデルの全域に広
がっているが、ホウ素を珪素サイトに配置した場合の方
が炭素サイトに配置した場合より電子の局在性が弱く、
浅いレベルのアクセプタを形成することが波動関数の広
がりからも分かった。
【００３１】このようにホウ素を珪素サイトに配置する
ことで浅いアクセプタレベルが得られることが本解析に
より明らかになったので、次にホウ素が珪素サイトまた
は炭素サイトのいずれに安定に存在しうるかについて生
成エネルギーを計算して解析した。
ことで浅いアクセプタレベルが得られることが本解析に
より明らかになったので、次にホウ素が珪素サイトまた
は炭素サイトのいずれに安定に存在しうるかについて生
成エネルギーを計算して解析した。
【００３２】解析には、次に述べる二つの手法を用い
た。まず、６４原子結晶モデルの珪素サイトにホウ素原
子を１個だけ配置した場合、および炭素サイトにホウ素
原子を１個だけ配置した場合について、化学ポテンシャ
ルを用いて生成エネルギーを解析した。ここでは珪素サ
イトあるいは炭素サイトに配置したホウ素以外に欠陥が
存在しないものとする。生成エネルギーＥf は、 Ｅf ＝Ｅ（ｎSi，ｎC ，ｎB ）−ｎSiμSi−ｎC μC −ｎB μB ・・・（１） で表わされる。ここで、Ｅ（ｎSi，ｎC ，ｎB ）は６４
原子結晶モデルの全エネルギー、μSi，μC ，μB は、
珪素，炭素，ホウ素の化学ポテンシャルである。ｎSi，
ｎC ，ｎB は６４原子結晶モデル中の珪素原子，炭素原
子，ホウ素原子の数を表わす。
た。まず、６４原子結晶モデルの珪素サイトにホウ素原
子を１個だけ配置した場合、および炭素サイトにホウ素
原子を１個だけ配置した場合について、化学ポテンシャ
ルを用いて生成エネルギーを解析した。ここでは珪素サ
イトあるいは炭素サイトに配置したホウ素以外に欠陥が
存在しないものとする。生成エネルギーＥf は、 Ｅf ＝Ｅ（ｎSi，ｎC ，ｎB ）−ｎSiμSi−ｎC μC −ｎB μB ・・・（１） で表わされる。ここで、Ｅ（ｎSi，ｎC ，ｎB ）は６４
原子結晶モデルの全エネルギー、μSi，μC ，μB は、
珪素，炭素，ホウ素の化学ポテンシャルである。ｎSi，
ｎC ，ｎB は６４原子結晶モデル中の珪素原子，炭素原
子，ホウ素原子の数を表わす。
【００３３】ホウ素原子１個だけを珪素サイトあるいは
炭素サイトに配置した場合を考えるため、ホウ素が珪素
サイトに存在する場合の生成エネルギーをＥf (
ＢSi）、ホウ素が炭素サイトに存在する場合の生成エネ
ルギーをＥf ( ＢC ）とすると、生成エネルギーの差は Ｅf ( ＢSi）−Ｅf ( ＢC ）＝ Ｅ（３１Ｓｉ，３２Ｃ，１Ｂ）−Ｅ（３２Ｓｉ，３１Ｃ，１Ｂ）＋μSi−μC ・・・（２） で表わされる。この値が正ならホウ素は炭素サイトに、
負なら珪素サイトに存在する。炭化珪素の完全結晶の化
学ポテンシャルをμSiC(bulk) とすると、 μSi＋μC ＝μSiC(bulk)・・・（３） さらに、炭化珪素、珪素、炭素（ダイヤモンド）それぞ
れの完全結晶の化学ポテンシャルμSiC(bulk) 、μ
Si(bulk)、μC(bulk) と炭化珪素の生成熱ΔＨf との間
には、 μSiC(bulk) ＝μSi(bulk)＋μC(bulk) ＋ΔＨf ・・・（４） なる関係がある。
炭素サイトに配置した場合を考えるため、ホウ素が珪素
サイトに存在する場合の生成エネルギーをＥf (
ＢSi）、ホウ素が炭素サイトに存在する場合の生成エネ
ルギーをＥf ( ＢC ）とすると、生成エネルギーの差は Ｅf ( ＢSi）−Ｅf ( ＢC ）＝ Ｅ（３１Ｓｉ，３２Ｃ，１Ｂ）−Ｅ（３２Ｓｉ，３１Ｃ，１Ｂ）＋μSi−μC ・・・（２） で表わされる。この値が正ならホウ素は炭素サイトに、
負なら珪素サイトに存在する。炭化珪素の完全結晶の化
学ポテンシャルをμSiC(bulk) とすると、 μSi＋μC ＝μSiC(bulk)・・・（３） さらに、炭化珪素、珪素、炭素（ダイヤモンド）それぞ
れの完全結晶の化学ポテンシャルμSiC(bulk) 、μ
Si(bulk)、μC(bulk) と炭化珪素の生成熱ΔＨf との間
には、 μSiC(bulk) ＝μSi(bulk)＋μC(bulk) ＋ΔＨf ・・・（４） なる関係がある。
【００３４】ここで、炭化珪素ではΔＨf ＝−０．７ｅ
Ｖである。（３）式、（４）式から μSi＝μSi(bulk)＋Δμ・・・（５） を定義すると、（２）式は、（３）式、（４）式、
（５）式から Ｅf ( ＢSi）−Ｅf ( ＢC ）＝１．０＋２Δμ （ｅＶ） ・・・（６） と表わされる。
Ｖである。（３）式、（４）式から μSi＝μSi(bulk)＋Δμ・・・（５） を定義すると、（２）式は、（３）式、（４）式、
（５）式から Ｅf ( ＢSi）−Ｅf ( ＢC ）＝１．０＋２Δμ （ｅＶ） ・・・（６） と表わされる。
【００３５】化学ポテンシャルΔμの取り得る範囲を検
討する。μSiの最大値はμSi(bulk)に等しい条件であ
り、（５）式から「０」である。又、μSiの最小値はμ
C とμC(bulk) が等しい場合であり、（３），（４），
（５）式から、μSi(bulk)＋ΔＨf に等しく、−０．７
ｅＶである。従って、Δμの取り得る範囲は、 −０．７＜Δμ＜０ （ｅＶ）・・・（７） である。
討する。μSiの最大値はμSi(bulk)に等しい条件であ
り、（５）式から「０」である。又、μSiの最小値はμ
C とμC(bulk) が等しい場合であり、（３），（４），
（５）式から、μSi(bulk)＋ΔＨf に等しく、−０．７
ｅＶである。従って、Δμの取り得る範囲は、 −０．７＜Δμ＜０ （ｅＶ）・・・（７） である。
【００３６】前述したように、生成エネルギーの差（Ｅ
f ( ＢSi）−Ｅf ( ＢC ））が正ならホウ素は炭素サイ
トに、負ならホウ素は珪素サイトに存在する方が安定で
ある。炭素原子密度が珪素原子密度より大きい場合を炭
素リッチ、小さい場合を珪素リッチとして、生成エネル
ギーの差（Ｅf ( ＢSi）−Ｅf ( ＢC ））の計算結果を
表２に示す。
f ( ＢSi）−Ｅf ( ＢC ））が正ならホウ素は炭素サイ
トに、負ならホウ素は珪素サイトに存在する方が安定で
ある。炭素原子密度が珪素原子密度より大きい場合を炭
素リッチ、小さい場合を珪素リッチとして、生成エネル
ギーの差（Ｅf ( ＢSi）−Ｅf ( ＢC ））の計算結果を
表２に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】炭素リッチモデルでは生成エネルギー差
（Ｅf ( ＢSi）−Ｅf ( ＢC ））は負であり、ホウ素は
珪素サイトに存在する方が安定であり、一方、珪素リッ
チモデルでは生成エネルギー差は正であり、炭素サイト
に存在する方が安定であることが分かった。
（Ｅf ( ＢSi）−Ｅf ( ＢC ））は負であり、ホウ素は
珪素サイトに存在する方が安定であり、一方、珪素リッ
チモデルでは生成エネルギー差は正であり、炭素サイト
に存在する方が安定であることが分かった。
【００３９】次に、ホウ素のドーピングに際して、６４
原子結晶モデルの珪素サイトにホウ素原子を１個だけ配
置した場合、炭素サイトにホウ素原子を１個だけ配置し
た場合について、ホウ素の存在以外の欠陥がある場合に
ついて生成エネルギーを解析した。生成エネルギーは、 Ｅf ＝ ｛Ｅ（ｎSi，ｎC ，ｎB ）−ｎSiＥSi M −ｎC ＥC M −ｎB ＥB M ｝ −｛Ｅｐ（３２，３２，０）−３２ＥSi M −３２ＥC M ｝（ｎSi＋ｎC ＋ ｎB ）／６４ ・・・（８） ここで、ＥSi M ，ＥC M ，ＥB M は、珪素，炭素，ホウ
素の擬ポテンシャルを用いた場合の孤立原子のエネルギ
ーである。
原子結晶モデルの珪素サイトにホウ素原子を１個だけ配
置した場合、炭素サイトにホウ素原子を１個だけ配置し
た場合について、ホウ素の存在以外の欠陥がある場合に
ついて生成エネルギーを解析した。生成エネルギーは、 Ｅf ＝ ｛Ｅ（ｎSi，ｎC ，ｎB ）−ｎSiＥSi M −ｎC ＥC M −ｎB ＥB M ｝ −｛Ｅｐ（３２，３２，０）−３２ＥSi M −３２ＥC M ｝（ｎSi＋ｎC ＋ ｎB ）／６４ ・・・（８） ここで、ＥSi M ，ＥC M ，ＥB M は、珪素，炭素，ホウ
素の擬ポテンシャルを用いた場合の孤立原子のエネルギ
ーである。
【００４０】（８）式は欠陥があるモデルの場合と、６
４原子完全結晶モデルとの凝集エネルギーの差から生成
エネルギーを定義することを意味する。欠陥に関し
（９）式のような反応が起きるとする。 Ｘ＋（ホウ素）→Ｙ−ΔＥ・・・（９） ΔＥ＝Ｅf ( Ｙ）−Ｅf ( Ｘ）・・・（１０） （９）式において、ΔＥが小さいほど反応が起こりやす
い。
４原子完全結晶モデルとの凝集エネルギーの差から生成
エネルギーを定義することを意味する。欠陥に関し
（９）式のような反応が起きるとする。 Ｘ＋（ホウ素）→Ｙ−ΔＥ・・・（９） ΔＥ＝Ｅf ( Ｙ）−Ｅf ( Ｘ）・・・（１０） （９）式において、ΔＥが小さいほど反応が起こりやす
い。
【００４１】珪素リッチのモデルについて検討する。珪
素リッチのモデルとして、結晶格子間に珪素が存在する
場合、炭素サイトが空孔の場合、および珪素を炭素サイ
トに配置した場合を考えた。それぞれの生成エネルギー
を６４原子モデルで計算した結果、ｐ型炭化珪素の場合
は炭素サイトの一つが空孔である場合が、ｎ型炭化珪素
の場合は１つの珪素原子が炭素サイトに存在する場合
が、エネルギー的にみた確率論において最もできやすい
（安定している）。最もできやすいモデルについて、ホ
ウ素原子を１個だけ珪素位置または炭素位置に配置した
場合の反応式を表３に示す。
素リッチのモデルとして、結晶格子間に珪素が存在する
場合、炭素サイトが空孔の場合、および珪素を炭素サイ
トに配置した場合を考えた。それぞれの生成エネルギー
を６４原子モデルで計算した結果、ｐ型炭化珪素の場合
は炭素サイトの一つが空孔である場合が、ｎ型炭化珪素
の場合は１つの珪素原子が炭素サイトに存在する場合
が、エネルギー的にみた確率論において最もできやすい
（安定している）。最もできやすいモデルについて、ホ
ウ素原子を１個だけ珪素位置または炭素位置に配置した
場合の反応式を表３に示す。
【００４２】
【表３】
【００４３】珪素リッチモデルでは、ｎ型炭化珪素、ｐ
型炭化珪素共に、ホウ素を炭素サイトに配置した場合が
ΔＥが小さく、炭化珪素の導電型によらずホウ素は炭素
サイトで安定であることが分かった。又、珪素リッチの
ｐ型炭化珪素の炭素サイトの１つが空孔であるモデル
は、浅いドナーレベルを発生させ、ドーピングされたア
クセプタ不純物としてのホウ素の機能が阻害されるた
め、炭素サイトの空孔は存在させないのがよいことが分
かった。
型炭化珪素共に、ホウ素を炭素サイトに配置した場合が
ΔＥが小さく、炭化珪素の導電型によらずホウ素は炭素
サイトで安定であることが分かった。又、珪素リッチの
ｐ型炭化珪素の炭素サイトの１つが空孔であるモデル
は、浅いドナーレベルを発生させ、ドーピングされたア
クセプタ不純物としてのホウ素の機能が阻害されるた
め、炭素サイトの空孔は存在させないのがよいことが分
かった。
【００４４】炭素リッチのモデルについて検討する。炭
素リッチのモデルとして、結晶格子間に炭素が存在する
場合、珪素サイトが空孔の場合、および炭素を珪素サイ
トに配置した場合を考えた。それぞれの生成エネルギー
を６４原子モデルで計算した結果、炭化珪素の導電型に
よらず、１つの炭素原子が珪素サイトに存在する場合が
最もできやすい。最もできやすいモデルについて、ホウ
素原子を１個だけ珪素位置または炭素位置に配置した場
合の反応式を表４に示す。
素リッチのモデルとして、結晶格子間に炭素が存在する
場合、珪素サイトが空孔の場合、および炭素を珪素サイ
トに配置した場合を考えた。それぞれの生成エネルギー
を６４原子モデルで計算した結果、炭化珪素の導電型に
よらず、１つの炭素原子が珪素サイトに存在する場合が
最もできやすい。最もできやすいモデルについて、ホウ
素原子を１個だけ珪素位置または炭素位置に配置した場
合の反応式を表４に示す。
【００４５】
【表４】
【００４６】炭素リッチモデルでは、ホウ素を珪素サイ
トに配置した場合がΔＥが小さく、炭化珪素の導電型に
よらずホウ素は珪素サイトで安定であることが分かっ
た。又、１個の珪素サイトに炭素原子を配置した６４原
子モデルにおいては、元素の周規律表でIV族である珪素
の代わりに同じIV族の炭素を存在するため、新たなレベ
ルを発生せず、ドーピングされたアクセプタ不純物とし
てのホウ素の機能が阻害されないことが分かった。
トに配置した場合がΔＥが小さく、炭化珪素の導電型に
よらずホウ素は珪素サイトで安定であることが分かっ
た。又、１個の珪素サイトに炭素原子を配置した６４原
子モデルにおいては、元素の周規律表でIV族である珪素
の代わりに同じIV族の炭素を存在するため、新たなレベ
ルを発生せず、ドーピングされたアクセプタ不純物とし
てのホウ素の機能が阻害されないことが分かった。
【００４７】以上述べたとおり、炭素リッチな炭化珪素
半導体にドーピングされたホウ素は、珪素サイトに配置
したモデルが安定であり、浅いアクセプタ不純物レベル
を実現できる。又、珪素リッチのｐ型炭化珪素の炭素サ
イトの１つが空孔であるモデルは、浅いドナーレベルを
発生させ、ドーピングされたアクセプタ不純物としての
ホウ素の機能が阻害されるため炭素サイトの空孔が無い
方が、ホウ素がアクセプタ不純物として有効に働く。
半導体にドーピングされたホウ素は、珪素サイトに配置
したモデルが安定であり、浅いアクセプタ不純物レベル
を実現できる。又、珪素リッチのｐ型炭化珪素の炭素サ
イトの１つが空孔であるモデルは、浅いドナーレベルを
発生させ、ドーピングされたアクセプタ不純物としての
ホウ素の機能が阻害されるため炭素サイトの空孔が無い
方が、ホウ素がアクセプタ不純物として有効に働く。
【００４８】以上詳述したように本実施の形態では、結
晶成長に寄与する炭素を、結晶成長に寄与する珪素より
も多く供給してｐ型の単結晶炭化珪素半導体（３）を気
相成長させることにより、成分元素である炭素の原子密
度ｄC と珪素の原子密度ｄSiとの間に１＜ｄC ／ｄSi≦
３２／３１の関係を満足させるようにしたので、形成さ
れた単結晶炭化珪素半導体において炭素原子が増量さ
れ、ホウ素を珪素位置に存在させることができる。よっ
て、ホウ素の活性化率を決定するアクセプタレベルが浅
くなる。その結果、高キャリア濃度、高活性化率のｐ型
炭化珪素半導体が得られる。
晶成長に寄与する炭素を、結晶成長に寄与する珪素より
も多く供給してｐ型の単結晶炭化珪素半導体（３）を気
相成長させることにより、成分元素である炭素の原子密
度ｄC と珪素の原子密度ｄSiとの間に１＜ｄC ／ｄSi≦
３２／３１の関係を満足させるようにしたので、形成さ
れた単結晶炭化珪素半導体において炭素原子が増量さ
れ、ホウ素を珪素位置に存在させることができる。よっ
て、ホウ素の活性化率を決定するアクセプタレベルが浅
くなる。その結果、高キャリア濃度、高活性化率のｐ型
炭化珪素半導体が得られる。
【００４９】本実施の形態における応用例として、図１
〜３では、ｐ／ｎ- ／ｎ+ 構造のエピタキシャル基板の
作製を例にとって説明したが、図４，５，６に示すよう
にｎ／ｐ- ／ｐ+ 構造であってもよい。
〜３では、ｐ／ｎ- ／ｎ+ 構造のエピタキシャル基板の
作製を例にとって説明したが、図４，５，６に示すよう
にｎ／ｐ- ／ｐ+ 構造であってもよい。
【００５０】つまり、図４に示すように、ｐ+ 型単結晶
炭化珪素半導体基板４を用意し、図５に示すように、そ
の表面にｐ- 型炭化珪素半導体層５をＣＶＤ法にてエピ
タキシャル成長する。さらに、図６に示すように、ＣＶ
Ｄ法によりｐ- 型炭化珪素半導体層５上にｎ型炭化珪素
半導体層６をエピタキシャル成長してダブルエピタキシ
ャル単結晶炭化珪素基板を作製する。この場合のｐ- 型
炭化珪素半導体層５の形成時に前述したように供給原料
ガス（ＳｉＨ4 ガス、Ｃ3 Ｈ8 ガス）中における結晶成
長に寄与する炭素の量ＱC と結晶成長に寄与する珪素の
量ＱSiとを、１＜ＱC ／ＱSi＜５の条件を満たすように
してもよい。
炭化珪素半導体基板４を用意し、図５に示すように、そ
の表面にｐ- 型炭化珪素半導体層５をＣＶＤ法にてエピ
タキシャル成長する。さらに、図６に示すように、ＣＶ
Ｄ法によりｐ- 型炭化珪素半導体層５上にｎ型炭化珪素
半導体層６をエピタキシャル成長してダブルエピタキシ
ャル単結晶炭化珪素基板を作製する。この場合のｐ- 型
炭化珪素半導体層５の形成時に前述したように供給原料
ガス（ＳｉＨ4 ガス、Ｃ3 Ｈ8 ガス）中における結晶成
長に寄与する炭素の量ＱC と結晶成長に寄与する珪素の
量ＱSiとを、１＜ＱC ／ＱSi＜５の条件を満たすように
してもよい。
【００５１】又、他の応用例としては、図７に示すよう
に、ｐ+ 型単結晶炭化珪素半導体基板７を用意し、図８
に示すように、その表面にｐ- 型炭化珪素半導体層８を
ＣＶＤ法にてエピタキシャル成長する場合において、ｐ
- 型炭化珪素半導体層８の成長時に、前述したように供
給原料ガス（ＳｉＨ4 ガス、Ｃ3 Ｈ8 ガス）中における
結晶成長に寄与する炭素の量ＱC と結晶成長に寄与する
珪素の量ＱSiとを、１＜ＱC ／ＱSi＜５の条件を満たす
ようにしてもよい。 （第２の実施の形態）次に、この発明の第２の実施の形
態を図面に従って説明する。
に、ｐ+ 型単結晶炭化珪素半導体基板７を用意し、図８
に示すように、その表面にｐ- 型炭化珪素半導体層８を
ＣＶＤ法にてエピタキシャル成長する場合において、ｐ
- 型炭化珪素半導体層８の成長時に、前述したように供
給原料ガス（ＳｉＨ4 ガス、Ｃ3 Ｈ8 ガス）中における
結晶成長に寄与する炭素の量ＱC と結晶成長に寄与する
珪素の量ＱSiとを、１＜ＱC ／ＱSi＜５の条件を満たす
ようにしてもよい。 （第２の実施の形態）次に、この発明の第２の実施の形
態を図面に従って説明する。
【００５２】本実施の形態では、ｎチャネル縦型ＳｉＣ
・ＭＯＳＦＥＴに具体化している。以下、図９〜図１８
を用いて説明する。このＭＯＳＦＥＴにおいては、図１
８に示すように、低抵抗ｐ型炭化珪素層１５を介してソ
ース電極１９とｐ型炭化珪素半導体層１３とのコンタク
トがとられている。
・ＭＯＳＦＥＴに具体化している。以下、図９〜図１８
を用いて説明する。このＭＯＳＦＥＴにおいては、図１
８に示すように、低抵抗ｐ型炭化珪素層１５を介してソ
ース電極１９とｐ型炭化珪素半導体層１３とのコンタク
トがとられている。
【００５３】まず、図９に示すように、ｎ+ 型単結晶炭
化珪素半導体基板１１を用意し、その表面にｎ- 型炭化
珪素半導体層１２をＣＶＤ法にてエピタキシャル成長
し、さらに、ｎ- 型炭化珪素半導体層１２上に、ｐ型炭
化珪素半導体層１３をＣＶＤ法によりエピタキシャル成
長する。その結果、炭化珪素半導体基板２１が形成され
る。
化珪素半導体基板１１を用意し、その表面にｎ- 型炭化
珪素半導体層１２をＣＶＤ法にてエピタキシャル成長
し、さらに、ｎ- 型炭化珪素半導体層１２上に、ｐ型炭
化珪素半導体層１３をＣＶＤ法によりエピタキシャル成
長する。その結果、炭化珪素半導体基板２１が形成され
る。
【００５４】そして、図１０に示すように、炭化珪素半
導体基板２１の表面にマスク材２２を配置し、この状態
で基板２１の所定領域に窒素をイオン注入してｎ+ 型ソ
ース領域１４を形成する。そして、図１１に示すよう
に、例えば珪素酸化膜をマスク材２３として用いてｐ型
炭化珪素半導体層１３の所定領域に炭素をイオン注入す
る。続いて、図１２に示すように、同じマスク材２３を
用いてホウ素をイオン注入する。この際、図１９に示す
ように、イオン注入された炭素の原子密度ｄC と、イオ
ン注入されたホウ素の原子密度ｄB との間に、ｄC ≧ｄ
B の関係があるように炭素とホウ素のイオン注入を行う
とよい。又、イオン注入する炭素の深さ方向における原
子密度分布は、ホウ素の深さ方向における原子密度分布
と略同じにすると更によい。より具体的には、イオン注
入の際の加速電圧や注入量を調整することにより原子密
度分布をコントロールすることができる。又、炭素とホ
ウ素の注入順序はどちらが先でもよい。
導体基板２１の表面にマスク材２２を配置し、この状態
で基板２１の所定領域に窒素をイオン注入してｎ+ 型ソ
ース領域１４を形成する。そして、図１１に示すよう
に、例えば珪素酸化膜をマスク材２３として用いてｐ型
炭化珪素半導体層１３の所定領域に炭素をイオン注入す
る。続いて、図１２に示すように、同じマスク材２３を
用いてホウ素をイオン注入する。この際、図１９に示す
ように、イオン注入された炭素の原子密度ｄC と、イオ
ン注入されたホウ素の原子密度ｄB との間に、ｄC ≧ｄ
B の関係があるように炭素とホウ素のイオン注入を行う
とよい。又、イオン注入する炭素の深さ方向における原
子密度分布は、ホウ素の深さ方向における原子密度分布
と略同じにすると更によい。より具体的には、イオン注
入の際の加速電圧や注入量を調整することにより原子密
度分布をコントロールすることができる。又、炭素とホ
ウ素の注入順序はどちらが先でもよい。
【００５５】この後、図１３に示すようにマスク材２３
を除去するとともに、結晶性の回復とホウ素の活性化を
目的とした熱処理を実施する。このようにして、ｎ+ 型
ソース領域１４の周囲に低抵抗ｐ型炭化珪素領域１５が
形成される。
を除去するとともに、結晶性の回復とホウ素の活性化を
目的とした熱処理を実施する。このようにして、ｎ+ 型
ソース領域１４の周囲に低抵抗ｐ型炭化珪素領域１５が
形成される。
【００５６】さらに、図１４に示すように、ソース領域
１４及びｐ型炭化珪素半導体層１３を共に貫通してｎ-
型炭化珪素半導体層１２に達する溝１６を形成する。そ
して、図１５に示すように、溝１６の内部を含む基板上
にゲート酸化膜となる酸化膜１７ａを配置し、図１６に
示すように、溝１６の内部における酸化膜１７ａの上に
ゲート電極１８を配置する。さらに、図１７に示すよう
に、ゲート電極１８の上および酸化膜１７ａの上に酸化
膜１７ｂを配置する。
１４及びｐ型炭化珪素半導体層１３を共に貫通してｎ-
型炭化珪素半導体層１２に達する溝１６を形成する。そ
して、図１５に示すように、溝１６の内部を含む基板上
にゲート酸化膜となる酸化膜１７ａを配置し、図１６に
示すように、溝１６の内部における酸化膜１７ａの上に
ゲート電極１８を配置する。さらに、図１７に示すよう
に、ゲート電極１８の上および酸化膜１７ａの上に酸化
膜１７ｂを配置する。
【００５７】その後、図１８に示すように、溝１６の周
辺部の酸化膜１７ａ，１７ｂを残して他の酸化膜１７
ａ，１７ｂを除去するとともに、基板上にソース電極１
９をデポする。その結果、ソース領域１４と低抵抗ｐ型
炭化珪素領域１５にはそれぞれソース電極１９が接触す
る。尚、ソース領域１４と低抵抗ｐ型炭化珪素領域１５
の電極は、別々の材料でもよい。又、ｎ+ 型単結晶炭化
珪素半導体基板１１の裏面には、ドレイン電極２０を形
成する。
辺部の酸化膜１７ａ，１７ｂを残して他の酸化膜１７
ａ，１７ｂを除去するとともに、基板上にソース電極１
９をデポする。その結果、ソース領域１４と低抵抗ｐ型
炭化珪素領域１５にはそれぞれソース電極１９が接触す
る。尚、ソース領域１４と低抵抗ｐ型炭化珪素領域１５
の電極は、別々の材料でもよい。又、ｎ+ 型単結晶炭化
珪素半導体基板１１の裏面には、ドレイン電極２０を形
成する。
【００５８】このようにしてｎチャネル縦型ＳｉＣ・Ｍ
ＯＳＦＥＴが製造される。このように本実施の形態で
は、単結晶炭化珪素半導体（１３）にホウ素をイオン注
入してｐ型の単結晶炭化珪素半導体（１５）を形成する
際に、炭素をイオン注入して炭素原子の増量を行うよう
にした。即ち、単結晶炭化珪素半導体（１３）に対しホ
ウ素をイオン注入してから炭素をイオン注入するか、あ
るいは、炭素をイオン注入してからホウ素をイオン注入
することにより、炭素原子の増量が行われる。このよう
に炭素原子を増量することにより、ホウ素を珪素位置に
存在させることができる。よって、ホウ素の活性化率を
決定するアクセプタレベルが浅くなる。その結果、高キ
ャリア濃度、高活性化率のｐ型炭化珪素半導体が得られ
る。
ＯＳＦＥＴが製造される。このように本実施の形態で
は、単結晶炭化珪素半導体（１３）にホウ素をイオン注
入してｐ型の単結晶炭化珪素半導体（１５）を形成する
際に、炭素をイオン注入して炭素原子の増量を行うよう
にした。即ち、単結晶炭化珪素半導体（１３）に対しホ
ウ素をイオン注入してから炭素をイオン注入するか、あ
るいは、炭素をイオン注入してからホウ素をイオン注入
することにより、炭素原子の増量が行われる。このよう
に炭素原子を増量することにより、ホウ素を珪素位置に
存在させることができる。よって、ホウ素の活性化率を
決定するアクセプタレベルが浅くなる。その結果、高キ
ャリア濃度、高活性化率のｐ型炭化珪素半導体が得られ
る。
【００５９】又、イオン注入法を用いているので気相成
長法に比べ所望の領域に選択的にｐ型炭化珪素半導体を
形成できる。さらに、図１９に示すように、イオン注入
により添加された炭素の原子密度ｄ C と、既にあったか
又はイオン注入により添加されたホウ素の原子密度ｄB
との間に、ｄC ≧ｄB の関係を満足させるように炭素と
ホウ素のイオン注入を行ったので、炭素の原子密度ｄC
と珪素の原子密度ｄSiとホウ素の原子密度ｄB との間に
おいて（ｄC −ｄSi）≧ｄB を満足させることができ
る。
長法に比べ所望の領域に選択的にｐ型炭化珪素半導体を
形成できる。さらに、図１９に示すように、イオン注入
により添加された炭素の原子密度ｄ C と、既にあったか
又はイオン注入により添加されたホウ素の原子密度ｄB
との間に、ｄC ≧ｄB の関係を満足させるように炭素と
ホウ素のイオン注入を行ったので、炭素の原子密度ｄC
と珪素の原子密度ｄSiとホウ素の原子密度ｄB との間に
おいて（ｄC −ｄSi）≧ｄB を満足させることができ
る。
【００６０】さらには、図１９に示すように、イオン注
入条件の制御により、イオン注入する炭素の深さ方向の
原子密度分布と、ホウ素の深さ方向における原子密度分
布とを略同じにした。よって、深さ方向においてホウ素
の原子密度と炭素の原子密度とをコントロールして所望
のキャリア密度分布を得ることができる。
入条件の制御により、イオン注入する炭素の深さ方向の
原子密度分布と、ホウ素の深さ方向における原子密度分
布とを略同じにした。よって、深さ方向においてホウ素
の原子密度と炭素の原子密度とをコントロールして所望
のキャリア密度分布を得ることができる。
【００６１】上述した例では、イオン注入にてホウ素が
ドーピングされた単結晶炭化珪素半導体（１３）を形成
した後に、炭素をイオン注入して炭素原子の増量を行う
場合について説明したが、気相成長にてホウ素がドーピ
ングされた単結晶炭化珪素を形成した後に、炭素をイオ
ン注入して炭素原子の増量を行うようにしてもよい。つ
まり、アクセプタ不純物としてホウ素を同時ドーピング
した単結晶炭化珪素半導体を形成した後に、炭素をイオ
ン注入する炭素原子増量工程を付加することにより、炭
素原子の増量を行う。このように炭素原子を増量するこ
とにより、ホウ素を珪素位置に存在させることができ
る。よって、ホウ素の活性化率を決定するアクセプタレ
ベルが浅くなる。その結果、高キャリア濃度、高活性化
率のｐ型炭化珪素半導体が得られる。この場合の、ホウ
素を同時ドーピングした単結晶炭化珪素半導体を形成す
るとは、気相成長により単結晶炭化珪素半導体を形成す
るプロセスの他にも、昇華再結晶法により単結晶炭化珪
素半導体を形成するプロセスを含むものである。
ドーピングされた単結晶炭化珪素半導体（１３）を形成
した後に、炭素をイオン注入して炭素原子の増量を行う
場合について説明したが、気相成長にてホウ素がドーピ
ングされた単結晶炭化珪素を形成した後に、炭素をイオ
ン注入して炭素原子の増量を行うようにしてもよい。つ
まり、アクセプタ不純物としてホウ素を同時ドーピング
した単結晶炭化珪素半導体を形成した後に、炭素をイオ
ン注入する炭素原子増量工程を付加することにより、炭
素原子の増量を行う。このように炭素原子を増量するこ
とにより、ホウ素を珪素位置に存在させることができ
る。よって、ホウ素の活性化率を決定するアクセプタレ
ベルが浅くなる。その結果、高キャリア濃度、高活性化
率のｐ型炭化珪素半導体が得られる。この場合の、ホウ
素を同時ドーピングした単結晶炭化珪素半導体を形成す
るとは、気相成長により単結晶炭化珪素半導体を形成す
るプロセスの他にも、昇華再結晶法により単結晶炭化珪
素半導体を形成するプロセスを含むものである。
【００６２】この気相成長にて形成された単結晶炭化珪
素半導体に対し炭素のイオン注入を行う場合において、
イオン注入により添加された炭素の原子密度ｄC と、既
にあったホウ素の原子密度ｄB との間に、ｄC ≧ｄB の
関係を満足させるように炭素のイオン注入を行うことに
より、炭素の原子密度ｄC と、珪素の原子密度ｄSiと、
ホウ素の原子密度ｄB との間に、（ｄC −ｄSi）≧ｄB
の関係を満足する単結晶炭化珪素半導体を形成すること
ができる。
素半導体に対し炭素のイオン注入を行う場合において、
イオン注入により添加された炭素の原子密度ｄC と、既
にあったホウ素の原子密度ｄB との間に、ｄC ≧ｄB の
関係を満足させるように炭素のイオン注入を行うことに
より、炭素の原子密度ｄC と、珪素の原子密度ｄSiと、
ホウ素の原子密度ｄB との間に、（ｄC −ｄSi）≧ｄB
の関係を満足する単結晶炭化珪素半導体を形成すること
ができる。
【００６３】これまでの説明においてはｎチャネル縦型
ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴ製造に適用した場合を示したが、
図２０〜２９に示すように、ｐチャネル縦型ＳｉＣ・Ｍ
ＯＳＦＥＴの製造プロセスにも適用できる。
ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴ製造に適用した場合を示したが、
図２０〜２９に示すように、ｐチャネル縦型ＳｉＣ・Ｍ
ＯＳＦＥＴの製造プロセスにも適用できる。
【００６４】まず、図２０に示すように、ｐ+ 型単結晶
炭化珪素半導体基板２４の表面にｐ - 型炭化珪素半導体
層２５をＣＶＤ法にてエピタキシャル成長し、さらにそ
の上にｎ型炭化珪素半導体層２６をＣＶＤ法によりエピ
タキシャル成長する。そして、図２１に示すように、マ
スク材２７を用いてｎ型炭化珪素半導体層２６の所定領
域に炭素をイオン注入するとともに、図２２に示すよう
に、同じマスク材２７を用いてホウ素をイオン注入す
る。この際、図１９に示したように、イオン注入された
炭素の原子密度ｄC と、イオン注入されたホウ素の原子
密度ｄB との間に、ｄC ≧ｄB の関係があり、かつ、両
原子の原子密度分布を略同じにする。このようにして、
ｐ+ 型ソース領域２８が形成され、この際の炭素とホウ
素をイオン注入するプロセスにおいて前述した効果が得
られる。
炭化珪素半導体基板２４の表面にｐ - 型炭化珪素半導体
層２５をＣＶＤ法にてエピタキシャル成長し、さらにそ
の上にｎ型炭化珪素半導体層２６をＣＶＤ法によりエピ
タキシャル成長する。そして、図２１に示すように、マ
スク材２７を用いてｎ型炭化珪素半導体層２６の所定領
域に炭素をイオン注入するとともに、図２２に示すよう
に、同じマスク材２７を用いてホウ素をイオン注入す
る。この際、図１９に示したように、イオン注入された
炭素の原子密度ｄC と、イオン注入されたホウ素の原子
密度ｄB との間に、ｄC ≧ｄB の関係があり、かつ、両
原子の原子密度分布を略同じにする。このようにして、
ｐ+ 型ソース領域２８が形成され、この際の炭素とホウ
素をイオン注入するプロセスにおいて前述した効果が得
られる。
【００６５】そして、図２３に示すように、マスク材２
９を用いてｎ型炭化珪素半導体層２６の所定領域に窒素
をイオン注入して、ｐ+ 型ソース領域２８の周囲に低抵
抗ｎ + 型炭化珪素領域３０を形成する。さらに、図２４
に示すように、マスク材２９を除去した後、図２５に示
すように、ソース領域２８及びｎ型炭化珪素半導体層２
６を共に貫通してｐ- 型炭化珪素半導体層２５に達する
溝３１を形成する。そして、図２６に示すように、溝３
１の内部を含む基板上にゲート酸化膜となる酸化膜３２
ａを配置し、図２７に示すように、溝３１の内部におけ
る酸化膜３２ａの上にゲート電極３３を配置する。さら
に、図２８に示すように、ゲート電極３３の上および酸
化膜３２ａの上に酸化膜３２ｂを配置する。
９を用いてｎ型炭化珪素半導体層２６の所定領域に窒素
をイオン注入して、ｐ+ 型ソース領域２８の周囲に低抵
抗ｎ + 型炭化珪素領域３０を形成する。さらに、図２４
に示すように、マスク材２９を除去した後、図２５に示
すように、ソース領域２８及びｎ型炭化珪素半導体層２
６を共に貫通してｐ- 型炭化珪素半導体層２５に達する
溝３１を形成する。そして、図２６に示すように、溝３
１の内部を含む基板上にゲート酸化膜となる酸化膜３２
ａを配置し、図２７に示すように、溝３１の内部におけ
る酸化膜３２ａの上にゲート電極３３を配置する。さら
に、図２８に示すように、ゲート電極３３の上および酸
化膜３２ａの上に酸化膜３２ｂを配置する。
【００６６】その後、図２９に示すように、溝３１の周
辺部の酸化膜３２ａ，３２ｂを残して他の酸化膜３２
ａ，３２ｂを除去するとともに、基板上にソース電極３
４をデポする。又、ｐ+ 型単結晶炭化珪素半導体基板２
４の裏面にドレイン電極３５を形成して、ｐチャネル縦
型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造が完了する。
辺部の酸化膜３２ａ，３２ｂを残して他の酸化膜３２
ａ，３２ｂを除去するとともに、基板上にソース電極３
４をデポする。又、ｐ+ 型単結晶炭化珪素半導体基板２
４の裏面にドレイン電極３５を形成して、ｐチャネル縦
型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造が完了する。
【００６７】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１，２，
３，４に記載の発明によれば、ホウ素をドーピングした
炭化珪素半導体においてキャリア濃度、活性化率を高く
することができる優れた効果を発揮する。
３，４に記載の発明によれば、ホウ素をドーピングした
炭化珪素半導体においてキャリア濃度、活性化率を高く
することができる優れた効果を発揮する。
【００６８】請求項５，６，７，８に記載の発明によれ
ば、高キャリア濃度、高キャリア活性化率のｐ型炭化珪
素半導体を製造することができる。特に、請求項７に記
載の発明においては、所望の領域に選択的にｐ型炭化珪
素半導体を形成することができる。
ば、高キャリア濃度、高キャリア活性化率のｐ型炭化珪
素半導体を製造することができる。特に、請求項７に記
載の発明においては、所望の領域に選択的にｐ型炭化珪
素半導体を形成することができる。
【００６９】請求項９に記載の発明によれば、請求項６
〜８のいずれか１項に記載の発明の効果に加え、深さ方
向においてホウ素の原子密度と炭素の原子密度とをコン
トロールして所望のキャリア密度分布を得ることができ
る。
〜８のいずれか１項に記載の発明の効果に加え、深さ方
向においてホウ素の原子密度と炭素の原子密度とをコン
トロールして所望のキャリア密度分布を得ることができ
る。
【図１】第１の実施の形態におけるエピタキシャル基板
の製造工程を示す断面図。
の製造工程を示す断面図。
【図２】第１の実施の形態におけるエピタキシャル基板
の製造工程を示す断面図。
の製造工程を示す断面図。
【図３】第１の実施の形態におけるエピタキシャル基板
の製造工程を示す断面図。
の製造工程を示す断面図。
【図４】第１の実施の形態の応用例におけるエピタキシ
ャル基板の製造工程を示す断面図。
ャル基板の製造工程を示す断面図。
【図５】第１の実施の形態の応用例におけるエピタキシ
ャル基板の製造工程を示す断面図。
ャル基板の製造工程を示す断面図。
【図６】第１の実施の形態の応用例におけるエピタキシ
ャル基板の製造工程を示す断面図。
ャル基板の製造工程を示す断面図。
【図７】第１の実施の形態の他の応用例におけるエピタ
キシャル基板の製造工程を示す断面図。
キシャル基板の製造工程を示す断面図。
【図８】第１の実施の形態の他の応用例におけるエピタ
キシャル基板の製造工程を示す断面図。
キシャル基板の製造工程を示す断面図。
【図９】第２の実施の形態におけるｎチャネル縦型Ｓｉ
Ｃ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
Ｃ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図１０】第２の実施の形態におけるｎチャネル縦型Ｓ
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図１１】第２の実施の形態におけるｎチャネル縦型Ｓ
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図１２】第２の実施の形態におけるｎチャネル縦型Ｓ
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図１３】第２の実施の形態におけるｎチャネル縦型Ｓ
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図１４】第２の実施の形態におけるｎチャネル縦型Ｓ
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図１５】第２の実施の形態におけるｎチャネル縦型Ｓ
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図１６】第２の実施の形態におけるｎチャネル縦型Ｓ
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図１７】第２の実施の形態におけるｎチャネル縦型Ｓ
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図１８】第２の実施の形態におけるｎチャネル縦型Ｓ
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図１９】イオン注入された炭素の原子密度の深さ分布
とイオン注入されたホウ素の原子密度の深さ分布図。
とイオン注入されたホウ素の原子密度の深さ分布図。
【図２０】第２の実施の形態の応用例におけるｐチャネ
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図２１】第２の実施の形態の応用例におけるｐチャネ
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図２２】第２の実施の形態の応用例におけるｐチャネ
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図２３】第２の実施の形態の応用例におけるｐチャネ
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図２４】第２の実施の形態の応用例におけるｐチャネ
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図２５】第２の実施の形態の応用例におけるｐチャネ
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図２６】第２の実施の形態の応用例におけるｐチャネ
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図２７】第２の実施の形態の応用例におけるｐチャネ
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図２８】第２の実施の形態の応用例におけるｐチャネ
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図２９】第２の実施の形態の応用例におけるｐチャネ
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
ル縦型ＳｉＣ・ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図。
【図３０】ホウ素原子を１個だけ珪素サイトに配置した
場合の（１１０）面上のアクセプタの波動関数の２乗の
等高線。
場合の（１１０）面上のアクセプタの波動関数の２乗の
等高線。
【図３１】ホウ素原子を１個だけ珪素サイトに配置した
場合の計算モデルの模式図。
場合の計算モデルの模式図。
【図３２】ホウ素原子を１個だけ炭素サイトに配置した
場合の（１１０）面上のアクセプタの波動関数の２乗の
等高線。
場合の（１１０）面上のアクセプタの波動関数の２乗の
等高線。
【符号の説明】 １…ｎ+ 型単結晶炭化珪素半導体基板、２…ｎ- 型炭化
珪素半導体層、３…ｐ型炭化珪素半導体層、４…ｐ+ 型
単結晶炭化珪素半導体基板、５…ｐ- 型炭化珪素半導体
層、６…ｎ型炭化珪素半導体層、７…ｐ+ 型単結晶炭化
珪素半導体基板、８…ｐ- 型炭化珪素半導体層、１１…
ｎ+ 型単結晶炭化珪素半導体基板、１２…ｎ- 型炭化珪
素半導体層、１３…ｐ型炭化珪素半導体層、１４…ｎ+
型ソース領域、１５…低抵抗ｐ型炭化珪素領域、２４…
ｐ+ 型単結晶炭化珪素半導体基板、２５…ｐ- 型炭化珪
素半導体層、２６…ｎ型炭化珪素半導体層、２８…ｐ+
型ソース領域
珪素半導体層、３…ｐ型炭化珪素半導体層、４…ｐ+ 型
単結晶炭化珪素半導体基板、５…ｐ- 型炭化珪素半導体
層、６…ｎ型炭化珪素半導体層、７…ｐ+ 型単結晶炭化
珪素半導体基板、８…ｐ- 型炭化珪素半導体層、１１…
ｎ+ 型単結晶炭化珪素半導体基板、１２…ｎ- 型炭化珪
素半導体層、１３…ｐ型炭化珪素半導体層、１４…ｎ+
型ソース領域、１５…低抵抗ｐ型炭化珪素領域、２４…
ｐ+ 型単結晶炭化珪素半導体基板、２５…ｐ- 型炭化珪
素半導体層、２６…ｎ型炭化珪素半導体層、２８…ｐ+
型ソース領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9055−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 29/78 ６５８Ａ (72)発明者 戸倉 規仁 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 福本 敦勇 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 林 秀光 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内
Claims (9)
- 【請求項１】 アクセプタ不純物としてホウ素をドーピ
ングした単結晶炭化珪素半導体において、 成分元素である炭素の原子密度ｄC と珪素の原子密度ｄ
Siとの間に、１＜ｄC／ｄSi≦３２／３１の関係がある
ことを特徴とするｐ型炭化珪素半導体。 - 【請求項２】 珪素が存在すべき結晶格子位置の一部が
空孔であることを特徴とする請求項１に記載のｐ型炭化
珪素半導体。 - 【請求項３】 珪素が存在すべき結晶格子位置の一部が
炭素であることを特徴とする請求項１に記載のｐ型炭化
珪素半導体。 - 【請求項４】 炭素の原子密度ｄC と、珪素の原子密度
ｄSiと、ホウ素の原子密度ｄB との間に、（ｄC −
ｄSi）≧ｄB の関係があることを特徴とする請求項１〜
３のいずれか１項に記載のｐ型炭化珪素半導体。 - 【請求項５】 炭素と珪素とを含んだガスを流すと同時
にホウ素を含んだガスを流すことにより単結晶炭化珪素
基板の上にｐ型の単結晶炭化珪素半導体を気相成長する
際に、結晶成長に寄与する炭素の供給量ＱC と、結晶成
長に寄与する珪素の供給量ＱSiとの間に、１＜ＱC ／Ｑ
Si＜５の関係を満足させることにより、成分元素である
炭素の原子密度ｄC と珪素の原子密度ｄSiとの間に１＜
ｄC ／ｄSi≦３２／３１の関係を満足させるようにした
ことを特徴とするｐ型炭化珪素半導体の製造方法。 - 【請求項６】 アクセプタ不純物としてホウ素を同時ド
ーピングした単結晶炭化珪素半導体を形成した後に、炭
素をイオン注入する炭素原子増量工程を付加したことを
特徴とするｐ型炭化珪素半導体の製造方法。 - 【請求項７】 単結晶炭化珪素半導体にアクセプタ不純
物としてホウ素をイオン注入してｐ型の単結晶炭化珪素
半導体を形成する際に、炭素をイオン注入する炭素原子
増量工程を付加したことを特徴とするｐ型炭化珪素半導
体の製造方法。 - 【請求項８】 イオン注入により添加された炭素の原子
密度ｄC と、既にあったか又はイオン注入により添加さ
れたホウ素の原子密度ｄB との間に、ｄC ≧ｄB の関係
を満足させるようにイオン注入を行うことを特徴とする
請求項６または７に記載のｐ型炭化珪素半導体の製造方
法。 - 【請求項９】 イオン注入する炭素の深さ方向の原子密
度分布と、ホウ素の深さ方向における原子密度分布とが
略同じになるようにイオン注入条件を制御するようにし
た請求項６〜８のいずれか１項に記載のｐ型炭化珪素半
導体の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21925595A JP3647515B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | ｐ型炭化珪素半導体の製造方法 |
| US08/704,820 US6133120A (en) | 1995-08-28 | 1996-08-28 | Boron-doped p-type single crystal silicon carbide semiconductor and process for preparing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21925595A JP3647515B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | ｐ型炭化珪素半導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0963968A true JPH0963968A (ja) | 1997-03-07 |
| JP3647515B2 JP3647515B2 (ja) | 2005-05-11 |
Family
ID=16732660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21925595A Expired - Fee Related JP3647515B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | ｐ型炭化珪素半導体の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6133120A (ja) |
| JP (1) | JP3647515B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6297100B1 (en) | 1998-09-30 | 2001-10-02 | Denso Corporation | Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device using active and inactive ion species |
| EP1179620A1 (en) * | 2000-08-10 | 2002-02-13 | Hoya Corporation | Silicon carbide and method of manufacturing the same |
| JP2002280531A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-27 | Denso Corp | 半導体基板及びその製造方法 |
| JP2008053667A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-03-06 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | ＳｉＣ結晶の質を向上させる方法およびＳｉＣ半導体素子 |
| JP2013201400A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2013211500A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 炭化珪素基板への成膜方法 |
| US8748975B2 (en) | 2011-12-13 | 2014-06-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Switching element and manufacturing method thereof |
| US9318324B2 (en) | 2014-03-19 | 2016-04-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Manufacturing method of SiC epitaxial substrate, manufacturing method of semiconductor device, and semiconductor device |
| JP2019117871A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6498078B2 (en) * | 2000-09-05 | 2002-12-24 | The Regents Of The University Of California | Method for enhancing the solubility of boron and indium in silicon |
| US7238597B2 (en) * | 2002-09-27 | 2007-07-03 | Brontek Delta Corporation | Boron ion delivery system |
| US7462540B2 (en) * | 2004-02-06 | 2008-12-09 | Panasonic Corporation | Silicon carbide semiconductor device and process for producing the same |
| JP4470690B2 (ja) * | 2004-10-29 | 2010-06-02 | 住友電気工業株式会社 | 炭化珪素単結晶、炭化珪素基板および炭化珪素単結晶の製造方法 |
| KR20120022932A (ko) * | 2009-10-13 | 2012-03-12 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 탄화규소 기판의 제조 방법, 탄화규소 기판 및 반도체 장치 |
| CN105723499B (zh) * | 2013-11-13 | 2018-11-06 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置的制造方法以及半导体装置 |
| JP6472776B2 (ja) * | 2016-02-01 | 2019-02-20 | 富士電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法 |
| US9917170B2 (en) * | 2016-04-22 | 2018-03-13 | Infineon Technologies Ag | Carbon based contact structure for silicon carbide device technical field |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0249422A (ja) * | 1988-08-11 | 1990-02-19 | Sharp Corp | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
| US5135885A (en) * | 1989-03-27 | 1992-08-04 | Sharp Corporation | Method of manufacturing silicon carbide fets |
| JPH0770695B2 (ja) * | 1989-03-27 | 1995-07-31 | シャープ株式会社 | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
| JPH05335257A (ja) * | 1992-06-03 | 1993-12-17 | Showa Shell Sekiyu Kk | ｐ型シリコンカーバイドの形成方法 |
| JP3146694B2 (ja) * | 1992-11-12 | 2001-03-19 | 富士電機株式会社 | 炭化けい素ｍｏｓｆｅｔおよび炭化けい素ｍｏｓｆｅｔの製造方法 |
| CA2113336C (en) * | 1993-01-25 | 2001-10-23 | David J. Larkin | Compound semi-conductors and controlled doping thereof |
| US5709745A (en) * | 1993-01-25 | 1998-01-20 | Ohio Aerospace Institute | Compound semi-conductors and controlled doping thereof |
| JPH07106265A (ja) * | 1993-10-06 | 1995-04-21 | Fuji Electric Co Ltd | 炭化けい素半導体素子の製造方法 |
-
1995
- 1995-08-28 JP JP21925595A patent/JP3647515B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-08-28 US US08/704,820 patent/US6133120A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6297100B1 (en) | 1998-09-30 | 2001-10-02 | Denso Corporation | Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device using active and inactive ion species |
| EP1179620A1 (en) * | 2000-08-10 | 2002-02-13 | Hoya Corporation | Silicon carbide and method of manufacturing the same |
| KR100450316B1 (ko) * | 2000-08-10 | 2004-09-30 | 호야 가부시키가이샤 | 탄화 규소 및 이의 제조 방법 |
| US7166523B2 (en) | 2000-08-10 | 2007-01-23 | Hoya Corporation | Silicon carbide and method of manufacturing the same |
| JP2002280531A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-27 | Denso Corp | 半導体基板及びその製造方法 |
| JP2008053667A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-03-06 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | ＳｉＣ結晶の質を向上させる方法およびＳｉＣ半導体素子 |
| US8748975B2 (en) | 2011-12-13 | 2014-06-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Switching element and manufacturing method thereof |
| JP2013201400A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2013211500A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 炭化珪素基板への成膜方法 |
| US9318324B2 (en) | 2014-03-19 | 2016-04-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Manufacturing method of SiC epitaxial substrate, manufacturing method of semiconductor device, and semiconductor device |
| JP2019117871A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3647515B2 (ja) | 2005-05-11 |
| US6133120A (en) | 2000-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0963968A (ja) | ｐ型炭化珪素半導体及びその製造方法 | |
| Matsunami | Technological breakthroughs in growth control of silicon carbide for high power electronic devices | |
| Matsunami | Fundamental research on semiconductor SiC and its applications to power electronics | |
| KR100450316B1 (ko) | 탄화 규소 및 이의 제조 방법 | |
| JP4185215B2 (ja) | ＳｉＣウエハ、ＳｉＣ半導体デバイス、および、ＳｉＣウエハの製造方法 | |
| CN103228827B (zh) | 外延碳化硅单晶基板的制造方法 | |
| US8470698B2 (en) | Method for growing p-type SiC semiconductor single crystal and p-type SiC semiconductor single crystal | |
| JP3854508B2 (ja) | ＳｉＣウエハ、ＳｉＣ半導体デバイス、およびＳｉＣウエハの製造方法 | |
| JP3307647B2 (ja) | 高低抗炭化ケイ素の製法 | |
| US20100133550A1 (en) | Stable power devices on low-angle off-cut silicon carbide crystals | |
| EP3151285A1 (en) | Ga2o3-based semiconductor element | |
| JP2003502857A (ja) | ＜１−１００＞方向にオフカットした基板上で成長させた炭化ケイ素エピタキシャル層 | |
| JP2006193348A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体基板およびその製造方法 | |
| US5334283A (en) | Process for selectively etching diamond | |
| CN102369597A (zh) | 半导体基板、半导体基板的制造方法、和电子器件 | |
| WO2003043066A2 (en) | Layered structures | |
| US20120104557A1 (en) | Method for manufacturing a group III nitride crystal, method for manufacturing a group III nitride template, group III nitride crystal and group III nitride template | |
| CN102057463A (zh) | 氮化合物半导体基板的制造方法和氮化合物半导体基板、单晶SiC基板的制造方法和单晶SiC基板 | |
| JP2004343133A (ja) | 炭化珪素製造方法、炭化珪素及び半導体装置 | |
| KR20080057065A (ko) | 전자 소자용 ＧａＮ 웨이퍼 및 그 제조 방법 | |
| JP3461819B2 (ja) | 半導体結晶膜の製造方法 | |
| JP2002299642A (ja) | 半導体素子及びその製造方法 | |
| KR101082773B1 (ko) | 화합물 반도체 소자 및 그 제조 방법 | |
| JP4329211B2 (ja) | 炭化珪素単結晶を用いた炭化珪素半導体装置およびその製造方法 | |
| Kiyota et al. | Boron δ-doping in Si using atmospheric pressure CVD |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041012 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041110 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041202 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050121 |
|
| 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: 20050208 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050209 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090218 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090218 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100218 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110218 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120218 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130218 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140218 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |