JPH11274517A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number
JPH11274517A
JPH11274517A JP7596598A JP7596598A JPH11274517A JP H11274517 A JPH11274517 A JP H11274517A JP 7596598 A JP7596598 A JP 7596598A JP 7596598 A JP7596598 A JP 7596598A JP H11274517 A JPH11274517 A JP H11274517A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
semiconductor substrate
semiconductive
substrate
insulating film
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.)
Withdrawn
Application number
JP7596598A
Other languages
English (en)
Inventor
Shizue Hori
志津江 堀
Masanobu Tsuchiya
政信 土谷
Akihiko Osawa
明彦 大澤
Yoshiaki Baba
嘉朗 馬場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP7596598A priority Critical patent/JPH11274517A/ja
Publication of JPH11274517A publication Critical patent/JPH11274517A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高耐圧素子のパッシベーション膜として用い
られる半導電性膜と基板との界面状態を安定かつ清浄に
保ち、この半導電性膜と基板のキャリアの移動をスムー
ズに行うことのできる薄い酸化膜を備えた半導体装置お
よびその製造方法を提供する。 【解決手段】 第1の導電型の半導体層と第1の導電型
の半導体層とは異なる第2の導電型の半導体層とを備え
た半導体基板と、半導体基板上に形成された絶縁膜と、
絶縁膜上に形成された半導電性膜とを具備する半導体装
置およびその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造方法に係り、特に、高耐圧素子において薄い酸
化膜を備えた半導体装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の高耐圧化を実現するため
に、半導電性膜が使われている。半導電性膜の代表的な
ものとしては、SIPOS(Semi-Insulating Polycrys
tallineSilicon )膜が挙げられる。このSIPOS膜
は、SiH4 とN2 OとからCVD(Chemical Vapor D
eposition )法により形成された、酸素含有のアモルフ
ァスシリコン膜である。
【0003】高耐圧素子に逆方向に高電圧を印加する
と、半導体基板とSIPOS膜間でキャリアがやりとり
される。これは半導体基板とSIPOS膜の界面の影響
がなければ、スムーズに行われる。しかし、実際には、
半導体基板表面に存在する界面準位のために、このやり
取りとは別の横方向に流れる界面リーク電流が発生して
しまう。
【0004】このような半導体基板とSIPOS膜が直
接接合するように形成された図6に示すような従来の半
導体装置は、接合界面においてリーク電流が多かった。
【0005】また、SIPOS膜成形前に、不可避的に
半導体基板上に自然酸化膜が形成されてしまう。この自
然酸化膜は雰囲気により汚染される可能性があり、汚染
されると、デバイスの特性が不安定となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、半導
電性膜を用いた場合、基板との界面が汚染されることに
より、この半導電性膜と基板との間のキャリアの移動が
充分に行われず、界面リーク電流が発生するという問題
があった。
【0007】この問題を解決するには、自然形成酸化膜
を除去した後の基板表面を清浄としキャリアの移動を可
能とする必要がある。
【0008】そこで、本発明は、高耐圧素子のパッシベ
ーション膜として用いられる半導電性膜と基板との界面
状態を安定かつ清浄に保ち、この半導電性膜と基板のキ
ャリアの移動をスムーズに行うことのできる薄い酸化膜
を備えた半導体装置およびその製造方法を提供すること
を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
第1の導電型の半導体層と第1の導電型の半導体層とは
異なる第2の導電型の半導体層とを備えた半導体基板
と、半導体基板上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上に形
成された半導電性膜とを具備する半導体装置である。こ
の半導体装置によれば、絶縁膜によって半導体基板と半
導電性膜との界面を安定かつ清浄に保ちながら、キャリ
アの移動を妨げることなく汚染起因のリーク電流を防ぐ
ことができる。
【0010】請求項2記載の発明は、請求項1記載の半
導体装置における絶縁膜の厚さが5nm以下である半導
体装置である。絶縁膜が5nm以下というごく薄い厚さ
で形成されるために、半導体基板から半導電性膜へのキ
ャリアの移動がスムーズに行われる。
【0011】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の半導体装置における絶縁膜が、過酸化水素水を加熱
して形成される半導体装置である。過酸化水素を加熱す
るという簡便な手段によって、半導体基板と半導電性膜
との界面を安定かつ清浄に保つことができる。
【0012】請求項4記載の発明は、第1の導電型の半
導体層と第1の導電型の半導体層とは異なる第2の導電
型の半導体層とを備えた半導体基板を形成する工程と、
半導体基板上に自然形成された第1の絶縁膜を除去する
工程と、第1の絶縁膜を除去した半導体基板上に第2の
絶縁膜を形成する工程と、第2の絶縁膜上に半導電性膜
を形成する工程とを具備する半導体装置の製造方法であ
る。この製造方法によれば、基板表面の汚染、ひいては
リーク電流の原因となる、半導体基板上に不可避的に形
成される第1の絶縁膜を除去し、その後にすぐに第2の
絶縁膜を形成することで、この第2の絶縁膜により半導
体基板と半導電性膜との界面を安定かつ清浄に保ちなが
ら、キャリアの移動を妨げることなく汚染起因のリーク
電流を防ぐことができる。
【0013】請求項5記載の発明は、請求項4記載の半
導体装置の製造方法において、第2の絶縁膜の厚さが5
nm以下である半導体装置の製造方法である。第2の絶
縁膜が5nm以下というごく薄い厚さで形成されるため
に、半導体基板から半導電性膜へのキャリアの移動がス
ムーズに行われる。
【0014】請求項6記載の発明は、請求項4又は5記
載の半導体装置の製造方法において、第2の絶縁膜が過
酸化水素水を加熱して形成される半導体装置の製造方法
である。過酸化水素を加熱するという簡便な手段によっ
て、半導体基板と半導電性膜との界面を安定かつ清浄に
保つことができる。
【0015】本発明の半導体装置は、具体的には、P型
半導体層を形成したN型半導体基板、もしくはN型半導
体層を形成したP型半導体基板と、この半導体基板上に
形成されたSiO2 膜と、このSiO2 膜上に形成され
たSIPOS膜を具備することを特徴としている。この
SiO2 膜は、過酸化水素水を加熱することによって5
nmの厚さで形成される。さらに、このSiO2 膜の上
にCVD等によりSIPOS膜を堆積する。
【0016】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
具体的には、N型半導体基板にP型半導体層(またはP
型半導体基板にN型半導体層)を形成し、この半導体基
板上に、酸素雰囲気により不可避的に自然形成されてし
まう第1のSiO2 膜を除去し、自然形成された第1の
SiO2 膜を除去した半導体基板上に第2のSiO2
を形成し、さらにこの第2のSiO2 膜上SIPOS膜
を形成することを特徴としている。この第2のSiO2
膜は、過酸化水素水を加熱することによって5nmの厚
さで形成される。さらに、この第2のSiO2 膜の上に
CVD等によりSIPOS膜を堆積する。
【0017】上述したように、本発明の薄い酸化膜は、
過酸化水素を加熱して作成される。過酸化水素は、半導
体装置の製造において従来から使われているが、それ
は、SC−1(水酸化アンモニウムと過酸化水素とを含
む水性洗浄液)やSC−2(塩酸と過酸化水素とを含む
水性洗浄液)といったいわゆるRCA洗浄であり、膜形
成のためには用いられていなかった。本発明で用いる過
酸化水素は洗浄目的ではなく、加熱させて酸化膜を成膜
するためのものである。
【0018】過酸化水素加熱による酸化膜の成膜条件
は、所望の厚さが得られるものであればよく、特に制限
されないが、一般的な半導体装置の製造方法において
は、温度70℃〜200℃、約5〜約30分程度、過酸
化水素を加熱させて成膜する。過酸化水素を加熱させて
酸化膜を半導体基板と半導電性膜の間に形成すること
で、その間を清浄に保つことができる。
【0019】半導体基板と半導電性膜の間に形成する本
発明の酸化膜の厚さは、5nm以下の薄い膜であればよ
く、好ましくは約1.5nm〜5nm、より好ましくは
約2nm〜約4nmである。このような薄い酸化膜はこ
れまで得られなかった。このように非常に薄い膜であれ
ば、キャリアの移動、すなわち、トンネル電流を発生さ
せることが可能である。
【0020】半導電性膜の堆積厚さは約1〜3nmとす
る。
【0021】本発明の過酸化水素を加熱させることによ
り形成される薄い酸化膜の代わりに通常のCVD膜をつ
けても良さそうなものであるが、これでは、時間がかか
る上に、せっかくの清浄な面に堆積前に自然酸化膜が形
成されてしまう。従って、CVD膜では不安定になりが
ちで、基板と半導電性膜を良好に接合させ、リーク電流
を効果的に防ぐことはできない。
【0022】本発明で用いる半導電性膜は高耐圧素子に
主に用いられているもので、表面電界を緩和し、発生し
たホットキャリアを解放する働きをするものである。
【0023】このような半導電性膜としては、SIPO
S膜の代わりに、Siを多く含む窒化シリコン、炭化シ
リコン等を用いることもできる。
【0024】半導電性膜は、半導体装置の高耐圧化を実
現する手段であるが、これを実現するには、半導電性膜
と半導体基板と、例えば、SIPOS膜とシリコン基板
との界面状態を良好にしなければならないが、SIPO
S膜形成前に不可避的に自然酸化膜が形成されてしま
う。自然酸化膜が形成されたままSIPSO膜を形成し
てしまうと、例えば、5000kV程度の高電圧印加時
のシリコン基板とSIPOS膜間でのキャリアのやりと
りにおいては、シリコン基板表面に存在する界面順位や
汚染のためにリーク電流が発生してしまう。
【0025】本発明によれば、自然酸化膜除去後に、シ
リコン基板表面を清浄な酸化膜、すなわち、本発明によ
る過酸化水素の加熱により形成される酸化膜で覆うこと
で、この界面の影響をなくすことが可能となる。
【0026】本発明の半導体素子およびその製造方法の
適用範囲は特に制限されるものではなく、パワーデバイ
ス全般に適用できる。特に、高耐圧素子IGBTの終端
部に適用される。
【0027】
【発明の実施の形態】[実施例]PN接合を形成した半
導体基板上に形成される自然酸化膜をフッ酸系薬液にて
除去し、その直後にH2 2 を150℃で20分間熱し
て、厚さ3nmの薄い酸化膜SiO2 4を形成する。
(図1) この上に減圧CVD法にて、N2 O、SiH4 ガス(ガ
ス流量比1:3、キャリアガス(N2 、He、Ar)流
量:800sccm)を用い、半導電性膜であるSIP
OS膜5を1〜2μmの厚さで成膜する。(図2) これを、フォトリソグラフィによりパターニングして、
さらに、CVD法により、膜厚1.2μmのSiO2
6でSIPOS膜5を覆う。(図3)この膜は、CVD
法による窒化シリコン膜SiNとしてもよい。
【0028】さらにこれをパターニングして、カソード
電極7、アノード電極8を形成してダイオードとする。
(図4) 本実施例および従来例の素子に、逆方向に高電圧を印加
して、リーク電流を測定して評価したところ、図6に示
すように、約5.5kVまでは、従来例に比べてリーク
電流が低減した。また、基板界面は常に安定した清浄な
酸化膜で覆われるため、汚染がなく特性の偏りがない。
【0029】
【発明の効果】本発明の半導体装置およびその製造方法
によれば、基板と半導電性膜との界面を安定かつ清浄に
保つことができ、キャリアの移動を妨げることなく、汚
染に起因するリーク電流を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による半導体装置の一製造工程を示す
図。
【図2】 本発明による半導体装置の一製造工程を示す
図。
【図3】 本発明による半導体装置の一製造工程を示す
図。
【図4】 本発明の半導体装置の断面図。
【図5】 実施例と従来例の半導体装置の印加電圧に対
するリーク電流の関係を示すグラフ。
【図6】 従来の半導体装置の断面図。
【符号の説明】
1…基板、2…空乏層ストッパ、3…ベース領域、4…
2 2 の加熱により形成されるSiO2 膜、5…SI
POS膜、6…CVD SiO2 膜、7…カソード電
極、8、9…アノード電極
フロントページの続き (72)発明者 馬場 嘉朗 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝多摩川工場内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の導電型の半導体層と前記第1の導
    電型の半導体層とは異なる第2の導電型の半導体層とを
    備えた半導体基板と、 前記半導体基板上に形成された絶縁膜と、 前記絶縁膜上に形成された半導電性膜とを具備すること
    を特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁膜の厚さは5nm以下であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記絶縁膜は、過酸化水素水を加熱して
    形成されることを特徴とする請求項1又は2記載の半導
    体装置。
  4. 【請求項4】 第1の導電型の半導体層と前記第1の導
    電型の半導体層とは異なる第2の導電型の半導体層とを
    備えた半導体基板を形成する工程と、 前記半導体基板上に自然形成された第1の絶縁膜を除去
    する工程と、 前記第1の絶縁膜を除去した前記半導体基板上に第2の
    絶縁膜を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜上に半導電性膜を形成する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記第2の絶縁膜の厚さは5nm以下で
    あることを特徴とする請求項4記載の半導体装置の製造
    方法。
  6. 【請求項6】 前記第2の絶縁膜は、過酸化水素水を加
    熱して形成されることを特徴とする請求項4又は5記載
    の半導体装置の製造方法。
JP7596598A 1998-03-24 1998-03-24 半導体装置およびその製造方法 Withdrawn JPH11274517A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7596598A JPH11274517A (ja) 1998-03-24 1998-03-24 半導体装置およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7596598A JPH11274517A (ja) 1998-03-24 1998-03-24 半導体装置およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11274517A true JPH11274517A (ja) 1999-10-08

Family

ID=13591454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7596598A Withdrawn JPH11274517A (ja) 1998-03-24 1998-03-24 半導体装置およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11274517A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103915492A (zh) 高电子迁移率晶体管及其形成方法
WO2022061768A1 (zh) 功率器件及其制造方法
JP2012160485A (ja) 半導体装置とその製造方法
JP2019192721A (ja) 集積回路およびその製造方法
JPH11297712A (ja) 化合物膜の形成方法及び半導体素子の製造方法
TW201220405A (en) A method for fabricating a GaN thin film transistor
US4114254A (en) Method for manufacture of a semiconductor device
WO1990007796A1 (en) Insulator films on diamond
JP2593898B2 (ja) 半導体素子
JPH11274517A (ja) 半導体装置およびその製造方法
CN213026139U (zh) 一种集成肖特基二极管结构SiC MOSFET器件
US10777665B2 (en) III-V and Zn based finFET structure formed using low temperature deposition techniques
US6271544B1 (en) SiC/Si heterostructure semiconductor switch and fabrication thereof
JP4803523B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP3205150B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2005294772A (ja) 半導体装置
JPH1012897A (ja) ガラス被覆半導体装置及びその製造方法
JPH10242049A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP5655642B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP4011690B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS58145162A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0529616A (ja) 量子効果型電界効果トランジスタ
WO2021088186A1 (zh) 一种碳化硅肖特基钳位晶体管及其制备方法
JP2006253520A (ja) 半導体ダイオード装置及びその製造方法
JPS6298721A (ja) 3−V族化合物半導体へのZn固相拡散方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050607