JPS60140756A - 炭化珪素バイポ−ラトランジスタの製造方法 - Google Patents

炭化珪素バイポ−ラトランジスタの製造方法

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JPS60140756A JP24998183A JP24998183A JPS60140756A JP S60140756 A JPS60140756 A JP S60140756A JP 24998183 A JP24998183 A JP 24998183A JP 24998183 A JP24998183 A JP 24998183A JP S60140756 A JPS60140756 A JP S60140756A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 不発Ｆ３Ａは炭化珪素を主として成るバイポーラトラン
ジスタの製造方法に関するものである。
〈従来技術〉 バイポーラトランジスタは従来、主として珪素（Ｓｉ）
半導体を用いて製作され、広く実用に供せられている。
炭化珪素半導体は珪素半導体に比べて禁制帯幅が広（（
２，２〜３．３　ｅ　Ｖ　）また熱的、化学的、機械的
に極めて安定で、放射性損傷にも強いという特徴を有し
ている。従って、炭化珪素を用いたバイポーラトランジ
スタは、珪素半導体等を用いて製作したトランジスタで
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全示す素
子として広範な分野での応用が期待される。
このように、炭化珪素バイポーラトランジスタは広範な
応用分野が期待され々がら未だ実用化が阻まれている原
因に１生産性を考慮した工業的規模での量産に必要とな
る高品質大面積炭化珪素単結晶の結晶成長技術の確立が
遅れていることにある。従来、研究室規模に於いて、昇
華再結晶法（レーリー洗上も称される）等で成長させた
炭化珪素単結晶を用いで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ャル成長させた炭化珪素単結
晶膜を用いてパイポーラトランジスタラ製作することが
試みられている。これについてはＷ、ｖ−Ｍｕｅｎｃｈ
　、　Ｐ、　Ｈｏｅｅｄ＜　、　ａｎｄ　Ｅ、　Ｐｅｔ
ｔｅｎｐａｕｌ。
“５ｉｌｉｃｏｎ　Ｃａｒｂｉｄｅ　Ｆｉｅｌｄ　−Ｅ
ｆｆｅｃｔ　ａｎｄＢｉｐｏ］ａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔ
ｏｒｓ”＋　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆＩｎｔｅｒ
ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅｓ
Ｍｅｅｔｉｎｇ　、Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ　Ｄ、Ｃ，，
１９７７゜Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ　、ＩＥＥＥ、ｐｐ、３３
７−３３９゜に詳述されている。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
、形状を制御することは非常に困難である。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
易でなく、これらの炭化珪素単結晶を用いてバイポーラ
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
造方法にはほど遠い。
最近、本発明者らは、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
方法を完成し、特願昭５８−７６８４２号にて出願して
いる。この方法は珪素基板上に低温ＣＶＤ法で炭化珪素
薄膜を形成した後昇温しでＣＶＤ法でこの上に炭化珪素
単結晶膜を成長させる技術であり、安価で入手の容易な
珪素単結晶基板上に結晶多形、不純物濃度、寸法、形状
を制御して大面積かつ高品質の魔ヒ珪素単結晶膜を作製
することができ、量産形態にも適してい〈発明の目的〉 本発明は、上述の問題点に鑑み、珪素単結晶基板上に、
炭化珪素単結晶膜全成長させ、かかる炭化珪素単結晶膜
中にエミッタ、ベース及びコレクタ領域を形成すること
によりバイポーラトランジスタを作製することのできる
工業的規模での量産性に優れた炭化珪素バイポーラトラ
ンジスタの製造方法を提供することを目的とする。
〈実施例〉 第１図乃至第７図は本発明の１実施例を示す炭化珪素バ
イポーラトランジスタの製造工程図である。ます、珪素
単結晶基板上に炭化珪素単結晶膜を成長させる。本実施
例においては前述した本発明者らの創作による気相成長
法（ＣＶＤ法）に、ｒ、り行なった。反応炉内に珪素用
結晶基板１を載置した後モノンラーン（Ｓ　ｉＨ４）及
びプロパン（Ｃ３Ｈ８）を原料ガス、水素（Ｎ２）’ｔ
キャリアガスとして流し、約１時間の成長で、２μｍ程
度の膜厚分有するｎ型の炭化珪素単結晶膜２を珪素基板
１の上に成長させる（第１図）。次に厚さ１〜２μｍ程
度のｐ型の炭化珪素単結晶膜３を成長させる（第２図も
ｐ型炭化珪素単結晶膜３のベース領域となる部分を通常
のフォトリングラフィ技法を用いたエツチングにより凹
状に加工しその厚さヲ０．５〜１．０μｍにする（第３
図）。この上に更に、２μｍ程度の膜厚のｎ型炭化珪素
単結晶膜４ン成長させる（第４図）。次にフォトリング
ラフィ技法を用いたエツチングによりｎ型炭化珪素単結
晶膜４、ｐ型炭化珪素単結晶膜３及びｎ型炭化珪素単結
晶膜２の周辺部をメサエッチする（第５図）。次に、同
様のエツチングにより、ｎ型炭化珪素単結晶膜４及びｐ
型炭化珪素単結晶膜３の端ＮＳを除去して第６図に示す
如く段差状の成長部を得る０エミツタ電極５及びコレク
タ電極７としてニッケル（Ｎｉ　）’ｅそれぞれｎ型炭
化珪素単結晶膜４の凹部とｎ型炭化珪素単結晶膜２の段
差面に蒸着し、ベース電極６としてアルミニウムー珪素
（Ａｔ−ｓｉ）合金ｋｐ型型化化珪素単結晶膜の露呈面
に蒸着する（第７図）。各電極５．６．７にリード線を
接続することによりｎ型炭化珪素単結晶膜４全エミツタ
、ｐ型炭化珪素単結晶膜３をベース、ｎ型炭化珪素単結
晶膜２をコレクタとするｎｐｎｐバイポーラトランジス
タが製作される。尚、ｐ型不純物としてはＢ、Ａｔ等が
用いられ、一方ｎ型不純物としてＵＰ。
Ｎ等が用いられる。ＢＵシボロンガス、Ａｔ／ｌ−１Ａ
ｔＣ１３ガスや有機Ａｔガスとして供給され、ＰｌｄＰ
Ｈガス、ＮはＮ２ガスやＮＨ３ガスとして反応炉内へ供
給され、炭化珪素単結晶膜中ヘト−パントとして添加さ
れる。
以上の実施例においては、珪素単結晶基板上に炭化珪素
単結晶膜を成長させる方法あるいは炭化珪素単結晶膜上
に異なる導電型の炭化珪素単結晶膜を成長させる方法と
して、気相成長法（ＣＶＤ法）を用いたが、他の方法例
えば液相成長法によっても成長させることができる。ま
た、バイポーラトランジスタのエミッタ、ゲート、コレ
クタ領域の創作に珪素半導体等のトランジスタの製作等
に用いられている既知の工程（例えば不純物拡散、イオ
ン注入等）を適用することもできる。エミッタ、ペース
、コレクタ部への各電極材料についても他の種類の材料
を用いてもよい。
実施例は炭化珪素バイポーラトランジスタの基本構造の
製作例であるが、珪素半導体のバイポーラトランジスタ
に広〈実施されている改良型や発展型の構造あるいはこ
れらを集積化したＩＣ。
ＬＳ１．ＶＬＳＩに用いられるバイポーラトランジスタ
の構造も本発明の炭化珪素バイポーラトランジスタの製
造方法により作製することができる。
〈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
素単結晶膜を利用して、生産性を考慮し　゛た工業的規
模での量産に適した炭化１素バイポーラトランジスタの
製造が可能となり、珪素などの他の半導体には疫い優れ
た特徴をもつ炭化珪素半導体の特徴をいかして広範な分
野での応用が期待される。またこれによって半導体素子
の新たな活用領域が開拓される。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第７図は本発明の１実施例の説明に供する炭
化珪素バイポーラトランジスタの製造工程図である。 １、・・・珪素単結晶基板　２・・ｎ型炭化珪素単結晶
膜　８・・・ｐ型炭化珪素単結晶膜　４・・・ｎ型炭化
珪素単結晶膜　５・・・エミッタ電極　６・・・ベース
電極７・・・コレクタ電極 代理人　弁理士　福　士　愛　彦　（他２名）第１図 第２図 ＠３　区 第４　図 第５　図 第６曲 ・乳？図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １　珪素基板上にｐ型及びｎ型を呈する炭化珪素ｒｌｉ
    結晶層を複数積層し、各層の一部をエツチング処理によ
    り表面に露呈せしめ、エミッタ、コレクタ及びベースの
    各電極を形成することを特徴とする炭化珪素バイポーラ
    トランジスタの製造方法。
JP24998183A 1983-12-23 1983-12-27 炭化珪素バイポ−ラトランジスタの製造方法 Granted JPS60140756A (ja)

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US06/683,801 US4762806A (en) 1983-12-23 1984-12-19 Process for producing a SiC semiconductor device
DE19843446961 DE3446961A1 (de) 1983-12-23 1984-12-21 Verfahren zur herstellung einer sic-halbleitervorrichtung
US07/172,501 US4966860A (en) 1983-12-23 1988-03-24 Process for producing a SiC semiconductor device

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JPH0458691B2 JPH0458691B2 (ja) 1992-09-18

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