JPS62209855A - 炭化けい素を用いた半導体素子 - Google Patents
炭化けい素を用いた半導体素子Info
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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
- H01L29/02—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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、炭化けい素を用いた耐熱性に優れた半導体
素子に関するものである。
素子に関するものである。
近年、シリコン基板上に化学気相成長法により良質の３
０形炭化けい素早結晶膜が得られるようになった。炭化
けい素を用いてダイオードやトランジスタを作製する場
合、良質のｐｎ接合の作製が重要である。３Ｃ形炭化け
い素の場合、何もドープしないでキャリア濃度１０１６
ｃｍ−”台のｎ形結晶が得られる。ｐ型結晶は成長中に
アルミニウムやボロンを導入して得られる。
０形炭化けい素早結晶膜が得られるようになった。炭化
けい素を用いてダイオードやトランジスタを作製する場
合、良質のｐｎ接合の作製が重要である。３Ｃ形炭化け
い素の場合、何もドープしないでキャリア濃度１０１６
ｃｍ−”台のｎ形結晶が得られる。ｐ型結晶は成長中に
アルミニウムやボロンを導入して得られる。
しかし、これらの不純物のアクセプタ準位が深いことと
ｎ型を補償することから高濃度のドーピングが必要であ
ることおよび成長温度が高いことから、急峻なｐｎ接合
を作ることが困難である。
ｎ型を補償することから高濃度のドーピングが必要であ
ることおよび成長温度が高いことから、急峻なｐｎ接合
を作ることが困難である。
またショットキー電極をゲート電極とするトランジスタ
（ＭＥＳＦＥＴ）の場合、ショットキー電極として金が
優れているが、高温加熱に弱いという問題点がある。
（ＭＥＳＦＥＴ）の場合、ショットキー電極として金が
優れているが、高温加熱に弱いという問題点がある。
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、耐熱性に優れたｐｎ接合電極を有する炭化けい素
を用いた半導体素子を提供することを目的とする。
ので、耐熱性に優れたｐｎ接合電極を有する炭化けい素
を用いた半導体素子を提供することを目的とする。
この発明にかかる炭化けい素を用いた半導体素子は、ダ
イオードのｐ型電極あるいは電界効果トランジスタのゲ
ート電極を、アルミニウム電極あるいはアルミニウムと
シリコンの合金電極としたものである。
イオードのｐ型電極あるいは電界効果トランジスタのゲ
ート電極を、アルミニウム電極あるいはアルミニウムと
シリコンの合金電極としたものである。
この発明は、アルミニウム電極あるいはアルミニウムと
シリコンの合金電極が耐熱性に優れたｐｎ接合の電極と
して作用する。
シリコンの合金電極が耐熱性に優れたｐｎ接合の電極と
して作用する。
はじめにこの発明の原理について説明する。
アルミニウムは炭化けい素のｐ型不純物として、またア
ルミニウム電極・リコン合金はｐ型炭化けい素オーミッ
ク電極用金属として知られているが、何もドープしない
で成長させｉ（ノンドープ） ｎ型炭化けい素にアルミ
ニウム電極あるいはアルミニウムーシリコン合金電極を
形成したところ、良好なｐｎ接合が得られることを見出
した。
ルミニウム電極・リコン合金はｐ型炭化けい素オーミッ
ク電極用金属として知られているが、何もドープしない
で成長させｉ（ノンドープ） ｎ型炭化けい素にアルミ
ニウム電極あるいはアルミニウムーシリコン合金電極を
形成したところ、良好なｐｎ接合が得られることを見出
した。
第４図の破線は化学気相成長法でトリエチルアルミニウ
ム（ＴＥＡ）を導入しながら成長させたアルミニウムを
ドープしたｐ型炭化けい素の上に何もドープしないでｎ
型層をひきつづいて成長させて得られたｐｎ接合の上流
−電圧特性である。
ム（ＴＥＡ）を導入しながら成長させたアルミニウムを
ドープしたｐ型炭化けい素の上に何もドープしないでｎ
型層をひきつづいて成長させて得られたｐｎ接合の上流
−電圧特性である。
逆バイアス５Ｖで５μＡ程度のリーク電流がある。
また順バイアスでのｎ値は３．７程度である。
第５図はこのｐｎ接合の容ｆｉｃ−電圧Ｖ特性から求め
たＣ−２とＶの関係を示したものである。この図かられ
かるように両者の関係は直線となっておらず、接合がス
テップ的になっていないことを示している。
たＣ−２とＶの関係を示したものである。この図かられ
かるように両者の関係は直線となっておらず、接合がス
テップ的になっていないことを示している。
これに対し、第４図の実線はノンドープｎ型炭化けい素
上に真空蒸着によりアルミニウム膜、シリコン膜を原子
比で８９：１１になるような膜厚で積層し、真空中９３
０℃、３分間焼鈍したものの電流−電圧特性である。逆
バイアス５■でリーク電流は０．１μＡ以下ときわめて
小さい。
上に真空蒸着によりアルミニウム膜、シリコン膜を原子
比で８９：１１になるような膜厚で積層し、真空中９３
０℃、３分間焼鈍したものの電流−電圧特性である。逆
バイアス５■でリーク電流は０．１μＡ以下ときわめて
小さい。
第６図はこのｐｎ接合のＣ−２とＶの関係を示したもの
である。この場合には直線的であり、接合がステップ的
になっていることがわかる。
である。この場合には直線的であり、接合がステップ的
になっていることがわかる。
また第７図、第８図はそれぞれアルミニウム膜およびア
ルミニウム膜、シリコン膜を原子比で５０： ５０にな
るような膜厚で積層し、アルゴンガス中９００℃、３分
間加熱焼鈍したものの電流−電圧特性である。いずれも
良好なｐｎ接合が形成されていることがわかる。
ルミニウム膜、シリコン膜を原子比で５０： ５０にな
るような膜厚で積層し、アルゴンガス中９００℃、３分
間加熱焼鈍したものの電流−電圧特性である。いずれも
良好なｐｎ接合が形成されていることがわかる。
この発明は以上の知見に基づいてなされたものである。
以下シリコン基板上に化学気相成長法に、よりエピタキ
シャル成長させた３Ｃ形炭化けい素を用いたダイオード
および電界効果トランジスタの場合について述べる。
シャル成長させた３Ｃ形炭化けい素を用いたダイオード
および電界効果トランジスタの場合について述べる。
第１図（ａ）〜（ｄ）は乙の発明の一実施例を示す半導
体素子の製造方法の工程を示す図である。
体素子の製造方法の工程を示す図である。
まず、第１図（ａ）のようにｐ型シリコン基板１の上に
シランとプロパン反応ガスを用いる化学気相成長法によ
りノンドープのｎ型３Ｃ−炭化けい素早結晶膜２をエピ
タキシャル成長させる。次に、８１図（ｂ）に示すよう
にアルミニウム膜３Ａおよびシリコン膜３Ｂを真空蒸着
により積層する。各膜厚はアルミニウムとシリコンの原
子比が８９：１１となるように選ぶ。次に、第１図（ｅ
）のように両膜３Ａ、３Ｂの両側にニッケル膜電極４’
、５’ を真空蒸着する。これを真空中９３０℃３分
間加熱焼鈍して、第１図（ｄ）のようにそれぞれｐ型電
極３．ｎ型オーミック電極４，５を得る。電極３−４あ
るいは３−５の組み合わせで、ダイオードが、また電極
３Ａをゲート電極、電極４をソース電極、電極５をドレ
イン電極としての組み合わせで、接合型電界効果型トラ
ンジスタとして作動する。
シランとプロパン反応ガスを用いる化学気相成長法によ
りノンドープのｎ型３Ｃ−炭化けい素早結晶膜２をエピ
タキシャル成長させる。次に、８１図（ｂ）に示すよう
にアルミニウム膜３Ａおよびシリコン膜３Ｂを真空蒸着
により積層する。各膜厚はアルミニウムとシリコンの原
子比が８９：１１となるように選ぶ。次に、第１図（ｅ
）のように両膜３Ａ、３Ｂの両側にニッケル膜電極４’
、５’ を真空蒸着する。これを真空中９３０℃３分
間加熱焼鈍して、第１図（ｄ）のようにそれぞれｐ型電
極３．ｎ型オーミック電極４，５を得る。電極３−４あ
るいは３−５の組み合わせで、ダイオードが、また電極
３Ａをゲート電極、電極４をソース電極、電極５をドレ
イン電極としての組み合わせで、接合型電界効果型トラ
ンジスタとして作動する。
なお、ｎ型オーミック電極４，５はＣｒ膜、Ａｕ −Ｔ
ａ合金膜、タングステン膜、焼鈍しないＡ疋膜等でも
よ（、Ｎｉ膜に限定するものではない。
ａ合金膜、タングステン膜、焼鈍しないＡ疋膜等でも
よ（、Ｎｉ膜に限定するものではない。
第２図はこの発明の他の実施例を示すもので、メサ型構
造のダイオードである。これらの図で、１〜３は第１図
と同じものであり、ｎ型３Ｃ−炭化けい素早結晶膜２が
メサ型に形成されている。
造のダイオードである。これらの図で、１〜３は第１図
と同じものであり、ｎ型３Ｃ−炭化けい素早結晶膜２が
メサ型に形成されている。
第３図はこの発明のさらに他の実施例を示すメサ型構造
のダイオードで、この場合はｎ型シリコン基板１０を用
い、ｎ型オーミック電極３をｎ型シリコン基板１０の裏
面にとっている。第１図。
のダイオードで、この場合はｎ型シリコン基板１０を用
い、ｎ型オーミック電極３をｎ型シリコン基板１０の裏
面にとっている。第１図。
第２図のようなメサ型構造の場合、表面リーク電流をさ
らに小さくすることができる。
らに小さくすることができる。
なお、以上の実施例において、電界効果トランジスクの
ゲー）・電極およびダイオードのｐ型電極はアルミニウ
ムとシリコンの原子比が８９：１１の合金膜に限定する
ものではなく、アルミニウム単体膜、あるいはシリコン
組成０〜５０％範囲のアルミニウムとシリコン合金膜で
あってもよい。
ゲー）・電極およびダイオードのｐ型電極はアルミニウ
ムとシリコンの原子比が８９：１１の合金膜に限定する
ものではなく、アルミニウム単体膜、あるいはシリコン
組成０〜５０％範囲のアルミニウムとシリコン合金膜で
あってもよい。
また加熱焼鈍は真空中９３０℃に限定されるものではな
く、温度域８００〜１０００℃、不活性ガス中であって
もよい。
く、温度域８００〜１０００℃、不活性ガス中であって
もよい。
この発明は以上説明したように、ｎ型３Ｃ炭化けい素を
用いたダイオードあるいは電界効果トランジスタのｐ型
電極あるいはゲート電極をアルミニウムとシリコンの合
金電極としたので、耐熱性の高い半導体素子が得られ、
高温等の悪影響下で動作させる電子素子、光電素子に好
適のものであり、今後の広い利用が期待されるものであ
る。
用いたダイオードあるいは電界効果トランジスタのｐ型
電極あるいはゲート電極をアルミニウムとシリコンの合
金電極としたので、耐熱性の高い半導体素子が得られ、
高温等の悪影響下で動作させる電子素子、光電素子に好
適のものであり、今後の広い利用が期待されるものであ
る。
第１図（ａ）〜（ｄ）はこの発明の半導体素子の製造方
法の工程を示す断面略図、第２図、第３図はこの発明の
他の実施例をそれぞれ示す断面略図、第４図はこの発明
によるダイオードと従来のダイオードとの特性を示す図
、第５図、第６図はこの発明のダイオードと従来のダイ
オードのｐｎ接合におけるＣ−２のバイアス電圧の依存
性をそれぞれ示す図、第７図、第８図はアルミニウム単
体膜およびシリコン組成５０％のアルミニウムーシリコ
ン合金膜を電極とした場合のダイオードの特性を示す図
である。 図中、１はｐ型シリコン基板、２はｎ型３Ｃ−炭化けい
素早結晶膜、３はｐ型電極、３Ａはアルミニウム膜、３
Ｂはシリコン膜、４，５はｎ型オーミック電極である。 第１図 ４．５：ｎ型オーミック１ｓＬ 第２図 第３図 第４図 第６図 第５図 一ノＶイアスｆ／Ｅ（Ｖ） 第７図
法の工程を示す断面略図、第２図、第３図はこの発明の
他の実施例をそれぞれ示す断面略図、第４図はこの発明
によるダイオードと従来のダイオードとの特性を示す図
、第５図、第６図はこの発明のダイオードと従来のダイ
オードのｐｎ接合におけるＣ−２のバイアス電圧の依存
性をそれぞれ示す図、第７図、第８図はアルミニウム単
体膜およびシリコン組成５０％のアルミニウムーシリコ
ン合金膜を電極とした場合のダイオードの特性を示す図
である。 図中、１はｐ型シリコン基板、２はｎ型３Ｃ−炭化けい
素早結晶膜、３はｐ型電極、３Ａはアルミニウム膜、３
Ｂはシリコン膜、４，５はｎ型オーミック電極である。 第１図 ４．５：ｎ型オーミック１ｓＬ 第２図 第３図 第４図 第６図 第５図 一ノＶイアスｆ／Ｅ（Ｖ） 第７図
Claims (1)
- ｎ型３Ｃ炭化けい素を用いたダイオードあるいは電界効
果トランジスタにおいて、前記ダイオードのｐ型電極あ
るいは前記電界効果トランジスタのゲート電極をアルミ
ニウム電極あるいはアルミニウムとシリコンの合金電極
としたことを特徴とする炭化けい素を用いた半導体素子
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61052320A JPH0728024B2 (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | 炭化けい素を用いた半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61052320A JPH0728024B2 (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | 炭化けい素を用いた半導体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62209855A true JPS62209855A (ja) | 1987-09-16 |
| JPH0728024B2 JPH0728024B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=12911498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61052320A Expired - Lifetime JPH0728024B2 (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | 炭化けい素を用いた半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728024B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01228167A (ja) * | 1988-03-09 | 1989-09-12 | Nec Corp | 半導体装置 |
| US5216264A (en) * | 1989-06-07 | 1993-06-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Silicon carbide MOS type field-effect transistor with at least one of the source and drain regions is formed by the use of a schottky contact |
| JP2009159812A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-07-16 | Panasonic Corp | モータ駆動回路 |
| WO2010073455A1 (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-01 | 昭和電工株式会社 | 炭化珪素半導体素子の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59214224A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-04 | Sanyo Electric Co Ltd | ＳｉＣの電極形成方法 |
| JPS6066866A (ja) * | 1983-09-24 | 1985-04-17 | Sharp Corp | 炭化珪素ｍｏｓ構造の製造方法 |
-
1986
- 1986-03-10 JP JP61052320A patent/JPH0728024B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59214224A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-04 | Sanyo Electric Co Ltd | ＳｉＣの電極形成方法 |
| JPS6066866A (ja) * | 1983-09-24 | 1985-04-17 | Sharp Corp | 炭化珪素ｍｏｓ構造の製造方法 |
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| JPH01228167A (ja) * | 1988-03-09 | 1989-09-12 | Nec Corp | 半導体装置 |
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| JP2009159812A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-07-16 | Panasonic Corp | モータ駆動回路 |
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| US8404574B2 (en) | 2008-12-26 | 2013-03-26 | Showa Denko K.K. | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0728024B2 (ja) | 1995-03-29 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |