JPS6281764A - 炭化シリコン電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents

炭化シリコン電界効果トランジスタの製造方法

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JPS6281764A
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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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高温動作が可能な炭化シリコン（ＳｉＣ）デバ
イスの製造方法に関する。
［従来の技術］ ＳｉＣは高温での動作が可能な半導体である。
ＳｉＣをシリコン（Ｓｉ）基板上に成長させる技術は近
−５年とみに発展し、例えば面方位（１００）のＳｉ基
板１１丁； 作製するのが難しかった。ＳｉＣの電気的特性の評価な
ども、Ｓｉ基板を溶解して得たＳｉＣ薄片で行われなけ
ればならないという不便があった。
また絶縁層としてＳｉＣ表面を酸化して得られる５ｉ０
２膜を利用する場合、ＳｉＣの酸化速度がＳｉに比へて
非常に遅く、十分な厚さの５ｉ０７膜が得にくいので、
　ＮＨ９）ランジスタその他のデ／＜イスが作製し難い
という欠点があった。
［発明が解決しようとする問題点コ 本発明は、このようなＳｉＣ上に絶縁膜が形成し難く、
デバイス作製が容易でないという欠点を改善し、絶縁の
ための十分な厚さの絶縁膜を確保を形成可能な材料を炭
化シリコン上に被着する工程と、被着した絶縁形成可能
材料を所望の形状に加工し炭化シリコンの表面の一部を
露出させる工程と、加工された絶縁膜形成可能材料の表
面に絶縁１１りを形成する工程と、露出された炭化シリ
コンの上部と絶縁膜形成可能材料の表面に形成された絶
縁膜上にまたがって導電層を形成する工程とを含むこと
を特徴とする。
［作用コ 第１図（Ａ）ないしくＣ）を参照して、本発明の詳細な
説明する。
ＳｉＣｌ上にＳｉ、金属シリサイド、Ｔａ、Ｔｉ等の酸
化膜や窒化膜などの絶縁膜を形成し易い材料２をＣＶＯ
、蒸着、スパッタその他適宜な方法で被着し、被着され
た絶縁膜形成可能材料２をエツチングなどによって所望
の形状に加工し、ＳｉＣ１の表骨方法で絶縁膜３を形成
すると、ＳｉＣは化学的にに示すようにこのような状態
の絶縁膜上にへ文などの導’ｒｆ９４を形成すると、導
電層４はＳｉＣｌ　とは薄い絶縁膜３Ａで、絶縁膜形成
可能材料２とは厚い絶縁膜３Ｂで絶縁される。絶縁膜３
Ａ　、　３Ｂの厚さは自由に制御できるので、ＳｉＣデ
バイスの作製を容易にすることができる。
なお、導電層４をＳＩｃ　Ｉ　と直接接触させたい場合
には、絶縁膜３を３Ａの厚さだけエツチングして除去す
れば、ＳｉＣＩの表面を露出し、絶縁膜形成材料２上に
は十分な厚さの絶縁膜３Ｂを残すことができるので、そ
の後導電層４を形成すればよい。
［実施例］ 電 Ｓ：ｉＣをｎ層とするＭＯＳＦＥＴを作製した実施例を
説明よる部分断面図である。
まずＳ　ｉ　７Ｊｉ板１０上に、例えばＳｉＨ４とＣ３
ＨＢを用いた化学気相成長法によって、Ｓｉ０層２０を
０．５仄ｍ程度の厚さを成長させる。次にＳｉＣ層上に
フォトレジストによるマスクを設け、フロンおよび酸素
によるプラズマエツチングを行って必要な形状および個
数のＳｉＣの島を残してＳｉＣ層を除去する。図に１上
便宜に１個の島のみを示す０次に水蒸気雰囲気中で１１
５０℃約３０分加熱し、熱酸化を行う。この酸化によっ
て形成されるＳ　ｉ０７膜１１の厚さは５ｉＣ２０１−
では約０．０５用層であるが、Ｓｉ　ＩＱにではその約
１０倍の０．５５μ朧に達する０表面の５ｉ０７層をＳ
ｉＣ２０の表面が露出するまで５例えば（ＮＨ４Ｆ　＋
ＨＦ）液を、用いてエツチングし除去する（第２図（Ａ
））。
露出された５ｉＣｊ：およびＳｉ基板にの５ｉ０２の−
にに、例えばＳｉＨ４の熱分解による化学気相成長法文
を添加しておく。
次に多結晶Ｓ１層３０をソースおよびド１／イン電極と
して用いるため、多結晶Ｓｉ　３０のゲート電極に相当
する部分その他不要部分を除去する（第２図（Ｃ）　）
　、多結晶Ｓｉの除去は、腐食剤として例えば（ＨＦ　
−）ＩＮＯ：、）液を用い、フォトエツチングを行えば
よい。
多結晶Ｓｉ　３０の不要部分を除いた後に、例えば１１
５０℃で約８時間乾燥雰囲気中で熱酸化を行い、Ｓ　ｉ
０２膜３１を形成する（第２図（Ｄ））。形成されたＳ
　ｉ０２膜３１の厚さは多結晶Ｓｉ　３０の上では約０
．５　ｇｒｎ　、　　ＳｉＣ２０の上では約４００人で
ある。
先に多結晶Ｓｉ　３０中に添加しておいた不純物はこの
熱酸化中にＳｉＣ中に拡散してソースおよびドレれる。
」１ 多結晶Ｓｉ　３０　、３０の上部の５ｉ０２膜３１に、
ＣＦ４を用いたプラズマエツチングあるいは（ＮＨａ　
Ｆ　＋ＨＦ）液を用いた湿式エツチングなどによってコ
ンタクトホールを形成し、電極（配線）金属として例え
ばｌを０．７　ル０の厚さに蒸着する。腐食液として例
えばＨ３ＰＯ４−ＨＮＯ３系溶液を用い、フォトエツチ
ングによって１蒸着膜を必要な形状に加工してソース電
極４１（４３）、ドレイン電極４３（４１）、ゲート電
極４２として、ＰチャネルＭＯ９ＦＥＴが完成する（第
２図（Ｅ））。
一方、５ｉ０２１１莫３１を形成する工程（第２図（Ｄ
））において１０００°Ｃ以下の低温で絶縁膜を形成し
た場合は、多結晶Ｓｉ　３０中に添加しておいた不純物
はＳｉＣ中へは殆んど拡散せず、むしろ多結晶Ｓｉ　３
０はＳｉＣとオーム性接触を示すので、上記一連の製造
工程によりｎチャネルのＭＯＳＦＥＴを形成することＳ
ｉ基板ＩＯ上にＳｉＣ層を成長させその上に絶縁膜形成
可能材料として多結晶Ｓｉ　３０を設け、多結晶Ｓｉ　
３０を加工し、酸化させて絶縁膜として５１０２３１を
形成するまでは実施例１の第２図ＣＤ）までと同様であ
るので詳しい説明を省略する。
ただしこの場合ＳｉＣ層２０と領域５０．５１はオーム
性接触を有する必要がある。このためには多結晶Ｓｉ　
３０中に添加する不純物をＳｉ０層２ｏと同一導電型を
示すリンにするか、多結晶Ｓｉ　３Ｑを耐着した後の熱
処理工程の温度を１０００℃程度文はそれ以下として、
領域５０．５１を作らず多結晶Ｓｉ　３０とＳｉ０層２
０どをオーム性接触とすればよい。
絶縁膜５ｉｎ２３１をＳｉＣ２０の上の絶縁膜の厚さだ
次に導電層として例えば白金を０．７　ルｍ厚に蒸着し
て露出したＳｉＣ２０と直接接触させ、必要な部、ニー 分を残して他の部分を例えば硝酸と塩酸の混酸による湿
式エツチングあるいは０Ｆ４−０．、を用いたプラズマ
エツチングなどによって除去し、ゲート電極６１とする
（第３図（Ｂ））。
次に実施例１と同様に５ｉ０２３１にコンタクトホール
を設け、ソース（ドレイン）電極６２．ドレイン（ソー
ス）電極６３を設けて、ＳｉＣ上のＭＥＳＦＥＴが完成
する（第３図（Ｃ：））。
実施例１，２では絶縁膜として酸化膜を用いた例を説明
したが、必要に応じて窒化ＩＩＩＪを用いることもでき
る。またＳｉＣ上に形成するデバイスは、上述の実施例
に示したものには限られない。
［発明の効果］ 以上説明したように、　ＳｉＣと絶縁膜形成可能な一材
料とに同時に絶縁膜を形成し、両者の絶縁膜形−緩速度
の差を利用して、ＳｉＣ上には薄い絶縁膜を、絶縁膜形
成可能材ネ」の上には厚い絶縁膜を効一 まるいわゆるセルファライン構成を実施することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図（Ａ）ないしくＣ）は本発明の詳細な説明する部
分断面図、 第２図（Ａ）ないしくＥ）は本発明の詳細な説明する部
分断面図、 ｆｆＴＪＳ図（Ａ）ないしくＣ）は本発明の他の実施例
を説明する部分断面図である。 １・・・５ｉＣ１ ２・・・絶縁ｊ１り形成可能材料、 ３・・・絶縁膜、 ３０・・・多結晶Ｓｉ、 ’４１・・・ソース（トレイン）電極、゛１パ ４２・・・ゲート電極。 ４３・・・ドレイン（ソース）　　電ａ。 ５１・・・ソース（ドレイン）、 ５２・・・ドレイン（ソース）、 ６１・・・ゲート電極。 ６２・・・ソース（ドレイン）電極、 ６３・・・ドレイン（ソース）電極。 第１図 第２図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 絶縁膜を形成可能な材料を炭化シリコン上に被着する工
    程と、 前記被着した絶縁形成可能材料を所望の形状に加工し前
    記炭化シリコンの表面の一部を露出させる工程と、 前記加工された絶縁膜形成可能材料の表面に絶縁膜を形
    成する工程と、 前記露出された炭化シリコンの上部と前記絶縁膜形成可
    能材料の表面に形成された絶縁膜上にまたがつて導電層
    を形成する工程とを含むことを特徴とする炭化シリコン
    デバイスの製造方法。
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