JPS63289960A - 電界効果型半導体装置 - Google Patents
電界効果型半導体装置Info
- Publication number
- JPS63289960A JPS63289960A JP62125135A JP12513587A JPS63289960A JP S63289960 A JPS63289960 A JP S63289960A JP 62125135 A JP62125135 A JP 62125135A JP 12513587 A JP12513587 A JP 12513587A JP S63289960 A JPS63289960 A JP S63289960A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- single crystal
- silicon substrate
- gate electrode
- sic
- 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.)
- Pending
Links
- 230000005669 field effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 8
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 44
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- 101100289061 Drosophila melanogaster lili gene Proteins 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021167 banquet Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/432—Heterojunction gate for field effect devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
- H01L29/26—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, elements provided for in two or more of the groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22, H01L29/24, e.g. alloys
- H01L29/267—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, elements provided for in two or more of the groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22, H01L29/24, e.g. alloys in different semiconductor regions, e.g. heterojunctions
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】
〔概要〕
シリコン基板上にエピタキシャル成長させた単結晶シリ
コンカーバイド(SiC)膜を介してゲート電極を設け
たことを特徴とする電界効果トランジスタ。
コンカーバイド(SiC)膜を介してゲート電極を設け
たことを特徴とする電界効果トランジスタ。
本発明は、電界効果トランジスタ(FET: Fie
ldEffect Transistor)に係り、特
に集積度の高い半導体集積回路の能動素子として好適な
高負荷駆動能力を有する新規なFETに関するものであ
る。
ldEffect Transistor)に係り、特
に集積度の高い半導体集積回路の能動素子として好適な
高負荷駆動能力を有する新規なFETに関するものであ
る。
従来、集積度の高い半導体集積回路の能動素子としてM
OS (Metal−Oxide−3emicondu
ctor) FETが広く用いられてきた。これには、
基板のシリコン(Si)を熱酸化することにより、MO
S FETのゲート絶縁膜として絶縁性・界面特性とも
良好な二酸化シリコン(SiO□)膜を容易に形成でき
ることが大きく寄与している。
OS (Metal−Oxide−3emicondu
ctor) FETが広く用いられてきた。これには、
基板のシリコン(Si)を熱酸化することにより、MO
S FETのゲート絶縁膜として絶縁性・界面特性とも
良好な二酸化シリコン(SiO□)膜を容易に形成でき
ることが大きく寄与している。
MOS PETは、そのドレイン電流が近似的に実効チ
ャネル長とゲート絶縁膜厚に反比例するので、高集積化
すべく素子を微細化することが、即、素子の高速化に不
可欠な電流駆動能力の増大につながるという半導体集積
回路用能動素子として好ましい性質があり、高集積化・
高速化のためにその微細化が進められた結果、現在、実
効ゲート長(Leff)が0.25μmで、ゲート絶縁
膜の厚さが50人のものが試作されるまでに至っている
。
ャネル長とゲート絶縁膜厚に反比例するので、高集積化
すべく素子を微細化することが、即、素子の高速化に不
可欠な電流駆動能力の増大につながるという半導体集積
回路用能動素子として好ましい性質があり、高集積化・
高速化のためにその微細化が進められた結果、現在、実
効ゲート長(Leff)が0.25μmで、ゲート絶縁
膜の厚さが50人のものが試作されるまでに至っている
。
ゲート絶縁膜に5iOzを用いた従来のMOS FET
においては、その実効チャネル長が1μm以下にまで微
細化されゲート絶縁膜のSiO□にキャリヤが注入され
るようになると、素子の特性劣化や(S転性低下が目立
つようになり、その問題の解決が求められている。
においては、その実効チャネル長が1μm以下にまで微
細化されゲート絶縁膜のSiO□にキャリヤが注入され
るようになると、素子の特性劣化や(S転性低下が目立
つようになり、その問題の解決が求められている。
素子を微細化するとともに比例的にその電源電圧を低く
することができれば、内部電界強度の増大に起因する特
性劣化もおこらないはずであるが、半導体集積回路を使
用する立場からは、電源電圧は一定であることが好まし
いので、従来、素子を微細化しても電源電圧はもとのま
ま、たとえば5■で低下させない傾向がある。このため
、高集積化のため微細化した素子においては、その内部
電界強度が増大し、チャネルにおいてエネルギーの高い
ホットキャリヤが発生するとともに、ゲート絶縁膜の薄
膜化に伴ってその電界も増大し、トンネル効果によって
ゲート絶縁膜の5iOzにキャリヤが注入されるように
なってきた。
することができれば、内部電界強度の増大に起因する特
性劣化もおこらないはずであるが、半導体集積回路を使
用する立場からは、電源電圧は一定であることが好まし
いので、従来、素子を微細化しても電源電圧はもとのま
ま、たとえば5■で低下させない傾向がある。このため
、高集積化のため微細化した素子においては、その内部
電界強度が増大し、チャネルにおいてエネルギーの高い
ホットキャリヤが発生するとともに、ゲート絶縁膜の薄
膜化に伴ってその電界も増大し、トンネル効果によって
ゲート絶縁膜の5iOzにキャリヤが注入されるように
なってきた。
従来のMOS FETのゲート絶縁膜として用いられて
いる熱酸化による5iOzは、単結晶ではなく非晶質で
あるので、内部に電子や正孔を捕獲するキャリヤトラッ
プを数多(含んでいる。このSiO□に前述のごとくキ
ャリヤが注入されるとその一部がキャリヤトラップに捕
獲されて表面準位や固定電荷を発生させて、MOS F
ETの特性変動をひきおこす。
いる熱酸化による5iOzは、単結晶ではなく非晶質で
あるので、内部に電子や正孔を捕獲するキャリヤトラッ
プを数多(含んでいる。このSiO□に前述のごとくキ
ャリヤが注入されるとその一部がキャリヤトラップに捕
獲されて表面準位や固定電荷を発生させて、MOS F
ETの特性変動をひきおこす。
又、SiO□膜にかかる電界がI X10’V/cm以
上になるとその絶縁破壊がおこること、更に、5in2
膜が20Å以下にまで薄くなると、SiO□膜を通して
直接トンネル電流が流れるようになることによって、S
iO□ゲート絶縁膜の薄膜化には原理的に限界があり、
素子の微細化による従来のMOS FETの高速化には
限界があった。実際的な面からは、SiO□が緻素子化
のプロセス中にSiO□中に拡散し、はなはだしくは5
iOz膜をつきぬけたりすることもSiO□膜の薄膜化
を制限する要因となっている。
上になるとその絶縁破壊がおこること、更に、5in2
膜が20Å以下にまで薄くなると、SiO□膜を通して
直接トンネル電流が流れるようになることによって、S
iO□ゲート絶縁膜の薄膜化には原理的に限界があり、
素子の微細化による従来のMOS FETの高速化には
限界があった。実際的な面からは、SiO□が緻素子化
のプロセス中にSiO□中に拡散し、はなはだしくは5
iOz膜をつきぬけたりすることもSiO□膜の薄膜化
を制限する要因となっている。
また、Si/5iOz界面の界面特性が良好であるとい
っても先に述べたようにSiO□が単結晶でなく非晶質
であるのでその界面が結晶学的に平坦でないばかりでな
く、電気的にも界面単位が形成されるなどして電気的特
性が制限され、MOS FETの特性を左右する表面電
子移動度がバルクのSiの値に比較して20〜40%も
低い値になってしまうことも、従来の1IIO3FET
の高速化をはばむ要因の一つであった。
っても先に述べたようにSiO□が単結晶でなく非晶質
であるのでその界面が結晶学的に平坦でないばかりでな
く、電気的にも界面単位が形成されるなどして電気的特
性が制限され、MOS FETの特性を左右する表面電
子移動度がバルクのSiの値に比較して20〜40%も
低い値になってしまうことも、従来の1IIO3FET
の高速化をはばむ要因の一つであった。
本発明は、このような点に鑑みて創作されたも〔問題を
解決するための手段〕 その目的は、従来のMOS FETのSiの熱酸化によ
るSiO□膜のかわりに、Si上にエピタキシャル成長
させたシリコンカーバイド(SiC)単結晶膜を介して
ゲート電極を設け、電界効果トランジスタ(FET)構
造を形成することにより達成される。
解決するための手段〕 その目的は、従来のMOS FETのSiの熱酸化によ
るSiO□膜のかわりに、Si上にエピタキシャル成長
させたシリコンカーバイド(SiC)単結晶膜を介して
ゲート電極を設け、電界効果トランジスタ(FET)構
造を形成することにより達成される。
第2回は、本発明のFETの動作原理を示すNチャネル
PETのエネルギー帯図である。
PETのエネルギー帯図である。
p型シリコン基板1にアンドープ高抵抗SiC膜2とゲ
ート電極3を順次形成すると、SiCの禁制帯幅は2.
86eV (6H−SiC)又は2.20eV(3C−
SiC)とSiのそれにくらべ大きいので、Si/Si
C界面には、図に示したようにキャリヤ20としての電
子が蓄積される。基板としてn型シリコンを用いれば、
同様にpチャネルFETができるのは言うまでもない。
ート電極3を順次形成すると、SiCの禁制帯幅は2.
86eV (6H−SiC)又は2.20eV(3C−
SiC)とSiのそれにくらべ大きいので、Si/Si
C界面には、図に示したようにキャリヤ20としての電
子が蓄積される。基板としてn型シリコンを用いれば、
同様にpチャネルFETができるのは言うまでもない。
SiCは、減圧下において、””C’ t+ 5iH
Cjl’ 3+5i114などのSi源と、CC12t
、 C2H21C+tlaなどのC源を用いて1000
℃以下の成長温度でSi基板上にその単結晶膜を気相エ
ピタキシャル成長させることが可能である。
Cjl’ 3+5i114などのSi源と、CC12t
、 C2H21C+tlaなどのC源を用いて1000
℃以下の成長温度でSi基板上にその単結晶膜を気相エ
ピタキシャル成長させることが可能である。
この5iCO比誘電率は約10で、SiO□のそれに(
らべ約2.5倍も大きい。FETのゲート電極構造にこ
れを用いると5in2を用いたものにくらべてゲートキ
ャパシタの容量が約2.5倍太き(なるので、チャネル
にそれだけ多くのキャリヤを蓄積できるようになり、そ
の結果、FETのドレイン電流力<i負犬し、高速化に
不可欠な電流駆動能力を大きくすることかできる。
らべ約2.5倍も大きい。FETのゲート電極構造にこ
れを用いると5in2を用いたものにくらべてゲートキ
ャパシタの容量が約2.5倍太き(なるので、チャネル
にそれだけ多くのキャリヤを蓄積できるようになり、そ
の結果、FETのドレイン電流力<i負犬し、高速化に
不可欠な電流駆動能力を大きくすることかできる。
逆に、ドレイン電流が等しいFETをつくるのに必要な
SiC膜の厚さは、5iOz膜のそれの約2.5倍厚く
することができるのでその結果sic膜内の電界強度は
1/2.5に小さくなって、それだけ絶縁破壊に強い素
子が得られる。
SiC膜の厚さは、5iOz膜のそれの約2.5倍厚く
することができるのでその結果sic膜内の電界強度は
1/2.5に小さくなって、それだけ絶縁破壊に強い素
子が得られる。
又、SiCは単結晶であるので、非晶質の5iOzに(
らベキャリャトラソプとして働(欠陥などが少< 、F
ETが微細化されてSiC膜にキャリアが注入されるよ
うになっても、単にゲート電流がふえるだけで、SiO
□を用いたときのように注入されたキャリヤがキャリヤ
トランプに捕獲されて表面準位や固定電荷を発生させ素
子の特性劣化をひきおこすことが少なくなる。
らベキャリャトラソプとして働(欠陥などが少< 、F
ETが微細化されてSiC膜にキャリアが注入されるよ
うになっても、単にゲート電流がふえるだけで、SiO
□を用いたときのように注入されたキャリヤがキャリヤ
トランプに捕獲されて表面準位や固定電荷を発生させ素
子の特性劣化をひきおこすことが少なくなる。
また、Si/SiC界面は、原理的には1原子層オーダ
ーまで平坦化することができ、界面の欠陥を少くするこ
とができるので表面電子移動度をSi/SiO□界面の
それより大きくすることができ、その結果より高速なF
ETを作ることができる。
ーまで平坦化することができ、界面の欠陥を少くするこ
とができるので表面電子移動度をSi/SiO□界面の
それより大きくすることができ、その結果より高速なF
ETを作ることができる。
更にSiCは熱伝導率も0.4W/cm ・℃と大き
く、高温でも安定であり、しかも単結晶SiCは熱酸化
5iOzにくらべ緻密であるので、素子化のプロセス中
や長時間動作後に、ゲート電極材料の金属などと反応し
たり、ピンホールを通してこのゲート電極材料がつきぬ
けたりして特性劣化をきたすことがない。
く、高温でも安定であり、しかも単結晶SiCは熱酸化
5iOzにくらべ緻密であるので、素子化のプロセス中
や長時間動作後に、ゲート電極材料の金属などと反応し
たり、ピンホールを通してこのゲート電極材料がつきぬ
けたりして特性劣化をきたすことがない。
本発明の電界効果トランジスタ(FET)の一実施例の
構造を第1図に示す。
構造を第1図に示す。
図において、1はp型シリコン基板、2はSiC単結晶
膜、3はゲート電極、4はソース領域、5はドレイン領
域、6は素子分離のための5i0z膜、7はパッシベー
ションのSiO□熱酸化膜、8は層間絶縁膜としてのP
SG膜、9はコンタクトホール、10と11はそれぞれ
ソース電極とドレイン電極である。
膜、3はゲート電極、4はソース領域、5はドレイン領
域、6は素子分離のための5i0z膜、7はパッシベー
ションのSiO□熱酸化膜、8は層間絶縁膜としてのP
SG膜、9はコンタクトホール、10と11はそれぞれ
ソース電極とドレイン電極である。
この素子の作成は、以下の手順で行った。
まず、面方位(100)のp型シリコン基板上に、公知
の熱酸化法により素子分離膜6としてのフィールド酸化
膜を形成し、ついで素子を形成すべきSi面上に、減圧
気相成長により、アンドープSiC単結晶膜をエピタキ
シャル成長させた。このSiCの成長にあたり、Si源
としては5iHCl 3を、C源としてはC3H,を、
キャリヤガスとしてはH2をそれぞれ用い、成長温度1
000℃、圧力200Pa 、 5iHC!! s流量
0.71 /min、 C311e流量38cc/mi
n、 H2流量71’ /minの条件でエピタキシャ
ル成長させたところ、そのシート抵抗が約1000Ω/
口のSiC単結晶薄膜を得ることができた。
の熱酸化法により素子分離膜6としてのフィールド酸化
膜を形成し、ついで素子を形成すべきSi面上に、減圧
気相成長により、アンドープSiC単結晶膜をエピタキ
シャル成長させた。このSiCの成長にあたり、Si源
としては5iHCl 3を、C源としてはC3H,を、
キャリヤガスとしてはH2をそれぞれ用い、成長温度1
000℃、圧力200Pa 、 5iHC!! s流量
0.71 /min、 C311e流量38cc/mi
n、 H2流量71’ /minの条件でエピタキシャ
ル成長させたところ、そのシート抵抗が約1000Ω/
口のSiC単結晶薄膜を得ることができた。
このSiC単結晶膜の上に、多結晶Siを厚さ3000
人に公知の手法により堆積させた後、フォトリソグラフ
ィと反応性イオンエツチングの手法でパターニングし、
チャネル長(ゲート長)が1μmのSiC膜2とゲート
電極3から成るゲート電極構造を形成した。ついで、こ
のゲート電極3をマスクとして、n型不純物となるAs
”をイオン注入し、酸化性雰囲気下で熱処理して活性化
してソース領域4とドレイン領域5を形成した。なお、
この工程でソース領域4、ドレイン領域5およびゲート
電極3の表面が酸化され、熱酸化膜7が形成される。こ
のあと、全面に層間絶縁膜としてPSG膜を約1pm
CVD法により被着形成し、フォトリソグラフィとエツ
チングの手法によりコンタクトホール9を開口し、これ
に電極となるべきAn−Si合金を、あつさ約1μm全
面にスパッタリングして堆積させ、これをパターニング
してソース電極lOとドレイン電極11を形成し、FE
T素子を完成させた。
人に公知の手法により堆積させた後、フォトリソグラフ
ィと反応性イオンエツチングの手法でパターニングし、
チャネル長(ゲート長)が1μmのSiC膜2とゲート
電極3から成るゲート電極構造を形成した。ついで、こ
のゲート電極3をマスクとして、n型不純物となるAs
”をイオン注入し、酸化性雰囲気下で熱処理して活性化
してソース領域4とドレイン領域5を形成した。なお、
この工程でソース領域4、ドレイン領域5およびゲート
電極3の表面が酸化され、熱酸化膜7が形成される。こ
のあと、全面に層間絶縁膜としてPSG膜を約1pm
CVD法により被着形成し、フォトリソグラフィとエツ
チングの手法によりコンタクトホール9を開口し、これ
に電極となるべきAn−Si合金を、あつさ約1μm全
面にスパッタリングして堆積させ、これをパターニング
してソース電極lOとドレイン電極11を形成し、FE
T素子を完成させた。
こうしてつくったチャネル長1μmのFETのドレイン
電流は、同じ厚さのSiO□ゲート絶縁膜を有すること
を除いて、他の条件は全く同じにしてつくった従来のM
OS FETのそれの平均2倍であった。
電流は、同じ厚さのSiO□ゲート絶縁膜を有すること
を除いて、他の条件は全く同じにしてつくった従来のM
OS FETのそれの平均2倍であった。
なお、本実施例では、イオン注入を用いてソース領域、
ドレイン領域を形成する方法を示したが、リン(P)な
どを拡散することによっても形成することができる。又
、ゲート電極も多結晶シリコンにかぎらず、アルミニウ
ムやタングステン、モリブデンなどの金属や高融点金属
のシリサイドや、更には多結晶シリコンと高融金属のシ
リサイドの組みあわせたものなどを用いることができる
。
ドレイン領域を形成する方法を示したが、リン(P)な
どを拡散することによっても形成することができる。又
、ゲート電極も多結晶シリコンにかぎらず、アルミニウ
ムやタングステン、モリブデンなどの金属や高融点金属
のシリサイドや、更には多結晶シリコンと高融金属のシ
リサイドの組みあわせたものなどを用いることができる
。
以上、NチャネルFETについてのみ説明してきたが、
本発明の応用はこれにとどまらず、その原理からpチャ
ネルFETにも容易に応用できることは言うまでもない
。
本発明の応用はこれにとどまらず、その原理からpチャ
ネルFETにも容易に応用できることは言うまでもない
。
〔発明の効果]
本発明によれば、微細化可能な高速かつ高電流駆動能力
を有する信頼性の高い電界効果トランジスタを容易につ
くることができるので、半導体集積回路の高集積化・高
速化・高信頼化に寄与するところが極めて大きい。
を有する信頼性の高い電界効果トランジスタを容易につ
くることができるので、半導体集積回路の高集積化・高
速化・高信頼化に寄与するところが極めて大きい。
第1図は、本発明の電界効果トランジスタの一実施例の
構造を示す図、 第2図は本発明の電界効果トランジスタのエネルギー帯
図である。 図において、 1はシリコン基板、2はSiC膜、 3はゲート電極、4はソース領域、 5はドレイン領域、6は素子分離膜、 7は熱酸化膜、8はPSG膜、 9はコンタクトホール、10はソース電極、11はドレ
イン電極、20はキャリヤ である。 着5.+i ぐ!ニー只l 不発H% qへ馳=、芥効禾トラレンXりっ一′に施A
lリ の 才毒痘 寥 1 ■ 本奏卸月の電界効果トランジスタの 工年ルヤ゛−蓋コ 宴 2 罰
構造を示す図、 第2図は本発明の電界効果トランジスタのエネルギー帯
図である。 図において、 1はシリコン基板、2はSiC膜、 3はゲート電極、4はソース領域、 5はドレイン領域、6は素子分離膜、 7は熱酸化膜、8はPSG膜、 9はコンタクトホール、10はソース電極、11はドレ
イン電極、20はキャリヤ である。 着5.+i ぐ!ニー只l 不発H% qへ馳=、芥効禾トラレンXりっ一′に施A
lリ の 才毒痘 寥 1 ■ 本奏卸月の電界効果トランジスタの 工年ルヤ゛−蓋コ 宴 2 罰
Claims (1)
- シリコン基板(1)上に被着形成された単結晶シリコン
カーバイド膜(2)を介して電圧を印加することにより
、前記のシリコン基板とシリコンカーバイド膜の界面近
傍のシリコン基板内の担体を制御することを特徴とする
電界効果型半導体装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62125135A JPS63289960A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 電界効果型半導体装置 |
DE88107958T DE3882801T2 (de) | 1987-05-22 | 1988-05-18 | Halbleiterfeldeffekttransistor mit einer Gitterisolierungsschicht aus monokristallinem Siliziumcarbid. |
EP88107958A EP0291951B1 (en) | 1987-05-22 | 1988-05-18 | A semiconductor field effect transistor using single crystalline silicon carbide as a gate insulating layer |
KR1019880006039A KR910006250B1 (ko) | 1987-05-22 | 1988-05-21 | 게이트 절연층으로 단결정 실리콘 카바이드를 사용하는 반도체 전계효과 트랜지스터 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62125135A JPS63289960A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 電界効果型半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63289960A true JPS63289960A (ja) | 1988-11-28 |
Family
ID=14902725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62125135A Pending JPS63289960A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 電界効果型半導体装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0291951B1 (ja) |
JP (1) | JPS63289960A (ja) |
KR (1) | KR910006250B1 (ja) |
DE (1) | DE3882801T2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003031695A (ja) * | 2001-06-30 | 2003-01-31 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子の製造方法 |
US6731531B1 (en) | 1997-07-29 | 2004-05-04 | Micron Technology, Inc. | Carburized silicon gate insulators for integrated circuits |
JP2004228172A (ja) * | 2003-01-20 | 2004-08-12 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 半導体装置 |
US6835638B1 (en) | 1997-07-29 | 2004-12-28 | Micron Technology, Inc. | Silicon carbide gate transistor and fabrication process |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5272361A (en) * | 1989-06-30 | 1993-12-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Field effect semiconductor device with immunity to hot carrier effects |
US6746893B1 (en) | 1997-07-29 | 2004-06-08 | Micron Technology, Inc. | Transistor with variable electron affinity gate and methods of fabrication and use |
US6031263A (en) | 1997-07-29 | 2000-02-29 | Micron Technology, Inc. | DEAPROM and transistor with gallium nitride or gallium aluminum nitride gate |
US6384428B1 (en) * | 1998-03-19 | 2002-05-07 | Hitachi, Ltd. | Silicon carbide semiconductor switching device |
US6624488B1 (en) * | 2000-08-07 | 2003-09-23 | Advanced Micro Devices, Inc. | Epitaxial silicon growth and usage of epitaxial gate insulator for low power, high performance devices |
TW201427052A (zh) * | 2012-11-05 | 2014-07-01 | Nusola Inc | 寬能隙光伏裝置及其製造方法 |
CN110556415B (zh) * | 2019-09-18 | 2022-09-27 | 深圳爱仕特科技有限公司 | 一种高可靠性外延栅的SiC MOSFET器件及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1566072A (en) * | 1977-03-28 | 1980-04-30 | Tokyo Shibaura Electric Co | Semiconductor device |
-
1987
- 1987-05-22 JP JP62125135A patent/JPS63289960A/ja active Pending
-
1988
- 1988-05-18 DE DE88107958T patent/DE3882801T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-05-18 EP EP88107958A patent/EP0291951B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-21 KR KR1019880006039A patent/KR910006250B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6731531B1 (en) | 1997-07-29 | 2004-05-04 | Micron Technology, Inc. | Carburized silicon gate insulators for integrated circuits |
US6835638B1 (en) | 1997-07-29 | 2004-12-28 | Micron Technology, Inc. | Silicon carbide gate transistor and fabrication process |
US6936849B1 (en) * | 1997-07-29 | 2005-08-30 | Micron Technology, Inc. | Silicon carbide gate transistor |
JP2003031695A (ja) * | 2001-06-30 | 2003-01-31 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子の製造方法 |
JP2004228172A (ja) * | 2003-01-20 | 2004-08-12 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 半導体装置 |
JP4529355B2 (ja) * | 2003-01-20 | 2010-08-25 | 富士電機システムズ株式会社 | 半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0291951A3 (en) | 1991-01-30 |
KR880014686A (ko) | 1988-12-24 |
KR910006250B1 (ko) | 1991-08-17 |
DE3882801T2 (de) | 1994-03-10 |
EP0291951A2 (en) | 1988-11-23 |
DE3882801D1 (de) | 1993-09-09 |
EP0291951B1 (en) | 1993-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2542448B2 (ja) | 電界効果トランジスタおよびその製造方法 | |
JP3620513B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置 | |
JP3146694B2 (ja) | 炭化けい素mosfetおよび炭化けい素mosfetの製造方法 | |
JP2812832B2 (ja) | 半導体多結晶ダイヤモンド電子デバイス及びその製造方法 | |
JP2509713B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 | |
US5202273A (en) | Method of manufacturing a vertical semiconductor device | |
CN101101879B (zh) | 半导体装置的制造方法 | |
JPS63289960A (ja) | 電界効果型半導体装置 | |
JP2644028B2 (ja) | 炭化珪素製mosfet | |
US6303940B1 (en) | Charge injection transistor using high-k dielectric barrier layer | |
JPH0544835B2 (ja) | ||
JP2000208760A (ja) | 電界効果トランジスタ | |
JP3187732B2 (ja) | フィールド終端ボンディングパッド電極を使用する高電圧バイポーラトランジスタ | |
JP2629995B2 (ja) | 薄膜トランジスタ | |
Östling et al. | Ferroelectric thin films on silicon carbide for next-generation nonvolatile memory and sensor devices | |
JP4850410B2 (ja) | 窒化物半導体装置及びその製造方法 | |
US6803613B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method of the same | |
JPH0556849B2 (ja) | ||
CN213026139U (zh) | 一种集成肖特基二极管结构SiC MOSFET器件 | |
JP4108252B2 (ja) | 電子デバイス | |
JP3539408B2 (ja) | 電界効果トランジスタ | |
JPH04370956A (ja) | 半導体装置 | |
JPH039534A (ja) | 炭化珪素を用いた電界効果トランジスタ | |
JP2658474B2 (ja) | 縦型絶縁ゲート電界効果トランジスタの製造方法 | |
JPH0376590B2 (ja) |