特許6041311IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

この発明は、炭化珪素半導体装置の製造方法

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、炭化珪素基板を用いた半導体デバイスでは、上述したようにゲート絶縁膜形成後に高温の熱処理が必須であり、この熱処理の条件(温度や雰囲気など)によって半導体デバイスの特性が変化してしまう。このため、ゲート絶縁膜の形成条件に加えて、ゲート絶縁膜形成後に行う熱処理の条件も併せて検討する必要がある。例えば、半導体デバイスは、ゲートに信号が入力されていない状態のときにオフ状態(以下、ノーマリオフとする)であることが望ましい。すなわち、半導体デバイスのしきい値電圧は正の値であることが望ましい。 しきい値電圧はフラットバンド電圧を引数とする関数で表され、しきい値電圧を正の値とするには、フラットバンド電圧が正の値であることが望ましい。しかしながら、上述したゲート絶縁膜の形成方法、すなわち炭化珪素基板の(000−1)面や(11−20)面を亜酸化窒素や一酸化窒素などの窒素を含むガス雰囲気中で熱酸化し、さらに水素を含む雰囲気のアニールを行うことでゲート酸化膜と炭化珪素基板との接合界面での界面準位密度を低減させる方法では、フラットバンド電圧は負の値となり、ゲートに信号が入力されていない状態のときに半導体デバイスがオン状態(ノーマリオン)となってしまう。 この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ノーマリオフ特性を示し、かつ界面準位密度を低減させることができる炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法は、次の特徴を有する。炭化珪素からなる半導体基板に、窒素を含む酸化化合物からなる酸化雰囲気で第1熱処理を行った後、水素を含む雰囲気で第2熱処理を行うことにより、前記半導体基板の(000−1)面または(11−20)面から0度以上8度以下の範囲内で傾けた面上にゲート絶縁膜を形成する工程を行う。そして、前・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法によれば、ノーマリオフ特性を示し、かつ界面準位密度を低減させることができるという効果を奏する。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】実施の形態1にかかる半導体装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。

【図2】実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図3】実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図4】実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図5】実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図6】実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図7】実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図8】実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図9】実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図10】実施の形態1にかかる炭化珪素半導体装置の製造途中の状態を示す断面図である。

【図11】実施例にかかる炭化珪素半導体装置の製造方法により製造されるMOSキャパシタの構成を示す断面図である。

【図12】MOSゲート界面での界面準位密度とMOSゲートのフラットバンド電圧との関係について示す特性図である。

【図13】本発明にかかる複雑なMOSゲート構造を備えた半導体装置の一例を示す断面図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1 n+型炭化珪素基板   2 n型エピタキシャル層   3,18 ゲート絶縁膜   4,19 ゲート電極   5,23 裏面電極   6 C−Vメーター   7,10 SiCエピタキシャル基板   11 p+炭化珪素基板   12 p型エピタキシャル層   13 n+ドレイン領域   13a,14a,15a 不純物領域   14 n+ソース領域   15 p+グラウンド領域   16 フィールド酸化膜   17 アクティブ領域   20 コンタクトメタル   21 反応層   22 パッド電極   31,33 酸化膜   32 リンイオン   34 アルミニウムイオン

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