JP2000286258A - 半導体デバイスの製造方法、ｍｏｓデバイス、半導体製造装置 - Google Patents
半導体デバイスの製造方法、ｍｏｓデバイス、半導体製造装置Info
- Publication number
- JP2000286258A JP2000286258A JP11086826A JP8682699A JP2000286258A JP 2000286258 A JP2000286258 A JP 2000286258A JP 11086826 A JP11086826 A JP 11086826A JP 8682699 A JP8682699 A JP 8682699A JP 2000286258 A JP2000286258 A JP 2000286258A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- manufacturing
- semiconductor device
- gas
- gas molecules
- 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
Landscapes
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化膜成長速度が大きくて、酸化膜形成に長
時間を要することが無く、また、ダングリングボンドを
未終端のまま残すことが無く、ダングリングボンドの終
端を良好なものとし、また界面における欠陥の発生を軽
減することができる半導体デバイスを得る。 【解決手段】 半導体の熱酸化工程および界面改質工程
における熱処理において、導入ガスに紫外線を照射し、
導入ガス分子を、同ガス分子を構成する元素の原子状態
または前記ガス分子の分子量以下の分子量を持つ化学種
に解離または励起させることにより、酸化、およびダン
グリングボンドの終端反応を促進させるようにした。
時間を要することが無く、また、ダングリングボンドを
未終端のまま残すことが無く、ダングリングボンドの終
端を良好なものとし、また界面における欠陥の発生を軽
減することができる半導体デバイスを得る。 【解決手段】 半導体の熱酸化工程および界面改質工程
における熱処理において、導入ガスに紫外線を照射し、
導入ガス分子を、同ガス分子を構成する元素の原子状態
または前記ガス分子の分子量以下の分子量を持つ化学種
に解離または励起させることにより、酸化、およびダン
グリングボンドの終端反応を促進させるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体をガス中に
おいて熱処理し、半導体を構成する元素の一部を前記ガ
スを構成する他の元素と反応させる工程を有する半導体
デバイスの製造方法、およびその製法により製造された
ＭＯＳデバイス、その製造に用いられる半導体製造装置
に関し、特に、半導体に形成される熱酸化膜の成長促進
およびその界面改質の向上を図ったものに関する。
おいて熱処理し、半導体を構成する元素の一部を前記ガ
スを構成する他の元素と反応させる工程を有する半導体
デバイスの製造方法、およびその製法により製造された
ＭＯＳデバイス、その製造に用いられる半導体製造装置
に関し、特に、半導体に形成される熱酸化膜の成長促進
およびその界面改質の向上を図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスとして、例えば、図４に
示されるＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴは、基板１と、基板１上
に形成されたエピ層２と、エピ層２上部に形成されるソ
ース３及びドレイン４と、これらソース３とドレイン４
を跨って設けられるゲート酸化膜５およびソース３、ド
レイン４、ゲート酸化膜５上にそれぞれ設けられるソー
ス電極６、ドレイン電極７、ゲート電極８とを備えて構
成される。
示されるＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴは、基板１と、基板１上
に形成されたエピ層２と、エピ層２上部に形成されるソ
ース３及びドレイン４と、これらソース３とドレイン４
を跨って設けられるゲート酸化膜５およびソース３、ド
レイン４、ゲート酸化膜５上にそれぞれ設けられるソー
ス電極６、ドレイン電極７、ゲート電極８とを備えて構
成される。
【０００３】かかるＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴにおいて、ゲ
ート酸化膜５の形成は、Ｏ2，Ｈ2Ｏおよびその混合ガス
中でエピ層２表面に熱酸化を施すことによって行ってい
る。また、こうして形成される酸化膜５とＳｉＣエピ層
２との界面改質は、Ｈ2，Ｎ2、Ｈ2Ｏなどを含むガス中
での熱処理によって行っている。酸化膜形成のための熱
酸化は、Ｓｉを酸素Ｏと反応させてＳｉＯ2を形成する
処理であり、界面改質は、上記熱酸化時に生じたダング
リングボンドを水素Ｈや窒素Ｎで終端させて、欠陥を除
去するための処理である。
ート酸化膜５の形成は、Ｏ2，Ｈ2Ｏおよびその混合ガス
中でエピ層２表面に熱酸化を施すことによって行ってい
る。また、こうして形成される酸化膜５とＳｉＣエピ層
２との界面改質は、Ｈ2，Ｎ2、Ｈ2Ｏなどを含むガス中
での熱処理によって行っている。酸化膜形成のための熱
酸化は、Ｓｉを酸素Ｏと反応させてＳｉＯ2を形成する
処理であり、界面改質は、上記熱酸化時に生じたダング
リングボンドを水素Ｈや窒素Ｎで終端させて、欠陥を除
去するための処理である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た熱酸化において、ＳｉＣは極めて安定した結合状態を
有しており、従来の熱酸化処理においては、酸化膜の成
長速度が遅く、酸化膜形成に多大の時間を要する。ま
た、界面改質処理においても、界面近傍のダングリング
ボンドのＨによる終端が不完全となりやすい。更に、Ｈ
とＳｉの結合エネルギは大きくないため、一度結合され
ていたＨとＳｉとの結合が切れ、欠陥が発生しやすい。
この場合、ＮとＳｉとの結合エネルギは大きく、安定し
た結合状態を得られるため、Ｈに代わりＮとＳｉとを結
合させれば欠陥発生を抑制できるが、従来の界面改質処
理において、Ｎによりダングリングボンドを終端させる
ことは、Ｈにより終端させることに比較して困難であ
る。このような、界面状態に欠陥が発生すると、欠陥の
特性がそこに形成される反転層に大きく影響を及ぼすた
め、デバイスとしての特性を低下させるという大きな問
題を発生させることとなる。
た熱酸化において、ＳｉＣは極めて安定した結合状態を
有しており、従来の熱酸化処理においては、酸化膜の成
長速度が遅く、酸化膜形成に多大の時間を要する。ま
た、界面改質処理においても、界面近傍のダングリング
ボンドのＨによる終端が不完全となりやすい。更に、Ｈ
とＳｉの結合エネルギは大きくないため、一度結合され
ていたＨとＳｉとの結合が切れ、欠陥が発生しやすい。
この場合、ＮとＳｉとの結合エネルギは大きく、安定し
た結合状態を得られるため、Ｈに代わりＮとＳｉとを結
合させれば欠陥発生を抑制できるが、従来の界面改質処
理において、Ｎによりダングリングボンドを終端させる
ことは、Ｈにより終端させることに比較して困難であ
る。このような、界面状態に欠陥が発生すると、欠陥の
特性がそこに形成される反転層に大きく影響を及ぼすた
め、デバイスとしての特性を低下させるという大きな問
題を発生させることとなる。
【０００５】本発明は、かかる従来の課題を解決するた
めになされたものであり、酸化膜成長速度が大きくて、
酸化膜形成に長時間を要することが無く、また、ダング
リングボンドを未終端のまま残すことが無く、ダングリ
ングボンドの終端を良好なものとし、また界面における
欠陥の発生を軽減することができる半導体デバイスの製
造方法を提供することを目的としている。
めになされたものであり、酸化膜成長速度が大きくて、
酸化膜形成に長時間を要することが無く、また、ダング
リングボンドを未終端のまま残すことが無く、ダングリ
ングボンドの終端を良好なものとし、また界面における
欠陥の発生を軽減することができる半導体デバイスの製
造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明は、半導体をガス中において熱処理し、半
導体を構成する元素の一部または全部を前記ガスを構成
する他の元素と反応させる工程を有する半導体デバイス
の製造方法において、前記半導体の熱処理が、前記ガス
分子を、同ガス分子を構成する元素の原子状態または前
記ガス分子の分子量以下の分子量を持つ化学種に解離ま
たは励起させるための手段を備えた状況下で行われるよ
うにしたものである。
ため、本発明は、半導体をガス中において熱処理し、半
導体を構成する元素の一部または全部を前記ガスを構成
する他の元素と反応させる工程を有する半導体デバイス
の製造方法において、前記半導体の熱処理が、前記ガス
分子を、同ガス分子を構成する元素の原子状態または前
記ガス分子の分子量以下の分子量を持つ化学種に解離ま
たは励起させるための手段を備えた状況下で行われるよ
うにしたものである。
【０００７】従来は、ガス分子を解離させるための手段
を有さず、単に熱処理炉にガスを供給して、加熱するの
みで、半導体の構成元素の一部を酸素Ｏや水素Ｈなどと
結合させていた。本発明では、ガス分子を、同ガス分子
を構成する元素の原子状態または前記ガス分子の分子量
以下の分子量を持つ化学種に解離または励起させて、反
応させるようにしたため、反応性を飛躍的に向上させる
ことができる。
を有さず、単に熱処理炉にガスを供給して、加熱するの
みで、半導体の構成元素の一部を酸素Ｏや水素Ｈなどと
結合させていた。本発明では、ガス分子を、同ガス分子
を構成する元素の原子状態または前記ガス分子の分子量
以下の分子量を持つ化学種に解離または励起させて、反
応させるようにしたため、反応性を飛躍的に向上させる
ことができる。
【０００８】また、本発明は、請求項１に記載の半導体
デバイスの製造方法において、前記半導体をＳｉＣとし
たものである。
デバイスの製造方法において、前記半導体をＳｉＣとし
たものである。
【０００９】ＳｉＣは、Ｓｉなど現在一般的に使用され
ている他の半導体に比べ、化学的安定性、エネルギギャ
ップ、絶縁破壊電界、熱伝導率などが大きく、パワート
ランジスタなどの半導体デバイスとしての将来的利用が
期待されている。一方、ＳｉＣの結合状態は安定してお
り、例えば、熱酸化処理のように、ＳｉＣの構成元素と
他の元素とを反応させる処理は長時間を要するものであ
ったが、本発明により、反応性を高めることができ、処
理時間を短縮改善することができる。
ている他の半導体に比べ、化学的安定性、エネルギギャ
ップ、絶縁破壊電界、熱伝導率などが大きく、パワート
ランジスタなどの半導体デバイスとしての将来的利用が
期待されている。一方、ＳｉＣの結合状態は安定してお
り、例えば、熱酸化処理のように、ＳｉＣの構成元素と
他の元素とを反応させる処理は長時間を要するものであ
ったが、本発明により、反応性を高めることができ、処
理時間を短縮改善することができる。
【００１０】また、本発明は、請求項１又は請求項２に
記載の半導体デバイスの製造方法において、前記手段
は、前記ガス分子に紫外線を照射するようにしてなるも
のである。
記載の半導体デバイスの製造方法において、前記手段
は、前記ガス分子に紫外線を照射するようにしてなるも
のである。
【００１１】ガス分子に紫外線を照射すると、ガス分子
を構成する元素が原子状態またはガス分子の分子量以下
の分子量を持つ化学種に解離すると共に、解離した原子
または化学種が更に紫外線により励起状態となり易く、
半導体の構成分子との反応性が飛躍的に増大する。
を構成する元素が原子状態またはガス分子の分子量以下
の分子量を持つ化学種に解離すると共に、解離した原子
または化学種が更に紫外線により励起状態となり易く、
半導体の構成分子との反応性が飛躍的に増大する。
【００１２】また、本発明は、請求項１乃至請求項３の
いずれかに記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記熱処理は熱酸化処理であり、前記他の元素は酸素で
あるものである。
いずれかに記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記熱処理は熱酸化処理であり、前記他の元素は酸素で
あるものである。
【００１３】熱酸化処理は、半導体構成元素の一部と酸
素とを反応させる処理であるが、このとき酸素が原子状
態に解離されて、反応性が増大する結果、酸化膜成長速
度を増大させることができる。特に、従来反応速度が小
さいとされているＳｉＣの熱酸化処理においては、その
酸化膜成長速度を大幅に増大させることができる。
素とを反応させる処理であるが、このとき酸素が原子状
態に解離されて、反応性が増大する結果、酸化膜成長速
度を増大させることができる。特に、従来反応速度が小
さいとされているＳｉＣの熱酸化処理においては、その
酸化膜成長速度を大幅に増大させることができる。
【００１４】また、本発明は、請求項１乃至請求項３の
いずれかに記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記熱処理は界面改質処理であり、前記他の元素は、半
導体を組成する分子を構成する元素のダングリングボン
ドを終端させるための元素である。
いずれかに記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記熱処理は界面改質処理であり、前記他の元素は、半
導体を組成する分子を構成する元素のダングリングボン
ドを終端させるための元素である。
【００１５】界面改質処理は、ダングリングボンドを終
端させて、界面特性を向上させるための処理であるが、
そのダングリングボンドを終端させる元素を原子状態ま
たはガス分子の分子量以下の分子量を持つ化学種に解離
することにより、その反応性を増大させることができ
る。
端させて、界面特性を向上させるための処理であるが、
そのダングリングボンドを終端させる元素を原子状態ま
たはガス分子の分子量以下の分子量を持つ化学種に解離
することにより、その反応性を増大させることができ
る。
【００１６】また、本発明は、請求項５に記載の半導体
デバイスの製造方法において、前記他の元素を窒素又は
水素としたものである。
デバイスの製造方法において、前記他の元素を窒素又は
水素としたものである。
【００１７】水素Ｈは従来よりダングリングボンドを終
端させる元素として使われてきたが、本発明により、そ
の反応性を増大させることができる結果、ダングリング
ボンドを未終端のまま残すことがなく、その終端をより
完全なものとすることができる。更に、本発明によれ
ば、反応性が増大するので、従来は困難であった窒素Ｎ
を用いてダングリングボンドを終端させることもでき
る。半導体がＳｉＣやＳｉである場合、窒素Ｎは水素Ｈ
よりもＳｉとの結合エネルギが大きいので、一度結合す
ると、水素よりも結合が切れにくく、もって、欠陥が発
生しにくいものとすることができる。
端させる元素として使われてきたが、本発明により、そ
の反応性を増大させることができる結果、ダングリング
ボンドを未終端のまま残すことがなく、その終端をより
完全なものとすることができる。更に、本発明によれ
ば、反応性が増大するので、従来は困難であった窒素Ｎ
を用いてダングリングボンドを終端させることもでき
る。半導体がＳｉＣやＳｉである場合、窒素Ｎは水素Ｈ
よりもＳｉとの結合エネルギが大きいので、一度結合す
ると、水素よりも結合が切れにくく、もって、欠陥が発
生しにくいものとすることができる。
【００１８】また、本発明は、請求項４の熱酸化処理の
後、前記請求項５又は請求項６の界面改質処理が行われ
るようにしたものである。
後、前記請求項５又は請求項６の界面改質処理が行われ
るようにしたものである。
【００１９】このような構成によれば、熱酸化により発
生したダングリングボンドを熱酸化処理の後に終端させ
ることができる。
生したダングリングボンドを熱酸化処理の後に終端させ
ることができる。
【００２０】また、本発明は、請求項４の熱酸化処理
と、前記請求項５又は請求項６の界面改質処理が同時に
行われるようにしたものである。
と、前記請求項５又は請求項６の界面改質処理が同時に
行われるようにしたものである。
【００２１】このような構成によれば、熱酸化処理と界
面改質処理が同時に行われるので、時間的生産効率の向
上を図ることができる。
面改質処理が同時に行われるので、時間的生産効率の向
上を図ることができる。
【００２２】また、本発明に係るＭＯＳデバイスは、請
求項１乃至請求項８のいずれかに記載の半導体デバイス
の製造方法を用いて製造されるものである。
求項１乃至請求項８のいずれかに記載の半導体デバイス
の製造方法を用いて製造されるものである。
【００２３】このようなＭＯＳデバイスはその熱酸化膜
成長が迅速に行えて時間的生産効率の向上が図れ、また
界面特性が安定して優れたものとなる。なお、ＭＯＳデ
バイスは、ＭＯＳキャパシタ、ＭＯＳＦＥＴなどを含
む。
成長が迅速に行えて時間的生産効率の向上が図れ、また
界面特性が安定して優れたものとなる。なお、ＭＯＳデ
バイスは、ＭＯＳキャパシタ、ＭＯＳＦＥＴなどを含
む。
【００２４】また、本発明は、半導体をガス中において
熱処理し、半導体を組成する分子を構成する元素の一部
を前記ガスを構成する他の元素に置き換える半導体製造
装置において、前記熱処理炉内に、前記ガス分子を構成
する元素を原子状態に解離させて反応性を高めるための
紫外線照射手段を備えたものである。
熱処理し、半導体を組成する分子を構成する元素の一部
を前記ガスを構成する他の元素に置き換える半導体製造
装置において、前記熱処理炉内に、前記ガス分子を構成
する元素を原子状態に解離させて反応性を高めるための
紫外線照射手段を備えたものである。
【００２５】このような装置によれば、例えば、半導体
の熱酸化を促進でき、また、界面改質処理に際しては、
その界面特性の向上を図ることができる。
の熱酸化を促進でき、また、界面改質処理に際しては、
その界面特性の向上を図ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態として
ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴの製造方法について説明する。
ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴの製造方法について説明する。
【００２７】実施の形態により製造されるＳｉＣ−ＭＯ
ＳＦＥＴは図４に示したものと同じ構成を有し、ｐ型Ｓ
ｉＣ基板１上に設けられる、該基板１と同多形のエピ層
２と、エピ層２上に設けられるソース３及びドレイン４
と、これらソース３とドレイン４の端部よりソース３と
ドレイン４を跨って設けられるゲート酸化膜（熱酸化
膜）５と、ソース３、ドレイン４、及びゲート５の上に
それぞれ設けられる電極６，７，８とを備えて構成され
る。
ＳＦＥＴは図４に示したものと同じ構成を有し、ｐ型Ｓ
ｉＣ基板１上に設けられる、該基板１と同多形のエピ層
２と、エピ層２上に設けられるソース３及びドレイン４
と、これらソース３とドレイン４の端部よりソース３と
ドレイン４を跨って設けられるゲート酸化膜（熱酸化
膜）５と、ソース３、ドレイン４、及びゲート５の上に
それぞれ設けられる電極６，７，８とを備えて構成され
る。
【００２８】本発明は、上述したゲート熱酸化膜５の形
成と、その形成後における界面改質において適用される
ものである。
成と、その形成後における界面改質において適用される
ものである。
【００２９】以下、上述したＭＯＳＦＥＴの製造方法に
ついて図１を用いて説明する。
ついて図１を用いて説明する。
【００３０】この製造方法は、（１）ソース、ドレイン
の形成（ｐ型ＳｉＣエピ層へのｎ型のイオン注入）、
（２）ゲート酸化膜形成、および界面改質、（３）ソー
ス、ドレイン電極形成、（４）ゲート電極形成の各工程
を備えてなる。 （１）ソース、ドレインの形成 まず、ｐ型基板（図示しない）上に設けられたｐ型エピ
層２上にイオン注入用マスク９を形成する（ａ）。これ
は、ＳｉＯ2を真空蒸着した後、フォトリソ工程、エッ
チング工程を行って得られる。次に、高温イオン注入を
行う（ｂ）。これは５０〜３００ｋｅＶのエネルギを有
するＮ+イオンまたはＰ+イオンを５００〜１０００℃の
温度においてエピ層に打ち込んで行う。そして、キャリ
アを活性化させるための熱処理（アニール）を行う
（ｃ）。この熱処理は８００〜１５００℃の温度条件
で、不活性ガス中において行われる。そして、熱処理後
はＳｉＯ2マスクの除去を行うため、エッチングが行わ
れる（ｄ）。 （２）ゲート酸化膜形成（熱酸化膜形成）および界面改
質 本実施の形態では、まずゲート酸化膜（ＳｉＯ2酸化
膜）の形成が行われる（ｅ）。
の形成（ｐ型ＳｉＣエピ層へのｎ型のイオン注入）、
（２）ゲート酸化膜形成、および界面改質、（３）ソー
ス、ドレイン電極形成、（４）ゲート電極形成の各工程
を備えてなる。 （１）ソース、ドレインの形成 まず、ｐ型基板（図示しない）上に設けられたｐ型エピ
層２上にイオン注入用マスク９を形成する（ａ）。これ
は、ＳｉＯ2を真空蒸着した後、フォトリソ工程、エッ
チング工程を行って得られる。次に、高温イオン注入を
行う（ｂ）。これは５０〜３００ｋｅＶのエネルギを有
するＮ+イオンまたはＰ+イオンを５００〜１０００℃の
温度においてエピ層に打ち込んで行う。そして、キャリ
アを活性化させるための熱処理（アニール）を行う
（ｃ）。この熱処理は８００〜１５００℃の温度条件
で、不活性ガス中において行われる。そして、熱処理後
はＳｉＯ2マスクの除去を行うため、エッチングが行わ
れる（ｄ）。 （２）ゲート酸化膜形成（熱酸化膜形成）および界面改
質 本実施の形態では、まずゲート酸化膜（ＳｉＯ2酸化
膜）の形成が行われる（ｅ）。
【００３１】この酸化膜形成は、図２、図３に示される
熱処理炉により行われる。この熱処理炉１０は、赤外線
源を有する電気炉であり、所定のガス分子を原子状態に
解離させると共に励起させるための紫外線源を有する。
赤外線源は赤外線ランプ１１で構成され、紫外線源は紫
外線ランプ１２で構成されている。これら赤外線ランプ
１１および紫外線ランプ１２の背面には、試料である半
導体（基板）１３に対して赤外線および紫外線を有効に
照射できるように、ミラー１４が設けられている。
熱処理炉により行われる。この熱処理炉１０は、赤外線
源を有する電気炉であり、所定のガス分子を原子状態に
解離させると共に励起させるための紫外線源を有する。
赤外線源は赤外線ランプ１１で構成され、紫外線源は紫
外線ランプ１２で構成されている。これら赤外線ランプ
１１および紫外線ランプ１２の背面には、試料である半
導体（基板）１３に対して赤外線および紫外線を有効に
照射できるように、ミラー１４が設けられている。
【００３２】酸化膜を形成するための条件は、２５０〜
１２００℃の温度下において、酸化ガスとして、Ｏ2、
Ｈ2Ｏ、ＮＯ2、ＮＯ、Ｎ2Ｏの単体ガスまたは混合ガス
を流して行う。ガス圧は１０ｍＴｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒ
ｒ程度を用いる。このとき紫外線には３１０ｎｍ以下の
波長を含む紫外線が用いられる。
１２００℃の温度下において、酸化ガスとして、Ｏ2、
Ｈ2Ｏ、ＮＯ2、ＮＯ、Ｎ2Ｏの単体ガスまたは混合ガス
を流して行う。ガス圧は１０ｍＴｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒ
ｒ程度を用いる。このとき紫外線には３１０ｎｍ以下の
波長を含む紫外線が用いられる。
【００３３】かかる紫外線により、導入されたガス分子
および酸化膜中を拡散するガス分子が原子状態に解離
し、反応性が飛躍的に向上すると共に、更に原子状態に
解離した原子が紫外線により励起状態となり、より酸化
反応が増大する。
および酸化膜中を拡散するガス分子が原子状態に解離
し、反応性が飛躍的に向上すると共に、更に原子状態に
解離した原子が紫外線により励起状態となり、より酸化
反応が増大する。
【００３４】次に界面改質処理が行われる（ｆ）。
【００３５】これは、ダングリングボンドを終端させる
ための処理であり、かかる処理も図２、図３に示した熱
処理炉内で行われる。
ための処理であり、かかる処理も図２、図３に示した熱
処理炉内で行われる。
【００３６】この場合、処理温度は２５０〜１２００℃
の温度下において、処理ガスとして、Ｈ2、ＮＨ3、ＮＯ
2、ＮＯ、Ｎ2Ｏの単体ガスまたは混合ガスを流して行
う。混合ガスにおいては、不活性ガス（Ａｒ等）との混
合ガスを用いても良い。ガス圧は１０ｍＴｏｒｒ〜７６
０Ｔｏｒｒ程度を用いる。このとき紫外線には３１０ｎ
ｍ以下の波長を含む紫外線が用いられる。
の温度下において、処理ガスとして、Ｈ2、ＮＨ3、ＮＯ
2、ＮＯ、Ｎ2Ｏの単体ガスまたは混合ガスを流して行
う。混合ガスにおいては、不活性ガス（Ａｒ等）との混
合ガスを用いても良い。ガス圧は１０ｍＴｏｒｒ〜７６
０Ｔｏｒｒ程度を用いる。このとき紫外線には３１０ｎ
ｍ以下の波長を含む紫外線が用いられる。
【００３７】かかる紫外線により、導入されたガス分子
および酸化膜中を拡散するガス分子を構成する水素Ｈや
窒素Ｎが原子状態またはガス分子の分子量以下の分子量
を持つ化学種に解離し、反応性が飛躍的に向上すると共
に、更に原子状態に解離した原子または化学種が紫外線
により励起状態となり、ダングリングボンドの終端が水
素Ｈや窒素Ｎにより促進される。
および酸化膜中を拡散するガス分子を構成する水素Ｈや
窒素Ｎが原子状態またはガス分子の分子量以下の分子量
を持つ化学種に解離し、反応性が飛躍的に向上すると共
に、更に原子状態に解離した原子または化学種が紫外線
により励起状態となり、ダングリングボンドの終端が水
素Ｈや窒素Ｎにより促進される。
【００３８】従来、窒素Ｎによりダングリングボンドを
終端させることは、困難であったが、紫外線を用いて原
子状態に解離すると共に、励起状態とすることにより、
窒素Ｎによる終端も盛んに行われ、安定な結合を得るこ
とが可能となった。
終端させることは、困難であったが、紫外線を用いて原
子状態に解離すると共に、励起状態とすることにより、
窒素Ｎによる終端も盛んに行われ、安定な結合を得るこ
とが可能となった。
【００３９】界面改質処理の後は、ソース、ドレイン上
に形成された酸化膜を除去する（ｇ）。これは、フォト
リソ、エッチングにより行われる。 （３）ソース、ドレイン電極形成 まずニッケル層を形成し、フォトリソ、エッチングによ
りパターニングを行い、水素Ｈ2中、９００−１０００
ｄｅｇ．Ｃのアニールを行う（ｈ）。 ゲート電極形成 膜厚２００ｎｍ−２μｍのポリシリコン層を形成し、フ
ォトリソ、エッチングによりパターニングを行ってゲー
ト電極を形成する（ｉ）。
に形成された酸化膜を除去する（ｇ）。これは、フォト
リソ、エッチングにより行われる。 （３）ソース、ドレイン電極形成 まずニッケル層を形成し、フォトリソ、エッチングによ
りパターニングを行い、水素Ｈ2中、９００−１０００
ｄｅｇ．Ｃのアニールを行う（ｈ）。 ゲート電極形成 膜厚２００ｎｍ−２μｍのポリシリコン層を形成し、フ
ォトリソ、エッチングによりパターニングを行ってゲー
ト電極を形成する（ｉ）。
【００４０】以上に、本発明の実施の形態をＳｉＣ−Ｍ
ＯＳＦＥＴに例をとって説明したが、本発明は、ＭＯＳ
キャパシタ、ＭＯＳＦＥＴの他、ＭＯＳデバイスに限ら
ず、酸化膜を形成する必要性のある半導体デバイス全て
に適用できるものであることは明白である。
ＯＳＦＥＴに例をとって説明したが、本発明は、ＭＯＳ
キャパシタ、ＭＯＳＦＥＴの他、ＭＯＳデバイスに限ら
ず、酸化膜を形成する必要性のある半導体デバイス全て
に適用できるものであることは明白である。
【００４１】
【発明の効果】以上に詳述したように、本発明によれ
ば、半導体をガス中において熱処理し、半導体を構成す
る元素の一部または全部を前記ガスを構成する他の元素
と反応させる工程を有する半導体デバイスの製造方法に
おいて、前記半導体の熱処理が、前記ガス分子を、同ガ
ス分子を構成する元素の原子状態または前記ガス分子の
分子量以下の分子量を持つ化学種に解離または励起させ
るための手段を備えた状況下で行われるようにしたた
め、前記熱処理が迅速に行われる。従って、例えば酸化
膜形成においては、酸化膜成長速度が大きくて、酸化膜
形成に多大な時間を要することが無く、また、界面改質
処理においては、ダングリングボンドの終端を良好なも
のとすることができるという効果を奏する。
ば、半導体をガス中において熱処理し、半導体を構成す
る元素の一部または全部を前記ガスを構成する他の元素
と反応させる工程を有する半導体デバイスの製造方法に
おいて、前記半導体の熱処理が、前記ガス分子を、同ガ
ス分子を構成する元素の原子状態または前記ガス分子の
分子量以下の分子量を持つ化学種に解離または励起させ
るための手段を備えた状況下で行われるようにしたた
め、前記熱処理が迅速に行われる。従って、例えば酸化
膜形成においては、酸化膜成長速度が大きくて、酸化膜
形成に多大な時間を要することが無く、また、界面改質
処理においては、ダングリングボンドの終端を良好なも
のとすることができるという効果を奏する。
【図１】本発明の実施の形態におけるＳｉＣ−ＭＯＳＦ
ＥＴの製造工程を示す図である。
ＥＴの製造工程を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における半導体製造装置を
示す横断面図である。
示す横断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における半導体製造装置を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図４】ｐ型ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴの断面図である。
１ ｐ型基板 ２ エピ層 ３ ソース ４ ドレイン ５ ゲート酸化膜（熱酸化膜） ６，７，８ 電極 １０ 熱処理炉（半導体製造装置） １１ 赤外線ランプ １２ 紫外線ランプ １４ ミラー
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F040 DC02 EC07 EH02 FC05 5F045 AA11 AB06 AB32 AC11 AF02 BB09 BB12 CA05 HA15 HA16 HA18 5F058 BA20 BB10 BC02 BF62 BF78 BG01
Claims (10)
- 【請求項１】 半導体をガス中において熱処理し、半導
体を構成する元素の一部または全部を前記ガスを構成す
る他の元素と反応させる工程を有する半導体デバイスの
製造方法において、 前記半導体の熱処理が、前記ガス分子を、同ガス分子を
構成する元素の原子状態または前記ガス分子の分子量以
下の分子量を持つ化学種に解離または励起させるための
手段を備えた状況下で行われることを特徴とする半導体
デバイスの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体デバイスの製造
方法において、 前記半導体はＳｉＣである半導体デバイスの製造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の半導体デ
バイスの製造方法において、 前記手段は、前記ガス分子に紫外線を照射するものであ
る半導体デバイスの製造方法。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の半導体デバイスの製造方法において、 前記熱処理は熱酸化処理であり、前記他の元素は酸素で
ある半導体デバイスの製造方法。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の半導体デバイスの製造方法において、 前記熱処理は界面改質処理であり、前記他の元素は、半
導体を組成する分子を構成する原子のダングリングボン
ドを終端させるための元素である半導体デバイスの製造
方法。 - 【請求項６】 請求項５に記載の半導体デバイスの製造
方法において、 前記他の元素は、窒素又は水素である半導体デバイスの
製造方法。 - 【請求項７】 請求項４の熱酸化処理の後、前記請求項
５又は請求項６の界面改質処理が行われる半導体デバイ
スの製造方法。 - 【請求項８】 請求項４の熱酸化処理と、前記請求項５
又は請求項６の界面改質処理が同時に行われる半導体デ
バイスの製造方法。 - 【請求項９】 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載
の半導体デバイスの製造方法を用いて製造されるＭＯＳ
デバイス。 - 【請求項１０】 半導体をガス中において熱処理し、半
導体を構成する元素の一部または全部を前記ガスを構成
する他の元素と反応させる半導体製造装置において、 前記熱処理炉内に、前記ガス分子を、同ガス分子を元素
の原子状態または前記ガス分子の分子量以下の分子量を
持つ化学種に解離または励起させて反応性を高めるため
の紫外線照射手段を備えたことを特徴とする半導体製造
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11086826A JP2000286258A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 半導体デバイスの製造方法、ｍｏｓデバイス、半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11086826A JP2000286258A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 半導体デバイスの製造方法、ｍｏｓデバイス、半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000286258A true JP2000286258A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=13897629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11086826A Pending JP2000286258A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 半導体デバイスの製造方法、ｍｏｓデバイス、半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000286258A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003047000A1 (fr) * | 2001-11-30 | 2003-06-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif à semi-conducteur et procédé de fabrication |
| JP2004511101A (ja) * | 2000-10-03 | 2004-04-08 | クリー インコーポレイテッド | Ｎ２ｏを用いた、炭化ケイ素層上への酸化物層の製造方法 |
| JP2005537677A (ja) * | 2002-08-30 | 2005-12-08 | クリー インコーポレイテッド | 炭化ケイ素層上に形成される窒化酸化物層の処理方法 |
| JP2006156478A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-06-15 | Mitsubishi Electric Corp | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
| JP2007096263A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-04-12 | Denso Corp | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法。 |
| JP2008244455A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-10-09 | Denso Corp | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
| JP2008244456A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-10-09 | Denso Corp | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
| JP2008283201A (ja) * | 2008-06-09 | 2008-11-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | コールドウォール型熱処理炉および絶縁膜形成装置 |
| JP2017216305A (ja) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 株式会社東芝 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
| JP2017216306A (ja) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 株式会社東芝 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
| JP2018046246A (ja) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | 株式会社東芝 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
| CN110199380A (zh) * | 2017-01-17 | 2019-09-03 | Zf 腓德烈斯哈芬股份公司 | 在碳化硅上制造绝缘层的方法 |
| JP2022051871A (ja) * | 2018-09-14 | 2022-04-01 | 株式会社東芝 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
-
1999
- 1999-03-29 JP JP11086826A patent/JP2000286258A/ja active Pending
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004511101A (ja) * | 2000-10-03 | 2004-04-08 | クリー インコーポレイテッド | Ｎ２ｏを用いた、炭化ケイ素層上への酸化物層の製造方法 |
| US7816688B2 (en) | 2001-11-30 | 2010-10-19 | Panasonic Corporation | Semiconductor device and production method therefor |
| JPWO2003047000A1 (ja) * | 2001-11-30 | 2005-04-14 | 松下電器産業株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| WO2003047000A1 (fr) * | 2001-11-30 | 2003-06-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif à semi-conducteur et procédé de fabrication |
| JP4647211B2 (ja) * | 2001-11-30 | 2011-03-09 | パナソニック株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2005537677A (ja) * | 2002-08-30 | 2005-12-08 | クリー インコーポレイテッド | 炭化ケイ素層上に形成される窒化酸化物層の処理方法 |
| JP2006156478A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-06-15 | Mitsubishi Electric Corp | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
| JP4549167B2 (ja) * | 2004-11-25 | 2010-09-22 | 三菱電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
| JP2007096263A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-04-12 | Denso Corp | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法。 |
| US7993966B2 (en) | 2005-08-31 | 2011-08-09 | Denso Corporation | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device having high channel mobility |
| JP2008244455A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-10-09 | Denso Corp | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
| JP2008244456A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-10-09 | Denso Corp | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
| US8133787B2 (en) | 2007-02-28 | 2012-03-13 | Denso Corporation | SiC semiconductor device and method for manufacturing the same |
| JP2008283201A (ja) * | 2008-06-09 | 2008-11-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | コールドウォール型熱処理炉および絶縁膜形成装置 |
| JP2017216305A (ja) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 株式会社東芝 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
| JP2017216306A (ja) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 株式会社東芝 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
| JP2018046246A (ja) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | 株式会社東芝 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
| CN110199380A (zh) * | 2017-01-17 | 2019-09-03 | Zf 腓德烈斯哈芬股份公司 | 在碳化硅上制造绝缘层的方法 |
| KR20190103375A (ko) * | 2017-01-17 | 2019-09-04 | 젯트에프 프리드리히스하펜 아게 | 규소 탄화물 상에 절연 층을 제조하는 방법 |
| JP2020505766A (ja) * | 2017-01-17 | 2020-02-20 | ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフトＺｆ Ｆｒｉｅｄｒｉｃｈｓｈａｆｅｎ Ａｇ | 炭化珪素上に絶縁層を製造する方法 |
| KR102427555B1 (ko) * | 2017-01-17 | 2022-08-01 | 젯트에프 프리드리히스하펜 아게 | 규소 탄화물 상에 절연 층을 제조하는 방법 |
| CN110199380B (zh) * | 2017-01-17 | 2023-03-28 | Zf 腓德烈斯哈芬股份公司 | 在碳化硅上制造绝缘层的方法 |
| JP2022051871A (ja) * | 2018-09-14 | 2022-04-01 | 株式会社東芝 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
| JP7337976B2 (ja) | 2018-09-14 | 2023-09-04 | 株式会社東芝 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3737277B2 (ja) | 半導体デバイスを製造する方法 | |
| US6939756B1 (en) | Inclusion of nitrogen at the silicon dioxide-silicon carbide interace for passivation of interface defects | |
| CN1271682C (zh) | 具有不同厚度栅极绝缘膜的半导体器件的制造方法 | |
| JP2000286258A (ja) | 半導体デバイスの製造方法、ｍｏｓデバイス、半導体製造装置 | |
| JPH11186256A (ja) | 炭化けい素半導体装置の熱酸化膜形成方法 | |
| KR100839359B1 (ko) | 피모스 트랜지스터 제조 방법 및 상보형 모스 트랜지스터제조 방법 | |
| CN1679149A (zh) | SiO2/SiC 结构中界面态的氮钝化 | |
| KR20040014978A (ko) | 탄화규소 금속-산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터에서반전 층 이동도의 개선 방법 | |
| JPH08102448A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JP2007123662A (ja) | 半導体装置の製造方法および半導体装置 | |
| CN111403280A (zh) | 一种碳化硅mos电容器件及其制作方法 | |
| JP2003264190A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH1012609A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP3565910B2 (ja) | 半導体装置の作製方法 | |
| JP2008306132A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH10223628A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US6808993B2 (en) | Ultra-thin gate dielectrics | |
| JP3033525B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2005116893A (ja) | 炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
| JP2759411B2 (ja) | 半導体装置およびその作製方法 | |
| CN110634803B (zh) | Cmos器件中栅介质层界面态缺陷修复的方法及栅介质层 | |
| TWI232893B (en) | Method for forming metal oxide layer by nitric acid oxidation | |
| JP3033579B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製法 | |
| JP2001203198A (ja) | 表面に絶縁膜を有するシリコン基板およびその製造方法および装置 | |
| JP2000077401A (ja) | 半導体膜の形成方法 |