JP2005223003A - 炭化珪素半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 炭化珪素半導体装置の製造方法を、炭化珪素層2が形成されたウエハを二窒化酸素雰囲気中で熱処理して上記炭化珪素層2上に二酸化珪素膜5を成膜すると同時に窒化処理を行う窒化処理工程と、上記ウエハを、水蒸気を含んだ酸素雰囲気中で熱処理する熱処理工程と、を含んでなることとした。
【選択図】 図9
Description
本発明の実施の形態1の炭化珪素半導体装置の製造方法によって製造される炭化珪素半導体装置の素子構造を図1に示す。炭化珪素半導体装置の一例として、nチャネル炭化珪素MOSFETの断面構造を示す。また、本発明の実施の形態1の炭化珪素半導体装置の製造方法、具体的にはnチャネル炭化珪素MOSFETの製造方法を図2〜8に示す。
本発明の実施の形態2の炭化珪素半導体装置の製造方法によって作製される炭化珪素半導体装置の例として、nチャネル炭化珪素MOSFETの断面構造を図14、15に示す。図中、9はn型炭化珪素層、10はn型炭化珪素9中に設けられた空乏部、をそれぞれ示す。
Claims (12)
- 炭化珪素半導体装置の製造方法であって、
炭化珪素層が形成されたウエハを二窒化酸素雰囲気中で熱処理して前記炭化珪素層上に二酸化珪素膜を成膜すると同時に窒化処理を行う窒化処理工程と、
前記ウエハを、水蒸気を含んだ酸素雰囲気中で熱処理する熱処理工程と、
を含んでなる炭化珪素半導体装置の製造方法。 - 炭化珪素半導体装置の製造方法であって、
酸素雰囲気下での熱酸化によって前記炭化珪素層が形成されたウエハ上に二酸化珪素膜を形成する熱酸化工程と、
前記二酸化珪素膜が形成されたウエハを窒化酸素または二窒化酸素雰囲気中で熱処理する窒化処理工程と、
前記ウエハを、水蒸気を含んだ酸素雰囲気中で熱処理する熱処理工程と、
を含んでなる炭化珪素半導体装置の製造方法。 - 前記炭化珪素層の導電型がn型であることを特徴とする請求項1または2記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
- 炭化珪素半導体装置の製造方法であって、
第1導電型の基板上に第1導電型の炭化珪素からなるドリフト層をエピタキシャル結晶成長する工程と、
不純物のイオン注入によって前記ドリフト層中で所定の間隔に離間した一対の第2導電型のベース領域を形成する工程と、
不純物のイオン注入によって前記各ベース領域中に第1導電型の各ソース領域をそれぞれ形成する工程と、
前記基板、前記ドリフト層、前記ドリフト層中に形成された前記ベース領域および前記ソース領域からなるウエハを二窒化酸素雰囲気中で熱処理して前記炭化珪素層上に二酸化珪素膜からなるゲート酸化膜を成膜すると同時に窒化処理を行う窒化処理工程と、
水蒸気を含んだ酸素雰囲気中で前記ウエハを熱処理する熱処理工程と、
前記ゲート絶縁膜で中央部に前記ドリフト層が位置し、両端部に前記各ベース領域および各ソース領域が位置する領域にゲート電極を形成する工程と、
を含んでなる炭化珪素半導体装置の製造方法。 - 炭化珪素半導体装置の製造方法であって、
第1導電型の基板上に第1導電型の炭化珪素からなるドリフト層をエピタキシャル結晶成長する工程と、
不純物のイオン注入によって前記ドリフト層中で所定の間隔に離間した一対の第2導電型のベース領域を形成する工程と、
不純物のイオン注入によって前記各ベース領域中に第1導電型の各ソース領域をそれぞれ形成する工程と、
酸素雰囲気下での熱酸化によって前記基板、前記ドリフト層、前記ドリフト層中に形成された前記ベース領域および前記ソース領域からなるウエハ上に二酸化珪素からなるゲート絶縁膜を形成する熱酸化工程と、
前記ゲート絶縁膜形成後のウエハを窒化酸素または二窒化酸素雰囲気中で熱処理する窒化処理工程と、
水蒸気を含んだ酸素雰囲気中で前記ウエハを熱処理する熱処理工程と、
前記ゲート絶縁膜で中央部に前記ドリフト層が位置し、両端部に前記各ベース領域および各ソース領域が位置する領域にゲート電極を形成する工程と、
を含んでなる炭化珪素半導体装置の製造方法。 - 前記熱処理工程における熱処理温度が800℃より高く1100℃未満の温度であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
- 前記熱酸化工程において、酸素雰囲気に水蒸気が含まれていることを特徴とする請求項2または5記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
- 前記熱酸化工程または前記熱処理工程と前記窒化処理工程との間で処理温度を変更する際に窒素またはアルゴン雰囲気とすることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
- 前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と対向する各ソース領域、各ベース領域および各ソース領域間に位置するドリフト層中に、不純物のイオン注入によって第1導電型の不純物領域を形成する工程を含んでなる請求項4または5記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
- 前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と対向する各ソース領域、各ベース領域および各ベース領域間に位置するドリフト層上に、エピタキシャル結晶成長によって第1導電型の炭化珪素層を形成する工程を含んでなる請求項4または5記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
- 前記熱処理工程の熱処理温度および熱処理時間のいずれか一方あるいは双方によって閾値電圧を制御することを特徴とする請求項4、5,9,10のいずれか1項記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
- 前記炭化珪素半導体装置が、絶縁ゲート型電界効果トランジスタまたは蓄積チャネル型電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項1ないし11のいずれか1項記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
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