JP2011146426A - 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】炭化珪素半導体装置200は、炭化珪素基板10と、炭化珪素基板10上に形成された炭化珪素層20と、炭化珪素層20上に形成されたゲート絶縁膜30と、ゲート絶縁膜30を介して炭化珪素層20上の所定位置に形成され、III族軽元素であるB、AlまたはGaをp型ドーパントとして含む多結晶シリコンからなるゲート電極40とを有する。そして、ゲート電極40中の上記p型ドーパントを、ゲート電極40直下の炭化珪素層20とゲート絶縁膜30との界面近傍に拡散させ、上記p型ドーパントによって界面近傍の不純物準位をパッシベーションする。
【選択図】図11
Description
図1は、この発明の実施の形態1における炭化珪素半導体装置の構成を示す断面図である。また、図2〜図9は、この発明の実施の形態1における炭化珪素半導体装置の製造工程の一部を示す断面図である。
図11は、この発明の実施の形態2における炭化珪素半導体装置の構成を示す断面図である。また、図12〜図19は、この発明の実施の形態2における炭化珪素半導体装置の製造工程を示す断面図である。
なお、p型ドーパントの濃度は1019〜1022cm−3程度にすることが望ましい。
実施の形態1および実施の形態2の炭化珪素半導体装置である炭化珪素MOSFETでは、ゲート電極をIII族軽元素であるB、Al、Gaからなるp型ドーパントを含む多結晶シリコンで形成したが、ゲート絶縁膜をボロンリンガラスで形成し、このゲート絶縁膜中に含まれるボロンまたはリンを、炭化珪素層内であってゲート電極直下の炭化珪素層と絶縁膜との界面近傍に拡散させてもよい。
Claims (8)
- 炭化珪素基板と、
前記炭化珪素基板上に形成され、エピタキシャル層とイオン注入領域とからなる炭化珪素層と、
前記炭化珪素層上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜を介して、前記炭化珪素層上の所定位置に形成された多結晶シリコンからなるゲート電極とを備え、
前記ゲート電極はB、AlまたはGaのいずれかを不純物として含むとともに、
前記ゲート電極直下の前記炭化珪素層と前記絶縁膜との界面近傍に前記不純物を含むことを特徴とする炭化珪素半導体装置。 - 炭化珪素基板と、
前記炭化珪素基板上に形成され、エピタキシャル層とイオン注入領域とからなる炭化珪素層と、
前記炭化珪素層上に形成されたボロンリンガラスからなる絶縁膜と、
前記絶縁膜を介して、前記炭化珪素層上の所定位置に形成されたゲート電極とを備え、
前記炭化珪素層内であって、前記ゲート電極直下の前記炭化珪素層と前記絶縁膜との界面近傍に、前記絶縁膜中のBまたはPを不純物として含むことを特徴とする炭化珪素半導体装置。 - 前記炭化珪素層は、前記ゲート電極直下の表層に炭化珪素エピタキシャル層が形成されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の炭化珪素半導体装置。
- 前記不純物は、前記界面に対して5nm以内の距離に存在することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の炭化珪素半導体装置。
- 炭化珪素基板上に炭化珪素エピタキシャル層を形成する工程と、
前記炭化珪素エピタキシャル層内にイオン注入領域を形成する工程と、
前記炭化珪素エピタキシャル層と前記イオン注入領域とからなる炭化珪素層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜を介して、前記炭化珪素層上の所定位置に、B、AlまたはGaを不純物として含む多結晶シリコンからなるゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極直下の前記炭化珪素層と前記絶縁膜との界面近傍に前記不純物を拡散させる拡散工程と、
前記不純物を活性化するためのアニールを行う工程と
を含む炭化珪素半導体装置の製造方法。 - 炭化珪素基板上に炭化珪素エピタキシャル層を形成する工程と、
前記炭化珪素エピタキシャル層内にイオン注入領域を形成する工程と、
前記炭化珪素エピタキシャル層と前記イオン注入領域とからなる前記炭化珪素層上にボロンリンガラスからなる絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜を介して、前記炭化珪素層上の所定位置にゲート電極を形成する工程と、
前記絶縁膜中のBまたはPを、前記炭化珪素層内であって前記絶縁膜と前記炭化珪素層との界面近傍に拡散させる拡散工程と、
前記不純物を活性化するためのアニールを行う工程と
を含む炭化珪素半導体装置の製造方法。 - 前記イオン注入領域を形成する工程の後、前記炭化珪素層の最表層に炭化珪素エピタキシャル層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
- 前記拡散工程において、前記不純物を前記界面に対して5nm以内の距離まで拡散させることを特徴とする請求項5ないし請求項7のいずれか1項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
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