JP2021086896A - 絶縁ゲート型半導体装置及び絶縁ゲート型半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
次に、図11〜図16に示す工程図を用いて、実施形態に係る絶縁ゲート型半導体装置の製造方法を、横型MOSFETの場合を一例に説明する。なお、以下に述べるMOSFETの製造方法は一例であり、特許請求の範囲に記載した趣旨の範囲であれば、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることは勿論である。
上記のように、本発明の実施形態に係る絶縁ゲート型半導体装置を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
3…チャネル形成領域(ベース領域)
4a…ソース領域(第1主電極領域)
4b…ドレイン領域(第2主電極領域)
5…ゲート絶縁膜
5a、5b…酸化膜
6…窒化終端層
6a…中間窒化層
7…ゲート電極(制御電極)
8a…ソース電極
8b…ドレイン電極
10…表面電極
11…裏面電極
Claims (6)
- 炭化シリコンからなるチャネル形成領域の上面にシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜を形成する工程と、
窒素原子を含むガスで前記ゲート絶縁膜を熱処理することで、前記ゲート絶縁膜と炭化シリコンとの界面を窒化処理して、前記チャネル形成領域と前記ゲート絶縁膜との界面に中間窒化層を形成する工程と、
二酸化炭素を含むガスで前記ゲート絶縁膜を熱処理することで、前記ゲート絶縁膜中の窒素原子の一部を除去し、前記界面に窒化終端層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜の上に、前記チャネル形成領域の表面ポテンシャルを制御するゲート電極を形成する工程と
を含むことを特徴とする絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。 - 前記ゲート絶縁膜と炭化シリコンとの界面をX線光電子分光法で測定したとき、窒素の1s軌道に起因するスペクトルの強度INと前記チャネル形成領域に由来するシリコンの2p軌道に起因するスペクトルの強度ISiとの比IN/ISiが、前記界面から2nm以上3nm以下の間の前記ゲート絶縁膜を残したときは0.02以上、0.03未満であり、前記ゲート絶縁膜を除去したときの前記窒化終端層では0.01より大きく、0.02未満であることを特徴とする請求項1に記載の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。
- 前記窒化終端層は、前記二酸化炭素を含むガス中で、800℃以上、1400℃以下の範囲の熱処理温度で形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。
- 前記チャネル形成領域の前記上面の面方位が(0001)面であり、前記窒化終端層が1100℃以上、1300℃以下の熱処理温度で形成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。
- 前記チャネル形成領域の前記上面の面方位が(000−1)面、(11−20)面、及び(1−100)面のいずれかであり、前記窒化終端層が1000℃以上、1200℃以下の熱処理温度で形成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。
- 炭化シリコンからなるチャネル形成領域の上面に設けられたシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜と、
前記チャネル形成領域と前記ゲート絶縁膜との界面に設けられた窒化シリコンからなる窒化終端層と、
前記ゲート絶縁膜の上に設けられ、前記チャネル形成領域の表面ポテンシャルを制御するゲート電極と、
を備え、
前記ゲート絶縁膜と炭化シリコンとの界面をX線光電子分光法で測定したとき、窒素の1s軌道に起因するスペクトルの強度INと前記チャネル形成領域に由来するシリコンの2p軌道に起因するスペクトルの強度ISiとの比IN/ISiが、前記界面から2nm以上3nm以下の間の前記ゲート絶縁膜を残したときは0.02以上、0.03未満であり、前記ゲート絶縁膜を除去したときの前記窒化終端層では0.01より大きく、0.02未満であることを特徴とする絶縁ゲート型半導体装置。
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