JP3085272B2 - 炭化けい素半導体装置の熱酸化膜形成方法 - Google Patents
炭化けい素半導体装置の熱酸化膜形成方法Info
- Publication number
- JP3085272B2 JP3085272B2 JP09350329A JP35032997A JP3085272B2 JP 3085272 B2 JP3085272 B2 JP 3085272B2 JP 09350329 A JP09350329 A JP 09350329A JP 35032997 A JP35032997 A JP 35032997A JP 3085272 B2 JP3085272 B2 JP 3085272B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide film
- thermal oxide
- temperature
- silicon carbide
- oxidation
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 44
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims description 36
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 32
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 15
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 47
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 47
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 10
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- WGPCGCOKHWGKJJ-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenezinc Chemical compound [Zn]=S WGPCGCOKHWGKJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009279 wet oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N Butylhydroxytoluene Chemical compound CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 Nitrogen ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66053—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/0445—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising crystalline silicon carbide
- H01L21/048—Making electrodes
- H01L21/049—Conductor-insulator-semiconductor electrodes, e.g. MIS contacts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、炭化けい素を用
いＭＯＳ（金属−酸化膜−半導体）構造を有する炭化け
い素半導体装置の熱酸化膜形成方法に関する。
いＭＯＳ（金属−酸化膜−半導体）構造を有する炭化け
い素半導体装置の熱酸化膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭化けい素（以下ＳｉＣと記す）は、バ
ンドギャップが広く、また最大絶縁電界がシリコンと比
較して約一桁も大きいことから、次世代の電力用半導体
素子への応用が期待されている材料である。ＳｉＣは結
晶多形が知られており、６Ｈ−ＳｉＣや４Ｈ−ＳｉＣな
どの単結晶が、かなり高品質で製造できるようになって
きている。これらは、閃亜鉛鉱型とウルツ鉱型とが積層
された形のアルファ相ＳｉＣである。
ンドギャップが広く、また最大絶縁電界がシリコンと比
較して約一桁も大きいことから、次世代の電力用半導体
素子への応用が期待されている材料である。ＳｉＣは結
晶多形が知られており、６Ｈ−ＳｉＣや４Ｈ−ＳｉＣな
どの単結晶が、かなり高品質で製造できるようになって
きている。これらは、閃亜鉛鉱型とウルツ鉱型とが積層
された形のアルファ相ＳｉＣである。
【０００３】これまでに、ショットキーダイオード、縦
形ＭＯＳＦＥＴ、サイリスタなどの試作が実現し、その
特性から従来のシリコンと比較して特性が良好なことが
確認されている。特に、パワーデバイス応用には４Ｈ結
晶がもっとも期待されている。その理由は４Ｈ結晶は移
動度の結晶方位依存性が少なく、またその移動度が他の
多形よりも優れていることによる。
形ＭＯＳＦＥＴ、サイリスタなどの試作が実現し、その
特性から従来のシリコンと比較して特性が良好なことが
確認されている。特に、パワーデバイス応用には４Ｈ結
晶がもっとも期待されている。その理由は４Ｈ結晶は移
動度の結晶方位依存性が少なく、またその移動度が他の
多形よりも優れていることによる。
【０００４】最近のシリコン半導体装置は、ＭＯＳ構造
を利用したＭＯＳ型半導体装置が主流となっているが、
その際、シリコン基板を１０００℃〜１２００℃の高温
で、例えば酸素或いは水蒸気を含む酸化性雰囲気に曝
す、いわゆる熱酸化により、基板表面に酸化けい素膜
（以下ＳｉＯ2 膜と記す）を形成し、そのＳｉＯ2 膜を
絶縁膜として利用している。
を利用したＭＯＳ型半導体装置が主流となっているが、
その際、シリコン基板を１０００℃〜１２００℃の高温
で、例えば酸素或いは水蒸気を含む酸化性雰囲気に曝
す、いわゆる熱酸化により、基板表面に酸化けい素膜
（以下ＳｉＯ2 膜と記す）を形成し、そのＳｉＯ2 膜を
絶縁膜として利用している。
【０００５】ＳｉＣは、シリコンと同様に熱酸化法によ
って、表面に良好な半導体−絶縁膜界面をもつＳｉＯ2
膜が成長することが知られており、そのＳｉＯ2 膜をゲ
ート絶縁膜や安定化膜として利用することができること
から、同様にＭＯＳ型半導体装置への適用が可能であ
る。このような物性は化合物半導体としては他に類を見
ない特性であり、この特性を利用してＭＯＳＦＥＴ等の
ＭＯＳ型半導体装置の製造が容易となり、将来の広い応
用が期待されている。
って、表面に良好な半導体−絶縁膜界面をもつＳｉＯ2
膜が成長することが知られており、そのＳｉＯ2 膜をゲ
ート絶縁膜や安定化膜として利用することができること
から、同様にＭＯＳ型半導体装置への適用が可能であ
る。このような物性は化合物半導体としては他に類を見
ない特性であり、この特性を利用してＭＯＳＦＥＴ等の
ＭＯＳ型半導体装置の製造が容易となり、将来の広い応
用が期待されている。
【０００６】ここで、以下の説明を容易にするため、酸
化工程について説明する。図５は、典型的な酸化工程
の、温度変化を表す温度プログラム図である。すなわ
ち、横軸は時間、縦軸は温度を表している。酸化する温
度よりも低い温度Ｔ2 においてウェハを酸化炉に導入
し、その後、炉の温度を酸化温度Ｔ3 まで上昇させる。
その後、温度Ｔ3 でｔ2 の時間だけ酸化をおこなう。こ
の際、酸化炉内には、酸化性雰囲気としてスチームや、
水蒸気を含ませた酸素であるウェット酸素、或いは水蒸
気を含まないドライ酸素などが流される。この工程が、
酸化工程となる。そのあと、酸化と同一温度、またはそ
れ以外の温度において、例えば適当なガス中でのアニー
ル工程を経て、炉は冷却される。最後に温度Ｔ4 でウェ
ハが炉から取り出される。一般にシリコン半導体装置の
製造工程においては、界面凖位密度の低減等のため、窒
素やアルゴン等の不活性ガス中でのアニールが必要とさ
れている。図では、アニール時間として示した。又、ア
ニール温度を酸化温度と同一としたが、変えても良い。
化工程について説明する。図５は、典型的な酸化工程
の、温度変化を表す温度プログラム図である。すなわ
ち、横軸は時間、縦軸は温度を表している。酸化する温
度よりも低い温度Ｔ2 においてウェハを酸化炉に導入
し、その後、炉の温度を酸化温度Ｔ3 まで上昇させる。
その後、温度Ｔ3 でｔ2 の時間だけ酸化をおこなう。こ
の際、酸化炉内には、酸化性雰囲気としてスチームや、
水蒸気を含ませた酸素であるウェット酸素、或いは水蒸
気を含まないドライ酸素などが流される。この工程が、
酸化工程となる。そのあと、酸化と同一温度、またはそ
れ以外の温度において、例えば適当なガス中でのアニー
ル工程を経て、炉は冷却される。最後に温度Ｔ4 でウェ
ハが炉から取り出される。一般にシリコン半導体装置の
製造工程においては、界面凖位密度の低減等のため、窒
素やアルゴン等の不活性ガス中でのアニールが必要とさ
れている。図では、アニール時間として示した。又、ア
ニール温度を酸化温度と同一としたが、変えても良い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＳｉＣでは、シリコン
と同様に熱酸化により表面にＳｉＯ2 膜が成長する。こ
のＳｉＯ2 膜とＳｉＣとの界面は清浄で、成長したＳｉ
Ｏ2 膜は表面の保護膜やＭＯＳ型半導体装置のゲート絶
縁膜として利用可能であることは上に述べた。但しこれ
までのところ、ＳｉＣにおいては、熱酸化によってＳｉ
Ｏ2 膜を形成した場合、ＳｉＯ2 膜とＳｉＣとの間に発
生する界面凖位密度がシリコン基板の場合と比較して非
常に多いという報告が、多数なされている［例えば、Sh
enoy,J.N. 他: J. of Electron Materials,Vol.24,(199
5) p.303］。界面凖位密度が多いことは、極く表面に近
い部分のキャリアを制御するＭＯＳ型半導体装置にとっ
て、致命的である。このため、熱酸化によるＳｉＯ2 膜
と半導体用ＳｉＣ基板との界面凖位密度を減少させる試
みが、幾つかなされている。
と同様に熱酸化により表面にＳｉＯ2 膜が成長する。こ
のＳｉＯ2 膜とＳｉＣとの界面は清浄で、成長したＳｉ
Ｏ2 膜は表面の保護膜やＭＯＳ型半導体装置のゲート絶
縁膜として利用可能であることは上に述べた。但しこれ
までのところ、ＳｉＣにおいては、熱酸化によってＳｉ
Ｏ2 膜を形成した場合、ＳｉＯ2 膜とＳｉＣとの間に発
生する界面凖位密度がシリコン基板の場合と比較して非
常に多いという報告が、多数なされている［例えば、Sh
enoy,J.N. 他: J. of Electron Materials,Vol.24,(199
5) p.303］。界面凖位密度が多いことは、極く表面に近
い部分のキャリアを制御するＭＯＳ型半導体装置にとっ
て、致命的である。このため、熱酸化によるＳｉＯ2 膜
と半導体用ＳｉＣ基板との界面凖位密度を減少させる試
みが、幾つかなされている。
【０００８】例えば、発明者らは熱酸化後の冷却期間を
水蒸気雰囲気とする方法によって界面準位が大幅に低減
し、ＭＯＳＦＥＴのチャネル移動度が向上することをこ
とを見出し、発表した[ Proceedings of International
conference on Silicon Carbide, III-nitrides and R
elated Materials-1997 ］。他に、酸化前の前処理とし
て、酸素プラズマにさらす方法や紫外線照射する方法で
界面の特性が改善することが報告されている［ Zetterl
ing, C.M. et al.:Proceedings of the Sixth Internat
ional Conference on Silicon Carbide andRelated Mat
erials 1995, Institute of Physics Conference Serie
s Number 142, p.605] 。
水蒸気雰囲気とする方法によって界面準位が大幅に低減
し、ＭＯＳＦＥＴのチャネル移動度が向上することをこ
とを見出し、発表した[ Proceedings of International
conference on Silicon Carbide, III-nitrides and R
elated Materials-1997 ］。他に、酸化前の前処理とし
て、酸素プラズマにさらす方法や紫外線照射する方法で
界面の特性が改善することが報告されている［ Zetterl
ing, C.M. et al.:Proceedings of the Sixth Internat
ional Conference on Silicon Carbide andRelated Mat
erials 1995, Institute of Physics Conference Serie
s Number 142, p.605] 。
【０００９】ところで、前述のように４Ｈ結晶は移動度
の結晶方位依存性が少なく、またその移動度が他の多形
よりも優れている。しかしながら、これまで、４Ｈ結晶
を用いたＭＯＳＦＥＴでは、余り良い特性のものが得ら
れていない。その理由としては、４Ｈ結晶ではバルクの
移動度は大きいにもかかわらず、ＭＯＳＦＥＴのチャネ
ル移動度が極端に小さいためと考えられる。移動度やそ
の改善方法について、これまで信頼できる報告は無かっ
た。
の結晶方位依存性が少なく、またその移動度が他の多形
よりも優れている。しかしながら、これまで、４Ｈ結晶
を用いたＭＯＳＦＥＴでは、余り良い特性のものが得ら
れていない。その理由としては、４Ｈ結晶ではバルクの
移動度は大きいにもかかわらず、ＭＯＳＦＥＴのチャネ
ル移動度が極端に小さいためと考えられる。移動度やそ
の改善方法について、これまで信頼できる報告は無かっ
た。
【００１０】チャネル移動度が極端に小さいことの原因
の一つとして、表面に熱酸化膜を形成するときの界面凖
位密度の多さがあり、良好な熱酸化膜―ＳｉＣ界面を得
ることによって、チャネル移動度が改善されると期待さ
れる。以上の問題に鑑み本発明の目的は、半導体装置の
最も重要な特性であるチャネル移動度において大きな値
を得られる熱酸化膜形成方法を提供し、もって優れた特
性の炭化けい素半導体装置を実現することにある。
の一つとして、表面に熱酸化膜を形成するときの界面凖
位密度の多さがあり、良好な熱酸化膜―ＳｉＣ界面を得
ることによって、チャネル移動度が改善されると期待さ
れる。以上の問題に鑑み本発明の目的は、半導体装置の
最も重要な特性であるチャネル移動度において大きな値
を得られる熱酸化膜形成方法を提供し、もって優れた特
性の炭化けい素半導体装置を実現することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題解決のため本発
明は、炭化けい素を酸化雰囲気中で加熱して表面に酸化
けい素膜を成長させる熱酸化膜形成方法において、予め
水素または水素と不活性ガスとの混合ガス雰囲気中で加
熱する前処理をおこなうものとする。そのような前処理
をおこなえば、作用の機構は明確ではないが、後述する
ように特に低電界でのチャネルの移動度を向上させるこ
とができる。
明は、炭化けい素を酸化雰囲気中で加熱して表面に酸化
けい素膜を成長させる熱酸化膜形成方法において、予め
水素または水素と不活性ガスとの混合ガス雰囲気中で加
熱する前処理をおこなうものとする。そのような前処理
をおこなえば、作用の機構は明確ではないが、後述する
ように特に低電界でのチャネルの移動度を向上させるこ
とができる。
【００１２】また、塩酸ガスを含む雰囲気としても、チ
ャネルの移動度を向上させることができる。塩酸ガスの
含有量としては、水素の５％以下の範囲とするのが良
い。そのような範囲とすれば、チャネルの移動度を向上
させることができて、しかも５％以下であればエッチピ
ットを生じない。
ャネルの移動度を向上させることができる。塩酸ガスの
含有量としては、水素の５％以下の範囲とするのが良
い。そのような範囲とすれば、チャネルの移動度を向上
させることができて、しかも５％以下であればエッチピ
ットを生じない。
【００１３】前処理の加熱温度としては、８００〜１２
００℃の範囲とするのがよい。そのような範囲とすれ
ば、チャネルの移動度を向上させることができる。８０
０℃以下では顕著な効果が見られず、また１２００℃を
越える温度とすると、エッチピットを生じる。前処理の
加熱時間としては、５分間以上とするのがよい。
００℃の範囲とするのがよい。そのような範囲とすれ
ば、チャネルの移動度を向上させることができる。８０
０℃以下では顕著な効果が見られず、また１２００℃を
越える温度とすると、エッチピットを生じる。前処理の
加熱時間としては、５分間以上とするのがよい。
【００１４】５分間以下ではチャネルの移動度を向上さ
せる顕著な効果が見られない。更に、炭化けい素半導体
基板が、４Ｈまたは６Ｈ結晶であるものとする。４Ｈま
たは６Ｈ結晶は、良質な結晶が入手でき、半導体装置に
も適することが知られている。
せる顕著な効果が見られない。更に、炭化けい素半導体
基板が、４Ｈまたは６Ｈ結晶であるものとする。４Ｈま
たは６Ｈ結晶は、良質な結晶が入手でき、半導体装置に
も適することが知られている。
【００１５】
【発明の実施の形態】熱酸化時の前処理方法を吟味する
ことによって、ＭＯＳ型半導体装置の重要な特性である
チャネル移動度を増大させる方法を得た。以下に図を参
照しながら、本発明の炭化けい素半導体装置の熱酸化膜
形成方法の詳細を、パイロジェニック酸化を例として述
べる。この方法は気体の水素と酸素を導入し、反応させ
て水を生成し、これによってウェット雰囲気を得るもの
である。
ことによって、ＭＯＳ型半導体装置の重要な特性である
チャネル移動度を増大させる方法を得た。以下に図を参
照しながら、本発明の炭化けい素半導体装置の熱酸化膜
形成方法の詳細を、パイロジェニック酸化を例として述
べる。この方法は気体の水素と酸素を導入し、反応させ
て水を生成し、これによってウェット雰囲気を得るもの
である。
【００１６】［実施例１］図１は、本発明にかかる酸化
工程の、温度変化を表す温度プログラム図である。すな
わち、横軸は時間、縦軸は温度を表している。Ｐ1 の期
間は本発明の前処理をする工程である。この工程は酸化
工程と異なる雰囲気とする。Ｔ1 は前処理温度、ｔ1 は
前処理時間である。
工程の、温度変化を表す温度プログラム図である。すな
わち、横軸は時間、縦軸は温度を表している。Ｐ1 の期
間は本発明の前処理をする工程である。この工程は酸化
工程と異なる雰囲気とする。Ｔ1 は前処理温度、ｔ1 は
前処理時間である。
【００１７】次のＰ2 は試料を室温にして炉外に出して
いることを示している。Ｐ3 は試料を酸化炉にセットし
炉入れ温度Ｔ2 まで昇温する期間である。炉入れ温度Ｔ
2 は、本発明の本質とはあまり関係が無いが通常７００
℃から９００℃の範囲である。酸化期間Ｐ4 では酸化雰
囲気として、熱酸化を行う。酸化雰囲気はドライ酸素雰
囲気やウェット酸素雰囲気などがある。酸化時間Ｔ4 は
必要な酸化膜厚に応じて設定する。
いることを示している。Ｐ3 は試料を酸化炉にセットし
炉入れ温度Ｔ2 まで昇温する期間である。炉入れ温度Ｔ
2 は、本発明の本質とはあまり関係が無いが通常７００
℃から９００℃の範囲である。酸化期間Ｐ4 では酸化雰
囲気として、熱酸化を行う。酸化雰囲気はドライ酸素雰
囲気やウェット酸素雰囲気などがある。酸化時間Ｔ4 は
必要な酸化膜厚に応じて設定する。
【００１８】Ｐ5 は適当な雰囲気ガス中および冷却条件
で冷却した後引出し、室温に戻すまでの過程を示してい
る。引出し温度Ｔ4 も本発明の本質にはあまり関係しな
いが７００℃から９００℃の範囲とすることが、界面凖
位密度の低減に有効である。図１に示す方法は、水素処
理のあと一旦取り出し、更に、別の酸化炉で酸化をおこ
なう場合を示したものである。すなわち、図５に示した
従来の一般的な酸化方法の前に、酸化温度Ｔ3 よりも低
い前処理温度Ｔ2 において、水素（以下Ｈ2と記す）雰
囲気中で時間ｔ2 だけ保持する工程をおこなうものであ
る。
で冷却した後引出し、室温に戻すまでの過程を示してい
る。引出し温度Ｔ4 も本発明の本質にはあまり関係しな
いが７００℃から９００℃の範囲とすることが、界面凖
位密度の低減に有効である。図１に示す方法は、水素処
理のあと一旦取り出し、更に、別の酸化炉で酸化をおこ
なう場合を示したものである。すなわち、図５に示した
従来の一般的な酸化方法の前に、酸化温度Ｔ3 よりも低
い前処理温度Ｔ2 において、水素（以下Ｈ2と記す）雰
囲気中で時間ｔ2 だけ保持する工程をおこなうものであ
る。
【００１９】具体的には、例えば次のような条件でおこ
なう。ＳｉＣウェハを室温の前処理炉に挿入し、真空引
きを経てＨ2 に置換する。１０００℃（Ｔ1 ）に昇温
し、Ｈ2 を毎分３Ｌ流して、３０分間（ｔ1 ）保持した
後、室温まで冷却して取り出す。次に、ＳｉＣウェハを
７００℃（Ｔ2 ）の酸化炉に挿入し、１１００℃
（Ｔ3）に昇温する。昇温時の雰囲気は酸素（以下Ｏ2
と記す）である。昇温後、Ｈ2とＯ2 の流量がそれぞれ
毎分８Ｌ、４．５Ｌの雰囲気で、１１００℃、５時間
（ｔ3 ）、パイロジェニック酸化をおこなう。酸化膜形
成時と同じ雰囲気中で毎分３℃の冷却速度で７００℃ま
で冷却し炉から取り出す。成長する酸化膜の厚さは約３
０〜４０ｎｍである。
なう。ＳｉＣウェハを室温の前処理炉に挿入し、真空引
きを経てＨ2 に置換する。１０００℃（Ｔ1 ）に昇温
し、Ｈ2 を毎分３Ｌ流して、３０分間（ｔ1 ）保持した
後、室温まで冷却して取り出す。次に、ＳｉＣウェハを
７００℃（Ｔ2 ）の酸化炉に挿入し、１１００℃
（Ｔ3）に昇温する。昇温時の雰囲気は酸素（以下Ｏ2
と記す）である。昇温後、Ｈ2とＯ2 の流量がそれぞれ
毎分８Ｌ、４．５Ｌの雰囲気で、１１００℃、５時間
（ｔ3 ）、パイロジェニック酸化をおこなう。酸化膜形
成時と同じ雰囲気中で毎分３℃の冷却速度で７００℃ま
で冷却し炉から取り出す。成長する酸化膜の厚さは約３
０〜４０ｎｍである。
【００２０】このような酸化膜形成方法を評価するた
め、横型ＭＯＳＦＥＴを作製した。図３は作成した測定
試料の断面図である。ｐ+ サブストレート５上に、Ａｌ
ドープ、１×１０16ｃｍ-3のキャリア濃度で厚さ５μｍ
のｐエピタキシャル層４を成長した、面方位（０００
１）シリコン面の４Ｈ−ＳｉＣウェハを用いた。
め、横型ＭＯＳＦＥＴを作製した。図３は作成した測定
試料の断面図である。ｐ+ サブストレート５上に、Ａｌ
ドープ、１×１０16ｃｍ-3のキャリア濃度で厚さ５μｍ
のｐエピタキシャル層４を成長した、面方位（０００
１）シリコン面の４Ｈ−ＳｉＣウェハを用いた。
【００２１】ｐエピタキシャル層４の表面に、窒素をイ
オン注入し、１３００℃、３０分間の熱処理をおこなっ
て、ｎ+ ドレイン領域６、ｎ+ ソース領域８を形成し
た。イオン注入時の加速電圧は１００ｋＶ、ドーズ量は
７×１０15ｃｍ-2であり、熱処理後の接合深さは約０．
５μｍである。次に、上記のような方法でゲート酸化膜
７を形成した。なお、前処理炉の加熱は高周波加熱、酸
化炉の抵抗加熱でおこなった。
オン注入し、１３００℃、３０分間の熱処理をおこなっ
て、ｎ+ ドレイン領域６、ｎ+ ソース領域８を形成し
た。イオン注入時の加速電圧は１００ｋＶ、ドーズ量は
７×１０15ｃｍ-2であり、熱処理後の接合深さは約０．
５μｍである。次に、上記のような方法でゲート酸化膜
７を形成した。なお、前処理炉の加熱は高周波加熱、酸
化炉の抵抗加熱でおこなった。
【００２２】更に、スパッタ法によりアルミニウムを１
μｍの厚さに堆積し、フォトエツチングでパターニング
してゲート電極２とした。ゲート電極の大きさ（Ｗ×
Ｌ）は、１５０μｍ×１００μｍである。またニッケル
とアルミニウムを蒸着、パターニングして、ｎ+ ドレイ
ン領域６、ｎ+ ソース領域８に接触するドレイン電極
１、ソース電極３を設けた。ｐ+ サブストレート５の裏
面にも裏面電極１０を設けた。
μｍの厚さに堆積し、フォトエツチングでパターニング
してゲート電極２とした。ゲート電極の大きさ（Ｗ×
Ｌ）は、１５０μｍ×１００μｍである。またニッケル
とアルミニウムを蒸着、パターニングして、ｎ+ ドレイ
ン領域６、ｎ+ ソース領域８に接触するドレイン電極
１、ソース電極３を設けた。ｐ+ サブストレート５の裏
面にも裏面電極１０を設けた。
【００２３】図４は、図３の試料における移動度の測定
結果を示す特性図であり、横軸はゲート酸化膜に印加さ
れる電界、縦軸はＭＯＳＦＥＴのチャネルの移動度であ
る。比較のため、前処理をおこなわないで熱酸化したＭ
ＯＳＦＥＴの移動度も示した。本実施例の方法で形成し
た酸化膜をゲート酸化膜としたＭＯＳＦＥＴでは、チャ
ネル移動度が低い電界から急速に増大し、２×１０6 Ｖ
／ｃｍ付近で最大を示した後、次第に低下して、５×１
０6 Ｖ／ｃｍ付近では、ほぼ比較例のＭＯＳＦＥＴと同
じ移動度となっている。
結果を示す特性図であり、横軸はゲート酸化膜に印加さ
れる電界、縦軸はＭＯＳＦＥＴのチャネルの移動度であ
る。比較のため、前処理をおこなわないで熱酸化したＭ
ＯＳＦＥＴの移動度も示した。本実施例の方法で形成し
た酸化膜をゲート酸化膜としたＭＯＳＦＥＴでは、チャ
ネル移動度が低い電界から急速に増大し、２×１０6 Ｖ
／ｃｍ付近で最大を示した後、次第に低下して、５×１
０6 Ｖ／ｃｍ付近では、ほぼ比較例のＭＯＳＦＥＴと同
じ移動度となっている。
【００２４】実際のＭＯＳＦＥＴでは、ドレイン電流に
影響するのは、あるゲート電界における移動度の値では
なく、むしろその電界までの移動度の積分値である。従
って、特に低電界で移動度の立ち上がりが見られる本実
施例の酸化方法は、極めて大きい効果があるといえる。
例えば、通常ＭＯＳＦＥＴのゲートを駆動する２×１０
6 Ｖ／ｃｍ程度の電界で比較すると、２０倍近い改善が
見られることがわかる。
影響するのは、あるゲート電界における移動度の値では
なく、むしろその電界までの移動度の積分値である。従
って、特に低電界で移動度の立ち上がりが見られる本実
施例の酸化方法は、極めて大きい効果があるといえる。
例えば、通常ＭＯＳＦＥＴのゲートを駆動する２×１０
6 Ｖ／ｃｍ程度の電界で比較すると、２０倍近い改善が
見られることがわかる。
【００２５】このような改善効果が得られるメカニズム
は明確にされていないが、H.Tsuchida,H. 等の報告[ Pr
oceedings of International conference on Silicon C
arbide, III-nitrides and Related Materials-1997]に
あるように、水素中での加熱前処理によって表面の不完
全層がエッチングされることが影響しているかも知れな
い。
は明確にされていないが、H.Tsuchida,H. 等の報告[ Pr
oceedings of International conference on Silicon C
arbide, III-nitrides and Related Materials-1997]に
あるように、水素中での加熱前処理によって表面の不完
全層がエッチングされることが影響しているかも知れな
い。
【００２６】前処理温度、時間を変化させて実験をおこ
なったところ、温度Ｔ1 は８００℃以上で効果が見ら
れ、１２００℃を越すと表面にエッチピットを生じて良
くないことがわかった。また、処理時間ｔ1 は５分以上
であれば効果があり、時間が長いほど良い。しかし２時
間以上では、効果が飽和する傾向を示すので、それ以上
長くすることはプロセス時間が長くなるだけで、無駄で
ある。
なったところ、温度Ｔ1 は８００℃以上で効果が見ら
れ、１２００℃を越すと表面にエッチピットを生じて良
くないことがわかった。また、処理時間ｔ1 は５分以上
であれば効果があり、時間が長いほど良い。しかし２時
間以上では、効果が飽和する傾向を示すので、それ以上
長くすることはプロセス時間が長くなるだけで、無駄で
ある。
【００２７】［実施例２］酸化工程の前におこなう前処
理工程において、Ｈ2 に１％の塩酸ガス（以下ＨＣｌと
記す）を加えた。前処理工程の温度、時間、および後の
酸化工程は実施例１とほぼ同じとした。このような酸化
膜形成方法でゲート酸化膜を形成した図３のような横型
ＭＯＳＦＥＴを作製し、チャネル移動度を評価した。
理工程において、Ｈ2 に１％の塩酸ガス（以下ＨＣｌと
記す）を加えた。前処理工程の温度、時間、および後の
酸化工程は実施例１とほぼ同じとした。このような酸化
膜形成方法でゲート酸化膜を形成した図３のような横型
ＭＯＳＦＥＴを作製し、チャネル移動度を評価した。
【００２８】本実施例の方法で形成した酸化膜をゲート
酸化膜としたＭＯＳＦＥＴでは、チャネル移動度が低い
電界から急速に増大し、最大を示した後、次第に低下す
るという、実施例１とほぼ同じ傾向で、かつ全体に実施
例１より４％ほど高い移動度を示した。ＨＣｌ濃度を変
化させて実験をおこなったところ、５％を越すと表面に
エッチピットを生じて良くないことがわかった。
酸化膜としたＭＯＳＦＥＴでは、チャネル移動度が低い
電界から急速に増大し、最大を示した後、次第に低下す
るという、実施例１とほぼ同じ傾向で、かつ全体に実施
例１より４％ほど高い移動度を示した。ＨＣｌ濃度を変
化させて実験をおこなったところ、５％を越すと表面に
エッチピットを生じて良くないことがわかった。
【００２９】［実施例３］図２は、本発明にかかる別の
酸化工程の、温度変化を表す温度プログラム図であり、
水素処理をする炉と酸化炉を同一とした場合について示
している。その方法について以下に記す。ＳｉＣウェハ
を室温で酸化炉に挿入し、真空引きを経てＨ2 に置換す
る。１０００℃（Ｔ1 ）に昇温し、水素を毎分３Ｌ流し
て、３０分間（ｔ1 ）保持する。終了後、窒素置換、Ｏ
2 置換を経て酸化炉の温度を１１００℃（Ｔ3 ）に昇温
し、水素と酸素の流量がそれぞれ毎分８Ｌ、４．５Ｌの
ウェット酸化雰囲気として、１１００℃で、５時間（ｔ
3 ）、パイロジェニック酸化をおこなった。酸化終了後
同じ雰囲気で、毎分３℃の冷却速度で７００℃まで冷却
し炉から取り出す。成長した酸化膜の厚さは約３０〜４
０ｎｍである。
酸化工程の、温度変化を表す温度プログラム図であり、
水素処理をする炉と酸化炉を同一とした場合について示
している。その方法について以下に記す。ＳｉＣウェハ
を室温で酸化炉に挿入し、真空引きを経てＨ2 に置換す
る。１０００℃（Ｔ1 ）に昇温し、水素を毎分３Ｌ流し
て、３０分間（ｔ1 ）保持する。終了後、窒素置換、Ｏ
2 置換を経て酸化炉の温度を１１００℃（Ｔ3 ）に昇温
し、水素と酸素の流量がそれぞれ毎分８Ｌ、４．５Ｌの
ウェット酸化雰囲気として、１１００℃で、５時間（ｔ
3 ）、パイロジェニック酸化をおこなった。酸化終了後
同じ雰囲気で、毎分３℃の冷却速度で７００℃まで冷却
し炉から取り出す。成長した酸化膜の厚さは約３０〜４
０ｎｍである。
【００３０】このようにすると、別の炉を用意する必要
もなく、工程が簡素化されるという利点がある。各期間
については図１とまったく同じ意味であるが、図２では
Ｐ2、Ｐ3 の期間が省略されていることがわかる。この
ような酸化膜形成方法でゲート酸化膜を形成した図３の
ような横型ＭＯＳＦＥＴを作製し、チャネル移動度を評
価した。
もなく、工程が簡素化されるという利点がある。各期間
については図１とまったく同じ意味であるが、図２では
Ｐ2、Ｐ3 の期間が省略されていることがわかる。この
ような酸化膜形成方法でゲート酸化膜を形成した図３の
ような横型ＭＯＳＦＥＴを作製し、チャネル移動度を評
価した。
【００３１】本実施例の方法で形成した酸化膜をゲート
酸化膜としたＭＯＳＦＥＴでは、図３の実施例１の酸化
膜形成をしたＭＯＳＦＥＴと全く同じチャネル移動度の
電界依存性を示した。 ［実施例４］酸化工程の前におこなう前処理工程におい
て、実施例３のＨ2 の代わりにＨ2を２０％含ませたＨ
2 とアルゴンとの混合ガス雰囲気とした。前処理工程の
温度、時間、および後の酸化工程は実施例３とほぼ同じ
とした。
酸化膜としたＭＯＳＦＥＴでは、図３の実施例１の酸化
膜形成をしたＭＯＳＦＥＴと全く同じチャネル移動度の
電界依存性を示した。 ［実施例４］酸化工程の前におこなう前処理工程におい
て、実施例３のＨ2 の代わりにＨ2を２０％含ませたＨ
2 とアルゴンとの混合ガス雰囲気とした。前処理工程の
温度、時間、および後の酸化工程は実施例３とほぼ同じ
とした。
【００３２】このような酸化膜形成方法でゲート酸化膜
を形成した図３のような横型ＭＯＳＦＥＴを作製し、チ
ャネル移動度を評価した。本実施例の方法で形成した酸
化膜をゲート酸化膜としたＭＯＳＦＥＴでは、実施例３
の酸化膜形成をしたＭＯＳＦＥＴとほぼ同じチャネル移
動度の電界依存性を示した。
を形成した図３のような横型ＭＯＳＦＥＴを作製し、チ
ャネル移動度を評価した。本実施例の方法で形成した酸
化膜をゲート酸化膜としたＭＯＳＦＥＴでは、実施例３
の酸化膜形成をしたＭＯＳＦＥＴとほぼ同じチャネル移
動度の電界依存性を示した。
【００３３】すなわちＨ2 を２０％含むアルゴンとの混
合ガス雰囲気においても、純Ｈ2 とほぼ同じ効果が得ら
れることがわかった。不活性ガスとの混合ガスとすれ
ば、安全面から純Ｈ2 より取扱いが容易である。ただ
し、Ｈ2 を１０％としたものでは、効果がかなり減殺さ
れた。従って、Ｈ2 の含有量としては２０％以上がよ
い。前記アルゴンの他に、不活性ガスとしてヘリウムや
窒素も使用できた。
合ガス雰囲気においても、純Ｈ2 とほぼ同じ効果が得ら
れることがわかった。不活性ガスとの混合ガスとすれ
ば、安全面から純Ｈ2 より取扱いが容易である。ただ
し、Ｈ2 を１０％としたものでは、効果がかなり減殺さ
れた。従って、Ｈ2 の含有量としては２０％以上がよ
い。前記アルゴンの他に、不活性ガスとしてヘリウムや
窒素も使用できた。
【００３４】以上の実施例において４Ｈ結晶を使用した
が、同じ閃亜鉛鉱型とウルツ鉱型とが積層された形で、
ただ積層の順序が異なるアルファ相ＳｉＣである６Ｈ結
晶でも同じ効果が得られるであろう。酸化法としては、
従来純水を加熱し、そこに酸素をバブリングする所謂ウ
ェット酸化の方法が多く取られていたが、その方法では
バブル時に水滴が巻き込まれて汚染が発生し易いという
問題があった。そこで、そのような汚染の問題がなく、
Ｈ2 ／Ｏ2 比の制御が容易である等の利点があるパイロ
ジェニック酸化とした。しかし本発明はパイロジェニッ
ク酸化に限らず、他のウェット酸化、ドライ酸化におい
ても有効であろうことは容易に類推される。
が、同じ閃亜鉛鉱型とウルツ鉱型とが積層された形で、
ただ積層の順序が異なるアルファ相ＳｉＣである６Ｈ結
晶でも同じ効果が得られるであろう。酸化法としては、
従来純水を加熱し、そこに酸素をバブリングする所謂ウ
ェット酸化の方法が多く取られていたが、その方法では
バブル時に水滴が巻き込まれて汚染が発生し易いという
問題があった。そこで、そのような汚染の問題がなく、
Ｈ2 ／Ｏ2 比の制御が容易である等の利点があるパイロ
ジェニック酸化とした。しかし本発明はパイロジェニッ
ク酸化に限らず、他のウェット酸化、ドライ酸化におい
ても有効であろうことは容易に類推される。
【００３５】また、発明者が先の出願、特願平８−２１
１７９６において開示したように、冷却時の雰囲気とし
て水素を含有する雰囲気が界面凖位密度の低減に有効で
あり、実施例でも水蒸気雰囲気で冷却したが、本発明の
要件としてそのような雰囲気でなければならない訳では
無い。更に、本発明ではｎチャネルＭＯＳＦＥＴを試作
し、チャネル移動度を評価したが、ｎチャネルＭＯＳＦ
ＥＴに効果が限られる何らの理由も無く、ｐチャネルＭ
ＯＳＦＥＴにおいても同様な効果が期待できる。
１７９６において開示したように、冷却時の雰囲気とし
て水素を含有する雰囲気が界面凖位密度の低減に有効で
あり、実施例でも水蒸気雰囲気で冷却したが、本発明の
要件としてそのような雰囲気でなければならない訳では
無い。更に、本発明ではｎチャネルＭＯＳＦＥＴを試作
し、チャネル移動度を評価したが、ｎチャネルＭＯＳＦ
ＥＴに効果が限られる何らの理由も無く、ｐチャネルＭ
ＯＳＦＥＴにおいても同様な効果が期待できる。
【００３６】このような条件に限られるものでないこと
も明らかである。
も明らかである。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、炭
化けい素を酸化雰囲気中で加熱して表面に酸化けい素膜
を成長させる炭化けい素半導体装置の熱酸化膜形成方法
において、予め水素または水素と不活性ガスとの混合ガ
ス雰囲気中で例えば８００〜１２００℃の範囲の温度に
加熱する前処理をおこなうことによって、その酸化膜を
ゲート酸化膜とするＳｉＣＭＯＳ半導体装置のチャネル
移動度を大幅に改善できることを示した。微量の塩酸ガ
スを加えた雰囲気としてもよい。
化けい素を酸化雰囲気中で加熱して表面に酸化けい素膜
を成長させる炭化けい素半導体装置の熱酸化膜形成方法
において、予め水素または水素と不活性ガスとの混合ガ
ス雰囲気中で例えば８００〜１２００℃の範囲の温度に
加熱する前処理をおこなうことによって、その酸化膜を
ゲート酸化膜とするＳｉＣＭＯＳ半導体装置のチャネル
移動度を大幅に改善できることを示した。微量の塩酸ガ
スを加えた雰囲気としてもよい。
【００３８】チャネル移動度はＭＯＳ型半導体装置の極
めて重要な特性であり、本発明による大幅な改善は、炭
化けい素のＭＯＳ型半導体装置の実用化に資するところ
大である。
めて重要な特性であり、本発明による大幅な改善は、炭
化けい素のＭＯＳ型半導体装置の実用化に資するところ
大である。
【図１】本発明の実施例１の温度プログラム図
【図２】本発明の実施例２の温度プログラム図
【図３】移動度測定に用いたＭＯＳＦＥＴの断面図
【図４】実施例１の方法によるＭＯＳＦＥＴのチャネル
移動度特性図
移動度特性図
【図５】従来の標準的な熱酸化の温度プログラム図
Ｐ1 前処理工程 Ｐ2 取り出し工程 Ｐ3 炉入れ工程 Ｐ4 酸化工程 Ｐ5 冷却工程 ｔ1 前処理時間 ｔ2 酸化時間 Ｔ1 前処理温度 Ｔ2 挿入温度 Ｔ3 酸化温度 Ｔ4 取り出し温度 １ ドレイン電極 ２ ゲート電極 ３ ソース電極 ４ ｐエピタキシャル層 ５ ｐ+ サブストレート ６ ｎ+ ドレイン領域 ７ ゲート酸化膜 ８ ｎ+ ソース領域 １０ 裏面電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/316
Claims (8)
- 【請求項１】炭化けい素を酸化雰囲気中で加熱して表面
に酸化けい素膜を成長させる熱酸化膜形成方法におい
て、予め水素雰囲気中で加熱する前処理をおこなった
後、熱酸化膜を形成することを特徴とする炭化けい素半
導体装置の熱酸化膜形成方法。 - 【請求項２】炭化けい素を酸化雰囲気中で加熱して表面
に酸化けい素膜を成長させる熱酸化膜形成方法におい
て、予め水素と不活性ガスとの混合ガス雰囲気中で加熱
する前処理をおこなった後、熱酸化膜を形成することを
特徴とする炭化けい素半導体装置の熱酸化膜形成方法。 - 【請求項３】前処理時の混合ガス雰囲気が２０％以上の
水素を含むことを特徴とする請求項２記載の炭化けい素
半導体装置の熱酸化膜形成方法。 - 【請求項４】前処理の雰囲気を塩酸ガスを含む雰囲気と
することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記
載の熱酸化膜形成方法。 - 【請求項５】塩酸ガスの含有量を水素の５％以下とする
ことを特徴とする請求項４記載の熱酸化膜形成方法。 - 【請求項６】前処理の加熱温度を８００〜１２００℃の
範囲とすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれ
かに記載の熱酸化膜形成方法。 - 【請求項７】前処理の加熱時間を５分間以上とすること
を特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の熱酸
化膜形成方法。 - 【請求項８】炭化けい素半導体基板が、４Ｈまたは６Ｈ
結晶であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれ
かに記載の熱酸化膜形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09350329A JP3085272B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 炭化けい素半導体装置の熱酸化膜形成方法 |
| US09/216,577 US6136727A (en) | 1997-12-19 | 1998-12-18 | Method for forming thermal oxide film of silicon carbide semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09350329A JP3085272B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 炭化けい素半導体装置の熱酸化膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11186256A JPH11186256A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3085272B2 true JP3085272B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=18409753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09350329A Expired - Lifetime JP3085272B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 炭化けい素半導体装置の熱酸化膜形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6136727A (ja) |
| JP (1) | JP3085272B2 (ja) |
Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6358866B1 (en) * | 1999-05-14 | 2002-03-19 | Imec Vzw | Method for post-oxidation heating of a structure comprising SiO2 |
| JP3551909B2 (ja) * | 1999-11-18 | 2004-08-11 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
| US6303508B1 (en) | 1999-12-16 | 2001-10-16 | Philips Electronics North America Corporation | Superior silicon carbide integrated circuits and method of fabricating |
| WO2001097269A1 (fr) * | 2000-06-13 | 2001-12-20 | Applied Materials Inc. | Procede et systeme de transformation de film et tranche |
| JP4470333B2 (ja) * | 2001-03-05 | 2010-06-02 | 住友電気工業株式会社 | ＳｉＣ半導体における酸化膜形成方法およびＳｉＣ半導体装置 |
| US6559068B2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-05-06 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method for improving inversion layer mobility in a silicon carbide metal-oxide semiconductor field-effect transistor |
| JP4525958B2 (ja) * | 2001-08-27 | 2010-08-18 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2003086792A (ja) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 半導体装置の作製法 |
| US7122488B2 (en) * | 2004-03-15 | 2006-10-17 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | High density plasma process for the formation of silicon dioxide on silicon carbide substrates |
| FR2857895B1 (fr) * | 2003-07-23 | 2007-01-26 | Soitec Silicon On Insulator | Procede de preparation de surface epiready sur films minces de sic |
| CN101124666B (zh) * | 2005-02-03 | 2011-09-21 | 硅绝缘体技术有限公司 | 降低半导体晶片中的陷阱密度的方法 |
| US8432012B2 (en) | 2006-08-01 | 2013-04-30 | Cree, Inc. | Semiconductor devices including schottky diodes having overlapping doped regions and methods of fabricating same |
| US7728402B2 (en) | 2006-08-01 | 2010-06-01 | Cree, Inc. | Semiconductor devices including schottky diodes with controlled breakdown |
| JP5224570B2 (ja) * | 2006-08-08 | 2013-07-03 | 国立大学法人大阪大学 | 絶縁膜形成方法および半導体装置の製造方法 |
| WO2008020911A2 (en) * | 2006-08-17 | 2008-02-21 | Cree, Inc. | High power insulated gate bipolar transistors |
| US8835987B2 (en) | 2007-02-27 | 2014-09-16 | Cree, Inc. | Insulated gate bipolar transistors including current suppressing layers |
| 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 |
| US8232558B2 (en) | 2008-05-21 | 2012-07-31 | Cree, Inc. | Junction barrier Schottky diodes with current surge capability |
| US8294507B2 (en) | 2009-05-08 | 2012-10-23 | Cree, Inc. | Wide bandgap bipolar turn-off thyristor having non-negative temperature coefficient and related control circuits |
| US8193848B2 (en) | 2009-06-02 | 2012-06-05 | Cree, Inc. | Power switching devices having controllable surge current capabilities |
| US8629509B2 (en) | 2009-06-02 | 2014-01-14 | Cree, Inc. | High voltage insulated gate bipolar transistors with minority carrier diverter |
| US8541787B2 (en) | 2009-07-15 | 2013-09-24 | Cree, Inc. | High breakdown voltage wide band-gap MOS-gated bipolar junction transistors with avalanche capability |
| US8354690B2 (en) | 2009-08-31 | 2013-01-15 | Cree, Inc. | Solid-state pinch off thyristor circuits |
| US9117739B2 (en) | 2010-03-08 | 2015-08-25 | Cree, Inc. | Semiconductor devices with heterojunction barrier regions and methods of fabricating same |
| US8415671B2 (en) | 2010-04-16 | 2013-04-09 | Cree, Inc. | Wide band-gap MOSFETs having a heterojunction under gate trenches thereof and related methods of forming such devices |
| JP2012004275A (ja) * | 2010-06-16 | 2012-01-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
| JP2012004269A (ja) * | 2010-06-16 | 2012-01-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置の製造装置 |
| JP5605005B2 (ja) | 2010-06-16 | 2014-10-15 | 住友電気工業株式会社 | 炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置の製造装置 |
| US9673283B2 (en) | 2011-05-06 | 2017-06-06 | Cree, Inc. | Power module for supporting high current densities |
| US9029945B2 (en) | 2011-05-06 | 2015-05-12 | Cree, Inc. | Field effect transistor devices with low source resistance |
| US9142662B2 (en) | 2011-05-06 | 2015-09-22 | Cree, Inc. | Field effect transistor devices with low source resistance |
| US9640617B2 (en) | 2011-09-11 | 2017-05-02 | Cree, Inc. | High performance power module |
| US8618582B2 (en) | 2011-09-11 | 2013-12-31 | Cree, Inc. | Edge termination structure employing recesses for edge termination elements |
| US8680587B2 (en) | 2011-09-11 | 2014-03-25 | Cree, Inc. | Schottky diode |
| US9373617B2 (en) | 2011-09-11 | 2016-06-21 | Cree, Inc. | High current, low switching loss SiC power module |
| US8664665B2 (en) | 2011-09-11 | 2014-03-04 | Cree, Inc. | Schottky diode employing recesses for elements of junction barrier array |
| US9142400B1 (en) | 2012-07-17 | 2015-09-22 | Stc.Unm | Method of making a heteroepitaxial layer on a seed area |
| JP6221592B2 (ja) * | 2013-10-02 | 2017-11-01 | 日産自動車株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| CN105047539B (zh) * | 2015-08-07 | 2017-08-01 | 西安电子科技大学 | 提高SiC MOSFET沟道迁移率的方法 |
| JP6988140B2 (ja) * | 2017-04-12 | 2022-01-05 | 富士電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法 |
| CN111446154B (zh) * | 2020-05-06 | 2023-05-16 | 西安交通大学 | 一种基于超临界CO2处理的4H-SiC/SiO2界面低温改善方法及其应用 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2250392A (en) * | 1991-06-12 | 1993-01-12 | Case Western Reserve University | Process for the controlled growth of single-crystal films of silicon carbide polytypes on silicon carbide wafers |
| US5759908A (en) * | 1995-05-16 | 1998-06-02 | University Of Cincinnati | Method for forming SiC-SOI structures |
| US5915194A (en) * | 1997-07-03 | 1999-06-22 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration | Method for growth of crystal surfaces and growth of heteroepitaxial single crystal films thereon |
-
1997
- 1997-12-19 JP JP09350329A patent/JP3085272B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-12-18 US US09/216,577 patent/US6136727A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6136727A (en) | 2000-10-24 |
| JPH11186256A (ja) | 1999-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3085272B2 (ja) | 炭化けい素半導体装置の熱酸化膜形成方法 | |
| US7235438B2 (en) | Inclusion of nitrogen at the silicon dioxide-silicon carbide interface for passivation of interface defects | |
| EP2062289B1 (en) | Method for improving inversion layer mobility in a silicon carbide mosfet | |
| JP4666200B2 (ja) | ＳｉＣ半導体装置の製造方法 | |
| US6294444B1 (en) | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device | |
| JP6945585B2 (ja) | ワイドバンドギャップ半導体デバイスおよびワイドバンドギャップ半導体デバイスを形成する方法 | |
| US8119539B2 (en) | Methods of fabricating oxide layers on silicon carbide layers utilizing atomic oxygen | |
| EP1430518B1 (en) | Method for improving inversion layer mobility in a silicon carbide metal-oxide semiconductor field-effect transistor | |
| JP3491050B2 (ja) | 炭化けい素半導体装置の熱酸化膜形成方法 | |
| JP2009149481A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JP2003243653A (ja) | 炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
| JPH11297712A (ja) | 化合物膜の形成方法及び半導体素子の製造方法 | |
| CN114093765B (zh) | 一种提高碳化硅薄膜少子寿命的方法 | |
| JP2001035838A (ja) | 炭化珪素半導体素子の製造方法 | |
| JP3122125B2 (ja) | 酸化膜の形成方法 | |
| JPH09321323A (ja) | 炭化けい素半導体基板とその製造方法およびその基板を用いた炭化けい素半導体素子 | |
| JPH03501670A (ja) | 炭化珪素製ｍｏｓｆｅｔ | |
| JP3525149B2 (ja) | 炭化ケイ素半導体装置の製造方法 | |
| JP2003517204A (ja) | 炭化ケイ素半導体装置においてより高い反転層移動度を得る方法 | |
| JP4016928B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
| JPH1064840A (ja) | ｎ型不純物層を有する炭化珪素半導体の製造方法 | |
| JP2002280573A (ja) | 炭化珪素半導体素子およびその製造方法 | |
| JP7331683B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置の製造方法、炭化珪素半導体装置 | |
| JP2000106350A (ja) | オーミック電極の製造方法及び半導体素子の製造方法 | |
| CN117334732A (zh) | 一种具有高k介质层的平面碳化硅mosfet及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080707 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080707 Year of fee payment: 8 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080707 Year of fee payment: 8 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080707 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090707 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090707 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100707 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100707 Year of fee payment: 10 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100707 Year of fee payment: 10 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110707 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110707 Year of fee payment: 11 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110707 Year of fee payment: 11 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110707 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120707 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120707 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130707 Year of fee payment: 13 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |