JPS63283014A - 炭化珪素半導体素子 - Google Patents
炭化珪素半導体素子Info
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- JPS63283014A JPS63283014A JP10553887A JP10553887A JPS63283014A JP S63283014 A JPS63283014 A JP S63283014A JP 10553887 A JP10553887 A JP 10553887A JP 10553887 A JP10553887 A JP 10553887A JP S63283014 A JPS63283014 A JP S63283014A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
産業上の利用分野
本発明はβ型炭化珪素（１１１）単結晶よりなる炭化珪
素半導体素子（こ開動る。 従来技術 炭化珪素（ＳｉＣ）には多くの結晶構造（ｐｏｌｙＬｙ
ｐｅ・多形と称される）か存在し、結晶構造により２．
２ないし３．３エレクトロンポル） （ｅＶ ）の禁制
帯幅を有する。またＳｉＣは、熱的、化学的、機械的に
極めて安定で、放射線損傷にも強く、さらにワイドギヤ
／プ半導体としてはめずらしく、ｌ〕型、Ｉｌ型とも安
定に存在する材料である。したがって高温動作素子、大
電力用素子、高信頼性ｆ４本素子、耐放射線素子等の半
導本材料として有望視されている。また従来の半導体材
料を用いた素子では困難な環境下でも使用可能となり、
半導体デバイスの応用範囲を着しく拡大し得る材料であ
る。 さらに、その広いエネルギーギヤ７プを利用して短波長
可視光および近紫外光の光電変換素子材料としても適用
できる半導体材料である。池のワイドギャンプ半導体か
一般に重金属をその主成分に含有し、このために公害と
資源の問題を伴うのに対して、炭化珪素はこれらの両問
題から解放されている点からも電子材料として有望視さ
れるものである。 このように多くの利点、可１１ヒ性を有する材料である
にもかかわらず実用化が阻まれているのは、生産性を考
慮した工業的規模での量産に必要となる高品質の大面積
ＳｉＣ基板を得る上で、再現性のある結品成長技術か確
立されていないところにその原因がある。 従来、研究室基板でＳｉＣ単結晶基板を得る方法として
は、黒鉛坩堝中でＳｉＣ粉末を２２００°Ｃ〜２６００
°Ｃて昇華させ、さらに再結晶こせ′ζＳｉＣ基板を得
るいわゆる昇華再結晶法（レー１） ＋法と称される）
、珪素または珪素に鉄、フハルト、白金等の不純物を混
入した混合物を黒鉛坩堝で溶融してＳｉＣ基板を得るい
わゆる溶液法、研磨材料を工業的に得るために一般に用
いられているアチェソン法により偶発的に得られるＳｉ
Ｃ基板を用いる方法等がある。 しかしながら上記昇華再結晶法、溶液法では多数の再結
晶を得ることはできるが、多くの結晶核が結晶成長初期
に発生するために大形のＳｉＣ単結晶基板を得ることが
困難であり、また幾種類かの結晶構造（ｐｏｌｙＬｙｐ
ｅ）のＳｉＣが混在し、単一結晶構造で大形のＳｉＣ単
結晶をより再現性よく得る方法としては不完全なもので
ある。またアチェソン法により偶発的に得られる５ｉＣ
ｕ板は１．半導体材料として使用するには純度および結
晶性の点で問題があり、また比較的大形のものが得られ
ても偶発的に得られるものであり、ＳｉＣ基板を工業的
に代る方法としては適当でない。 一方、近年の半導体技術の向上に伴い、良質で大型の単
結晶基板として入手できる珪素 （Ｓｉ）の異質基板上
に、気相成長法（ＣＶ Ｄ法）を用いたヘテロエピタキ
シャル技術により３Ｃ形（β型）ＳｉＣ（立方晶形に属
する結晶構造を有するもので、そのエネルギーギャップ
は〜２，２ｅＶ）、ｑｔ結晶薄膜が得られるようになっ
た。ＣＶＤ法は工業的規模での量産性に優れた製造技術
であり、大面積で高品質のＳｉＣ単結晶膜を再現性良（
Ｓｉ基板上に１＆長させる技術として有望である０通常
、珪素原料として、５ｉ８４％５ｉＣＺい５ｉＨｚＣ１
２、（ＣＩ、）、Ｓ ｉＣ１、（ＣＨ３）２Ｓ ｉＣ１
２まな、炭素原料として Ｃ）［、％Ｃ，Ｈ，、Ｃ，Ｈ
いキャリアｌｆスとして水素、アルゴン等を用いて、Ｓ
ｉ基板温度を１．２００℃〜１．４００℃に設定し３Ｃ
形ＳｉＣ単結晶で膜をエピタキシャル成長させている。 しかしながら、Ｓ；は５％ １１基板であるたゐ、Ｓｉ
Ｃとはなじみ（ぬれ）が悪（、またＳｉとＳｉＣは格子
定数が２０％も相違するため、Ｓｉ基板上に直接にＳｉ
Ｃを単結晶成長させようとしても層状成長による単結晶
膜は得られずデンドライト構造な示す多結晶になるかあ
るいはごく薄い単結晶膜が得られたとしても厚くなるに
つれて結晶の品質が劣化し、多結晶化する傾向にある。 さらに上記ＣＶＤ法を改良したものの１つとして、最近
Ｓｉ単結晶基板表面を炭化水素ガス雰囲気下で加熱して
炭化し、表面にごく薄い炭化珪素膜を形成した後、珪素
用原料ガスと炭素用原料ガスを供給してＣＶＤ法により
炭化珪素単結晶を成長させる方法が開発されており、す
でに公知の技術となっている（Ａｐｐｌ、 Ｐｌ＋ｙｓ
、Ｌｅｔｔ ４２ （５）。 Ｉ Ｍａｒｃｂ １９８３．Ｐ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ３）。 またこの方法で作製されたＳｉＣ単結晶を用いたシａｙ
トキーダイオード、１１按合ダイオード、電界効果トラ
ンジスタ等の半導体素子が開発されている。 発明が解決しようとする問題点 上記ＳｉＣを用いた半導体素子においては５ｉ（１００
）単結晶基板上に成長させた５ｉＣ（１００）単結晶が
従来用いられてきた。しかしながら５ｉＣ（００）単結
晶では成長表面は凹凸のある平坦性の劣るものしか得ら
れず、またＳ；基板とＳｉＣの格子定数のちがいに起因
する面欠陥がＳｉＣ結晶中に含まれる。このような原因
により実用化に耐えうる良好な特性を示すＳｉＣ半導体
素子を製造することは困難であった。 発明者らは上記問題点を解決するためにＳｉ単結晶上に
５ｉＣ（１１１）単結晶を成長させて５ｉＣ（１１１）
半導体素子を製造したところ、得られたＳ １Ｃ（１１
１）半導体素子が前述の欠点を有さないことを見出し、
本発明を完成した。 ５ｉＣ（１１１）面は自然核発生して結晶が成長した場
合に表面平坦な大きな面として得られやすい面であり、
ａ型ＳｉＣを用いた半導体素子製造においてもａ型５ｉ
Ｃ（０００１）面（β型Ｓ ｉ Ｃ）（１１１）面に相
当する）が用いられている。このように表面平坦な大ト
な面として得られやすい面であるため、珪素基板上に炭
化珪素をエピタキシャル成長させる場合においても層状
成長により炭化珪素単結晶が成長していくことにつなが
り、欠陥の少ない良質の結晶が得られる。しかしながら
従来ＳｉＣの半導体素子においては５ｉＣ（１１１）面
を用いたものは製作されていなかった。 問題点を解決するための手段 本発明は５ｉＣ（１１１）単結晶を用いた表面平坦性か
優れ、欠陥の少ない５ｉＣ（１１１）単結晶を含み、良
好な特性を示す半導本素子およびその製造法を提Ｏ（す
る。 本発明にがかるＳｉＣ半導木素子はβ型５ｉＣ（１１１
）単結品面を含む。 同半導水は、たとえばＳｉ単結晶基板上髪こ５ｉＣ（１
１１）単結晶をヘテロエピタキシャル成長させるＣ Ｖ
Ｄ法により製造できる。さらに謬細に記載ｒると、Ｓ
ｉ単結晶基板上にエピタキシャル成長または傾斜エピタ
キシャル成長により５ｉＣ（１１１）単結晶膜を形成す
ると、本発明の炭１ｂ珪素半導（ド素了か得られる。実
際的には、たとえば図面に示される装置において５ｉ（
１１１）！ｉｔ結晶基板または辿の面方位のＳｉ単結晶
基板を約１０００〜１５００°Ｃ（ゴ加熱し、ＣＨいＣ
、Ｈ、、Ｃ２ＩＩ６等の炭素原料力スを水素、アルゴン
等のキャリアガスとともに流入させて、Ｓ１単結晶膜上
に５ｉＣ（１１１）単結晶膜を形成する。 人で珪素原料として ５ｉＨ−１ＳｉＣＲ４、Ｓ ｉ
Ｈ：Ｃ１２、（ＣＨ３）３ Ｓ ｉ Ｃ１、（Ｃ１１３
）２Ｓ ｉＣ１，２など、炭素原料としてＣ■１ 、、
Ｃ２＋−ｉ 、、ＣＪＩ−（、など、キャリアガスとし
て水素、アルゴンなどを用いて上記の二層からなる基板
を約１０００〜１５００°Ｃ１好ましくは１３０（１〜
１３５０ ’Ｃに加熱し、エピタキシャル成長させて表
面平坦性が優れ、欠陥の少ない５ｉＣ（１１１）単結晶
膜を形成する。 得られた５ｉＣ（１１１）単結晶を含む半導体膜を用い
て、あるいは同阜結晶膜上にさらに必要な層を連続成長
させて、常法によりショットキーグイオード、１月１接
合ダイオード、電界効果トランンスク等種々の半導本素
子を製造すると、漏れ電流等の少ない優れた特性を有す
るものが得られる。 実施例Ｉ Ｓｉ単結晶基板上へのＳ ｉ Ｃ’ｉｔ結品のへテロエ
ビタキンヤル成長を原料ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ
，）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）を用いた化学的気相成長法
（ＣＶ Ｄ法）で行った。 第１図に結晶成長装置の概略図を示１゜黒鉛試料台２土
に５ｉ（１１１）単結晶基板９を載置する。 キャリアガスとして水素がスを毎分３Ｉ、原料力スとし
てプロパンガスを毎分約Ｊ（ｃ流しワークコイル４に高
周波電流を流して試料台２を加熱してＳｉ基板を約１３
５０ ’ｃまで加熱し、１〜５分程）交保持することに
より、Ｓｉ単結晶基板表面を炭化してＳｉＣ単結晶の薄
膜を形成ｒる。一ついでモノシランとプロパンガスをそ
れぞれ毎分０．１ 〜０ 、９ ｃｃＸ キャリアガス
の水素（毎分３りとともに流しテＳｉＣ単結晶膜を１３
００−１３５０’Ｃ（７）温度で成長させる。１時間で
約３μＩＩＴの成長膜が得られた。 電子顕微１１観寮の結果、得られた成長膜は表面平坦性
か優れ、欠陥の少ない５ｉＣ（１１１）単結晶膜である
ことがわかった。 実施例２ ＳｉＣ（１１１）面を用いて、第２図に示す １目１接
合ダイオードを形成引る。実施例１の結晶成長法＝３− により、１１型５ｉ（１１１）単結晶基板１０上に、ま
ず、不純物添加を行なわないでＳｉＣ膜１１ を約２μ
ｍ成長させる （この成長層の電気伝導はＩｌ型を示す
）。連続してこの成長層１１上に、成長中にトリメチル
アルミニウム（ＴＭＡ）を毎分０．０１〜０．４ｃｃ原
料ガス、キャリアガスと共に流すことにより、アルミニ
ウムアクセプタを含むｐ型成長層１２を約１μ
素半導体素子（こ開動る。 従来技術 炭化珪素（ＳｉＣ）には多くの結晶構造（ｐｏｌｙＬｙ
ｐｅ・多形と称される）か存在し、結晶構造により２．
２ないし３．３エレクトロンポル） （ｅＶ ）の禁制
帯幅を有する。またＳｉＣは、熱的、化学的、機械的に
極めて安定で、放射線損傷にも強く、さらにワイドギヤ
／プ半導体としてはめずらしく、ｌ〕型、Ｉｌ型とも安
定に存在する材料である。したがって高温動作素子、大
電力用素子、高信頼性ｆ４本素子、耐放射線素子等の半
導本材料として有望視されている。また従来の半導体材
料を用いた素子では困難な環境下でも使用可能となり、
半導体デバイスの応用範囲を着しく拡大し得る材料であ
る。 さらに、その広いエネルギーギヤ７プを利用して短波長
可視光および近紫外光の光電変換素子材料としても適用
できる半導体材料である。池のワイドギャンプ半導体か
一般に重金属をその主成分に含有し、このために公害と
資源の問題を伴うのに対して、炭化珪素はこれらの両問
題から解放されている点からも電子材料として有望視さ
れるものである。 このように多くの利点、可１１ヒ性を有する材料である
にもかかわらず実用化が阻まれているのは、生産性を考
慮した工業的規模での量産に必要となる高品質の大面積
ＳｉＣ基板を得る上で、再現性のある結品成長技術か確
立されていないところにその原因がある。 従来、研究室基板でＳｉＣ単結晶基板を得る方法として
は、黒鉛坩堝中でＳｉＣ粉末を２２００°Ｃ〜２６００
°Ｃて昇華させ、さらに再結晶こせ′ζＳｉＣ基板を得
るいわゆる昇華再結晶法（レー１） ＋法と称される）
、珪素または珪素に鉄、フハルト、白金等の不純物を混
入した混合物を黒鉛坩堝で溶融してＳｉＣ基板を得るい
わゆる溶液法、研磨材料を工業的に得るために一般に用
いられているアチェソン法により偶発的に得られるＳｉ
Ｃ基板を用いる方法等がある。 しかしながら上記昇華再結晶法、溶液法では多数の再結
晶を得ることはできるが、多くの結晶核が結晶成長初期
に発生するために大形のＳｉＣ単結晶基板を得ることが
困難であり、また幾種類かの結晶構造（ｐｏｌｙＬｙｐ
ｅ）のＳｉＣが混在し、単一結晶構造で大形のＳｉＣ単
結晶をより再現性よく得る方法としては不完全なもので
ある。またアチェソン法により偶発的に得られる５ｉＣ
ｕ板は１．半導体材料として使用するには純度および結
晶性の点で問題があり、また比較的大形のものが得られ
ても偶発的に得られるものであり、ＳｉＣ基板を工業的
に代る方法としては適当でない。 一方、近年の半導体技術の向上に伴い、良質で大型の単
結晶基板として入手できる珪素 （Ｓｉ）の異質基板上
に、気相成長法（ＣＶ Ｄ法）を用いたヘテロエピタキ
シャル技術により３Ｃ形（β型）ＳｉＣ（立方晶形に属
する結晶構造を有するもので、そのエネルギーギャップ
は〜２，２ｅＶ）、ｑｔ結晶薄膜が得られるようになっ
た。ＣＶＤ法は工業的規模での量産性に優れた製造技術
であり、大面積で高品質のＳｉＣ単結晶膜を再現性良（
Ｓｉ基板上に１＆長させる技術として有望である０通常
、珪素原料として、５ｉ８４％５ｉＣＺい５ｉＨｚＣ１
２、（ＣＩ、）、Ｓ ｉＣ１、（ＣＨ３）２Ｓ ｉＣ１
２まな、炭素原料として Ｃ）［、％Ｃ，Ｈ，、Ｃ，Ｈ
いキャリアｌｆスとして水素、アルゴン等を用いて、Ｓ
ｉ基板温度を１．２００℃〜１．４００℃に設定し３Ｃ
形ＳｉＣ単結晶で膜をエピタキシャル成長させている。 しかしながら、Ｓ；は５％ １１基板であるたゐ、Ｓｉ
Ｃとはなじみ（ぬれ）が悪（、またＳｉとＳｉＣは格子
定数が２０％も相違するため、Ｓｉ基板上に直接にＳｉ
Ｃを単結晶成長させようとしても層状成長による単結晶
膜は得られずデンドライト構造な示す多結晶になるかあ
るいはごく薄い単結晶膜が得られたとしても厚くなるに
つれて結晶の品質が劣化し、多結晶化する傾向にある。 さらに上記ＣＶＤ法を改良したものの１つとして、最近
Ｓｉ単結晶基板表面を炭化水素ガス雰囲気下で加熱して
炭化し、表面にごく薄い炭化珪素膜を形成した後、珪素
用原料ガスと炭素用原料ガスを供給してＣＶＤ法により
炭化珪素単結晶を成長させる方法が開発されており、す
でに公知の技術となっている（Ａｐｐｌ、 Ｐｌ＋ｙｓ
、Ｌｅｔｔ ４２ （５）。 Ｉ Ｍａｒｃｂ １９８３．Ｐ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ３）。 またこの方法で作製されたＳｉＣ単結晶を用いたシａｙ
トキーダイオード、１１按合ダイオード、電界効果トラ
ンジスタ等の半導体素子が開発されている。 発明が解決しようとする問題点 上記ＳｉＣを用いた半導体素子においては５ｉ（１００
）単結晶基板上に成長させた５ｉＣ（１００）単結晶が
従来用いられてきた。しかしながら５ｉＣ（００）単結
晶では成長表面は凹凸のある平坦性の劣るものしか得ら
れず、またＳ；基板とＳｉＣの格子定数のちがいに起因
する面欠陥がＳｉＣ結晶中に含まれる。このような原因
により実用化に耐えうる良好な特性を示すＳｉＣ半導体
素子を製造することは困難であった。 発明者らは上記問題点を解決するためにＳｉ単結晶上に
５ｉＣ（１１１）単結晶を成長させて５ｉＣ（１１１）
半導体素子を製造したところ、得られたＳ １Ｃ（１１
１）半導体素子が前述の欠点を有さないことを見出し、
本発明を完成した。 ５ｉＣ（１１１）面は自然核発生して結晶が成長した場
合に表面平坦な大きな面として得られやすい面であり、
ａ型ＳｉＣを用いた半導体素子製造においてもａ型５ｉ
Ｃ（０００１）面（β型Ｓ ｉ Ｃ）（１１１）面に相
当する）が用いられている。このように表面平坦な大ト
な面として得られやすい面であるため、珪素基板上に炭
化珪素をエピタキシャル成長させる場合においても層状
成長により炭化珪素単結晶が成長していくことにつなが
り、欠陥の少ない良質の結晶が得られる。しかしながら
従来ＳｉＣの半導体素子においては５ｉＣ（１１１）面
を用いたものは製作されていなかった。 問題点を解決するための手段 本発明は５ｉＣ（１１１）単結晶を用いた表面平坦性か
優れ、欠陥の少ない５ｉＣ（１１１）単結晶を含み、良
好な特性を示す半導本素子およびその製造法を提Ｏ（す
る。 本発明にがかるＳｉＣ半導木素子はβ型５ｉＣ（１１１
）単結品面を含む。 同半導水は、たとえばＳｉ単結晶基板上髪こ５ｉＣ（１
１１）単結晶をヘテロエピタキシャル成長させるＣ Ｖ
Ｄ法により製造できる。さらに謬細に記載ｒると、Ｓ
ｉ単結晶基板上にエピタキシャル成長または傾斜エピタ
キシャル成長により５ｉＣ（１１１）単結晶膜を形成す
ると、本発明の炭１ｂ珪素半導（ド素了か得られる。実
際的には、たとえば図面に示される装置において５ｉ（
１１１）！ｉｔ結晶基板または辿の面方位のＳｉ単結晶
基板を約１０００〜１５００°Ｃ（ゴ加熱し、ＣＨいＣ
、Ｈ、、Ｃ２ＩＩ６等の炭素原料力スを水素、アルゴン
等のキャリアガスとともに流入させて、Ｓ１単結晶膜上
に５ｉＣ（１１１）単結晶膜を形成する。 人で珪素原料として ５ｉＨ−１ＳｉＣＲ４、Ｓ ｉ
Ｈ：Ｃ１２、（ＣＨ３）３ Ｓ ｉ Ｃ１、（Ｃ１１３
）２Ｓ ｉＣ１，２など、炭素原料としてＣ■１ 、、
Ｃ２＋−ｉ 、、ＣＪＩ−（、など、キャリアガスとし
て水素、アルゴンなどを用いて上記の二層からなる基板
を約１０００〜１５００°Ｃ１好ましくは１３０（１〜
１３５０ ’Ｃに加熱し、エピタキシャル成長させて表
面平坦性が優れ、欠陥の少ない５ｉＣ（１１１）単結晶
膜を形成する。 得られた５ｉＣ（１１１）単結晶を含む半導体膜を用い
て、あるいは同阜結晶膜上にさらに必要な層を連続成長
させて、常法によりショットキーグイオード、１月１接
合ダイオード、電界効果トランンスク等種々の半導本素
子を製造すると、漏れ電流等の少ない優れた特性を有す
るものが得られる。 実施例Ｉ Ｓｉ単結晶基板上へのＳ ｉ Ｃ’ｉｔ結品のへテロエ
ビタキンヤル成長を原料ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ
，）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）を用いた化学的気相成長法
（ＣＶ Ｄ法）で行った。 第１図に結晶成長装置の概略図を示１゜黒鉛試料台２土
に５ｉ（１１１）単結晶基板９を載置する。 キャリアガスとして水素がスを毎分３Ｉ、原料力スとし
てプロパンガスを毎分約Ｊ（ｃ流しワークコイル４に高
周波電流を流して試料台２を加熱してＳｉ基板を約１３
５０ ’ｃまで加熱し、１〜５分程）交保持することに
より、Ｓｉ単結晶基板表面を炭化してＳｉＣ単結晶の薄
膜を形成ｒる。一ついでモノシランとプロパンガスをそ
れぞれ毎分０．１ 〜０ 、９ ｃｃＸ キャリアガス
の水素（毎分３りとともに流しテＳｉＣ単結晶膜を１３
００−１３５０’Ｃ（７）温度で成長させる。１時間で
約３μＩＩＴの成長膜が得られた。 電子顕微１１観寮の結果、得られた成長膜は表面平坦性
か優れ、欠陥の少ない５ｉＣ（１１１）単結晶膜である
ことがわかった。 実施例２ ＳｉＣ（１１１）面を用いて、第２図に示す １目１接
合ダイオードを形成引る。実施例１の結晶成長法＝３− により、１１型５ｉ（１１１）単結晶基板１０上に、ま
ず、不純物添加を行なわないでＳｉＣ膜１１ を約２μ
ｍ成長させる （この成長層の電気伝導はＩｌ型を示す
）。連続してこの成長層１１上に、成長中にトリメチル
アルミニウム（ＴＭＡ）を毎分０．０１〜０．４ｃｃ原
料ガス、キャリアガスと共に流すことにより、アルミニ
ウムアクセプタを含むｐ型成長層１２を約１μ
【ｎ成長
させた。ｌ】型成長ＷＪｉ２上にオーム性電極として、
ニンケル（Ｎｉ）を真空蒸着した後、合金化した電極１
３を形成し、リアクティブエンチング（ＲＩＥ）により
、電極周辺部を工／チング除去し、第２図のようなメサ
描造の１）１１接合ダイオードを形成した。ｌｌ型炭化
珪素層 ・＼のオーム性電極１４として、ｎ型珪素基板
裏面に二・／ケルメッキを行ない、同電極を形成した。 このようにして得られたｌ）！１１接ダイオードは、従
来の炭１ヒ珪素（１００）面を用いて形成されたものに
比へ′Ｃ１逆方向バイアス印加時の漏れ電流か少なく、
絶縁耐圧の大きな良好な特性を示すことか確認された。 実施例３ ＳｉＣ（１１１）面を用いて、ｉ１３図に示すショット
キーデート型電界効果トランジスタを形成する。 実施例１に示す結晶成長法によＱ 、ＩＩ型珪素（１１
１）単結晶基板１０上に成長中にシボラン（Ｂ２Ｈ６）
を毎分０．０１−０．４ｃｃ原料ガス、キャリアガスと
共に流すことにより、ボロンアクセプタを含む１）型成
長層１５を約２μｍ成長させた。連続して、このｒ＆艮
層に成長中に窒素（Ｎ２）を毎分０．０１〜２ｃｃ原料
力゛ス、キャリアカ゛スと共に流すことにより、窒素ド
ナーを含むＩＩ型成長層１６を約０゜５μｍ成長させた
。Ｉ）型成氏層１６上にオーム性電極として、チタン（
Ｔ ｉ）−アルミニウム（八り積層電極１７＋１８をパ
ターン蒸着し、その後、この電極間に金（Ａ ｕ）ショ
ットキー電極１つをパターン蒸着することにより、第３
図に示すようなチタン−アルミニウム電極を、各々ソー
スおよびドレイン、金電極をデートとするショットキー
デート型電界効果トランシ゛スタを形成した。このよう
にして得られた素子のソース−デート間のショットキー
接合特性は炭化珪素（ｉｏｏ）面を用いて形成されたも
のに比べて、逆方向バイアス印加時の漏れ電流の少ない
良好な特性を示し、その結果、良好な特性を示す電界効
果トランジスタを形成することができた。 効 果 本発明で得られたβ型５ｉＣ（１１１）単結晶膜を含む
半導体素子は、漏れ電流か少ない等の優れた特性を有し
ており将米半導体素了として広く応用され実用に供され
るものである。
させた。ｌ】型成長ＷＪｉ２上にオーム性電極として、
ニンケル（Ｎｉ）を真空蒸着した後、合金化した電極１
３を形成し、リアクティブエンチング（ＲＩＥ）により
、電極周辺部を工／チング除去し、第２図のようなメサ
描造の１）１１接合ダイオードを形成した。ｌｌ型炭化
珪素層 ・＼のオーム性電極１４として、ｎ型珪素基板
裏面に二・／ケルメッキを行ない、同電極を形成した。 このようにして得られたｌ）！１１接ダイオードは、従
来の炭１ヒ珪素（１００）面を用いて形成されたものに
比へ′Ｃ１逆方向バイアス印加時の漏れ電流か少なく、
絶縁耐圧の大きな良好な特性を示すことか確認された。 実施例３ ＳｉＣ（１１１）面を用いて、ｉ１３図に示すショット
キーデート型電界効果トランジスタを形成する。 実施例１に示す結晶成長法によＱ 、ＩＩ型珪素（１１
１）単結晶基板１０上に成長中にシボラン（Ｂ２Ｈ６）
を毎分０．０１−０．４ｃｃ原料ガス、キャリアガスと
共に流すことにより、ボロンアクセプタを含む１）型成
長層１５を約２μｍ成長させた。連続して、このｒ＆艮
層に成長中に窒素（Ｎ２）を毎分０．０１〜２ｃｃ原料
力゛ス、キャリアカ゛スと共に流すことにより、窒素ド
ナーを含むＩＩ型成長層１６を約０゜５μｍ成長させた
。Ｉ）型成氏層１６上にオーム性電極として、チタン（
Ｔ ｉ）−アルミニウム（八り積層電極１７＋１８をパ
ターン蒸着し、その後、この電極間に金（Ａ ｕ）ショ
ットキー電極１つをパターン蒸着することにより、第３
図に示すようなチタン−アルミニウム電極を、各々ソー
スおよびドレイン、金電極をデートとするショットキー
デート型電界効果トランシ゛スタを形成した。このよう
にして得られた素子のソース−デート間のショットキー
接合特性は炭化珪素（ｉｏｏ）面を用いて形成されたも
のに比べて、逆方向バイアス印加時の漏れ電流の少ない
良好な特性を示し、その結果、良好な特性を示す電界効
果トランジスタを形成することができた。 効 果 本発明で得られたβ型５ｉＣ（１１１）単結晶膜を含む
半導体素子は、漏れ電流か少ない等の優れた特性を有し
ており将米半導体素了として広く応用され実用に供され
るものである。
第１図は、本発明の一実施例に用いられる装置の概略図
、第２図は本発明の実施例２において製造された１）１
１接合ダイオードの断面図、第３図は本発明の実施例３
において製造された電界効果トランジスタの断面図であ
る。 １・・・反応管、２・・・試料台、３・・・支持台、４
・・・ワークコイル、５，６，７．８ ・・・枝管、
９・・・珪素単結晶基板、１０・・・１１型珪素単結晶
基板、１１．１６・・・ｎ型炭化珪素成長層、１２．１
５・・・ｐ型炭化珪素成艮層、１３・・・１】型層オー
ム性電極、１４，１７．１８・・冒１型層オーム性電極
、１９・・・ｎ型層シヨ、トキー電極 代理人 弁理士 画数 圭一部 第１図 第３図
、第２図は本発明の実施例２において製造された１）１
１接合ダイオードの断面図、第３図は本発明の実施例３
において製造された電界効果トランジスタの断面図であ
る。 １・・・反応管、２・・・試料台、３・・・支持台、４
・・・ワークコイル、５，６，７．８ ・・・枝管、
９・・・珪素単結晶基板、１０・・・１１型珪素単結晶
基板、１１．１６・・・ｎ型炭化珪素成長層、１２．１
５・・・ｐ型炭化珪素成艮層、１３・・・１】型層オー
ム性電極、１４，１７．１８・・冒１型層オーム性電極
、１９・・・ｎ型層シヨ、トキー電極 代理人 弁理士 画数 圭一部 第１図 第３図
Claims (1)
- β型炭化珪素（１１１）単結晶膜を含むことを特徴とす
る炭化珪素半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10553887A JPS63283014A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 炭化珪素半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10553887A JPS63283014A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 炭化珪素半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63283014A true JPS63283014A (ja) | 1988-11-18 |
Family
ID=14410364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10553887A Pending JPS63283014A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 炭化珪素半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63283014A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE34861E (en) * | 1987-10-26 | 1995-02-14 | North Carolina State University | Sublimation of silicon carbide to produce large, device quality single crystals of silicon carbide |
| WO2003023837A1 (fr) * | 2001-09-06 | 2003-03-20 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Electrode pour carbure de silicium de type p |
| JP2006012922A (ja) * | 2004-06-22 | 2006-01-12 | Nagoya Institute Of Technology | 炭化ケイ素への電極形成方法、電極形成装置、電極を用いた半導体素子およびその製造方法 |
| JP2006147866A (ja) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 炭化珪素薄膜の成膜方法 |
| JP2006149195A (ja) * | 1995-06-21 | 2006-06-08 | Cree Inc | 変換器回路、少なくとも１つのスイッチング・デバイスを有する回路および回路モジュール |
| JP2009302097A (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Air Water Inc | 単結晶ＳｉＣ基板の製造方法および単結晶ＳｉＣ基板 |
| JP2009302098A (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Air Water Inc | 窒素化合物半導体基板の製造方法および窒素化合物半導体基板 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5645897A (en) * | 1979-09-19 | 1981-04-25 | Sharp Corp | Manufacture of silicon carbide crystal |
-
1987
- 1987-04-28 JP JP10553887A patent/JPS63283014A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5645897A (en) * | 1979-09-19 | 1981-04-25 | Sharp Corp | Manufacture of silicon carbide crystal |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE34861E (en) * | 1987-10-26 | 1995-02-14 | North Carolina State University | Sublimation of silicon carbide to produce large, device quality single crystals of silicon carbide |
| JP2006149195A (ja) * | 1995-06-21 | 2006-06-08 | Cree Inc | 変換器回路、少なくとも１つのスイッチング・デバイスを有する回路および回路モジュール |
| WO2003023837A1 (fr) * | 2001-09-06 | 2003-03-20 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Electrode pour carbure de silicium de type p |
| US6943376B2 (en) | 2001-09-06 | 2005-09-13 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Electrode for p-type SiC |
| JP2006012922A (ja) * | 2004-06-22 | 2006-01-12 | Nagoya Institute Of Technology | 炭化ケイ素への電極形成方法、電極形成装置、電極を用いた半導体素子およびその製造方法 |
| JP2006147866A (ja) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 炭化珪素薄膜の成膜方法 |
| JP4524447B2 (ja) * | 2004-11-19 | 2010-08-18 | 住友大阪セメント株式会社 | 炭化珪素薄膜の成膜方法 |
| JP2009302097A (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Air Water Inc | 単結晶ＳｉＣ基板の製造方法および単結晶ＳｉＣ基板 |
| JP2009302098A (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Air Water Inc | 窒素化合物半導体基板の製造方法および窒素化合物半導体基板 |
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