JPH03136252A - 炭化珪素ショットキ接合型電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents
炭化珪素ショットキ接合型電界効果トランジスタの製造方法Info
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- JPH03136252A JPH03136252A JP3693290A JP3693290A JPH03136252A JP H03136252 A JPH03136252 A JP H03136252A JP 3693290 A JP3693290 A JP 3693290A JP 3693290 A JP3693290 A JP 3693290A JP H03136252 A JPH03136252 A JP H03136252A
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- Japan
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- silicon carbide
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- crystal film
- carbide single
- type silicon
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- Recrystallisation Techniques (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
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は炭化珪素を主としてなる電界効果トランジスタ
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
（従来技術および発明が解決しようとする課題）一般に
、電界効果トランジスタは接合型と絶縁ゲート型に大別
され、接合型は更にｐｎ接合型とショットキ接合型に区
分される。従来、これらは珪素（Ｓｉ）を初めとして砒
化ガリウム（ＧａＡｓ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、
リン化インジウム（ＩｎＰ）等の半導体材料により製作
され、特にＳｉやＧａＡｓの電界効果トランジスタは広
く実用化されている。
、電界効果トランジスタは接合型と絶縁ゲート型に大別
され、接合型は更にｐｎ接合型とショットキ接合型に区
分される。従来、これらは珪素（Ｓｉ）を初めとして砒
化ガリウム（ＧａＡｓ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、
リン化インジウム（ＩｎＰ）等の半導体材料により製作
され、特にＳｉやＧａＡｓの電界効果トランジスタは広
く実用化されている。
一方、炭化珪素半導体はこれらの半導体材料に比べて禁
制帯幅が広＜（２，２〜３゜３ｅＶ）、また、熱的、化
学的及び機械的に極めて安定で、放射線損傷にも強いと
いう特徴を有している。従って、炭化珪素を用いた電界
効果トランジスタは、他の半導体材料を用いたトランジ
スタでは使用困難な高温、大電力、放射線照射等の苛酷
な条件下で使用することができ、高い信頼性と安定性を
示す素子として広範な分野での応用が期待されている。
制帯幅が広＜（２，２〜３゜３ｅＶ）、また、熱的、化
学的及び機械的に極めて安定で、放射線損傷にも強いと
いう特徴を有している。従って、炭化珪素を用いた電界
効果トランジスタは、他の半導体材料を用いたトランジ
スタでは使用困難な高温、大電力、放射線照射等の苛酷
な条件下で使用することができ、高い信頼性と安定性を
示す素子として広範な分野での応用が期待されている。
このように炭化珪素電界効果トランジスタが広範な応用
分野を期待されながら、未だ実用化を阻まれている原因
は、生産性を考慮した工業的規模での量産に必要となる
高品質でかつ大面積の炭化珪Ｔ、Ｉｒｌ−結晶を得るた
めの結晶成長技術の確立が遅れていることにある。従来
、研究室規模で、昇華再結晶法（レーリー法とも称され
る）等で成長させた炭化珪素単結晶を用いであるいはこ
の単結晶上に気相成長や液相成長でエピタキシャル成長
させた炭化珪素単結晶膜を用いて数例ではあるが、電界
効果トランジスタを製作する試みが文献（１）Ｒ，Ｂ、
Ｃａｍｐｂｅｌｌ ａｎｃｌ Ｈ，Ｃ，Ｃｈａｎｇ、”
５ｉｌｉｃｏｎ ＣａｒｂｉｄｅＪｕｎｃｔｉｏｎ
Ｄｅｖｉｃｅｓｌｌ、ｉｎｌｌＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃ
ｔｏｒ ａｎｄＳｅｍｉｍｅｔａｌｓ”、ｅｄｓ、Ｒ
，に、Ｗｉｌｌａｒｄｓｏｎ ａｎｄ Ａ、Ｃ，Ｂｅｅ
ｒ（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、 Ｎｅｗ Ｙｏｒ
ｋ、 １９７１）Ｖｏｌ、７．ＰａｒｔＢ。
分野を期待されながら、未だ実用化を阻まれている原因
は、生産性を考慮した工業的規模での量産に必要となる
高品質でかつ大面積の炭化珪Ｔ、Ｉｒｌ−結晶を得るた
めの結晶成長技術の確立が遅れていることにある。従来
、研究室規模で、昇華再結晶法（レーリー法とも称され
る）等で成長させた炭化珪素単結晶を用いであるいはこ
の単結晶上に気相成長や液相成長でエピタキシャル成長
させた炭化珪素単結晶膜を用いて数例ではあるが、電界
効果トランジスタを製作する試みが文献（１）Ｒ，Ｂ、
Ｃａｍｐｂｅｌｌ ａｎｃｌ Ｈ，Ｃ，Ｃｈａｎｇ、”
５ｉｌｉｃｏｎ ＣａｒｂｉｄｅＪｕｎｃｔｉｏｎ
Ｄｅｖｉｃｅｓｌｌ、ｉｎｌｌＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃ
ｔｏｒ ａｎｄＳｅｍｉｍｅｔａｌｓ”、ｅｄｓ、Ｒ
，に、Ｗｉｌｌａｒｄｓｏｎ ａｎｄ Ａ、Ｃ，Ｂｅｅ
ｒ（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、 Ｎｅｗ Ｙｏｒ
ｋ、 １９７１）Ｖｏｌ、７．ＰａｒｔＢ。
Ｃｈａｐ、９． ｐｐ６２５−６８３ 及び文献（
１） Ｗ、Ｖ、Ｍｕｅｎｃｈ。
１） Ｗ、Ｖ、Ｍｕｅｎｃｈ。
Ｐ、Ｈｏｅｃｋ ａｎｄ Ｅ、 Ｐｅｔｔｅｎｐａｕｌ
、”５ｉｌｉｃｏｎ ＣａｒｂｉｄｅＦｉｅｌｄ−Ｅｆ
ｆｅｃｔ ａｎｄ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓ
ｉｓｔｏｒｓ′１゜Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＥｌｅｃｔｒｏｎＤ
ｅｖｉｃｅｓ Ｍｅｅセｉｎｇ、 Ｗａｓｈｉｎｇ
ｔｏｎ Ｄ＋Ｃ，、１９７７、ＮｅｗＹｏｒｋ、 Ｉ
ＥＥＥ、 ｐｐ３３７−３３９．にて報告されている。
、”５ｉｌｉｃｏｎ ＣａｒｂｉｄｅＦｉｅｌｄ−Ｅｆ
ｆｅｃｔ ａｎｄ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓ
ｉｓｔｏｒｓ′１゜Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＥｌｅｃｔｒｏｎＤ
ｅｖｉｃｅｓ Ｍｅｅセｉｎｇ、 Ｗａｓｈｉｎｇ
ｔｏｎ Ｄ＋Ｃ，、１９７７、ＮｅｗＹｏｒｋ、 Ｉ
ＥＥＥ、 ｐｐ３３７−３３９．にて報告されている。
しかしながら、これらの単結晶は小面積のものしか（ひ
られず、またその寸法や形状を制御することは困難であ
る。炭化珪素結晶に存在する結晶多形の制御及び不純物
濃度の制御も容易ではなく、これらの炭化珪素単結晶を
用いて電界効果トランジスタを製造する方法は工業的規
模での実用的製造方法には程遠い。
られず、またその寸法や形状を制御することは困難であ
る。炭化珪素結晶に存在する結晶多形の制御及び不純物
濃度の制御も容易ではなく、これらの炭化珪素単結晶を
用いて電界効果トランジスタを製造する方法は工業的規
模での実用的製造方法には程遠い。
最近、本発明者は、珪素単結晶基板上に気相成長法（Ｃ
Ｖ Ｄ法）で良質の大面積炭化珪素単結晶を成長させる
方法を確立し、特願昭５８−７６８４２号にて出願して
いる。この方法は珪素単結晶基板上に低温ＣＶＤ法で炭
化珪素薄膜を形成した後昇温しでＣＶＤ法で炭化珪素薄
膜上に炭化珪素単結晶を成長させる技術であり、安価で
入手の容易な珪素単結晶基板を用いて結晶多形、不純物
濃度、寸法及び形状等を制御することにより大面積で高
品質の炭化珪素単結晶膜を供給することができるととも
に量産形態にも適し、高い生産性を期待することができ
る製造方法である。
Ｖ Ｄ法）で良質の大面積炭化珪素単結晶を成長させる
方法を確立し、特願昭５８−７６８４２号にて出願して
いる。この方法は珪素単結晶基板上に低温ＣＶＤ法で炭
化珪素薄膜を形成した後昇温しでＣＶＤ法で炭化珪素薄
膜上に炭化珪素単結晶を成長させる技術であり、安価で
入手の容易な珪素単結晶基板を用いて結晶多形、不純物
濃度、寸法及び形状等を制御することにより大面積で高
品質の炭化珪素単結晶膜を供給することができるととも
に量産形態にも適し、高い生産性を期待することができ
る製造方法である。
（課題を解決するための手段）
本発明は、珪素基板上に第１導電型炭化珪素単結晶膜を
成長させた後、該第１導電型炭化珪素単結晶膜上に第２
導電型炭化珪素単結晶膜を成長さ仕る工程と、該第２導
電型炭化珪素単結晶膜上にショットキ電極を設けて、該
ショットキ電極をゲート電極とし、また、前記第２導電
型炭化珪素単結晶膜をチャネル領域として、該チャネル
領域に近接してソース電極、及びドレイン電極を設ける
工程と、からなる炭化珪素ショットキ接合型電界効果ト
ランジスタの製造方法を提供するものである。
成長させた後、該第１導電型炭化珪素単結晶膜上に第２
導電型炭化珪素単結晶膜を成長さ仕る工程と、該第２導
電型炭化珪素単結晶膜上にショットキ電極を設けて、該
ショットキ電極をゲート電極とし、また、前記第２導電
型炭化珪素単結晶膜をチャネル領域として、該チャネル
領域に近接してソース電極、及びドレイン電極を設ける
工程と、からなる炭化珪素ショットキ接合型電界効果ト
ランジスタの製造方法を提供するものである。
この時、珪′Ｘ基板上への第１導電型炭化珪素単結晶膜
の成長は上述の特願昭５８−７６８４２号に記載の方法
、即ち、珪素基板を気相成長用の支６基板とし、該珪素
基板面に低温の気相成長法で炭化珪素の多結晶又は非晶
質からなる薄い膜を一様に形成して前記珪素基板面を被
覆した後、再度前記珪素猜板を支持基板とし、前記気相
成長法より高温でかつ前記珪素基板の融点以下の温度の
気相成長法で前記薄い膜上に炭化珪素の単結晶層を連続
的に成長形成する炭化珪素単結晶堰板の成長方法をｒ４
Ｅいるものである。
の成長は上述の特願昭５８−７６８４２号に記載の方法
、即ち、珪素基板を気相成長用の支６基板とし、該珪素
基板面に低温の気相成長法で炭化珪素の多結晶又は非晶
質からなる薄い膜を一様に形成して前記珪素基板面を被
覆した後、再度前記珪素猜板を支持基板とし、前記気相
成長法より高温でかつ前記珪素基板の融点以下の温度の
気相成長法で前記薄い膜上に炭化珪素の単結晶層を連続
的に成長形成する炭化珪素単結晶堰板の成長方法をｒ４
Ｅいるものである。
（作用）
上述の如く、２段階ＣＶＤ法で成長させた炭化珪素単結
晶膜上に、更に所望導電型の炭化珪素単結晶膜を成長さ
せて、ショットキ接合型電界効果トランジスタを製造す
ることにより、生産性を考慮した工業的規模での量産に
適した炭化珪素電界効果トランジスタの製造が可能とな
る。
晶膜上に、更に所望導電型の炭化珪素単結晶膜を成長さ
せて、ショットキ接合型電界効果トランジスタを製造す
ることにより、生産性を考慮した工業的規模での量産に
適した炭化珪素電界効果トランジスタの製造が可能とな
る。
（実施例）
以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明するが、
本発明がこの実施例に限定されるものではない。
本発明がこの実施例に限定されるものではない。
第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示す断面図であ
る。まず、原料ガスとしてモノンラン及びプロパンを用
い、キャリアガスとして水素を流し、ｐ型珪素単結晶基
板ｌの温度を１０５０ ’Ｃに昇温しで、この珪素基板
１上にごく薄い炭化珪素多結晶層を形成する。続いて前
記珪素基板１の温度を１３５０°Ｃに昇温しで、該炭化
珪素多結晶層上に数μ肩程度の膜厚のｐ型炭化珪素単結
晶膜２、及び０．５〜１μ肩程度の膜厚のｎ型炭化珪素
単結晶膜３を順次積層して成長させる（第１図）。この
時、ｐ型不純物としてＢやＡ１が用いられ、ｎ型不純物
としてはＰやＮか用いられる。これらは気相成長時にキ
ャリアガスとして反応炉内へ混入され炭化珪素単結晶膜
へドープされる。
る。まず、原料ガスとしてモノンラン及びプロパンを用
い、キャリアガスとして水素を流し、ｐ型珪素単結晶基
板ｌの温度を１０５０ ’Ｃに昇温しで、この珪素基板
１上にごく薄い炭化珪素多結晶層を形成する。続いて前
記珪素基板１の温度を１３５０°Ｃに昇温しで、該炭化
珪素多結晶層上に数μ肩程度の膜厚のｐ型炭化珪素単結
晶膜２、及び０．５〜１μ肩程度の膜厚のｎ型炭化珪素
単結晶膜３を順次積層して成長させる（第１図）。この
時、ｐ型不純物としてＢやＡ１が用いられ、ｎ型不純物
としてはＰやＮか用いられる。これらは気相成長時にキ
ャリアガスとして反応炉内へ混入され炭化珪素単結晶膜
へドープされる。
次に、ｎ型炭化珪素単結晶膜３の活性領域となる部分を
残して通常のホトリソグラフィ技法を用いたエツチング
によりメサエッチングを行い、第２図に示す如くｎ型炭
化珪素単結晶膜３及びｎ型炭化珪素単結晶膜２の周辺部
分を取り除く。
残して通常のホトリソグラフィ技法を用いたエツチング
によりメサエッチングを行い、第２図に示す如くｎ型炭
化珪素単結晶膜３及びｎ型炭化珪素単結晶膜２の周辺部
分を取り除く。
ソース電極５及びドレイン電極６となるオーム性電極材
料としてニッケルを適当なマスクを用いてｎ型炭化珪素
単結晶膜３上の両端位置に蒸着する。また、ショットキ
ゲート電極７として金をソース・ドレイン両電極５．６
間に蒸着する。各電極５，６．７にリード線を接続する
ことにより、第３図に示すようなショットキ接合型電界
効果トランジスタが作製される。
料としてニッケルを適当なマスクを用いてｎ型炭化珪素
単結晶膜３上の両端位置に蒸着する。また、ショットキ
ゲート電極７として金をソース・ドレイン両電極５．６
間に蒸着する。各電極５，６．７にリード線を接続する
ことにより、第３図に示すようなショットキ接合型電界
効果トランジスタが作製される。
上記実施例において、電極材料としてニッケル及び金を
用いたが、他の種類の材料を用いることも可能である。
用いたが、他の種類の材料を用いることも可能である。
（発明の効果）
本発明によれば、珪素単結晶基板上に成長させた炭化珪
素単結晶膜を用いて、生産性を考慮した工業的規模での
量産に遇した炭化珪素電界効果トランジスタの製造が可
能となり、珪素などの他の半導体には無い優れた特徴を
もつ炭化珪素半導体の特性を活かして、広範な分野で応
用することが期待され、半導体素子の新たな活用領域を
開拓していくと目される。
素単結晶膜を用いて、生産性を考慮した工業的規模での
量産に遇した炭化珪素電界効果トランジスタの製造が可
能となり、珪素などの他の半導体には無い優れた特徴を
もつ炭化珪素半導体の特性を活かして、広範な分野で応
用することが期待され、半導体素子の新たな活用領域を
開拓していくと目される。
第１図乃至第３図は本発明の一実施例の説明に供する製
造工程図である。 １・・・珪素単結晶基板、 ２・・・ｎ型炭化珪素単結晶膜、 ３・・・ｎ型炭化珪素単結晶膜、 ５・・ソース電極、 ６・・ドレイン電極、 ７・・・ゲート電極
造工程図である。 １・・・珪素単結晶基板、 ２・・・ｎ型炭化珪素単結晶膜、 ３・・・ｎ型炭化珪素単結晶膜、 ５・・ソース電極、 ６・・ドレイン電極、 ７・・・ゲート電極
Claims (1)
- 珪素基板上に第１導電型炭化珪素単結晶膜を成長させ
た後、該第１導電型炭化珪素単結晶膜上に第２導電型炭
化珪素単結晶膜を成長させる工程と、該第２導電型炭化
珪素単結晶膜上にショットキ電極を設けて、該ショット
キ電極をゲート電極とし、また、前記第２導電型炭化珪
素単結晶膜をチャネル領域として、該チャネル領域に近
接してソース電極、及びドレイン電極を設ける工程と、
からなることを特徴とする炭化珪素ショットキ接合型電
界効果トランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3693290A JPH0666335B2 (ja) | 1983-12-29 | 1990-02-16 | 炭化珪素ショットキ接合型電界効果トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58246511A JPS60142568A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 炭化珪素電界効果トランジスタの製造方法 |
| JP3693290A JPH0666335B2 (ja) | 1983-12-29 | 1990-02-16 | 炭化珪素ショットキ接合型電界効果トランジスタの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58246511A Division JPS60142568A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-29 | 炭化珪素電界効果トランジスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03136252A true JPH03136252A (ja) | 1991-06-11 |
| JPH0666335B2 JPH0666335B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=26376037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3693290A Expired - Lifetime JPH0666335B2 (ja) | 1983-12-29 | 1990-02-16 | 炭化珪素ショットキ接合型電界効果トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666335B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11214405A (ja) * | 1998-01-28 | 1999-08-06 | Sanyo Electric Co Ltd | ＳｉＣ半導体装置及びその製造方法 |
| US6670687B2 (en) | 2001-06-25 | 2003-12-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having silicon carbide layer of predetermined conductivity type and module device having the same |
-
1990
- 1990-02-16 JP JP3693290A patent/JPH0666335B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11214405A (ja) * | 1998-01-28 | 1999-08-06 | Sanyo Electric Co Ltd | ＳｉＣ半導体装置及びその製造方法 |
| US6670687B2 (en) | 2001-06-25 | 2003-12-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having silicon carbide layer of predetermined conductivity type and module device having the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0666335B2 (ja) | 1994-08-24 |
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