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公開番号2024162734
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2023078589
出願日2023-05-11
発明の名称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
出願人住友電気工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 29/78 20060101AFI20241114BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】金属不純物を効率よく捕獲できる層間絶縁膜を有する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を提供する。
【解決手段】炭化珪素半導体装置は、第1主面を有する炭化珪素基板と、前記炭化珪素基板の前記第1主面の上に設けられたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上に設けられたゲート電極と、前記ゲート電極を覆うように設けられた層間絶縁膜と、を有し、前記層間絶縁膜は、リンのデルタドープ層を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１主面を有する炭化珪素基板と、
前記炭化珪素基板の前記第１主面の上に設けられたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の上に設けられたゲート電極と、
前記ゲート電極を覆うように設けられた層間絶縁膜と、
を有し、
前記層間絶縁膜は、リンのデルタドープ層を含む、
炭化珪素半導体装置。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記デルタドープ層におけるリン原子のピーク濃度は、５×１０
１６
ｃｍ
－３
以上１×１０
１９
ｃｍ
－３
以下である、
請求項１に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項３】
前記デルタドープ層の厚さは、０．０５μｍ以上０．３μｍ以下である、
請求項１に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項４】
前記層間絶縁膜は、深さ方向において互いに離隔した複数の前記デルタドープ層を有する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項５】
第１主面を有する炭化珪素基板の前記第１主面の上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極を覆うように層間絶縁膜を形成する工程と、
を有し、
前記層間絶縁膜を形成する工程は、
前記ゲート電極を覆うように絶縁膜を形成する工程と、
イオン注入によって前記絶縁膜にリン原子がドープされたデルタドープ層を形成する工程と、
を含み、
前記絶縁膜を形成する工程において、前記炭化珪素基板を８００℃以上の温度に加熱する、
炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁膜を形成する工程において、減圧ＣＶＤ法によって前記絶縁膜を形成する、
請求項５に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、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に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ＰＳＧ（Phosphorus Silicate Glass）膜を含む層間絶縁膜を有する炭化珪素半導体装置が知られている。ＰＳＧ膜は、例えば常圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－８６０６４号公報
特開２０１８－８２０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
常圧ＣＶＤ法によりＰＳＧ膜を形成する場合、リン原子を高濃度に含ませると、表面に凹凸が形成されやすい。そのため、ＰＳＧ膜にリン原子を高濃度で含ませることが難しい。ＰＳＧ膜に含まれるリン原子が低濃度である場合、ナトリウムなどの金属不純物を効率よく捕獲することが困難である。
【０００５】
本開示は、金属不純物を効率よく捕獲できる層間絶縁膜を有する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を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の炭化珪素半導体装置は、第１主面を有する炭化珪素基板と、前記炭化珪素基板の前記第１主面の上に設けられたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上に設けられたゲート電極と、前記ゲート電極を覆うように設けられた層間絶縁膜と、を有し、前記層間絶縁膜は、リンのデルタドープ層を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、金属不純物を効率よく捕獲できる層間絶縁膜を有する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を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、実施形態に係る炭化珪素半導体装置を示す断面図である。
図２は、層間絶縁膜を示す断面図である。
図３は、層間絶縁膜の深さ方向におけるリン濃度分布を示す図である。
図４は、実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
図５は、実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
図６は、実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を示す断面図（その３）である。
図７は、実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を示す断面図（その４）である。
図８は、実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を示す断面図（その５）である。
図９は、実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を示す断面図（その６）である。
図１０は、実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を示す断面図（その７）である。
図１１は、実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を示す断面図（その８）である。
図１２は、実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を示す断面図（その９）である。
図１３は、実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を示す断面図（その１０）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施するための形態について、以下に説明する。
【００１０】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。
（【００１１】以降は省略されています）

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