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公開番号2025119907
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-15
出願番号2024015022
出願日2024-02-02
発明の名称電界効果トランジスタとその製造方法
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H10D 30/01 20250101AFI20250807BHJP()
要約【課題】ゲート絶縁膜とSiC基板との界面におけるSiCの酸化を抑制するとともに、リーク電流を抑制する。
【解決手段】電界効果トランジスタの製造方法であって、SiC基板の表面に堆積法によって第1ゲート絶縁膜を形成する工程と、前記第1ゲート絶縁膜の表面に堆積法によってシリコン膜を形成する工程と、前記シリコン膜の表面に堆積法によって第2ゲート絶縁膜を形成する工程と、前記第2ゲート絶縁膜の形成後に窒素酸化物ガス中で前記SiC基板をアニールする工程、を有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
電界効果トランジスタの製造方法であって、
ＳｉＣ基板（１２）の表面に、堆積法によって第１ゲート絶縁膜（３１）を形成する工程と、
前記第１ゲート絶縁膜の表面に、堆積法によってシリコン膜（３４）を形成する工程と、
前記シリコン膜の表面に、堆積法によって第２ゲート絶縁膜（３２）を形成する工程と、
前記第２ゲート絶縁膜の形成後に、窒素酸化物ガス中で前記ＳｉＣ基板をアニールする工程、
を有する製造方法。
続きを表示（約 450 文字）【請求項２】
前記第１ゲート絶縁膜が、酸化シリコンまたは窒化シリコンにより構成されており、
前記第２ゲート絶縁膜が、酸化シリコンまたは窒化シリコンにより構成されている、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記ＳｉＣ基板が、ｎ型のソース領域（２４）と、ｐ型のボディ領域（２０）と、ｎ型のドレイン領域（２２）を有し、
前記第１ゲート絶縁膜、前記シリコン膜及び前記第２ゲート絶縁膜が、前記ソース領域、前記ボディ領域及び前記ドレイン領域を覆うように形成される、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
電界効果トランジスタであって、
ＳｉＣ基板と、
前記ＳｉＣ基板の表面を覆う第１ゲート絶縁膜と、
前記第１ゲート絶縁膜の表面を覆うシリコン膜と、
前記シリコン膜の表面を覆う第２ゲート絶縁膜と、
前記第２ゲート絶縁膜の表面を覆うゲート電極、
を有する電界効果トランジスタ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、電界効果トランジスタとその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【０００２】
ゲート絶縁膜が設けられたＳｉＣ基板（すなわち、炭化ケイ素基板）を窒素酸化物ガス（例えば、ＮＯ、Ｎ
２
Ｏなど）中でアニールする技術が知られている。このようにアニールを行うと、ＳｉＣ基板とゲート絶縁膜の界面においてＳｉＣ基板が窒化する。これにより、ＳｉＣ基板とゲート絶縁膜の界面における欠陥密度を低下させることができる。しかしながら、この技術では、ＳｉＣ基板とゲート絶縁膜の界面において窒化だけでなく酸化も進行する。ＳｉＣ基板の酸化によって欠陥が発生するので、この技術では欠陥密度の低減に限界がある。
【０００３】
特許文献１には、ＳｉＣ基板の表面に薄いシリコン膜を形成し、シリコン膜上にゲート絶縁膜を形成する技術が開示されている。この技術では、シリコン膜を酸化させることで、ＳｉＣ基板とゲート絶縁膜の界面におけるＳｉＣ基板の酸化を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１９２３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳｉＣ基板の表面に薄いシリコン膜が存在する状態で窒素酸化物ガス中でのアニールを実施することで、シリコン膜を酸化させ、ＳｉＣ基板の酸化を抑制できる。すなわち、この方法によれば、ＳｉＣ基板の酸化を抑制しながらＳｉＣ基板を窒化することができる。しかしながら、この方法では、シリコン膜が十分に酸化せずに残存する場合がある。すなわち、ゲート絶縁膜とＳｉＣ基板との界面にシリコン膜が残存する場合がある。このようにシリコン膜が残存すると、シリコン膜を介してリーク電流が発生する。本明細書では、ゲート絶縁膜とＳｉＣ基板との界面におけるＳｉＣ基板の酸化を抑制するとともに、リーク電流を抑制する技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する電界効果トランジスタの製造方法は、ＳｉＣ基板の表面に堆積法によって第１ゲート絶縁膜を形成する工程と、前記第１ゲート絶縁膜の表面に堆積法によってシリコン膜を形成する工程と、前記シリコン膜の表面に堆積法によって第２ゲート絶縁膜を形成する工程と、前記第２ゲート絶縁膜の形成後に窒素酸化物ガス中で前記ＳｉＣ基板をアニールする工程、を有する。
【０００７】
なお、堆積法は、ＣＶＤ(chemical vapor deposition)、ＬＰＥ(liquid phase epitaxy)、ＡＬＤ(atomic layer deposition)、ＭＢＥ(molecular beam epitaxy)等のいずれであってもよい。また、第１ゲート絶縁膜、シリコン膜、及び、第２ゲート絶縁膜がそれぞれ異なる堆積法によって形成されてもよい。
【０００８】
この製造方法では、第１ゲート絶縁膜と第２ゲート絶縁膜の間にシリコン膜を形成する。窒素酸化物ガス中でＳｉＣ基板をアニールする際には、シリコン膜が窒素酸化物ガスによって酸化されることで、ＳｉＣ基板の酸化が抑制される。したがって、この製造方法によれば、ＳｉＣ基板とゲート絶縁膜の界面における欠陥密度を効果的に低下させることができる。また、アニールにおいてシリコン膜の一部が酸化せずに残存した場合であっても、シリコン膜とＳｉＣ基板の間に第１ゲート絶縁膜が存在するので、シリコン膜がＳｉＣ基板から絶縁されている。したがって、シリコン膜を介したリーク電流を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施例１の製造方法の説明図。
実施例１の製造方法の説明図。
実施例１の製造方法の説明図。
実施例１の製造方法の説明図。
実施例１の製造方法の説明図。
実施例１の製造方法の説明図。
実施例１の製造方法で製造された電界効果トランジスタの断面図。
シリコン膜３４が残存した場合の電界効果トランジスタの断面図。
実施例２の製造方法の説明図。
実施例２の製造方法の説明図。
実施例２の製造方法の説明図。
実施例２の製造方法の説明図。
実施例２の製造方法の説明図。
実施例２の製造方法の説明図。
実施例２の製造方法の説明図。
実施例２の製造方法で製造された電界効果トランジスタの断面図。
シリコン膜３４が残存した場合の電界効果トランジスタの断面図。
実施例３の製造方法の説明図。
実施例３の製造方法の説明図。
実施例３の製造方法の説明図。
実施例３の製造方法の説明図。
実施例３の製造方法の説明図。
実施例３の製造方法の説明図。
実施例３の製造方法で製造された電界効果トランジスタの断面図。
シリコン膜３４が残存した場合の電界効果トランジスタの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書が開示する一例の製造方法では、前記第１ゲート絶縁膜が、酸化シリコンまたは窒化シリコンにより構成されていてもよい。前記第２ゲート絶縁膜が、酸化シリコンまたは窒化シリコンにより構成されていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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