JP6560117B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照しながら本実施の形態の半導体装置について詳細に説明する。
図1は、本実施の形態の半導体装置の構成を示す断面図である。図1等に示す本実施の形態の半導体装置(半導体素子)は、窒化物半導体を用いたMIS(Metal Insulator Semiconductor)型の電界効果トランジスタ(FET;Field Effect Transistor)である。
例えば、n型半導体領域CDnの形成領域上に、水素を含有する膜を形成する。次いで、熱処理を施すことにより、水素を含有する膜からコドープ層CDに水素(H)を導入する。この水素(H)の導入により、活性化されていたp型不純物(ここでは、Mg)が不活性化し、n型半導体領域CDnとなる。
例えば、n型半導体領域CDnの形成領域上に開口部を有するマスク膜を形成する。次いで、このマスク膜をマスクとして、コドープ層CDに水素(H)をイオン注入(イオン打ち込み)し、熱処理を施すことにより、コドープ層CDのp型不純物(ここでは、Mg)を不活性化する。これにより、水素(H)をイオン注入した領域が、n型半導体領域CDnとなる。
次いで、図3〜図11を参照しながら、本実施の形態の半導体装置の製造方法を説明するとともに、当該半導体装置の構成をより明確にする。図3〜図11は、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図である。
なお、上記製造工程においては、高濃度の水素を含有する膜からコドープ層CDに水素(H)を拡散させる工程(いわゆる、固相拡散工程)を例に説明したが、イオン注入工程により、コドープ層CDに水素(H)を導入してもよい。
実施の形態1においては、npn構成部(n型半導体領域CDn−p型半導体領域CDp−n型半導体領域CDn)を有する横型のMISFETを例に説明したが、同一層内に形成された異なる導電型の接合部(pn接合部)の適用例は、上記横型のMISFETの限定されるものではない。同一層内にpn接合部を有する半導体素子については種々のものがあるが、本実施の形態においては、縦型のMISFETへの適用例について説明する。
図12は、本実施の形態の半導体装置の構成を示す断面図である。図12に示す本実施の形態の半導体装置(半導体素子)は、窒化物半導体を用いた縦型のMISFETである。
次いで、図13〜図16を参照しながら、本実施の形態の半導体装置の製造方法を説明するとともに、当該半導体装置の構成をより明確にする。図13〜図16は、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図である。
本実施の形態においては、同一層内に形成された異なる導電型の接合部(pn接合部)を、パワーMISFETのスーパージャンクション構造部へ適用した例について説明する。
図17は、本実施の形態の半導体装置の構成を示す断面図である。本実施の形態の半導体装置(半導体素子)は、スーパージャンクション構造を採用した、縦型のパワーMISFETである。
次いで、図18〜図23を参照しながら、本実施の形態の半導体装置の製造方法を説明するとともに、当該半導体装置の構成をより明確にする。図18〜図23は、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図である。
CD コドープ層
CDn n型半導体領域
CDn1 n型半導体領域
CDn2 n型半導体領域
CDp p型半導体領域
CL コンタクト層
DE ドレイン電極
GE ゲート電極
GI ゲート絶縁膜
IL 層間絶縁膜
ILC カバー絶縁膜
ILH 水素を含有する絶縁膜
L バリア層
NL n-層
NL1 第1n-層
NL2 第2n-層
NUC 核生成層
S 基板
SE ソース電極
Claims (5)
- (a)基板上に、p型不純物とn型不純物とを有する窒化物半導体層を形成する工程、
(b)前記窒化物半導体層の第1領域に水素を導入する工程であって、熱処理を施すことにより、前記第1領域上に形成された水素を含有する膜から前記第1領域に水素を拡散させる工程、
(c)前記水素を含有する膜を除去する工程、
を有し、
前記(b)工程により、前記第1領域がn型半導体領域となる、半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記窒化物半導体層中の、前記p型不純物の濃度は、前記n型不純物の濃度より高い、半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記(b)工程において、前記窒化物半導体層の第2領域には、前記水素は導入されず、前記第2領域はp型半導体領域である、半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
(d)前記窒化物半導体層上に、ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程を有する、半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記p型不純物は、Mgであり、前記n型不純物は、Siである、半導体装置の製造方法。
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