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JP7776382B2 - Semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents
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JP7776382B2 - Semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device and method for manufacturing the same

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JP7776382B2 JP2022085001A JP2022085001A JP7776382B2 JP 7776382 B2 JP7776382 B2 JP 7776382B2 JP 2022085001 A JP2022085001 A JP 2022085001A JP 2022085001 A JP2022085001 A JP 2022085001A JP 7776382 B2 JP7776382 B2 JP 7776382B2
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Description

本発明の実施形態は、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to semiconductor devices and methods for manufacturing semiconductor devices.

炭化シリコン(SiC)を用いたトランジスタなどの半導体装置がある。半導体装置において良好な特性が求められる。 There are semiconductor devices such as transistors that use silicon carbide (SiC). Good characteristics are required for semiconductor devices.

特開2005-109396号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-109396

本発明の実施形態は、特性の向上が可能な半導体装置、及び、半導体装置の製造方法を提供する。 Embodiments of the present invention provide a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device that can improve characteristics.

本発明の実施形態によれば、半導体装置の製造方法は、炭化シリコン部材と、前記炭化シリコン部材に積層されシリコン及び酸素を含む第1膜と、を含む構造体を準備することを含む。前記製造方法は、水素を含む第1雰囲気中で前記構造体を熱処理する第1処理を実施することを含む。前記製造方法は、前記第1処理の後に、窒素及び酸素を含む第2雰囲気で前記構造体を熱処理する第2処理を実施することを含む。前記第2雰囲気における前記酸素の濃度は、5ppm以上1000ppm以下である。 According to an embodiment of the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device includes preparing a structure including a silicon carbide member and a first film containing silicon and oxygen that is stacked on the silicon carbide member. The manufacturing method includes performing a first process of heat-treating the structure in a first atmosphere containing hydrogen. The manufacturing method also includes performing a second process, after the first process, of heat-treating the structure in a second atmosphere containing nitrogen and oxygen. The concentration of oxygen in the second atmosphere is 5 ppm or more and 1000 ppm or less.

図1は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment. 図2は、実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the embodiment. 図3は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する模式図である。3A to 3C are schematic views illustrating the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment. 図4は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する模式図である。4A to 4C are schematic views illustrating the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment. 図5は、実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the embodiment. 図6(a)及び図6(b)は、半導体装置における特性を例示するグラフである。6A and 6B are graphs illustrating the characteristics of the semiconductor device. 図7(a)及び図7(b)は、半導体装置における特性を例示するグラフである。7A and 7B are graphs illustrating the characteristics of the semiconductor device. 図8(a)及び図8(b)は、半導体装置における特性を例示するグラフである。8A and 8B are graphs illustrating the characteristics of the semiconductor device. 図9は、半導体装置における特性を例示するグラフである。FIG. 9 is a graph illustrating the characteristics of a semiconductor device. 図10は、半導体装置における特性を例示するグラフである。FIG. 10 is a graph illustrating the characteristics of a semiconductor device. 図11は、半導体装置における特性を例示するグラフである。FIG. 11 is a graph illustrating the characteristics of a semiconductor device. 図12は、半導体装置における特性を例示するグラフである。FIG. 12 is a graph illustrating the characteristics of the semiconductor device. 図13は、半導体装置における特性を例示するグラフである。FIG. 13 is a graph illustrating the characteristics of a semiconductor device. 図14は、半導体装置における特性を例示するグラフである。FIG. 14 is a graph illustrating the characteristics of the semiconductor device. 図15は、実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。FIG. 15 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the embodiment.

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between parts, etc. are not necessarily the same as those in reality. Furthermore, even when the same part is shown, the dimensions and ratios may be different depending on the drawing.
In the present specification and the drawings, elements similar to those described above with reference to the previous drawings are designated by the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted as appropriate.

図1は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャートである。
図2は、実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図1に示すように、実施形態に係る半導体装置の製造方法は、構造体の準備(ステップS110)、第1処理(ステップS120)、及び、第2処理(ステップS130)を含む。製造方法は、後述する導電膜の形成(ステップS140)を含んでも良い。
FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the embodiment.
1, the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment includes preparing a structure (step S110), a first process (step S120), and a second process (step S130). The method may also include forming a conductive film (step S140), which will be described later.

図2に示すように、半導体装置110において、炭化シリコン部材50の上に第1膜10が設けられる。構造体10Bは、炭化シリコン部材50及び第1膜10を含む。第1膜10は、炭化シリコン部材50に積層される。炭化シリコン部材50は、炭化シリコン(SiC)を含む。炭化シリコン部材50は、例えば、4H-SiCを含む。 As shown in FIG. 2, in the semiconductor device 110, a first film 10 is provided on a silicon carbide member 50. The structure 10B includes the silicon carbide member 50 and the first film 10. The first film 10 is stacked on the silicon carbide member 50. The silicon carbide member 50 includes silicon carbide (SiC). The silicon carbide member 50 includes, for example, 4H-SiC.

第1膜10は、シリコン及び酸素を含む。第1膜10は、例えば、酸化シリコン膜である。例えば、第1膜10は、炭化シリコン部材50の上に堆積される。第1膜10は、例えば、化学気相成長(CVD:Chemical Vapor Deposition)により形成される。化学気相成長は、原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)を含んでも良い。第1膜10は、例えば、PVD(physical vapor deposition)法で形成されても良い。PVD法は、蒸着及びスパッタの少なくともいずれかを含む。実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第1膜10を炭化シリコン部材50の上に堆積すること(ステップS110の1つの例)をさらに含んでも良い。 The first film 10 contains silicon and oxygen. The first film 10 is, for example, a silicon oxide film. For example, the first film 10 is deposited on the silicon carbide member 50. The first film 10 is formed, for example, by chemical vapor deposition (CVD). Chemical vapor deposition may include atomic layer deposition (ALD). The first film 10 may be formed, for example, by physical vapor deposition (PVD). The PVD method includes at least one of evaporation and sputtering. The method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment may further include depositing the first film 10 on the silicon carbide member 50 (one example of step S110).

炭化シリコン部材50から第1膜10に向かう方向をZ軸方向とする。例えば、第1膜10は、炭化シリコン部材50と接する。炭化シリコン部材50と第1膜10との間には、界面15が存在する。 The direction from the silicon carbide member 50 toward the first film 10 is defined as the Z-axis direction. For example, the first film 10 contacts the silicon carbide member 50. An interface 15 exists between the silicon carbide member 50 and the first film 10.

第1膜10の厚さt1(第1処理の前における厚さ)は、例えば、20nm以上100nm以下である。厚さt1は、Z軸方向に沿った長さである。このような厚さt1を有する第1膜10は、トランジスタのゲート絶縁膜として利用できる。このような厚さt1により、適切な絶縁性と、適切な電気的特性(例えばしきい値電圧など)、及び、良好な信頼性と、が得られる。厚さt1は、30nm以上60nm以下でも良い。 The thickness t1 of the first film 10 (thickness before the first process) is, for example, 20 nm or more and 100 nm or less. Thickness t1 is the length along the Z-axis direction. A first film 10 having such a thickness t1 can be used as a gate insulating film for a transistor. Such a thickness t1 provides appropriate insulation, appropriate electrical characteristics (e.g., threshold voltage), and good reliability. Thickness t1 may also be 30 nm or more and 60 nm or less.

半導体装置110において、第1導電膜E1がさらに設けられても良い。第1導電膜E1は、例えばゲート電極である。上記の第1処理及び第2処理は、第1導電膜E1の形成の前に実施される。半導体装置110は、構造体10Bと第1導電膜E1と、を含む。半導体装置110は、例えば、トランジスタである。 The semiconductor device 110 may further include a first conductive film E1. The first conductive film E1 is, for example, a gate electrode. The first and second processes described above are performed before the formation of the first conductive film E1. The semiconductor device 110 includes a structure 10B and the first conductive film E1. The semiconductor device 110 is, for example, a transistor.

第1処理(ステップS120)において、水素を含む第1雰囲気中で構造体10Bが熱処理される。 In the first process (step S120), the structure 10B is heat-treated in a first atmosphere containing hydrogen.

第2処理(ステップS130)は、第1処理の後に実施される。第2処理において、窒素(N)及び酸素(O)を含む第2雰囲気で構造体10Bが熱処理される。第2雰囲気は、微量の酸素を含む。例えば、第2雰囲気における酸素(O)の濃度は、5ppm以上1000ppm以下である。この濃度は、容積比である。 The second process (step S130) is performed after the first process. In the second process, the structure 10B is heat-treated in a second atmosphere containing nitrogen (N 2 ) and oxygen (O 2 ). The second atmosphere contains a trace amount of oxygen. For example, the concentration of oxygen (O 2 ) in the second atmosphere is 5 ppm or more and 1000 ppm or less. This concentration is a volume ratio.

このような処理により、半導体装置110において高いキャリア移動度が得られる。 This process results in high carrier mobility in the semiconductor device 110.

図3は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する模式図である。
図3は、第2処理における温度の変化を例示している。図3の横軸は、時間tmである。縦軸は、温度Tmpである。
3A to 3C are schematic views illustrating the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment.
3 illustrates the change in temperature during the second process, where the horizontal axis represents time tm and the vertical axis represents temperature Tmp.

図3に示すように、第2処理において、構造体10Bの温度は、700℃から1300℃に上昇し、その後、1200℃で維持され、その後、700℃以下に降下する。図3に示すように、1300℃(最高温度)の維持時間を時間tx1とする。1200℃の維持時間を時間tx2とする。1つの例(第1試料)において、時間tx1は、3時間である。時間tx2は、5.5時間である。第2雰囲気は、窒素(N)及び酸素(O)を含む。第2雰囲気における酸素の濃度(容積比)は、500ppmである。さらに、上記の第2雰囲気が窒素であり酸素を実質的に含まない(濃度が0.1ppm未満)の第1参考例の試料が作製される。 As shown in FIG. 3 , in the second treatment, the temperature of the structure 10B is increased from 700°C to 1300°C, then maintained at 1200°C, and then decreased to 700°C or lower. As shown in FIG. 3 , the time for maintaining the temperature at 1300°C (maximum temperature) is designated as time tx1. The time for maintaining the temperature at 1200°C is designated as time tx2. In one example (first sample), time tx1 is 3 hours. Time tx2 is 5.5 hours. The second atmosphere contains nitrogen (N 2 ) and oxygen (O 2 ). The oxygen concentration (volume ratio) in the second atmosphere is 500 ppm. Furthermore, a sample of a first reference example is fabricated in which the second atmosphere is nitrogen and substantially does not contain oxygen (the concentration is less than 0.1 ppm).

第1試料におけるキャリア移動度は、第1参考例の試料におけるキャリア移動度よりも低くなる。微量の酸素を含む試料において、酸素を含まない試料よりも高いキャリア移動度が得られる。実施形態によれば、特性の向上が可能な半導体装置の製造方法を提供できる。 The carrier mobility in the first sample is lower than that in the sample of the first reference example. A sample containing a trace amount of oxygen exhibits higher carrier mobility than a sample containing no oxygen. According to the embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device capable of improving characteristics can be provided.

微量の酸素を含む雰囲気による試料において高いキャリア移動度が得られるのは、微量の酸素と、窒素と、を含む第2雰囲気における熱処理により、炭化シリコン部材50と第1膜10との間の界面15が良好な状態になることと関係していると考えられる。 The high carrier mobility achieved in samples grown in an atmosphere containing a trace amount of oxygen is thought to be related to the fact that the heat treatment in the second atmosphere containing trace amounts of oxygen and nitrogen improves the condition of the interface 15 between the silicon carbide member 50 and the first film 10.

例えば、第2雰囲気(微量の酸素と、窒素と、を含む雰囲気)での第2処理により、低い界面準位密度、及び、高いキャリア移動度が得られる。これは、炭化シリコン部材50と第1膜10との間の界面15において、シリコン原子が効果的に窒素で終端されることが原因であると考えられる。一方、微量の酸素により、第1膜10(酸化シリコン膜)中の酸素欠損が修復される。このように、第2処理において、界面15の窒素終端と、第1膜10の膜質が改善される。これにより、低い界面準位密度が得られる。これにより、高いキャリア移動度が得られる。 For example, a low interface state density and high carrier mobility can be obtained by performing the second process in a second atmosphere (an atmosphere containing trace amounts of oxygen and nitrogen). This is thought to be due to the silicon atoms being effectively terminated with nitrogen at the interface 15 between the silicon carbide member 50 and the first film 10. Meanwhile, the trace amount of oxygen repairs oxygen vacancies in the first film 10 (silicon oxide film). In this way, the second process improves the nitrogen termination at the interface 15 and the film quality of the first film 10. This results in a low interface state density and high carrier mobility.

実施形態において、第2処理における温度は、1200℃以上1300℃以下であることが好ましい。このような温度により、界面準位密度が抑制でき、高いキャリア移動度が得られる。実施形態によれば、特性の向上が可能な半導体装置の製造方法を提供できる。 In this embodiment, the temperature in the second treatment is preferably 1200°C or higher and 1300°C or lower. At such a temperature, the interface state density can be suppressed, resulting in high carrier mobility. According to this embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device capable of improving its characteristics can be provided.

第2処理において1200℃を超える時間(図3に例示する時間tm2)は、1時間以上10時間以下であることが好ましい。これにより、界面準位密度が確実に抑制できる。高いキャリア移動度がより確実に得られる。 The time during which the temperature exceeds 1200°C in the second treatment (time tm2 shown in Figure 3) is preferably 1 hour or more and 10 hours or less. This ensures that the interface state density is suppressed. High carrier mobility can be more reliably obtained.

実施形態において、例えば、第2雰囲気における酸素は、Oであり、第2雰囲気における窒素は、Nである。実施形態において、第2雰囲気は、NOを実質的に含まないことが好ましい。例えば、第2雰囲気におけるNOの濃度は、0.3ppm未満であることが好ましい。この濃度は、容積比である。 In an embodiment, for example, the oxygen in the second atmosphere is O2 , and the nitrogen in the second atmosphere is N2 . In an embodiment, the second atmosphere preferably does not substantially contain NO. For example, the concentration of NO in the second atmosphere is preferably less than 0.3 ppm. This concentration is a volume ratio.

第2雰囲気が実質的にNOを含まないことで、例えば、シリコン原子が効果的に窒素で終端され、第1膜10の膜質が向上する。すなわち、第2雰囲気中の窒素は、界面15に作用し、第2雰囲気中の酸素は、第1膜10中に作用する。第2雰囲気がNOを含む場合は、窒素原子及び酸素原子が同時に存在する。このため、上記の効果を得ることが困難である。 When the second atmosphere is substantially free of NO, for example, silicon atoms are effectively terminated with nitrogen, improving the film quality of the first film 10. That is, nitrogen in the second atmosphere acts on the interface 15, and oxygen in the second atmosphere acts on the first film 10. When the second atmosphere contains NO, nitrogen atoms and oxygen atoms are present simultaneously. This makes it difficult to achieve the above-mentioned effect.

第2雰囲気に含まれる窒素(例えばN)の濃度は、0.1%以上100%未満であることが好ましい。第2雰囲気に含まれる窒素(例えばN)の濃度は、99.9%以下でも良い。界面準位密度が確実に抑制できる。高いキャリア移動度がより確実に得られる。上記の濃度は、容積比である。 The concentration of nitrogen (e.g., N2 ) contained in the second atmosphere is preferably 0.1% or more and less than 100%. The concentration of nitrogen (e.g., N2 ) contained in the second atmosphere may be 99.9% or less. The interface state density can be reliably suppressed. High carrier mobility can be more reliably obtained. The above concentrations are volume ratios.

第2処理における温度プロファイルの例は、図3に示す通りである。1つの例において、700℃から900℃への温度上昇の変化率は、例えば、10℃/min程度である。900℃から1270℃への温度上昇の変化率は、例えば、5℃/min程度である。1270℃から1300℃への温度上昇の変化率は、例えば、3℃/min程度である。1300℃から1200℃への温度降下の変化率は、例えば、5℃/min程度である。 An example of a temperature profile for the second process is shown in Figure 3. In one example, the rate of temperature increase from 700°C to 900°C is, for example, about 10°C/min. The rate of temperature increase from 900°C to 1270°C is, for example, about 5°C/min. The rate of temperature increase from 1270°C to 1300°C is, for example, about 3°C/min. The rate of temperature decrease from 1300°C to 1200°C is, for example, about 5°C/min.

実施形態において、上記の第2処理の前に、上記の第1処理が実施されることが好ましい。第1処理は、水素を含む第1雰囲気での熱処理である。 In this embodiment, it is preferable that the first treatment be performed before the second treatment. The first treatment is a heat treatment in a first atmosphere containing hydrogen.

例えば、第1処理の後に、酸素を実質的に含まず窒素を含む雰囲気での第2処理が実施された試料において、界面準位密度が、約2.5×1012/cm-2である。これに対して、第1処理の後に、窒素及び微量の酸素を含む第2雰囲気での第2処理が実施された試料において、界面準位密度は、約2.1×1012/cm-2以下にすることができる。 For example, in a sample that has undergone a first treatment followed by a second treatment in an atmosphere containing substantially no oxygen but containing nitrogen, the interface state density is approximately 2.5×10 12 /cm −2 . In contrast, in a sample that has undergone a first treatment followed by a second treatment in a second atmosphere containing nitrogen and a trace amount of oxygen, the interface state density can be reduced to approximately 2.1×10 12 /cm −2 or less.

例えば、水素を含む第1雰囲気での熱処理により、例えば、炭化シリコン部材50と第1膜10との間の界面15を含む領域において、炭素原子が取り除かれシリコンリッチの炭化シリコン領域が形成される。 For example, by heat treatment in a first atmosphere containing hydrogen, carbon atoms are removed and a silicon-rich silicon carbide region is formed in a region including the interface 15 between the silicon carbide member 50 and the first film 10.

界面15を含む領域にシリコンリッチの炭化シリコン領域が形成されることで、窒素がシリコンと結合しやすくする。その後の第2処理により、シリコンの窒素終端がより確実に行われる。これにより、炭化シリコン部材50と第1膜10との間の界面15において、炭化シリコン部材50と第1膜10とを良好に接続する接続領域が形成され易くなる。接続領域において、シリコンが窒素で終端され、低い界面準位密度が安定して得られる。例えば、第2処理は、炭化シリコン部材50と第1膜10との間の領域に存在するシリコンに窒素を結合させることを含む。 The formation of a silicon-rich silicon carbide region in the region including the interface 15 facilitates bonding of nitrogen with silicon. The subsequent second process more reliably terminates the silicon with nitrogen. This facilitates the formation of a connection region that effectively connects the silicon carbide member 50 and the first film 10 at the interface 15 between the silicon carbide member 50 and the first film 10. In the connection region, silicon is terminated with nitrogen, resulting in a stable low interface state density. For example, the second process includes bonding nitrogen to silicon present in the region between the silicon carbide member 50 and the first film 10.

例えば、水素を含む第1雰囲気での第1処理により、第1膜10中の不要な酸素が除去される。不要な酸素は、第2処理における高温で炭化シリコンを酸化する可能性がある。炭化シリコンを酸化すると炭素原子が酸化膜中に残り、高い特性(例えば高いキャリア移動度)が得難くなる可能性がある。そのため、炭化シリコンの酸化を抑制することが好ましい。第1処理で不要な酸素を除去することで、第2処理における好ましくない炭化シリコンの酸化が抑制される。 For example, unnecessary oxygen in the first film 10 is removed by the first process in a first atmosphere containing hydrogen. This unnecessary oxygen may oxidize the silicon carbide at high temperatures in the second process. If silicon carbide is oxidized, carbon atoms may remain in the oxide film, making it difficult to achieve high properties (e.g., high carrier mobility). Therefore, it is preferable to suppress the oxidation of silicon carbide. By removing unnecessary oxygen in the first process, undesirable oxidation of silicon carbide in the second process is suppressed.

水素を含む第1雰囲気での第1処理により、第1膜10中に酸素欠損が生じる可能性がある。微量の酸素を含む第2雰囲気での第2処理により、酸素欠損が修復される。これにより、高い膜質が得られる。 The first process, performed in a first atmosphere containing hydrogen, may cause oxygen vacancies in the first film 10. The second process, performed in a second atmosphere containing a trace amount of oxygen, repairs the oxygen vacancies. This results in high film quality.

窒素と、微量の酸素と、を含む雰囲気での第2処理により、酸素欠損が修復される。これにより、膜質が向上される。第2処理において、酸素の濃度は低く設定される。これにより、第2処理において、炭化シリコンの酸化が抑制される。 The second process, performed in an atmosphere containing nitrogen and trace amounts of oxygen, repairs oxygen vacancies, improving film quality. In the second process, the oxygen concentration is set low, suppressing oxidation of silicon carbide.

第1雰囲気における水素の濃度は、0.01%以上100%以下である。第1雰囲気は、NOを含まないことが好ましい。第1雰囲気におけるNOの濃度は、例えば、0.001ppm以下である。これらの濃度は、容積比である。 The hydrogen concentration in the first atmosphere is 0.01% or more and 100% or less. The first atmosphere preferably does not contain NO. The NO concentration in the first atmosphere is, for example, 0.001 ppm or less. These concentrations are volume ratios.

第1処理の第1雰囲気が酸素を含む場合は、炭化シリコンの炭素が除去され難くなり、窒素による終端が効果的に行われ難くなる。例えば、界面準位の低減が不十分になりやすい。第1処理の第1雰囲気が酸素を含む場合は、第1膜10に含まれる不要な酸素の除去が困難になる。この場合は、第2処理において、炭化シリコンが酸化され易い。高い特性(例えば高いキャリア移動度)が得難い。 If the first atmosphere in the first process contains oxygen, it becomes difficult to remove carbon from the silicon carbide, making it difficult to effectively terminate with nitrogen. For example, the reduction of interface states is likely to be insufficient. If the first atmosphere in the first process contains oxygen, it becomes difficult to remove unnecessary oxygen contained in the first film 10. In this case, the silicon carbide is likely to be oxidized in the second process. It becomes difficult to achieve high characteristics (for example, high carrier mobility).

第2処理の第2雰囲気における酸素の濃度が1000pmを超えると、炭化シリコンの表面が酸化し易くなる。高い特性(例えば高いキャリア移動度)が得難い。 If the oxygen concentration in the second atmosphere of the second treatment exceeds 1000 pm, the surface of the silicon carbide becomes more susceptible to oxidation. It becomes difficult to achieve high performance (e.g., high carrier mobility).

例えば、第1処理を行わないで、一酸化窒素(NO)雰囲気における酸窒化、または、亜酸化窒素(NO)雰囲気における酸窒化を用いて、界面準位を窒素で終端する参考例がある。この参考例においては、窒素終端と共に、酸化反応が生じる。このため、炭化シリコンの酸化に起因して、特性が劣化する。 For example, there is a reference example in which the first treatment is not performed, and the interface states are terminated with nitrogen by oxynitridation in a nitric oxide (NO) atmosphere or a nitrous oxide (N 2 O) atmosphere. In this reference example, an oxidation reaction occurs along with the nitrogen termination. Therefore, the characteristics deteriorate due to oxidation of silicon carbide.

これに対して、実施形態においては、窒素と、適切な濃度の酸素と、により、炭化シリコンの酸化が適切に抑制できる。これにより、特性の劣化が抑制される。 In contrast, in this embodiment, nitrogen and an appropriate concentration of oxygen can appropriately suppress oxidation of silicon carbide, thereby suppressing deterioration of characteristics.

実施形態において、水素を含む第1雰囲気での第1処理の後の第2処理において、第2雰囲気は、一酸化窒素及び亜酸化窒素の少なくともいずれかを含んでも良い。第1処理により窒素終端が促進され、酸化が抑制される。第1処理を行わない上記の参考例と比べて、高いキャリア移動度が得易い。第1雰囲気での第1処理の後に一酸化窒素及び亜酸化窒素雰囲気の少なくともいずれかの第2雰囲気での第2処理を行う場合、一酸化窒素の濃度、または、亜酸化窒素の濃度は、参考例と比べて低く設定されて良い。 In an embodiment, in a second process performed after a first process in a first atmosphere containing hydrogen, the second atmosphere may contain at least one of nitric oxide and nitrous oxide. The first process promotes nitrogen termination and suppresses oxidation. High carrier mobility is more easily achieved compared to the above reference example in which the first process is not performed. When the second process is performed in a second atmosphere containing at least one of nitric oxide and nitrous oxide after the first process in the first atmosphere, the concentration of nitric oxide or nitrous oxide may be set lower than in the reference example.

図4は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する模式図である。
図4は、第1処理及び第2処理における温度の変化を例示している。図4の横軸は、時間tmである。縦軸は、温度Tmpである。
4A to 4C are schematic views illustrating the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment.
4 illustrates the temperature change in the first and second processes, where the horizontal axis represents time tm and the vertical axis represents temperature Tmp.

例えば、第1処理において、水素を含む第1雰囲気で、第1温度T1での熱処理が行われる。第1温度T1は、例えば、1200℃以上1350℃以下である。第1処理の時間tm1(温度Tmpが1200℃を超える時間)は、例えば、15分以上10時間以下であることが好ましい。 For example, in the first treatment, heat treatment is performed at a first temperature T1 in a first atmosphere containing hydrogen. The first temperature T1 is, for example, 1200°C or higher and 1350°C or lower. The time tm1 of the first treatment (the time during which the temperature Tmp exceeds 1200°C) is preferably, for example, 15 minutes or higher and 10 hours or lower.

第2処理において、微量の酸素と、窒素と、を含む第2雰囲気で、第2温度T2により第2処理が行われる。第2処理の時間tm2は、1時間以上20時間以下であることが好ましい。 The second treatment is performed at a second temperature T2 in a second atmosphere containing trace amounts of oxygen and nitrogen. The time tm2 of the second treatment is preferably 1 hour or more and 20 hours or less.

図4に示すように、第1処理と第2処理との間において、構造体10Bを第1温度T1よりも低い温度(第3温度T3)にしても良い。第1処理及び第2処理は同じ装置で連続的に行われて良い。第1処理及び第2処理は、別の装置で、不連続に行われても良い。構造体10Bにおいて、炭化シリコン部材50の表面に、安定な第1膜10が設けられている。このため、構造体10Bが装置外に取り出されても悪影響が抑制される。これにより、プロセスが容易になる。 As shown in FIG. 4, between the first and second processes, the structure 10B may be heated to a temperature (third temperature T3) lower than the first temperature T1. The first and second processes may be performed continuously in the same apparatus. The first and second processes may also be performed discontinuously in separate apparatus. In the structure 10B, a stable first film 10 is provided on the surface of the silicon carbide member 50. Therefore, adverse effects are suppressed even if the structure 10B is removed from the apparatus. This facilitates the process.

実施形態において、第1膜10の形成後に、第1処理及び第2処理が行われる。例えば、第1処理後に第1膜10の形成が行われる場合、炭化シリコン部材50の表面が汚染され易い。 In this embodiment, the first process and the second process are performed after the first film 10 is formed. For example, if the first film 10 is formed after the first process, the surface of the silicon carbide member 50 is likely to be contaminated.

図2に示すように、炭化シリコン部材50は、第1領域50rを含んで良い。炭化シリコン部材50から第1膜10への第1方向(Z軸方向)において、第1領域50rは、炭化シリコン部材50と第1膜10との界面15から離れる。例えば、第1領域50rは窒素を含まない。または、界面15における窒素の濃度は、第1領域50rにおける窒素の濃度よりも高い。界面15の近傍に局在する窒素により、界面の近傍のシリコンが窒素で終端される。第1領域50rは、界面から離れたバルク領域である。界面15と第1領域50rとの間に距離は、例えば20nm以上で良い。 As shown in FIG. 2, the silicon carbide member 50 may include a first region 50r. In a first direction (Z-axis direction) from the silicon carbide member 50 to the first film 10, the first region 50r is spaced apart from the interface 15 between the silicon carbide member 50 and the first film 10. For example, the first region 50r does not contain nitrogen. Alternatively, the nitrogen concentration at the interface 15 is higher than the nitrogen concentration in the first region 50r. The nitrogen localized near the interface 15 terminates the silicon near the interface with nitrogen. The first region 50r is a bulk region spaced apart from the interface. The distance between the interface 15 and the first region 50r may be, for example, 20 nm or more.

図5は、実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図5に示すように、半導体装置111は、第1導電形の第1半導体領域51、第2導電形の第2半導体領域52、第1導電形の第3半導体領域53、第2導電形の第4半導体領域54、第1膜10、第1導電膜E1、第2導電膜E2、第3導電膜E3、及び、絶縁膜I1を含む。半導体装置111は、トランジスタである。上記の半導体領域は、例えば、炭化シリコンを含む。例えば、第2半導体領域52が、上記の炭化シリコン部材50に対応する。第1膜10は、例えば、ゲート絶縁膜に対応する。第1導電膜E1は、ゲート電極に対応する。第2導電膜E2は、例えば、ソース電極に対応する。第3導電膜E3は、例えば、ドレイン電極に対応する。この例では、基板55(SiC基板)が設けられている。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the embodiment.
5, the semiconductor device 111 includes a first semiconductor region 51 of a first conductivity type, a second semiconductor region 52 of a second conductivity type, a third semiconductor region 53 of the first conductivity type, a fourth semiconductor region 54 of the second conductivity type, a first film 10, a first conductive film E1, a second conductive film E2, a third conductive film E3, and an insulating film I1. The semiconductor device 111 is a transistor. The semiconductor regions include, for example, silicon carbide. For example, the second semiconductor region 52 corresponds to the silicon carbide member 50. The first film 10 corresponds, for example, to a gate insulating film. The first conductive film E1 corresponds to a gate electrode. The second conductive film E2 corresponds, for example, to a source electrode. The third conductive film E3 corresponds, for example, to a drain electrode. In this example, a substrate 55 (SiC substrate) is provided.

Z軸方向に対して垂直な1つの方向がX軸方向である。Z軸方向及びX軸方向に対して垂直な方向が、Y軸方向である。 The direction perpendicular to the Z-axis direction is the X-axis direction. The direction perpendicular to the Z-axis direction and the X-axis direction is the Y-axis direction.

Z軸方向において、この例では、第2導電膜E2と第3導電膜E3との間に、第1導電膜E1が設けられる。第1導電膜E1と第3導電膜E3との間に、基板55が位置する。第1導電膜E1と基板55との間に、第1半導体領域51の一部が位置する。第1導電膜E1と、第1半導体領域51のこの一部と、の間に、第1膜10が位置する。第2導電膜E2と第1導電膜E1との間に、絶縁膜I1が設けられる。絶縁膜I1は、第2導電膜E2と第1導電膜E1との間を絶縁する。 In this example, in the Z-axis direction, the first conductive film E1 is provided between the second conductive film E2 and the third conductive film E3. The substrate 55 is located between the first conductive film E1 and the third conductive film E3. A portion of the first semiconductor region 51 is located between the first conductive film E1 and the substrate 55. The first film 10 is located between the first conductive film E1 and this portion of the first semiconductor region 51. An insulating film I1 is provided between the second conductive film E2 and the first conductive film E1. The insulating film I1 provides insulation between the second conductive film E2 and the first conductive film E1.

第1半導体領域51の別の一部と、第2導電膜E2の一部と、の間に、第2半導体領域52が設けられる。第2半導体領域52の一部と、第2導電膜E2の上記の一部と、の間に、第3半導体領域53及び第4半導体領域54が位置する。X軸方向において、第1半導体領域51の一部と、第4半導体領域54と、の間に第3半導体領域53が位置する。第1半導体領域51のこの一部と、第3半導体領域53と、の間に、第2半導体領域52の一部が位置する。第3半導体領域53及び第4半導体領域54は、第2導電膜E2とオーミック接触する。 A second semiconductor region 52 is provided between another portion of the first semiconductor region 51 and a portion of the second conductive film E2. A third semiconductor region 53 and a fourth semiconductor region 54 are located between the portion of the second semiconductor region 52 and the above-mentioned portion of the second conductive film E2. In the X-axis direction, the third semiconductor region 53 is located between a portion of the first semiconductor region 51 and the fourth semiconductor region 54. A portion of the second semiconductor region 52 is located between this portion of the first semiconductor region 51 and the third semiconductor region 53. The third semiconductor region 53 and the fourth semiconductor region 54 are in ohmic contact with the second conductive film E2.

半導体装置111において、高い移動度が得られる。 High mobility is achieved in semiconductor device 111.

以下、実験結果の例について説明する。実験において、構造体10Bが準備される。構造体10Bは、炭化シリコン部材50及び第1膜10を含む。実験において、第1膜10は、SiO膜である。第1処理において、水素を含む第1雰囲気中で構造体10Bが熱処理される。その後、第2処理において、窒素及び酸素を含む第2雰囲気中で構造体10Bが熱処理される。 An example of an experimental result will be described below. In the experiment, a structure 10B is prepared. The structure 10B includes a silicon carbide member 50 and a first film 10. In the experiment, the first film 10 is a SiO2 film. In a first process, the structure 10B is heat-treated in a first atmosphere containing hydrogen. Then, in a second process, the structure 10B is heat-treated in a second atmosphere containing nitrogen and oxygen.

以下に説明する実験においては、第2処理は、第1ステップ処理と、第1ステップ処理の後の第2ステップ処理と、を含む。第1ステップ処理は、図3に例示した時間tx1の処理に対応する。第2ステップ処理は、図3に例示した時間tx2の処理に対応する。第1ステップ処理の温度は、1300℃である。第1ステップ処理における雰囲気(第2雰囲気)は、100ppmの濃度の酸素(O)を含む窒素(N)を含む。第2ステップ処理の温度は、1200℃である。第2ステップ処理における雰囲気は、酸素を含まない窒素(N)を含む。 In the experiments described below, the second process includes a first step process and a second step process that follows the first step process. The first step process corresponds to the process at time tx1 illustrated in FIG. 3. The second step process corresponds to the process at time tx2 illustrated in FIG. 3. The temperature of the first step process is 1300°C. The atmosphere in the first step process (second atmosphere) contains nitrogen ( N2 ) containing oxygen ( O2 ) at a concentration of 100 ppm. The temperature of the second step process is 1200°C. The atmosphere in the second step process contains nitrogen ( N2 ) that does not contain oxygen.

第2処理の後に、第1膜10の上に第1導電膜E1が形成される。一方、炭化シリコン部材50の下に別の導電膜が形成される。この別の導電膜と、第1導電膜E1と、の間に電圧が印加される。印加電圧を変化させたときの、別の導電膜と第1導電膜E1との間の静電容量が測定される。測定結果から、界面準位密度が得られる。 After the second process, a first conductive film E1 is formed on the first film 10. Meanwhile, another conductive film is formed below the silicon carbide member 50. A voltage is applied between this other conductive film and the first conductive film E1. The capacitance between the other conductive film and the first conductive film E1 is measured as the applied voltage is changed. The interface state density is obtained from the measurement results.

図6(a)及び図6(b)は、半導体装置における特性を例示するグラフである。
図6(a)及び図6(b)の例において、第1処理における第1雰囲気は、0.3%の水素を含む窒素(N)である。第1処理において、1350℃で、60分の熱処理が行われる。その後、上記の第2処理が行われる。これらのグラフの横軸は、第1膜10の厚さt1である。
6A and 6B are graphs illustrating the characteristics of the semiconductor device.
6(a) and 6(b), the first atmosphere in the first process is nitrogen ( N2 ) containing 0.3% hydrogen. In the first process, a heat treatment is performed at 1350°C for 60 minutes. Then, the second process is performed. The horizontal axis of these graphs represents the thickness t1 of the first film 10.

図6(a)の縦軸は、界面準位密度D1である。界面準位密度D1は、0.2eVの界面準位の密度に対応する。図6(b)の縦軸は、界面準位密度D2である。界面準位密度D2は、0.5eVの界面準位の密度に対応する。図6(a)及び図6(b)において、第1処理が行われない第1参考試料RS1の結果が、厚さt1が0nmの位置に便宜的に示されている。第1参考試料RS1において、厚さt1は、55nmである。 The vertical axis in Figure 6(a) is the interface state density D1. The interface state density D1 corresponds to the density of interface states at 0.2 eV. The vertical axis in Figure 6(b) is the interface state density D2. The interface state density D2 corresponds to the density of interface states at 0.5 eV. In Figures 6(a) and 6(b), the results for the first reference sample RS1, which was not subjected to the first treatment, are shown at the position where the thickness t1 is 0 nm for convenience. In the first reference sample RS1, the thickness t1 is 55 nm.

図6(a)に示すように、厚さt1が25nm~100nmにおいて、界面準位密度D1は、第1参考試料RS1における界面準位密度D1よりも低い。図6(b)に示すように、厚さt1が25nm~50nmにおいて、界面準位密度D2は、第1参考試料RS1における界面準位密度D1よりも低い。このように、水素を含む第1雰囲気での第1処理が行われることで、低い界面準位密度が得られる。 As shown in Figure 6(a), when the thickness t1 is between 25 nm and 100 nm, the interface state density D1 is lower than the interface state density D1 in the first reference sample RS1. As shown in Figure 6(b), when the thickness t1 is between 25 nm and 50 nm, the interface state density D2 is lower than the interface state density D1 in the first reference sample RS1. In this way, a low interface state density is obtained by performing the first process in the first atmosphere containing hydrogen.

図7(a)及び図7(b)は、半導体装置における特性を例示するグラフである。
図7(a)及び図7(b)の例において、第1処理における第1雰囲気は、1%の水素を含む窒素(N)である。第1処理において、1350℃で、60分の熱処理が行われる。その後、上記の第2処理が行われる。これらのグラフの横軸は、第1膜10の厚さt1である。
7A and 7B are graphs illustrating the characteristics of the semiconductor device.
7A and 7B, the first atmosphere in the first process is nitrogen (N 2 ) containing 1% hydrogen. In the first process, a heat treatment is performed at 1350° C. for 60 minutes. Then, the second process is performed. The horizontal axis of these graphs represents the thickness t1 of the first film 10.

図7(a)の縦軸は、界面準位密度D1である。図7(b)の縦軸は、界面準位密度D2である。図7(a)及び図7(b)において、第1処理が行われない第1参考試料RS1の結果が、厚さt1が0nmの位置に便宜的に示されている。 The vertical axis in Figure 7(a) is the interface state density D1. The vertical axis in Figure 7(b) is the interface state density D2. In Figures 7(a) and 7(b), the results for the first reference sample RS1, which was not subjected to the first treatment, are shown at the position where the thickness t1 is 0 nm for convenience.

図7(a)に示すように、厚さt1が25nm~100nmにおいて、界面準位密度D1は、第1参考試料RS1における界面準位密度D1よりも低い。図7(b)に示すように、厚さt1が25nm~50nmにおいて、界面準位密度D2は、第1参考試料RS1における界面準位密度D1よりも低い。このように、水素を含む第1雰囲気での第1処理が行われることで、低い界面準位密度が得られる。 As shown in Figure 7(a), when the thickness t1 is between 25 nm and 100 nm, the interface state density D1 is lower than the interface state density D1 in the first reference sample RS1. As shown in Figure 7(b), when the thickness t1 is between 25 nm and 50 nm, the interface state density D2 is lower than the interface state density D1 in the first reference sample RS1. In this way, a low interface state density is obtained by performing the first process in the first atmosphere containing hydrogen.

図8(a)及び図8(b)は、半導体装置における特性を例示するグラフである。
図8(a)及び図8(b)の例において、第1処理における第1雰囲気は、5%の水素を含む窒素(N)である。第1処理において、1350℃で、10分の熱処理が行われる。その後、上記の第2処理が行われる。これらのグラフの横軸は、第1膜10の厚さt1である。
8A and 8B are graphs illustrating the characteristics of the semiconductor device.
8(a) and 8(b), the first atmosphere in the first process is nitrogen ( N2 ) containing 5% hydrogen. In the first process, a heat treatment is performed at 1350°C for 10 minutes. Then, the second process is performed. The horizontal axis of these graphs represents the thickness t1 of the first film 10.

図8(a)の縦軸は、界面準位密度D1である。図8(b)の縦軸は、界面準位密度D2である。図8(a)及び図8(b)において、第1処理が行われない第1参考試料RS1の結果が、厚さt1が0nmの位置に便宜的に示されている。 The vertical axis in Figure 8(a) is the interface state density D1. The vertical axis in Figure 8(b) is the interface state density D2. In Figures 8(a) and 8(b), the results for the first reference sample RS1, which was not subjected to the first treatment, are shown at the position where the thickness t1 is 0 nm for convenience.

図8(a)に示すように、厚さt1が25nm~60nmにおいて、界面準位密度D1は、第1参考試料RS1における界面準位密度D1よりも低い。図8(b)に示すように、厚さt1が25nm~60nmにおいて、界面準位密度D2は、第1参考試料RS1における界面準位密度D1よりも低い。このように、水素を含む第1雰囲気における第1処理が行われることで、低い界面準位密度が得られる。 As shown in Figure 8(a), when the thickness t1 is between 25 nm and 60 nm, the interface state density D1 is lower than the interface state density D1 in the first reference sample RS1. As shown in Figure 8(b), when the thickness t1 is between 25 nm and 60 nm, the interface state density D2 is lower than the interface state density D1 in the first reference sample RS1. In this way, a low interface state density is obtained by performing the first process in the first atmosphere containing hydrogen.

上記の結果から、第1膜10の厚さt1は、25nm以上90nm未満であることが好ましい。厚さt1は、25nm以上80nm以下でも良い。厚さt1は、25nm以上60nm以下でも良い。 From the above results, it is preferable that the thickness t1 of the first film 10 be 25 nm or more and less than 90 nm. The thickness t1 may also be 25 nm or more and 80 nm or less. The thickness t1 may also be 25 nm or more and 60 nm or less.

別の実験において、第1処理における温度が1370℃とされ、この後第2処理が行われる。この場合の界面準位密度は、第1処理が行われない第1参考試料RS1における界面準位密度と比べて十分に低くない。実施形態おいて、第1処理における温度(最高温度)は1370℃未満(例えば1350℃以下)であることが好ましい。 In another experiment, the temperature in the first treatment was set to 1370°C, followed by the second treatment. The interface state density in this case was not sufficiently low compared to the interface state density in the first reference sample RS1, which was not subjected to the first treatment. In this embodiment, the temperature (maximum temperature) in the first treatment is preferably less than 1370°C (e.g., 1350°C or less).

上記のように、水素を含む第1雰囲気による第1処理と、第1処理の後に実施され、酸素及び窒素を含む第2雰囲気による第2処理と、により、低い界面準位密度が得られる。このような特殊な処理が行われることで、炭化シリコン部材50及び第1膜10を含む構造体10Bにおいて、特徴的なプロファイルが得られることが分かった。 As described above, a low interface state density is obtained by performing a first process in a first atmosphere containing hydrogen and a second process in a second atmosphere containing oxygen and nitrogen after the first process. It has been found that such special processes result in a characteristic profile in the structure 10B including the silicon carbide member 50 and the first film 10.

図9~図14は、半導体装置における特性を例示するグラフである。
第1試料SP1及び第2試料SP2におけるTOF-SIMS(Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry)分析結果を例示している。図9、図11及び図13は、第1試料SP1対応する。第1試料SP1において、第1膜10の厚さt1は50nmである。第1試料SP1において、1%(容積比)の水素を含む第1雰囲気中で、1350℃で60分の第1処理が行われ、その後、第2処理が行われる。第2処理において、上記の、第1ステップ処理及び第2ステップ処理が行われる。
9 to 14 are graphs illustrating the characteristics of the semiconductor device.
9, 11, and 13 correspond to the first sample SP1. The thickness t1 of the first film 10 in the first sample SP1 is 50 nm. The first sample SP1 is subjected to a first process at 1350° C. for 60 minutes in a first atmosphere containing 1% (volume ratio) hydrogen, followed by a second process. In the second process, the first step process and the second step process described above are performed.

図10、図12及び図14は、第2試料SP2対応する。第2試料SP2において、第1膜10の厚さt1は50nmである。第2試料SP2において、第1処理が行われず、第2処理が行われる。第2処理において、上記の、第1ステップ処理及び第2ステップ処理が行われる。第2試料SP2は、上記の第1参考試料RS1に対応する。第1試料SP1における界面準位密度は、第2試料SP2における界面順位密度よりも低い。 Figures 10, 12, and 14 correspond to the second sample SP2. In the second sample SP2, the thickness t1 of the first film 10 is 50 nm. In the second sample SP2, the first process is not performed, but the second process is performed. In the second process, the first step process and second step process described above are performed. The second sample SP2 corresponds to the first reference sample RS1 described above. The interface state density in the first sample SP1 is lower than the interface state density in the second sample SP2.

これらの図の横軸は、Z軸方向に沿う位置pZである。図9及び図10の左側の縦軸は、Si-N結合、または、C-N結合の濃度C0である。図9及び図10の右側の縦軸は、Siの2次イオン強度Intである。Siの2次イオン強度Intは、Siの濃度に対応する。 The horizontal axis in these figures represents the position pZ along the Z-axis. The vertical axis on the left side of Figures 9 and 10 represents the concentration C0 of Si-N bonds or C-N bonds. The vertical axis on the right side of Figures 9 and 10 represents the secondary ion intensity Int of Si. The secondary ion intensity Int of Si corresponds to the concentration of Si.

図11及び図12の左側の縦軸は、Si-N結合、または、C(炭素)の濃度C0である。図11及び図12の右側の縦軸は、O(酸素)の2次イオン強度Intである。酸素の2次イオン強度Intは、酸素の濃度に対応する。図13及び図14の縦軸は、Si-N結合)の濃度C0である。 The vertical axis on the left in Figures 11 and 12 is the concentration C0 of Si-N bonds or C (carbon). The vertical axis on the right in Figures 11 and 12 is the secondary ion intensity Int of O (oxygen). The secondary ion intensity Int of oxygen corresponds to the oxygen concentration. The vertical axis in Figures 13 and 14 is the concentration C0 of Si-N bonds.

図9に示すように、第1試料SP1において、Si-N結合の濃度のプロファイルは、ピークを有する。ピークの位置から図中の左側において、Si-N結合の濃度が十分に低下する。 As shown in Figure 9, the profile of the Si-N bond concentration for the first sample SP1 has a peak. The concentration of Si-N bonds decreases significantly to the left of the peak position in the figure.

図10に示すように、第2試料SP2において、Si-N結合の濃度のプロファイルは、ピークを有する。ピークの位置から図中の左側において、Si-N結合の濃度は、第1試料SP1における濃度よりも高い。このように、第1試料SP1と第2試料SP2との間において、Si-N結合の濃度のプロファイルに差が存在する。 As shown in Figure 10, the profile of the Si-N bond concentration in the second sample SP2 has a peak. To the left of the peak in the figure, the concentration of Si-N bonds is higher than the concentration in the first sample SP1. Thus, there is a difference in the profile of the Si-N bond concentration between the first sample SP1 and the second sample SP2.

例えば、図9に示すように、炭化シリコン部材50から第1膜10への第1方向(Z軸方向)における第1位置p1において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値vp1である。第1試料SP1において、第1ピーク値vp1は、約2.0×1021/cmである。第1方向における第2位置p2において、炭素と窒素との結合のC-N濃度は第2ピーク値vp2である。第1試料SP1において、第2ピーク値vp2は、約3.2×1020/cmである。第1方向における第3位置p3において、C-N濃度は、低く安定する。この例では、第1方向における第3位置p3において、C-N濃度v_C-Nは、約1.1×1017/cmである、第1方向における第3位置p3において、C-N濃度v_C-Nは、第2ピーク値vp2の1/2800である。第3位置p3は、炭化シリコン部材50から第1膜10への向きにおいて、C-N濃度v_C-Nが第2ピーク値vp2の1/2800となる位置である。 9 , at a first position p1 in a first direction (Z-axis direction) from the silicon carbide member 50 to the first film 10, the Si—N concentration of bonds between silicon and nitrogen is a first peak value vp1. In the first sample SP1, the first peak value vp1 is approximately 2.0×10 21 /cm 3. At a second position p2 in the first direction, the C—N concentration of bonds between carbon and nitrogen is a second peak value vp2. In the first sample SP1, the second peak value vp2 is approximately 3.2×10 20 /cm 3. At a third position p3 in the first direction, the C—N concentration is low and stable. In this example, at the third position p3 in the first direction, the C-N concentration v_C-N is approximately 1.1 x 10 /cm, and at the third position p3 in the first direction, the C-N concentration v_C-N is 1/2800 of the second peak value vp2. The third position p3 is the position where the C-N concentration v_C-N is 1/2800 of the second peak value vp2 in the direction from the silicon carbide member 50 to the first film 10.

この例では、第1試料SP1において、このような第3位置p3におけるSi-N濃度v_Si-Nは、第1ピーク値vp1の1/24である。実施形態において、このような第3位置p3におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、例えば、第1ピーク値vp1の1/20未満である。 In this example, in the first sample SP1, the Si-N concentration v_Si-N at this third position p3 is 1/24 of the first peak value vp1. In an embodiment, the Si-N concentration (v_Si-N) at this third position p3 is, for example, less than 1/20 of the first peak value vp1.

一方、図10に示す第2試料SP2において、第1位置p1において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値vp1である。第2試料SP2において、第1ピーク値vp1は、約2.2×1021/cmである。第1方向における第2位置p2において、炭素と窒素との結合のC-N濃度は第2ピーク値vp2である。第2試料SP2において、第2ピーク値vp2は、約3.5×1020/cmである。第1方向における第3位置p3において、C-N濃度v_C-Nは、約1.3×1017/cmである。このように、第2試料SP2において、第1方向における第3位置p3において、C-N濃度v_C-Nは、第2ピーク値vp2の1/2800である。 10 , the Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at the first position p1 is a first peak value vp1. In the second sample SP2, the first peak value vp1 is approximately 2.2×10 21 /cm 3. At the second position p2 in the first direction, the C—N concentration of carbon and nitrogen bonds is a second peak value vp2. In the second sample SP2, the second peak value vp2 is approximately 3.5×10 20 /cm 3. At the third position p3 in the first direction, the C—N concentration v_C-N is approximately 1.3×10 17 /cm 3. Thus, in the second sample SP2, at the third position p3 in the first direction, the C—N concentration v_C-N is 1/2800 of the second peak value vp2.

第2試料SP2において、このような第3位置p3におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、1.4×1020/cmである。このように、第2試料SP2において、第3位置p3におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、第1ピーク値vp1の1/16である。第2試料SP2においては、第3位置p3におけるSi-N濃度v_Si-N)は、第1ピーク値vp1の1/20以上である。第2試料SP2においては、Si-N濃度は、十分に低くならない。 In the second sample SP2, the Si—N concentration (v_Si-N) at the third position p3 is 1.4×10 20 /cm 3. Thus, in the second sample SP2, the Si—N concentration (v_Si-N) at the third position p3 is 1/16 of the first peak value vp1. In the second sample SP2, the Si—N concentration (v_Si-N) at the third position p3 is 1/20 or more of the first peak value vp1. In the second sample SP2, the Si—N concentration is not sufficiently low.

実施形態において、第3位置p3におけるSi-N濃度(v_Si-N)が十分に低いことにより、低い界面準位密度が得られると考えられる。 In this embodiment, it is believed that a low interface state density can be obtained by having a sufficiently low Si-N concentration (v_Si-N) at the third position p3.

例えば、実施形態においては、第1ピーク値vp1は、1.7×1021/cm以上で良い。第1方向における第2位置p2において、炭素と窒素との結合のC-N濃度は第2ピーク値vp2である。第1方向における第3位置p3における、C-N濃度(v_C-N)は、第2ピーク値vp2の1/2800である。このような第3位置p3におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、1.0×1020/cm以下である。実施形態において、第3位置p3におけるSi-N濃度(v_Si-N)が十分に低いことにより、低い界面準位密度が得られると考えられる。第1ピーク値vp1は、1.9×1021/cm以上でも良い。第3位置p3におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、0.9×1020/cm以下でも良い。 For example, in the embodiment, the first peak value vp1 may be 1.7×10 21 /cm 3 or more. At the second position p2 in the first direction, the C—N concentration of carbon and nitrogen bonds is the second peak value vp2. At the third position p3 in the first direction, the C—N concentration (v_C-N) is 1/2800 of the second peak value vp2. The Si—N concentration (v_Si-N) at such a third position p3 is 1.0×10 20 /cm 3 or less. In the embodiment, it is considered that a low interface state density is obtained because the Si—N concentration (v_Si-N) at the third position p3 is sufficiently low. The first peak value vp1 may be 1.9×10 21 /cm 3 or more. The Si—N concentration (v_Si-N) at the third position p3 may be 0.9×10 20 /cm 3 or less.

図9及び図10に示すように、第1位置p1は、炭化シリコン部材50と第1膜10との間の界面15の位置と実質的に一致する。界面15において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値vp1となる。界面15の位置に関する情報は、例えば、構造体10Bの電子顕微鏡観察などから得られても良い。第2位置p2は、第1位置p1と実質的に一致して良い。 As shown in Figures 9 and 10, the first position p1 substantially coincides with the position of the interface 15 between the silicon carbide member 50 and the first film 10. At the interface 15, the Si-N concentration of silicon-nitrogen bonds reaches a first peak value vp1. Information regarding the position of the interface 15 may be obtained, for example, from electron microscope observation of the structure 10B. The second position p2 may substantially coincide with the first position p1.

図9及び図10に示すように、Siの濃度は、第1膜10中において極小となる。この極小となる位置は、例えば、第4位置p4である。第4位置p4におけるSi-N濃度(v_Si-N)において、第1試料SP1と第2試料SP2との間において、差がある。TOF-SIMSのプロファイルにおいて、試料の表面領域(図9及び図10の例では図の左側のpZが5nm以下の領域)においては、表面の影響が存在する。このため、試料の表面領域は、Siの濃度の極小の位置の判断において無視される。 As shown in Figures 9 and 10, the Si concentration reaches a minimum in the first film 10. The position where this minimum occurs is, for example, the fourth position p4. There is a difference in the Si-N concentration (v_Si-N) at the fourth position p4 between the first sample SP1 and the second sample SP2. In the TOF-SIMS profile, there is a surface effect in the surface region of the sample (in the example of Figures 9 and 10, the region on the left side of the figure where pZ is 5 nm or less). For this reason, the surface region of the sample is ignored when determining the position of the minimum Si concentration.

図9に示すように、炭化シリコン部材50から第1膜10への第1方向(Z軸方向)における第1位置p1において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値vp1である。第1方向における第4位置p4において、シリコンの濃度は第1膜10における極小値である。図9の例では、第4位置p4におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、第1ピーク値vp1の1/24である。このように、実施形態においては、第4位置p4におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、第1ピーク値vp1の1/20未満である。 As shown in FIG. 9, at a first position p1 in a first direction (Z-axis direction) from the silicon carbide member 50 to the first film 10, the Si-N concentration of silicon and nitrogen bonds is a first peak value vp1. At a fourth position p4 in the first direction, the silicon concentration is a minimum value in the first film 10. In the example of FIG. 9, the Si-N concentration (v_Si-N) at the fourth position p4 is 1/24 of the first peak value vp1. Thus, in this embodiment, the Si-N concentration (v_Si-N) at the fourth position p4 is less than 1/20 of the first peak value vp1.

図10に示す第2試料SP2においては、第4位置p4におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、第1ピーク値vp1の1/16である。 In the second sample SP2 shown in Figure 10, the Si-N concentration (v_Si-N) at the fourth position p4 is 1/16 of the first peak value vp1.

図9に示すように、実施形態において、第1ピーク値vp1は、1.7×1021/cm以上である。この例では、第1ピーク値vp1は、2.0×1021/cmである。第1方向における第4位置p4において、シリコンの濃度は第1膜10における極小値である。このような第4位置p4におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、1.0×1020/cm以下である。図9に示す例では、第4位置p4におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、0.8×1020/cmである。 9, in the embodiment, the first peak value vp1 is 1.7×10 21 /cm 3 or more. In this example, the first peak value vp1 is 2.0×10 21 /cm 3. At a fourth position p4 in the first direction, the silicon concentration is a minimum value in the first film 10. The Si—N concentration (v_Si—N) at such a fourth position p4 is 1.0×10 20 /cm 3 or less. In the example shown in FIG. 9, the Si—N concentration (v_Si—N) at the fourth position p4 is 0.8×10 20 /cm 3 .

図10に示す第2試料SP2においては、第1ピーク値vp1は、2.2×1021/cm以上であり、第4位置p4におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、1.4×1020/cmである。 In the second sample SP2 shown in FIG. 10, the first peak value vp1 is 2.2×10 21 /cm 3 or more, and the Si—N concentration (v_Si—N) at the fourth position p4 is 1.4×10 20 /cm 3 .

図11及び図12に示すように、酸素の濃度は、第1膜10中において極小となる。この極小となる位置は、例えば、第5位置p5である。第5位置p5におけるSi-N濃度において、第1試料SP1と第2試料SP2との間において、差がある。TOF-SIMSのプロファイルにおいて、試料の表面領域は、酸素の濃度の極小の位置の判断において無視される。 As shown in Figures 11 and 12, the oxygen concentration is minimal in the first film 10. The position where this minimum occurs is, for example, the fifth position p5. There is a difference in the Si-N concentration at the fifth position p5 between the first sample SP1 and the second sample SP2. In the TOF-SIMS profile, the surface region of the sample is ignored when determining the position of the minimal oxygen concentration.

図11に示すように、第1位置p1において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値vp1である。第1方向における第5位置p5において、酸素の濃度は第1膜10における極小値である。図9の例において、第5位置p5におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、第1ピーク値vp1の1/24である。実施形態において、例えば、第5位置p5におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、第1ピーク値vp1の1/20未満である。 As shown in FIG. 11, at the first position p1, the Si-N concentration of silicon and nitrogen bonds is the first peak value vp1. At the fifth position p5 in the first direction, the oxygen concentration is at a minimum value in the first film 10. In the example of FIG. 9, the Si-N concentration (v_Si-N) at the fifth position p5 is 1/24 of the first peak value vp1. In an embodiment, for example, the Si-N concentration (v_Si-N) at the fifth position p5 is less than 1/20 of the first peak value vp1.

図12に示す第2試料SP2においては、第5位置p5におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、第1ピーク値vp1の1/16である。 In the second sample SP2 shown in Figure 12, the Si-N concentration (v_Si-N) at the fifth position p5 is 1/16 of the first peak value vp1.

図11に示すように、実施形態において、第1ピーク値vp1は、1.7×1021/cm以上である。この例では、第1ピーク値vp1は、2.0×1021/cmである。第1方向における第5位置p5において、シリコンの濃度は第1膜10における極小値である。このような第5位置p5におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、1.0×1020/cm以下である。図11に示す例では、第5位置p5におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、0.8×1020/cmである。 11 , in the embodiment, the first peak value vp1 is 1.7×10 21 /cm 3 or more. In this example, the first peak value vp1 is 2.0×10 21 /cm 3. At a fifth position p5 in the first direction, the silicon concentration is a minimum value in the first film 10. The Si—N concentration (v_Si—N) at such a fifth position p5 is 1.0×10 20 /cm 3 or less. In the example shown in FIG. 11 , the Si—N concentration (v_Si—N) at the fifth position p5 is 0.8×10 20 /cm 3 .

図12に示す第2試料SP2においては、第1ピーク値vp1は、2.2×1021/cm以上であり、第5位置p5におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、1.4×1020/cmである。 In the second sample SP2 shown in FIG. 12, the first peak value vp1 is 2.2×10 21 /cm 3 or more, and the Si—N concentration (v_Si—N) at the fifth position p5 is 1.4×10 20 /cm 3 .

図13及び図14に示すように、炭化シリコン部材50から第1膜10への向きにおいて、第1位置p1(例えば界面15)から10nmの位置(第6位置p6)が存在する。第6位置p6におけるSi-N濃度(v_Si-N)において、第1試料SP1と第2試料SP2とで差がある。 As shown in Figures 13 and 14, in the direction from the silicon carbide member 50 toward the first film 10, there is a position (sixth position p6) that is 10 nm from the first position p1 (e.g., interface 15). There is a difference in the Si-N concentration (v_Si-N) at the sixth position p6 between the first sample SP1 and the second sample SP2.

例えば、図13に示すように、第1方向における第1位置p1において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値vp1である。実施形態において、第1方向における第6位置p6におけるSi-N濃度v_Si-N)は、第1ピーク値の1/20未満である。図9の例では、第6位置p6におけるSi-N濃度v_Si-N)は、第1ピーク値の1/24である。第6位置p6は、第1膜10中にある。第1位置p1と第6位置p6との間の第1方向における距離dZは、10nmである。第6位置p6におけるSi-N濃度(v_Si-N)が低いことで、低い界面準位密度が得られる。 For example, as shown in FIG. 13, the Si-N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position p1 in the first direction is a first peak value vp1. In the embodiment, the Si-N concentration (v_Si-N) at a sixth position p6 in the first direction is less than 1/20 of the first peak value. In the example of FIG. 9, the Si-N concentration (v_Si-N) at the sixth position p6 is 1/24 of the first peak value. The sixth position p6 is located in the first film 10. The distance dZ in the first direction between the first position p1 and the sixth position p6 is 10 nm. The low Si-N concentration (v_Si-N) at the sixth position p6 results in a low interface state density.

図14に示す第2試料SP2においては、第6位置p6におけるSi-N濃度(v_Si-N)は、第1ピーク値vp1の1/16である。 In the second sample SP2 shown in Figure 14, the Si-N concentration (v_Si-N) at the sixth position p6 is 1/16 of the first peak value vp1.

図13に示すように、第1方向における第1位置p1において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値vp1である。実施形態において、第1ピーク値は、1.7×1021/cm以上である。実施形態において、第1方向における第6位置p6において、Si-N濃度(v_Si-N)は、1.0×1020/cm以下である。第6位置p6は、第1膜10中にある。第1位置p1と第6位置p6との間の第1方向における距離dZは、10nmである。 13 , at a first position p1 in the first direction, the Si—N concentration of bonds between silicon and nitrogen has a first peak value vp1. In the embodiment, the first peak value is 1.7×10 21 /cm 3 or more. In the embodiment, at a sixth position p6 in the first direction, the Si—N concentration (v_Si—N) is 1.0×10 20 /cm 3 or less. The sixth position p6 is located in the first film 10. A distance dZ in the first direction between the first position p1 and the sixth position p6 is 10 nm.

上記のような第3位置p3、第4位置p4、第5位置p5及び第6位置p6の少なくともいずれかにおけるSi-N濃度(v_Si-N)が低いことで、低い界面準位密度が得られる。例えば、高いキャリア移動度が得られる。 By having a low Si-N concentration (v_Si-N) at at least one of the third position p3, fourth position p4, fifth position p5, and sixth position p6, a low interface state density is obtained. For example, high carrier mobility is obtained.

実施形態において、第3位置p3、第4位置p4、第5位置p5及び第6位置p6の少なくともいずれかにおいてSi-N濃度(v_Si-N)が低くなるのは、例えば、第1処理により、第1膜10が緻密化することによると考えられる。 In this embodiment, the Si-N concentration (v_Si-N) is low at at least one of the third position p3, fourth position p4, fifth position p5, and sixth position p6, which is thought to be due to, for example, the densification of the first film 10 as a result of the first process.

実施形態に係る例において、Siの濃度が第4位置p4で極小となる特殊な構造が得られて良い。実施形態に係る例において、酸素の濃度が第5位置p5で極小となる特殊な構造が得られて良い。 In an example embodiment, a special structure may be obtained in which the Si concentration is at a minimum at the fourth position p4. In an example embodiment, a special structure may be obtained in which the oxygen concentration is at a minimum at the fifth position p5.

図15は、実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図15に示すように、実施形態に係る半導体装置111において、炭化シリコン部材50は、第1導電形の第1半導体領域51でも良い。炭化シリコン部材50は、例えば、n形の半導体領域でも良い。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the embodiment.
15, in a semiconductor device 111 according to the embodiment, the silicon carbide member 50 may be a first semiconductor region 51 of a first conductivity type. The silicon carbide member 50 may be, for example, an n-type semiconductor region.

上記の第1試料SP1及び第2試料SP2において、炭化シリコン部材50は、n形である。第1試料SP1及び第2試料SP2における炭化シリコン部材50において、n形不純物(この例では、N)の濃度は、約5×1015/cmである。実施形態において、炭化シリコン部材50(第1半導体領域51)におけるn形不純物(P、または、N)の濃度は、1×1015/cm以上5×1020/cm以下で良い。第1半導体領域51におけるn形不純物(P、または、N)の濃度は、1×1016/cm以上5×1018/cm以下でも良い。既に説明したように、実施形態において、炭化シリコン部材50は、第2導電形の第2半導体領域52に対応しても良い。 In the first sample SP1 and the second sample SP2 described above, the silicon carbide member 50 is n-type. In the silicon carbide member 50 in the first sample SP1 and the second sample SP2, the concentration of the n-type impurity (N in this example) is approximately 5×10 15 /cm 3. In the embodiment, the concentration of the n-type impurity (P or N) in the silicon carbide member 50 (first semiconductor region 51) may be 1×10 15 /cm 3 or more and 5×10 20 /cm 3 or less. The concentration of the n-type impurity (P or N) in the first semiconductor region 51 may be 1×10 16 /cm 3 or more and 5×10 18 /cm 3 or less. As already described, in the embodiment, the silicon carbide member 50 may correspond to the second semiconductor region 52 of the second conductivity type.

実施形態に係る炭化シリコン部材50が半導体装置111に設けられる場合、炭化シリコン部材50は、半導体装置111の動作時に電界が印加される領域に適用されて良い。炭化シリコン部材50は、半導体装置111の動作時の電流経路の少なくとも一部となる領域に適用されて良い。低い界面準位密度により、安定な動作が得られる。 When the silicon carbide member 50 according to the embodiment is provided in the semiconductor device 111, the silicon carbide member 50 may be applied to a region to which an electric field is applied during operation of the semiconductor device 111. The silicon carbide member 50 may be applied to a region that is at least part of the current path during operation of the semiconductor device 111. A low interface state density results in stable operation.

実施形態は、以下の構成(例えば技術案)を含んで良い。
(構成1)
炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1方向における第2位置において、炭素と窒素との結合のC-N濃度は第2ピーク値であり、
前記第1方向における第3位置において、前記C-N濃度は、前記第2ピーク値の1/2800であり、
前記第3位置における前記Si-N濃度は、前記第1ピーク値の1/20未満である、半導体装置。
The embodiment may include the following configurations (e.g., technical solutions).
(Configuration 1)
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
At a second position in the first direction, the C—N concentration of carbon and nitrogen bonds is a second peak value;
At a third position in the first direction, the C—N concentration is 1/2800 of the second peak value;
The Si—N concentration at the third position is less than 1/20 of the first peak value.

(構成2)
炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1ピーク値は、1.7×1021/cm以上であり、
前記第1方向における第2位置において、炭素と窒素との結合のC-N濃度は第2ピーク値であり、
前記第1方向における第3位置における、前記C-N濃度は、前記第2ピーク値の1/2800であり、
前記第3位置における前記Si-N濃度は、1.0×1020/cm以下である、半導体装置。
(Configuration 2)
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
the first peak value is 1.7×10 21 /cm 3 or more,
At a second position in the first direction, the C—N concentration of carbon and nitrogen bonds is a second peak value;
the C—N concentration at a third position in the first direction is 1/2800 of the second peak value,
The semiconductor device, wherein the Si—N concentration at the third position is 1.0×10 20 /cm 3 or less.

(構成3)
炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1方向における第4位置において、シリコンの濃度は前記第1膜における極小値であり、
前記第4位置における前記Si-N濃度は、前記第1ピーク値の1/20未満である、半導体装置。
(Configuration 3)
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
At a fourth position in the first direction, the concentration of silicon is at a minimum in the first film;
the Si—N concentration at the fourth position is less than 1/20 of the first peak value.

(構成4)
炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1ピーク値は、1.7×1021/cm以上であり、
前記第1方向における第4位置において、シリコンの濃度は前記第1膜における極小値であり、
前記第4位置における前記Si-N濃度は、1.0×1020/cm以下である、半導体装置。
(Configuration 4)
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
the first peak value is 1.7×10 21 /cm 3 or more,
At a fourth position in the first direction, the concentration of silicon is at a minimum in the first film;
The semiconductor device, wherein the Si—N concentration at the fourth position is 1.0×10 20 /cm 3 or less.

(構成5)
炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1方向における第5位置において、酸素の濃度は前記第1膜における極小値であり、
前記第5位置における前記Si-N濃度は、前記第1ピーク値の1/20未満である、半導体装置。
(Configuration 5)
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
At a fifth position in the first direction, the concentration of oxygen is a minimum value in the first film;
the Si—N concentration at the fifth position is less than 1/20 of the first peak value.

(構成6)
炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1ピーク値は、1.7×1021/cm以上であり、
前記第1方向における第5位置において、酸素の濃度は前記第1膜における極小値であり、
前記第5位置における前記Si-N濃度は、1.0×1020/cm以下である、半導体装置。
(Configuration 6)
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
the first peak value is 1.7×10 21 /cm 3 or more,
At a fifth position in the first direction, the concentration of oxygen is a minimum value in the first film;
The semiconductor device, wherein the Si—N concentration at the fifth position is 1.0×10 20 /cm 3 or less.

(構成7)
炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1方向における第6位置における前記Si-N濃度は、前記第1ピーク値の1/20未満であり、
前記第6位置は、前記第1膜中にあり、
前記第1位置と前記第6位置との間の前記第1方向における距離は、10nmである、半導体装置。
(Configuration 7)
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
the Si—N concentration at a sixth position in the first direction is less than 1/20 of the first peak value;
the sixth location is in the first membrane;
The semiconductor device, wherein the distance in the first direction between the first position and the sixth position is 10 nm.

(構成8)
炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1ピーク値は、1.7×1021/cm以上であり、
前記第1方向における第6位置における前記Si-N濃度は、1.0×1020/cm以下であり、
前記第6位置は、前記第1膜中にあり、
前記第1位置と前記第6位置との間の前記第1方向における距離は、10nmである、半導体装置。
(Configuration 8)
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
the first peak value is 1.7×10 21 /cm 3 or more,
the Si—N concentration at a sixth position in the first direction is 1.0×10 20 /cm 3 or less;
the sixth location is in the first membrane;
The semiconductor device, wherein the distance in the first direction between the first position and the sixth position is 10 nm.

(構成9)
第1導電膜をさらに備え、
前記第1膜は、前記炭化シリコン部材と前記第1導電膜との間に設けられた、構成1~8のいずれか1つに記載の半導体装置。
(Configuration 9)
Further comprising a first conductive film;
9. The semiconductor device according to any one of configurations 1 to 8, wherein the first film is provided between the silicon carbide member and the first conductive film.

(構成10)
炭化シリコン部材と、前記炭化シリコン部材に積層されシリコン及び酸素を含む第1膜と、を含む構造体を準備し、
水素を含む第1雰囲気中で前記構造体を熱処理する第1処理を実施し、
前記第1処理の後に、窒素及び酸素を含む第2雰囲気で前記構造体を熱処理する第2処理を実施し、
前記第2雰囲気における前記酸素の濃度は、5ppm以上1000ppm以下である、半導体装置の製造方法。
(Configuration 10)
preparing a structure including a silicon carbide member and a first film containing silicon and oxygen and laminated on the silicon carbide member;
performing a first process of heat treating the structure in a first atmosphere containing hydrogen;
After the first treatment, a second treatment is performed in which the structure is heat-treated in a second atmosphere containing nitrogen and oxygen;
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the concentration of oxygen in the second atmosphere is 5 ppm or more and 1000 ppm or less.

(構成11)
前記第2処理における温度は、1200℃以上1300℃以下である、構成10に記載の半導体装置の製造方法。
(Configuration 11)
11. The method for manufacturing a semiconductor device according to configuration 10, wherein the temperature in the second treatment is 1200° C. or more and 1300° C. or less.

(構成12)
前記第2処理において1200℃を超える時間は、1時間以上20時間以下である、構成11に記載の半導体装置の製造方法。
(Configuration 12)
12. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein the time during which the temperature exceeds 1200° C. in the second treatment is from 1 hour to 20 hours.

(構成13)
前記第2雰囲気における前記酸素は、Oであり、
前記第2雰囲気における前記窒素は、Nである、構成10~12のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(Configuration 13)
The oxygen in the second atmosphere is O2 ;
13. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of configurations 10 to 12, wherein the nitrogen in the second atmosphere is N2 .

(構成14)
前記第2雰囲気に含まれる前記窒素の濃度は、0.1%以上100%未満である、構成10~13のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(Configuration 14)
14. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of configurations 10 to 13, wherein the concentration of the nitrogen contained in the second atmosphere is equal to or greater than 0.1% and less than 100%.

(構成15)
前記第1膜の厚さは、25nm以上60nm以下である、構成10~14のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(Configuration 15)
15. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of configurations 10 to 14, wherein the thickness of the first film is 25 nm or more and 60 nm or less.

(構成16)
前記第1膜は、前記炭化シリコン部材と接する、構成10~15のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(Configuration 16)
16. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of configurations 10 to 15, wherein the first film is in contact with the silicon carbide member.

(構成17)
前記第1雰囲気における水素の濃度は、0.01%以上100%以下である、構成10~16のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(Configuration 17)
17. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of configurations 10 to 16, wherein the concentration of hydrogen in the first atmosphere is 0.01% or more and 100% or less.

(構成18)
前記第1処理における温度は、1200℃以上1350℃以下である、構成10~17のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(Configuration 18)
18. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of configurations 10 to 17, wherein the temperature in the first treatment is 1200° C. or higher and 1350° C. or lower.

(構成19)
前記第1処理の時間は、15分以上10時間以下である、構成18に記載の半導体装置の製造方法。
(Configuration 19)
19. The method of manufacturing a semiconductor device according to configuration 18, wherein the first treatment is performed for a period of 15 minutes to 10 hours.

(構成20)
前記第2処理は、前記炭化シリコン部材と前記第1膜との間の領域に存在するシリコンに窒素を結合させることを含む、構成10~19のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(Configuration 20)
20. The method of claim 10, wherein the second treatment includes bonding nitrogen to silicon present in a region between the silicon carbide member and the first film.

(構成21)
前記炭化シリコン部材は、第1領域を含み、前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向において、前記第1領域は、前記炭化シリコン部材と前記第1膜との界面から離れ、
前記第1領域は窒素を含まない、または、前記界面における窒素の濃度は、前記第1領域における窒素の濃度よりも高い、構成10~20のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(Configuration 21)
the silicon carbide member includes a first region, the first region being spaced apart from an interface between the silicon carbide member and the first film in a first direction from the silicon carbide member to the first film;
21. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of configurations 10 to 20, wherein the first region does not contain nitrogen, or the concentration of nitrogen at the interface is higher than the concentration of nitrogen in the first region.

(構成22)
前記第1処理と前記第2処理との間において、前記構造体を前記第1温度よりも低い温度にすることをさらに備えた、構成10~21のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(Configuration 22)
22. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of configurations 10 to 21, further comprising: between the first treatment and the second treatment, bringing the structure to a temperature lower than the first temperature.

(構成23)
前記第2処理の後に、前記第1膜の上に導電膜を形成することをさらに備えた、構成10~22のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(Configuration 23)
23. The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of configurations 10 to 22, further comprising forming a conductive film on the first film after the second treatment.

実施形態によれば、特性の向上が可能な半導体装置の製造方法が提供できる。 According to the embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device that can improve characteristics can be provided.

なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。 In this specification, "vertical" and "parallel" do not only mean strictly vertical and strictly parallel, but also include variations in the manufacturing process, for example, and are sufficient as long as they are substantially vertical and substantially parallel.

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体装置に含まれる、炭化シリコン部材、半導体領域、第1膜及び導電膜などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。 Embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, the specific configurations of the elements included in the semiconductor device, such as the silicon carbide member, semiconductor region, first film, and conductive film, are within the scope of the present invention as long as a person skilled in the art can implement the present invention in a similar manner and obtain similar effects by appropriately selecting them from within the known range.

また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。 Furthermore, any combination of two or more elements of each specific example, to the extent technically possible, is also included within the scope of the present invention, as long as it encompasses the gist of the present invention.

その他、本発明の実施の形態として上述した半導体装置、及び、半導体装置の製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体装置、及び、半導体装置の製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。 In addition, all semiconductor devices and semiconductor device manufacturing methods that can be implemented by a person skilled in the art by making appropriate design modifications based on the semiconductor device and semiconductor device manufacturing method described above as embodiments of the present invention also fall within the scope of the present invention, as long as they include the gist of the present invention.

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。 In addition, within the scope of the concept of this invention, a person skilled in the art may conceive of various modifications and alterations, and it is understood that these modifications and alterations also fall within the scope of this invention.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments may be embodied in a variety of other forms, and various omissions, substitutions, and modifications may be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their variations are within the scope and spirit of the invention, and are also included in the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims.

10…第1膜、 10B…構造体、 15…界面、 50…炭化シリコン部材、 50r…第1領域、 51~54…第1~第4半導体領域、 55…基板、 110、111…半導体装置、
C0…濃度、
D1、D2…界面準位密度、
E1~E3…第1~第3導電膜、
I1…絶縁膜、
Int…2次イオン強度、
RS1…第1参考試料、
SP1、SP2…第1、第2試料、
T1~T3…第1~第3温度、 Tmp…温度、
dZ…距離、
p1~p6…第1~第6位置、
t1…厚さ、 tm、tm1、tm2、tx1、tx2…時間、
v_C-N…C-N濃度、
v_Si-N…Si-N濃度、
vp1、vp2…第1、第2ピーク値、
10...first film, 10B...structure, 15...interface, 50...silicon carbide member, 50r...first region, 51-54...first to fourth semiconductor regions, 55...substrate, 110, 111...semiconductor device,
C0...concentration,
D1, D2...interface state density,
E1 to E3...first to third conductive films,
I1...insulating film,
Int...secondary ion intensity,
RS1: First reference sample;
SP1, SP2...first and second samples,
T1 to T3...first to third temperature, Tmp...temperature,
dZ...distance,
p1 to p6...first to sixth positions,
t1...thickness, tm, tm1, tm2, tx1, tx2...time,
v_C-N...CN concentration,
v_Si-N...Si-N concentration,
vp1, vp2...first and second peak values,

Claims (18)

炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1方向における第2位置において、炭素と窒素との結合のC-N濃度は第2ピーク値であり、
前記第1方向における第3位置において、前記C-N濃度は、前記第2ピーク値の1/2800であり、
前記第3位置における前記Si-N濃度は、前記第1ピーク値の1/20未満である、半導体装置。
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
At a second position in the first direction, the C—N concentration of carbon and nitrogen bonds is a second peak value;
At a third position in the first direction, the C—N concentration is 1/2800 of the second peak value;
the Si—N concentration at the third position is less than 1/20 of the first peak value.
炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1ピーク値は、1.7×1021/cm以上であり、
前記第1方向における第2位置において、炭素と窒素との結合のC-N濃度は第2ピーク値であり、
前記第1方向における第3位置における、前記C-N濃度は、前記第2ピーク値の1/2800であり、
前記第3位置における前記Si-N濃度は、1.0×1020/cm以下である、半導体装置。
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
the first peak value is 1.7×10 21 /cm 3 or more,
At a second position in the first direction, the C—N concentration of carbon and nitrogen bonds is a second peak value;
the C—N concentration at a third position in the first direction is 1/2800 of the second peak value,
The semiconductor device, wherein the Si—N concentration at the third position is 1.0×10 20 /cm 3 or less.
炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1方向における第4位置において、シリコンの濃度は前記第1膜における極小値であり、
前記第4位置における前記Si-N濃度は、前記第1ピーク値の1/20未満である、半導体装置。
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
At a fourth position in the first direction, the concentration of silicon is at a minimum in the first film;
the Si—N concentration at the fourth position is less than 1/20 of the first peak value.
炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1ピーク値は、1.7×1021/cm以上であり、
前記第1方向における第4位置において、シリコンの濃度は前記第1膜における極小値であり、
前記第4位置における前記Si-N濃度は、1.0×1020/cm以下である、半導体装置。
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
the first peak value is 1.7×10 21 /cm 3 or more,
At a fourth position in the first direction, the concentration of silicon is at a minimum in the first film;
The semiconductor device, wherein the Si—N concentration at the fourth position is 1.0×10 20 /cm 3 or less.
炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1方向における第5位置において、酸素の濃度は前記第1膜における極小値であり、
前記第5位置における前記Si-N濃度は、前記第1ピーク値の1/20未満である、半導体装置。
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
At a fifth position in the first direction, the concentration of oxygen is a minimum value in the first film;
the Si—N concentration at the fifth position is less than 1/20 of the first peak value.
炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1ピーク値は、1.7×1021/cm以上であり、
前記第1方向における第5位置において、酸素の濃度は前記第1膜における極小値であり、
前記第5位置における前記Si-N濃度は、1.0×1020/cm以下である、半導体装置。
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
the first peak value is 1.7×10 21 /cm 3 or more,
At a fifth position in the first direction, the concentration of oxygen is a minimum value in the first film;
The semiconductor device, wherein the Si—N concentration at the fifth position is 1.0×10 20 /cm 3 or less.
炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1方向における第6位置における前記Si-N濃度は、前記第1ピーク値の1/20未満であり、
前記第6位置は、前記第1膜中にあり、
前記第1位置と前記第6位置との間の前記第1方向における距離は、10nmである、半導体装置。
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
the Si—N concentration at a sixth position in the first direction is less than 1/20 of the first peak value;
the sixth location is in the first membrane;
The semiconductor device, wherein the distance in the first direction between the first position and the sixth position is 10 nm.
炭化シリコン部材と、
前記炭化シリコン部材と積層され、シリコン及び酸素を含む第1膜と、
を備え、
前記炭化シリコン部材から前記第1膜への第1方向における第1位置において、シリコンと窒素との結合のSi-N濃度は、第1ピーク値であり、
前記第1ピーク値は、1.7×1021/cm以上であり、
前記第1方向における第6位置における前記Si-N濃度は、1.0×1020/cm以下であり、
前記第6位置は、前記第1膜中にあり、
前記第1位置と前記第6位置との間の前記第1方向における距離は、10nmである、半導体装置。
a silicon carbide member;
a first film laminated with the silicon carbide member and containing silicon and oxygen;
Equipped with
a Si—N concentration of silicon and nitrogen bonds at a first position in a first direction from the silicon carbide member to the first film is a first peak value;
the first peak value is 1.7×10 21 /cm 3 or more,
the Si—N concentration at a sixth position in the first direction is 1.0×10 20 /cm 3 or less;
the sixth location is in the first membrane;
The semiconductor device, wherein the distance in the first direction between the first position and the sixth position is 10 nm.
第1導電膜をさらに備え、
前記第1膜は、前記炭化シリコン部材と前記第1導電膜との間に設けられた、請求項1~8のいずれか1つに記載の半導体装置。
Further comprising a first conductive film;
9. The semiconductor device according to claim 1, wherein said first film is provided between said silicon carbide member and said first conductive film.
炭化シリコン部材と、前記炭化シリコン部材に積層されシリコン及び酸素を含む第1膜と、を含む構造体を準備し、
水素を含む第1雰囲気中で前記構造体を熱処理する第1処理を実施し、
前記第1処理の後に、窒素及び酸素を含む第2雰囲気で前記構造体を熱処理する第2処理を実施し、
前記第2雰囲気における前記酸素の濃度は、5ppm以上1000ppm以下であり、
前記第1処理における温度は、1200℃以上1350℃以下であり、
前記第2処理における温度は、1200℃以上1300℃以下である、半導体装置の製造方法。
preparing a structure including a silicon carbide member and a first film containing silicon and oxygen and laminated on the silicon carbide member;
performing a first process of heat treating the structure in a first atmosphere containing hydrogen;
After the first treatment, a second treatment is performed in which the structure is heat-treated in a second atmosphere containing nitrogen and oxygen;
the concentration of oxygen in the second atmosphere is 5 ppm or more and 1000 ppm or less,
the temperature in the first treatment is 1200°C or higher and 1350°C or lower,
The method for manufacturing a semiconductor device , wherein the temperature in the second treatment is 1200° C. or higher and 1300° C. or lower .
前記第2処理において1200℃を超える時間は、1時間以上20時間以下である、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10 , wherein the time during which the temperature exceeds 1200° C. in the second treatment is from 1 hour to 20 hours. 前記第2雰囲気における前記酸素は、Oであり、
前記第2雰囲気における前記窒素は、Nである、請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
The oxygen in the second atmosphere is O2 ;
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the nitrogen in the second atmosphere is N2 .
前記第2雰囲気に含まれる前記窒素の濃度は、0.1%以上100%未満である、請求項10に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the concentration of nitrogen contained in the second atmosphere is greater than or equal to 0.1% and less than 100%. 前記第1膜の厚さは、25nm以上60nm以下である、請求項10に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device described in claim 10, wherein the thickness of the first film is 25 nm or more and 60 nm or less. 前記第1膜は、前記炭化シリコン部材と接する、請求項10に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device described in claim 10, wherein the first film contacts the silicon carbide member. 前記第1雰囲気における水素の濃度は、0.01%以上100%以下である、請求項10に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the hydrogen concentration in the first atmosphere is 0.01% or more and 100% or less. 前記第1処理の時間は、15分以上10時間以下である、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10 , wherein the first treatment is performed for a period of 15 minutes to 10 hours. 前記第2処理は、前記炭化シリコン部材と前記第1膜との間の領域に存在するシリコンに窒素を結合させることを含む、請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10 , wherein the second treatment includes bonding nitrogen to silicon present in a region between the silicon carbide member and the first film.
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