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絶縁層埋め込み型半導体炭化珪素基板及びその製造方法

シーズコード S120008771
掲載日 2012年2月13日
研究者
  • 中尾 基
  • 種平 貴文
  • 中野 貴博
技術名称 絶縁層埋め込み型半導体炭化珪素基板及びその製造方法
技術概要 炭化珪素へのn型不純物層の形成は、一般に5属のリンイオンや窒素イオンを、炭化珪素表面層(SiC膜)にイオン注入し、その後、熱処理が行われる。炭化珪素は熱的に安定なので、一般に1600~1700℃の高温で熱処理が可能であるが、イオン注入で得られたSiC膜/SiO膜/Si基板を用いた場合、シリコンの融点が約1400℃であり、これを超える高温、長時間の熱処理では、母材であるシリコンが溶融してしまうという問題があった。本発明は、絶縁層埋め込み型半導体炭化珪素基板に、窒素イオン等の5属イオンを注入しn型不純物層を形成させ、次いで熱処理することからなるn型不純物層を有する絶縁層埋め込み型半導体炭化珪素基板の製造方法である。熱処理は、好ましくは、1200℃以上1410℃未満の温度範囲で、1分以上10分未満の時間範囲で行われる。また、赤外線照射等の手段を用いて、昇温速度が10℃/秒以上の急速加熱の条件下で行うのが好ましい。
研究分野
  • 固体デバイス製造技術一般
展開可能なシーズ シリコンを用いた半導体は、大電力用の場合の耐電圧が十分ではないため、シリコンに替わる半導体材料として炭化珪素が注目されている。本発明は、絶縁層埋め込み型半導体の炭化珪素基板において、電子デバイス作製に不可避である低抵抗n型不純物層を形成するための工業的な方法を提供する。
炭化珪素基板の価格は、シリコン基板価格の10~100倍もするが、本発明では、SOI(Si膜/SiO膜/Si基板)を利用し、そのSi層を炭化してSiC膜/SiO膜/Si基板とすることによって、炭化珪素半導体を廉価で提供することができる。具体的には、SiC膜/SiO膜/Si基板に窒素イオンを注入する際の熱処理条件として、赤外線照射により10℃/秒以上で昇温し、1200℃以上1410℃未満の温度範囲で、1分以上10分未満の時間範囲で熱処理することにより、n型不純物層を有する絶縁層埋め込み型半導体炭化珪素基板を製造することができる。
用途利用分野 半導体炭化珪素基板、炭化珪素集積回路、カーエレクトロニクス
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立大学法人九州工業大学, . 中尾 基, 種平 貴文, 中野 貴博, . 絶縁層埋め込み型半導体炭化珪素基板及びその製造方法. 特開2009-111007. 2009-05-21
  • H01L  21/02     
  • H01L  27/12     
  • H01L  21/20     

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