×この技術を簡単クリック査定この機能をご利用いただくには、会員登録(無料)が必要です。出願した特許の牽制数、引用された数などを知る事ができます。気になる技術や特許をブックマークしておけば、いつでも後から読むことができます。後で印刷するために、公報をPDFでダウンロードできます。会員登録してastamuseを使えば、もっと簡単に便利にお使いいただけます。会員登録(無料)「astamuse」は世界中の挑戦したい社会課題に挑戦し、未来を創る人のプラットフォームです。この項目の情報は公開日時点(1997年11月25日)のものです。短時間かつ低コストで高抵抗炭化ケイ素層を形成する方法および高抵抗炭化ケイ素層を用いた炭化ケイ素半導体装置を提供することである。解決手段SiC基板21上にBまたはAlが添加されたp型エピタキシャル層を形成する。−26,27間の領域にn−層28を形成する。−層23,24間の領域はp−層25となる。注入SiC層22を形成する。注入ドーズ量は、初期のp型エピタキシャル成長層の結晶中に存在するキャリア密度を補償するのに十分な量とする。概要この情報を共有FacebookTwitterGoogle+LinkedIn背景SiC(炭化ケイ素)はp型およびn型の価電子制御が容易であり、Si(シリコン)やGaAs(ガリウム砒素)にない数々の優れた物性を有するので、種々の環境で使用可能な半導体装置の材料として注目されている。SiCは、SiやGaAsに比べて大きなバンドギャップを有するので、高い温度までp型またはn型を維持することができる。したがって、SiCを用いると、高温動作デバイスが実現される。絶縁破壊電界が非常に高いので、高耐圧、低損失の大電力デバイスが実現可能である。電子の飽和ドリフト速度が高いので、高周波での高出力動作も可能である。過酷な環境で使用できる耐環境デバイスの材料として期待されている。SiCは不純物のドーピングによりp型およびn型を作製できるので、青色あるいは紫色の光を発光する可視短波長発光デバイスや、紫外線のような短波長光を検知するセンサの材料として有望視されている。短時間かつ低コストで高抵抗炭化ケイ素層を形成する方法および高抵抗炭化ケイ素層を用いた炭化ケイ素半導体装置を提供することである。SiC基板21上にBまたはAlが添加されたp型エピタキシャル層を形成する。−26,27間の領域にn−層28を形成する。−層23,24間の領域はp−層25となる。注入SiC層22を形成する。注入ドーズ量は、初期のp型エピタキシャル成長層の結晶中に存在するキャリア密度を補償するのに十分な量とする。請求項1炭化ケイ素にその炭化ケイ素のキャリア密度と同程度またはそれ以上の密度で遷移金属を添加することにより、前記炭化ケイ素中に高抵抗層を形成することを特徴とする高抵抗炭化ケイ素層の形成方法。請求項2前記遷移金属を添加する領域の炭化ケイ素のキャリア密度は1×1018cm-3以下であることを特徴とする請求項1記載の高抵抗炭化ケイ素層の形成方法。請求項3前記遷移金属は、バナジウム、クロム、鉄またはニッケルであることを特徴とする請求項1または2記載の高抵抗炭化ケイ素層の形成方法。請求項4前記遷移金属の添加をイオン注入により行うことを特徴とする請求項1または2記載の高抵抗炭化ケイ素層の形成方法。請求項5前記遷移金属の添加を炭化ケイ素層のエピタキシャル成長中に行うことを特徴とする請求項1または2記載の高抵抗炭化ケイ素層の形成方法。請求項6前記遷移金属の添加後、前記炭化ケイ素にアニール処理を施すことを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載の高抵抗炭化ケイ素層の形成方法。技術分野0001本発明は、高抵抗炭化ケイ素層の形成方法および高抵抗炭化ケイ素層を有する炭化ケイ素半導体装置に関する。背景技術0002SiC(炭化ケイ素)はp型およびn型の価電子制御が容易であり、Si(シリコン)やGaAs(ガリウム砒素)にない数々の優れた物性を有するので、種々の環境で使用可能な半導体装置の材料として注目されている。0003SiCは、SiやGaAsに比べて大きなバンドギャップを有するので、高い温度までp型またはn型を維持することができる。したがって、SiCを用いると、高温動作デバイスが実現される。絶縁破壊電界が非常に高いので、高耐圧、低損失の大電力デバイスが実現可能である。電子の飽和ドリフト速度が高いので、高周波での高出力動作も可能である。過酷な環境で使用できる耐環境デバイスの材料として期待されている。SiCは不純物のドーピングによりp型およびn型を作製できるので、青色あるいは紫色の光を発光する可視短波長発光デバイスや、紫外線のような短波長光を検知するセンサの材料として有望視されている。発明が解決しようとする課題0005Si系の半導体装置を作製する場合には、素子間の電気的絶縁(素子分離)や基板と素子との間の絶縁を行うためにpn接合が通常用いられる。この場合にはリーク電流が比較的大きい、製造プロセスが複雑になる等の問題がある。これを解決するため、最近では所定の層に酸素をイオン注入することが行われている。層を形成するために、酸素の注入量は1017〜1018cm-2必要となる。この多量の酸素のイオン注入には非常に長い時間を要する。注入損傷のため、表層Siの結晶性に課題を残している。0006SiC半導体装置においても、酸素をイオン注入することにより高抵抗層を形成することが考えられる。Siの場合と同様に、多量の酸素イオン注入により発生した注入損傷により、表面のSiCの結晶性が著しく損なわれることが予想される。酸素のイオン注入により高抵抗層を形成する場合、多量の酸素を長時間イオン注入する必要がある。そのため、半導体装置の製造時間が長くなり、製造コストも高くなるという問題がある。0007本発明の目的は、短時間かつ低コストで高抵抗炭化ケイ素層を形成する方法および高抵抗層を有する炭化ケイ素半導体装置を提供することである。0008第1の発明に係る高抵抗炭化ケイ素の形成方法は、炭化ケイ素にその炭化ケイ素のキャリア密度と同程度またはそれ以上の密度で遷移金属を添加することにより、炭化ケイ素中に高抵抗層を形成するものである。0009炭化ケイ素に遷移金属を添加すると、炭化ケイ素の禁制帯内にディープレベル(深い準位)が形成される。そのディープレベルはトラップ(捕獲中心)として働き、そのトラップによりキャリアの捕獲が行われる。したがって、炭化ケイ素のキャリア密度と同程度またはそれ以上の密度で遷移金属を添加することにより、実質的なキャリア密度が低減され、より高抵抗の炭化ケイ素層が得られる。0010遷移金属を添加する領域の炭化ケイ素のキャリア密度は1×1018cm-3以下であることが好ましい。このように、炭化ケイ素のキャリア密度が低い場合には、遷移金属の添加により形成されるレベルがキャリアを効率良く捕獲することができる。したがって、さらに高抵抗率の炭化ケイ素層が得られ易い。キャリア密度が1013〜1017cm-3である場合に実用的な高抵抗層が得られる。0011遷移金属は、バナジウム、クロム、鉄またはニッケルであってもよい。遷移金属の添加をイオン注入により行ってもよい。この場合、少ない注入量で高抵抗炭化ケイ素層を形成することができる。遷移金属の添加を炭化ケイ素層のエピタキシャル成長中に行ってもよい。この場合、炭化ケイ素層の成長過程で高抵抗炭化ケイ素層を形成することができる。0012特に、遷移金属の添加後、炭化ケイ素にアニール処理を施すことが好ましい。これにより、炭化ケイ素の結晶性を容易にほぼ完全に回復させることができる。その結果、より高抵抗の炭化ケイ素が得られる。0013第2の発明に係る炭化ケイ素半導体装置は、炭化ケイ素基板上に炭化ケイ素層が形成され、炭化ケイ素層中に遷移金属が添加されてなる高抵抗層が選択的に形成されたものである。0014その炭化ケイ素半導体装置においては、炭化ケイ素層中に少量の遷移金属を添加することにより高抵抗層が選択的に形成されているので、製造が容易であり、短時間にかつ低コストで製造することができる。この高抵抗層は、素子分離や素子と基板との間の分離に用いることができる。高抵抗層により表面、界面または接合端部の電界集中を緩和し、高耐圧を得ることができる。高抵抗層をマイクロ波等の高周波動作における寄生インピーダンスの低減のために用いることができる。0015特に、遷移金属が、炭化ケイ素層のキャリア密度と同程度またはそれ以上の密度で添加されることが好ましい。それにより、炭化ケイ素層中のキャリアが遷移金属により形成されたディープレベルに捕獲されるので、より高い抵抗値を有する高抵抗層が形成される。0016遷移金属が添加される炭化ケイ素のキャリア密度が1×1018cm-3以下であることが好ましい。このように、炭化ケイ素のキャリア密度が低い場合には、遷移金属の添加により形成されるディープレベルがキャリアを効率良く捕獲することができる。したがって、さらに高抵抗率の高抵抗層が得られ易い。キャリア密度が1013〜1017cm-3である場合に実用的な高抵抗層が得られる。遷移金属はバナジウム、クロム、鉄またはニッケルであってもよい。0017炭化ケイ素中に第1および第2の高導電領域が所定間隔を隔てて形成され、第1および第2の高導電領域間にチャネル領域が形成され、高抵抗層が第1および第2の高導電領域ならびにチャネル領域の側部および下部を囲むように形成されてもよい。これにより、高抵抗層が素子分離膜として働くとともに、活性な素子を炭化ケイ素基板から分離することにより寄生インピーダンスを低減させる。0018炭化ケイ素層が第1導電型の第1の層と第2導電型の第2の層とからなる積層構造を含み、高抵抗層が第1の層と第2の層との界面の端部に形成されてもよい。これにより、高電界が発生する接合界面端部の電界集中が高抵抗層により緩和される。0019炭化ケイ素層上に電極が形成され、高抵抗層が電極の縁部の下部における炭化ケイ素層に形成されてもよい。これにより、電極端部の電界集中が高抵抗層により緩和され、高耐圧が得られる。発明を実施するための最良の形態0020以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。(バナジウムイオン)注入による高抵抗層の形成を行った。以下の説明では、次の(数1)に示す結晶軸の方向および結晶面をそれぞれ〈11-20〉および{11-20}と表す。図1図200210022まず、図1を参照しながらp型SiC試料の作製方法を説明する。図1(a)において、p−基板1として例えば昇華法により作製されたp型6H−SiCウエハを用いる。−コンタクト層4を順に形成する。混合ガスを用いた常圧CVD法(化学的気相成長法)を用いる。基板温度は1500°Cであり、成長速度は2.5μm/時間である。添加によるB(ボロン)のドーピングを行う。−コンタクト層4のアクセプタ密度は、それぞれ2×1017cm-3、4×1016cm-3および2×1018cm-3である。p−基板1のアクセプタ密度は1〜3×1018cm-3である。注入SiC層5を形成する。