発明情報

背景

SiC基板を用いたMOS型トランジスタ(SiCMOSFET)において、SiO₂膜とSiC基板との界面における欠陥密度が高く、SiCMOSFETのチャネル移動度の特性が十分に得られないという問題がありました。界面欠陥密度を低減する方法として、SiO₂膜形成時の雰囲気ガス、Si薄膜の堆積方法、並びに熱処理温度の制御する方法が開示されています。しかし、界面欠陥密度が高く、SiCMOSFETの特性を大きく制限していました。

発明概要と利点

本発明の製造方法は、SiC結晶が酸化することによって界面欠陥とSiC側の点欠陥が生成することを防ぐために、以下の3つのステップで構成されています。
（１）SiC基板の表面を1200°C以上の温度でH₂ガスを用いてエッチングするステップです。
（２）SiC基板上にSiC基板を酸化させない条件でSiO2膜を形成するステップです。（３）SiO2膜が形成されたSiC基板を1350°C以上の温度でN₂ガス雰囲気中で熱処理するステップです。３つのステップによって、SiC結晶を酸化しないため、界面欠陥密度が低いSiCMOSFETを製造できます。図２から、SiC基板の表面をH₂ガスエッチングにより、界面欠陥密度が低減され、図４から、N₂ガス雰囲気中ではDLTS測定法から欠陥がなく、図７から、H₂ガスエッチングとN₂ガス界面窒化処理でSiO2膜内にN原子が導入され界面欠陥密度が大幅に低減されています。

➢パワーデバイスの電力損失を低減
界面欠陥密度が低いSiCMOSFETはチャネル移動度が高くなり、チャネル抵抗が減少し、電力損失を低減できます。したがって、システムの電力変換効率を向上させることができます。