JP4224253B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭化珪素基板上に形成される炭化珪素半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
炭化珪素（シリコンカーバイド、ＳｉＣ）は、珪素（Ｓｉ）に比べてバンドギャップが大きいことから高い絶縁耐性を有しており、また、高温においても安定な性質を有する半導体である。このような特性から、ＳｉＣは、次世代のパワーデバイスや高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。
【０００３】
ＳｉＣは、立方晶系の３Ｃ−ＳｉＣや六方晶系の６Ｈ−ＳｉＣ、４Ｈ−ＳｉＣ、あるいは菱面体系の１５Ｒ−ＳｉＣ等の多くの結晶構造をとりうることが知られている。この中で、実用的なＳｉＣの半導体装置を作製するために一般的に使用されているのが６Ｈ−ＳｉＣ及び４Ｈ−ＳｉＣである。
【０００４】
この６Ｈ−ＳｉＣ及び４Ｈ−ＳｉＣ層では、ｃ軸の結晶軸に垂直な（０００１）面にほぼ一致する面を主面とする基板が広く用いられている。
【０００５】
ＳｉＣ半導体装置は、ＳｉＣ基板上にエピタキシャル成長層を形成した後、同層に不純物ドーピングやエッチングなど、装置の種類に応じ加工を加えることにより形成される。例えば、ダイオードであれば、ｐ型ドープ層、ｉ層（イントリンシック（真性半導体）層）、ｎ型ドープ層などを基板上に形成することになり、ＦＥＴの場合には、ソース・ドレイン領域や、チャネル層などを基板上に設けることになる。
【０００６】
大容量で高耐圧のパワーデバイスは、素子の縦方向、つまり素子の上面から裏面に向かって電流が流れたり、上面と裏面との間に電圧が印加されたりする縦型の素子構造をしたものが多い。このような縦型半導体装置は、上面と裏面のそれぞれに電極が設けられた構成となっている。
【０００７】
図１０は、ＳｉＣ基板を用いた従来のショットキーダイオードを示す断面図である。同図に示すように、縦型半導体装置がショットキーダイオードの場合、ｎ型のＳｉＣ基板１０１の主面上（上面上）にはｎ型不純物を含むＳｉＣからなる厚さ２０μｍのエピタキシャル成長層１０３が設けられ、エピタキシャル成長層１０３の上には、Ａｕ（金）からなるショットキー電極１０６と電界集中を防ぐためのガードリング１０５とが設けられている。また、ＳｉＣ基板１０１の裏面上にはＮｉ（ニッケル）からなるオーミック電極が設けられている。
【０００８】
また、縦型ＭＯＳＦＥＴの場合には、基板の上面上にソース電極及びゲート電極が、裏面上にオーミック電極であるドレイン電極が設けられた構造となっている。
【０００９】
次に、ＳｉＣを用いた縦型半導体装置を製造する際のエピタキシャル成長技術について説明する。
【００１０】
図７は、炭化珪素膜形成用の一般的な縦型薄膜成長装置の構成を概略的に示す図である。同図に示すように、一般的な炭化珪素の薄膜成長装置は、反応炉５０と、基板５１を固定するためのカーボン製のサセプタ５２と、支持軸５３と、試料を加熱するためのコイル５４と、反応炉５０に原料ガス５５，希釈ガス５６及びドーパントガス５７を供給するためのガス供給系５８と、反応炉５０内からガスを排気するためのガス排気系５９と、圧力調整のためのバルブ６０とを備えている。
【００１１】
この装置では、原料ガス５５、希釈ガス５６及びドーパントガス５７は、矢印で示すように、ガス供給系５８から反応炉５０に供給される。原料ガス５５，希釈ガス５６及びドーパントガス５７は反応炉５０内に入った後、排気管６１を通り、ガス排気系５９により排気される。反応炉５０内の圧力は圧力調整用のバルブ６０によって調節される。また、支持軸５３により支えられたサセプタ５２は、反応炉５０の周りに巻かれたコイル５４を用いた高周波誘導加熱により加熱される。
【００１２】
この縦型薄膜成長装置を用いてＳｉＣ基板上にエピタキシャル成長層を形成する手順は以下の通りである。
【００１３】
まず、反応炉５０に希釈ガス（例えば水素ガス）を導入して、炉内の圧力を大気圧または大気圧以下に調整する。この状態で、コイル５４に高周波電力を印加して基板５１を加熱し、基板温度を１５００℃以上とする。
【００１４】
次に、炭素を含むガス（例えばプロパン）及び珪素を含むガス（例えばシラン）を導入すると同時に、ドーパントガス５７をガス供給系５８から供給することにより、基板５１の上にｎ型もしくはｐ型にドーピングされたエピタキシャル成長層を形成させることができる。なお、ｎ型ドーピングの場合には例えば窒素、ｐ型ドーピングの場合には例えばアルミニウムを含むガスがドーパントガス５７として用いられる。
【００１５】
次に、原料ガス５５及びドーパントガス５７の供給を止めて、コイル５４への高周波電力の印加を停止して加熱を終了し、基板５１を冷却する。
【００１６】
この方法により、基板５１上にエピタキシャル成長層を形成させることができる。なお、このエピタキシャル成長層の厚みやキャリア密度は、ＳｉＣ半導体装置が所望の耐圧やオン電流を得られるように決定される。
【００１７】
図９は、従来のＳｉＣ層の成長方法における、原料ガス及び不純物ドーパントガスの流量と基板温度の時間変化とを示す図である。
【００１８】
同図に示すように、従来のＳｉＣ層の成長方法では、基板温度がエピタキシャル成長温度（例えば１５００℃）に達してから原料ガス及び不純物ドーパントガスの供給を開始する。そして、エピタキシャル成長中は、原料ガス及びドーパントガスの流量を一定とする。その後、原料ガス及びドーパントガスの供給を止めると同時に基板の加熱を中止し、ＳｉＣ層の成長を止める。
【００１９】
以上のような方法を用いることにより、従来の縦型半導体装置のＳｉＣ層が形成される。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の通り、ＳｉＣを用いた縦型半導体装置は、電力消費が小さく、且つ耐圧性が高いため、パワーデバイスとして各種機器に好ましく用いられる。ところが、機器の動作状況によっては、定格値を超える高電圧が半導体装置に印加されることがあり、図１０に示すような従来のショットキーダイオードでは、一時的に絶縁破壊を起こすことがあった。
【００２１】
この絶縁破壊は、高い逆バイアス電圧が印加され、半導体装置のエピタキシャル成長層に広がった空乏層がＳｉＣ基板内にまで到達することにより起こる。一般的に、ＳｉＣ基板の結晶性はエピタキシャル成長層の結晶性に比べて劣り、且つ不純物ドーパント濃度も高い。このため、基板内に形成された空乏層において加速されたキャリアによって破壊現象が発生し、これによって半導体装置の破壊が引き起こされると考えられる。
【００２２】
このような不具合を避けるために、エピタキシャル成長層を、定格値を超える電圧が印加されても空乏層が基板に到達しないように十分厚くするという対策が従来から施されている。
【００２３】
しかしながら、半導体装置のエピタキシャル成長層の厚みを２倍厚くすることは、この層における抵抗成分が２倍大きくなることに相当するため、半導体装置における電力損失が大きくなるという新たな問題が生じていた。
【００２４】
このように、従来技術では、ＳｉＣを用いて素子を作製しても、その優れた物性値から期待されるような高耐圧性や超低損失性といった特性を得ることが困難であった。
【００２５】
本発明の目的は、機器での使用に耐え得る高耐圧性を有する半導体素子及びその製造方法を提供することにある。
【００２６】
本発明の半導体装置は、第１導電型の不純物を含む半導体基板と、上記半導体基板上に設けられ、上記半導体基板よりも高い濃度で第１導電型の不純物を含むエピタキシャル成長により形成された半導体からなる第１の高濃度不純物ドープ層と、上記第１の高濃度不純物ドープ層の上に設けられ、上記第１の高濃度不純物ドープ層よりも低い濃度で第１導電型の不純物を含む第１の半導体層とを備え、動作時には、キャリアが上記半導体基板、上記第１の高濃度不純物ドープ層及び上記第１の半導体層を通過して走行する。
【００２７】
これにより、逆方向バイアスの印加時に、第１の高濃度不純物ドープ層の上方から延びる空乏層が、第１の高濃度不純物ドープ層内に止められて半導体基板に到達しにくくすることができるので、半導体装置の耐圧性を向上させることができる。加えて、半導体基板と第１の半導体層との間にドーパント濃度が低い高抵抗な領域を挟まないので、従来の半導体装置に比べて電気抵抗を低減することができる。
【００２８】
上記半導体基板はＳｉ，ＳｉＣ，ＧａＮ，ＧａＡｓ，ＩｎＰのうちから選ばれた１つの材料から構成されていることにより、高耐圧で低損失の半導体装置を実現することができる。
【００２９】
上記半導体基板、上記第１の高濃度不純物ドープ層及び上記第１の半導体層は共にＳｉＣから構成されていることにより、高耐圧で低損失の上、放熱性の良好な半導体装置を実現することができる。このため、消費電力が小さく、且つ熱の蓄積を起こしにくい半導体装置として、耐圧性が要求される各種機器において、好ましく利用され得る。
【００３０】
上記第１の高濃度不純物ドープ層はエピタキシャル成長により形成されていることにより、第１の高濃度不純物ドープ層の結晶欠陥の密度を低くすることができるので、半導体装置の耐圧性を向上させることができる。
【００３１】
上記第１の高濃度不純物ドープ層に含まれる不純物の濃度は、１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3以上１×１０²⁰atoms・ｃｍ^-3以下であることが好ましい。第１の高濃度不純物ドープ層に含まれる不純物の濃度が１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3以上であることで、逆方向バイアスの印加時に、第２の半導体層を必要以上に厚くすることなく所定の耐圧性を確保することができる。また、第１の高濃度不純物ドープ層に含まれる不純物の濃度が１×１０²⁰atoms・ｃｍ^-3以下であることにより、第１の高濃度不純物ドープ層の結晶性が良好に保たれるので、半導体装置の耐圧性を良好に保つことができる。
【００３２】
上記第１の高濃度不純物ドープ層の厚みは、１０ｎｍ以上且つ１０００ｎｍ以下であることにより、逆方向バイアス印加時に空乏層が第１の半導体層に到達するのを防ぐと共に、動作時における半導体装置の電力損失を小さくすることができる。
【００３３】
上記第１の高濃度不純物ドープ層に含まれる不純物は、in-situドーピングによって導入されたものであることにより、第１の高濃度不純物ドープ層の結晶性を良好に保つことができる。
【００３４】
上記第１の半導体層は、エピタキシャル成長により形成されていることにより、第１の半導体層の結晶性を良好にすることができるので、半導体装置の耐圧を高めることができる。
【００３５】
上記第１の半導体層の上に設けられ、上記第１の半導体層とショットキー接触するショットキー電極と、上記半導体基板の裏面上に設けられ、上記半導体基板とオーミック接触するオーミック電極とをさらに備えていることにより、高耐圧で低損失のショットキーダイオードを実現することができる。
【００３６】
また、上記第１の半導体層の上に設けられ、上記ショットキー電極を囲む絶縁体からなるガードリングをさらに備えていることにより、上記第１の半導体層の上端部において、電界集中による絶縁破壊の発生を防止することができる。
【００３７】
上記第１の半導体層の上方に設けられ、第２導電型の不純物を含む第２の半導体層と、上記第２の半導体層の上に設けられた上部電極と、上記半導体基板の裏面上に設けられた下部電極とをさらに備え、ｐｎダイオードとして機能する半導体装置を実現することもできる。
【００３８】
この場合、上記第１の半導体層と上記第２の半導体層との間に設けられ、上記第２の半導体層よりも高濃度で第２導電型の不純物を含む第２の高濃度不純物ドープ層をさらに備えていることにより、第１の半導体層と第２の半導体層との間の電気抵抗が低減されるので、動作時の電力損失をさらに低減することができる。
【００３９】
上記第２の半導体層はエピタキシャル成長されたＳｉＣから構成されていることにより、第２の半導体層の結晶性が良好になっているので、好ましい。
【００４０】
上記第１の半導体層のうち一部の領域に第２導電型の不純物イオンを注入して設けられ、チャネルとして機能する第１のウェルと、上記第１の半導体層と上記第１のウェルの上に設けられたゲート絶縁膜と、上記ゲート絶縁膜の上に設けられたゲート電極と、上記第１のウェルのうち、上記ゲート電極の両側方に位置する領域に第１導電型の不純物イオンを注入して設けられた上記第２のウェルと、上記第２のウェルの上に設けられた第１の電極と、上記半導体基板の裏面上に設けられた第２の電極とをさらに備え、縦型構造のＭＩＳＦＥＴとして機能する半導体装置を実現することもできる。
【００４１】
本発明の半導体装置の製造方法は、薄膜成長装置の反応炉に第１の原料ガス、第２の原料ガス及び不純物ドーパントガスを供給して、半導体基板上に、上記半導体基板よりも高濃度に第１導電型の不純物を上記第１の原料ガスに含まれる構成元素のあるべき位置に含む第１の高濃度不純物ドープ層をエピタキシャル成長させる工程（ａ）と、上記工程（ａ）の後に上記第１の高濃度不純物ドープ層の上に上記第１の高濃度不純物ドープ層よりも低濃度に第１導電型の不純物を含む第１の半導体層をエピタキシャル成長させる工程（ｂ）とを含み、上記工程（ａ）の開始時には、上記工程（ｂ）の開始時に比べ上記第１の原料ガスの供給量を小さくして上記第１の原料ガスと上記第２の原料ガスとの供給量の比を変え、上記不純物ドーパントガスの供給量を大きくする。
【００４２】
この方法により、第１の高濃度不純物ドープ層の結晶において、第１の原料ガスに含まれる第１の高濃度不純物ドープ層の構成元素のあるべき位置に第１導電型の不純物が取り込まれやすくなるので、第１の高濃度不純物ドープ層の不純物濃度を高くすることができる。
【００４３】
上記工程（ａ）の開始時には、上記工程（ｂ）の開始時に比べ上記不純物ドーパントガスの供給量を大きくすることにより、さらに効率的に第１の半導体層の不純物濃度を高くすることができるようになる。
【００４４】
上記工程（ａ）の開始時には、上記工程（ｂ）の開始時に比べ基板温度を低くすることにより、第１の半導体層の形成速度を第２の半導体層の形成速度よりも落とすことができるので、第１の半導体層に含まれる不純物濃度を、第２の半導体層に含まれる不純物濃度よりも高くすることができる。
【００４５】
上記工程（ａ）は、上記不純物ドーパントガスの供給量を連続的に減少させる工程（ａ１）をさらに含むことにより、第１の半導体層において、深さ方向の不純物濃度の変化を緩やかにすることができるので、第１の半導体層の電気抵抗を低減することができる。
【００４６】
上記半導体基板はＳｉＣから構成されていることにより、高耐圧で低損失な半導体装置を形成することができる。
【００４７】
上記第１の高濃度不純物ドープ層及び第１の半導体層は共にＳｉＣから構成されていることにより、高耐圧で低損失な半導体装置を形成することができる。
【００４８】
上記不純物ドーパントガスは窒素またはホスフィンであり、上記第１の原料ガスは炭素の原料ガスであることにより、窒素はＳｉＣ結晶中の炭素のあるべき位置に入りやすいので、高濃度でｎ型の不純物を含む第１の半導体層を効率的に形成することが可能になる。
【００４９】
上記第１の原料ガスは、プロパン，メタン，アセチレン，エタン，エチレン，プロピレン及びブタンのうちから選ばれた１つであることが好ましい。
【００５０】
上記不純物ドーパントガスはトリメチルアルミニウムガスまたはジボランガスであり、上記第１の原料ガスはシリコンの原料ガスであることにより、ＡｌはＳｉＣ結晶中のシリコンのあるべき位置に入りやすいので、第１の半導体層がｐ型半導体であっても効率的に製造することが可能になる。
【００５１】
上記第１の原料ガスはシランガスまたはジシランガスであることが好ましい
【００５２】
【発明の実施の形態】
−素子構成についての検討−
本願発明者らは、電気抵抗を増加させずにＳｉＣ半導体装置の耐圧性を向上させるために、エピタキシャル成長層の厚さを必要以上に厚くすることなく耐圧性を向上させる方法を検討した。
【００５３】
そして、検討の過程において、エピタキシャル成長層の厚さを変えた複数のショットキーダイオードを作製し、その耐圧性と抵抗値について測定した。
【００５４】
その結果、予想通り、１０μｍ程度に薄くしたエピタキシャル成長層を有するショットキーダイオードでは、図１０に示すショットキーダイオードに比べて耐圧性と共に抵抗値も小さくなっていた。しかしながら、本願発明者らは、ショットキーダイオードの抵抗値は、シミュレーション等で予測される値よりも大きくなることに気付いた。そして、この原因について調べたところ、ＳｉＣ基板１０１とエピタキシャル成長層１０３との間にドーパント濃度が含まれない領域、もしくはドーパント濃度が低い領域が存在するためであることが分かった。このような低抵抗な領域は、ドーパントガスの供給を開始した直後に、ドーパントガスの供給が不安定になることにより生じると考えられた。これは、低いドーパント濃度のエピタキシャル成長層を形成する場合にはさらに顕著になる。
【００５５】
このため、電気的特性の良いＳｉＣ半導体装置を作製するために、耐圧性の向上のみならず、電気抵抗の低減をも図ることができる方法が探索された。
【００５６】
種々の検討の結果、本願発明者らは、不純物を含む基板上に、より高濃度の不純物を含み、基板と同じ導電型のＳｉＣ層を設けることにより、半導体装置の動作時に空乏層が基板に達するのを防ぐことができることを見いだした。
【００５７】
また、高濃度に不純物をドーピングしたＳｉＣ層を設けることにより、従来エピタキシャル成長層と基板との間に存在した不純物濃度が低い領域を無くすことができることも確認された。すなわち、基板上に高濃度で不純物を含むドープ層（以下、「高濃度不純物ドープ層」と称する）を設けることで、耐圧性が向上すると同時に、電気抵抗の低減も図ることができることが分かった。
【００５８】
−ＳｉＣ層の成長条件の検討−
次に、本願発明者らは、図７に示す縦型薄膜成長装置を用いて、高濃度不純物ドープ層をより効率良く成長するための条件について検討を行った。その結果、次のような手順で高濃度不純物ドープ層を成長させることとした。
【００５９】
図２は、本発明のＳｉＣ層の成長方法における、原料ガス及び不純物ドーパントガスの流量と基板温度の時間変化とを示す図である。
【００６０】
ここで、図９に示す従来のエピタキシャル成長層の形成方法と比較すると、本発明のＳｉＣ層の形成方法においては、不純物ドーパントガスである窒素の供給量とプロパンガスの供給量が工程中で変化していることが分かる。すなわち、高濃度不純物ドープ層を形成する際には、窒素ガスの流量を１．０ｍＬ／ｍｉｎ程度に大きくすると共に、炭素の原料ガスであるプロパンガスの流量を０．６ｍＬ／ｍｉｎ程度に小さくし、エピタキシャル成長層の形成工程では窒素ガスの流量を０．２ｍＬ／ｍｉｎ、プロパンガスの流量を３．０ｍＬ／ｍｉｎとする。また、Ｓｉの原料ガスであるシランガスの流量はＳｉＣ層の形成工程を通して３．０ｍＬ／ｍｉｎに調節されており、原料ガスのＣ（炭素）／Ｓｉ比は、高濃度不純物ドープ層の形成時では、０．６に、エピタキシャル成長層の形成工程では、３になっている。
【００６１】
また、基板温度は、高濃度ドープ層の形成工程では１５００℃に設定し、エピタキシャル成長層の形成工程では１６００℃に設定することとした。
【００６２】
この高濃度不純物ドープ層の形成工程においては、次の３つの工夫により、ＳｉＣへの不純物の導入が図られている。
【００６３】
まず工夫の第１は、高濃度不純物ドープ層の形成工程で、窒素ガスの供給量を大きくしていることである。エピタキシャル成長中のＳｉＣ表面で窒素ガス濃度が上がれば、ＳｉＣ結晶に取り込まれる窒素の量も増加する。
【００６４】
工夫の第２は、高濃度不純物ドープ層の形成工程で、炭素の原料ガスの供給量を小さくしていることである。これにより、ＳｉＣ結晶中の炭素が入るべき位置に窒素が入りやすくなり、ＳｉＣ層に取り込まれる不純物濃度を上げることができる。
【００６５】
なお、不純物によって炭素とシリコンのどちらの位置に入りやすいかは多少異なっている。窒素は炭素の位置に入りやすいため、不純物が窒素の場合はプロパンガスの供給量を小さくするのが好ましく、Ａｌはシリコンの位置に入りやすいため、不純物がＡｌの場合にはシランガスの供給量を小さくするのが好ましい。
【００６６】
次に、工夫の第３は、高濃度不純物ドープ層の形成工程において、基板温度をできるだけ低く設定していることである。これにより、ＳｉＣ層を低速で成長させることができるので、不純物の取り込み量を多くすることができる。
【００６７】
以上の理由から、本発明のＳｉＣ層の形成方法を用いれば、不純物濃度が１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3を越えるＳｉＣ層を効率良く形成することができる。
【００６８】
以下に、この方法を用いたＳｉＣ半導体装置及びＳｉＣ半導体基板の実施例を説明する。
【００６９】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態として、基板とエピタキシャル成長層との間に基板に比べて不純物濃度の高い、高濃度不純物ドープ層を備えたＳｉＣ基板の製造方法について以下に説明する。
【００７０】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係るＳｉＣ基板の製造方法を示す断面図である。
【００７１】
まず、図１（ａ）に示す工程で、ＳｉＣからなる基板１を準備する。基板１としては、[11 -20]方向に８度のオフ角度がついた直径５０ｍｍのｎ型の（０００１）面ＳｉＣ基板（４Ｈ−ＳｉＣ基板）を用いる。基板１のドーパント濃度は約１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3である。
【００７２】
この基板１を、流量が５Ｌ／ｍｉｎの酸素でバブリングされた水蒸気雰囲気中に置き、１１００℃で約３時間熱酸化処理を施す。これにより、基板１の表面に厚さ約４０ｎｍ（４００Å）の熱酸化膜を形成し、その後、バッファード弗酸（弗酸：フッ化アンモニウム水溶液＝１：７）により、その熱酸化膜を除去する。
【００７３】
次に、図１（ｂ）に示す工程で、ＣＶＤ法により基板１上に高濃度不純物ドープ層２を形成する。以下にその具体的な方法を以下に述べる。
【００７４】
まず、図７に示す縦型薄膜成長装置のサセプタ５２に基板１を設置し、反応炉５０内を１０^-5Ｐａ程度の真空度になるまで減圧する。次いで、ガス供給系５８より、希釈ガス５６である水素ガスを２Ｌ／ｍｉｎの流量で供給して反応炉５０内の圧力を９０ｋＰａとする。反応炉５０内の圧力はバルブ６０を調節することにより制御される。水素ガスの流量を維持した状態で、誘導加熱装置を用いて、コイル５４に、２０．０ｋＨｚ、２０ｋＷの高周波電力を印加し、サセプタ５２を加熱する。本工程中、基板１の温度は１５００℃で一定となるように制御される。
【００７５】
次に、水素ガスの流量を２Ｌ／ｍｉｎとして一定に保ったまま、原料ガス５５のプロパンガスとシランガス、及びｎ型ドーパントである窒素ガスを反応炉５０のガス供給口より供給する。原料ガス５５及びドーパントガス５７はそれぞれ水素ガスで希釈して供給する。
【００７６】
高濃度不純物ドープ層２の形成開始直後のシランガス、プロパンガス及び窒素ガスの流量はそれぞれ３．０ｍＬ／ｍｉｎ、０．６ｍＬ／ｍｉｎ及び１．０ｍＬ／ｍｉｎとする。
【００７７】
シランガス（モノシラン）は、１分子につき１個のＳｉを有し、プロパンガスは１分子につき３個の炭素を有しているので、この場合の原料ガスの炭素／シリコン比は０．６である。このままの状態で、少なくとも１０分間は原料ガス及び窒素ガスを流し続ける。なお、炭素／シリコン比とは、単位時間あたりに反応炉５０に供給されるＣとＳｉの原子数比、つまり（炭素原子数）／（シリコン原子数）の値のことを意味する。
【００７８】
その後、図２に示すように、プロパンガスの流量を連続的に増加させると共に、窒素ガス（不純物ドーパントガス）の流量を連続的に減少させて、５分後にそれぞれ３．０ｍＬ／ｍｉｎ及び０．２ｍＬ／ｍｉｎとなるようにする。この間、シランガスの流量は３．０ｍＬ／ｍｉｎで一定にしておく。
【００７９】
この工程により、厚みが約１００ｎｍで、ドーパント濃度が約１×１０¹⁹atoms・ｃｍ^-3のｎ型の高濃度不純物ドープ層２が基板１上に形成される。
【００８０】
次に、図１（ｃ）に示す工程で、引き続きＣＶＤ法により高濃度不純物ドープ層２上にエピタキシャル成長層を形成する。具体的な方法を以下に述べる。
【００８１】
まず、基板温度を上昇させて、１６００℃で一定となるようにする。そして、本工程中、シランガス、プロパンガス及び窒素ガスの流量はそれぞれ３．０ｍＬ／ｍｉｎ、３．０ｍＬ／ｍｉｎ及び０．２ｍＬ／ｍｉｎとする。
【００８２】
この時の炭素／シリコン比は３であり、高濃度不純物ドープ層２形成時の炭素／シリコン比に比べて高い値となっている。この工程により、厚みが約１０μｍで、キャリア密度が約１×１０¹⁶atoms・ｃｍ^-3のｎ型のエピタキシャル成長層３が高濃度不純物ドープ層２上に形成される。
【００８３】
この方法によって形成したＳｉＣ薄膜の深さ方向のドーパント濃度分布について、２次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ）を用いて測定した。その結果、高濃度不純物ドープ層２において、窒素の濃度が一旦増加してから上方に向かって徐々に減少すること、及び高濃度不純物ドープ層２の厚みは約１００ｎｍであることが分かった。
【００８４】
以上の方法によって作製された本実施形態のＳｉＣ基板は、基板１と、基板１上に設けられた厚さ１００ｎｍの高濃度不純物ドープ層２と、高濃度不純物ドープ層２の上に設けられた厚さ１０μｍのｎ型ＳｉＣからなるエピタキシャル成長層３とを備えている。
【００８５】
ここで、本実施形態のＳｉＣ基板における高濃度不純物ドープ層２は、厚みが１００ｎｍで不純物濃度が１×１０¹⁹atoms・ｃｍ^-3である例を示したが、厚みは少なくとも１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下が好ましく、不純物濃度は１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3以上１×１０²⁰atoms・ｃｍ^-3以下であることが好ましい。これは、以下の理由による。
【００８６】
図８は、４Ｈ−ＳｉＣのｎ型ドープ層における不純物濃度と抵抗率とをまとめた表を示す図である。
【００８７】
ここで、抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）の半導体の抵抗値Ｒ（Ω）は、電流の流れる断面積をＳ（ｃｍ² ）、厚みをＬ（ｃｍ）とすると、次式で表される。
【００８８】
Ｒ＝ρ×（Ｌ／Ｓ） （１）
図８と式（１）とから、高濃度不純物ドープ層２とエピタキシャル成長層３の抵抗値を比較してみる。高濃度不純物ドープ層２の厚みが１００ｎｍで不純物濃度が１×１０¹⁹atoms・ｃｍ^-3で、エピタキシャル成長層３の厚みが１０μｍで不純物濃度が１×１０¹⁶atoms・ｃｍ^-3の場合、抵抗率はそれぞれ０．０１５（Ω・ｃｍ）と１（Ω・ｃｍ）で、厚みの比は１：１００であるので、エピタキシャル成長層３の抵抗値は、高濃度不純物ドープ層２の抵抗値よりも約４桁近く大きくなる。この場合、高濃度不純物ドープ層２の抵抗値は、エピタキシャル成長層３の抵抗値に比べると、無視できる程小さいと言える。
【００８９】
次に、高濃度不純物ドープ層２の厚みを１０００ｎｍ、不純物濃度を１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3まで下げた場合、高濃度不純物ドープ層２の抵抗率は０．０６５
（Ω・ｃｍ）、高濃度不純物ドープ層２とエピタキシャル成長層３との厚みの比は１：１０となるので、高濃度不純物ドープ層２の抵抗値は、エピタキシャル成長層３の抵抗値の１％弱（０．６５％）となる。これ以上高濃度不純物ドープ層２の抵抗値が大きくなると、抵抗値を無視できなくなるため、高濃度不純物ドープ層２の厚みは１０００ｎｍ以下が好ましく、不純物濃度は１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3以上であることが好ましい。
【００９０】
また、不純物濃度が高いと抵抗値は小さくなるが、不純物濃度が１×１０²⁰atoms・ｃｍ^-3を越えるとＳｉＣの結晶性が悪くなり、耐圧性の低下を来すおそれがあるため、高濃度不純物ドープ層２の不純物濃度は１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3以上１×１０²⁰atoms・ｃｍ^-3以下とする。
【００９１】
また、高濃度不純物ドープ層２の厚みの範囲について、１０ｎｍ以上としたのは、厚みが１０ｎｍを下回ると、十分な耐圧性が得られないおそれがあるからである。
【００９２】
なお、図８に示すのはｎ型不純物を含む４Ｈ−ＳｉＣ層の場合であり、６Ｈ−ＳｉＣ層の場合や不純物がｐ型の場合は抵抗率が異なってくる。しかし、これらの場合でも、図８に示すような、不純物濃度と抵抗率との逆比例関係が成立するので、高濃度不純物ドープ層２は、厚みが１０ｎｍ〜１０００ｎｍで不純物濃度の範囲を１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3以上１×１０²⁰atoms・ｃｍ^-3以下としてよい。
【００９３】
以上のように、本実施形態のＳｉＣ基板では、抵抗値を上げることなく耐圧性の向上が図られている。本実施形態のＳｉＣ基板を用いたデバイスの耐圧性については、以後の実施形態で説明する。
【００９４】
なお、本実施形態のＳｉＣ層の形成方法においては、不純物ドーパントガスとして窒素を用いて高濃度不純物ドープ層２及びエピタキシャル成長層３を形成したが、基板１と同じ導電性を示すドーパントであればリンを含むホスフィン（ＰＨ₃）、他の不純物を含むドーパントガスを用いても差し支えない。
【００９５】
なお、本実施形態においては、ｎ型のＳｉＣ基板を使用したため不純物ドーパントガスとして窒素を用いて高濃度不純物ドープ層を形成したが、ｐ型のＳｉＣ基板を使用する場合にはｐ型の不純物を含む不純物ドーパントガス、例えばＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）ガスやジボランガスを用いる。この時には、高濃度不純物ドープ層２の形成工程において、シランガスの流量をプロパンガスの流量よりも小さくすれば、より好ましい。
【００９６】
本実施形態の方法では、図１（ｂ）に示す高濃度不純物ドープ層２の形成工程における基板温度を１５００℃としたが、１５００℃以上で、エピタキシャル成長層形成時の基板温度よりも低い温度であればよい。
【００９７】
また、本実施形態の方法では、in-situドーピングによって高濃度不純物ドープ層２に窒素を導入したが、イオン注入によって窒素イオンを導入することも可能である。ただし、イオン注入を行なうと結晶構造に損傷が入りやすいので、本実施形態の方法を採ることが好ましい。
【００９８】
なお、図２（ｂ）に示す高濃度不純物ドープ層２の形成工程では、シランガスの供給量を一定にしてプロパンガスの供給量を減らしているが、シランガスの供給量を変化することによって炭素／シリコン比を変えることもできる。
【００９９】
なお、本実施形態の半導体装置の製造方法において、炭素の原料ガスとしてプロパンガスを用いたが、その他にメタン（ＣＨ₄），アセチレン（Ｃ₂Ｈ₂），エタン（Ｃ₂Ｈ₆），エチレン（Ｃ₂Ｈ₄），プロピレン（Ｃ₃Ｈ₆）及びブタン（Ｃ₄Ｈ₁₀）を用いることもできる。
【０１００】
また、Ｓｉの原料ガスとして、シランガスの他にジシラン（Ｓｉ₂Ｈ₆）を用いることもできる。
【０１０１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態として、第１の実施形態に係るＳｉＣ基板を用いて作製したショットキーダイオードについて説明する。
【０１０２】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係るショットキーダイオードの製造工程を示す断面図である。
【０１０３】
図３（ｃ）に示すように、本実施形態のショットキーダイオードは、ｎ型の４Ｈ−ＳｉＣからなる基板１１と、基板１１の主面上に設けられ、基板１１よりも高濃度のｎ型不純物を含む厚さ約１００ｎｍの高濃度不純物ドープ層１２と、高濃度不純物ドープ層１２上に設けられ、ｎ型不純物を含むＳｉＣからなる厚さ１０μｍのエピタキシャル成長層１３と、エピタキシャル成長層１３の上に設けられ、その一部が開口したシリコン酸化物（ＳｉＯ₂）からなるガードリング１５と、エピタキシャル成長層１３のうちガードリング１５が開口した領域の上に設けられたＡｕからなるショットキー電極１６と、基板１１の裏面上に蒸着により形成されたＮｉからなるオーミック電極１４とを備えている。そして、基板１１、高濃度不純物ドープ層１２及びエピタキシャル成長層１３に含まれるｎ型不純物の濃度は、それぞれ１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3、１×１０¹⁹atoms・ｃｍ^-3及び１×１０¹⁶atoms・ｃｍ^-3である。
【０１０４】
次に、本実施形態のショットキーダイオードの製造方法について説明する。
【０１０５】
まず、図３（ａ）に示す工程で、ＣＶＤ法により基板１１上に高濃度不純物ドープ層１２を形成する。ここで、基板１１としては、[11 -20]方向に８度のオフ角度がついた直径５０ｍｍのｎ型の（０００１）面ＳｉＣ基板（４Ｈ−ＳｉＣ基板）を用いる。
【０１０６】
以下に、高濃度不純物ドープ層１２を形成するための具体的な方法を説明する。なお、この手順は第１の実施形態と同じである。
【０１０７】
まず、図７に示す縦型薄膜成長装置のサセプタ５２に基板１１を設置した後、反応炉５０内を１０^-5Ｐａ程度の真空度になるまで減圧する。次いで、ガス供給系５８より希釈ガス５６である水素ガスを２Ｌ／ｍｉｎの流量で供給し、反応炉５０内の圧力を９０ｋＰａとする。反応炉５０内の圧力は、バルブ６０により調節することができる。続いて、水素ガスの流量を維持しながら、誘導加熱装置を用いて、２０．０ｋＨｚ、２０ｋＷの高周波電力をコイル５４に印加し、サセプタ５２を加熱する。本工程において、基板１１の温度は１５００℃で一定となるように制御される。
【０１０８】
次に、水素ガスの流量を２Ｌ／ｍｉｎとして一定に保ったまま、炭素の原料ガスであるプロパンガスとシリコンの原料ガスであるシランガス、及びｎ型ドーパントである窒素ガスを反応炉５０のガス供給口より供給する。
【０１０９】
高濃度不純物ドープ層１２の形成開始直後のシランガス、プロパンガス及び窒素ガスの流量はそれぞれ３．０ｍＬ／ｍｉｎ、０．６ｍＬ／ｍｉｎ及び１．０ｍＬ／ｍｉｎとする。この場合の原料ガスの炭素／シリコン比は０．６である。続いて、少なくとも１０分間はこれらの流量値を一定としたまま原料ガス及び窒素ガスを流し続ける。
【０１１０】
その後、シランガスの流量を３．０ｍＬ／ｍｉｎで一定としたまま、プロパンガスの流量を連続的に増加させ、さらに、窒素ガスの流量を連続的に減少させて、５分後にそれぞれ３．０ｍＬ／ｍｉｎ及び０．２ｍＬ／ｍｉｎとなるようにする。なお、ここで、原料ガス及び窒素ガスの流量を急激に変えず、連続的に変えることにより、高濃度不純物ドープ層１２中の窒素濃度の変化を緩やかにすることができるので、高濃度不純物ドープ層１２の抵抗値を下げることができる。
【０１１１】
以上の工程により、厚みが約１００ｎｍで、窒素濃度が約１×１０¹⁹atoms・ｃｍ^-3のｎ型の高濃度不純物ドープ層１２が基板１１上にエピタキシャル成長される。
【０１１２】
次に、図３（ｂ）に示す工程では、高濃度不純物ドープ層１２上にエピタキシャル成長層１３を形成する。具体的な方法を以下に述べる。
【０１１３】
まず、基板温度を上昇させて、１６００℃で一定となるようにする。本工程において、シランガス、プロパンガス及び窒素ガスの流量はそれぞれ３．０ｍＬ／ｍｉｎ、３．０ｍＬ／ｍｉｎ及び０．２ｍＬ／ｍｉｎである。この時の炭素／シリコン比は３であり、高濃度不純物ドープ層１２の形成時の炭素／シリコン比に比べて高い値となっている。この工程により、厚みが約１０μｍで、キャリア密度（窒素濃度）が約１×１０¹⁶atoms・ｃｍ^-3のエピタキシャル成長層１３が高濃度不純物ドープ層１２上に形成される。
【０１１４】
次に、図３（ｃ）に示す工程で、基板１１の裏面に、真空蒸着装置を用いてニッケル（Ｎｉ）を蒸着した後、１０００℃で加熱することでＮｉからなるオーミック電極１４を形成する。
【０１１５】
続いて、エピタキシャル成長層１３の上にＣＶＤ法などによりシリコン酸化膜を形成した後、その一部をエッチングにより開口してガードリング１５を形成する。次いで、エピタキシャル成長層１３のうちガードリング１５が開口した領域の上に、金（Ａｕ）を蒸着してなるショットキー電極１６を形成する。
【０１１６】
このようにして形成した本実施形態のショットキーダイオードについて、電流電圧特性を調べた。比較のために、基板上に高濃度不純物ドープ層を形成しない従来の方法でエピタキシャル成長層を形成したＳｉＣ基板についても同様のショットキーダイオードを作製して、電流電圧特性を調べた。以下、従来の方法で作製されたこのショットキーダイオードを「従来のショットキーダイオード」と称する。ここで作製された従来のショットキーダイオードは、図９に示すショットキーダイオードと異なり、エピタキシャル成長層の厚みは約１０μｍ、キャリア密度は１×１０¹⁶atoms・ｃｍ^-3とし、高濃度不純物ドープ層を設けないことを除いては、本実施形態のショットキーダイオードと同じ素子構成とした。
【０１１７】
これらのショットキーダイオードに電圧を印加した時の動作特性について測定した。
【０１１８】
図４は、本実施形態のショットキーダイオード及び従来のショットキーダイオードの電流−電圧特性を示す図である。ここではショットキー電極側に印加する電圧を正電圧とする。
【０１１９】
同図に示すように、本実施形態のショットキーダイオードでは、従来のショットキーダイオードに比べて同じ電圧に対するオン電流が約２倍近い値になっていることが分かった。
【０１２０】
これは、本実施形態のショットキーダイオードにおいて、基板１１とエピタキシャル成長層１３との間に不純物濃度の低い低抵抗な領域が生じないため、抵抗値が小さくなり、順方向電圧を印加した時のオン電流が大きくなったからであると考えられる。
【０１２１】
一方、オン電流が流れ始めるときの順方向電圧であるオン電圧は、両ダイオードとも約１Ｖで差は見られなかった。
【０１２２】
次に、両ショットキーダイオードの耐圧特性を比較するために、逆バイアス電圧を印加して絶縁破壊を起こす電圧である逆耐圧について測定した。
【０１２３】
この結果、本実施形態のショットキーダイオードの耐圧は、従来のショットキーダイオードに比べて約２０％近く高くなっていることが分かった。
【０１２４】
これは、本実施形態のショットキーダイオードでは、基板に比べて高いドーパント濃度の高濃度不純物ドープ層が設けられているために、逆バイアス電圧を印加した際に、ショットキー電極側から広がる空乏層が基板にまで到達しないことに起因すると考えられる。
【０１２５】
これらの結果から、基板とエピタキシャル成長層との間に、基板と同じ導電型で、基板よりも高い濃度の不純物を含んだ高濃度不純物ドープ層が存在することにより、オン電流が大きく、且つ逆耐圧も大きいショットキーダイオードが作製できることが示された。
【０１２６】
なお、エピタキシャル成長層を厚く形成した図１０に示す従来のショットキーダイオードの場合には、オン電流がさらに小さくなっている。そのため、本実施形態のショットキーダイオードは、図１０に示す従来のショットキーダイオードと比べた場合、動作時の消費電力を著しく低減することができる。
【０１２７】
以上の特性を有しているので、本実施形態のショットキーダイオードは、各種電子機器に好ましく用いられる。例えば、本実施形態のショットキーダイオードをプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）に用いた場合には、消費電力が小さいことと、放熱性がＳｉよりも良いことから、熱の発生及び蓄積を抑えることができ、放熱に必要な部品数を減らすことができる。
【０１２８】
また、本実施形態のショットキーダイオードでは、従来のショットキーダイオードよりも耐圧性が向上しているので、ガードリング１５を設けない場合にも、逆バイアス印加時に絶縁破壊を起こしにくくなっている。これにより、製造工程をより簡素化でき、製造コストの低減を図ることも可能になる。
【０１２９】
また、本実施形態のショットキーダイオードの製造方法では、特別な機器を用いることなくオン電流の増加と、耐圧の向上とが実現されたショットキーダイオードを容易に製造することができるという利点もある。
【０１３０】
なお、本実施形態のショットキーダイオードにおける高濃度不純物ドープ層１２の厚みは、第１の実施形態と同様に、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下が好ましく、不純物濃度の範囲も、１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3以上１×１０²⁰atoms・ｃｍ^-3以下であることが好ましい。
【０１３１】
なお、本実施形態のショットキーダイオードでは、基板１１、エピタキシャル成長層１３及び両者の間に存在する高濃度不純物ドープ層１２のドーパントとして窒素を用いたが、これに代えて他のｎ型不純物を用いてもよいし、Ａｌなどのｐ型不純物を用いてもよい。この場合でも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３２】
なお、本実施形態のショットキーダイオードにおいて、基板として４Ｈ−ＳｉＣ基板を用いたが、６Ｈ−ＳｉＣ基板や、３Ｃ−ＳｉＣ基板及び１５Ｒ−ＳｉＣ基板などを用いることもできる。
【０１３３】
なお、本実施形態のショットキーダイオードにおいては、基板及びエピタキシャル成長層の材料としてＳｉＣが用いられたが、これに代えてＳｉ、ガリウムナイトライド（ＧａＮ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）及びインジウムリン（ＩｎＰ）などの半導体を用いることもできる。ＧａＮやＩｎＰの場合には、不純物としてはＳｉ等が用いられる。これは、以下の実施形態においても共通である。
【０１３４】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態として、第１の実施形態のＳｉＣ基板を利用したｐｎダイオードの例を説明する。
【０１３５】
図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施形態に係るｐｎダイオードの製造工程を示す断面図である。
【０１３６】
図５（ｃ）に示すように、本実施形態のｐｎダイオードは、ｎ型の４Ｈ−ＳｉＣからなる基板２１と、基板２１の主面上に設けられ、例えば窒素を含む厚さが１００ｎｍのＳｉＣからなる高濃度ｎ型ドープ層２２と、高濃度ｎ型ドープ層２２の上に設けられ、窒素を含む厚さ約１０μｍのｎ型ＳｉＣ層２３と、ｎ型ＳｉＣ層２３の上に設けられ、例えばＡｌを含む厚さが１０ｎｍの高濃度ｐ型ドープ層２７と、高濃度ｐ型ドープ層２７上に設けられ、Ａｌを含む厚さ約２．５μｍのｐ型ＳｉＣ層２８と、ｐ型ＳｉＣ層２８上に設けられたＮｉとＡｌとを積層してなる上部電極２６と、基板２１の裏面上に設けられたＮｉからなる下部電極２４とを備えている。
【０１３７】
基板２１、高濃度ｎ型ドープ層２２及びｎ型ＳｉＣ層２３中の窒素濃度は、それぞれ１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3，１×１０¹⁹atoms・ｃｍ^-3及び１×１０¹⁶atoms・ｃｍ^-3であり、高濃度ｐ型ドープ層２７及びｐ型ＳｉＣ層２８に含まれるＡｌ濃度はそれぞれ１×１０¹⁹atoms・ｃｍ^-3，１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3である。
【０１３８】
本実施形態のｐｎダイオードは、基板２１の主面上に基板２１よりも高濃度でｎ型不純物を含む高濃度ｎ型ドープ層２２を備えると共に、ｎ型ＳｉＣ層２３とｐ型ＳｉＣ層２８との間に高濃度でｐ型不純物を含む高濃度ｐ型ドープ層２７を備えている。
【０１３９】
このため、ｎ型ＳｉＣ層２３のみならずｐ型ＳｉＣ層２８中にも、抵抗が大きい領域が存在しないので、本実施形態のｐｎダイオードの抵抗値は従来のｐｎダイオードよりも小さくなっている。
【０１４０】
加えて、逆方向バイアス印加時には、ｐｎ接合から延びる空乏層が高濃度ｎ型ドープ層２２内で止められるので、従来のｐｎダイオードに比べて耐圧性も向上している。
【０１４１】
次に、本実施形態のｐｎダイオードの製造方法について説明する。
【０１４２】
まず、図５（ａ）に示す工程で、第１及び第２の実施形態と同様の手順により、基板２１の主面上に高濃度ｎ型ドープ層２２及びｎ型ＳｉＣ層２３を順次形成する。具体的な手順を以下に説明する。
【０１４３】
図７に示す縦型薄膜成長装置のサセプタ５２に基板２１を設置した後、反応炉５０内を１０^-5Ｐａ程度の真空度になるまで減圧する。次いで、ガス供給系５８より希釈ガス５６である水素ガスを２Ｌ／ｍｉｎの流量で供給し、反応炉５０内の圧力を９０ｋＰａとする。
【０１４４】
続いて、水素ガスの流量を維持しながら、誘導加熱装置を用いて、２０．０ｋＨｚ、２０ｋＷの高周波電力をコイル５４に印加し、サセプタ５２を加熱する。本工程において、基板２１の温度は１５００℃で一定となるように制御される。
【０１４５】
次に、水素ガスの流量を２Ｌ／ｍｉｎとして一定に保ったまま、炭素の原料ガスであるプロパンガスとシリコンの原料ガスであるシランガス、及びｎ型ドーパントである窒素ガスを反応炉５０のガス供給口より供給する。
【０１４６】
高濃度ｎ型ドープ層２２の形成開始直後のシランガス、プロパンガス及び窒素ガスの流量は、それぞれ３．０ｍＬ／ｍｉｎ、０．６ｍＬ／ｍｉｎ及び１．０ｍＬ／ｍｉｎとする。この場合の原料ガスの炭素／シリコン比は０．６である。続いて、少なくとも１０分間はこれらの流量値を一定としたまま原料ガス及び窒素ガスを流し続ける。
【０１４７】
その後、シランガスの流量を３．０ｍＬ／ｍｉｎで一定としたまま、プロパンガスの流量を連続的に増加させ、さらに、窒素ガスの流量を連続的に減少させて、５分後にそれぞれ３．０ｍＬ／ｍｉｎ及び０．２ｍＬ／ｍｉｎとなるようにする。この手順により、厚みが約１００ｎｍで、窒素濃度が約１×１０¹⁹atoms・ｃｍ^-3のｎ型の高濃度ｎ型ドープ層２２を基板２１上にエピタキシャル成長させる。
【０１４８】
続いて、基板温度を上昇させて、１６００℃で一定となるようにする。
【０１４９】
ここで、シランガス、プロパンガス及び窒素ガスの流量はそれぞれ３．０ｍＬ／ｍｉｎ、３．０ｍＬ／ｍｉｎ及び０．２ｍＬ／ｍｉｎとする。この時の炭素／シリコン比は３である。
【０１５０】
この手順により、厚みが約１０μｍで、キャリア密度（窒素濃度）が約１×１０¹⁶ atoms・ｃｍ^-3のｎ型ＳｉＣ層２３が高濃度ｎ型ドープ層２２上にエピタキシャル成長される。
【０１５１】
次に、図５（ｂ）に示す工程で、ｎ型ＳｉＣ層２３の上に高濃度ｐ型ドープ層２７及びｐ型ＳｉＣ層２８を順次形成する。具体的な手順を以下に説明する。
【０１５２】
まず、シランガス、プロパンガス及び窒素ガスの供給を止めた後、基板温度を１５００℃まで下げ、その温度で保持する。次いで、シランガス及びプロパンガスをそれぞれ１．０ｍＬ／ｍｉｎ、３．０ｍＬ／ｍｉｎの流量で反応炉５０に供給する。これと同時にＡｌの原料ガスであるＴＭＡガスを、１ｍＬ／ｍｉｎの流量で反応炉５０内に供給する。
【０１５３】
この状態で約１０分程度保持した後、シランガスの流量を連続的に増加させるとともにＴＭＡガスの流量を連続的に減少させて、５分後にそれぞれ３．０ｍＬ／ｍｉｎ及び０．５ｍＬ／ｍｉｎとなるようにする。この間、プロパンガスの流量は３．０ｍＬ／ｍｉｎで一定にしておく。
【０１５４】
このような手順により、高濃度ｐ型ドープ層２７がエピタキシャル成長される。
【０１５５】
続いて、基板温度を１６００℃まで上げて、このままの温度に保持する。この状態で、プロパンガス、シランガス及びＴＭＡガスの流量はそれぞれ３．０ｍＬ／ｍｉｎ、３．０ｍＬ／ｍｉｎ、０．２ｍＬ／ｍｉｎのまま保持する。この手順により、厚みが約２．５μｍで、キャリア濃度が約１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3のｐ型ＳｉＣ層２８がエピタキシャル成長により形成される。
【０１５６】
次に、図５（ｃ）に示す工程で、ｐ型ＳｉＣ層２８上及び基板２１の裏面上に、真空蒸着装置を用いてそれぞれＮｉ／Ａｌ及びＮｉを蒸着した後、１０００℃で加熱することで、それぞれＮｉ／Ａｌ及びＮｉからなる上部電極２６及び下部電極２４を形成する。
【０１５７】
以上の工程により、本実施形態のｐｎダイオードが作製される。
【０１５８】
本実施形態のｐｎダイオードの製造方法において、ｎ型ＳｉＣ層２３を形成する前に高濃度ｎ型ドープ層２２を形成しているので、ｎ型ＳｉＣ層２３中で窒素濃度の低下が抑えられている。そのため、本実施形態のｐｎダイオードでは、基板２１とｎ型ＳｉＣ層２３との間の抵抗値が低減されている。
【０１５９】
加えて、本実施形態のｐｎダイオードでは、高濃度ｐ型ドープ層２７を設けることにより、ｐ型ＳｉＣ層２８中の抵抗値も低減されている。
【０１６０】
また、図５（ｂ）に示す工程において、高濃度ｐ型ドープ層２７を形成する際に、ｐ型ＳｉＣ層の形成時よりも原料ガスの炭素／シリコン比を大きくすることにより、Ａｌの高濃度ｐ型ドープ層２７への取り込みの増加が図られている。
【０１６１】
次に、高濃度ｎ型ドープ層２２と高濃度ｐ型ドープ層２７とが設けられていない従来のｐｎダイオードと本実施形態のｐｎダイオードについて、電流電圧特性を調べた。ここで、従来のｐｎダイオードとしては、高濃度ｎ型ドープ層２２及び高濃度ｐ型ドープ層２７以外の素子構成が本実施形態のｐｎダイオードと同じものを用いた。
【０１６２】
両ｐｎダイオードに電圧を印加した時の動作特性について測定した結果、本実施形態のｐｎダイオードでは、従来のｐｎダイオードに比べて同じ電圧に対するオン電流が増加していることが確認できた（図示せず）。
【０１６３】
また、両ｐｎダイオードの逆耐圧について測定したところ、本実施形態のｐｎダイオードよりも逆耐圧が大きくなっていることが確認された。
【０１６４】
以上のように、本実施形態のｐｎダイオードは、耐圧性が向上すると共に消費電力の低減も図られているので、各種機器に好ましく用いられる。特に、ｐｎダイオードはショットキーダイオードに比べて耐圧性を高く設計することができるので、耐圧性を要求される機器に利用される。
【０１６５】
なお、本実施形態のｐｎダイオードでは、高濃度ｎ型ドープ層２２と高濃度ｐ型ドープ層２７とを設けたが、高濃度ｐ型ドープ層２７を設けない場合でも耐圧性及び電流駆動力の向上を図ることができる。
【０１６６】
なお、本実施形態のｐｎダイオードでは、４Ｈ−ＳｉＣ基板を用いたが、これ以外のポリタイプからなる基板を用いても、高耐圧で、消費電力が低減されたｐｎダイオードが作製される。
【０１６７】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態として、第１の実施形態に係るＳｉＣ基板を用いて作製された縦型構造のＭＯＳＦＥＴ（以下、縦型ＭＯＳＦＥＴと略記する）について以下に説明する。
【０１６８】
図６（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第４の実施形態に係る縦型ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図である。
【０１６９】
図６（ｃ）に示すように、本実施形態の縦型ＭＯＳＦＥＴは、ｎ型不純物を含むＳｉＣからなる基板３１と、基板３１の主面上に設けられ、基板３１に比べて高い濃度でｎ型不純物を含むＳｉＣからなる高濃度不純物ドープ層３２と、高濃度不純物ドープ層３２上に設けられ、ｎ型不純物を含むＳｉＣからなるエピタキシャル成長層３３と、エピタキシャル成長層３３の上に設けられたＳｉＯ₂ からなるゲート酸化膜４３と、ゲート酸化膜４３上に設けられたゲート電極４６と、エピタキシャル成長層３３の一部にイオン注入により設けられたｐ型ウェル４１と、ｐ型ウェル４１のうち、ゲート電極４６の両側方に位置する領域に設けられたｎ型ウェル４２と、ｎ型ウェル４２の上に設けられ、Ｎｉからなるソース電極４４と、基板３１の裏面上に設けられたＮｉからなるドレイン電極３５とを備えている。
【０１７０】
そして、基板３１、高濃度不純物ドープ層３２、エピタキシャル成長層３３及びｎ型ウェルには、それぞれ濃度が１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3、１×１０¹⁹atoms・ｃｍ^-3、１×１０¹⁶atoms・ｃｍ^-3及び１×１０¹⁹atoms・ｃｍ^-3の窒素などのｎ型不純物が含まれている。また、ｐ型ウェル４１には、濃度が１×１０¹⁷atoms・ｃｍ^-3のＡｌなどのｐ型不純物が含まれている。
【０１７１】
次に、本実施形態の縦型ＭＯＳＦＥＴの製造方法について説明する。
【０１７２】
まず、図６（ａ）に示す工程で、ＣＶＤ法により、ＳｉＣからなる基板３１上に高濃度不純物ドープ層３２を形成する。基板１として[11 -20]方向に８度のオフ角度がついた直径５０ｍｍのｎ型の（０００１）面ＳｉＣ基板（４Ｈ−ＳｉＣ基板）を用いる。この基板のドーパント濃度は約１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3である。具体的な方法を以下に述べる。
【０１７３】
まず、図７に示す縦型薄膜成長装置のサセプタ５２に基板３１を設置し、反応炉５０内を１０^-5Ｐａ程度の真空度になるまで減圧する。次いで、ガス供給系５８より、水素ガスを２Ｌ／ｍｉｎの流量で供給して反応炉５０内の圧力を９０ｋＰａとする。反応炉５０内の圧力はバルブ６０を調節することにより制御される。水素ガスの流量を維持した状態で、誘導加熱装置を用いてコイル５４に高周波電力を印加し、サセプタ５２を加熱する。本工程中、基板１の温度は１５００℃で一定となるように制御される。
【０１７４】
次に、水素ガスの流量を２Ｌ／ｍｉｎとして一定に保ったまま、原料ガス５５のプロパンガスとシランガス、及びｎ型ドーパントの窒素ガスを反応炉５０のガス供給口より供給する。原料ガス５５及びドーパントガス５７はそれぞれ水素ガスで希釈して供給する。
【０１７５】
高濃度不純物ドープ層２の形成開始直後のシランガス、プロパンガス及び窒素ガスの流量はそれぞれ３．０ｍＬ／ｍｉｎ、０．６ｍＬ／ｍｉｎ及び１．０ｍＬ／ｍｉｎとする。この場合の原料ガスの炭素／シリコン比は０．６である。そして、このままの状態で、少なくとも１０分間は原料ガス及び窒素ガスを流し続ける。
【０１７６】
その後、図２に示すように、プロパンガスの流量を連続的に増加させると共に、窒素ガス（不純物ドーパントガス）の流量を連続的に減少させて、５分後にそれぞれ３．０ｍＬ／ｍｉｎ及び０．２ｍＬ／ｍｉｎとなるようにする。この間、シランガスの流量は３．０ｍＬ／ｍｉｎで一定にしておく。
【０１７７】
この工程により、厚みが約１００ｎｍで、ドーパント濃度が約１×１０¹⁹atoms・ｃｍ^-3のｎ型の高濃度不純物ドープ層３２が基板３１上に形成される。
【０１７８】
次に、図６（ｂ）に示す工程で、引き続きＣＶＤ法により高濃度不純物ドープ層３２上にエピタキシャル成長層３３を形成する。具体的な方法を以下に述べる。
【０１７９】
まず、高濃度不純物ドープ層２が形成されたＳｉＣ基板１の温度を上昇させて１６００℃で一定となるようにする。そして、本工程中、シランガス、プロパンガス及び窒素ガスの流量はそれぞれ３．０ｍＬ／ｍｉｎ、３．０ｍＬ／ｍｉｎ及び０．２ｍＬ／ｍｉｎとする。
【０１８０】
この時の炭素／シリコン比は３であり、高濃度不純物ドープ層２形成時の炭素／シリコン比に比べて高い値となっている。この工程により、厚みが約１０μｍで、キャリア密度が約１×１０¹⁶atoms・ｃｍ^-3のｎ型のエピタキシャル成長層が高濃度不純物ドープ層３２上に形成される。
【０１８１】
次に、図６（ｃ）に示す工程で、エピタキシャル成長層３３にＡｌイオンをイオン注入した後、活性化アニールを行う。
【０１８２】
これにより、エピタキシャル成長層３３の一部が、ドーパント濃度が１×１０¹⁷atoms・ｃｍ^-3で、ＭＯＳＦＥＴのチャネルとして機能するｐ型ウェル４１となる。
【０１８３】
次に、窒素イオンをｐ型ウェル４１に注入した後、活性化アニールを行う。
【０１８４】
これにより、ｐ型ウェルの一部が、ドーパント濃度が１×１０¹⁹atoms・ｃｍ^-3で、ＭＯＳＦＥＴのソースのコンタクト層として機能するｎ型ウェル１２となる。
【０１８５】
次いで、約１１００℃で基板を熱酸化することにより、基板上にＳｉＯ₂からなる厚さ３０ｎｍのゲート酸化膜４３を形成する。
【０１８６】
その後、電子ビーム（ＥＢ）蒸着装置を用いてｎ型ウェル４２の上面及び基板３１の裏面にＮｉを蒸着する。続いて、加熱炉内で基板を１０００℃に加熱することで、ｎ型ウェル４２上にはオーミック電極であるソース電極４４を、基板３１の裏面上にはオーミック電極となるドレイン電極３５を、それぞれ形成する。
【０１８７】
続いて、ゲート酸化膜４３上にＡｌを蒸着して、ゲート電極４６を形成する。なお、ゲート長は約２μｍとする。
【０１８８】
以上の方法により、本実施形態の縦型ＭＯＳＦＥＴが製造される。
【０１８９】
次に、本実施形態に係る縦型ＭＯＳＦＥＴの性能を調べるために、縦型ＭＯＳＦＥＴのドレイン電流とゲート電圧との関係を測定した。その結果について以下に説明する。
【０１９０】
まず、比較のために、ＳｉＣ基板に比べて高いドーパント濃度の高濃度不純物ドープ層を基板上に形成せずに作製した縦型ＭＯＳＦＥＴを準備した。この縦型ＭＯＳＦＥＴの素子構成は、高濃度不純物ドープ層を除いて本実施形態の縦型ＭＯＳＦＥＴと同一とした。この縦型ＭＯＳＦＥＴを以後、「従来の縦型ＭＯＳＦＥＴ」と称す。
【０１９１】
次に、本実施形態及び従来の縦型ＭＯＳＦＥＴの電流電圧特性を調べた。具体的には、両縦型ＭＯＳＦＥＴの耐圧及びオン電流を測定して比較した。
【０１９２】
その結果、本実施形態の縦型ＭＯＳＦＥＴでは、従来の縦型ＭＯＳＦＥＴに比べて耐圧が約２倍近く高くなり、オン電流も約２０％近く高くなっていることが確認された（図示せず）。
【０１９３】
この結果から、従来の縦型ＭＯＳＦＥＴでは、上述のように基板の上に活性領域となるエピタキシャル成長層が形成されているため、ソース−ドレイン間に電圧を印加した場合にｐｎ接合から広がった空乏層が基板に到達してしまい、基板内で絶縁破壊が生じやすくなっていると考えられる。また、基板３１とエピタキシャル成長層３３との間に抵抗成分が存在するためにオン電流が低下していると考えられる。
【０１９４】
これに対し、本実施形態の縦型ＭＯＳＦＥＴでは、電圧印加時に、ｐｎ接合部から広がる空乏層が、高濃度不純物ドープ層３２でとどまるため、耐圧が向上すると考えられる。さらに、基板３１とエピタキシャル成長層３３との間に高濃度不純物ドープ層３２が設けられることにより抵抗成分が低減され、オン電流が増加するものと考えられる。
【０１９５】
以上のことから、基板に比べて高いドーパント濃度の高濃度不純物ドープ層を有するＳｉＣ基板を用いることにより、高耐圧で高利得の縦型ＭＯＳＦＥＴを作製することができることが分かる。
【０１９６】
なお、本実施形態の縦型ＭＯＳＦＥＴにおいては、ｐ型ウェルをチャネルとして用いたが、基板、ｎ型ドープ層及びｎ型ウェルをｐ型にし、ｐ型ウェルをｎ型としてもよい。
【０１９７】
また、本実施形態の縦型ＭＯＳＦＥＴにおいて、活性領域のエピタキシャル成長層の厚みを１０μｍとしたが、必要に応じて厚みを変えてもよい。
【０１９８】
また、本実施形態の縦型ＭＯＳＦＥＴにおいても第２及び第３の実施形態と同様に、４Ｈ−ＳｉＣ以外のポリタイプからなる基板を用いることができる。
【０１９９】
なお、本実施形態においては、縦型ＭＯＳＦＥＴの例を説明したが、第１の実施形態に係るＳｉＣ基板は、いかなる構成の縦型構造のＳｉＣ半導体装置においても上述の効果の発揮することができる。
【０２００】
【発明の効果】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、ＳｉＣ基板とＳｉＣからなるエピタキシャル成長層との間に、該ＳｉＣ基板と同じ導電型の不純物を含み、且つ該ＳｉＣ基板に比べて高濃度の不純物を含む高濃度不純物ドープ層を形成することを特徴とする。この方法により、従来に比べて高耐圧で且つ電力損失が低減された半導体装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係るＳｉＣ基板の製造方法を示す断面図である。
【図２】本発明のＳｉＣ層の成長方法における、原料ガス及び不純物ドーパントガスの流量と基板温度の時間変化とを示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係るショットキーダイオードの製造工程を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るショットキーダイオード及び従来のショットキーダイオードの電流−電圧特性を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施形態に係るｐｎダイオードの製造工程を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第４の実施形態に係る縦型ＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す断面図である。
【図７】ＳｉＣ膜の形成に用いられる一般的な縦型薄膜成長装置の構成を概略的に示す図である。
【図８】４Ｈ−ＳｉＣのｎ型ドープ層における不純物濃度と抵抗率とをまとめた表を示す図である。
【図９】従来のＳｉＣ層の成長方法における、原料ガス及び不純物ドーパントガスの流量と基板温度の時間変化とを示す図である。
【図１０】従来のショットキーダイオードを示す断面図である。
【符号の説明】
１，１１，２１，３１ 基板
２，１２，３２ 高濃度不純物ドープ層
３，１３，３３ エピタキシャル成長層
１４ オーミック電極
１５ ガードリング
１６ ショットキー電極
２２ 高濃度ｎ型ドープ層
２３ ｎ型ＳｉＣ層
２４ 下部電極
２６ 上部電極
２７ 高濃度ｐ型ドープ層
２８ ｐ型ＳｉＣ層
３５ ドレイン電極
４１ ｐ型ウェル
４２ ｎ型ウェル
４３ ゲート酸化膜
４４ ソース電極
４６ ゲート電極
５０ 反応炉
５１ 基板
５２ サセプタ
５３ 支持軸
５４ コイル
５５ 原料ガス
５６ 希釈ガス
５７ ドーパントガス
５８ ガス供給系
５９ ガス排気系
６０ バルブ
６１ 排気管

Claims (23)

1. 第１導電型の不純物を含む半導体基板と、
   上記半導体基板上に設けられ、上記半導体基板よりも高い濃度で第１導電型の不純物を含むエピタキシャル成長により形成された半導体からなる第１の高濃度不純物ドープ層と、 上記第１の高濃度不純物ドープ層の上に設けられ、上記第１の高濃度不純物ドープ層よりも低い濃度で第１導電型の不純物を含む第１の半導体層とを備え、
   動作時には、キャリアが上記半導体基板、上記第１の高濃度不純物ドープ層及び上記第１の半導体層を通過して走行する半導体装置。
2. 請求項１に記載の半導体装置において、
   上記半導体基板はＳｉ，ＳｉＣ，ＧａＮ，ＧａＡｓ及びＩｎＰのうちから選ばれた１つの材料から構成されていることを特徴とする半導体装置。
3. 請求項２に記載の半導体装置において、
   上記半導体基板、上記第１の高濃度不純物ドープ層及び上記第１の半導体層は共にＳｉＣから構成されていることを特徴とする半導体装置。
4. 請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の半導体装置において、
   上記第１の高濃度不純物ドープ層に含まれる不純物の濃度は、１×１０¹⁸atoms・ｃｍ^-3以上１×１０²⁰atoms・ｃｍ^-3以下であることを特徴とする半導体装置。
5. 請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の半導体装置において、
   上記第１の高濃度不純物ドープ層の厚みは、１０ｎｍ以上且つ１０００ｎｍ以下であることを特徴とする半導体装置。
6. 請求項１〜５のうちいずれか１つに記載の半導体装置において、
   上記第１の高濃度不純物ドープ層に含まれる不純物は、in-situドーピングによって導入されたものであることを特徴とする半導体装置。
7. 請求項１〜６のうちいずれか１つに記載の半導体装置において、
   上記第１の半導体層は、エピタキシャル成長により形成されていることを特徴とする半導体装置。
8. 請求項１〜７のうちいずれか１つに記載の半導体装置において、
   上記第１の半導体層の上に設けられ、上記第１の半導体層とショットキー接触するショットキー電極と、
   上記半導体基板の裏面上に設けられ、上記半導体基板とオーミック接触するオーミック電極と
   をさらに備えている半導体装置。
9. 請求項８に記載の半導体装置において、
   上記第１の半導体層の上に設けられ、上記ショットキー電極を囲む絶縁体からなるガードリングをさらに備えていることを特徴とする半導体装置。
10. 請求項１〜７のうちいずれか１つに記載の半導体装置において、
    上記第１の半導体層の上方に設けられ、第２導電型の不純物を含む第２の半導体層と、
    上記第２の半導体層の上に設けられた上部電極と、
    上記半導体基板の裏面上に設けられた下部電極と
    をさらに備え、
    ｐｎダイオードとして機能することを特徴とする半導体装置。
11. 請求項１０に記載の半導体装置において、
    上記第１の半導体層と上記第２の半導体層との間に設けられ、上記第２の半導体層よりも高濃度で第２導電型の不純物を含む第２の高濃度不純物ドープ層をさらに備えていることを特徴とする半導体装置。
12. 請求項１０または１１に記載の半導体装置において、
    上記第２の半導体層はエピタキシャル成長されたＳｉＣから構成されていることを特徴とする半導体装置。
13. 請求項１〜７のうちいずれか１つに記載の半導体装置において、
    上記第１の半導体層のうち一部の領域に第２導電型の不純物イオンを注入して設けられ、チャネルとして機能する第１のウェルと、
    上記第１の半導体層と上記第１のウェルの上に設けられたゲート絶縁膜と、
    上記ゲート絶縁膜の上に設けられたゲート電極と、
    上記第１のウェルのうち、上記ゲート電極の両側方に位置する領域に第１導電型の不純物イオンを注入して設けられた上記第２のウェルと、
    上記第２のウェルの上に設けられた第１の電極と、
    上記半導体基板の裏面上に設けられた第２の電極と
    をさらに備え、
    縦型構造のＭＩＳＦＥＴとして機能することを特徴とする半導体装置。
14. 薄膜成長装置の反応炉に第１の原料ガス、第２の原料ガス及び不純物ドーパントガスを供給して、半導体基板上に、上記半導体基板よりも高濃度に第１導電型の不純物を上記第１の原料ガスに含まれる構成元素のあるべき位置に含む第１の高濃度不純物ドープ層をエピタキシャル成長させる工程（ａ）と、
    上記工程（ａ）の後に上記第１の高濃度不純物ドープ層の上に上記第１の高濃度不純物ドープ層よりも低濃度に第１導電型の不純物を含む第１の半導体層をエピタキシャル成長させる工程（ｂ）とを含み、
    上記工程（ａ）の開始時には、上記工程（ｂ）の開始時に比べ上記第１の原料ガスの供給量を小さくして上記第１の原料ガスと上記第２の原料ガスとの供給量の比を変え、上記不純物ドーパントガスの供給量を大きくすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
15. 請求項１４に記載の半導体装置の製造方法において、
    上記工程（ａ）の開始時には、上記工程（ｂ）の開始時に比べ上記不純物ドーパントガスの供給量を大きくすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
16. 請求項１４または１５に記載の半導体装置の製造方法において、
    上記工程（ａ）の開始時には、上記工程（ｂ）の開始時に比べ基板温度を低くすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
17. 請求項１４〜１６のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法において、
    上記工程（ａ）は、上記不純物ドーパントガスの供給量を連続的に減少させる工程（ａ１）をさらに含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
18. 請求項１４〜１７のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法において、
    上記半導体基板はＳｉＣから構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
19. 請求項１８に記載の半導体装置の製造方法において、
    上記第１の高濃度不純物ドープ層及び第１の半導体層は共にＳｉＣから構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
20. 請求項１４〜１９のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法において、
    上記不純物ドーパントガスは窒素またはホスフィンであり、上記第１の原料ガスは炭素の原料ガスであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
21. 請求項２０に記載の半導体装置の製造方法において、
    上記第１の原料ガスは、プロパン，メタン，アセチレン，エタン，エチレン，プロピレン及びブタンのうちから選ばれた１つであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
22. 請求項１４〜１９のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法において、
    上記不純物ドーパントガスはトリメチルアルミニウムガスまたはジボランであり、
    上記第１の原料ガスはシリコンの原料ガスであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
23. 請求項２２に記載の半導体装置の製造方法において、
    上記第１の原料ガスはシランガスまたはジシランガスであることを特徴とする半導体装置の製造方法。

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