[發明專利]制造碳化硅半導體器件的方法

有效

• 申請號: 200710181792.7
• 申請日: 2007-10-29
• 公開（公告）號: CN101174569A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 中村廣希;市川宏之;奧野英一
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/3105
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王英

技術領域

本發明涉及一種制造碳化硅半導體器件的方法。

背景技術

US2003/0013266A(對應于JP2003-69012A)公開了一種碳化硅(SiC)半導體器件，其中具有(11-20)晶面取向的表面A用作溝道。SiC半導體器件具有MOS(金屬-氧化物半導體)結構，并且通過氫退火或在包含氫(H)原子和氧(O)原子的濕氣氛中進行處理來提高溝道遷移率。具體地，通過控制氫退火或濕氣氛的濃度或溫度來提高溝道遷移率。

然而，對于SiC半導體器件，需要更高的溝道遷移率。由本申請的發明人提出的US2007/0045631A(對應于JP2007-96263A)公開了可以基于濕氣氛或氫氣氛來確定封端/解吸溫度。封端/解吸溫度是在其下由氫(H)元素或羥基(OH)將SiC與柵極氧化層之間的懸鍵封端的溫度，即，在其下H或OH解吸的溫度。具體地，H或OH的解吸主要發生在大約800℃與900℃之間的范圍內的溫度下，并且由H或OH將懸鍵封端也發生在相同的溫度范圍內。因此，封端/解吸溫度大約在800℃與900℃之間的范圍內。因此，需要保持濕氣氛或氫氣氛直到溫度下降到大約800℃或更低為止，優選在大約700℃或更低，以便由H或OH將懸鍵封端。

當在濕氣氛中執行加熱處理時，例如由BPSG(硼磷硅酸鹽玻璃)制成的層間絕緣層吸收水分，由此可以腐蝕沉積在層間絕緣層上的電極材料。因此，需要抑制包含在層間絕緣層中的水分對電極材料的腐蝕。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種制造SiC半導體的方法。

根據本發明的一個方案，一種制造具有金屬-氧化物半導體結構的SiC半導體器件的方法包括：制備由SiC制成的襯底的步驟；在襯底上形成由SiC制成的溝道區的步驟，其中所述溝道區提供電流通路；在襯底上形成位于電流通路的上游側上的第一雜質區的步驟；在襯底上形成位于電流通路的下游側上的第二雜質區的步驟；在溝道區的表面上形成柵極絕緣層的步驟；在柵極絕緣層上形成柵電極以形成半導體元件的步驟；在半導體元件上由層間絕緣層的材料形成膜的步驟；在大約700℃或以上的溫度下在濕氣氛中執行回流工藝以便由該膜形成層間絕緣層的步驟；在執行回流工藝之后將溫度降到大約700℃或以下的步驟；在溫度降到大約700℃或以下之后將濕氣氛改變為惰性氣體氣氛的步驟；以及在惰性氣體氣氛中執行脫水工藝以便使層間絕緣層脫水的步驟。在該SiC半導體器件中，溝道區提供半導體元件的溝道，并且通過控制施加到柵電極的電壓來控制溝道以便控制在第一雜質區與第二雜質區之間流動的電流。

在上述方法中，在濕氣氛中執行用于形成層間絕緣層的回流工藝之后，在惰性氣體氣氛中在大約700℃或以下執行脫水工藝。由此，除去包含在層間絕緣層中的水分，并且抑制沉積在層間絕緣層上的電極材料被腐蝕。

附圖說明

當結合附圖時，本發明的其它目的和優點從以下對優選實施例的詳細說明中將更加顯而易見。在附圖中：

圖1是根據本發明第一實施例的MOSFET的截面圖；

圖2A-2D是示出根據第一實施例的MOSFET的制造工藝的截面圖；

圖3A-3D是示出在圖2A-2D所示的制造工藝之后的MOSFET的制造工藝的截面圖；

圖4是在用于形成層間絕緣層的回流工藝中的氣氛和溫度的時間圖的第一實例；

圖5是設置在層間絕緣層處的接觸孔的側壁的放大截面圖；

圖6是在執行Ar濺射之后的接觸孔的側壁的放大截面圖；

圖7A-7C是示出根據本發明第二實施例的MOSFET的制造工藝的截面圖；

圖8是根據本發明第三實施例的MOSFET的截面圖；

圖9A-9D是示出根據第三實施例的MOSFET的制造工藝的截面圖；

圖10A-10D是示出根據本發明第四實施例的MOSFET的制造工藝的截面圖；

圖11是回流工藝中的氣氛和溫度的時間圖的第二實例；

圖12是回流工藝中的氣氛和溫度的時間圖的第三實例；

圖13是回流工藝中的氣氛和溫度的時間圖的第四實例；以及

圖14是回流工藝中的氣氛和溫度的時間圖的第五實例。

具體實施方式

第一實施例