(絕緣柵雙極型晶體管)或SBD (肖特基勢(shì)皇二極管)。
[0089]〈第二實(shí)施例〉
[0090]接下來，對(duì)根據(jù)第二實(shí)施例的制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法進(jìn)行說明。如在圖15中所示，根據(jù)第二實(shí)施例的制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法與根據(jù)第一實(shí)施例的制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法的不同之處在于它包含形成第二保護(hù)膜20的步驟S4。其它步驟S1、S2、S3、S5、S6、S7和S8與在第一實(shí)施例中說明的內(nèi)容相同，因此將不再重復(fù)相同的說明。在第二實(shí)施例中，除第一保護(hù)膜10之外還形成第二保護(hù)膜20，使得可以使碳化硅半導(dǎo)體器件的閾值電壓穩(wěn)定且可以抑制諸如襯底翹曲的缺點(diǎn)?，F(xiàn)在對(duì)步驟S4進(jìn)行說明。
[0091 ]〈步驟 S4>
[0092]圖9為說明步驟S4的截面示意圖。第二實(shí)施例還包括在激活步驟S5之前在第二主表面P2上形成第二保護(hù)膜20的步驟S4，且如在圖9中所示，在激活步驟S5中，在已經(jīng)形成第一保護(hù)膜10的情況下并且也已經(jīng)形成第二保護(hù)膜20的情況下進(jìn)行激活退火。盡管圖15說明其中在步驟S3之后進(jìn)行步驟S4的流程圖，但步驟S4僅需要在步驟S5之前進(jìn)行，并且只要在步驟S5之前，可以在任何時(shí)間進(jìn)行。
[0093]特別優(yōu)選在如下中的至少一種情況下形成第二保護(hù)膜20:碳化硅襯底100具有大于或等于10mm(例如大于或等于4英寸)的直徑，和碳化娃襯底100具有小于或等于600μηι的厚度。在研究影響閾值電壓變化的因素的過程中，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，一直認(rèn)為是只在第一主表面Pl側(cè)上發(fā)生的從襯底的升華也在第二主表面Ρ2(即背面)側(cè)上發(fā)生。揭示了這一趨勢(shì)在大直徑襯底中是明顯的，且襯底厚度的進(jìn)一步減小會(huì)由于升華而導(dǎo)致表面粗糙，造成諸如襯底翹曲的缺點(diǎn)。在本實(shí)施例中，通過形成第二保護(hù)膜20可以消除這些缺點(diǎn)。由此，可以實(shí)現(xiàn)大直徑襯底。碳化硅襯底100的直徑更優(yōu)選大于或等于125_(例如大于或等于5英寸)，且特別優(yōu)選大于或等于150mm(例如大于或等于6英寸)。另外，碳化娃襯底100的厚度更優(yōu)選小于或等于400μπι，且特別優(yōu)選小于或等于300μπι。這可以進(jìn)一步降低碳化硅半導(dǎo)體器件的成本。
[0094]從防止第二主表面Ρ2的表面粗糙的觀點(diǎn)來看，第二保護(hù)膜20的厚度優(yōu)選大于或等于0.5μπι，且例如可以與第一保護(hù)膜10的厚度基本相同。
[0095]優(yōu)選第二保護(hù)膜20為有機(jī)膜。這是因?yàn)橛袡C(jī)膜在激活退火的升溫過程中通過被碳化變成碳膜，且可以具有耐受激活退火的耐熱性。特別地，優(yōu)選使用與第一保護(hù)膜10相同的有機(jī)膜。從制造成本的觀點(diǎn)來看，這是合適的，因?yàn)榭梢栽诓辉黾咏M件數(shù)目的情況下形成第二保護(hù)膜20。
[0096]或者，第二保護(hù)膜20可以為DLC膜。例如通過ECR濺射可以形成DLC膜。或者，第二保護(hù)膜20可以為通過從碳化硅襯底100中部分地去除硅而形成的碳層。例如通過如下可以形成碳層:在包含氯(Cl2)的反應(yīng)氣氛下并且在大于或等于700°C且小于或等于1000°C的溫度下在第二主表面P2上進(jìn)行熱蝕刻，從而部分地(選擇性地)從第二主表面P2去除硅。因此，不管第二保護(hù)膜20是DLC膜還是碳層，都可以抑制第二主表面P2的表面粗糙以防止諸如襯底翹曲的缺點(diǎn)。
[0097]在激活退火(步驟S5)之后，利用常規(guī)已知的方法諸如灰化、刻蝕和濕洗法可以將第二保護(hù)膜20去除。
[0098]盡管通常在第二主表面P2與基座等緊密接觸的情況下進(jìn)行激活退火(步驟S5)以防止第二主表面P2的表面粗糙，但形成第二保護(hù)膜20允許在第二主表面P2處于開放狀態(tài)的情況下進(jìn)行退火。例如，可以在例如如圖13中所示的將多個(gè)碳化硅襯底100堆疊并保持在規(guī)定的夾具70中的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行退火。也就是說，在制備步驟SI中制備多個(gè)碳化娃襯底100，且在激活步驟S5中，可以在沿與第一主表面Pl交叉的方向上將每個(gè)所述襯底之間保持有間隔的情況下對(duì)所述多個(gè)碳化硅襯底100進(jìn)行退火。這可以顯著提高激活退火的加工效率，從而降低制造碳化硅半導(dǎo)體器件的成本。
[0099]盡管以上已經(jīng)說明了本實(shí)施例，但原本也打算將上述實(shí)施例的配置相互結(jié)合。
[0100]應(yīng)該理解，本文中公開的實(shí)施例在各方面都是說明性的而非限制性的。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求的術(shù)語所限定，而不是以上的說明，且意在包括與權(quán)利要求的術(shù)語等價(jià)的范圍和意思內(nèi)的任何修改。
[0101]附圖標(biāo)記
[0102]10第一保護(hù)膜;20第二保護(hù)膜;41第一掩膜層;42第二掩膜層;43第三掩膜層;51第一開口 ； 52第二開口 ； 53第三開口 ； 70夾具；80碳化硅單晶襯底；81碳化硅外延層；82p主體層;83η+層;84ρ接觸區(qū)域;91柵絕緣膜;92柵電極;93層間絕緣膜;94源電極;95源布線層;96漏電極;100碳化硅襯底;Pl第一主表面;Ρ2第二主表面。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟: 制備碳化硅襯底，所述碳化硅襯底具有第一主表面和位于所述第一主表面相反側(cè)的第二主表面； 通過利用雜質(zhì)摻雜所述第一主表面，在所述碳化硅襯底中形成摻雜區(qū)域； 在所述第一主表面處的所述摻雜區(qū)域上形成第一保護(hù)膜；以及在已經(jīng)形成所述第一保護(hù)膜的情況下，通過退火來激活在所述摻雜區(qū)域中包含的所述雜質(zhì)， 形成第一保護(hù)膜的步驟包括在所述第一主表面上布置下述材料的步驟，所述材料將形成所述第一保護(hù)膜并且在所述材料中的金屬元素的濃度為小于或等于Syg/kg。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法，其中， 在所述第一保護(hù)膜的表面中的每單位面積的所述金屬元素的密度為小于或等于IElO原子/cm2。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法，其中， 所述第一保護(hù)膜為有機(jī)膜。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法，其中， 所述金屬元素為鈉。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法，在激活步驟之前，還包括在所述第二主表面上形成第二保護(hù)膜的步驟，其中， 在激活步驟中，在已經(jīng)形成所述第一保護(hù)膜并且也已經(jīng)形成所述第二保護(hù)膜的情況下，進(jìn)行所述退火。
【專利摘要】一種制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法，包括：步驟(S1)，制備碳化硅襯底(100)，所述碳化硅襯底(100)具有第一主表面(P1)和位于第一主表面(P1)的相反側(cè)的第二主表面(P2)；步驟(S2)，通過利用雜質(zhì)摻雜第一主表面(P1)在碳化硅襯底(100)中形成摻雜區(qū)域；步驟(S3)，在第一主表面(P1)處的摻雜區(qū)域上形成第一保護(hù)膜(10)；和步驟(S5)，在已經(jīng)形成的第一保護(hù)膜(10)的情況下通過退火激活在摻雜區(qū)域中包含的雜質(zhì)，形成第一保護(hù)膜(10)的步驟(S3)包括在第一主表面(P1)上布置如下材料的步驟，所述材料將會(huì)形成第一保護(hù)膜(10)且其中金屬元素的濃度小于或等于5μg/kg。
【IPC分類】H01L21/265, H01L21/22, H01L29/739, H01L21/336, H01L21/20, H01L29/78, H01L29/12
【公開號(hào)】CN105580112
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480053019
【發(fā)明人】堀井拓, 石田智章
【申請(qǐng)人】住友電氣工業(yè)株式會(huì)社
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2014年8月5日
【公告號(hào)】DE112014004395T5, WO2015045628A1