制造碳化硅半导体器件的方法技术

衬底（1）上形成具有主表面的碳化硅层（19）。形成覆盖碳化硅层（19）的主表面的一部分的掩膜（17）。使用氯基气体，对其上形成了掩膜（17）的碳化硅层（19）的主表面执行热蚀刻，以便为碳化硅层（19）提供具有相对于主表面倾斜的侧表面（SS）。在其中氯基气体的分压不超过50%的气氛下执行其中进行热蚀刻的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】衬底（1）上形成具有主表面的碳化硅层（19）。形成覆盖碳化硅层（19）的主表面的一部分的掩膜（17）。使用氯基气体，对其上形成了掩膜（17）的碳化硅层（19）的主表面执行热蚀刻，以便为碳化硅层（19）提供具有相对于主表面倾斜的侧表面（SS）。在其中氯基气体的分压不超过50%的气氛下执行其中进行热蚀刻的步骤。【专利说明】
本申请涉及一种，更特别地，涉及一种制造包括具有倾斜侧表面的碳化娃层的碳化娃半导体器件的方法。
技术介绍
常规地，已经提出使用碳化硅(SiC)作为用于半导体器件的材料。例如，提出使用碳化硅形成沟槽栅型MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)(参见日本专利特开N0.2008-235546)(专利文献 I))。在这篇公开文本中，提出形成栅沟槽的锥形侧壁以便提高栅绝缘膜的击穿电压。具体地，通过使用具有开口图案的蚀刻掩膜的各向异性蚀刻来部分地移除由碳化硅制成的半导体层，且随后经历各向同性蚀刻，由此形成在半导体层中的栅沟槽具备锥形侧壁。引用列表专利文献PTLl:日本专利特开 N0.2008-235546
技术实现思路
技术问题如本公布所公开的，当栅沟槽的侧壁(侧表面)借助各向同性蚀刻形成时，难以使各个侧表面都具有足够接近特定晶面的晶面取向。如果侧表面能够适合具有足够接近这种特定晶面的晶面取向，则能够获得各种优点。例如，当选择允许高电子迁移率的晶面时，能够通过提高沟道迁移率获得具有低导通电阻的M0SFET。提出本专利技术以解决上述问题，且其目的是提供一种，该碳化硅半导体器件包括具有能够使其晶面取向更接近特定晶面的侧表面的碳化硅层。问题的解决手段本专利技术的一个方面中的包括如下步骤。具备主表面的碳化硅层形成在衬底上。掩膜形成为覆盖碳化硅层的主表面的一部分。使用氯基气体热蚀刻其上形成了掩膜的碳化硅层的主表面以便提供具有相对于主表面倾斜的侧表面的碳化硅层。热蚀刻的步骤在其中氯基气体具有50%或更小的分压的气氛下执行。根据上述一个方面的制造方法，在其中氯基气体具有50%或更小的分压的气氛下执行热蚀刻。因此，限制了供应至要被蚀刻的表面的氯基气体量。因此，在具有高化学稳定性的部分抑制蚀刻进程，且主要在具有低化学稳定性的部分进行蚀刻。因此，能够使借助蚀刻形成在碳化硅层中的侧表面的晶面取向更接近特定晶面。在根据上述一个方面的制造方法中，热蚀刻的步骤优选在具有减压的气氛下执行。因此，限制了供应至要被蚀刻的表面的氯基气体量。因此，在具有高化学稳定性的部分抑制蚀刻进程，且主要在具有低化学稳定性的部分进行蚀刻。因此，能够使借助蚀刻形成在碳化硅层中的侧表面的晶面取向更接近特定晶面。在根据上述一个方面的制造方法中，热蚀刻的步骤优选在1000°C或更高的温度下执行。因此，要被蚀刻的表面被化学活化，由此在这个表面处蚀刻中的氯基气体的消耗量变大。因此，在要被蚀刻的表面上限制具有蚀刻能力的氯基气体量。因此，在具有高化学稳定性的部分抑制蚀刻进程，且主要在具有低化学稳定性的部分进行蚀刻。因此，能够使借助蚀刻形成在碳化硅层中的侧表面的晶面取向更接近特定晶面。本专利技术另一方面中的包括如下步骤。在衬底上形成具备主表面的碳化硅层。形成掩膜以覆盖碳化硅层的主表面的一部分。使用氯基气体热蚀刻其上形成了掩膜的碳化硅层的主表面以便提供具有相对于主表面倾斜的侧表面的碳化硅层。在减压的气氛下执行热蚀刻的步骤。根据上述另一方面的制造方法，在减压的气氛下执行热蚀刻。因此，限制了供应至要被蚀刻的表面的氯基气体量。因此，在具有高化学稳定性的部分抑制蚀刻进程，且主要在具有低化学稳定性的部分进行蚀刻。因此，能够使借助蚀刻形成在碳化硅层中的侧表面的晶面取向更接近特定晶面。在根据上述另一方面的制造方法中，减压的气氛优选具有不大于1/10的大气压的压力。因此，充分限制了供应至要被蚀刻的表面的氯基气体量。在根据上述另一方面的制造方法中，热蚀刻的步骤优选在其中氯基气体具有50%或更小的分压的气氛下执行。因此，限制了供应至要被蚀刻的表面的氯基气体量。因此，在具有高化学稳定性的部分抑制蚀刻进程，且主要在具有低化学稳定性的部分进行蚀刻。因此，能够使借助蚀刻形成在碳化硅层中的侧表面的晶面取向更接近特定晶面。在根据上述另一方面的制造方法中，热蚀刻的步骤优选在1000°C或更高的温度下执行。因此，要被蚀刻的表面被化学活化，由此在这个表面处蚀刻中的氯基气体的消耗量变大。因此，在要被蚀刻的表面上限制具有蚀刻能力的氯基气体量。因此，在具有高化学稳定性的部分抑制蚀刻进程，且主要在具有低化学稳定性的部分进行蚀刻。因此，能够使借助蚀刻形成在碳化硅层中的侧表面的晶面取向更接近特定晶面。本专利技术又一方面中的包括如下步骤。在衬底上形成具有主表面的碳化硅层。形成掩膜以覆盖碳化硅层的主表面的一部分。使用氯基气体热蚀刻其上形成了掩膜的碳化硅层的主表面以便提供具有相对于主表面倾斜的侧表面的碳化硅层。在1000°c或更高的温度下执行热蚀刻的步骤。根据上述又一方面的制造方法，在1000°C或更高的温度下执行热蚀刻。因此，要被蚀刻的表面被化学活化，由此在这个表面处蚀刻中的氯基气体的消耗量变大。因此，限制要被蚀刻的表面上的具有蚀刻能力的氯基气体量。因此，在具有高化学稳定性的部分抑制蚀刻进程，且主要在具有低化学稳定性的部分进行蚀刻。因此，能够使借助蚀刻形成在碳化硅层中的侧表面的晶面取向更接近特定晶面。在根据上述又一方面的制造方法中，热蚀刻的步骤优选在其中氯基气体具有50%或更小的分压的气氛下执行。因此进一步限制了供应至要被蚀刻的氯基气体量。因此，在具有高化学稳定性的部分抑制蚀刻进程，且主要在具有低化学稳定性的部分进行蚀刻。因此，能够使借助蚀刻形成在碳化硅层中的侧表面的晶面取向更接近特定晶面。在根据上述又一方面的制造方法中，热蚀刻的步骤优选在减压的气氛下执行。因此，限制了供应至要被蚀刻的氯基气体量。因此，在具有高化学稳定性的部分抑制蚀刻进程，且主要在具有低化学稳定性的部分进行蚀刻。因此，能够使借助蚀刻形成在碳化硅层中的侧表面的晶面取向更接近特定晶面。优选地，还包括以下步骤。在碳化硅层的侧表面上形成栅绝缘膜。随后，形成栅电极以面对碳化硅层的侧表面并以栅绝缘膜插入其间。以此方式，具有更接近特定晶面的晶面取向的侧表面能够用作由栅电极控制的沟道表面。因此，能够抑制沟道迁移率的变化。当特定晶面适合达到高沟道迁移率时，能够稳定的获得高沟道迁移率。优选地，碳化硅半导体器件是具有在碳化硅层的厚度方向上在碳化硅层的主表面和衬底之间延伸的电流路径的二极管。在这种情况下，侧表面位于对应于二极管端部的主表面侧和衬底侧之间。因此，经由碳化硅层的表面流动的泄漏电流在侧表面上流动。当侧表面如上所述适合具有接近特定晶面的晶面取向时，电流被稳定地抑制且不太可能在侧表面上流动。因此，能够稳定的将二极管的泄漏电流抑制在低值。此外，当特定晶面适合达到低界面态密度时，能够稳定的抑制泄漏电流。专利技术的有益效果如上所述，根据本专利技术，能够使碳化硅半导体器件中包括的碳化硅层的侧表面的晶面取向更接近特定晶面。【专利附图】【附图说明】图1是示意性示出本专利技术第一实施例中的碳化硅半导体器件构造的局部截面图。图2是示意性示出图1的碳化硅半导体器件中提供的碳化硅层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造碳化硅半导体器件（101）的方法，包括以下步骤：在衬底（1）上形成碳化硅层（19），所述碳化硅层（19）具备主表面（TS）；形成覆盖所述碳化硅层的所述主表面的一部分的掩膜（17）；以及使用氯基气体热蚀刻在其上形成有所述掩膜的所述碳化硅层的所述主表面，以便提供具有相对于所述主表面倾斜的侧表面（SS）的所述碳化硅层，其中热蚀刻的步骤是在所述氯基气体具有50%或更小的分压的气氛下执行的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：增田健良，畑山智亮，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，国立大学法人奈良先端科学技术大学院大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP