制造碳化硅半导体器件的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种制造碳化硅半导体器件（200）的方法，该方法包括：制备包括第一表面（100a）的碳化硅半导体（100）的步骤，该第一表面（100a）至少部分地注入有杂质；通过使用含有氢气的气体对碳化硅半导体（100）的第一表面（100a）进行干法刻蚀，来形成第二表面（100b）的步骤；以及在所述第二表面（100b）上形成构成所述碳化硅半导体器件（200）的氧化膜（126）的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造碳化硅(SiC)半导体器件的方法和装置。更具体来讲，本专利技术涉及制造具有氧化膜的SiC半导体器件的方法和这种制造方法中采用的制造装置。
技术介绍
常规上，广泛采用硅(Si)作为构成半导体器件的材料。可以如下所述地制造Si半导体器件，例如，MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)。首先，在硅(Si)衬底上生长外延层，以产生Si半导体。然后，执行离子注入步骤，以向Si半导体引入杂质(掺杂物)。接着，Si半导体经受加热处理(活化退火处理)，以活化所引入的杂质。然后，在加热处理之后，在Si半导体的表面上形成栅氧化膜，并且在栅氧化 膜上形成电极。在常规的Si半导体器件的制造中，执行清洁，去除附着于Si衬底表面的附着物，如，颗粒和/或金属杂质。关于这种清洁方法，广泛采用的是采用了化学溶液的清洁方法，如，RCA清洁。在RCA清洁中，通过用含有硫酸和过氧化氢的化学溶液清洁Si衬底的表面，在Si衬底的表面上形成Si氧化膜。在Si氧化膜之中和表面存在颗粒和金属杂质。用稀释的氢氟酸溶液冲洗这个Si衬底，以刻蚀掉Si氧化膜并且将颗粒和金属杂质一起去除。作为另一种清洁方法，日本专利特许公开No. 6-314679 (PTL I)和日本专利特许公开No. 4-354334 (PTL 2)公开了使用臭氧水氧化Si衬底的表面然后去除氧化膜以带走Si衬底上的颗粒和金属杂质的方法。引用列表专利文献PTL I :日本专利特许公开No. 6-314679PTL 2 :日本专利特许公开No. 4-35433
技术实现思路
技术问题已知SiC具有大带隙以及比Si的最大击穿电场和导热率更大的最大击穿电场和导热率，而载流子迁移率与Si的水平相当。电子饱和漂移速率和击穿电压也大。因此，很希望将SiC应用于需要高效率、高击穿电压和大容量的半导体器件。专利技术人注意到采用SiC半导体用于半导体器件。为了制造更高质量的SiC半导体衬底，专利技术人构想出，清洁SiC半导体的表面以形成构成SiC半导体器件的氧化膜。专利技术人最先披露了以下情况在向SiC半导体应用上述常规清洁方法的情况下SiC半导体的表面不容易发生氧化，因为SiC是比Si更热稳定的化合物。上述清洁方法使Si的表面发生氧化，但是没有使SiC的表面发生足够水平的氧化。因此，不能从SiC的表面去除颗粒和杂质。因而，不能充分清洁SiC表面。如果不能清洁SiC半导体的表面，则不能在经清洁的SiC半导体上形成氧化膜。结果，所制造的SiC半导体器件的质量将降低。因此，本专利技术的目的在于提供一种制造高质量SiC半导体器件的方法以及这种方法中采用的制造装置。问题的解决方案通过努力研究清洁SiC半导体表面以制造高质量SiC半导体器件完成了本专利技术。本专利技术涉及一种制造SiC半导体器件的方法，所述方法包括以下步骤制备具有第一表面的SiC半导体，所述第一表面至少部分地注入有杂质(掺杂物);通过使用含有氢气的气体对所述SiC半导体的所述第一表面进行干法刻蚀，来形成第二表面；以及在所述第二表面上形成构成所述SiC半导体器件的氧化膜。根据本专利技术的制造SiC半导体器件的方法，使用含有氢气的气体对SiC半导体的至少部分地注入有杂质的第一表面进行干法刻蚀(下文中，也称为“氢刻蚀”)。因此，可以去除附着于第一表面的杂质、颗粒等，从而能够形成经清洁的第二表面。通过在经清洁的第二 表面上形成构成SiC半导体器件的氧化膜，可以制造高质量的SiC半导体器件。因为SiC半导体是稳定的化合物，所以即使应用氢刻蚀，对SiC半导体的损伤也很小。因此，可以清洁SiC半导体，使得呈现良好的表面性质。因而，可以制造高质量的SiC半导体器件。优选地，在上述制造SiC半导体器件的方法中，在形成第二表面的步骤之后，在不使用液相进行清洁的情况下来执行形成氧化膜的步骤。因此，可以防止由于使用液相进行冲洗而造成的杂质附着。因而，可以制造更高质量的SiC半导体器件。优选地，在上述制造SiC半导体器件的方法中，在形成第二表面的步骤中，在大于或等于1300° C且小于或等于1650° C的温度范围中执行氢刻蚀。通过在大于或等于1300° C的温度下执行氢刻蚀，能提高刻蚀速率。通过在小于或等于1650° C的温度下执行氢刻蚀，因为可以防止刻蚀速率变得过高，所以呈现可行的控制。换言之，通过在上述温度范围内执行氢刻蚀，能将刻蚀速率控制在有利水平。因此，可以以更高精度刻蚀第一表面，从而造成SiC半导体器件的质量提高。优选地，在上述制造SiC半导体器件的方法中，通过在所述第二表面上形成含有硅(Si)的膜并且氧化所述含有Si的膜，来执行形成所述氧化膜的步骤。专利技术人通过注意到如下事实来完成本专利技术氧化速率沿着深度方向变化，从而由于至少部分地注入有杂质(掺杂物)的SiC半导体的第二表面上的杂质(掺杂物)浓度和杂质(掺杂物)类型的差异，导致形成不均匀的氧化膜。因为含有Si的膜形成在第二表面上，所以第二表面的状态对含有Si的膜的质量的影响会降低。因此，含有Si的膜的质量可以呈现为一致。因而，可以进一步提高SiC半导体器件的质量。优选地，在上述制造SiC半导体器件的方法中，在形成第二表面的步骤中，所述气体还包括氯化氢气体。通过在氢刻蚀SiC半导体的第一表面的过程中连同氢气一起使用氯化氢气体，SiC半导体的刻蚀速率会提高。因此，SiC半导体器件的制造节拍可以缩短。优选地，在上述制造SiC半导体器件的方法中，在形成第二表面的步骤中，所述气体还包括碳氢化合物气体。通过在氢刻蚀SiC半导体的第一表面的过程中连同氢气一起使用碳氢化合物气体，可以呈现良好的SiC半导体的表面形态。因此，可以进一步提高SiC半导体的质量。优选地，在上述制造SiC半导体器件的方法中，在形成第二表面的步骤和形成氧化膜的步骤之间，所述SiC半导体布置在隔绝空气的气氛中。因此，形成的具有清洁的第二表面的SiC半导体可以在没有暴露于空气的情况下转移到下一个步骤，即形成构成SiC半导体器件的氧化膜的步骤。因而，可以防止SiC半导体的经清洁的表面被空气污染，从而能进一步提高SiC半导体的质量。本专利技术还涉及一种SiC半导体器件的制造装置，所述制造装置包括去除单元，所述去除单元用于通过使用含有氢气的气体进行干法刻蚀来去除至少部分地注入有杂质(掺杂物)的第一表面；形成单元，所述形成单元用于在通过去除第一表面而形成的第二表面上形成构成SiC半导体器件的氧化膜；以及连接单元，所述连接单元以使得能够转移所述SiC半导体的方式来连接所述去除单元和所述形成单元。所述连接单元中的用于转移所述SiC半导体的区域能够隔绝空气。 根据所述制造装置，可以在去除单元中氢刻蚀SiC半导体的至少部分地注入有杂质的第一表面。在隔绝空气的气氛下，可以经由连接单元将在去除单元经受氢刻蚀的SiC半导体转移到形成单元。此外，在形成单元，可以在第二表面上形成构成SiC半导体器件的氧化膜。换言之，可以在隔绝空气的状态下执行从通过氢刻蚀来清洁SiC半导体至形成氧化膜的这一系列步骤。因此，可以通过所述制造装置制造高质量的SiC半导体器件。本专利技术的有益效果根据本专利技术的SiC半导体器件的制造方法和该制造方法中采用的制造装置，可以使用表现为清洁SiC半导体的SiC半导体的清洁方法制造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：伊藤里美，盐见弘，并川靖生，和田圭司，岛津充，日吉透，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：