[发明专利]制造碳化硅半导体器件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造碳化硅半导体器件的方法，并且特别地涉及具有注入杂质离子步骤的方法。

背景技术

近来已经开发了包括碳化硅（SiC）衬底的半导体器件（碳化硅半导体器件）。在制造半导体器件的方法中，杂质区应该选择性形成在碳化硅衬底中。因此，在将离子注入到碳化硅衬底中时，形成掩膜，用于限制要注入离子的区域。另外，可以在碳化硅衬底上形成用于调整注入深度的膜。

例如，根据日本专利特开No.2009-177102（PTL1），在SiC衬底的表面上形成由SiO2构成的离子注入掩膜。另外，在形成掩膜之后和注入离子之前，形成用于调整离子注入深度的膜。

引用列表

专利文献

PTL1:日本专利特开No.2009-177102

发明内容

技术问题

根据上述文献中描述的方法，由SiO2制成的掩膜趋向不利于从SiC衬底剥离。具体地，当加热SiC衬底时，很容易剥离，因此提供有掩膜的SiC衬底不能充分被加热。这种事实对制造碳化硅半导体器件的方法强加了限制。例如，在离子注入期间，SiC衬底不能被加热，并且在这种情况下，在SiC衬底中，归因于离子注入的晶体缺陷是可能的。

考虑到上述问题，提出了本发明，本发明的目的是提供一种制造碳化硅半导体器件的方法，其能够通过用于调整离子注入深度的膜来将杂质离子注入到碳化硅衬底中，并且抑制发生从碳化硅衬底剥离。

对问题的解决方案

根据本发明的制造碳化硅半导体器件的方法具有下面的步骤。制备具有表面的碳化硅衬底。在碳化硅衬底的表面上直接形成由第一材料制成的涂覆膜。在该涂覆膜上形成由第二材料制成的掩膜。与第二材料相比，第一材料与碳化硅的粘附性高。在掩膜层中形成第一开口。通过使用穿过掩膜层中的第一开口并穿过涂覆膜的离子束，将用于提供第一导电类型的第一杂质离子注入到碳化硅衬底中。

根据本发明，将第一杂质离子供应到碳化硅衬底中的离子束在它们到达碳化硅衬底之前穿过涂覆膜。由此，在相对浅位置被阻止前进的离子被注入到涂覆膜中，而在相对深位置被阻止前进的离子被注入到碳化硅衬底中。因此，注入分布中的浅位置是被涂覆膜占据的位置，而不是被碳化硅衬底占据的位置。因此，排除了注入分布的浅区域后的注入分布能够作为碳化硅衬底的杂质浓度分布。

另外，根据本发明，直接形成在碳化硅衬底上的是涂覆膜而不是掩膜层。因此，直接形成在碳化硅衬底上的材料可以是第一材料，而不是作为用于掩膜层的材料的第二材料，该第一材料是与第二材料相比与碳化硅的粘附性高的、用于涂覆膜的材料。由此，可以抑制发生从碳化硅衬底剥离。

在上述制造碳化硅半导体器件的方法中，在注入第一杂质离子的步骤中，可以加热碳化硅衬底。

由于形成在碳化硅衬底上的涂覆膜与碳化硅的粘附性高，所以即使加热碳化硅衬底，涂覆膜也不容易剥离。另外，通过加热该碳化硅衬底，可以抑制产生在离子注入时导致的晶体缺陷。

在上述制造碳化硅半导体器件的方法中，注入第一杂质离子的步骤可以在如下条件下执行：在碳化硅衬底的表面上，在厚度方向上的第一杂质离子的注入分布是平坦的。

由此，从碳化硅衬底的表面到其附近部分的第一杂质离子的浓度分布可以是平坦的。

在上述制造碳化硅半导体器件的方法中，在形成涂覆膜的步骤之后且在注入第一杂质离子步骤之前，可以在涂覆膜上形成第一阻挡膜，该第一阻挡膜由阻挡离子束的能力比第一材料高的材料制成。

由此，碳化硅衬底中第一杂质离子的浓度分布可以是离子注入的注入分布的一部分，以更宽范围排除了浓度突然增加的浅位置。

在上述制造碳化硅半导体器件的方法中，可以在形成第一开口的步骤之后执行形成第一阻挡膜的步骤。

由此，部分移除甚至涉及用于形成第一开口的工艺的第一阻挡膜也是不可能的。因此，离子注入期间第一阻挡膜的膜厚度是稳定的。

在上述制造碳化硅半导体器件的方法中，可以在形成掩膜层的步骤之前执行形成第一阻挡膜的步骤。在形成第一阻挡膜的步骤之后且在形成掩膜层的步骤之前，可以形成由与第二材料不同的材料制成的蚀刻停止层。

由此，蚀刻停止层可以用于停止在用于掩膜层中形成第一开口的蚀刻。