[发明专利]制造半导体器件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造半导体器件的方法，更具体地，涉及一种能够在用于活化引入到衬底内的杂质的活化退火期间抑制由碳化硅制成的衬底的表面粗糙度的制造半导体器件的方法。

背景技术

近年来，为了实现半导体器件的更高击穿电压、降低损耗、在高温环境下的使用等，碳化硅逐渐被用作半导体器件的材料。与通常广泛用作半导体器件材料的硅相比，碳化硅是具有更宽带隙的宽带隙半导体。因此，通过利用碳化硅作为半导体器件的材料，可以实现半导体器件的高击穿电压、降低导通电阻等。当在高温环境中使用时，与由硅制成的半导体器件相比，由碳化硅制成的半导体器件具有展现更小的性能退化的优点。

在制造这种由碳化硅制成的半导体器件的方法中，想要的杂质被引入到由碳化硅制成的衬底中，并且然后进行用于活化该杂质的活化退火。这里，需要在高温下对由碳化硅制成的衬底进行活化退火。结果，由于活化退火，会出现衬底的表面粗糙度。由于表面粗糙度会不利地影响制造的半导体器件的性能，所以期望降低该表面粗糙度。

为了解决该问题，提出了一种制造碳化硅半导体器件的方法，其中在对通过离子注入引入的杂质活化退火之前，利用氮化硅膜覆盖执行了离子注入的区域的表面（例如，参见日本专利特开No.7-86199（专利文献1））。

引用列表

专利文献

PTL1：日本专利特开No.7-86199

发明内容

技术问题

然而，在上述活化退火期间，衬底需要被加热到1600℃或更高的温度。因此，在专利文献1中描述的半导体器件的制造方法中，由于碳化硅和氮化硅之间的线性膨胀系数的差异等，会在氮化硅膜中产生裂纹。如果在用作保护膜的碳化硅膜中产生了裂纹，就不能充分抑制衬底的表面粗糙度。

为了解决这些问题，制造了本发明，本发明的目的是提供一种制造半导体器件的方法，其能够在由碳化硅制成的衬底的活化退火期间抑制表面粗糙度。

问题的解决方案

根据本发明的制造半导体器件的方法包括步骤：制备由碳化硅制成的衬底；向该衬底中执行离子注入；在向其中执行了离子注入的衬底上形成由二氧化硅制成的保护膜；并且，在包含包括氧原子的气体的气氛中，将其上形成了保护膜的衬底加热到1600℃或更高的温度范围。

在本发明的制造半导体器件的方法中，在向其中执行了离子注入的、由碳化硅制成的衬底上形成由二氧化硅制成的保护膜，并且然后通过在包含包括氧原子的气体的气氛中将该衬底加热到1600℃或更高的温度范围来进行活化退火。这里，即使在由二氧化硅制成的保护膜中出现了裂纹，通过离开碳化硅衬底的硅和包含在该气氛中的气体中的氧原子之间的结合所产生的二氧化硅，也能抑制裂纹的产生。结果，根据本发明的制造半导体器件的方法，可以抑制在由碳化硅制成的衬底的活化退火期间的表面粗糙度。

在上述本发明的制造半导体器件的方法中，在加热衬底的步骤中，可以将其上形成了保护膜的衬底加热到1700℃或更低的温度范围。通过将衬底的加热温度设置为1700℃或更低，可以更可靠地通过由二氧化硅制成的保护膜抑制衬底的表面粗糙度。

在上述本发明的制造半导体器件的方法中，在加热衬底的步骤中，在包含氧气的气氛中加热其上形成了保护膜的衬底。

氧气廉价并且易于处理，并且由此其适合作为上述加热衬底的步骤中构成该气氛的气体（包含氧原子的气体）。

在上述本发明的制造半导体器件的方法中，在形成保护膜的步骤中，可以通过热氧化形成保护膜。在这种情况下，可以很容易形成由二氧化硅制成的保护膜。

在上述本发明的制造半导体器件的方法中，可以作为单个步骤执行形成保护膜的步骤和加热衬底的步骤。

如果在热氧化工艺中形成该保护膜，那么在包含包括氧原子的气体的气氛中加热该衬底。由此，可以作为单个步骤执行形成保护膜的步骤和在包含包括氧原子的气体的气氛中加热衬底的步骤。从而，可以简化半导体器件的制造工艺。

本发明的有利效果

通过上面的描述清楚地，根据本发明的制造半导体器件的方法，可以提供能够在由碳化硅制成的衬底的活化退火期间抑制表面粗糙度的制造半导体器件的方法。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施例中MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的结构的示意性截面图。

图2是示意性地示出制造该MOSFET的方法的流程图。

图3是用于说明制造MOSFET的方法的示意性截面图。

图4是用于说明制造MOSFET的方法的示意性截面图。