[发明专利]制造碳化硅半导体器件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造碳化硅半导体器件的方法，尤其涉及能抑制金属污染的制造碳化硅半导体器件的方法。

背景技术

近年来，为了使半导体器件具有更高的击穿电压，更低的损耗，在高温环境下使用等，已越来越多地采用碳化硅作为诸如MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)的半导体器件的材料。碳化硅是一种带隙宽于硅的宽带隙半导体材料，硅已被常规地且广泛用作为半导体器件的材料。因此，通过采用碳化硅作为半导体器件的材料，能够实现半导体器件的更高击穿电压、更低导通电阻等。与由硅制成的半导体器件相比，当在高温环境下使用时，由碳化硅制成的半导体器件还具有性能退化小的优势。

例如，WO 2012/086257(PTD 1)描述了一种制造MOSFET的方法，包括以下步骤：在碳化硅衬底的表面上形成由钛制成的蚀刻停止层，在蚀刻停止层上形成图案化的掩模层，然后使用掩模层将离子注入到碳化硅衬底中。

引用列表

专利文献

PTD1：WO 2012/086257

发明内容

技术问题

然而，根据WO 2012/086257描述的制造MOSFET的方法，钛被用作为蚀刻停止层。因此，在形成蚀刻停止层之后，钛的部分仍然留在碳化硅衬底上，导致碳化硅半导体器件中的金属污染的发生。在由硅制成的硅半导体器件中，已混入硅衬底的金属元素能通过吸气法来移除。然而，在碳化硅半导体器件中，金属元素不能通过吸气法来移除。因此，与硅半导体器件相比，更需要抑制碳化硅半导体器件的金属污染。

为了解决上述问题做出了本发明，本发明的目的在于提供能抑制金属污染的制造碳化硅半导体器件的方法。

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包括以下步骤。准备具有彼此相反的第一主表面和第二主表面的碳化硅衬底。形成与碳化硅衬底的第一主表面相接触的第一掩模层。第一掩模层包括：与第一主表面相接触地布置的第一层，与第一层相接触地布置的且由不同于第一层的材料制成的蚀刻停止层，和与蚀刻停止层的和接触第一层的表面相反的表面相接触地布置的第二层。通过蚀刻第二层和蚀刻停止层，在第一掩模层中形成凹进部。使用具有凹进部的第一掩模层，在碳化硅衬底中形成具有第一导电类型的第一杂质区。第一掩模层不包含金属元素。

在根据本发明的制造碳化硅半导体器件的方法中，第一掩模层不包含金属元素。因此，能够抑制金属元素混入碳化硅衬底中，以减小碳化硅半导体器件的金属污染。

优选地，在制造碳化硅半导体器件的上述方法中，在碳化硅衬底的第二主表面上形成第二掩模层。因此，能够抑制金属元素从外部粘附到碳化硅衬底的第二主表面。第二掩模层不包含金属元素。因此，能够抑制由第二掩模层产生的金属元素混入碳化硅衬底中。而且，由于碳化硅衬底的第二主表面用第二掩模层来保护，所以能够防止碳化硅衬底与金属器件等直接接触。

优选地，在制造碳化硅半导体器件的上述方法中，第二掩模层包括与第二主表面相接触地布置的并且由与第一层相同的材料制成的第三层，与第三层相接触地布置的并且由与蚀刻停止层相同的材料制成的第四层，和与第四层的和接触第三层的表面相反的表面相接触地布置的并由与第二层相同的材料制成的第五层。因此，可同时在碳化硅衬底上形成第一掩模层和第二掩模层，从而简化了制造碳化硅半导体器件的过程。

优选地，在制造碳化硅半导体器件的上述方法中，第一层、蚀刻停止层和第二层在不产生等离子体的情况下形成。因此，能够抑制碳化硅衬底的第一主表面出现粗糙化。

优选地，在制造碳化硅半导体器件的上述方法中，蚀刻停止层和第二层通过热化学气相沉积来形成。因此，能够以简单的方式形成蚀刻停止层和第二层。

优选地，在制造碳化硅半导体器件的上述方法中，蚀刻停止层和第二层通过低压化学气相沉积来形成。因此，能够有效抑制碳化硅半导体器件的金属污染。

优选地，在制造碳化硅半导体器件的上述方法中，第一层或者通过热氧化第一主表面的方法来形成，或者通过低压热化学气相沉积来形成。因此，能够以简单的方式形成第一层。

优选地，在制造碳化硅半导体器件的上述方法中，第一层或者由二氧化硅制成，或者由氮化硅制成。因此，能有效保护碳化硅衬底的第一主表面。

优选地，在制造碳化硅半导体器件的上述方法中，第二层或者由二氧化硅制成，或者由氮化硅制成。因此，第二层有效地用作用于杂质引入的掩模层。