CN117461124A - 用于制造功率半导体元件的方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明实施例的主动层形成步骤包括如下步骤：制备包含第一区域及第二区域的碳化硅基板；将混合有一第一掺杂气体的源气体、清理气体、反应气体及清理气体依序地喷射至该碳化硅基板的该第一区域上以形成该第一主动层；以及将混合有一第二掺杂气体的源气体、清理气体、反应气体及清理气体依序地喷射至该碳化硅基板的该第二区域上以形成该第二主动层。因此，根据本发明的实施例，能在低温下形成主动层。因此，可避免基板或形成在基板上的薄膜因高温热而受损。此外，可节省用于加热基板以形成主动层所需的电力或时间，且整体的制程时间可被缩短。

Description

用于制造功率半导体元件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造功率半导体元件的方法，特别涉及一种主动层是通过原子层沉积方法形成的用于制造功率半导体元件的方法。

背景技术

场效应晶体管包括形成在基板上的主动层、形成在主动层上方的源极电极及漏极电极、形成为在主动层上方设置于源极电极与漏极电极之间的栅极电极以及设于源极电极、漏极电极及主动层之间的阱区。

主动层是由金属有机化学气相沉积(金属有机化学气相沉积，MOCVD)方法形成。于此，在将基板被调整到约1200℃的高温的状态下，薄膜被沉积以沉积主动层。亦即，当基板被维持在约1200℃的高温时，主动层可被沉积于基板上。

然而，由于在形成主动层的同时基板被加热至高温，故存在基板或形成在基板上的薄膜被损坏的缺陷。此外，这成为使场效应晶体管的功能劣化或导致缺陷的因素。特别地，当场效应晶体管用于电子装置的功率转换或控制时，在高温下形成主动层时造成的损坏成为质量或功能显著劣化的因素。

[先前技术文件]

[先前技术文件]

[专利文件]

(专利文件1)日本专利号码2571583。

发明内容

技术问题

本发明提供一种用于制造功率半导体元件的方法，其中功率半导体元件能够在低温下被制造。

本发明亦提供一种用于制造功率半导体元件的方法，能在低温下形成主动层。

技术手段

根据示例性实施例，一种用于制造功率半导体元件的方法包括在一碳化硅基板上形成包括掺杂不同杂质的一第一主动层及一第二主动层的一主动层，其中形成该主动层包括：制备包含一第一区域及一第二区域的该碳化硅基板；将混合有一第一掺杂气体的源气体、清理气体、反应气体及清理气体依序地喷射至该碳化硅基板的该第一区域上以形成该第一主动层；以及将混合有一第二掺杂气体的源气体、清理气体、反应气体及清理气体依序地喷射至该碳化硅基板的该第二区域上以形成该第二主动层，其中该第二掺杂气体及该第一掺杂气体分别包括彼此不同的元素。

根据另一示例性实施例，一种用于制造功率半导体元件的方法，包括在一碳化硅基板上形成包括掺杂不同杂质的一第一主动层及一第二主动层的一主动层，其中形成该主动层包括：制备包含一第一区域及一第二区域的该碳化硅基板；将源气体、一第一掺杂气体、清理气体、反应气体以及清理气体依序地喷射至该碳化硅基板的该第一区域上以形成该第一主动层；以及将源气体、一第二掺杂气体、清理气体、反应气体及清理气体依序地喷射至该碳化硅基板的该第二区域上以形成该第二主动层，其中该第二掺杂气体及该第一掺杂气体分别包含彼此不同的元素。

该源气体可包括镓、铟、锌及硅的一者、两者或更多者。

该反应气体可包括砷、磷、氧及碳的一者、两者或更多者。

该第一主动层及该第二主动层的形成可包括重复地执行在其中依序进行源气体的喷射、清理气体的喷射、反应气体的喷射及清理气体的喷射的制程循环。

该第一主动层的形成可包括重复地执行在其中依序进行源气体的喷射、该第一掺杂气体的喷射、清理气体的喷射、反应气体的喷射及清理气体的喷射的制程循环，及该第二主动层的形成可包括重复地执行在其中依序进行源气体的喷射、该第二掺杂气体的喷射、清理气体的喷射、反应气体的喷射及清理气体的喷射的制程循环。

该第一主动层及该第二主动层的形成可包括在反应气体的喷射之后产生电浆或在源气体的喷射与反应气体的喷射之间产生电浆的至少一者。

所述电浆的产生可包括喷射一氢气。

该方法可更包括在形成该第一主动层及该第二主动层之前在该碳化硅基板上形成结晶的一缓冲层。

该缓冲层可由氮化铝制成。

该第一掺杂气体及该第二掺杂气体中的一个掺杂气体可含有镁，及该第一掺杂气体及该第二掺杂气体中的另一个掺杂气体可含有硅、铟、铝及锌的至少一者。

根据又另一示例性实施例，一种用于制造功率半导体元件的方法包括：制备包括一第一区域及一第二区域的一碳化硅基板，其中一第一导体类型的一第一主动区域系形成于该第一区域上；以及将源气体、清理气体、反应气体以及清理气体依序地喷射至该第二区域上以形成一第二导体类型的一第二主动区域，其中该第一导体类型及该第二导体类型彼此不同，且该第一导体类型及该第二导体各包含一n型及一p型的其中一者。

该第一主动区域可通过依序地喷射源气体、清理气体、反应气体以及清理气体而形成，及在形成该第一主动层及该第二主动层中被喷射的源气体可包括镓、铟、锌及硅的一者、两者或更多者。

在形成该第一主动层及该第二主动层中被喷射的反应气体可包括砷、磷、氧及碳的一者、两者或更多者。

有利功效

根据示例性实施例，可在低温主动层形成。因此，基板或形成在基板上的薄膜可避免因高温热而受损。此外，可节省用于加热基板以形成主动层所需的电力或时间，且整体的制程时间可被缩短。

此外，主动层可以结晶形成。亦即，结晶的主动层可在以低温形成主动层时被形成。

附图说明

从以下结合附图的描述中可以更详细地理解示例性实施例，其中：

图1为绘示在基板上通过根据一示例性实施例的方法形成主动层的示意图；

图2为绘示通过根据一示例性实施例的方法制造互补式金属氧化物半导体元件的例子的剖面图；

图3为用于解释通过根据一示例性实施例的方法形成互补式金属氧化物半导体元件的主动层的示意图；

图4为绘示缓冲层设置于主动层与基板之间的修改示例的示意图；

图5为绘示根据一示例性实施例的修改示例的互补式金属氧化物半导体元件的例子的示意图；

图6为绘示在根据一示例性实施例的用于制造功率半导体元件的方法中使用的沉积装置的示意图；以及

图7为绘示在根据一示例性实施例的用于制造功率半导体元件的方法中使用的沉积装置的另一例子的示意图。

具体实施方式

在下文中，以下将结合附图对具体实施例进行更详细的描述。然而，本发明可以不同形式实施且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。相反的，提供这些实施例是为了使本发明为彻底及完整的，并将本发明的范围充分传达给本领域普通技术人员。在图中，为了清楚起见而夸大了层及区域的尺寸。相同的附图标记始终指代相同的元件。

本发明的示例性实施例关于用于制造功率半导体元件的方法。更详细而言，本发明的示例性实施例关于用于制造功率半导体元件的方法，其包括用于通过原子层沉积(ALD)方法形成主动层的方法。进一步而言，本发明的示例性实施例关于用于制造功率半导体元件的方法，其包括用于通过原子层沉积方法形成n型或p型第一主动层及与第一主动层不同类型的第二主动层的方法。功率半导体元件可为被称为互补式金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)的装置。

图1为绘示在基板上通过根据一示例性实施例的方法形成主动层的示意图。

参考图1，主动层10(10a及10b)为形成在基板S上的层，且可为构成功率半导体元件的主动层，更进一步而言，为互补式金属氧化物半导体元件。主动层10可通过原子层沉积(ALD)方法形成。此外，在通过原子层沉积方法形成主动层10中，可在停止或完成反应气体的喷射后通过产生电浆而形成主动层。于此，主动层10可通过使用氢(H₂)气体(在下文中称为氢电浆)产生电浆而形成。

图2为绘示通过根据一示例性实施例的方法制造互补式金属氧化物半导体元件的例子的剖面图。图3为用于解释通过根据一示例性实施例的方法形成互补式金属氧化物半导体元件的主动层的示意图。

在下文中，将参考图1到图3描述根据示例性实施例的制造包括主动层的功率半导体元件的方法，其中所述主动层系通过该方法形成。于此，将以互补式金属氧化物半导体元件作为例子进行描述。

通过根据示例性实施例的方法制造的互补式金属氧化物半导体元件可包括基板S、设置于基板S上的不同区域上且具有不同的类型的第一主动层10a及第二主动层10b、在第一主动层10a上方设置为彼此水平地相隔的第一源极电极41a及第一漏极电极42a、在第二主动层10b上方设置为彼此水平地相隔的第二源极电极41b及第二漏极电极42b、设置于第一主动层10a上方且设置于第一源极电极41a与第一漏极电极42a之间的第一栅极电极50a、在第二主动层10b上方设置于第二源极电极41b与第二漏极电极42b之间的第二栅极电极50b、分别设置于第一源极电极41a与第一主动层10a之间及第一漏极电极42a与第一主动层10a之间的第一阱层20a、分别设置于第二源极电极41b与第二主动层10b之间及第二漏极电极42b与第二主动层10b之间的第二阱层20b、设置于第一主动层10a以设置于第一源极电极41a与第一漏极电极42a之间的第一栅极绝缘层30a，以及设置于第二主动层10b上以设置于第二源极电极41b与第二漏极电极42b之间的第二栅极绝缘层30b。

于此，各别设置为与第一源极电极41a及第二源极电极41b接触或设置为在第一源极电极41a及第二源极电极41b底下的第一阱层20a及第二阱层20b可为作为互补式金属氧化物半导体的源极的层。于此，各别设置为与第一漏极电极42a及第二漏极电极42b接触或设置为在第一漏极电极42a及第二漏极电极42b底下的第一阱层20a及第二阱层20b可为作为互补式金属氧化物半导体的漏极的层。

基板S可为包括硅(Si)的基板或p型基板。更进一步而言，基板S可为p型SiC基板。

第一主动层10a及第二主动层10b设置于基板S上，如图1及2所示。于此，第一主动层10a及第二主动层10b系设置于不同区域上或基板S的上表面上的不同位置。在下文中，为了便于说明，基板S的上表面上第一主动层10a设置于其上的区域被称为第一区域A1，及第二主动层10b设置于其上且不同于第一区域A1的区域被称为第二区域A2。

第一主动层10a及第二主动层10b各可为由以下任一者制成的层或薄膜：砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、磷化铝镓铟(AlGaInP)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锌(IZO)及碳化硅(SiC)。亦即，第一主动层10a及第二主动层10b各可被设为GaAs层、InP层、AlGaInP层、IGZO层、IZO层及SiC层。

并且，第一主动层10a及第二主动层10b各被设为n型或p型，且第一主动层10a及第二主动层10b被设为不同型。举例而言，第一主动层10a被设为p型，第二主动层10b被设为n型。可替代地，第一主动层10a被设为n型，及第二主动层10b被设为p型。换言之，第一主动层10a及第二主动层10b被设为不同导体类型。亦即，当第一主动层10a被设为p型第一导体类型时，第二主动层10b可被设为n型第二导体类型。作为另一例子，当第一主动层10a被设为n型第二导体类型时，第二主动层10b可被设为p型第一导体类型。

在下文中，在第一主动层10a及第二主动层10b的说明中，将描述一例子，其中第一主动层10a被设为p型(第一导体类型)，及第二主动层10b被设为n型(第二导体类型)。

第一主动层10a及第二主动层10b可通过原子层沉积(ALD)方法而形成。此外，在通过原子层沉积方法形成主动层10中，在停止或完成反应气体的喷射后，第一主动层10a及第二主动层10b可通过产生电浆而形成。于此，第一主动层10a及第二主动层10b可通过使用氢气(H₂)气体(在下文中称为氢电浆)产生电浆而形成。

在下文中，将描述使用原子层沉积方法形成第一主动层10a及第二主动层10b的方法。于此，由于第一主动层10a及第二主动层10b的掺杂材料彼此不同，而它们的形成方法彼此相似，第一主动层10a及第二主动层10b被统称为主动层10(10a及10b)，且因此，将描述其形成方法。

形成主动层10的制程可包括喷射源气体的制程、喷射掺杂气体的制程、喷射清理气体(初始清理气体)的制程、喷射反应气体的制程及喷射清理气体(二次清理气体)的制程。此外，形成主动层10的制程可包括在喷射反应气体的制程后产生电浆的制程。于此，可执行产生电浆的制程，例如，在喷射反应气体之后，且二次清理气体已完成。在这个情况中，可以依序进行源气体的喷射、掺杂气体的喷射、清理气体的喷射(初始清理气体)、反应气体的喷射、清理气体的喷射(二次清理气体)及电浆的产生。此外，在二次清理气体之后产生的电浆可为氢电浆。亦即，在完成二次清理气体之后的电浆的产生中，可通过喷射氢气及释放氢气而产生电浆。

此外，可在喷射反应气体的制程中产生电浆。亦即，可通过喷射反应气体及释放反应气体产生电浆。

在主动层10的形成中，如上所述用于形成主动层10的“源气体的喷射-掺杂气体的喷射-清理气体的喷射(初始清理气体)-反应气体的喷射-清理气体的喷射(二次清理气体)-电浆的产生”可被定义为一个制程循环。此外，上述的制程循环可被执行多次以执行多次的原子层的沉积。此外，可调整制程循环的待执行次数以形成具有目标厚度的主动层10。

在如上所述的制程循环中，当在源气体的喷射、掺杂气体的喷射及清理气体的喷射(初始清理气体)之后反应气体被喷射，源气体与反应气体之间的反应发生在基板S上以产生反应物，例如AlGaInP。接着，反应物累积或沉积在基板S上以在基板S上形成由AlGaInP制成的薄膜。此外，p型AlGaInP薄膜或n型AlGaInP薄膜的形成系依据喷射的掺杂气体的类型。

在相关技术中，在沉积薄膜以在基板上形成主动层的过程中，腔体或基板的内部可被维持在大约1,200℃的高温。换言之，仅有当腔体或基板的内部维持在大约1,200℃的高温时，薄膜可被沉积在基板的上表面上。当主动层在高温形成时，基板或形成在基板上的薄膜可能会受损，及主动层可能会受损。因此，存在元件的功能或质量劣化的缺陷。

然而，在示例性实施例中，电浆是产生在使用原子层沉积方法的薄膜的沉积中。亦即，电浆(例如氢电浆)是在反应气体被喷射之后或在反应气体的喷射完成之后产生。更进一步而言，在反应气体喷射后，且清理气体的喷射(二次清理气体)已完成，产生使用氢气的电浆。

于此，电浆可改善源气体与反应气体之间的反应速率及允许源气体与反应气体之间的反应物被轻松地沉积或贴附至基板S。因此，主动层10可在腔体100或基板S的内部具有例如约600℃或更低的低温的状态中通过原子层沉积方法形成。更详细而言，主动层10可在大约300℃或更高到大约550℃或更低的温度通过原子层沉积方法形成。亦即，主动层10可在低温形成，而非如先前技术是在基板被加热至高温的状态中形成主动层10。因此，可避免例如基板S、形成在基板上的薄膜或主动层10因高温热而受到损害。

此外，电浆可允许沉积在基板S上的薄膜通过源气体与反应气体之间的反应变成结晶。更进一步而言，可形成多晶主动层10。亦即，在通过原子层沉积方法主动层10的过程中，可在喷射反应气体后产生电浆，且因此可由电浆形成结晶或多晶的主动层10。

此外，电浆可分解留存在腔体100中的杂质以促进杂质的移除。因此，可避免或抑制当沉积膜时(亦即，形成主动层10)因杂质造成的污染。

在上述内容中，已描述在源气体被喷射之后掺杂气体被喷射。亦即，已描述源气体及掺杂气体被分成各别的制程并接着被喷射。然而，示例性实施例不限于此，且源气体及掺杂气体可被混合以被喷射。亦即，源气体及掺杂气体可被混合，且混合的气体(在下文中称为混合气体)可在喷射源气体的制程中被喷射。在这个情况中，“混合气体的喷射-电浆的产生-清理气体的喷射(初始清理气体)-反应气体的喷射-清理气体的喷射(二次清理气体)-电浆的产生”可作为一个制程循环。

并且，在上述内容中，已描述在二次清理气体的完成之后或喷射反应气体之后产生电浆。然而，本发明的示例性实施例不限于此，且氢电浆可在源气体的喷射与反应物的喷射之间的制程中产生。更进一步而言，电浆可在喷射源气体的制程与初始清理气体制程之间产生。亦即，“源气体的喷射-电浆的产生-清理气体的喷射(初始清理气体)-反应气体的喷射-清理气体的喷射(二次清理气体)”可作为一个制程循环。

作为另一例子，可在初始清理气体制程与反应气体喷射制程之间产生氢电浆。因此，“源气体的喷射-清理气体的喷射(初始清理气体)-电浆的产生-反应气体的喷射-清理气体的喷射(二次清理气体)”可被定义为一个制程循环。

作为另一例子，可在喷射反应气体的制程之后在源气体的喷射与反应物的喷射之间的各制程产生电浆。亦即，“源气体的喷射-电浆的产生-清理气体的喷射(初始清理气体)-反应气体的喷射-清理气体的喷射(二次清理气体)-电浆的产生”可被定义为制程循环，或“源气体的喷射-清理气体的喷射(初始清理气体)-电浆的产生-反应气体的喷射-清理气体的喷射(二次清理气体)-电浆的产生”可被定义为制程循环。

在如上所述的制程循环中形成主动层10的过程中，可依据待形成的主动层10的类型判断源气体及反应气体的材料。

主动层10可由GaAs层、InP层、AlGaInP层、IGZO层、IZO层及SiC层的任一者制成。在这个情况中，源气体可为包括Ga、In、Zn及Si的任一者、两者或更多者的气体。亦即，源气体可为包括含有Ga的气体、含有In的气体、含有Al、Ga及In的气体(含有AlGaIn的气体)、含有In、Ga及Zn的气体(含有IGZ的气体)、含有In及Zn的气体(含有IZ的气体)及含有Si的气体的任一者、两者或更多者的气体。此外，反应气体可为包括As、P、O及C的任一者、两者或更多者的气体。亦即，反应气体可为包括含有As的气体、含有P的气体、含有O的气体及含有C的气体的任一者、两者或更多者的气体。

举例而言，当GaAs层被形成为主动层10时，含有Ga的气体可作为源气体，及含有As的气体可作为反应气体。此外，当InP层被形成为主动层10时，含有In的气体可作为源气体，及含有P的气体可作为反应气体。作为另一例子，当将AlGaInP层形成为主动层10时，含有Al的气体、含有Ga的气体，或含有In的气体可作为源气体及含有P的气体可作为反应气体。作为另一例子，当形成IGZO层为主动层10时，含有In的气体、含有Ga的气体及含有Zn的气体可作为源气体，及含有O的气体可作为反应气体。此外，当IZO层被形成为主动层10时，含有In的气体或含有Zn的气体可作为源气体，及含有O的气体可作为反应气体。此外，当SiC层被形成为主动层10时，含有Si的气体可作为源气体，及含有C的气体可作为反应气体。

于此，例如含有三甲基镓(trimethyl gallium)(Ga(CH₃)₃)(TMGa)的气体可作为含有Ga的气体，及例如含有三甲基铟(trimethyl indium)(In(CH₃)₃)(TMIn)或二乙胺基丙基二甲基铟(diethylamino propyl dimethyl indium)(DADI)的至少一者的气体可作为含有In的气体。此外，例如含有三甲铝(trimethylaluminum)(A(CH₃)₃)(TMA)的气体可作为含有Al的气体，及例如含有二乙基锌(diethyl zinc)(Zn(C₂H₅)₂)(DEZ)或二甲基锌(dimethylzinc)(Zn(CH₃)₂))(DEZ)的至少一者的气体可作为含有Zn的气体。此外，例如含有SiH₄及Si₂H₆的至少一者的气体可作为含有Si的气体。

此外，含有AsH₃及AsH₄任一者的气体可作为含有As的气体，及例如含有膦(PH₃)的气体可作为含有P的气体。此外，含有O的气体可为氧气，及例如含有C的气体可为含有SiH₃CH₃的气体。

如上所述，当形成GaAs层的主动层10时，含有Ga的气体作为源气体，及当形成InP层的主动层10时，含有In的气体作为源气体。此外，当形成SiC层的主动层10时，含有Si的气体作为源气体。因此，当主动层10是由GaAs层、InP层及SiC层的任一者制成时，主动层10可被描述为使用源气体的一个类型。

作为另一例子，当形成AlGaInP层的主动层10时，三种气体，即含有Al的气体、含有Ga的气体及含有In的气体被作为源气体。作为另一例子，当主动层10是由IGZO层形成时，三种气体，即含有In的气体、含有Ga的气体及含有Zn的气体被作为源气体。因此，当主动层10被形成为AlGaInP层或IGZO层时，其可被描述为使用两种或更多种类，即多个源气体。

在通过使用或喷射该多个源气体形成主动层10的过程中，可通过喷射与掺杂气体混合的该多个源气体形成主动层10。混合及喷射该多个源气体的方法的详细说明将于后在描述沉积装置时详细描述。

掺杂气体可在源气体被喷射后被喷射或可被与待喷射的源气体混合。于此，可依据待形成的主动层10的类型判断掺杂气体。举例而言，当形成p型主动层10时，含有Mg的气体可作为掺杂气体，及当形成n型主动层10时，含有Si的气体可作为掺杂气体。于此，含有Cp2Mg的气体可作为含有Mg的掺杂气体，及含有，例如，聚硅烷(polysilane)(H₃Si-(SiH₂)n-SiH₃)的气体可作为含有Si的掺杂气体。此外，第二掺杂气体可为Si、In、Al及Zn的一者或的一或多者的混合物。

接着，上述的制程循环重复多次以形成主动层10。于此，在初始地或初阶地执行制程循环以形成主动层10的过程中，可执行制程循环而无喷射掺杂气体的制程。亦即，初阶地执行制程循环以形成主动层10可为“源气体的喷射-清理气体的喷射(初始清理气体)-反应气体的喷射-清理气体的喷射(二次清理气体)-电浆的产生”的制程循环。于此，当源气体被喷射时，掺杂气体可一起被喷射，或掺杂气体可不被个别地喷射。并且，可在后续制程喷射源气体之后喷射掺杂气体，或掺杂气体可在喷射源气体时被喷射。因此，当主动层10形成在基板S上时，通过初阶制程循环沉积的薄膜为未掺杂的薄膜，及通过后续制程循环沉积的薄膜可为掺杂的薄膜。

当然，主动层10可通过在初始地或初阶地执行的制程循环中喷射掺杂气体而形成。

主动层10可设为阶梯形状，使图2中所示的表面的高度彼此不同。换言之，主动层10可被描述为包括形成在基板S的上表面上的第一层11以及形成在第一层11的部分区域上的第二层12。因此，其中形成有第二层12的主动层10的区域的厚度可较其他区域厚。换言之，主动层10可设为其上形成有第二层12的区域的高度大于仅形成有第一层11的部分的高度的形状，亦即，具有高度差的形状。

主动层10的形状不限于设成如上所述的阶梯形状，且若阱层20a及20b分别被设于源极电极41a及41b与主动层10a及10b之间以及漏极电极42a及42b与主动层10a及10b之间，各主动层10可被设为任意形状。

第一阱层20a及第二阱层20b可为在互补式金属氧化物半导体元件中被共同称为阱区域的层。于此，由于阱区域是通过原子层沉积方法而分别形成在主动层10a及10b中，为了便于说明，阱区域将被称为阱层20a及20b。阱层20a及20b可被供为设置在源极电极与漏极电极与主动层之间。更进一步而言，第一阱层20a被设于第一源极电极41a与第一主动层10a之间以及第一漏极电极42a与第一主动层10a之间，及第二阱层20b被设于第二源极电极41b与第二主动层10b之间以及第二漏极电极42b与第二主动层10b之间。因此，第一阱层20a被供为设置于第一主动层10a的第一层11与第一源极电极41a之间及第一层11与第一漏极电极42a之间，如图2中所示。此外，第二阱层20b被供为设置于第二主动层10b的第一层11与第二源极电极41b之间以及第一层11与第二漏极电极42b之间。此外，可通过原子层沉积方法形成第一阱层20a及第二阱层20b。

可设有第一阱层20a及第二阱层20b，使与主动层10相同的材料掺杂有n型或p型杂质。举例而言，当第一主动层10a被设为p型AlGaInP时，第一阱层20a可通过掺杂AlGaInP与杂质(例如，Si)而制备为n型，及第二主动层10b可通过掺杂AlGaInP与杂质(例如，Mg)而制备为p型。因此，第一阱层20a可被描述为掺杂Si的n型AlGaInP层，及第二阱层20b可被描述为掺杂Mg的p型AlGaInP层。

在下文中，将描述使用原子层沉积方法形成第一阱层20a及第二阱层20b的方法。于此，由于仅第一阱层20a及第二阱层20b的掺杂材料彼此不同，且它们的形成方法彼此相似，第一阱层20a及第二阱层20b被统称为阱层20(20a及20b)，且因此，将描述其形成方法。

可通过原子层沉积方法形成阱层20。亦即，可通过使用“源气体的喷射-清理气体的喷射(初始清理气体)-反应气体的喷射-清理气体的喷射(二次清理气体)”作为制程循环而形成阱层20。在这个情况中，被喷射以形成阱层20的源气体、掺杂气体、反应气体及清理气体可与用于形成主动层10的气体相同。

此外，用于形成阱层20的掺杂气体可与源气体混合及被喷射。亦即，源气体与掺杂气体可被混合，及混合气体可在喷射源气体的制程中被喷射。在这个情况中，“混合气体的喷射-电浆的产生-清理气体的喷射(初始清理气体)-反应气体的喷射-清理气体的喷射(二次清理气体)”可作为用于形成阱层20的一个制程循环。

此外，在阱层20的形成中，当反应气体被喷射时可产生电浆，或在二次清理气体后可额外地产生电浆。并且，在二次清理气体后产生的电浆可为氢电浆。

如上述形成的阱层20可作为互补式金属氧化物半导体元件中的源极及漏极区域。亦即，设置在第一源极电极41a及第二源极电极41b底下的第一阱层20a及第二阱层20b各可作为互补式金属氧化物半导体元件的源极，及设置在第一漏极电极42a及第二漏极电极42b底下的第一阱层20a及第二阱层20b各作为互补式金属氧化物半导体元件的漏极。

栅极绝缘层30(30a及30b)可设置于主动层10(10a及10b)上。亦即，第一栅极绝缘层30a第一主动层10a上，及第二栅极绝缘层30b可设置于第二主动层10b上。更进一步而言，在垂直方向，第一栅极绝缘层30a可被供为设置在第一栅极电极50a与第一主动层10a之间，及第二栅极绝缘层30b可被供为设置在第二栅极电极50b与第二主动层10b之间。此外，在宽度方向，第一栅极绝缘层30a可被供为设置在第一源极电极41a与第一漏极电极42a之间，及第二栅极绝缘层30b可被供为设置在第二源极电极41b与第二漏极电极42b之间。此外，可设有第一栅极绝缘层30a使其底表面的边缘设置于一对的第一阱层20a上，及剩余的部分设置于第一主动层10a上，以及可设有第二栅极绝缘层30b使其底表面的边缘设置于一对的第二阱层20b上，及剩余的部分设置于第二主动层10b上。因此，第一栅极绝缘层30a的边缘及该对的第一阱层20a的边缘可被设为彼此重叠，及第二栅极绝缘层30b的边缘及该对的第二阱层20b的边缘可被设为彼此重叠。

第一栅极绝缘层30a及第二栅极绝缘层30b各可由具有高于二氧化硅(SiO₂)的介电常数的高介电(high-k)薄膜制成。更进一步而言，第一栅极绝缘层30a及第二栅极绝缘层30b各可由铝氧化物(AlO_x)、钛氧化物(TiO_x)、镁氧化物(MgO_x)、锆氧化物(ZrO_x)、硅铪氧化物(HfSiO_x)及镧硅氧化物(LaSiO_x)的一者或两者或更多者的组合制成，其中x可为1到3。当然，第一栅极绝缘层30a及第二栅极绝缘层30b不限于上述的例子且可由各种其他具有高于二氧化硅(SiO₂)的介电常数的高介电材料制成。

源极电极41a及41b以及漏极电极42a及42b可设置于主动层10a及10b以及阱层20a及20b上且其之间有栅极绝缘层30a及30b以与门极电极50a及50b。亦即，第一源极电极41a及第一漏极电极42a各自可设置于该对的第一阱层20a上且其之间有第一栅极绝缘层30a及第一栅极电极50a。换言之，第一源极电极41a可设置在第一栅极绝缘层30a的一侧，及第一漏极电极42a可设置在第一栅极绝缘层30a的另一侧。此外，第二源极电极41b及第二漏极电极42b可分别设置于该对的第二阱层20b上且其之间有第二栅极绝缘层30b及第二栅极电极50b。亦即，第二源极电极41b可设置在第二栅极绝缘层30b的一侧，及第二漏极电极42b可设置在第二栅极绝缘层30b的另一侧。

第一源极电极41a及第二源极电极41b以及第一漏极电极42a及第二漏极电极42b各自可由包括金属的材料制成，例如，可由Ti或Au的至少一者制成。此外，第一源极电极41a及第二源极电极41b以及第一漏极电极42a及第二漏极电极42b可通过，例如，化学气相沉积(CVD)方法、金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法、原子层沉积(ALD)方法、溅镀沉积方法或相似方法形成。

栅极电极50a及50b可分别设置于栅极绝缘层30a及30b上。换言之，第一栅极电极50a可设置于第一栅极绝缘层30a上以设置于第一源极电极41a与第一漏极电极42a之间，及第二栅极电极50b可设置于第二栅极绝缘层30b上以设置于第二源极电极41b与第二漏极电极42b之间。在这个情况中，第一栅极电极50a及第二栅极电极50b各自可由包括金属的材料制成，例如，可由包括Ti或Au的至少一者的材料制成。此外，第一栅极电极50a及第二栅极电极50b可通过溅镀沉积方法形成。

图4为绘示缓冲层设置于主动层与基板之间的修改示例的示意图。图5为绘示根据一示例性实施例的修改示例的互补式金属氧化物半导体元件的例子的示意图。

参考图4及5，缓冲层60可设置于基板S与各第一主动层10a及第二主动层10b之间。此外，如图5中所示，根据修改的例子的互补式金属氧化物半导体元件可包括设置于基板S与各第一主动层10a及第二主动层10b之间的缓冲层60。亦即，根据修改的例子的互补式金属氧化物半导体元件不同于根据前述实施利的互补式金属氧化物半导体元件，不同处在于缓冲层60设置于各第一主动层10a及第二主动层10b与基板S之间，但其他配置可为相同的。

缓冲层60可为在第一主动层10a及第二主动层10b形成之前先形成在基板S上的层，即可为辅助通过原子层沉积方法形成的第一主动层10a及第二主动层10b更有效地结晶化的的晶种层(seed layer)。换言之，当第一主动层10a及第二主动层10b是通过原子层沉积方法形成时，除了藉由氢电浆产生的结晶化之外，缓冲层60可为额外地辅助第一主动层10a及第二主动层10b的结晶化的晶种层。缓冲层60可由AlN制成，且可通过原子层沉积方法、化学气相沉积方法或相似方法形成。

当第一主动层10a及第二主动层10b通过原子层沉积方法被沉积于结晶体缓冲层60上时，第一主动层10a及第二主动层10b可在底下的缓冲层60的晶体方向上长晶。因此，结晶体，更具体地，可更轻松地形成多晶体主动层10a及10b。

图6为绘示在根据一示例性实施例的用于制造功率半导体元件的方法中使用的沉积装置的示意图。

沉积装置可为通过原子层沉积(ALD)方法沉积薄膜的装置。于此，沉积装置可为功率半导体元件的部位中用于形成第一主动层10a及第二主动层10b的至少一者的装置，例如，互补式金属氧化物半导体元件。并且，沉积装置可为用于形成第一主动层10a及第二主动层10b以及第一阱层20a及第二阱层20b的装置。

如图6所示，沉积装置可包括腔体100、安装在腔体100内以支撑基板S的支撑件200、设置为面对支撑件200且将用于制程的气体(在下文中称为制程气体)喷射进腔体100的喷射部300、用于提供制程气体给喷射部300的气体供应部400、连接于喷射部300以使第一气体供应管500a及第二气体供应管500b具有彼此不同的路径且用于将供自气体供应部400气体提供至喷射部300的第一气体供应管500a及第二气体供应管500b，以及用于供应电力让电浆在腔体100中产生的射频(RF)电源供应部600。

此外，沉积装置可更包括驱动部700及排气部(未绘示)，驱动部700用于在抬升或旋转操作中的至少一者操作支撑件200，排气部安装为连接于腔体100。

腔体100可包括于其中薄膜设置于被装载进腔体100的基板S上的内部空间。举例而言，腔体100的截面可有例如为四边形、五边形或六边形的形状。当然，腔体100内的形状可以各种方式变化，腔体100内的形状可设为对应于基板S的形状。

支撑件200被安装于腔体100内以面对喷射部300及支撑被装载进腔体100的基板S。加热器210可设于支撑件200内。因此，当加热器210运作时，位于支撑件200上及在腔体100内的基板S可被加热。

此外，加热器210除了设于支撑件200中作为用于加热基板S或腔体100内部的元件，各别的加热器可设于腔体100内或腔体100外。

喷射部300可包括第一板310、喷嘴320以及第二板330，其中第一板310有多个孔(在下文中称为孔311)，该多个孔配置在支撑件200的延伸方向且限界为彼此分开且设置为在腔体100内面对支撑件200，喷嘴320被设为使其至少一部分被插入该多个孔311的每一者中，第二板330安装为设置于腔体100的上侧墙与腔体100内的第一板310之间。

此外，喷射部300可更包括绝缘部340，设置于第一板310与第二板330之间。

于此，第一板310可连接于RF电力供应部600，及第二板330可接地。此外，绝缘部340可用于避免第一板310与第二板330之间的电性连接。

第一板310可具有在支撑件200的延伸方向延伸的板状。此外，该多个孔311系设于第一板310中，且该多个孔311的每一者可设为在垂直方向穿过第一板310。此外，该多个孔311可配置于第一板310或支撑件200的延伸方向。

该多个喷嘴320的每一者可具有在垂直方向延伸的形状，在其中有气体通过的路径，及具有开放的上侧及下侧终端。此外，该多个喷嘴320的每一者可安装成使其至少下部插入设于第一板310中的孔311中，及其上部连接于第二板330。因此，喷嘴320可被描述为从第二板330向下突出的形状。

喷嘴320的外径可被设为小于孔311的内径。此外，当喷嘴320系安装为插入孔311时，喷嘴320的外圆周表面可被安装为从孔311(即，第一板310的内墙)的外围墙相隔。因此，孔311的内部可被分为喷嘴320的外部空间及喷嘴320的内部空间。

在孔311的内部空间中，喷嘴320中的路径为供自第一气体供应管500a的气体移动且被喷射的路径。此外，在孔311的内部空间中，喷嘴320的外部空间为供自第二气体供应管500b的气体移动且被喷射的路径。因此，在下文中，喷嘴320内的路径被称为第一路径360a，及孔311内喷嘴320外的空间被称为第二路径360b。

第二板330可被安装成使其上表面与腔体100的上侧墙相隔，及其底表面与第一板310相隔。因此，空的空间可分别设于第二板330与第一板310之间及第二板330与腔体100的上侧墙之间。

于此，第二板330的上表面可为其中供自第一气体供应管500a的气体被扩散以移动及可与该多个喷嘴320的每一者的上开口相通的空间(在下文中为扩散空间350)。换言之，扩散空间350为与该多个第一通道360a相通的空间。因此，通过第一气体供应管500a的气体可在扩散空间350中在第二板330的延伸方向扩散，且可接着通过该多个第一通道360a被向下喷射。

此外，为气体移动的路径的深孔(gun drill)(未绘示)可设于第二板330内部，且深孔可连接于第二气体供应管500b并被设为与第二路径360b相通。因此，从第二气体供应管500b供应的气体可通过第二板330的深孔及第二路径360b朝基板S喷射。

气体供应部400提供用于通过原子层沉积方法沉积薄膜所需的气体。气体供应部400可包括其中储存源气体的源气体储存部410、其中储存与源气体反应的反应气体的反应气体储存部420、其中储存清理气体的清理气体储存部430、安装为连接源气体储存部410至第一气体供应管500a的第一传送管470a，以及安装为连接反应气体储存部420及清理气体储存部430至第二气体供应管500b的第二传送管470b。

于此，储存在清理气体储存部430中的清理气体可例如为，氮气或氩气。

此外，气体供应部400可包括用于产生电浆的气体储存部，其中储存在反应气体或二次清理气体440被喷射之后在腔体100内部产生电浆的制程中供应的气体(在下文中称为电浆产生气体)。于此，用于产生电浆的气体可例如为氢气。

此外，气体供应部400可包括掺杂气体储存部450及混合部460，其中掺杂气体储存部450中储存掺杂气体，混合部460安装在第一传送管470a中以混合多种类型的气体。

此外，气体供应部400可包括连接各源气体储存部410及掺杂气体储存部450至第一传送管470a的多个第一连接管480a、安装在该多个第一连接管480a的每一者中的阀门、连接各反应气体储存部420、清理气体储存部430及用于产生电浆的气体储存部440至第二传送管470b的多个第二连接管480b以及安装在该多个第二连接管480b的每一者中的阀门。

源气体储存部410可设为多个，且不同类型的源气体可分别储存在该多个源气体储存部410(410a、410b及410c)中。并且，第一连接管480a可连接于该多个源气体储存部410a、410b及410c的每一者，及分别连接于该多个源气体储存部410a、410b及410c的第一连接管480a可连接于第一传送管470a。

掺杂气体储存部450可设为多个，且不同类型的掺杂气体可分别储存在该多个掺杂气体储存部450(450a及450b)中。并且，第一连接管480a可连接于该多个掺杂气体储存部450a及450b的每一者，及分别连接于该多个源气体储存部450a及450b的第一连接管480a可连接于第一传送管470a。

混合部460可为将供应自掺杂气体储存部450a及450b的至少一者的气体与供应自该多个源气体储存部410a、410b及410c的气体混合的元件，或与供应自该多个源气体储存部410a、410b及410c的至少一者的气体混合的元件。混合部460可被设为具有其中气体能够被混合的内部空间。此外，混合部460可被安装为将与该多个源气体储存部410a、410b及410c及该多个掺杂气体储存部450a及450b的每一者连接的第一连接管480a连接至第一传送管470a。因此，被引入混合部460的该多个类型的气体可在混合部460中被混合并接着通过第一传送管470a被传送至第一气体供应管500a。

图7为绘示在根据一示例性实施例的用于制造功率半导体元件的方法中使用的沉积装置的另一例子的示意图。用于依据实施例形成功率半导体元件的第一主动层10a及第二主动层10b以及第一阱层20a及第二阱层20b的至少一者的沉积装置不限于图5中所示的装置，且因此，可使用图7中所示的沉积装置。

参考图7，沉积装置可包括腔体100、安装于腔体100中以支撑基板S的支撑件200、各安装于腔体100中以面对支撑件200的第一气体喷射部300a及第二气体喷射部300b、用于供应制程气体至各第一气体喷射部300a及第二气体喷射部300b的气体供应部400、设有线圈以在腔体100中诱发电场以产生电浆的线圈组件610以及连接于线圈组件610的电力供应部620。

此外，沉积装置可包括加热部500、驱动部700以及排气部800，加热部500安装为面对支撑件200，驱动部700用于抬升或旋转支撑件200，排气部800用于排除腔体100内的废气及杂质。

腔体100可有具内部空间的管状的形状，其中薄膜系形成于装载进腔体内的基板S上，例如图7中所示的圆顶形状。更进一步而言，腔体100可包括腔体主体110、上部主体120及下部主体130，其中腔体主体110安装于腔体主体110的下部部分上，下部主体130安装于腔体主体110的下部部分上。腔体主体110可有具多个开放的上部部分及下部部分的管状的形状，上部主体120可安装为覆盖腔体主体110的上部开口，及下部主体130可安装为覆盖腔体主体110的下部开口。此外，上部主体120可有具有倾斜表面的圆顶形状，其中所述倾斜表面在宽度方向朝中心高度增加。此外，下部主体130有具有倾斜表面的圆顶形状，其中所述倾斜表面在宽度方向朝中心高度减少。腔体100，亦即，腔体主体110、上部主体120及下部主体130各自可由允许光穿透的透明材料制成，及可例如由石英制成

气体供应部400可设为与参考图6描述的配置相同。亦即，气体供应部400可包括储存源气体的源气体储存部410、储存与源气体反映的反应气体的反应气体储存部420、储存清理气体的清理气体储存部430、安装为连接源气体储存部410至第一气体喷射部300a的第一传送管470a以及安装为连接反应气体储存部420及清理气体储存部430至第二气体喷射部300b的第二传送管470b。

此外，气体供应部400可包括用于产生电浆的气体储存部，其中储存在反应气体或二次清理气体440被喷射之后在腔体100内部产生电浆的制程中供应的气体(在下文中称为电浆产生气体)。于此，用于产生电浆的气体可为，例如氢气。

此外，气体供应部400可包括掺杂气体储存部450及混合部460，其中掺杂气体储存部450中储存掺杂气体，混合部460安装在第一传送管470a中以混合多种类型的气体。

此外，气体供应部400可包括连接各源气体储存部410及掺杂气体储存部450至第一传送管470a的多个第一连接管480a、安装在该多个第一连接管480a的每一者中的阀门、连接各反应气体储存部420、清理气体储存部430及用于产生电浆的气体储存部440至第二传送管470b的多个第二连接管480b以及安装在该多个第二连接管480b的每一者中的阀门。

线圈组件610可安装在腔体100的上部主体120的下部部分上。在这个情况中，线圈组件610可设置为有多个转弯处的螺旋的缠绕，或可有包括配置为同心圆形状并互相连接的多个圆形线圈的配置。当然，线圈组件610不限于螺旋线圈或同心圆线圈，可应用具有不同形状的各种类型的线圈组件。

线圈组件610的两端的其中一端可连接于电力供应部620，及另一端可连接于。因此，当功率，例如RF功率通过电力供应部620被施加至线圈组件610时，喷射进腔体100的气体被离子化或放电以在腔体100中产生电浆。

加热部500为加热腔体100的内部及支撑件200的元件，且口安装于腔体100外。更进一步而言，加热部500可被安装成使腔体100外的下部侧的至少一部分面对支撑件200。加热部500可为包括多个灯的元件，且该多个灯可安装为配置在支撑件200的宽度方向。并且，该多个灯可包括例如发出辐射热的卤素灯。

在下文中，将参考图2及3描述根据示例性实施例的制造功率半导体元件的方法。于此，将使用图6的沉积装置进行描述，及将以互补式金属氧化物半导体元件作为例子进行描述。

首先，设于支撑件200中的加热器210运作以加热支撑件200。于此，加热器运作使待装于支撑件200上的支撑件200或基板S的温度例如为大约500℃到大约520℃。

接着，基板S，例如，由碳化硅制成的基板S被装载进腔体100以装于支撑件200上。在这个情况中，一或多个基板S可设于支撑件200上。之后，当装于支撑件200上的基板S达目标制程温度时(例如，大约500℃到大约520℃)，第一主动层及第二主动层10形成在基板S上。

在这个情况下，使用原子层沉积方法形成第一主动层10a及第二主动层10b。原子层沉积的执行顺序为：源气体的喷射、掺杂气体的喷射、清理气体(初始清理气体)的喷射、反应气体的喷射及清理气体的喷射(二次清理气体)。于此，在二次清理气体之后腔体100内产生电浆。亦即，通过原子层沉积方法形成第一主动层10a及第二主动层10b的制程循环可为“源气体的喷射-掺杂气体的喷射-清理气体的喷射(初始清理气体)-反应气体的喷射-清理气体的喷射(二次清理气体)-电浆的产生”。接着，重复执行上述的制程循环多次以形成第一主动层10a及第二主动层10b，各具有目标厚度。

在下文中，将更细部地描述用于通过使用喷射部300及气体供应部400将制程气体喷射进腔体100以形成第一主动层10a及第二主动层10b的方法。于此，将以形成由AlGaInP制成的p型第一主动层10a及由AlGaInP制成的n型第二主动层10b的情况作为例子进行说明。

此外，将描述第一主动层10a及第二主动层10b中的任一个，例如，首先形成第一主动层10a，然后形成第二主动层10b。

对于第一主动层10a的形状，暴露基板S的第一区域A1并遮挡第二区域A2的屏蔽设置在位于支撑件200上的基板S上方。于此，屏蔽可为遮盖屏蔽(shadow mask)，其中开口系设于对应于基板S的第一区域A1的区域中。

当屏蔽系设置于基板S的上部侧时，源气体被喷射进腔体100。对此，储存在第一源气体储存部410中的含有Al的气体、储存在第二源气体储存部410中的含有Ga的气体及储存在第三源气体储存部410中的含有In的气体各被供应进混合部460。因此，三种源气体，亦即，含有Al的气体、含有Ga的气体及含有In的气体在混合部460中混合。

混合的源气体通过第一传送管470a及第一气体供应管500a被引入喷射部300中的扩散空间350。接着，混合的源气体在扩散空间350中扩散，并接着穿过多个喷嘴320，亦即，穿过多个第一通道360a及被朝向基板S喷射。接着，喷射的源气体穿过屏蔽的开口且在基板S的第一区域A1的上表面上被吸收。

当源气体的喷射停止或完成时，通过第一掺杂气体储存部450a供应第一掺杂气体以喷射第一掺杂气体进腔体100。在这个情况中，第一掺杂气体可为含有Mg的气体，且更进一步而言，可使用含有Cp2Mg的气体。从第一掺杂气体储存部450a排放的第一掺杂气体可穿过第一连接管480a、第一传送管470a及第一气体供应管500a，及接着可通过第一路径360a被向下喷射。被喷射的第一掺杂气体在穿过屏蔽的开口后可在基板S的第一区域A1的上表面上被吸收。

当第一掺杂气体的喷射停止或完成时，清理气体储存部430提供清理气体以喷射清理气体进腔体100(初始清理气体)。于此，从清理气体储存部430排放的清理气体可穿过第二连接管480b、第二传送管470b及第二气体供应管500b，及接着可通过第二路径360b被向下喷射。

接着，反应气体，例如，含有P的气体，从反应气体储存部420提供并被喷射进腔体100。在这个情况中，反应气体可通过与清理气体相同的路径被喷射进腔体100。亦即，在穿过第二连接管480b、第二传送管470b及第二气体供应管500b后，反应气体可通过第二路径360b被向下喷射。被喷射的反应气体穿过屏蔽的开口朝向基板S的第一区域A1。此外，已达第一区域A1的反应气体可与在第一区域A1上吸收的源气体反应以产生反应物，亦即，AlGaInP。接着，反应物堆积或沉积在基板S上以在基板S上形成由AlGaInP制成的薄膜。此时，AlGaInP薄膜通过第一掺杂气体与Mg掺杂，亦即，形成p型AlGaInP薄膜。

当反应气体以此方式被喷射进腔体100时，RF电力供应部600可运作以施加RF电力至第一板310。当RF电力被施加至第一板310时，可在喷射部300中的第二路径360b中以及第一板310与支撑件200之间的空间中产生电浆。

当反应气体喷射停止时，清理气体储存部430提供清理气体以喷射清理气体进腔体100(二次清理气体)。在这个情况中，源气体与反应气体之间的反应的副产物可通过二次清理气体被排放至腔体100的外部。

当二次清理气体完成时，气体储存部440供应气体(例如，氢气)以产生电浆，及RF电力被开启以施加RF电力至第一板310。因此，使用氢气的电浆，亦即，氢电浆在腔体100中产生。

第一主动层10a通过制程循环形成在基板S的第一区域A1上，其中制程循环的执行顺序为如上所述的“源气体的喷射、第一掺杂气体的喷射、清理气体的喷射(初始清理气体)、反应气体的喷射、清理气体的喷射(二次清理气体)及电浆的产生”。在这个情况中，第一主动层10a可被设为掺杂有Mg的AlGaInP薄膜，亦即，p型AlGaInP薄膜。

并且，以如上所述的顺序“源气体的喷射、第一掺杂气体的喷射、清理气体的喷射(初始清理气体)、反应气体的喷射、清理气体的喷射(二次清理气体)及电浆的产生”执行的制程循环可重复多次。此外，待执行的制程循环的次数可依据第一主动层10a的目标厚度判断。

如上所述，在喷射反应气体或二次清理气体之后，电浆可在腔体100中产生，第一主动层10a可形成在基板S上，即使是在大约600℃或更低的低温。此外，更进一步而言，可形成多晶体第一主动层10a。

当形成有目标厚度的第一主动层10a时，接着形成第二主动层10b。为此，用于暴露基板S的第二区域A2及遮挡第一区域A1的屏蔽设置在基板S的上部侧，其中第一主动层10a形成于其上。于此，屏蔽可为遮盖屏蔽，其中开口系设于对应于基板S的第二区域A2的区域中。

当屏蔽系设置于基板S的上部侧时，通过与当形成第一主动层10a时相同的方式沉积薄膜以形成第二主动层10b。然而，薄膜是使用不同于当形成第一主动层10a时的掺杂气体沉积。换言之，薄膜是使用含有Mg的第一掺杂气体及含有另一元素的第二掺杂气体沉积。于此，执行顺序为“源气体的喷射、掺杂气体的喷射、清理气体的喷射(初始清理气体)、反应气体的喷射、清理气体的喷射(二次清理气体)及电浆的产生”的制程循环被重复多次以形成第二阱层10b。于此，源气体、清理气体及反应气体可与当形成第一主动层10a时相同。此外，第二掺杂气体系供自第二掺杂气体储存部450b，及可使用含有Si的气体，例如，含有聚硅烷的气体(H₃Si-(SiH₂)n-SiH₃)。

如上所述，第二主动层10b系通过制程循环形成在基板S的第二区域A2上，其中制程循环的执行顺序为“源气体的喷射、第二掺杂气体的喷射、清理气体的喷射(初始清理气体)、反应气体的喷射、清理气体的喷射(二次清理气体)及电浆的产生”。在这个情况中，第二主动层10b可由掺杂Si的AlGaInP薄膜制成，亦即，n型AlGaInP薄膜。

此外，第二掺杂气体可为Si、In、Al及Zn的一或多者的混合物的一或多者。

此外，上述包括喷射第二掺杂气体制程的制程循环可重复多次。在这个情况中，可依据第二主动层10b的目标厚度判断待执行的制程循环的次数。

当形成各具有目标厚度的第一主动层10a及第二主动层10b时，第一主动层10a及第二主动层10b各自的一部分被蚀刻。举例而言，具有预定厚度的第一主动层10a及第二主动层10b在第一主动层10a及第二主动层10b各自的宽度方向上的中央区域的外部区域被蚀刻。为此，例如，提供用于遮蔽第一主动层10a及第二主动层10b各自的中央区域及暴露中央区域的外部区域的一部分的屏蔽，且屏蔽设置于第一主动层10a及第二主动层10b上方。此外，被暴露于开口区域的第一主动层10a及第二主动层10b通过从第一主动层10a及第二主动层10b的上部侧喷射蚀刻气体而被部分地蚀刻。于此，执行蚀刻使面对屏蔽的开口区域的第一主动层10a及第二主动层10b维持为有目标厚度。此时，通过施加SF₆、Cl₂、CF₄或O₂或两气体与电浆的组合的至少一者，蚀刻气体可用于蚀刻。

由于此蚀刻，从顶表面朝顶表面相对侧凹陷的沟槽或阱可设于各第一主动层10a及第二主动层10b中。亦即，彼此在宽度方向相隔的一对第一沟槽可设于第一主动层10a中，彼此在宽度方向相隔的一对第二沟槽可设于第二主动层10b中。于此，设于第一主动层10a中的该对的第一沟槽可设在面对之后要形成的第一源极电极41a及第一漏极电极42a的位置，及设于第二主动层10b中的该对的第二沟槽可设在面对之后要形成的第二源极电极41b及第二漏极电极42b的位置。由于此蚀刻，第一主动层10a及第二主动层10b各可设为包括第一层11形成在基板S的上表面上及第二层12形成在第一层11上的沟槽外的形式。因此，第一主动层10a及第二主动层10b各可设置成其上形成有第二层12的区域的高度大于仅形成第一层11的部分的高度的形状，亦即，具有高度差的形状。

如上所述，蚀刻各主动层10a及10b的一部分的制程可执行在与图6中所示的沉积装置相隔的装置中。此外，蚀刻装置可为连接于原地的沉积装置的装置。

当蚀刻完成时，第一阱层20a形成在第一主动层10a的第一层11中，及第二阱层20b形成在第二主动层10b的第一层11中。换言之，第一阱层20a通过蚀刻形成在设于第一主动层10a中的该对的第一沟槽中，及第二阱层20b通过蚀刻形成在设于第二主动层10b中的该对的第二沟槽中。第一阱层21及第二阱层22可通过，例如，原子层沉积方法形成，且可通过使用与当主动层10a及10b形成时相同的沉积装置而形成。

在下文中，将描述用于形成第一阱层21及第二阱层22的方法，将描述使用图6中所示的沉积装置形成第一阱层21及第二阱层22的方法。在这个情况中，将以第一阱层20a系设为n型AlGaInP层，及第二阱层20b系设为p型AlGaInP层的状况作为例子进行描述。

首先，将描述形成第一阱层20a的方法。屏蔽的开口设于面对设于第一主动层10a中的该对的第一沟槽的区域中，及屏蔽的剩余遮蔽部分系设置于基板S的上部侧。

接着，源气体被喷射进腔体100。为此，储存在第一源气体储存部410中的含有Al的气体、储存在第二源气体储存部410中的含有Ga的气体、储存在第三源气体储存部410中的含有In的气体及储存在掺杂气体储存部450中的含有Si的气体各被供应进混合部460。因此，含有Al的气体、含有Ga的气体、含有In的气体及含有Si的气体在混合部460中被混合。混合气体通过穿过第一传送管470a、第一气体供应管500a及喷射部300的第一路径360被朝基板S喷射。被喷射的气体穿过屏蔽的开口以抵达设于第一主动层10a中的该对的第一沟槽并接着被吸收进第一沟槽。

当源气体的喷射停止或完成时，通过第二掺杂气体储存部450b供应第二掺杂气体，以喷射第二掺杂气体进腔体100。在这个情况中，含有Si的气体可为第二掺杂气体，更具体地，含有聚硅烷(H₃Si-(SiH₂)n-SiH₃)的气体可作为含有Si的气体。从第二掺杂气体储存部450b排放的第二掺杂气体可穿过第一连接管480a、第一传送管470a及第一气体供应管500a且接着通过第一路径360a被向下喷射。被喷射的第二掺杂气体在穿过屏蔽的开口后可抵达设于第一主动层10a中的该对的第一沟槽。

之后，从清理气体储存部430供应清理气体，且清理气体通过喷射部300的第二路径360b被喷射进腔体100(初始清理气体)。

接着，反应气体，例如，反应气体储存部420供应含有P的气体且通过喷射部300的第二路径360b被喷射进腔体100。于此，RF电力可被施加至第一板310以产生电浆。

当反应气体被喷射时，被基板S上方吸收的源气体与反应气体之间可能发生反应以产生反应物，亦即，AlGaInP。于此，由于在源气体被喷射之后，第二掺杂气体被喷射，反应物变成掺杂Si的AlGaInP薄膜。因此，由n型AlGaInP薄膜制成的第一阱层20a可形成在第一主动层10a的第一沟槽中。换言之，由n型AlGaInP薄膜制成的第一阱层20a可通过蚀刻形成在第一主动层10a中的一对的阱区域中。换言之，由n型AlGaInP薄膜制成的第一阱层20a可形成在第一主动层10a的第一层11上。

此外，第二掺杂气体可为Si、In、Al及Zn的一或多者的混合物的一或多者。

当反应气体喷射完成时，从清理气体储存部430供应清理气体以喷射清理气体进腔体100(二次清理气体)。

当二次清理气体完成时，可加入在腔体100中产生电浆的制程腔体100。亦即，气体，例如，氢气被供自气体储存部440以产生电浆，氢气被喷射进腔体100，及RF电力被施加至第一板310。因此，使用氢电浆，亦即，氢电浆产生在腔体100中。

之后，以执行顺序为“源气体的喷射、第二掺杂气体的喷射、清理气体的喷射(初始清理气体)、反应气体的喷射、清理气体的喷射(二次清理气体)及电浆的产生”的制程循环被重复多次以形成具有目标厚度的第一阱层22a。

当具有目标厚度的第一阱层22a被形成时，第二阱层20b接着被形成。为此，开口设于面对设于第二主动层10b中的该对的第二沟槽的区域中，且屏蔽以及剩余的遮蔽部分系设置在基板S的上部侧。

当屏蔽系设置在基板S的上部侧时，第二阱层20b通过在第二沟槽中以与当形成第二阱层20a时的相同方式沉积薄膜而被形成。然而，薄膜是使用与当形成第二阱层20a时不同的掺杂气体进行沉积。亦即，薄膜是使用进行第二含有Si的掺杂气体及含有另一元素的第一掺杂气体沉积。之后，执行顺序为“源气体的喷射、第一掺杂气体的喷射、清理气体的喷射(初始清理气体)、反应气体的喷射、清理气体的喷射(二次清理气体)及电浆的产生”的制程循环被重复多次以形成具有目标厚度的第二阱层20b。

于此，源气体、清理气体及反应气体可与形成第一阱层20a时相同。此外，第一掺杂气体系供自第一掺杂气体储存部450a，且含有Mg的气体，例如，可使用含有Cp2Mg的气体。

第二阱层20b系通过制程循环形成在设于第二主动层10b中的该对的第二沟槽中，其中所述制程循环的执行顺序为“源气体的喷射、第一掺杂气体的喷射、清理气体的喷射(初始清理气体)、反应气体的喷射、清理气体的喷射(二次清理气体)及电浆的产生”。在这个情况中，第二阱层20b可被设为掺杂有Mg的AlGaInP薄膜，亦即，p型AlGaInP薄膜。

此外，上述包括喷射第一掺杂气体的制程的制程循环可重复多次，且待执行的制程循环的次数可依据第二阱层20b的目标厚度判断。

在以上说明中，电浆是在第一阱层20a及第二阱层20b的形成中的二次清理气体后产生。然而，示例性实施例不限于此，且在二次清理气体后产生电浆的制程可被省略。

当各具有目标厚度的第一阱层20a及第二阱层20b形成时，栅极绝缘层30a及30b形成为设置在第一主动层10a及第二主动层10b以及第一阱层20a及第二阱层20b上。亦即，第一栅极绝缘层30a系形成在第一主动层10a及第一阱层20a上，且第二栅极绝缘层30b形成在第二主动层10b及第二阱层20b上。于此，第一栅极绝缘层30a的底表面的边缘系设置在该对的第一阱层20a各自的下部部分上，且剩余的部分系设置在该对的第一阱层20a之间的第一主动层10a的下部部分上。此外，第二栅极绝缘层30b的底表面的边缘系设置在该对的第二阱层20b各自的下部部分上，且剩余的部分系设置在该对的第二阱层20b之间的第二主动层10b的下部部分上。于此，第一栅极绝缘层30a及第二栅极绝缘层30b各可由，例如，Al₂O₃制成，且可通过化学气相沉积方法、有机金属化合物化学气相沉积方法及原子层沉积方法的任一者形成。

接着，形成第一源极电极41a及第二源极电极41b以及第一漏极电极42a及第二漏极电极42b。亦即，第一源极电极41a系形成在该对的第一阱层20a的其中一者上，及第一漏极电极42a系形成在另一第一阱层20a上。此外，第二源极电极41b系形成在该对的第二阱层20b的其中一者上，及第二漏极电极42b系形成在另一第二阱层20b上。

并且，栅极电极50a及50b系分别形成在第一栅极绝缘层30a及第二栅极绝缘层30b上。于此，可使用与源极电极及漏极电极41a、41b、42a及42b相同的材料及相同的方法制备栅极电极50a及50b。举例而言，栅极电极50a及50b各可由Ti或Au的至少一者制成，及可通过溅镀沉积方法形成。

如上所述，依据用于制造依据示例性实施例的功率半导体元件的方法，主动层10(10a及10b)可在低温形成。因此，可避免基板S或形成在基板上的薄膜因高温热而受损。此外，可节省用于加热基板S以形成主动层10所需的电力或时间，且整体的制程时间可被缩短。

此外，主动层10可以结晶形成。亦即，结晶的主动层10可在以低温形成主动层时被形成。

实用性

依据示例性实施例，可在低温形成主动层。因此，可避免基板或形成在基板上的薄膜因高温热而受损。此外，可节省用于加热基板以形成主动层所需的电力或时间，且整体的制程时间可被缩短。

此外，主动层可以结晶形成。亦即，结晶的主动层可在以低温形成主动层时被形成。

Claims (14)

1.一种用于制造功率半导体元件的方法，包含在一碳化硅基板上形成包含掺杂不同杂质的一第一主动层及一第二主动层的一主动层，

其中形成该主动层包含：

制备包含一第一区域及一第二区域的该碳化硅基板；

将混合有一第一掺杂气体的源气体、清理气体、反应气体及清理气体依序地喷射至该碳化硅基板的该第一区域上以形成该第一主动层；以及

将混合有一第二掺杂气体的源气体、清理气体、反应气体及清理气体依序地喷射至该碳化硅基板的该第二区域上以形成该第二主动层，

其中该第二掺杂气体及该第一掺杂气体分别包含彼此不同的元素。

2.一种用于制造功率半导体元件的方法，包含在一碳化硅基板上形成包含掺杂不同杂质的一第一主动层及一第二主动层的一主动层，

其中形成该主动层包含：

制备包含一第一区域及一第二区域的该碳化硅基板；

将源气体、一第一掺杂气体、清理气体、反应气体以及清理气体依序地喷射至该碳化硅基板的该第一区域上以形成该第一主动层；以及

将源气体、一第二掺杂气体、清理气体、反应气体及清理气体依序地喷射至该碳化硅基板的该第二区域上以形成该第二主动层，

其中该第二掺杂气体及该第一掺杂气体分别包含彼此不同的元素。

3.如权利要求1或2所述的用于制造功率半导体元件的方法，其中该源气体包含镓、铟、锌及硅的一者、两者或多者。

4.如权利要求1或2所述的用于制造功率半导体元件的方法，其中该反应气体包含砷、磷、氧及碳的一者、两者或多者。

5.如权利要求1所述的用于制造功率半导体元件的方法，其中该第一主动层及该第二主动层的形成包含重复地执行一制程循环，该制程循环以源气体的喷射、清理气体的喷射、反应气体的喷射及清理气体的喷射的顺序执行。

6.如权利要求2所述的用于制造功率半导体元件的方法，其中该第一主动层的形成包含重复地执行一制程循环，该制程循环以源气体的喷射、该第一掺杂气体的喷射、清理气体的喷射、反应气体的喷射及清理气体的喷射的顺序执行，及

该第二主动层的形成包含重复地执行一制程循环，该制程循环以源气体的喷射、该第二掺杂气体的喷射、清理气体的喷射、反应气体的喷射及清理气体的喷射的顺序执行。

7.如权利要求5或6所述的用于制造功率半导体元件的方法，其中该第一主动层及该第二主动层的形成包含在反应气体的喷射之后产生电浆或在源气体的喷射与反应气体的喷射之间产生电浆的至少一者。

8.如权利要求7所述的用于制造功率半导体元件的方法，其中所述产生电浆包含喷射氢气。

9.如权利要求1或2所述的用于制造功率半导体元件的方法，更包含在形成该第一主动层及该第二主动层之前在该碳化硅基板上形成结晶的一缓冲层。

10.如权利要求9所述的用于制造功率半导体元件的方法，其中该缓冲层由氮化铝制成。

11.如权利要求1或2所述的用于制造功率半导体元件的方法，其中该第一掺杂气体及该第二掺杂气体其中一者含有镁，及

该第一掺杂气体及该第二掺杂气体其中另一者含有硅、铟、铝和锌其中至少一者。

12.一种用于制造功率半导体元件的方法，该方法包含：

制备包含一第一区域及一第二区域的一碳化硅基板，其中一第一导体类型的一第一主动区域形成于该第一区域上；以及

将源气体、清理气体、反应气体以及清理气体依序地喷射至该第二区域上以形成一第二导体类型的一第二主动区域，

其中该第一导体类型及该第二导体类型彼此不同，且该第一导体类型及该第二导体各包含n型及p型其中一者。

13.如权利要求12所述的用于制造功率半导体元件的方法，其中该第一主动区域通过依序地喷射源气体、清理气体、反应气体以及清理气体而形成，及

在形成该第一主动层及该第二主动层中被喷射的源气体包含镓、铟、锌及硅的一者、两者或多者。

14.如权利要求12所述的用于制造功率半导体元件的方法，其中在形成该第一主动层及该第二主动层中被喷射的反应气体包含砷、磷、氧及碳的一者、两者或更多者。