DE102010063806A1

DE102010063806A1 - Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE102010063806A1
Application number: DE102010063806A
Authority: DE
Inventors: Masaki Aichi-ken Konishi; Hirokazu Aichi-ken Fujiwara; Takeshi Aichi-pref. Endo; Takeo Aichi-pref. Yamamoto; Takashi Aichi-ken Katsuno; Yukihiko Aichi-ken Watanabe
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2030-12-22
Also published as: DE102010063806B4; DE102010063806B8; US8163637B2; JP5567830B2; JP2011134809A; US20110151654A1

Abstract

Zunächst kann eine erste Schicht aus Nickel oder einer Nickel enthaltenden Legierung auf einer oberen Oberfläche einer Halbleiterschicht ausgebildet werden. Danach kann eine zweite Schicht aus Siliziumoxid auf einer oberen Oberfläche der ersten Schicht ausgebildet werden. Sodann kann ein Teil der zweiten Schicht, das einem Halbleiterbereich entspricht, entfernt werden. Danach können Ionendotierstoffe einer zweiten Leitungsart von oberhalb der ersten und zweiten Schicht in die Halbleiterschicht nach dem Entfernungsschritt injiziert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung. Im Einzelnen betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Siliziumcarbidhalbleitervorrichtung mit einer aus Siliziumcarbid (SiC) zusammengesetzten Halbleitervorrichtung.
Siliziumcarbidhalbleitervorrichtungen werden in einem Versuch zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Halbleitervorrichtungen entwickelt. Bei einer derartigen Siliziumcarbidhalbleitervorrichtung wird ein Halbleiterbereich von einer zweiten Leitungsart in einer Halbleiterschicht von einer ersten Leitungsart ausgebildet, und an einem Teil einer oberen Oberfläche der Halbleiterschicht der ersten Leitungsart freigelegt. Beispielsweise bei einem in der Druckschrift JP-A-2007-42803 offenbarten Feldeffektransistor ist ein p-Halbleiterbereich auf einem n-Halbleiterbereich derart ausgebildet, dass der p-Halbleiterbereich an einem Teil einer oberen Oberfläche der n-Halbleiterschicht freigelegt ist. Zur Herstellung einer derartigen Halbleitervorrichtung werden normalerweise Dotierstoffionen in einem Teil einer Halbleiterschicht über eine Maske zur Ausbildung eines Halbleiterbereichs von einer zweiten Leitungsart auf einem Halbleiterbereich einer ersten Leitungsart injiziert.
Da bei einer Siliziumcarbidhalbleitervorrichtung die Dotierstoffionen einen geringen Wärmediffusionskoeffizienten aufweisen, können Dotierstoffionen nicht in einer Halbleiterschicht unter Verwendung eines Wärmediffusionsverfahrens diffundiert werden. Daher wird ein Ioneninjektionsverfahren verwendet. Wenn ein Halbleiterbereich mit einer vorbestimmten Tiefe von einer Oberfläche einer Halbleiterschicht unter Verwendung eines Ioneninjektionsverfahrens ausgebildet wird, müssen somit die Dotierstoffionen in die Halbleiterschicht unter Verwendung von hoher Energie injiziert werden. Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Siliziumcarbidhalbleitervorrichtung wird daher im Allgemeinen eine Siliziumoxidschicht (SiO₂) als Dotierstoffioneninjektionsmaske verwendet, die eine hohe Befähigung zur Abschirmung von Dotierstoffionen aufweist.
Bei einem bekannten Verfahren, bei dem eine Siliziumoxidschicht als Dotierstoffioneninjektionsmaske verwendet wird, entsteht jedoch das nachstehend beschriebene Problem. Genauer werden bei einem bekannten Verfahren gemäß 16 eine Siliziumoxidschicht 54 und eine Resistlackschicht 56 zunächst auf einer oberen Oberfläche einer Halbleiterschicht 52 ausgebildet. Danach wird gemäß 17 ein Teil der Resistlackschicht 56 zur Ausbildung einer Öffnung 58 entfernt, und die Siliziumoxidschicht 54 wird unter Verwendung der Resistlackschicht 56 als Maske entfernt. Ein Trockenätzvorgang wie etwa ein reaktiver Ionenätzvorgang wird zur Entfernung der Siliziumoxidschicht 54 verwendet. Wenn jedoch die Siliziumoxidschicht 54 durch einen Trockenätzvorgang entfernt wird, wird es schwierig, die Siliziumoxidschicht 54 innerhalb einer Ebene homogen zu entfernen. Mit anderen Worten können dicke Abschnitte und dünne Abschnitte in der Siliziumoxidschicht 54 ausgebildet werden. Daher wird eine Überätzung durchgeführt, um die Siliziumoxidschicht 54 vollständig zu entfernen, und einen dem Halbleiterbereich entsprechenden Abschnitt sicher zu öffnen. Folglich kann gemäß 17 eine Niveaudifferenz auf der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht 52 ausgebildet werden. Es kann mit anderen Worten eine Niveaudifferenz zwischen einer oberen Oberfläche 52b eines durch die Siliziumoxidschicht 54 bedeckten Abschnitts und einer oberen Oberfläche 52a eines Abschnitts ausgebildet werden, wo die Öffnung 58 ausgebildet ist. Da zudem die Dotierstoffionen nachfolgend in einem Zustand injiziert werden, bei dem die Niveaudifferenz ausgebildet ist, wie es in 18 gezeigt ist, Wird eine Niveaudifferenz zwischen der oberen Oberfläche 52b der Halbleiterschicht 52 und einer oberen Oberfläche 59a eines Halbleiterbereichs 59 ausgebildet. Ein derartiger Niveauunterschied verursacht eine Feldkonzentration und verschlechtert die Eigenschaften der Halbleitervorrichtung.
Darüber hinaus offenbart die Druckschrift JP-A-2007-42803 ein Verfahren, bei dem eine dünne Siliziumoxidschicht auf einer oberen Oberfläche einer Halbleiterschicht ausgebildet wird, wodurch Dotierstoffionen durch die Siliziumoxidschicht injiziert werden. Gemäß 19 werden im Einzelnen eine Siliziumoxidschicht 60, eine metallische Schicht 62 (beispielsweise aus Molybdän (Mo) oder Wolfram (W)) und eine Siliziumoxidschicht 64 auf einer oberen Oberfläche einer Halbleiterschicht 52 ausgebildet, wobei die metallische Schicht 62 unter Verwendung der Siliziumoxidschicht 64 als Maske geätzt wird, und Dotierstoffionen unter Verwendung der geätzten metallischen Schicht 62 als Dotierstoffinjektionsmaske injiziert werden. Da mit diesem Verfahren die Siliziumoxidschicht 60 auf der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht 52 ausgebildet wird, wenn die metallische Schicht 62 geätzt wird, kann ein Ätzen der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht 52 vermieden werden. Da jedoch ein Trockenätzvorgang zum Ätzen der metallischen Schicht 62 verwendet wird, wird auch die Siliziumoxidschicht 60 durch den Trockenätzvorgang geätzt. Nach vorstehender Beschreibung ist es schwierig, die Siliziumoxidschicht in einer Ebene unter Verwendung eines Trockenätzvorgangs homogen zu entfernen. Daher erzeugt der Trockenätzvorgang bei der metallischen Schicht 62 dicke Abschnitte und dünne Abschnitte in der Siliziumoxidschicht 60, und in einigen Fällen können Abschnitte erzeugt werden, bei denen die Siliziumoxidschicht 60 vollständig entfernt ist. Sobald die Siliziumoxidschicht 60 vollständig entfernt ist, wird ein Niveauunterschied auf einer oberen Oberfläche 59a eines Halbleiterbereichs 59 erzeugt. Gemäß der Darstellung kann ein Halbleiterbereich, dessen obere Oberfläche frei von Niveauunterschieden ist, durch das Verfahren gemäß der Druckschrift JP-A-2007-42803 nicht stabil ausgebildet werden. Darüber hinaus variiert bei dem Verfahren nach der Druckschrift JP-A-2007-42803 eine Stopptiefe der Dotierstoffionen innerhalb der Ebene, was dazu führt, dass die Tiefe des Halbleiterbereichs 59 innerhalb der Ebene variiert, wenn Dotierstoffionen in einem Zustand injiziert werden, bei dem auf der Siliziumoxidschicht 60 dicke Abschnitte und dünne Abschnitte erzeugt wurden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Technik für eine Siliziumcarbidhalbleitervorrichtung bereitzustellen, die eine Halbleiterschicht einer ersten Leitungsart aufweist, wobei ein Halbleiterbereich einer zweiten Leitungsart an einem Abschnitt einer oberen Oberfläche der Halbleiterschicht der ersten Leitungsart freigelegt ist, und wobei kein Niveauunterschied zwischen der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht und einer oberen Oberfläche des Halbleiterbereichs ausgebildet wird, und gleichzeitig ein Halbleiterbereich stabil ausgebildet werden kann, dessen obere Oberfläche frei von Niveauunterschieden ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst ein Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit einer Halbleiterschicht einer ersten Leitungsart aus Siliziumcarbid, bei der ein Halbleiterbereich einer zweiten Leitungsart an einem Abschnitt einer oberen Oberfläche der Halbleiterschicht der ersten Leitungsart freigelegt ist, einen ersten Schichtausbildungsschritt, einen zweiten Schichtausbildungsschritt, einen Entfernungsschritt, und einen Dotierstoffioneninjektionsschritt. Bei dem ersten Schichtausbildungsschritt kann eine erste Schicht aus Nickel oder einer Nickel enthaltenden Legierung auf der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht ausgebildet werden. Bei dem zweiten Schichtausbildungsschritt kann eine zweite Schicht aus Siliziumoxid auf einer oberen Oberfläche der bei dem ersten Schichtausbildungsschritt ausgebildeten ersten Schicht ausgebildet werden. Bei dem Entfernungsschritt kann ein Abschnitt der bei dem zweiten Schichtausbildungsschritt ausgebildeten zweiten Schicht entfernt werden. Der Abschnitt der zweiten Schicht entspricht dem Halbleiterbereich der zweiten Leitungsart. Bei dem Dotierstoffioneninjektionsschritt werden Dotierstoffionen der zweiten Leitungsart von den oberen Seiten der ersten und zweiten Schicht in die Halbleiterschicht der ersten Leitungsart nach dem Entfernungsschritt injiziert.
Bei diesem Herstellungsverfahren werden die erste Schicht (aus Nickel oder einer Nickel enthaltenden Legierung) und die zweite Schicht (Siliziumoxid) auf der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht der ersten Leitungsart ausgebildet, und ein Abschnitt der zweiten Schicht wird zur Ausbildung einer Öffnung an einem Abschnitt, wo der Halbleiterbereich der zweiten Leitungsart ausgebildet ist, entfernt. Danach werden die Dotierstoffionen in die Halbleiterschicht der ersten Leitungsart durch die erste Schicht injiziert, während die zweite Schicht als Dotierstoffinjektionsmaske verwendet wird. Durch Injizieren der Dotierstoffionen durch die erste Schicht kann die Ausbildung eines Niveauunterschieds zwischen der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht der ersten Leitungsart und der oberen Oberfläche des Halbleiterbereichs der zweiten Leitungsart vermieden werden. Da zudem Nickel oder eine Nickel enthaltende Legierung als die erste Schicht verwendet wird, und Siliziumoxid als die zweite Schicht verwendet wird, wird die erste Schicht kaum entfernt, wenn ein Abschnitt der zweiten Schicht zur Ausbildung der Öffnung entfernt wird. Daher kann die Dicke der ersten Schicht genau gesteuert werden, und ein Halbleiterbereich einer zweiten Leitungsart, dessen obere Oberfläche frei von Niveauunterschieden ist, kann folglich stabil ausgebildet werden.
Dabei bezeichnen die „erste Leitungsart” und die „zweite Leitungsart” entweder n oder p. Wenn mit anderen Worten die „erste Leitungsart” n ist, dann ist die „zweite Leitungsart” p; und wenn alternativ die „erste Leitungsart” p ist, dann ist die „zweite Leitungsart” n.
Bei dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren kann die Halbleiterschicht der ersten Leitungsart als eine n-Halbleiterschicht angeordnet sein, und der Halbleiterbereich der zweiten Leitungsart kann als p-Halbleiterbereich angeordnet sein. Dabei können Aluminiumionen bei dem Dotierstoffioneninjektionsschritt injiziert werden. Folglich kann ein p-Halbleiterbereich auf einer n-Halbleiterschicht ausgebildet werden. Indem in die Halbleiterschicht injizierte Aluminiumionen mit den Metallatomen der ersten Schicht (Nickel) kollidieren, können die Metallatome (Nickel) der ersten Schicht ebenfalls in die Halbleiterschicht der ersten Leitungsart injiziert werden.
Zudem kann das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren einen Ausheilschritt umfassen, bei dem die in die Halbleiterschicht der ersten Leitungsart bei dem Dotierstoffioneninjektionsschritt injizierten Aluminiumionen aktiviert werden. Wenn dabei der Ausheilschritt in einem Zustand ausgeführt wird, bei dem die Metallatome (Nickel) der ersten Schicht in die Halbleiterschicht injiziert worden sind, tritt eine Silizidierung der in die Halbleiterschicht injizierten Metallatome (Nickel) der ersten Schicht auf. Wenn eine Elektrode auf dem p-Halbleiterbereich bereitgestellt wird, kann folglich ein Kontaktwiderstand zwischen der Elektrode und dem p-Halbleiterbereich reduziert werden.
Darüber hinaus kann bei dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren eine Dicke der ersten Schicht kleiner gleich 100 nm eingestellt werden. Das Verwenden einer derartigen Konfiguration ermöglicht eine Injizierung der Dotierstoffionen hinab bis zu einer ausreichenden Tiefe, selbst wenn Nickel oder eine Nickel enthaltende Legierung als die erste Schicht verwendet wird.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann ein Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit einer aus Siliziumcarbid zusammengesetzten Halbleiterschicht einer ersten Leitungsart, bei der ein Halbleiterbereich einer zweiten Leitungsart an einem Abschnitt einer oberen Oberfläche der Halbleiterschicht der ersten Leitungsart freigelegt ist, einen Maskenschichtausbildungsschritt, einen Entfernungsschritt, einen Dotierstoffioneninjektionsschritt und einen Glättungsschritt umfassen. Bei dem Maskenschichtausbildungsschritt kann eine Maskenschicht auf der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht der ersten Leitungsart ausgebildet werden. Bei dem Entfernungsschritt kann ein Abschnitt der bei dem Maskenschichtausbildungsschritt ausgebildeten Maskenschicht entfernt werden. Der Abschnitt der zweiten Schicht entspricht dem Halbleiterbereich der zweiten Leitungsart. Bei dem Dotierstoffioneninjektionsschritt können Dotierstoffionen der zweiten Leitungsart von den oberen Seiten der Halbleiterschicht der ersten Leitungsart und der Maskenschicht in die Halbleiterschicht der ersten Leitungsart nach dem Entfernungsschritt injiziert werden. Bei dem Glättungsschritt kann die obere Oberfläche der Halbleiterschicht nach dem Dotierstoffioneninjektionsschritt geglättet werden.
Bei diesem Herstellungsverfahren wird ein Teil der auf der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht der ersten Leitungsart ausgebildeten Maskenschicht entfernt, um den Abschnitt zu öffnen, wo der Halbleiterbereich der zweiten Leitungsart auszubilden ist, und die Dotierstoffionen werden in die Halbleiterschicht der ersten Leitungsart unter Verwendung der Maskenschicht als der Dotierstoffinjektionsmaske injiziert. Während mit diesem Verfahren ein Niveauunterschied zwischen der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht der ersten Leitungsart und der oberen Oberfläche des Halbleiterbereichs der zweiten Leitungsart ausgebildet wird, kann durch die Durchführung des Glättungsschritts nach der Dotierstoffioneninjektion der Niveauunterschied zwischen der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht der ersten Leitungsart und der oberen Oberfläche des Halbleiterbereichs der zweiten Leitungsart entfernt werden. Daher wird kein Niveauunterschied zwischen der oberen Oberfläche und der Halbleiterschicht der ersten Leitungsart und der oberen Oberfläche des Halbleiterbereichs der zweiten Leitungsart ausgebildet, und der Halbleiterbereich der zweiten Leitungsart kann mit einer oberen Oberfläche, die frei von Niveauunterschieden ist, stabil ausgebildet werden.
Bei dem Dotierstoffioneninjektionsschritt des vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahrens werden an dem Abschnitt, der dem Halbleiterbereich der zweiten Leitungsart in der Halbleiterschicht der ersten Leitungsart entspricht, vorzugsweise Dotierstoffionen der zweiten Leitungsart bis zu einer Tiefe injiziert, die tiefer als die Dicke der bei dem Glättungsschritt entfernten Halbleiterschicht ist. Da die Dotierstoffionen nicht in einem Abschnitt injiziert werden müssen, der bei dem Glättungsschritt entfernt wurde, kann die durchzuführende Injektionsmenge von Dotierstoffionen reduziert werden.
Die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen und Merkmale können einzeln oder in Kombination verwendet werden, um ein verbessertes Herstellungsverfahren zu erzeugen. Zudem werden weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher ersichtlich. Auch die zusätzlichen Merkmale und Ausgestaltungen, die dabei offenbart sind, können selbstverständlich einzeln oder in Kombination mit den vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen und Merkmalen verwendet werden.
1 zeigt eine Schnittansicht von einem Beispiel einer Siliziumcarbidhalbleitervorrichtung, die durch ein Herstellungsverfahren nach einem ersten Ausführungsbeispiel hergestellt worden ist;
2 zeigt ein Schaubild (erstes Schaubild) zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 zeigt ein Schaubild (zweites Schaubild) zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
4 zeigt ein Schaubild (drittes Schaubild) zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
5 zeigt ein Schaubild (viertes Schaubild) zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
6 zeigt ein Schaubild (fünftes Schaubild) zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
7 zeigt ein Schaubild (sechstes Schaubild) zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
8 zeigt ein Schaubild (siebtes Schaubild) zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
9 zeigt ein Schaubild zur Beschreibung von mehrmalig durchgeführten Ioneninjektionen bei einem Dotierstoffinjektionsschritt, wobei die vertikale Richtung den Konzentrationswert der injizierten Dotierstoffe und die horizontale Richtung den Abstand von einer oberen Oberfläche einer Halbleiterschicht angibt;
10 zeigt ein Schaubild (erstes Schaubild) zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;
11 zeigt ein Schaubild (zweites Schaubild) zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
12 zeigt ein Schaubild (drittes Schaubild) zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
13 zeigt ein Schaubild (viertes Schaubild) zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
14 zeigt ein Schaubild (fünftes Schaubild) zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
15 zeigt ein Schaubild (sechstes Schaubild) zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der Halbleitervorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
16 zeigt ein Schaubild (erstes Schaubild) zur Beschreibung eines bekannten Herstellungsverfahrens;
17 zeigt ein Schaubild (zweites Schaubild) zur Beschreibung des bekannten Herstellungsverfahrens;
18 zeigt ein Schaubild (drittes Schaubild) zur Beschreibung des bekannten Herstellungsverfahrens; und
19 zeigt ein Schaubild zur Beschreibung eines weiteren bekannten Herstellungsverfahrens.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein Herstellungsverfahren nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend beschrieben. Zunächst ist nachstehend eine Halbleitervorrichtung 10 beschrieben, die durch das Herstellungsverfahren nach dem ersten Ausführungsbeispiel hergestellt wird. Die Halbleitervorrichtung 10 ist eine sogenannte Schottky-Diode mit Übergangsbarriere (JBS-Diode: junction barrier Schottky diode), bei der ein Teil mit einer Diodenstruktur mit Schottky-Barriere sowie ein Teil mit einer Diodenstruktur mit pn-Übergang abwechselnd ausgebildet sind.
Gemäß 1 ist die Halbleitervorrichtung 10 auf einem Halbleitersubstrat 13 aus Siliziumcarbid ausgebildet. Das Halbleitersubstrat 13 umfasst ein Wafersubstrat 13 sowie eine auf dem Wafersubstrat 12 laminierte Driftschicht 14. Das Wafersubstrat 12 ist auf einer rückwärtigen Oberflächenseite des Halbleitersubstrats 13 angeordnet. Das Wafersubstrat 12 ist beispielsweise vom n-Leitungstyp und seine Dotierstoffkonzentration kann mit einer Konzentration von etwa 1 × 10¹⁸ cm^–3 bis 1 × 10²¹ cm^–3 eingestellt werden. Für das Wafersubstrat 12 kann beispielsweise ein n-4H-SiC-Substrat (mit beispielsweise einer Dotierstoffkonzentration von 1 × 10¹⁹ cm^–3 und einer Schichtdicke von 350 μm) verwendet werden.
Die Driftschicht 14 ist auf einer vorderen Oberflächenseite des Halbleitersubstrates 13 angeordnet. Die Driftschicht 14 ist vom n-Leitungstyp und seine Dotierstoffkonzentration ist niedriger als die des Wafersubstrates 12 eingestellt. Die Dotierstoffkonzentration der Driftschicht 14 kann auf etwa 1 × 10¹⁵ cm^–3 bis 5 × 10¹⁶ cm^–3 eingestellt werden. Es kann beispielsweise eine Driftschicht 14 mit einer Dotierstoffkonzentration von 5 × 10¹⁵ cm^–3 und einer Schichtdicke von 13 μm verwendet werden. Die Driftschicht 14 kann durch Wachsen einer Epitaxieschicht auf dem Wafersubstrat 12 ausgebildet werden.
Eine Vielzahl von Halbleiterbereichen 18 und ein Schutzring 20 sind auf der Driftschicht 14 ausgebildet. Die Halbleiterbereiche 18 sind p-Halbleiterbereiche, die mit einer relativ hohen Konzentration von p-Dotierstoffen dotiert sind. Jeder Halbleiterbereich 18 ist in einer Inselform in einem auf einer oberen Oberfläche der Driftschicht 14 freigelegten Bereich ausgebildet. Daher sind die Driftschicht 14 und der Halbleiterbereich 18 abwechselnd auf einer oberen Oberfläche 13a des Halbleitersubstrates 13 freigelegt. Wie nachstehend noch beschrieben ist, sind eine obere Oberfläche 14a der Driftschicht 14 und eine obere Oberfläche 18a des Halbleiterbereichs 18 auf derselben Ebene positioniert, und zwischen ihnen wird kein Niveauunterschied erzeugt. Für den auf dem Halbleiterbereich 18 zu dotierenden p-Dotierstoff können beispielsweise Aluminiumionen (Al-Ionen) verwendet werden. Die Dotierstoffkonzentration des Halbleiterbereichs 18 kann auf etwa 1 × 10¹⁷ cm^–3 bis 1 × 10²⁰ cm^–3 eingestellt werden, und es kann beispielsweise ein Halbleiterbereich 18 mit einer Dotierstoffkonzentration von 1 × 10¹⁹ cm^–3 und einer Schichtdicke von 0,6 μm verwendet werden.
Der Schutzring 20 ist ein mit p-Dotierstoffen dotierter p-Halbleiterbereich. Der Schutzring 20 ist in einem auf der oberen Oberfläche der Driftschicht 14 freigelegten Bereich ausgebildet. Der Schutzring 20 ist so ausgebildet, dass die Vielzahl der Halbleiterbereiche 18 bei einer Draufsicht auf das Halbleitersubstrat 13 umgeben sind. Aluminiumionen (Al-Ionen) können beispielsweise als der auf dem Schutzring 20 zu dotierende p-Dotierstoff verwendet werden. Die Dotierstoffkonzentration des Schutzrings 20 kann auf etwa 1 × 10¹⁷ cm^–3 bis 1 × 10²⁰ cm^–3 eingestellt werden, und ein Schutzring 20 mit einer Dotierstoffkonzentration von 6,0 × 10¹⁷ cm^–3 und einer Schichtdicke von 0,6 μm kann beispielsweise verwendet werden.
Auf der gesamten Rückoberfläche des Halbleitersubstrates 13 (d. h. einer Rückoberfläche des Wafersubstrats 12) ist eine Rückelektrode 16 ausgebildet. Die Rückelektrode 16 steht in ohmschem Kontakt mit dem Wafersubstrat 12. Die Rückelektrode 16 kann beispielsweise aus Titan, Molybdän, Nickel und Wolfram ausgebildet sein.
Eine Vorderelektrode 22 ist auf einer vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrates 13 (d. h. einer vorderen Oberfläche der Driftschicht 14) ausgebildet. Die Vorderelektrode 22 umfasst eine Schottky-Elektrode und eine auf der Schottky-Elektrode ausgebildete Leiterbahnelektrode. Die Schottky-Elektrode steht mit der Driftschicht 14 in einem Schottky-Kontakt. Die Schottky-Elektrode kann beispielsweise aus Molybdän, Titan oder Nickel ausgebildet sein. Die Leiterbahnelektrode kann beispielsweise aus Aluminium ausgebildet sein.
Bei der vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung 10 sind das Diodenstrukturteil mit Schottky-Barriere mit der Vorderelektrode 22 und der Driftschicht 14 und das pn-Diodenstrukturteil mit der Vorderelektrode 22 und dem Halbleiterbereich 18 entlang einer einzelnen Richtung auf der Substratebene abwechselnd ausgebildet. Wenn eine Sperrspannung (d. h. ein Potenzial, dass die Vorderelektrode 22 auf niedriges Potenzial setzt) an die Halbleitervorrichtung 10 angelegt wird, erstreckt sich eine Verarmungsschicht von einer pn-Übergangsebene zwischen dem Halbleiterbereich 18 und der Driftschicht 14, was eine Verarmung der Driftschicht 14 verursacht, mit der die Vorderelektrode 22 verbunden ist. Folglich kann die Erzeugung eines Leckstroms an dem Diodenstrukturteil mit Schottky-Barriere vermieden werden. Wenn andererseits eine Durchlassspannung (d. h. ein Potenzial, das die Vorderelektrode 22 auf hohes Potenzial setzt) an die Halbleitervorrichtung angelegt wird, wird ein Durchlassspannungsabfall durch das Diodenstrukturteil mit Schottky-Barriere unterdrückt (womit mit anderen Worten ein geringer Durchlasswiderstand verwirklicht wird).
Nachstehend ist ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung 10 unter Bezugnahme auf die 2 bis 9 beschrieben. Zunächst wird gemäß 2 ein n-Wafersubstrat 12 aus 4H-SiC (beispielsweise mit einer Dicke von 350 μm und einer Dotierstoffkonzentration von 1 × 10¹⁹ cm^–3) vorbereitet, und eine Driftschicht 14 (beispielsweise mit einer Dotierstoffkonzentration von 5 × 10¹⁵ cm^–3 und einer Dicke von 13 μm) wird auf dem Wafersubstrat 12 durch Epitaxiewachstum ausgebildet.
Nachfolgend wird ein Halbleiterbereich 18 auf der Driftschicht 14 ausgebildet. Im Einzelnen wird gemäß 3 eine Nickelschicht 24 (beispielsweise mit einer Dicke von 0,04 μm) auf einer oberen Oberfläche der Driftschicht 14 ausgebildet. In 3 ist nur ein in 1 mit einer punktierten Linie umschlossener Bereich 50 vergrößert gezeigt (was ebenfalls für die 4 bis 8 sowie die 10 bis 15 zutrifft). Die Nickelschicht 24 kann auf der oberen Oberfläche der Driftschicht 14 durch ein Abscheideverfahren abgeschieden werden.
Darüber hinaus wird eine Schichtdicke der Nickelschicht 24 vorzugsweise auf 100 nm oder weniger eingestellt. Im Einzelnen wird die Tiefe, in der die Dotierstoffionen injiziert werden, durch die Größenordnung der Energie, wenn die Dotierstoffionen injiziert werden, sowie die Schichtdicke der Nickelschicht 24 bestimmt. Wenn daher die Schichtdicke der Nickelschicht 24 erhöht wird, muss die Injektionsenergie der Dotierstoffionen erhöht werden, um dieselbe Injektionstiefe der Dotierstoffionen beizubehalten. Ein Anstieg bei der Injektionsenergie der Dotierstoffionen erfordert jedoch ein größeres Ioneninjektionsgerät. Folglich können durch Einstellen der Schichtdicke der Nickelschicht 24 auf 100 nm oder weniger Dotierstoffionen in eine gewünschte Tiefe der Driftschicht 14 injiziert werden, ohne die Größe des Ioneninjektionsgerätes zu erhöhen. Darüber hinaus kann eine durch eine Nickel enthaltende Legierung ausgebildete metallische Schicht (beispielsweise eine Nickelmolybdänlegierung oder eine Titanaluminiumlegierung) auf der oberen Oberfläche der Driftschicht 14 bereitgestellt werden.
Nachdem die Nickelschicht 24 auf der oberen Oberfläche der Driftschicht 14 ausgebildet ist, wird eine Siliziumoxidschicht 26 (beispielsweise mit einer Dicke von 2,0 μm) auf einer oberen Oberfläche der Nickelschicht 24 ausgebildet (der in 3 gezeigte Zustand). Ein bekanntes Verfahren wie etwa ein chemisches Gasphasenabscheideverfahren (d. h. CVD-Verfahren) kann zur Ausbildung der Siliziumoxidschicht 26 verwendet werden. Danach wird gemäß 4 eine Resistlackschicht 28 auf einer Oberfläche der Siliziumoxidschicht 26 ausgebildet. Ein Aufschleuderbeschichtungsverfahren oder dergleichen kann zur Ausbildung der Resistlackschicht 28 verwendet werden. Danach wird gemäß 5 ein dem Halbleiterbereich 18 entsprechendes Muster auf der Resistlackschicht 28 durch Fotolithographie strukturiert. Folglich wird eine einer Ausbildungsposition des Halbleiterbereichs 18 entsprechende Öffnung 30 auf der Resistlackschicht 28 ausgebildet.
Danach wird die an der Öffnung 30 freigelegte Siliziumoxidschicht 26 gemäß 6 unter Verwendung der Resistlackschicht 28 als Ätzmaske durch einen reaktiven Ionenätzvorgang (RIE: „reactive ion etching”) entfernt. Für den reaktiven Ionenätzvorgang kann ein reaktives Gas mit CHF₃ oder CF₄ verwendet werden. Wenn gemäß vorstehender Beschreibung die Siliziumoxidschicht 26 durch einen Trockenätzvorgang wie etwa dem RIE entfernt wird, ist es schwierig, die Siliziumoxidschicht 26 innerhalb einer Ebene homogen zu entfernen (zu ätzen). Daher wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Siliziumoxidschicht 28 auf dem Ausbildungsbereich des Halbleiterbereichs 18 vollständig entfernt, indem ein Überätzen auf der Siliziumoxidschicht 26 durchgeführt wird. Darüber hinaus wird während des Überätzens der Siliziumoxidschicht 26 die Nickelschicht 24 ebenfalls einem Ätzgas ausgesetzt. Indem jedoch das reaktive Gas, die Ätzbedingungen und dergleichen geeignet ausgewählt werden, kann eine Ätzwirkung auf die Nickelschicht 24 praktisch aufgehoben werden. Daher nimmt die Nickelschicht 24 eine ungefähr homogene Dicke in dem bei der Öffnung 30 der Siliziumoxidschicht 26 freigelegten Bereich an.
Sodann werden gemäß 7 p-Dotierstoffionen (beispielsweise Aluminiumionen) von über der Driftschicht 14 unter Verwendung der Siliziumoxidschicht 26 als Maske injiziert. In dem Bereich, wo die Siliziumoxidschicht 26 ausgebildet ist, stoppen die injizierten p-Dotierstoffionen innerhalb der Siliziumoxidschicht 26 und werden nicht in die Driftschicht 14 injiziert. In dem Bereich, wo die Siliziumoxidschicht 26 nicht ausgebildet ist, passieren andererseits die injizierten p-Dotierstoffionen durch die Nickelschicht 24 und werden in die Driftschicht 14 injiziert. Da nach vorstehender Beschreibung die Nickelschicht 24 eine ungefähr homogene Dicke in dem Bereich aufweist, wo die Öffnung 30 ausgebildet ist, können Variationen der Stopptiefe für die injizierten p-Dotierstoffionen in der Ebene unterdrückt werden. Zudem kollidiert ein Teil der injizierten p-Dotierstoffionen (Aluminiumionen) mit Nickelatomen in der Nickelschicht 24 und verursacht ein Phänomen (einen sogenannten Dominoeffekt), bei dem ein Teil der kollidierten Nickelatome in die Driftschicht 14 injiziert werden.
Da darüber hinaus bei einer Siliziumcarbidhalbleitervorrichtung der Wärmediffusionskoeffizient gering ist, wird die Ioneninjektion mehrmals durchgeführt, während die Injektionsenergie der p-Dotierstoffionen variiert wird, damit der Halbleiterbereich 18 bis zu einem vorbestimmten Tiefenbereich von der Oberfläche der Driftschicht 14 ausgebildet wird. Im Einzelnen wird gemäß 9 durch das Durchführen einer mehrstufigen Ioneninjektion (mit beispielsweise 7 Stufen (Bezugszeichen 70 bis 82)), bei der die Konzentrationsspitzenwerte in der Tiefenrichtung durch Variation der Injektionsenergie variieren, der Halbleiterbereich 18 mit einer in der Tiefenrichtung konstanten Dotierstoffkonzentration ausgebildet. Damit der Halbleiterbereich 18 mit der gewünschten p-Dotierstoffkonzentration (beispielsweise 1 × 10¹⁹ cm^–3) bis zu einer gewünschten Tiefe (beispielsweise 0,6 μm) ausgebildet wird, ist daher die Dosierungsmenge der Dotierstoffionen für die Ioneninjektion so zu bestimmen, dass der durch die Ordinate der in 9 dargestellten graphischen Darstellung repräsentierte Konzentrationswert P auf 1 × 10¹⁹ cm^–3 eingestellt wird, und die Injektionsenergie für jede Ioneninjektion ist so zu bestimmen, dass die durch die Abszisse der graphischen Darstellung aus 9 repräsentierte Tiefe A' auf 0,6 μm eingestellt wird. Folglich werden p-Dotierstoffionen in den durch das Bezugszeichen 18a aus 7 angegebenen Bereich injiziert.
Nachfolgend werden die Reste der Siliziumoxidschicht 26 und der Nickelschicht 24 durch einen Nassätzvorgang sequenziell entfernt, und eine Aktivierungsbehandlung (beispielsweise ein Ausheilvorgang) wird bei einer Temperatur von 1000°C oder höher (beispielsweise 1600°C) durchgeführt. Folglich wird gemäß 8 ein mit p-Dotierstoffionen injizierter Bereich der p-Halbleiterbereich 18. Darüber hinaus führt nach vorstehender Beschreibung das Durchführen einer Dotierstoffinjektion durch die Nickelschicht 24 dazu, dass Nickelatome ebenfalls in den Halbleiterbereich 18 injiziert werden. Daher werden durch die Durchführung der Aktivierungsbehandlung die Nickelatome in dem Halbleiterbereich 18 silizidiert. Folglich wird der Durchlasswiderstand zwischen dem Halbleiterbereich 18 und der Vorderelektrode 22 reduziert, und die Eigenschaften des ohmschen Kontakts zwischen dem Halbleiterbereich 18 und der Vorderelektrode 22 werden verbessert.
Sobald der Halbleiterbereich 18 auf der Driftschicht 14 ausgebildet ist, wird sodann der Schutzring 20 (beispielsweise mit einer p-Dotierstoffkonzentration von 4 × 10¹⁷ cm^–3 und einer Schichtdicke von 0,6 μm) ausgebildet. Der Schutzring 20 kann unter Verwendung von Verfahren ausgebildet werden, die ähnlich zu den bekannten sind. Beispielsweise wird eine Siliziumoxidschicht auf der oberen Oberfläche der Driftschicht 14 ausgebildet, und die Siliziumoxidschicht wird durch Fotolithographie strukturiert. Danach werden Dotierstoffionen in die Driftschicht 14 unter Verwendung der strukturierten Siliziumoxidschicht als Maske injiziert. Der Schutzring wird durch Entfernen der Siliziumoxidschicht sowie durch Unterziehen der injizierten Dotierstoffe einer Aktivierungsbehandlung bei einer hohen Temperatur von 1000°C oder höher ausgebildet. Da eine Siliziumoxidschicht unmittelbar auf der oberen Oberfläche der Driftschicht 14 ausgebildet ist, wenn der Schutzring 20 ausgebildet wird, wird darüber hinaus gemäß vorstehender Beschreibung ein Niveauunterschied zwischen der oberen Oberfläche der Driftschicht 14 und einer oberen Oberfläche des Schutzrings 20 ausgebildet. Der Schutzring 20 kann jedoch unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens wie das vorstehend beschriebene Verfahren zur Ausbildung des Halbleiterbereichs 18 ausgebildet werden. Daher kann eine Ausbildung von einem Niveauunterschied zwischen der oberen Oberfläche der Driftschicht 14 und der oberen Oberfläche des Schutzrings 20 vermieden werden.
Danach wird ein Zerstäubungssystem zur Ausbildung einer metallischen Schicht (beispielsweise einer Nickelschicht) auf einer Rückoberfläche des Wafersubstrates 12 verwendet, und die metallische Schicht (Nickelschicht) wird durch einen Ausheilvorgang bei einer Temperatur von 800°C oder höher (beispielsweise 1000°C) silizidiert. Folglich wird die Rückelektrode 16 auf der Rückoberfläche des Wafersubstrates 12 ausgebildet. Eine (nicht gezeigte) isolierende Schicht wird sodann über der gesamten Vorderoberfläche der Driftschicht 14 ausgebildet, und eine Öffnung wird auf der isolierenden Schicht ausgebildet. Danach wird eine Schottky-Elektrode (beispielsweise aus Molybdän) unter Verwendung eines Vakuumverdampfungssystems auf den Oberflächen der Driftschicht 14, des Halbleiterbereiches 18 und des bei der Öffnung freigelegten Schutzrings 20 abgeschieden, und eine Aluminiumelektrode wird auf der Schottky-Elektrode abgeschieden. Demzufolge ist die Vorderelektrode 22 ausgebildet.
Mit dem Herstellungsverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nach vorstehender Beschreibung kein Niveauunterschied zwischen der oberen Oberfläche 14a der Driftschicht 14 und der oberen Oberfläche 18a des Halbleiterbereichs 18 erzeugt, und die obere Oberfläche 18a des Halbleiterbereiches 18 kann glatt ausgebildet werden. Daher kann die Erzeugung eines Leckstroms, wenn eine Sperrspannung an die Halbleitervorrichtung 10 angelegt wird, effektiv unterdrückt werden. Wenn im Einzelnen ein Niveauunterschied zwischen der oberen Oberfläche 14a und der Driftschicht 14 und der oberen Oberfläche 18a des Halbleiterbereiches 18 (vergleiche 18) oder auf der oberen Oberfläche 18a des Halbleiterbereichs 18 erzeugt wird, tritt eine Feldkonzentration an einer Kante des Niveauunterschieds auf und erhöht den Leckstrom. Mit der durch das Herstellungsverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hergestellten Halbleitervorrichtung 10 kann jedoch die Erzeugung eines Leckstroms effektiv unterdrückt werden, da kein Niveauunterschied zwischen der oberen Oberfläche 14a der Driftschicht 14 und der oberen Oberfläche 18a des Halbleiterbereiches 18 erzeugt wird, und die obere Oberfläche 18a des Halbleiterbereichs 18 glatt ausgebildet ist.
Zudem können mit dem Herstellungsverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Variationen in der Stopptiefe der injizierten p-Dotierstoffionen in der Ebene unterdrückt werden, da die Nickelschicht 24 eine ungefähr homogene Dicke während der Injektion der Dotierstoffionen aufweist. Folglich können Variationen des Halbleiterbereichs 18 in der Tiefenrichtung unterdrückt und die Eigenschaften der Halbleitervorrichtung 10 stabilisiert werden.
Da die Injektion von Dotierstoffionen durch die Nickelschicht 24 eine Silizidierung der in dem Halbleiterbereich 18 injizierten Nickelatome verursacht, wird ferner mit dem Herstellungsverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Durchlasswiderstand zwischen dem Halbleiterbereich 18 und der Vorderelektrode 22 reduziert, und die Eigenschaften des ohmschen Kontakts zwischen dem Halbleiterbereich 18 und der Vorderelektrode 22 werden verbessert. Folglich können große Ströme in die Halbleitervorrichtung 10 zugeführt werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein Herstellungsverfahren wird nun nach einem zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf das Beispiel der Herstellung der vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung 10 beschrieben. Das Herstellungsverfahren nach dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Herstellungsverfahren nach dem ersten Ausführungsbeispiel nur durch den Ablauf für die Ausbildung eines Halbleiterbereichs 18 auf einer Driftschicht 14. Folglich ist nur der Ablauf der Herstellung des Halbleiterbereichs auf der Driftschicht 14 beschrieben.
Bei dem Herstellungsverfahren nach dem zweiten Ausführungsbeispiel wird gemäß 10 eine Siliziumoxidschicht 32 (beispielsweise mit einer Dicke von 2,0 μm) auf einer oberen Oberfläche der Driftschicht 14 ausgebildet. Danach wird gemäß 11 eine Resistlackschicht 34 auf einer Oberfläche der Siliziumoxidschicht 32 ausgebildet. Nachfolgend wird gemäß 12 ein dem Halbleiterbereich 18 entsprechendes Muster auf der Resistlackschicht 34 durch Fotolithographie strukturiert.
Sodann wird gemäß 13 unter Verwendung der Resistlackschicht 34 als Ätzmaske die bei einer Öffnung 36 freigelegte Siliziumoxidschicht 32 durch reaktives Ionenätzen (RIE) unter Verwendung eines reaktiven Gases wie etwa CHF₃ und CF₄ entfernt. Dabei wird die Siliziumoxidschicht 32 auf dem Ausbildungsbereich des Halbleiterbereichs 18 durch das Durchführen von Überätzen auf der Siliziumoxidschicht 32 vollständig entfernt. Da das Überätzen auf der Siliziumoxidschicht 32 durchgeführt wird, ist darüber hinaus auch die Driftschicht 14 einem Ätzvorgang unterworfen. Folglich wird ein Niveauunterschied zwischen einer oberen Oberfläche 14b eines durch die Siliziumoxidschicht 32 bedeckten Teils und einer oberen Oberfläche 14a eines an der Öffnung 36 freigelegten Teils bei der Driftschicht 14 erzeugt.
Danach wird gemäß 14 die Resistlackschicht 34 entfernt, und p-Dotierstoffionen (beispielsweise Aluminiumionen) werden von oben in die Driftschicht 14 unter Verwendung der Siliziumoxidschicht 32 als Maske injiziert. In dem Bereich, wo die Siliziumoxidschicht 32 ausgebildet ist, stoppen die bestrahlten p-Dotierstoffionen innerhalb der Siliziumoxidschicht 32, und in dem Bereich, wo die Siliziumoxidschicht 26 nicht ausgebildet ist, werden die injizierten p-Dotierstoffionen in die Driftschicht 14 injiziert. P-Dotierstoffionen werden injiziert, indem eine Vielzahl von Ioneninjektionsvorgängen bei jeweils verschiedener Injektionsenergie auf dieselbe Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird. In 14 ist der durch das Bezugszeichen 38 bezeichnete Bereich der mit den p-Dotierstoffionen injizierte Bereich.
Danach wird die verbleibende Siliziumoxidschicht 32 durch einen Nassätzvorgang entfernt, und gemäß 15 wird sodann die Oberfläche der Driftschicht 14 durch einen CMP-Vorgang (d. h. einen chemisch mechanischen Poliervorgang) geglättet. Folglich wird ein Oberflächenschichtteil 40 der Driftschicht 14 entfernt, und der Niveauunterschied zwischen der Driftschicht 14 und dem Bereich 38 wird eliminiert, und die obere Oberfläche des Bereichs 38 ist geglättet. Das Oberflächenschichtteil 40 der Driftschicht 14 ist anfällig für eine Beschädigung durch einen Trockenätzvorgang zum Ätzen der Siliziumoxidschicht 32 und einen Ioneninjektionsvorgang zur Injektion von p-Dotierstoffionen. Da das durch den Trockenätzvorgang und/oder den Ioneninjektionsvorgang beschädigte Oberflächenschichtteil 40 durch CMP entfernt wird, können die Eigenschaften (beispielsweise die Leckstromeigenschaften) der Halbleitervorrichtung 10 verbessert werden.
Sobald die Oberfläche der Driftschicht 14 geglättet ist, wird eine Aktivierungsbehandlung (d. h. eine Ausheilbehandlung) bei einer Temperatur von 1000°C oder höher (beispielsweise 1600°C) durchgeführt. Folglich wird der mit den p-Dotierstoffionen injizierte Bereich 38 der p-Halbleiterbereich 18. Nachfolgend werden ein Schutzring 20, eine Rückelektrode 16 und eine Vorderelektrode 22 auf dieselbe Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet.
Selbst mit dem Herstellungsverfahren nach dem zweiten Ausführungsbeispiel wird kein Niveauunterschied zwischen der oberen Oberfläche 14a der Driftschicht 14 und der unteren Oberfläche 18a des Halbleiterbereichs 18 erzeugt, und die obere Oberfläche 18a des Halbleiterbereichs 18 kann glatt ausgebildet werden. Daher kann die Erzeugung eines Leckstroms effektiv unterdrückt werden, wenn eine Sperrspannung an die Halbleitervorrichtung 10 angelegt wird. Da insbesondere das durch Trockenätzen und Ioneninjektion beschädigte Oberflächenschichtteil 40 entfernt ist, kann die Erzeugung eines Leckstroms effektiv unterdrückt werden.
Darüber hinaus wird mit dem Herstellungsverfahren nach dem zweiten Ausführungsbeispiel das Oberflächenschichtteil 40 der Driftschicht 14 nach der Ioneninjektion entfernt. Daher können während der Ioneninjektion Dotierstoffionen davor bewahrt werden, in das Oberflächeschichtteil 40 der Driftschicht 14 injiziert zu werden. Im Einzelnen sind Dotierstoffionen von einer tieferen Position als dem zu entfernenden Oberflächenschichtteil 40 zu injizieren. Folglich werden keine überflüssigen Injektionen von Dotierstoffionen durchgeführt, und die Dotierstoffioneninjektionsvorgänge können verkürzt werden. Unter den in 9 dargestellten Ioneninjektionsvorgängen 70 bis 82 können beispielsweise die Ioneninjektionsvorgänge 70 und 72 zur Injektion in das Oberflächenschichtteil 40 der Driftschicht 14 weggelassen werden.
Zudem wird bei dem Herstellungsverfahren nach dem zweiten Ausführungsbeispiel die Siliziumoxidschicht 32 auf einer oberen Oberfläche der Driftschicht 14 ausgebildet, und die Siliziumoxidschicht 32 wird als Ioneninjektionsmaske verwendet. Die Ioneninjektionsmaske ist jedoch nicht auf die Siliziumoxidschicht 32 beschränkt, und es kann eine beliebige Schicht verwendet werden, solange die Schicht zur Abschirmung von p-Dotierstoffionen (beispielsweise Aluminiumionen) befähigt ist.
Vorstehend sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, wobei die Beschreibung beispielhaft erfolgte und die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt ist.
Während beispielsweise der Fall der Herstellung einer Übergangsbarrieren-Schottky-Diode bei den vorstehend angeführten Ausführungsbeispielen beschrieben ist, ist das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren nicht auf eine derartige Halbleitervorrichtung beschränkt. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren kann auf eine beliebige Halbleitervorrichtung angewendet werden, solange die Halbleitervorrichtung einen Halbleiterbereich einer zweiten Leitungsart beinhaltet, der in einer Halbleiterschicht einer ersten Leitungsart ausgebildet wird, wobei der Halbleiterbereich an einer Oberfläche der Halbleiterschicht der ersten Leitungsart freigelegt ist. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist beispielsweise auf eine Siliziumcarbidhalbleitervorrichtung anwendbar, bei der eine Vorrichtungsstruktur wie etwa ein Feldeffekttransistor (beispielsweise ein MOSFET, ein Übergangs-Feldeffekttransistor und dergleichen) ausgebildet ist. Zudem ist das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ebenfalls auf einen Fall anwendbar, bei dem ein n-Halbleiterbereich auf einer p-Halbleiterschicht ausgebildet wird.
So ist vorstehend beschrieben, dass zunächst eine erste Schicht aus Nickel oder einer Nickel enthaltenden Legierung auf einer oberen Oberfläche einer Halbleiterschicht ausgebildet werden kann. Danach kann eine zweite Schicht aus Siliziumoxid auf einer oberen Oberfläche der ersten Schicht ausgebildet werden. Sodann kann ein Teil der zweiten Schicht, das einem Halbleiterbereich entspricht, entfernt werden. Danach können Ionendotierstoffe einer zweiten Leitungsart von oberhalb der ersten und zweiten Schicht in die Halbleiterschicht nach dem Entfernungsschritt injiziert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2007-42803 A [0002, 0005]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung (10) mit einer aus Siliziumcarbid zusammengesetzten Halbleiterschicht (14) einer ersten Leitungsart, wobei die Halbleiterschicht (14) der ersten Leitungsart einen Halbleiterbereich (18) einer zweiten Leitungsart aufweist, der an einer oberen Oberfläche der Halbleiterschicht der ersten Leitungsart freigelegt ist, das Verfahren umfasst die Schritte: Ausbilden einer ersten Schicht (24) auf der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht (14) der ersten Leitungsart, wobei die erste Schicht (24) aus Nickel oder einer Nickel enthaltenden Legierung ausgebildet ist; Ausbilden einer zweiten Schicht (26) auf der oberen Oberfläche der ersten Schicht, wobei die zweite Schicht (26) aus Siliziumoxid ausgebildet ist; Entfernen eines Teils der zweiten Schicht (26), wobei das Teil einer Position des Halbleiterbereichs (18) der zweiten Leitungsart entspricht; und Injizieren von Ionendotierstoffen der zweiten Leitungsart von der oberen Seite bezüglich der ersten und zweiten Schicht in die Halbleiterschicht (14) der ersten Leitungsart nach dem Entfernungsschritt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Halbleiterschicht (14) der ersten Leitungsart eine n-Halbleiterschicht ist, der Halbleiterbereich (18) der zweiten Leitungsart ein p-Halbleiterbereich ist, und die Ionendotierstoffe der zweiten Leitungsart Aluminiumionen sind.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner mit einem Schritt zum Aktivieren der Ionendotierstoffe der zweiten Leitungsart, die in die Halbleiterschicht (14) der ersten Leitungsart injiziert werden, indem die Halbleiterschicht 14 der ersten Leitungsart ausgeheilt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dicke der ersten Schicht (24) kleiner gleich 100 μm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Teil der zweiten Schicht (26) entfernt wird, indem bei dem Entfernungsschritt ein Überätzen auf der zweiten Schicht durchgeführt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung (10) mit einer aus Siliziumkarbid zusammengesetzten Halbleiterschicht (14) einer ersten Leitungsart, wobei die Halbleiterschicht (14) der ersten Leitungsart einen Halbleiterbereich (18) einer zweiten Leitungsart aufweist, der an einer oberen Oberfläche der Halbleiterschicht (14) der ersten Leitungsart freigelegt ist, das Verfahren umfasst die Schritte: Ausbildung einer Maskenschicht (32) auf der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht (14) der ersten Leitungsart; Entfernen eines Teils der Maskenschicht (32), wobei das Teil einer Position des Halbleiterbereichs (18) der zweiten Leitungsart entspricht; Injizieren von Ionendotierstoffen der zweiten Leitungsart von der oberen Seite bezüglich der Halbleiterschicht (14) der ersten Leitungsart und der Maskenschicht (32) in die Halbleiterschicht (14) der ersten Leitungsart nach dem Entfernungsschritt; und Glätten der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht (14) der ersten Leitungsart nach dem Injektionsschritt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei an dem Teil, das der Position des Halbleiterbereichs (18) der zweiten Leitungsart entspricht, eine Tiefe, in der die Ionendotierstoffe der zweiten Leitungsart in die Halbleiterschicht (14) der ersten Leitungsart injiziert werden, tiefer als eine Dicke der durch den Glättungsschritt entfernten Halbleiterschicht der ersten Leitungsart ist.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Maskenschicht (32) aus Siliziumoxid ausgebildet ist, und das Teil der Maskenschicht (32) entfernt wird, indem ein Überätzen auf der Maskenschicht (32) bei dem Entfernungsschritt durchgeführt wird.