DE102015111891A1

DE102015111891A1 - Verfahren zum Schützen einer Oberfläche eines Substrats und Halbleiterbauelement

Info

Publication number: DE102015111891A1
Application number: DE102015111891.2A
Authority: DE
Inventors: Günter Denifl; Roland Mönnich; Werner Eigler; Daniel Kück
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2017-01-26
Also published as: US20170032964A1

Abstract

Ein Verfahren zum Schützen einer Oberfläche (101a) eines Substrats (101) wird offenbart. Das Verfahren umfasst: Bearbeiten des Substrats (101); Ausbilden einer pyrolytischen Kohlenstoffschicht (120) auf mindestens einer Oberfläche (101a) des Substrats (101); und Unterziehen des Substrats (101) einer Wärmebehandlung, insbesondere bei einer Temperatur von über etwa 1300°C, typischerweise über etwa 1400°C.

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Hierin beschriebene Ausführungsformen betreffen Verfahren zum Schützen einer Oberfläche eines Halbleiterbauelements und Halbleiterbauelemente.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Angesichts des Obigen besteht eine Notwendigkeit zur Verbesserung.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Schützen einer Oberfläche eines Substrats: Bearbeiten des Substrats; Ausbilden einer pyrolytischen Kohlenstoffschicht auf mindestens einer Oberfläche des Substrats; und danach Unterziehen des Substrats einer Wärmebehandlung, insbesondere bei einer Abscheidungstemperatur von über etwa 1300°C, typischerweise über etwa 1400°C.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Halbleiterbauelement ein Substrat, wobei das Substrat Folgendes aufweist: einen ersten Dotierbereich, der mit Dotierstoffen von einem ersten Leitfähigkeitstyp dotiert ist; und einen zweiten Dotierbereich, der mit Dotierstoffen von einem zweiten Leitfähigkeitstyp dotiert ist, wobei der erste Dotierbereich und der zweite Dotierbereich einen pn-Übergang bilden, wobei eine Oberfläche des Substrats eine mittlere quadratische Oberflächenrauheit R_RMS von unter etwa 1 nm, insbesondere unter etwa 0,5 nm, insbesondere etwa 0,3 nm, aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Ausbilden eines Dotierbereichs: Bereitstellen eines SiC-Substrats mit einer Oberfläche; Dotieren des SiC-Substrats mit einem Dotierstoff zum Ausbilden eines Dotierbereichs; Ausbilden einer pyrolytischen Kohlenstoffschicht auf mindestens einer Oberfläche des Substrats, wobei die pyrolytische Kohlenstoffschicht in einer inerten Atmosphäre, die einen gasförmigen Wasserstoffvorläufer aufweist, bei einer Abscheidungstemperatur in einem Bereich von etwa 600°C bis etwa 1000°C und bei einem Abscheidungsdruck von etwa 133 Pa bis etwa 13300 Pa ausgebildet wird; und Unterziehen des Substrats, das die pyrolytische Kohlenstoffschicht umfasst, einer Wärmebehandlung bei einer Abscheidungstemperatur von über etwa 1300°C.
Der Fachmann erkennt bei der Lektüre der folgenden ausführlichen Beschreibung und bei der Betrachtung der beiliegenden Zeichnungen zusätzliche Merkmale und Vorteile.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Komponenten in den Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei stattdessen die Betonung darauf gelegt wird, die Prinzipien der Erfindung zu veranschaulichen. Zudem bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile. Es zeigen:
1A ein Halbleiterbauelement gemäß einer Ausführungsform;
1B ein Halbleiterbauelement gemäß einer Ausführungsform;
2 eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme (REM-Aufnahme) einer Oberfläche eines Substrats, das Stufenbündelung (step bunching) zeigt;
3A bis 3F einen Prozess zum Schützen einer Oberfläche eines Substrats gemäß einer Ausführungsform;
4 eine Atomkraftmikroskopaufnahme (AFM-Aufnahme) einer AFM-Analyse einer geschützten Oberfläche eines Substrats gemäß einer Ausführungsform; und
5 ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Schützen einer Oberfläche eines Substrats gemäß einer Ausführungsform.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon zeigen und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. In dieser Hinsicht wird unter Bezugnahme auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) Richtungsterminologie wie etwa "Oberseite", "Unterseite", "Vorderseite", "Rückseite", "vorderer", "hinterer", "seitlicher", "vertikaler" usw. verwendet. Diese Ausdrücke sollen zusätzlich zu anderen Orientierungen, als jene in den Figuren dargestellten, unterschiedliche Orientierungen des Bauelements einschließen. Weil Komponenten von Ausführungsformen in einer Reihe verschiedener Orientierungen positioniert werden können, wird die Richtungsterminologie zu Zwecken der Darstellung verwendet und ist auf keinerlei Weise beschränkend. Zudem werden Ausdrücke wie etwa "erster", "zweiter" und dergleichen ebenfalls verwendet, um verschiedene Elemente, Gebiete, Sektionen usw. zu beschreiben, und sie sollen ebenfalls nicht beschränkend sein. Gleiche Ausdrücke beziehen sich in der Beschreibung durchweg auf gleiche Elemente. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen, und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert. Die Ausführungsformen, die beschrieben werden, verwenden eine spezifische Sprache, die nicht als den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollte.
In dieser Patentschrift wird eine zweite Oberfläche eines Halbleitersubstrats als durch die untere oder rückseitige Oberfläche ausgebildet betrachtet, während eine erste Oberfläche als durch die obere, vordere oder Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet betrachtet wird. Die Ausdrücke "obere" und "untere", wie sie in dieser Patentschrift verwendet werden, beschreiben deshalb einen relativen Ort eines strukturellen Merkmals zu einem anderen strukturellen Merkmal unter Berücksichtigung dieser Orientierung.
Die Ausdrücke "elektrische Verbindung" und "elektrisch verbunden" beschreiben eine ohmsche Verbindung zwischen zwei Elementen.
Eine Ausführungsform wird als nächstes unter Bezugnahme auf 1A beschrieben. Unter Bezugnahme auf 1A wird ein Halbleiterbauelement 100 gezeigt.
Das Halbleiterbauelement 100 kann aus einem beliebigen Halbleitermaterial bestehen, das sich für das Herstellen von Halbleiterkomponenten eignet. Zu Beispielen für solche Materialien zählen unter anderem elementare Halbleitermaterialien wie etwa Silizium (Si), Gruppe-IV-Verbundhalbleitermaterialien wie etwa Siliziumcarbid (SiC) oder Siliziumgermanium (SiGe), binäre, ternäre oder quaternäre III-V-Halbleitermaterialien wie etwa Galliumarsenid (GaAs), Galliumphosphid (GaP), Indiumphosphid (InP), Galliumnitrid (GaN), Aluminiumgalliumnitrid (AlGaN), Indiumgalliumphosphid (InGaP) oder Indiumgalliumarsenidphosphid (InGaAsP) und binäre oder ternäre II-VI-Halbleitermaterialien wie etwa Kadmiumtellurid (CdTe) und Quecksilberkadmiumtellurid (HgCdTe), um nur einige zu nennen. Die oben erwähnten Halbleitermaterialien werden auch als Homoübergangshalbleitermaterialien bezeichnet. Beim Kombinieren von zwei verschiedenen Halbleitermaterialien wird ein Heteroübergangshalbleitermaterial ausgebildet. Zu Beispielen für Heteroübergangshalbleitermaterialien zählen unter anderem Silizium-(Si_xC_1-x) und SiGe-Heteroübergangshalbleitermaterial. So werden zum Beispiel für Leistungshalbleiteranwendungen gegenwärtig hauptsächlich Si-, SiC- und GaN-Materialien verwendet. Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, besteht der Halbleiter 100 aus SiC.
Das Halbleiterbauelement 100 umfasst ein Substrat 101. Wenngleich nicht gezeigt, kann das Halbleiterbauelement 100 einen oder mehrere Dotierbereiche aufweisen, die mit Dotierstoffen vom gleichen oder einem anderen Leitfähigkeitstyp dotiert sind. Beispielsweise kann das Halbleiterbauelement 100 einen ersten Dotierbereich aufweisen, der mit Dotierstoffen von einem ersten Leitfähigkeitstyp dotiert ist, und einen zweiten Dotierbereich, der mit Dotierstoffen von einem zweiten Leitfähigkeitstyp dotiert ist. Der erste Dotierbereich und der zweite Dotierbereich können einen pn-Übergang bilden. Weiterhin kann das Halbleiterbauelement 100 einen dritten Dotierbereich aufweisen, der mit Dotierstoffen vom ersten Leitfähigkeitstyp dotiert ist, eine Gateisolierschicht und eine Gateelektrode, wodurch ein MOSFET gebildet wird.
Im Kontext der vorliegenden Patentschrift sollte der Ausdruck "MOS" (Metalloxidhalbleiter) so verstanden werden, dass er den allgemeineren Ausdruck "MIS" (Metall-Isolator-Halbleiter) umfasst. Beispielsweise sollte der Ausdruck MOSFET (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor) so verstanden werden, dass er auch FETs mit einem Gateisolator umfasst, der kein Oxid ist, d.h. der Ausdruck MOSFET wird in der allgemeineren Ausdrucksbedeutung von IGFET (Insulated-Gate Field-Effect Transistor) beziehungsweise MISFET (Metal-Insulator-Semiconductor Field-Effect Transistor) verwendet. Der Ausdruck "Metall" für das Gatematerial des MOSFET sollte so verstanden werden, dass er elektrisch leitende Materialien umfasst wie etwa unter anderem Metall, Legierungen, dotierte polykristalline Halbleiter und Metallhalbleiterverbindungen wie etwa Metallsilizide.
Durch einen Feldeffekt gesteuerte Schalteinrichtungen wie etwa Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) oder IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) werden für verschiedene Anwendungen verwendet, einschließlich der Verwendung als Schalter in Stromversorgungen und Leistungswandlern, Elektrofahrzeugen, Klimaanlagen und sogar Stereosystemen. Insbesondere bezüglich Leistungseinrichtungen, die in der Lage sind, große Ströme zu schalten und/oder bei höheren Spannungen zu arbeiten, ist oftmals ein niedriger Widerstandswert im leitenden Ein-Zustand erwünscht. Dies bedeutet z.B., dass, damit ein gegebener Strom geschaltet wird, der Spannungsabfall an dem eingeschalteten FET, z.B. die Source-Drain-Spannung, niedrig sein soll. Andererseits sollen die Verluste, die während des Ausschaltens oder Kommutierens des FET auftreten, oftmals ebenfalls klein gehalten werden, um die Gesamtverluste zu minimieren.
Zu Beispielen für dielektrische Materialien zum Ausbilden eines Dielektrikumgebiets oder einer Dielektrikumsschicht zwischen der Gateelektrode und den dotierten Bereichen zählen unter anderem Siliziumoxid (SiO₂), Siliziumnitrid (Si₃N₄), Siliziumoxynitrid (SiO_xN_y), Zikoniumoxid (ZrO₂), Tantaloxid (Ta₂O₅), Titanoxid (TiO₂) und Hafniumoxid (HfO₂) und Kombinationen davon einschließlich Stapeln aus verschiedenen Isoliermaterialien.
Wie in 1B gezeigt, kann das Halbleiterbauelement 150 weiterhin einen oder mehrere Grabenstrukturen 150 aufweisen. Jede Grabenstruktur 150 wird so ausgebildet, dass sie ein Seitenverhältnis aufweist. Das Seitenverhältnis kann als das Verhältnis der Größen der Grabenstruktur 150 in verschiedenen Abmessungen verstanden werden. Insbesondere kann das Seitenverhältnis einer Grabenstruktur 150 als das Verhältnis der Tiefe D der Grabenstruktur 150 zu einer Breite W der Grabenstruktur 150 verstanden werden. Die Tiefe D einer Grabenstruktur 150 kann als die geometrische Größe der Grabenstruktur 150 senkrecht zu einer Oberfläche 101a des Substrats 101 definiert werden. Die Breite W einer Grabenstruktur 150 kann als die geometrische Größe der Grabenstruktur 150 parallel zur Oberfläche 101a des Substrats 101 definiert werden. Beispielsweise können die Grabenstrukturen ein Seitenverhältnis von über etwa 5, insbesondere über etwa 10, insbesondere über etwa 20, aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen hierin offenbarten Ausführungsformen kombiniert werden kann, kann das Substrat 101 ein außeraxiales Substrat sein. Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann ein außeraxiales Substrat als ein Substrat mit einer außeraxialen Orientierung verstanden werden, d.h. mit einer Substratoberfläche, die um eine jeweilige kristallographische Orientierung oder Kristallorientierung um einige wenige Grad geneigt ist. Das heißt, das außeraxiale Substrat ist bezüglich der jeweiligen Gitterebene schräg orientiert. Typischerweise werden außeraxiale Substrate entlang einer Richtung geschnitten, die bezüglich einer jeweiligen Gitterebene um einige wenige Grad geneigt ist (außeraxialer Schnitt). Beispielsweise kann die Oberfläche des Substrats um einen Winkel geneigt sein, der bezüglich der jeweiligen Kristallorientierung im Bereich von 1 Grad bis 10 Grad liegt. Wie der Fachmann versteht, kann eine jeweilige Kristallorientierung zum Beispiel durch den Millerschen Index ausgedrückt werden, der üblicherweise in der Technik bekannt ist. beispielsweise kann das außeraxiale Substrat 101 SiC oder BN (Bornitrid) aufweisen. Insbesondere ist das außeraxiale Substrat 101 ein SiC-Substrat.
Wie oben erwähnt, kann das Substrat 101 einen oder mehrere Dotierbereiche aufweisen, die mit Dotierstoffen dotiert sind. Normalerweise wird das Substrat 101 einer Hitzebehandlung oder einer Wärmebehandlung unterzogen zum Ausheilen und/oder Aktivieren der Dotierstoffe. Beispielsweise wird das Substrat einer Wärmebehandlung mit einer Temperatur von über 1000°C, typischerweise etwa 1600°C, unterzogen. Während der Wärmebehandlung steigt die Mobilität der Atome des Substrats 101, insbesondere an der Oberfläche 101a des Substrats 101. Insbesondere können aufgrund der außeraxialen Orientierung des Substrats 101 die Atome des Substrats 101 an der Oberfläche 101a während der Wärmebehandlung umgeordnet werden. Beispielsweise kann ein als Stufenbündelung bekanntes Phänomen, wie in 2 gezeigt, auftreten.
2 zeigt eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme (REM-Aufnahme) einer Oberfläche 101a eines außeraxialen Substrats 101 wie etwa eines SiC-Substrats nach einer Wärmebehandlung. Die Oberfläche 101a umfasst mehrere terrassenartige Strukturen, die verschiedene Gitterebenen exprimieren. Diese stufengebündelte Oberfläche umfasst andere Oberflächeneigenschaften als die Oberfläche 101a vor der Wärmebehandlung. Beispielsweise ist die Aufwachsbedingung von auf der Oberfläche 101a auszubildenden Schichten verändert. Dementsprechend besteht eine Notwendigkeit zum Schützen der Oberflächen eines außeraxialen Substrats während der Wärmebehandlung.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Kohlenstoffschicht verwendet, um eine Oberfläche eines Substrats zu schützen. Insbesondere wird die Kohlenstoffschicht auf der zu schützenden Oberfläche vor der Wärmebehandlung ausgebildet und kann danach entfernt werden. Herkömmlicherweise wird die Kohlenstoffschicht durch Ausbilden einer Polymerschicht wie etwa eines Photoresist und Härten der Polymerschicht zum Ausgasen von Lösungsmittel und anderen flüchtigen Stoffen aus der Polymerschicht in einem Ofen durch Temperatur ausgebildet. Dadurch wird die Polymerschicht verdichtet und eine Grafit- oder Kohlenstoffschicht wird ausgebildet.
Während des Ausgasens der Lösemittel und der flüchtigen Stoffe kann jedoch ein Volumen der Polymerschicht auf etwa das halbe Volumen der Polymerschicht vor dem Härten abnehmen. Dementsprechend wird die Polymerschicht am Anfang dick genug ausgebildet, um die Ausbildung von Löchern in der resultierenden Kohlenstoffschicht zu vermeiden. Obwohl die Polymerschicht wie oben beschrieben ausgegast wird, können zudem Lösungsmittel und andere flüchtige Stoffe in der Kohlenstoffschicht bleiben. Diese verbleibenden Lösungsmittel und/oder flüchtigen Stoffe können während der Wärmebehandlung z.B. zum Aktivieren der Dotierstoffe, wie oben beschrieben, ausgasen. Beispielsweise kann die Bearbeitungsatmosphäre während der Wärmebehandlung durch die ausgegasten Lösungsmittel und/oder flüchtigen Stoffe abgeändert werden und/oder die ausgegasten Lösungsmittel und/oder die flüchtigen Stoffe können in einer Bearbeitungskammer abgeschieden werden, in der die Wärmebehandlung durchgeführt wird, wodurch Komponenten wie etwa Ventile der Behandlungskammer sich verschlechtern oder beschädigt werden können.
Alternativ kann die Kohlenstoffschicht DC-gesputtert oder durch Plasma-DLC (Diamond Like Carbon – diamantartiger Kohlenstoff) ausgebildet werden. Das Sputtern ist jedoch nur für das Bedecken strukturierter Oberflächen von Substraten nützlich, solange ein Seitenverhältnis der Strukturen auf oder in dem Substrat kleiner ist als ein kritischer Wert. Für DC-Sputtern oder Plasma-DLC kann der kritische Wert etwa 3 bis 4 betragen. Über dem kritischen Wert kann eine abgeschiedene Kohlenstoffschicht nicht alle Strukturen ausreichend bedecken.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Kohlenstoffschicht als eine pyrolytische Kohlenstoffschicht ausgebildet. Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann eine pyrolytische Kohlenstoffschicht als eine aus pyrolytischem Kohlenstoff ausgebildete Schicht verstanden werden. Hier kann pyrolytischer Kohlenstoff als eine feste Form von Kohlenstoff verstanden werden, die während einer Behandlung von flüssigem Kohlenstoff durch Pyrolyse auf einer Oberfläche abgeschieden wird. Beispielsweise kann pyrolytischer Kohlenstoff durch Erhitzen eines Kohlenwasserstoffs hergestellt werden, insbesondere eines Kohlenwasserstoffs, der durch die allgemeine Formel C_xH_y ausgedrückt wird, wobei x und y positive ganze Zahlen sind, Vorläufer zu seiner Zersetzungstemperatur, und indem gestattet wird, dass das Graphit auf der Oberfläche kristalliert. Weiterhin kann der pyrolytische Kohlenstoff aus einer gasförmigen Phase in einer inerten Atmosphäre ausgebildet oder abgeschieden werden.
Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann das Adjektiv "flüssig" als ein Fluid, d.h. eine Flüssigkeit oder ein Gas, betreffend verstanden werden. Dementsprechend kann ein flüssiges Objekt wie etwa der obige "flüssige Kohlenstoff" entweder flüssig oder gasförmig sein. Somit kann ein Ausdruck "flüssiger Kohlenstoff" durch den Fachmann als ein Material verstanden werden, das Kohlenstoff enthält und das sich in einem flüssigen oder gasförmigen Zustand befindet.
Die 3A bis 3F zeigen einen Prozess zum Schützen einer Oberfläche eines Substrats. Dieser Prozess kann ein Teil eines Verfahrens zum Herstellen eines Halbleiterbauelements wie etwa die Ausbildung eines Leistungsbauelements sein. Beispiele sind Leistungsdioden, Leistungs-FETs und Leistungs-IGBTs.
3A zeigt ein Substrat 101 mit einer Oberfläche 101a. Das Substrat 101 kann ein beliebiges geeignetes Halbleitermaterial sein. Insbesondere ist das Substrat 101 ein außeraxiales Substrat, wie oben beschrieben. Typischerweise ist das Substrat 101 ein SiC-Substrat. Wenngleich nicht gezeigt, kann das Substrat 101 Grabenstrukturen 150 aufweisen, wie in 1B gezeigt. Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, umfasst die Grabenstrukturen ein Seitenverhältnis von über etwa 5, insbesondere über etwa 10, insbesondere über etwa 20.
Wie in 3B gezeigt, wird das Substrat 101 einem Dotierprozess von der Oberfläche 101 aus unterzogen. Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird das Substrat 101 mit einem Dotierstoff in einem Dotierbereich dotiert. Typischerweise werden Dotierstoffe zum Beispiel durch einen Ionenimplantationsprozess implantiert, um in dem Substrat 101 einen oder mehrere Dotierbereiche auszubilden. Beispielsweise kann das Substrat 101 mit einem Dotierstoff von einem ersten Leitfähigkeitstyp in einem ersten Dotierbereich dotiert werden, und das Substrat 101 kann mit einem Dotierstoff von einem zweiten Leitfähigkeitstyp in einem zweiten Dotierbereich dotiert werden. Der erste Dotierbereich und der zweite Dotierbereich können einen pn-Übergang bilden. 3B veranschaulicht die Ausbildung eines Dotierbereichs 105, der mit einem durch das Substrat 101 bereitgestellten Dotierbereich 107 einen pn-Übergang 106 bildet.
Obwohl ein Dotierprozess oben beschrieben worden ist, ist es möglich, einen beliebigen Prozess zu verwenden, angewendet während der Halbleiterbauelementfabrikation kann stattdessen oder zusätzlich durchgeführt werden. Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird das Substrat bearbeitet, insbesondere durch einen bei der Halbleiterbauelementherstellung verwendeten Prozess.
Gemäß einer in 3C gezeigten Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird eine pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 zumindest auf der Oberfläche 101a ausgebildet oder abgeschieden. Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, kann die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 zu einer Dicke von etwa einigen wenigen Nanometern, wie etwa zum Beispiel etwa 0,5 nm bis etwa 50 nm, insbesondere etwa 1 nm bis etwa 15 nm, typischerweise etwa 3 nm bis etwa 7 nm, beispielsweise etwa 5 nm, ausgebildet werden. Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, kann die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 zu einer derartigen Dicke ausgebildet werden, dass eine Konformität der pyrolytischen Kohlenstoffschicht 120 erzielt werden kann, d.h., dass die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 als eine geschlossene Schicht ausgebildet werden kann. Beispielsweise kann zum Beispiel im Fall eines Graphens sogar eine Monoschicht eine geschlossene oder konforme Schicht bereitstellen. Somit versteht der Durchschnittsfachmann, dass sich eine "Schichtdicke von einigen wenigen Nanometern" auf eine Schichtdicke beziehen kann, die ausreicht, um eine konforme Schicht bereitzustellen.
Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann pyrolytischer Kohlenstoff als eine Form von festem Kohlenstoff mit hauptsächlich oder im Wesentlichen ausschließlich sp²-hybridisierten Kohlenstoffatomen und mit einer kurzrangigen Ordnung ähnlich Graphit verstanden werden. Typischerweise weist pyrolytischer Kohlenstoff eine einzelne Spaltebene ähnlich wie Glimmer auf, weil die Graphenlagen in einer planaren Ordnung kristallisieren, im Gegensatz zu Graphit, das mikroskopische, zufällig orientierte Zonen bildet. Zudem kann die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 mit einer turbostratischen Mikrostruktur ausgebildet werden.
Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann eine "turbostratische Mikrostruktur" so verstanden werden, dass sie eine Kristallstruktur beschreibt, bei der Basisebenen verrutscht waren. Insbesondere kann die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 eine oder mehrere Ebenen oder Teilschichten oder Atomschichten aufweisen, unter denen benachbarte Schichten oder aufeinanderliegende Schichten parallel zueinander sein können, aber zueinander keine bevorzugte Orientierung aufweisen. Das heißt, die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 kann auf der Nanometerskala Gebiete aufweisen, in denen die Ebenen oder Teilschichten oder aufweisenfast parallel und äquidistant sind. Diese Ebenen oder Teilschichten oder Atomschichten sind jedoch zueinander verzogen und/oder verschoben und können eine Welligkeit aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 mit einer nanokristallinen Struktur ausgebildet. Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 mit einer Korngröße oder Kristallgröße von etwa 1 nm bis etwa 20 nm, insbesondere etwa 3 nm bis etwa 10 nm, insbesondere etwa 5 nm, ausgebildet. Weiterhin kann die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 sehr gut auf dem Substrat 101 haften, insbesondere einem SiC-Substrat.
Somit kann der pyrolytische Kohlenstoff mehrere ungewöhnliche anisotrope Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise kann die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 entlang der Spaltebene stärker wärmeleitend sein als Graphit, wodurch sie ein sehr guter planarer Wärmeleiter wird. Weiterhin kann die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 einen spezifischen Rechenwiderstand im Bereich von mOhm·cm aufweisen. Beispielsweise kann die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 einen spezifischen elektrischen Widerstand von etwa 1 mOhm·cm bis etwa 10 mOhm·cm, insbesondere von etwa 1,5 mOhm·cm bis etwa 5 mOhm·cm, typischerweise von etwa 2 mOhm·cm bis etwa 3 mOhm·cm, aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 auf einem Oberflächenbereich der mindestens einen Oberfläche 101a des Substrats 101 ausgebildet, der dem Dotierbereich 105 entspricht. Insbesondere kann die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 auf dem Oberflächenbereich der Oberfläche 101a ausgebildet werden, die einer Dotierquelle zugewandt ist. Typischerweise ist die Oberfläche 101a die Oberfläche des Substrats 101, von der aus der Dotierprozess durchgeführt wird. Zudem kann die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 im Wesentlichen auf der ganzen Oberfläche 101a des Substrats ausgebildet werden. In diesem Kontext können "ganz" oder "im Wesentlichen ganz" oder "im Wesentlichen auf der ganzen ausgebildet" als Teil des Substrats 101 verstanden werden, der während einer Wärmebehandlung exponiert ist, zum Beispiel zum Aktivieren der Dotierstoffe. Gemäß Ausführungsformen kann eine Stufenbündelung verhindert werden, indem der Bereich des Substrats 101 bedeckt wird, der ansonsten während der Wärmebehandlung exponiert wäre. Dieser Prozess kann insbesondere durch Strukturierungsprozesse wie etwa Lithographie oder Schattenmasken durchgeführt werden.
Die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 kann mindestens auf der Oberfläche 101a des Substrats 101 in einem Ofen unter Verwendung eines kohlenstoffhaltigen Materials als ein Vorläufer, der als eine Kohlenstoffquelle dienen kann, abgeschieden werden. Insbesondere kann ein fluider Kohlenwasserstoff, d.h. ein flüssiger oder gasförmiger Kohlenwasserstoff, als ein Vorläufer verwendet werden, wie etwa ein flüssiger oder gasförmiger Kohlenwasserstoff gemäß der generischen Formel C_xH_y. Weiterhin können Materialien, die nicht nur Wasserstoff und Kohlenstoff aufweisen, verwendet werden. Beispielsweise können Materialien, die Wasserstoff, Kohlenstoff und Stickstoff aufweisen, wie etwa Pyridin, als Vorläufer verwendet werden. Zudem kann eine Gasphasenabscheidungstechnik wie etwa LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) oder PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) verwendet werden. Das Abscheiden einer pyrolytischen Kohlenstoffschicht auf einem strukturierten Substrat, das z.B. mit Grabenstrukturen 150 strukturiert sein kann, wie oben beschrieben, kann sich insofern als vorteilhaft herausstellen, als die pyrolytische Kohlenstoffschicht auch mit einer hohen Konformität in den Grabenstrukturen abgeschieden werden kann, insbesondere auf Seiten- und Bodenwänden der Grabenstrukturen. Insbesondere kann eine gleichförmige Bedeckung der Oberfläche 101a des Substrats 101a erzielt werden.
Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird ein fluider Kohlenwasserstoff als ein Vorläufer zum Ausbilden der pyrolytischen Kohlenstoffschicht 120 verwendet, insbesondere könnte ein kohlenstoffhaltiger Vorläufer wie Ethen, Ethan, Acetylen oder Methan verwendet werden. Weiterhin kann der Vorläufer in einer inerten Atmosphäre ausgebildet werden. Beispielsweise kann der Vorläufer in einem Gas verdünnt werden, das bezüglich der Prozessumgebung inert ist, d.h., das den ausgeführten Prozess nicht beeinflusst. Typischerweise kann der Vorläufer in einem inerten Gas wie etwa Helium (He) oder Argon (Ar) verdünnt oder in Stickstoff (N₂) verdünnt werden.
Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, kann die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 z.B. durch Erhitzen eines fluiden Kohlenwasserstoffs bei einer Abscheidungstemperatur von etwa 500°C bis etwa 1300°C, insbesondere etwa 600°C bis etwa 950°C, typischerweise etwa 800°C bis etwa 900°C, ausgebildet werden. Beispielsweise kann die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 aus einer gasförmigen Phase zum Beispiel durch LPCVD oder PECVD ausgebildet werden.
Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 mit einer verbleibenden Wasserstoffkonzentration von unter etwa 10 Atom%, spezifisch unter etwa 7,5 Atom%, insbesondere weniger als etwa 5 Atom%, ausgebildet. Das heißt, die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 kann eine verbleibende Wasserstoffkonzentration oder einen verbleibenden Wasserstoffgehalt von weniger als etwa 10 Atom%, spezifisch weniger als 7,5 Atom%, insbesondere weniger als etwa 5 Atom%, aufweisen. Insbesondere kann bei Verwendung eines Kohlenwasserstoffs als Vorläufer Wasserstoff als Nebenprodukt während der Abscheidung der pyrolytischen Kohlenstoffschicht 120 erzeugt werden. Wasserstoff verschlechtert jedoch nicht die Prozessumgebung. Gemäß Ausführungsformen kann die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 bei Wärmebehandlung einen sehr kleinen Volumenverlust erfahren. Beispielsweise kann während einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von etwa 1000°C die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 etwa 5% ihres Volumens verlieren. Weiterhin kann das Ausgasen während der Wärmebehandlung für z.B. Ausheilen und/oder Aktivieren der Dotierstoffe reduziert oder fast verhindert werden. Somit kann eine Kontamination einer Verarbeitungskammer zum Durchführen der Wärmebehandlung verhindert werden.
Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 unter einem Abscheidungsdruck von etwa 1 mBar (1 Torr) bis etwa 133 mBar (100 Torr), spezifisch etwa 40 mBar (30 Torr) bis etwa 107 mBar (80 Torr), insbesondere etwa 67 mBar (50 Torr), ausgebildet. Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, kann die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 mit einer Abscheidungsrate von etwa 0,1 nm/min bis 10 nm/min, spezifisch etwa 1 nm/min bis etwa 5 nm/min, insbesondere etwa 1,5 nm/min, ausgebildet werden.
Beispielsweise kann die pyrolytische Kohlenstoffschicht durch einen Chargenprozess und/oder einen Ofenprozess ausgebildet werden. Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird die pyrolytische Kohlenstoffschicht durch einen Chargenprozess ausgebildet. Typischerweise wird die pyrolytische Kohlenstoffschicht durch einen Chargenofenprozess ausgebildet.
Gemäß einer in 3D gezeigten Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird das Substrat 101 einer Wärmebehandlung unterzogen, um die Dotierstoffe zu aktivieren. Wie oben umrissen, kann durch Bedecken der Oberfläche 101a des Substrats 101 mit der pyrolytischen Kohlenstoffschicht 120 das Auftreten des Stufenbündelns verhindert werden.
Gemäß einer in 3E gezeigten Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 entfernt, nachdem das Substrat 101 der Wärmebehandlung unterzogen worden ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Kontaktschicht oder Metallisierungsschicht 108 auf und in ohmschem Kontakt mit der Oberfläche 101a des Substrats 101 ausgebildet, um einen ohmschen Kontakt zum Dotierbereich 105 bereitzustellen. Die leitende Kontaktschicht oder Metallisierungsschicht 108 kann eine einzelne Schicht oder ein Schichtstapel sein und kann Metalle oder Metalllegierungen aufweisen. Es ist auch möglich, dass die Kontaktschicht oder Metallisierungsschicht 108 mindestens eine hochdotierte Halbleiterschicht aufweist.
Wie oben umrissen, ist zwar in 3A bis 3F ein unstrukturiertes Substrat 101 beispielhaft gezeigt, doch erkennt der Fachmann, dass das Substrat 101 Grabenstrukturen 150 aufweisen kann, wie unter Bezugnahme auf 1B offenbart. Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist das Substrat 101a mit Grabenstrukturen 150 versehen, wobei die Grabenstrukturen 150 ein Seitenverhältnis von über etwa 5, spezifisch über etwa 10, insbesondere über etwa 20, aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform werden die Grabenstrukturen 150 in der Oberfläche 101a des Substrats 101 ausgebildet.
Gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen kann eine gleichförmige Kantenbedeckung und/oder hohe Konformität der pyrolytischen Kohlenstoffschicht 120 erzielt werden, wenn die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 wie hierin offenbart abgeschieden wird. Somit können Grabenstrukturen 150 mit einem Seitenverhältnis wie oben, spezifisch die exponierten Oberflächen innerhalb der Grabenstrukturen 150 und die Kanten zwischen diesen Oberflächen, mit hoher Konformität bedeckt werden. Somit kann das Auftreten des Stufenbündelns auch in den Grabenstrukturen 150 verhindert werden. Die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 kleidet die Grabenstrukturen 150 konformal aus, d.h., bedeckt die Seitenwände und die Böden der Grabenstrukturen 150, ohne die Grabenstrukturen 150 vollständig zu füllen.
4 zeigt eine Atomkraftmikroskopaufnahme (AFM-Aufnahme) einer AFM-Analyse einer Oberfläche 101a eines Substrats 101, die während einer Wärmebehandlung durch eine pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 geschützt worden ist, wie oben umrissen. Wie aus 4 ersichtlich ist, ist die Oberfläche 101a gleichförmig, d.h., sie zeigt kein Stufenbündeln, wie unter Bezugnahme auf 2 erörtert. Weiterhin kann die Oberfläche 101a eine mittlere quadratische (RMS) Oberflächenrauheit R_RMS von etwa 1 nm, spezifisch unter etwa 0,5 nm, insbesondere etwa 0,3 nm, aufweisen.
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens S100 zum Schützen einer Oberfläche 101a eines Substrats 100 gemäß einer Ausführungsform. Im Block S110 wird das Verfahren gestartet. Im Block S120 wird das Substrat 101 bearbeitet. Beispielsweise kann das Substrat 101 mit einem Dotierstoff dotiert werden. Zudem kann das Substrat 101 mit Dotierstoffen von einem ersten Leitfähigkeitstyp in einem ersten Dotierbereich dotiert werden und kann mit Dotierstoffen von einem zweiten Leitfähigkeitstyp in einem zweiten Dotierbereich dotiert werden. Der erste Dotierbereich und der zweite Dotierbereich können einen pn-Übergang bilden. Im Block S140 wird eine pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 zumindest auf der Oberfläche 101a des Substrats 101 ausgebildet. Im Block S160 wird das Substrat 101 einer Wärmebehandlung unterzogen. Die Wärmebehandlung kann bei einer Temperatur von etwa 1300°C, typischerweise über etwa 1400°C, durchgeführt werden. Insbesondere kann die während der Wärmebehandlung verwendete Temperatur hoch genug sein, um ein Stufenbündeln in einer ungeschützten Oberfläche des Substrats zu induzieren. Beispielsweise kann das Substrat 101 einer Wärmebehandlung unterzogen werden, um die Dotierstoffe zu aktivieren. Optional kann im Block S180 die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 entfernt werden. Das Verfahren S100 endet im Block S190.
Obwohl ein Dotierprozess für das "Bearbeiten des Substrats" beschrieben worden ist, versteht der Durchschnittsfachmann, dass das "Bearbeiten des Substrats" einen beliebigen Prozess umfassen kann, der während einer Halbleiterbauelementfabrikation angewendet wird. Beispielsweise kann es sich bei der Fabrikation der Grabenstrukturen um einen oder mehrere Prozesse handeln, die unter den Ausdruck "Bearbeiten des Substrats" fallen.
Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, werden Grabenstrukturen 150 in dem Substrat 101 ausgebildet, bevor die pyrolytische Kohlenstoffschicht 120 ausgebildet wird, wobei die Grabenstrukturen 150 ein Seitenverhältnis von über etwa 5, spezifische über etwa 10, insbesondere über etwa 20, aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird eine Isolierschicht auf der zumindest einen Oberfläche 101a des Substrats 101 nach dem Entfernen der pyrolytischen Kohlenstoffschicht 120 ausgebildet. Dass die Oberfläche 101a des Substrats 101a wie oben umrissen geschützt worden ist, hat die Gleichförmigkeit der Oberfläche 101a bezüglich z.B. einer niedrigen RMS-Oberflächenrauheit R_RMS erhöht. Dementsprechend können weitere Schichten wie etwa die Isolierschicht mit erhöhter Stabilität auf der Oberfläche 101a ausgebildet werden, wodurch ein zuverlässiges Halbleiterbauelement bereitgestellt wird. Beispielsweise kann das Substrat 101, das wie oben umrissen geschützt ist, in einem Substrat eines Leistungshalbleiterbauelements vorgesehen sein oder kann das Substrat sein, wie etwa ein IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Somit kann die Leistung des Leistungsbauelements erhöht werden.
Wie hierin verwendet, sind die Ausdrücke "haben", "aufweisen", "mit", "umfassen" und dergleichen offene Ausdrücke, die die Anwesenheit erwähnter Elemente oder Merkmale anzeigen, zusätzliche Elemente oder Merkmale aber nicht ausschließen. Die Artikel "ein/eine/einer" und "der/die/das" sollen den Plural sowie den Singular umfassen, sofern der Kontext nicht deutlich etwas Anderes angibt.
Unter Berücksichtigung des obigen Bereichs von Varianten und Anwendungen versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die vorausgegangene Beschreibung beschränkt wird noch durch die beiliegenden Zeichnungen beschränkt wird. Stattdessen wird die vorliegende Erfindung nur durch die folgenden Ansprüche und ihre rechtlichen Äquivalente beschränkt.

Claims

Verfahren zum Schützen einer Oberfläche (101a) eines Substrats (101), umfassend: Bearbeiten des Substrats (101); Ausbilden einer pyrolytischen Kohlenstoffschicht (120) auf mindestens einer Oberfläche (101a) des Substrats (101); und danach Unterziehen des Substrats (101) einer Wärmebehandlung, insbesondere bei einer Abscheidungstemperatur von über etwa 1300°C, typischerweise über etwa 1400°C.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bearbeiten des Substrats (101) ein Dotieren des Substrats (101) mit einem Dotierstoff zum Ausbilden eines Dotierbereichs umfasst und wobei das Substrat (101) der Wärmebehandlung unterzogen wird, um die Dotierstoffe zu aktivieren.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Substrat (101) ein SiC-Substrat (101) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend: Entfernen der pyrolytischen Kohlenstoffschicht (120) nach dem Unterziehen des Substrats (101) der Wärmebehandlung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die pyrolytische Kohlenstoffschicht (120) auf einem Oberflächenbereich der mindestens einen Oberfläche (101a) des Substrats (101) ausgebildet wird, der dem Dotierbereich entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die pyrolytische Kohlenstoffschicht (120) mit einer nanokristallinen Struktur ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die pyrolytische Kohlenstoffschicht (120) durch einen Chargenprozess ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Vorläufer, der ein Kohlenstoff enthaltendes Material aufweist, zum Ausbilden der pyrolytischen Kohlenstoffschicht (120) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Vorläufer ein Material mit der generischen Formel C_xH_y aufweist, wobei x und y positive ganze Zahlen sind.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Vorläufer in einem inerten Gas verdünnt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die pyrolytische Kohlenstoffschicht (120) bei einer Abscheidungstemperatur von etwa 600°C bis etwa 1000°C, insbesondere etwa 700°C bis etwa 900°C, insbesondere bei etwa 850°C, ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die pyrolytische Kohlenstoffschicht (120) unter einem Abscheidungsdruck von etwa 133 Pa (1 Torr) bis etwa 13300 Pa (100 Torr), insbesondere etwa 4000 Pa (30 Torr) bis etwa 10700 Pa (80 Torr), insbesondere bei etwa 6700 Pa (50 Torr) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die pyrolytische Kohlenstoffschicht (120) zu einer Dicke von einigen wenigen Nanometern ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die pyrolytische Kohlenstoffschicht (120) mit einer Abscheidungsrate von etwa 0,1 nm/min bis 10 nm/min, insbesondere etwa 1 nm/min bis etwa 5 nm/min, insbesondere etwa 1,5 nm/min, ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die pyrolytische Kohlenstoffschicht (120) mit einer Korngröße von etwa 1 nm bis etwa 20 nm, insbesondere etwa 3 nm bis etwa 10 nm, insbesondere etwa 5 nm, ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die pyrolytische Kohlenstoffschicht (120) mit einer verbleibenden Wasserstoffkonzentration von unter etwa 10 Atom%, insbesondere weniger als etwa 7,5 Atom%, insbesondere weniger als etwa 5 Atom%, ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, weiterhin umfassend: Ausbilden von Grabenstrukturen (150) in dem Substrat (101) vor dem Ausbilden der pyrolytischen Kohlenstoffschicht (120), wobei die Grabenstrukturen (150) ein Seitenverhältnis von über etwa 5, insbesondere über etwa 10, insbesondere über etwa 15, aufweisen, wobei die pyrolytische Kohlenstoffschicht (120) auch in den Grabenstrukturen (150) abgeschieden wird, um die Grabenstruktur (150) konform auszukleiden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, weiterhin umfassend: Ausbilden einer Isolierschicht auf der mindestens einen Oberfläche (101a) des Substrats (101) nach dem Entfernen der pyrolytischen Kohlenstoffschicht (120).
Verfahren zum Ausbilden eines Dotierbereichs, umfassend: Bereitstellen eines SiC-substrats (101) mit einer Oberfläche (101a); Dotieren des SiC-Substrats (101) mit einem Dotierstoff zum Ausbilden eines Dotierbereichs; Ausbilden einer pyrolytischen Kohlenstoffschicht (120) auf der Oberfläche (101a) des Substrats (101), wobei die pyrolytische Kohlenstoffschicht (120) in einer inerten Atmosphäre, die einen gasförmigen Kohlenwasserstoffvorläufer aufweist, bei einer Abscheidungstemperatur in einem Bereich von etwa 600°C bis etwa 1000°C und bei einem Abscheidungsdruck von etwa 133 Pa (1 Torr) bis etwa 13300 Pa (100 Torr) ausgebildet wird; und Unterziehen des Substrats (101), das die pyrolytische Kohlenstoffschicht (120) umfasst, einer Wärmebehandlung bei einer Abscheidungstemperatur von über etwa 1300°C.
Verfahren nach Anspruch 19, weiterhin umfassend das Entfernen der pyrolytischen Kohlenstoffschicht (120) nach der Wärmebehandlung.
Verfahren nach Anspruch 20, weiterhin umfassend das Ausbilden einer leitenden Kontaktschicht oder Metallisierungsschicht (108) auf und in ohmschem Kontakt mit dem Dotierbereich nach dem Entfernen der pyrolytischen Schicht (120).
Halbleiterbauelement mit einem Substrat (101), wobei das Substrat Folgendes umfasst: einen ersten Dotierbereich, der mit Dotierstoffen von einem ersten Leitfähigkeitstyp dotiert ist; und einen zweiten Dotierbereich, der mit Dotierstoffen von einem zweiten Leitfähigkeitstyp dotiert ist, wobei der erste Dotierbereich und der zweite Dotierbereich einen pn-Übergang bilden, wobei eine Oberfläche (101a) des Substrats (101) eine mittlere quadratische Oberflächenrauheit R_RMS von unter etwa 1 nm, insbesondere unter etwa 0,5 nm, insbesondere etwa 0,3 nm, umfasst.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 22, wobei das Substrat (101) ein SiC-Substrat (101) ist.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 22 oder 23, weiterhin umfassend: eine Isolierschicht auf mindestens einer Oberfläche des Substrats (101).
Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 23 bis 24, wobei das Substrat (101) weiterhin Folgendes umfasst: Grabenstrukturen (150) mit einem Seitenverhältnis von über etwa 5, insbesondere über etwa 10, insbesondere über etwa 20.