DE102017121314A1 - Selbstjustierte ausbildung eines siliziumkarbid-kontakts unter verwendung einer schutzschicht - Google Patents

Selbstjustierte ausbildung eines siliziumkarbid-kontakts unter verwendung einer schutzschicht Download PDF

Info

Publication number
DE102017121314A1
DE102017121314A1 DE102017121314.7A DE102017121314A DE102017121314A1 DE 102017121314 A1 DE102017121314 A1 DE 102017121314A1 DE 102017121314 A DE102017121314 A DE 102017121314A DE 102017121314 A1 DE102017121314 A1 DE 102017121314A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
metal layer
silicon carbide
protective layer
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102017121314.7A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102017121314B4 (de
Inventor
Ravi Keshav Joshi
Romain Esteve
Markus Kahn
Kurt Pekoll
Jürgen Steinbrenner
Gerald Unegg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of DE102017121314A1 publication Critical patent/DE102017121314A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102017121314B4 publication Critical patent/DE102017121314B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/0445—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising crystalline silicon carbide
    • H01L21/048—Making electrodes
    • H01L21/0485—Ohmic electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/0217—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon nitride not containing oxygen, e.g. SixNy or SixByNz
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76897—Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1608—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/45—Ohmic electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66053—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide
    • H01L29/66068—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/665—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET using self aligned silicidation, i.e. salicide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • H01L29/7809—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors having both source and drain contacts on the same surface, i.e. Up-Drain VDMOS transistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

Es wird ein Siliziumkarbid-Substrat, das ein dotiertes Siliziumkarbid-Kontaktgebiet und eine dielektrische Schicht aufweist, bereitgestellt. Auf der dielektrischen Schicht wird eine Schutzschicht erzeugt. Auf der Schutzschicht wird eine strukturierte Maske erzeugt. Abschnitte der Schutzschicht und der dielektrischen Schicht, die durch Öffnungen der Maske exponiert sind, werden entfernt. Die strukturierte Maske wird entfernt. Eine Metallschicht wird derart abgeschieden, dass ein erster Teil der Metallschicht das dotierte Kontaktgebiet unmittelbar kontaktiert, und ein zweiter Teil der Metallschicht beschichtet die verbleibenden Abschnitte der Schutzschicht und der dielektrischen Schicht. Ein erster schneller thermischer Wärmebehandlungsprozess wird durchgeführt. Nach der Durchführung des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses werden der zweite Teil der Metallschicht und der verbleibende Abschnitt der Schutzschicht entfernt, ohne den ersten Teil der Metallschicht zu entfernen.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung betrifft die Erzeugung von Kontaktstrukturen für Halbleiterbauelemente, und sie betrifft insbesondere die Erzeugung ohmscher Kontaktstrukturen für Siliziumkarbid-Halbleiterbauelemente.
  • Da Silizium an seine Leistungsgrenzen stößt, ziehen andere Halbleitermaterialien als potentielle Bauelementmaterialien für integrierte Schaltungen die Aufmerksamkeit auf sich. 4H-SiC-(Silizium-Karbid)-Materialien besitzen eine große Bandlücke und stellen deshalb eine vielversprechende Alternative zu Silizium dar. Allerdings stellt 4H-SiC einige Herausforderungen an die Auslegung. Zum Beispiel ist es schwierig, auf 4H-SiC-Substraten ohmsche Hochleistungskontakte zu erzeugen. Kein Metall besitzt die zur Bildung eines niederohmigen Kontakts mit Siliziumkarbid geeignete Auslösearbeit. Übergangsmetalle wie beispielsweise Nickel (Ni), Kobalt (Co), Eisen (Fe), etc. werden verwendet, um dieses Problem zu behandeln. Diese Übergangsmetalle werden auf der Siliziumkarbid-Oberfläche abgeschieden und in einem Hochtemperaturprozess (z. B. ≥ 800°C) wärmebehandelt. Die hohe Wärmebehandlungstemperatur erzeugt ein Metall-Silizid zusammen mit einer Kohlenstoffschicht auf dem Substrat. Die Kohlenstoffschicht besitzt eine verringerte Auslösearbeit und stellt daher einen tunnelnden ohmschen Kontakt bereit.
  • Eine mit der Verwendung von Übergangsmetallen verbundene Herausforderung betrifft die Strukturierung dieser Metalle, um die Kontaktstruktur an der beabsichtigten Stelle zu erzeugen. Um die Übergangsmetalle zu strukturieren, können Abhebetechniken verwendet werden. Gemäß einer Abhebetechnik wird auf dem Substrat eine auflösbare Maske (z. B. eine Photoresist-Maske) erzeugt und strukturiert, so dass die Öffnungen in der Maske der gewünschten Kontaktstelle entsprechen. Eine Schicht des Übergangsmetalls wird auf dem Substrat abgeschieden, so dass sie konform mit der Maske ist. Die Maske wird dann aufgelöst, wobei die Teile der Metallschicht, die an der Maske anhaften, entfernt werden.
  • Die oben beschriebene Abhebetechnik besitzt beträchtliche Nachteile. Zum Beispiel ist es schwierig, das Entfernen der Übergangsmetallschicht entlang einer festgelegten Grenze genau zu steuern. In vielen Fällen bleibt, nachdem der Abhebeprozess durchgeführt wurde, eine kleine Menge von Metall zurück. Dieses Metall kann Bauelementgebiete wie beispielsweise das Gateoxid kontaminieren. Dieses Problem ist besonders ausgeprägt bei Bauelementen mit kleinerem Zell-Pitch. Daher leiden diese Bauelemente an einer höheren Defektdichte. Kurz gesagt haben Abhebetechniken eine negative Auswirkung auf die Herstellungsausbeute der SiC-basierten Bauelemente.
  • Es wird ein Verfahren zur Erzeugung einer Kontaktstruktur für ein Halbleiterbauelement offenbart. Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Siliziumkarbid-Substrat, das ein dotiertes Siliziumkarbid-Kontaktgebiet, welches unmittelbar an eine Hauptoberfläche des Substrats angrenzt, und eine dielektrische Schicht, die die Hauptoberfläche bedeckt, aufweist, bereitgestellt. Auf der dielektrischen Schicht wird eine Schutzschicht erzeugt. Auf der Schutzschicht wird eine strukturierte Maske erzeugt Die strukturierte Maske weist Öffnungen, die an dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet ausgerichtet sind, auf. Abschnitte der Schutzschicht und der dielektrischen Schicht, die durch die Öffnungen exponiert sind, werden entfernt, ohne die verbleibenden Abschnitte der Schutzschicht und der dielektrischen Schicht, die unterhalb der Maske angeordnet sind, zu entfernen. Die strukturierte Maske wird entfernt. Eine Metallschicht wird derart abgeschieden, dass ein erster Teil der Metallschicht das dotierte Siliziumkarbid-Kontaktgebiet unmittelbar kontaktiert, und ein zweiter Teil der Metallschicht die verbleibenden Abschnitte der Schutzschicht und der dielektrischen Schicht beschichtet. Ein erster schneller thermischer Wärmebehandlungsprozess wird durchgeführt. Nach der Durchführung des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses werden der zweite Teil der Metallschicht und der verbleibende Abschnitt der Schutzschicht entfernt, ohne den ersten Teil der Metallschicht zu entfernen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Siliziumkarbid-Substrat, das ein dotiertes Siliziumkarbid-Kontaktgebiet, das unmittelbar an eine Hauptoberfläche des Substrats angrenzt, und eine dielektrische Schicht, die die Hauptoberfläche bedeckt, aufweist, bereitgestellt. Auf dem Siliziumkarbid-Substrat werden seitlich benachbart zu dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet strukturierte Gebiete erzeugt. Jedes der strukturierten Gebiete weist eine dielektrische Schicht und eine Schutzschicht, die die dielektrische Schicht bedeckt, auf. Eine Metallschicht wird derart abgeschieden, dass ein erster Teil der Metallschicht das dotierte Siliziumkarbid-Kontaktgebiet unmittelbar kontaktiert und ein zweiter Teil der Metallschicht die strukturierten Gebiete beschichtet. Ein erster schneller thermischer Wärmebehandlungsprozess wird durchgeführt. Die Schutzschicht verhindert, dass die Metallschicht die dielektrische Schicht der strukturierten Gebiete während des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses kontaminiert. Nach der Durchführung des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses wird die Schutzschicht von den strukturierten Gebieten entfernt, um die dielektrische Schicht der strukturierten Gebiete zu exponieren.
  • Es wird ein Halbleiterbauelement offenbart. Gemäß einer Ausgestaltung weist das Halbleiterbauelement ein Siliziumkarbid-Substrat, das ein dotiertes Siliziumkarbid-Kontaktgebiet, das sich von einer Hauptoberfläche des Substrats erstreckt, und eine dielektrische Schicht, die die Hauptoberfläche des Substrats bedeckt, auf. Das Halbleiterbauelement weist ferner strukturierte Gebiete auf dem Siliziumkarbid-Substrat, die lateral zu dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet benachbart sind, auf. Jedes der strukturierten Gebiete weist eine dielektrische Schicht und eine Schutzschicht, die die dielektrische Schicht bedeckt, auf. Das Halbleiterbauelement weist ferner eine Metallschicht mit einem ersten Teil, der das dotierte Siliziumkarbid-Kontaktgebiet unmittelbar kontaktiert, und einen zweiten Teil, der die strukturierten Gebiete beschichtet, auf. Eine Grenzschicht zwischen dem ersten Teil der Metallschicht und dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet weist ein Metallsilizid auf. Eine Grenzschicht zwischen dem zweiten Teil der Metallschicht und dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet ist im Wesentlichen frei von Metallsilizid.
  • Fachleute werden beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung und bei der Betrachtung der begleitenden Zeichnungen zusätzliche Merkmale und Vorteile erkennen.
  • Die Elemente der Zeichnungen sind relativ zueinander nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile. Die Merkmale der verschiedenen gezeigten Ausgestaltungen können kombiniert werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele gezeigt und sie werden in der folgenden Beschreibung ausführlich dargelegt.
  • 1 zeigt ein Siliziumkarbid-Substrat, das ein dotiertes Siliziumkarbid-Kontaktgebiet und eine dielektrische Schicht aufweist, gemäß einer Ausgestaltung.
  • 2 zeigt die Erzeugung einer Schutzschicht auf der dielektrischen Schicht gemäß einer Ausgestaltung.
  • 3 zeigt die Erzeugung einer strukturierten Maske auf der Schutzschicht gemäß einer Ausgestaltung.
  • 4 zeigt das Ätzen sowohl der Schutzschicht als auch der dielektrischen Schicht, um das dotierte Siliziumkarbid-Kontaktgebiet freizulegen, gemäß einer Ausgestaltung.
  • 5 zeigt das Entfernen der strukturierten Maske gemäß einer Ausgestaltung.
  • 6 zeigt das Abscheiden einer Metallschicht, die die Schutzschicht bedeckt und die das dotierte Siliziumkarbid-Kontaktgebiet unmittelbar kontaktiert, gemäß einer Ausgestaltung.
  • 7 zeigt die Durchführung eines schnellen thermischen Vor-Silizidierungs-Wärmebehandlungsprozesses gemäß einer Ausgestaltung.
  • 8 zeigt das selektive Entfernen von Teilen der Metallschicht, die sich außerhalb des dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiets befinden, gemäß einer Ausgestaltung.
  • 9 zeigt das selektive Entfernen von Teilen der Schutzschicht gemäß einer Ausgestaltung.
  • 10 zeigt die Durchführung eines zweiten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses gemäß einer Ausgestaltung.
  • Die hierin beschriebenen Verfahren erzeugen vorteilhafterweise eine selbst-justierte niederohmige Siliziumkarbid-Kontaktstruktur, ohne die Verwendung einer herkömmlichen Abhebetechnik. Die Erfinder haben herausgefunden, dass es durch die Verwendung einer Schutzschicht mit bestimmten Silizidierungseigenschaften und durch eine geeignete Auswahl des thermischen Budgets eines vorausgehenden schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses möglich ist, eine Übergangsmetallschicht selektiv zu entfernen. Zum Beispiel wird gemäß einer Ausgestaltung eine Schicht aus Siliziumnitrid (SiN) über einer dielektrischen Schicht aus Siliziumdioxid (SiO2) abgeschieden. Auf dem Substrat wird eine Übergangsmetallschicht (z. B. Nickel-Aluminium (NiAl)) erzeugt, so dass sie Siliziumkarbidsubstrat-Kontaktgebiete unmittelbar kontaktiert und außerhalb der Kontaktgebiete die Schutzschicht bedeckt. Ein schneller thermischer Wärmebehandlungsprozess mit geringem thermischem Budget (z. B: 750° Celsius für zwei Minuten) wird durchgeführt. Während des schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses mit geringem thermischem Budget bildet das Übergangsmetall mit den Siliziumkarbidsubstrat-Kontaktgebieten ein Silizid, aber es bildet kein Silizid mit der Schutzschicht, und es kontaminiert die darunter liegende dielektrische Schicht nicht. Nachfolgend können die nicht-silizidierten Teile der Metallschicht selektiv zu dem Metallsilizid weggeätzt werden.
  • Bezugnehmend auf 1 wird ein Substrat 100 bereitgestellt. Das Substrat 100 kann aus Siliziumkarbid (SiC) hergestellt sein, und insbesondere kann es aus einem kristallinen 4H-SiC-Siliziumkarbidmaterial hergestellt sein. Bei dem Substrat 100 kann es sich um einen Bulk-Halbleiter handeln, oder es kann alternativ eine epitaktisch gewachsene Schicht sein. Das Substrat 100 weist eine Hauptoberfläche 102, die sich zwischen lateralen Seitenrändern erstreckt, auf.
  • Das Substrat 100 weist dotierte Bauelementgebiete, die Bauelementgebieten eines vertikalen DMOSFETs (doppelt-diffundierter Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistor; engl.: „double-diffused metal oxide semiconductor field-effect-transistor“) auf. Insbesondere weist das Substrat 100 stark dotierte Sourcegebiete 104 eines ersten Leitfähigkeitstyps (z. B. Typ n), ein stark dotiertes Basis-Kontaktgebiet 106 eines zweiten Leitfähigkeitstyps (z. B. Typ p), ein Basisgebiet 108 vom zweiten Leitfähigkeitstyp, und ein Driftgebiet 110 auf. Von den Sourcegebieten 104 und dem Basis-Kontaktgebiet 106 grenzt jedes unmittelbar an die Hauptoberfläche 102 des Substrats 100 an. Die Sourcegebiete 104 und das Basis-Kontaktgebiet 106 können eine Dotierungskonzentration in der Größenordnung von 1017 cm–3 und 1020 cm–3 aufweisen. Das Basisgebiet 108 und das Driftgebiet 110 können eine Dotierungskonzentration in der Größenordnung von 1013 cm–3 und 1017 cm–3 aufweisen.
  • Auf dem Substrat 100 wird eine dielektrische Schicht 112 erzeugt. Bei der dielektrischen Schicht 112 kann es sich um eine Oxidschicht wie beispielsweise Siliziumdioxid (SiO2) handeln. In der dielektrischen Schicht 112 ist eine Gateelektrode 114 ausgebildet. Die Gateelektrode 114 kann aus jedem elektrisch leitenden Material einschließlich, zum Beispiel, Polysilizium oder Wolfram (W) erzeugt werden. Die Gateelektrode 114 ist von dem Substrat 100 beabstandet, und sie ist dazu ausgebildet, in dem Basisgebiet 108 auf herkömmlich bekannte Weise einen elektrisch leitenden Kanal zu erzeugen.
  • Bezugnehmend auf 2 wird auf dem Substrat 100 über der dielektrischen Schicht 112 eine Schutzschicht 116 erzeugt. Die Schutzschicht 116 kann unmittelbar auf der dielektrischen Schicht 112 erzeugt werden. Alternativ können eine oder mehr Zwischenschichten zwischen der dielektrischen Schicht 112 und der Schutzschicht 116 erzeugt werden. Beispiel-Materialien für die Schutzschicht 116 umfassen Nitrid-Materialien wie beispielsweise Siliziumnitrid (SiN), Titannitrid (TiN), Tantalnitrid (TaN), Wolframnitrid (WN), Oxide wie beispielsweise Zirkoniumdioxid (ZrO2), Hafniumoxid (HfO2), und amorphen Kohlenstoff (C). Die Schutzschicht 116 kann eine Dicke im Bereich von 50 nm und 200 nm aufweisen. Die Schutzschicht 116 kann durch einen Abscheideprozess wie beispielsweise einen Prozess der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) erzeugt werden.
  • Bezugnehmend auf 3 wird auf der Schutzschicht 116 eine strukturierte Maske 118 erzeugt. Bei der strukturierten Maske 118 kann es sich um eine Photomaske handeln, die gemäß bekannter photolithographischer Techniken strukturiert ist. Die strukturierte Maske 118 wurde so strukturiert, dass sie eine Öffnung 120, die an dem Kontaktgebiet des Substrats 100 ausgerichtet ist, aufweist. Insbesondere ist die Öffnung 120 an dem Basis-Kontaktgebiet 106 ausgereichtet. Ausgerichtet an bezieht sich auf die Tatsache, dass die Öffnung 120 direkt oberhalb des Basis-Kontaktgebiets 106 angeordnet ist und dass sie mindestens so breit wie das Basis-Kontaktgebiet 106 ist. Optional kann die Öffnung 120 breiter als das Kontaktgebiet, an dem es ausgerichtet ist, sein. Bei dem Beispiel gemäß 3 ist die Öffnung 120 breiter als das Basis-Kontaktgebiet 106, so dass sie sich teilweise über die Sourcegebiete 104 erstreckt.
  • Bezugnehmend auf 4 wird ein Abschnitt der Schutzschicht 116, der durch die Öffnung 120 exponiert ist, entfernt, und ein darunter liegender Abschnitt der dielektrischen Schicht 112, der durch die Öffnung 120 exponiert ist, wird entfernt. Unterdessen verbleiben Abschnitte der Schutzschicht 116 und der dielektrischen Schicht 112, die durch die strukturierte Maske 118 bedeckt sind, auf dem Substrat 100. Das Entfernen der Abschnitte der Schutzschicht 116 und der dielektrischen Schicht 112 kann unter Verwendung von chemischem Ätzen, bei dem ein Ätzmittel mit dem Material in den Öffnungen 120 reagiert, erfolgen, und die strukturierte Maske 118 schützt das unter der strukturierten Maske 118 angeordnete Material vor einer Reaktion mit dem Ätzmittel. Gemäß einer Ausgestaltung werden die Schutzschicht 116 und die dielektrische Schicht 112 unter Verwendung eines isotropen Ätzprozesses geätzt. Alternativ kann es sich bei dem Ätzprozess um einen anisotropen Prozess handeln, wobei auch etwas von dem Material, das sich direkt unterhalb der strukturierten Maske 118 befindet, entfernt wird. Zum Beispiel kann ein anisotroper Prozess verwendet werden, um in den verbleibenden Abschnitten der Schutzschicht 116 und der dielektrischen Schicht 112 eine Verjüngung (engl.: “taper“) zu erzeugen, so dass sich die dielektrische Schicht 112 lateral verkleinert, wenn sie sich dem Substrat 100 annähert. Ein derartiger Prozess und eine derartige Struktur sind nicht kompatibel mit einem herkömmlichen Abhebeprozess, weil die sich verjüngende dielektrische Seitenwand einem Entfernen von Abhebematerial von den Seitenwänden der dielektrischen Schicht 112 nicht zuträglich ist. Daher bietet ein anisotropes Ätzen im Hinblick auf die Form und Struktur der dielektrischen Schicht 112, die bei den hierin beschriebenen DMOS-Ausgestaltungen als Gatedielektrikum verwendet wird, einen zusätzlichen Grad an Flexibilität.
  • Infolge des Entfernens gemäß 4 liegt das Basis-Kontaktgebiet 106 vollständig frei, und die Sourcegebiete 104 liegen teilweise frei. Darüber hinaus verbleiben strukturierte Gebiete 122, die lateral zu dem Basis-Kontaktgebiet 106 und den freiliegenden Teilen der Sourcegebiete 104 benachbart sind, auf dem Substrat 100. Diese strukturierten Gebiete 122 enthalten Abschnitte der dielektrischen Schicht 112 und der Schutzschicht 116.
  • Bezugnehmend auf 5 wird die strukturierte Maske 118 von dem Substrat 100 entfernt. Dies kann unter Verwendung eines chemischen Reinigungsprozesses erfolgen. Es kann jeder allgemein bekannte Nass- oder Trockenätzprozess verwendet werden, um die strukturierte Maske 118 zu entfernen.
  • Bezugnehmend auf 6 wird entlang des Substrats 100 eine Metallschicht 124 erzeugt. Bei der Metallschicht 124 handelt es sich um eine konforme Schicht, die die strukturierten Gebiete 122 und den freiliegenden Teil des Substrats 100, der sich zwischen den strukturierten Gebieten 122 befindet, beschichtet. Ein erster Teil 126 der Metallschicht 124 kontaktiert den freiliegenden Teil der Hauptoberfläche 102, der das Basis-Kontaktgebiet 106 und einen Teil der Sourcegebiete 104 enthält, unmittelbar. Ein zweiter Teil 128 der Metallschicht 124 kontaktiert die strukturierten Gebiete 122, d. h. die verbleibenden Abschnitte der Schutzschicht 116 und der dielektrischen Schicht 112, unmittelbar. Die Metallschicht 124 kann zum Beispiel durch ein Sputter-Verfahren erzeugt werden.
  • Die Metallschicht 124 kann ein Übergangsmetall, das zur Silizidierung mit dem Substrat 100 geeignet ist, enthalten. Beispiele dieser Metalle enthalten Nickel (Ni), Kobalt (Co), Eisen (Fe), Aluminium (Al), sowie Legierungen hiervon. Gemäß einer Ausgestaltung handelt es sich bei der Metallschicht 124 um eine Schicht aus Nickel-Aluminium (NiAl), die durch Sputtern erzeugt wird.
  • Bezugnehmend auf 7 wird ein erster schneller thermischer Wärmebehandlungsprozess durchgeführt. Der erste schnelle thermische Wärmebehandlungsprozess wird durchgeführt, indem das Substrat 100 für eine festgelegte Dauer erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird. Der erste schnelle thermische Wärmebehandlungsprozess bewirkt, dass der erste Teil 126 der Metallschicht 124 mit dem Substrat 100 ein Silizid bildet. Genauer gesagt bildet sich ein Metall-Silizid an einer Grenze zwischen dem ersten Teil 126 der Metallschicht 124 und sowohl dem Basis-Kontaktgebiet 106 als auch Teilen der Sourcegebiete 104. Währenddessen verschwindet der zweite Teil 128 der Metallschicht 124 teilweise in der Schutzschicht 116. Allerdings tritt während des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses aufgrund der Materialeigenschaften der Schutzschicht 116 keine Silizidierung zwischen dem zweiten Teil 128 der Metallschicht 124 und der Schutzschicht 116 auf. Darüber hinaus wird die in den strukturierten Gebieten 122 vorliegende dielektrische Schicht 112 nicht durch Metall aus dem zweiten Teil 128 der Metallschicht 124 kontaminiert.
  • Die Erfinder haben festgestellt, dass verschiedene Prozessparameter gewählt werden können, um das oben beschriebene Ergebnis, bei dem der erste Teil 126 der Metallschicht 124 während des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses mit dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet ein Silizid bildet, ohne zu bewirken, dass der zweite Teil 128 der Metallschicht 124 mit dem verbleibenden Abschnitt der Schutzschicht 116 ein Silizid bildet, zu erreichen. Beispiele dieser Prozessparameter umfassen: Die Materialzusammensetzung der Schutzschicht 116, die Dicke der Schutzschicht 116, die Materialzusammensetzung der Metallschicht 124, und das thermische Budget (d. h. Dauer und Temperatur) des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses.
  • Allgemein ausgedrückt wird die Materialzusammensetzung der Schutzschicht 116 so gewählt, dass eine Silizidierung zwischen der Metallschicht 124 und der Schutzschicht 116 bei Temperaturen, bei denen eine Silizidierung zwischen der Metallschicht 124 und dem Substrat 100 auftritt, verhindert wird. Materialbeispiele für die Schutzschicht 116, zu diesem Ergebnis führen, umfassen Siliziumnitrid (SiN), Titannitrid (TiN) und amorphen Kohlenstoff (C). Die Dicke der Schutzschicht 116 ist so gewählt, dass eine Kontamination der dielektrischen Schicht 112 durch den zweiten Teil 128 der Metallschicht 124 während des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses vermieden wird. Beispiel-Dicken, die zu diesem Ergebnis führen, umfassen Dicken zwischen 50 nm und 200 nm. Die Materialzusammensetzung der Metallschicht 124 ist so gewählt, dass während eines schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses mit niedrigem thermischem Budget (z. B. kleiner als 1000° Celsius und weniger als vier Minuten) ein Metall-Silizid zwischen der Metallschicht 124 und dem Substrat 100 erzeugt wird. Beispielmetalle, die zu diesem Ergebnis führen, umfassen Nickel (Ni), Kobalt (Co), Eisen (Fe), Aluminium (Al), sowie Legierungen hiervon. Das thermische Budget des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses ist so gewählt, dass es bewirkt, dass der erste Teil 126 der Metallschicht 124 mit dem Material des Substrats 100 ein Silizid bildet, ohne zu bewirken, dass der zweite Teil 128 der Metallschicht 124 mit dem Material der Schutzschicht 116 ein Silizid bildet. Ein thermisches Beispiel-Budget, das diese Anforderung erfüllt, ist eine Temperatur zwischen 600° Celsius und 80° Celsius für eine Dauer von nicht mehr als zwei Minuten.
  • Gemäß einer Ausgestaltung ist die Schutzschicht 116 so gewählt, dass sie eine 100 nm dicke Schicht aus Siliziumnitrid (SiN) ist, und die Metallschicht 124 ist so gewählt, dass sie eine Schicht aus Nickel-Aluminium (NiAl) ist. Die Erfinder haben festgestellt, dass der erste thermische Wärmebehandlungsprozess für diese Parameter bei einer Temperatur von etwa 750° Celsius für eine Dauer von zwei Minuten ausgeführt werden kann, um das gewünschte Resultat einer teilweisen Silizidierung mit dem Substrat und ohne Kontamination bei dem Dielektrikum zu erreichen. Wenn die Temperaturen 800° erreichen oder überschreiten und die anderen Prozessparameter unverändert bleiben, haben die Erfinder beobachtet, dass die dielektrischen Schicht 112 durch den zweiten Teil 128 der Metallschicht 124, der über den strukturierten Gebieten 122 gebildet ist, kontaminiert wird. Allerdings bildet der erste Teil 126 der Metallschicht 124 bei einer Temperatur von etwa 750° Celsius für eine Dauer von zwei Minuten mit dem Substrat 100 ein Silizid, und der zweite Teil 128 der Metallschicht 124 kontaminiert die dielektrische Schicht 112 nicht.
  • Die Änderung von einem oder mehr der oben beschriebenen Parameter können Anpassungen der anderen Parameter erforderlich machen, um das gewünschte Resultat einer teilweisen Silizidierung mit dem Substrat und ohne Kontamination bei dem Dielektrikum zu erzielen. Wenn die Schutzschicht 116 zum Beispiel so gewählt ist, dass sie ein anderes Material wie beispielsweise Titannitrid oder amorpher Kohlenstoff ist, kann das thermische Budget des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses entsprechend eingestellt werden, um sicherzustellen, dass der erste Teil 126 der Metallschicht 124 mit dem Substrat 100 ein Silizid bildet, während der zweite Teil 128 der Metallschicht 124 die dielektrische Schicht 112 nicht kontaminiert.
  • Bezugnehmend auf 8 wird der zweite Teil 128 der Metallschicht 124 gegenüber dem ersten Teil 126 der Metallschicht 124 selektiv entfernt. Nach dem ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozess reagiert das Metall-Silizid, das sich zwischen dem ersten Teil 126 der Metallschicht 124 und dem Substrat 100 bildet, nicht auf chemisches Ätzen. Das heißt, es ist schwierig oder unmöglich, das Metall-Silizid zu entfernen. Im Gegensatz dazu kann das nicht-silizidierte Metall, das über den strukturierten Gebieten 122 vorhanden ist, durch chemisches Ätzen entfernt werden. Das heißt, aufgrund des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses ist es möglich, die Metallschicht 124 gegenüber dem Metall-Silizid selektiv zu ätzen. Genauer gesagt kann eine heiße Phosphorsäurelösung verwendet werden, um ein Seitenteil 128 der Metallschicht 124 zu entfernen, ohne den ersten Teil 126 der Metallschicht 124 zu entfernen.
  • Bezugnehmend auf 9 wird die Schutzschicht 116 von den strukturierten Gebieten 122 entfernt. Dies kann durch einen Ätzprozess, der das Material der Schutzschicht 116 selektiv zu dem Metall-Silizid entfernt, erfolgen. Gemäß einer Ausgestaltung wird die Schutzschicht 116 durch eine heiße Phosphorsäurelösung entfernt.
  • Bezugnehmend auf 10 wird ein zweiter thermischer Wärmebehandlungsprozess durchgeführt. Der zweite thermische Wärmebehandlungsprozess kann ein höheres thermisches Budget als der erste thermische Wärmebehandlungsprozess aufweisen. Zum Beispiel kann der zweite schnelle thermische Wärmebehandlungsprozess durchgeführt werden, indem das Substrat 100 einer Temperatur von mehr als 950° Celsius wie beispielsweise 1000° Celsius für eine Dauer von mehr als zwei Minuten wie beispielsweise vier Minuten ausgesetzt wird. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird der zweite thermische Wärmebehandlungsprozess mit derselben Temperatur wie der erste thermische Wärmebehandlungsprozess aber in einer anderen Umgebungsatmosphäre ausgeführt. Als Ergebnis des zweiten thermischen Wärmebehandlungsprozesses stehen die Sourcegebiete 104 und das Basis-Kontaktgebiet 106 in ohmschem Kontakt mit dem ersten Teil 126 der Metallschicht 124.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann der zweite thermische Wärmebehandlungsprozess weggelassen werden, wenn die Materialzusammensetzung der Schutzschicht 116 so gewählt wird, dass sie bei hohen Temperaturen, bei denen eine Silizidierung zwischen der Metallschicht 124 und dem Substrat 100 auftritt, ausreichend stabil ist und nicht mit der Metallschicht 124 reagiert. Wenn zum Beispiel im Fall einer NiAl-Metallschicht 124 die Schutzschicht 116 ausreichend stabil ist, so dass sie den Silizidierungstemperaturen von mehr als 950° Celsius wie beispielsweise 1000° Celsius widersteht, kann der erste schnelle thermische Wärmebehandlungsprozess bei dieser Temperatur durchgeführt werden, so dass der erste Teil 126 der Metallschicht 124 während des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses vollständig mit den Sourcegebieten 104 silizidiert.
  • Die oben beschriebenen Ausgestaltungen verwenden einen vertikalen DMOSFET als Beispiel für ein SiC-basiertes Bauelement mit ohmschen Kontakten, die gemäß den hierin beschriebenen Verfahren erzeugt werden. Allerdings sind die hierin beschriebenen Verfahren nicht auf diese Struktur beschränkt, sie können stattdessen auf eine breite Vielfalt von SiC-Bauelementtypen angewandt werden. Beispiel-Bauelementtypen umfassen JFETs, MOSFETs, Dioden, vertikale Bauelemente, laterale Bauelemente, etc. Die hierin beschriebenen Ausgestaltungen können verwendet werden, um für ein beliebiges dieser unterschiedlichen SiC-Bauelementtypen einen ohmschen Kontakt erzeugen.
  • In dieser Beschreibung bezieht sich n-dotiert auf erster Leitfähigkeitstyp, während sich p-dotiert auf zweiter Leitfähigkeitstyp bezieht. Alternativ können die Halbleiterbaueelemente mit entgegengesetzten Dotierungsverhältnissen erzeugt werden, so dass der erste Leitfähigkeitstyp p-dotiert sein kann, und der zweite Leitfähigkeitstyp n-dotiert sein kann. Des Weiteren zeigen einige Figuren relative Dotierungskonzentrationen durch die Angabe von „–“ oder „+“ neben dem Leitfähigkeitstyp. Zum Beispiel bedeutet „n–“ eine Dotierungskonzentration, die geringer ist, als die Dotierungskonzentration eines „n“- Dotierungsgebiets, während ein „n+“-Dotierungsgebiet eine größere Dotierungskonzentration aufweist, als das „n“-Dotierungsgebiet. Allerdings bedeutet die Angabe der relativen Dotierungskonzentrationen nicht, dass Dotierungsgebiete derselben relativen Dotierungskonzentration dieselbe absolute Dotierungskonzentration aufweisen müssen, sofern nicht anders angegeben. Zum Beispiel können zwei verschiedene n+-Dotierungsgebiete unterschiedliche absolute Dotierungskonzentrationen aufweisen. Dasselbe gilt zum Beispiel bei einer n+-Dotierung und einer p+-Dotierung.
  • Räumlich relative Begriffe wie beispielsweise „unter“, „unterhalb“, „über“, „oberhalb“ und dergleichen werden zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet, um die Anordnung eines Elements relativ zu einem zweiten Element zu erläutern. Es ist beabsichtigt, dass diese Ausdrücke, zusätzlich zu den in den Figuren gezeigten Ausrichtungen des Bauelements, abweichende Ausrichtungen einschließen. Ferner werden Ausdrücke wie „erste“/„erster“/„erstes“, „zweite“/„ zweiter“/„ zweites“ und dergleichen auch verwendet, um verschiedene Elemente, Gebiete, Abschnitte, etc. zu beschreiben, und sie sind ebenso als nicht beschränkend gedacht. Gleiche Ausdrücke beziehen sich überall in der Beschreibung auf gleiche Elemente.
  • So, wie die Ausdrücke „aufweisend”, „enthalten”, „einschließend”, „umfassend” und dergleichen hier gebraucht werden, handelt es sich um unbestimmte Begriffe, die das Vorhandensein angegebener Elemente oder Merkmale anzeigen, die jedoch zusätzliche Elemente oder Merkmale nicht ausschließen. Die unbestimmten und bestimmten Artikel „ein”, „eine”, „der”, „die”, „das” sollen sowohl den Plural als auch den Singular einschließen, sofern aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht.
  • Im Kontext der vorliegenden Offenbarung bezieht sich der Ausdruck „ohmsch“ auf einen Kontakt, der ein näherungsweise konstantes Verhältnis Spannung/Strom, das nicht von der Polarität der angelegten Spannung abhängt, aufweist. Der Ausdruck „ohmsch“ umfasst auch Kontakte, die eine Spannung/Strom-Charakteristik aufweisen, die nicht streng linear ist, sondern die kleinere Nichtlinearitäten aufweist.

Claims (20)

  1. Verfahren zur Erzeugung einer Kontaktstruktur für ein Halbleiterbauelement, das aufweist: Bereitstellen eines Siliziumkarbid-Substrats, das aufweist: ein dotiertes Siliziumkarbid-Kontaktgebiet, das unmittelbar an eine Hauptoberfläche des Substrats angrenzt, und eine dielektrische Schicht, die die Hauptoberfläche bedeckt; Erzeugen einer Schutzschicht auf der dielektrischen Schicht; Erzeugen einer strukturierten Maske auf der Schutzschicht, wobei die strukturierte Maske Öffnungen aufweist, die an dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet ausgerichtet sind; und Entfernen von Abschnitten der Schutzschicht und der dielektrischen Schicht, die durch die Öffnungen exponiert sind, ohne verbleibende Abschnitte der Schutzschicht und der dielektrischen Schicht, die sich unterhalb der Maske befinden, zu entfernen; Entfernen der strukturierten Maske; Abscheiden einer Metallschicht derart, dass ein erster Teil der Metallschicht das dotierte Siliziumkarbid-Kontaktgebiet unmittelbar kontaktiert und ein zweiter Teil der Metallschicht die verbleibenden Abschnitte der Schutzschicht und der dielektrischen Schicht beschichtet; Durchführen eines ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses; und Entfernen des zweiten Teils der Metallschicht und des verbleibenden Abschnitts der Schutzschicht, ohne den ersten Teil der Metallschicht zu entfernen, nach der Durchführung des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner das Auswählen von Prozessparametern, die bewirken, dass der erste Teil der Metallschicht während des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses mit dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet ein Silizid bildet, ohne zu bewirken, dass der zweite Teil der Metallschicht während des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses mit dem verbleibenden Abschnitt der Schutzschicht ein Silizid bildet.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem das Auswählen der Prozessparameter aufweist: Auswählen eines Materials für die Schutzschicht; Auswählen eines Materials für die Metallschicht; und Steuern einer Dauer und einer Temperatur des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem das Material der Schutzschicht so gewählt wird, dass es eines oder mehr von Folgendem aufweist: Siliziumnitrid (SiN), Titannitrid (TiN), Tantalnitrid (TaN), Wolframnitrid (WN), Zirkoniumdioxid (ZrO2), Hafniumoxid (HfO2), oder amorphen Kohlenstoff (C), und bei dem das Material für die Metallschicht so gewählt wird, dass es Nickel (Ni) enthält.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem die Schutzschicht eine Schicht aus Siliziumnitrid (SiN) ist, bei dem die Metallschicht eine Schicht aus Nickelaluminium (NiAl) ist, und bei dem das Steuern einer Dauer und einer Temperatur eines ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses beinhaltet, dass das Substrat einer Temperatur von weniger als 800° Celsius für nicht mehr als zwei Minuten ausgesetzt wird.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem das Substrat einer Temperatur von 750° Celsius ausgesetzt wird.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, das ferner aufweist: Durchführen eines zweiten thermischen Wärmebehandlungsprozesses nach dem Entfernen des zweiten Teils der Metallschicht, wobei der erste Teil der Metallschicht mit dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet weiter silizidiert, wobei ein thermisches Budget des zweiten thermischen Wärmebehandlungsprozesses größer ist als ein thermisches Budget des ersten thermischen Wärmebehandlungsprozesses.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, bei dem das Durchführen des ersten thermischen Wärmebehandlungsprozesses umfasst, dass das Substrat einer Temperatur von 750° Celsius für nicht mehr als zwei Minuten ausgesetzt wird, und bei dem das Durchführen des zweiten thermischen Wärmebehandlungsprozesses umfasst, dass das Substrat einer Temperatur von 1000° Celsius für nicht mehr als vier Minuten ausgesetzt wird.
  9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, bei dem das thermische Budget des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses so gewählt wird, dass der erste Teil der Metallschicht vollständig mit dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet silizidiert.
  10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, bei dem das Entfernen des zweiten Teils der Metallschicht das Ätzen des zweiten Teils der Metallschicht selektiv zu dem Metall-Halbleiter-Silizid aufweist.
  11. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Entfernen der Abschnitte der Schutzschicht und der dielektrischen Schicht, die durch die Öffnungen exponiert sind, einen isotropen Ätzprozess umfasst, wobei sich die verbleibenden Abschnitte der Schutzschicht und der dielektrischen Schicht, die unterhalb der Maske angeordnet sind, verjüngen.
  12. Verfahren zur Erzeugung einer Kontaktstruktur für ein Halbleiterbauelement, das aufweist: Bereitstellen eines Siliziumkarbid-Substrats, das aufweist: ein dotiertes Siliziumkarbid-Kontaktgebiet, das sich von einer Hauptoberfläche des Substrats erstreckt, und eine dielektrische Schicht, die die Hauptoberfläche des Substrats bedeckt; Erzeugen strukturierter Gebiete auf dem Siliziumkarbid-Substrat, die lateral zu dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet benachbart sind, wobei jedes der strukturierten Gebiete eine dielektrische Schicht und eine Schutzschicht, die die dielektrische Schicht bedeckt aufweist; Abscheiden einer Metallschicht derart, dass ein erster Teil der Metallschicht das dotierte Siliziumkarbid-Kontaktgebiet unmittelbar kontaktiert und ein zweiter Teil der Metallschicht die strukturierten Gebiete beschichtet; Durchführen eines ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses, wobei die Schutzschicht verhindert, dass die Metallschicht die dielektrische Schicht der strukturierten Gebiete während des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses kontaminiert; und Entfernen der Schutzschicht von den strukturierten Gebieten nach dem Durchführen des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses derart, dass die dielektrische Schicht der strukturierten Gebiete exponiert wird.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, das ferner das Auswählen von Prozessparametern, die bewirken, dass der erste Teil der Metallschicht während des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses mit dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet ein Silizid bildet, ohne die dielektrische Schicht der strukturierten Gebiete während des ersten thermischen Wärmebehandlungsprozesses zu kontaminieren, aufweist.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem das Auswählen der Prozessparameter aufweist: Auswählen eines Materials und einer Dicke für die Schutzschicht; Auswählen eines Materials für die Metallschicht; und Wählen einer Dauer und einer Temperatur des ersten schnellen thermischen Wärmebenhandlungsprozesses.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem das Material der Schutzschicht so gewählt wird, dass es eines oder mehr von Folgendem aufweist: Siliziumnitrid (SiN), Titannitrid (TiN), Tantalnitrid (TaN), Wolframnitrid (WN), Zirkoniumdioxid (ZrO2), Hafniumoxid (HfO2), oder amorphen Kohlenstoff (C), und bei dem das Material für die Metallschicht so gewählt wird, dass es Nickel (Ni) enthält.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die Schutzschicht eine Schicht aus Siliziumnitrid (SiN) ist, die etwa 100 nm dick ist, bei dem die Metallschicht eine Schicht aus Nickel-Aluminium (NiAl) ist, und bei dem das Steuern einer Dauer und Temperatur des ersten schnellen thermischen Wärmebehandlungsprozesses umfasst, dass das Substrat einer Temperatur von weniger als 800° Celsius für nicht mehr als zwei Minuten ausgesetzt wird.
  17. Verfahren gemäß Anspruch 16, bei dem das Substrat einer Temperatur von 750° Celsius ausgesetzt wird.
  18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17, das ferner aufweist: Durchführen eines zweiten thermischen Wärmebehandlungsprozesses nach dem Entfernen der Schutzschicht von den strukturierten Gebieten, um die dielektrische Schicht der strukturierten Gebiete zu exponieren, wobei der erste Teil der Metallschicht weiter mit dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet silizidiert, wobei ein thermisches Budget des zweiten thermischen Wärmebehandlungsprozesses größer ist als ein thermisches Budget des ersten thermischen Wärmebehandlungsprozesses.
  19. Halbleiterbauelement, das aufweist: ein Siliziumkarbid-Substrat, das ein dotiertes Siliziumkarbid-Kontaktgebiet, das sich von einer Hauptoberfläche des Substrats erstreckt, und eine dielektrische Schicht, die die Hauptoberfläche des Substrats bedeckt, aufweist; strukturierte Gebiete auf dem Siliziumkarbid-Substrat, die lateral zu dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet benachbart sind, wobei jedes der strukturierten Gebiete eine dielektrische Schicht und eine Schutzschicht, die die dielektrische Schicht bedeckt, aufweist; eine Metallschicht mit einem ersten Teil, der das dotierte Siliziumkarbid-Kontaktgebiet unmittelbar kontaktiert, und einem zweiten Teil, der die strukturierten Gebiete beschichtet, aufweist; wobei eine Grenzschicht zwischen dem ersten Teil der Metallschicht dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet ein Metall-Silizid aufweist, und wobei eine Grenzschicht zwischen dem zweiten Teil der Metallschicht dem dotierten Siliziumkarbid-Kontaktgebiet im Wesentlichen frei von Metall-Silizid ist.
  20. Verfahren gemäß Anspruch 19, bei dem die Schutzschicht eines oder mehr von Folgendem aufweist: Siliziumnitrid (SiN), Titannitrid (TiN) und amorphem Kohlenstoff (C), und bei dem die Metallschicht Nickel (Ni) aufweist.
DE102017121314.7A 2016-09-14 2017-09-14 Selbstjustierte ausbildung eines siliziumkarbid-kontakts unter verwendung einer schutzschicht Active DE102017121314B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/265,081 US9666482B1 (en) 2016-09-14 2016-09-14 Self aligned silicon carbide contact formation using protective layer
US15/265,081 2016-09-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017121314A1 true DE102017121314A1 (de) 2018-03-15
DE102017121314B4 DE102017121314B4 (de) 2022-01-27

Family

ID=58738137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017121314.7A Active DE102017121314B4 (de) 2016-09-14 2017-09-14 Selbstjustierte ausbildung eines siliziumkarbid-kontakts unter verwendung einer schutzschicht

Country Status (3)

Country Link
US (2) US9666482B1 (de)
CN (1) CN107818914B (de)
DE (1) DE102017121314B4 (de)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005057260A (ja) * 2003-07-22 2005-03-03 Nec Lcd Technologies Ltd 薄膜トランジスタ回路装置およびその製造方法および薄膜トランジスタ回路装置を用いた液晶表示装置
US7544610B2 (en) 2004-09-07 2009-06-09 International Business Machines Corporation Method and process for forming a self-aligned silicide contact
US7736984B2 (en) * 2005-09-23 2010-06-15 Semiconductor Components Industries, Llc Method of forming a low resistance semiconductor contact and structure therefor
JP5014749B2 (ja) * 2006-11-27 2012-08-29 三菱電機株式会社 炭化珪素半導体装置の製造方法
JP2009194127A (ja) 2008-02-14 2009-08-27 Panasonic Corp 半導体装置およびその製造方法
US9230807B2 (en) * 2012-12-18 2016-01-05 General Electric Company Systems and methods for ohmic contacts in silicon carbide devices
JP6363541B2 (ja) * 2015-03-16 2018-07-25 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20180076036A1 (en) 2018-03-15
DE102017121314B4 (de) 2022-01-27
US10049879B2 (en) 2018-08-14
CN107818914B (zh) 2021-08-03
US9666482B1 (en) 2017-05-30
CN107818914A (zh) 2018-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017128633B4 (de) Siliziumcarbid-halbleiterbauelement mit grabengatestrukturen und abschirmgebieten
DE112015004093B4 (de) Siliciumcarbid-halbleitervorrichtung und verfahren zum herstellen einer siliciumcarbid-halbleitervorrichtung
DE102015101762B4 (de) Halbleitervorrichtung, verfahren zum herstellen derselben und igbt mit einer mit einer fremdstoffzone verbundenen emitterelektrode
DE2640525C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer MIS-Halbleiterschaltungsanordnung
DE112010004400B4 (de) Bildung von Nickelsilicid mit Gestaffelter PT-Zusammensetzung
DE102015103072A1 (de) Halbleitervorrichtung mit grabenstruktur einschliesslich einer gateelektrode und einer kontaktstruktur fur ein diodengebiet
DE19520782A1 (de) Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben
DE112016002613B4 (de) Leistungs-Halbleiterbauelement
DE112010001555T5 (de) GaN-HEMT vom Anreicherungstyp und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102014119603B4 (de) Verfahren zum herstellen einer halbleitervorrichtung und halbleitervorrichtung
AT504551A2 (de) Struktur und verfahren zum bilden einer sich lateral erstreckenden dielektrikumschicht in einem trench-gate-fet
DE102004056022A1 (de) Verfahren zur Bildung eines Nickelsalicids und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements unter Verwendung desselben
DE112017000949T5 (de) Verfahren zum herstellen einer verbundhalbleitervorrichtung undverbundhalbleitervorrichtung
DE112014004717T5 (de) Siliciumcarbid-Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Siliciumcarbid-Halbleitervorrichtung
DE102004019199B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
DE102020100942A1 (de) Halbleitervorrichtung und verfahren zur herstellung einer halbleitervorrichtung
DE102015102807B4 (de) Halbleitervorrichtung, die eine halbleiter-platteneinheit umfasst, die eine source und einen drain verbindet
DE102016124973A1 (de) Halbleiterbauelemente und Verfahren zum Bilden von Halbleiterbauelementen
DE102014114230A1 (de) Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren dafür
DE102014119177A1 (de) Verfahren zum Ausbilden einer integrierten Schaltung mit modifizierter Isolierstruktur
DE112019001691T5 (de) Halbleiterbauteil
DE102019109368B4 (de) Halbleitervorrichtung mit siliziumcarbidkörper und herstellungsverfahren
DE102017118292A1 (de) Sperrschichtbildung unter Verwendung einer thermischen Bearbeitung
DE102013201076A1 (de) Gestalten einer grenzfläche zum optimieren von metall-iii-v-kontakten
DE102007009227A1 (de) Halbleiterbauelement mit gleichrichtenden Übergängen sowie Herstellungsverfahren zur Herstellung desselben

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R130 Divisional application to

Ref document number: 102017012401

Country of ref document: DE

R020 Patent grant now final
R082 Change of representative