SE533179C2

SE533179C2 - Halvledaranordning av kiselkarbidtyp med hög kanalmobilitet och förfarande för att framställa densamma

Info

Publication number: SE533179C2
Application number: SE0601692A
Authority: SE
Inventors: Takeshi Endo; Tsuyoshi Yamamoto; Jun Kawai; Kensaku Yamamoto; Eiichi Okuno
Original assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2010-07-13
Also published as: CN1925169B; JP2007096263A; KR100795852B1; US7993966B2; US20080283845A1; US20070045631A1; DE102006040818A1; SE0601692L; CN1925169A; KR20070026173A

Description

20 25 30 533 nå sl u: 2 för styret uppvisar ett gränsskikt sig emellan. Gränsskiktet innefattar en fri bindning (eng. dangling bond), som avslutas med en väteatom eller en hydroxyl. Gränsskiktet uppvisar en vätekoncentration lika med eller större än 2,6X102° cm'3.

Ovan angivna anordning kännetecknas av att den fria bindningen hos ett gränsskikt av kanalområdet och den isolerande ﬁlmen för styret terrnineras med ett element av H eller OH, och att en vätekoncentration vid gränsskiktet ställs in till 2,6X102° cm” eller mera.

Om således den fria bindningen hos gränsskiktet av kanalområdet och den isolerande filmen för styret termineras av elementet H eller OH och vätekoncentrationen vid gränsskiktet ställe ln till eu högt värde på 26x10” em* eller högre är det möjligt en utforma en halvledaranordning av kiselkarbidtyp med hög kanalmobilitet.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen tillhandhàlls ett förfarande för att tillverka en halvledaranordning av kiselkarbidtyp med en MOS-struktur. Förfarandet innefattar stegen att: bilda ett substrat tillverkat av kiselkarbid; utforma ett kanalområde på substratet, varvid kanalområdet är tillverkat av kiselkarbid och tillhandahåller en elektrisk ledningsgata; bilda ett första område med orenheter på en sida uppströms den elektriska ledningsvägen; bilda ett andra område med orenheter på en sida nedströms den elektriska ledningsvägen; bilda en isolerande ﬁlm för styret på en yta av kanalområdet; bilda ett styre på den isolerande filmen för styret; och värma och kyla substratet.

Kanalområdet tillhandhåller den elektriska ledningsvägen som en kanal genom att styra en spänning pålagd styret så att en elektrisk ström i den elektriska ledningsvägen som flyter mellan det första området med orenheter och det andra området med orenheter styrs. l Uppvärmnings- och kylningssteget för substratet, kyls substratet i en våt atmosfär eller en väteatmosfär i ett temperaturintervall som sträcker sig mellan 800 ”C och 900 "C så att en fri bindning hos en gränsyta mellan den isolerande ﬁlmen för styret och kanalomrádet termineras av en väteatom eller en hydroxyl.

Ovan angivna förfarande kännetecknas av att en värmebehandlingsprocess ingår och en våt atmosfär eller en väteatmosfär upprätthållshålls kontinuerligt inom ett temperaturintervall på 800 till 900 “C under en tid då temperaturen sänks i värmebehandlingsprocessen för att terminera den fria bindningen vid ett gränsskikt av 10 15 20 25 30 533 'lïå 3 den isolerande filmen för styret och kanalområdet genom ett element av H eller OH.

Således upprätthålls kontinuerligt under den tid som temperaturen sänks i värmebehandlingsprocessen den våta atmosfären eller väteatmosfären inom temperaturintervallet på 800 till 900 °C såsom terminerings-desorptions temperatur och temperaturen sänks till terminerings-desorptionstemperaturen eller under. Därför kan den fria blndningen hos gränssnittet mellan den isolerande filmen för styret och kanalområdet termineras av ett element av H eller OH. Därför kan en kiselhalvledaranordning med hög kanalmobilitet åstadkommas.

Detta ändamål och andra, särdrag och fördelar med uppfinningen kommer att framgå bättre från följande detaljerade beskrivning som görs med hänvisning till åtföljande ritningsﬁgurer. l ﬁgurerna är: Fig. 1 en vy i tvärsnitt som visar konstruktionen i ett tvärsnitt av en MOSFET av Iateral inversionstyp till vilken en första utföringsform av uppﬁnningen hänför sig; Fig. 2A till 2C är vyer i tvärsnitt som visar tillverkningsprocesserna för nämnda MOSFET av Iateral inversionstyp som visas i Fig. 1; Fig. 3A till 3C är vyer i tvärsnitt som visar tillverkningsprocesserna för nämnda MOSFET av lateral inversionstyp enligt ﬁgurerna 2A till 2C; Fig. 4 är en graf som schematiskt visar atmosfär- och temperaturstyrning av en oxidfilmbildningsprocess för ett styre; Fig. 5 är en typiskt schematisk vy som visar en situation i vilken den fria blndningen vid gränsskiktet av en oxidfilm för styret 6 och ett basskikt av p-typ 2 som utgör ett kanalområde termineras av ett element av H eller OH; Fig. 6 är en vy i tvärsnitt som visar en tillverkningsprocess för en MOSFET av Iateral inversionstyp som visas enligt en andra utföringsform enligt uppﬁnningen; Fig. 7 är en graf som schematiskt visar atmosfär- och temperaturstyrning för en avrundningsoxideringsprocess för styret; Fig. 8A och 8B är vyer i tvärsnitt som visar tillverkningsprocesser för en MOSFET av Iateral inversionstyp som visas enligt en tredje utföringsform av uppﬁnningen; Fig. 9 är en graf som schematiskt visar atmosfär- och temperaturstyrning av återflödesprocessen för den mellanliggande isolerande ﬁlmen; Fig. 10 är en vy i tvärsnitt som visar konstruktionen i tvärsnitt av en MOSFET av ackumulerande Iateral typ enligt en fjärde utföringsform av uppfinningen; 10 15 20 25 30 533 'ITQ l+ Fig. 11A och 11D är vyer i tvärsnitt som visar tillverkningsprocesserna för nämnda MOSFET av ackumulerande lateral typ som visas i Fig. 10; Fig. 12A till 12C är vyer i tvärsnitt som visar tillverkningsprocessema för nämnda MOSFET av ackumulerande lateral typ enligt Fig. 11A till 11D; Fig. 13A till 13C är vyer i tvärsnitt som visar tillverkningsprocessema för nämnda MOSFET av ackumulerande lateral typ enligt Fig. 12A till 120; Fig. 14 är en vy i tvärsnitt som visar konstruktionen i tvärsnitt för en MOSFET av plan typ enligt en femte utföringsform av uppfinningen; Fig. 15A till 15D är vyer i tvärsnitt som visar tillverkningsprocesserna av nämnda MOSFET av plan typ såsom den som visas i Fig. 14; Fig. 16A till 16C är vyer i tvärsnitt som visar tillverkningsprocesserna för nämnda MOSFET av plan typ enligt Fig. 15A till 15D; Fig. 17A till 17C är vyer i tvärsnitt som visar tillverkningsprocessema för nämnda MOSFET av plan typ enligt Fig.16A till 16C; Fig. 18A till 18C är vyer i tvärsnitt som visar tillverkningsprocesserna för nämnda MOSFET av plan typ enligt Fig. 17A till 17C; Fig. 19A till 19C är vyer i tvärsnitt som visar tillverkningsprocessema för nämnda MOSFET av plan typ enligt Fig. 18A till 18C; Fig. 20 är en vy i tvärsnitt som visar tvärsnittsutformningen av en MOSFET av lateral inversionstyp enligt en sjätte utföringsform av uppﬁnningen; Fig. 21A till 21 C är vyer i tvärsnitt som visar tillverkningsprocesserna för nämnda MOSFET av lateral inversionstyp enligt Fig. 20; Fig. 22A och 22B är vyer i tvärsnitt som visar tillverkningsprocesserna för nämnda MOSFET av plan typ enligt Fig. 21A till 21C; Fig. 23 är en graf som schematiskt visar atmosfär- och temperaturstyrning för en oxidﬁlmbildningsprocess för styret enligt en annan utföringsform; Fig. 24 är en graf som schematiskt visar atmosfär- och temperaturstyrning för en oxidfilmbildningsprocess för styret enligt en annan utföringsform; Fig. 25A och 25B är grafer som visar resultaten i vilka förhållandet mellan kanalmobilitet med avseende på ett styres spänning och storlek av en elektrisk kollektorström utvärderas; Fig. 26A är en vy i tvärsnitt av en MOS-kondensator som ett prov som använts i ett experiment, och Fig. 268 är en graf som visar förhållandet mellan omkopplingstemperatur för en atmosfär och gränssnittstillstàndsdensitet; 10 15 20 25 30 'FFQ 5 Fig. 27A och 275 är grafer som var och en visar våtekoncentrationen i närheten av gränsskiktet av SiC och en oxidfilm (SiOz) för styret i en MOSFET tillverkad genom konventionell teknologi och en tänkbar teknologi; Fig. 28 är en graf som visar förhållandet av anlöpningstemperatur och kanalmobilitet; Fig. 29A är en graf som visar resultaten i vilka desorptionstemperaturen för deuterium analyseras genom desorptions-spektroskopi-analys då temperaturen höjs och Fig. 29B är en graf som visar resultat i vilka desorptionstemperatur för tungt vatten analyseras genom nämnda analys under vilken temperaturen ökar; Fig. 30 är en graf som visar undersökningsresultaten för vätekoncentration när anlöpningstemperaturen ställs in till 1000 'C och en anlöpningsprocess utförs i 10 minuter; Fig. 31 är en graf som visar resultaten i vilka förhållandet mellan kanalmobilitet med avseende på styrets spänning och storleken på kollektorströmmen utvärderas; Fig. 32 är en graf som visar undersökningsresultaten för anlöpningstemperaturens beroende av kanalmobilitet; Fig. 33 är en graf som visar resultaten i vilka kanalmobiliteten med avseende på styrets spänning och storleken av kollektorströmmen utvärderas med avseende på en MOSFET som undergår Ar-anlöpningsbehandling vid 700 °C; Fig. 34 är en graf som visar utvärderingsresultaten för kanalmobiliteten för nämnda MOSFET av lateral typ; Fig. 35 är en graf som visar resultaten i vilka kanalmobiliteten med avseende på styrets spänning och storleken på kollektorströmmen utvärderas när våt anlöpning utförs vid 900 “C.

Fig. 36 är en graf som visar resultaten i vilka förhållandet mellan kanalmobilitet med avseende på styrets spänning och storleken på kollektorströmmen utvärderas; Fig. 37 är en graf som visar resultaten i vilka förhållandet mellan kanalmobilitet med avseende på styrets spänning och storleken hos emitterströmmen undersöks; och Fig. 38A är en graf som visar kollektorspänning (VD)-kollektorström (ID) karakteristik, och Fig. 38B är en graf som visar därtill svarande blockningskarakteristik.

För att studera en halvledaranordning av kiselkarbidtyp med hög kanalmobilitet, har uppfinnarna använt kanalmobilitet när en oxidfilm för styret bildas i en våt atmosfär och våt anlöpning eller väteanlöpning utförs. Således har det bekräftats att tillräcklig kanalmobilitet inte kan erhållas genom att enbart bilda oxidﬁlmen för styret vid en viss 10 15 20 25 30 533 'IÉFE b koncentration eller en viss temperatur i den våta atmosfären, eller snarare utföra väteanlöpningen vid en viss koncentration eller en viss temperatur.

Det är effektivt att förbättra kanalmobiliteten så att gränssnittstillstàndsdensiteten vid ett gränssnitt av SiC och oxidfilmen för styret i en MOS-struktur reduceras. Man har övervägt att reducera gränssnittstillståndsdensiteten på så sätt att den fria bindningen vid gränsskiktet av SlC och oxidfilmen för styret termineras av ett element av H eller OH.

Således kan kanalmobiliteten förbättras i ett tillstånd i vilket H eller OH träder in i en defekt del av en nedre skiktdel som sträcker sig utåt på SiC längs med vilken oxidfilmen för styret hålls.

Uppfinnarna har med stor möda tänk ut hur en sådan struktur kan realiseras. Således har temperaturen för att terminera den fria bindningen vid gränsskiktet av SiC och oxidfilmen för styret med H eller OH, med andra ord, desorptionstemperaturen (fortsättningsvis benämnd terminerings-desorptionstemperatur) bestämts. Det har även bekräftats att det är viktigt att utforma ovan angivna struktur oavsett om den kräver en atmosfär för att inte desorbera H eller OH vid denna terminerings- desorptionstemperatur.

Särskilt termineras och desorberas H eller OH vid terminerings- desorptionstemperaturen. Därför åstadkoms desorption om det är en situation i vilken desorptionen uppvisar en fördel i förhållande tili terminering vid denna temperatur. l motsats till detta kan desorptionen förhindras om det är en situation i vilken termineringen uppvisar en fördel i förhållande till desorptionen.

Därför desorberas, om ingen vàt atmosfär bildas vid utförandet av terminerings- desorptionstemperaturen to m när oxidation av styret utförs i den våta atmosfären, H eller OH från den fria bindningen så att ovan angivna struktur inte kan utformas. Vidare desorberas, om ingen väteatmosfär alltid ställs in under temperaturen även när väteanlöpning utförs, H eller OH och ovan angivna struktur kan slutligen inte utformas.

Därför har uppfinnarna tillverkat en MOSFET av lateral inverslonstyp med 10 um kanallängd och 70 pm kanalbredd i ett SiC-substrat med yta a, dvs. ett (11-20)-plan som en huvudyta genom att använda en konventionell teknik och en tänkbar teknik för att 10 15 20 25 30 S533 175 7 upprätthålla den våta atmosfären tills terminerings-desorptionstemperaturen eller lägre under en tid temperaturen sänks när oxidfilmen för styret bildades genom den våta oxideringen. Uppﬁnnarna har även undersökt elektrisk fälteffektkanalmobilitet (fortsättningsvis benämnda kanalmobilitet) med avseende på en spänning hos styret och storleken av en elektrisk kollektorström.

Konkret bildas oxidfilmen för styret genom att utföra den våta oxideringen i 80 minuter vid 1080 'C i enlighet med konventionell teknik. Därefter sker omkoppling från våt atmosfär till en Nz-atmosfär, och temperaturen sänks med 10 “C/min till 600 'C och MOSFET tillverkas och kanalmobilitet etc. undersöks. Vidare bildas, såsom alternativ teknik, oxidﬁlmen för styret genom våt oxidation liknande den konventionellt använda.

Som en alternativ teknik, bildas oxidfilmen för styret genom att utföra våt oxidation liknande den i det konventionella fallet. Under en tid då temperaturen sänks för denna bildningsprocess oxidfilmen för styret, sänks temperaturen med 10 'C/min till 600 'C under det att den våta atmosfären upprätthålls. MOSFET tillverkas sedan och kanalmobilitet etc. undersöks. Som ett resultat därav har resultat som visas i Fig. 25A och 25B erhållits.

Såsom visas i Fig. 25A är kanalmobiliteten mycket liten i fallet med konventionell teknik.

Detta visar att ingen tillräcklig kanalmobilitet kan erhållas genom att enbart bilda oxidfilmen för styret i den våta atmosfären.

Som en kontrast till detta såsom visas i Fig. 25B, i fallet med alternativ teknik är mobiliteten hög och kollektorns elektriska ström blir stor. Från dessa resultat framgår det att det är möjligt att förhindra desorption från att uppvisa en fördel i förhållande till termineringen av H eller OH från den fria bindningen och att förhindra desorptionen genom att ställa in ett tillstànd för att upprätthålla den våta atmosfären under det att temperaturen sänks till 600 'C eller lägre som antagits vara terminerings- desorptionstemperatur. l ett experiment som utförts här upprätthålls den våta atmosfären till 600 °C under tiden temperaturen sänks för oxidfilmen för styrets bildningsprocess och kopplas sedan om till kväveatmosfär baserat på följande experimentella resultat. 10 15 20 25 30 533 'H93 8 Fig. 26A är en vy i tvärsnitt av en MOS-kondensator som ett prov som används i experimentet. Fig. 26B visar sambandet mellan atmosfärens omkopplingstemperatur och gränsskiktets tillståndsnivå.

Såsom visas i Fig. 26A bildas ett epitaxiellt skikt 101 av n-typ med 1X10“°cm'3i koncentration av orenheter på ett skikt 100 av n+-typ. En oxidfilm 102 för styret bildas genom att utföra oxidation av styret i ett substrat med en yta som ställts in mot en yta a.

Vid oxidationen av styret vid denna tidpunkt höjs temperaturen till 1080 'C i kväveatmosfären och kväveatmosfären kopplas sedan om till den våta atmosfären och den våta oxideringen utförs under 80 minuter och temperaturen sänks med 10 'C/min i den våta atmosfären som föreligger. Vid denna tidpunkt förändras omkopplingstemperaturen till 1080 'C, 800 °C och 600 °C. Ni 103 och Ni 104 med 500 nm tjocklek förångas sedan på främre och bakre ytor. Därefter mönstras Ni till en diameter på 500 um så att en MOS-kondensator tillverkas.

Gränsskiktets tillståndsdensitet (Du) för varje MOS-kondensator som förändras med avseende på omkopplingstemperaturen utvärderas sedan. Som ett resultat har det fastställts att gränssnittstillståndsdensiteten reduceras genom att sänka omkopplingstemperaturen från den våta atmosfären under den tid temperaturen sänks till kväveatmosfären. Således kan gränsskiktstillståndsdensiteten reduceras i enlighet med omkopplingstemperaturen från den våta atmosfären till kväveatmosfären och kanalmobiliteten kan förbättras. Därför upprätthålls i ovan angivna utföringsform den våta atmosfären till 600 “C under den tid temperaturen sänks för oxidﬁlmbildningsprocessen för styret och kopplas sedan om till nämnda kväveatmosfär.

Vätekoncentrationer vid gränsskiktet jämförs sedan genom en SlMS-analys för att verifiera termineringseffekter hos den fria bindningen vid användande av H eller OH i ovan angivna experiment. Fig. 27A och 27B är vyer som visar vätekoncentrationerna nära gränsskiktet för SiC och oxidﬁlmen (SiOz) för styret i nämnda MOSFET tillverkade med konventionell teknik och den altemativa tekniken.

Såsom visas i dessa figurer är när vätekoncentrationerna vid gränsskiktet mellan SiC och oxidﬁlmen för styret jämförs, vätekoncentrationen omkring 1,3x102° cm* i enlighet med konventionell teknik. l motsats till detta är vätekoncentrationen omkring 2,6x102° 10 15 20 25 30 533 'V39 Cl cm'3 i enlighet med den alternativa tekniken. Därför framgår det att den altemativa teknikens vätekoncentration således är omkring den dubbla vätekoncentrationen hos konventionell teknik.

Den fria bindningen kan således termineras av ett element av H eller OH genom att använda den alternativa tekniken i förhållande till den konventionella tekniken. Det framgår från dessa att kanalmobiliteten förbättras genom att höja vätekoncentrationen vid gränsskiktet, dvs. genom att avsluta den fria bindningen med nämnda H- eller OH- element.

Således kan den fria bindningen vid gränsskiktet mellan SiC och oxidfilmen för styret termineras med H eller OH genom att förlänga den våta atmosfären till åtminstone terminerings-desorptionstemperaturen eller lägre under den tid temperaturen sänks vid bildande av oxidfilmen för styret. Å andra sidan bildas enligt ett annat tänkbart sätt oxidfilmen för styret genom en annan teknik än våt oxidering genom att använda den våta atmosfären och atmosfären kopplas om till den våta atmosfären enbart under den tid temperaturen sänks och den fria bindningen vid gränsskiktet mellan SiC och oxidfilmen för styret även kan termineras av H eller OH under den tid temperaturen sänks.

Till exempel bildas oxidfilmen för styret genom att utföra cxidering i en torr atmosfär, en NZO-atmosfär, en NO atmosfär, en ozonatmosfär, en HzO-radikal atmosfär etc., eller genom att avsätta LTO, TEOS, HTO, etc. genom CVD etc. Vid denna tidpunkt erhåller det inre av en kammare för att bilda oxidfilmen för styret ett högtemperaturtillstånd.

Därför kopplas atmosfären om till den våta atmosfären genom att införa H20 från detta tillstånd in i kammaren och temperaturen sänks till under terminerings- desorptionstemperaturen eller lägre.

Här har beskrivningen gjorts med avseende på det fall i vilket den isolerande ﬁlmen för styret är utformad av en oxidfilm. Emellertid kan, när denna teknik används, den isolerande ﬁlmen för styret även utformas av en isolerande film av annan typ. Till exempel HfO2, HfSiON, HfSiON, HfAlO, AlgOg, Ta2O5, Si3N4, etc. är tänkbara. 10 15 20 25 30 10 På liknande sätt kan även liknande ämnen separat bildas genom en anlöpningsprocess efter oxidﬁlmbildningsprocessen för styret utan att terminera den fria bindningen vid gränsskikt mellan SiC och oxidfilmen för styret med H eller OH under den tid temperaturen sänks vid bildande av oxidﬁlmen för styret (den isolerande ﬁlmen för styret). Om båda dessa åtgärder utförs kan den fria bindningen hos gränsskiktet mellan SiC och oxidfilmen för styret termineras mera genom H eller OH så att kanalmobilitet likaså kan förbättras mera.

Därefter upprätthålls den våta atmosfären under den tid temperaturen sänks hos den oxidﬁlmsbildande processen för styret och oxidfilmen för styret bildas såsom angivits ovan för att analysera ovan angivna terminerings-desorptionstemperatur. Därefter utförs anlöpning vid olika temperaturer i en Ar-atmosfär som inte förorsakar någon terminering av den fria bindningen på grund av H eller OH. Fig. 28 visar dess experimentella resultat.

Fig. 28 visar sambandet mellan anlöpningstemperatur och kanalmobilitet genom att använda MOSFET med en struktur som används i ett experiment enligt Fig. 25A och 25B. Denna figur visar även ovan angivna samband när ingen anlöpningsprocess utförs alls som en referens.

Såsom visas i denna ﬁgur antar när ingen anlöpningsprocess utförs alls kanalmobiliteten ett stort värde på 179 cm2/vs.

I motsats till detta kommer fallet då anlöpningsprocessen utförs visas. När anlöpningstemperaturen är 600 till 700 ”C ökas kanalmobiliteten ijåmförelse med det fall då ingen anlöpningsprocess utförs alls. Kanalmobiliteten uppgår till 205 cmzNs vid 700 °C. När anlöpningstemperaturen är 800 °C, blir kanalmobiliteten 199 cmzNs och börjar reduceras. Då anlöpningstemperaturen höjs från denna temperatur reduceras kanalmobiliteten plötsligt. När anlöpningstemperaturen blir 1000 'C framgår det att kanalmobiliteten approximativt antar ett värde nära noll.

Det kan bekräftas från detta resultat att desorptionen av H eller OH huvudsakligen ästadkoms vid 800 till 900 'C och ökar vid dessa temperaturer eller högre. Den fria bindningen på grund av H eller OH termineras inom samma temperaturområde som 10 15 20 25 30 E33 'Håål ll desorptionen. Således antar man att terminerings-desorptionstemperaturen huvudsakligen är 800 till 900 °C. Vidare kan det bekräftas att kanalmobiliteten ökas i jämförelse med ett prov i vilket ingen anlöpning utförs tills anlöpningen är 800 “C.

Således kan kanalmobiliteten ytterligare förbättras genom att utföra anlöpningen vid 800 °C eller lägre, företrädesvis 700 'C eller lägre efter oxidfilmbildning för styret.

Vidare utförs en termisk desorptionsspektroskopianalys under ökande temperatur för att specificera tenninerings-desorptionstemperaturen i detalj. Konkret ökas temperaturen hos ett substrat som bildar oxidfilmen för styret i en vakuumkammare genom laseruppvärmning och ett desorberat element undersöks med en masspektrometer.

Således kan desorptionsgas och desorptionstemperatur speciﬁceras in l detalj.

Emellertid föreligger även en stor mängd väte i den atmosfäriska luften. Därför blir det svårt att skilja nämnda väte och en mycket liten mängd väte från MOS-gränsskiktet.

Därför används deuterium (D) som en isotop av väte som nästan helt saknas i den atmosfäriska luften i ett termineringselement hos den fria bindningen och en teknik för att analysera detta deuterium används. Då väte och deuterium är isotoper har man antagit att deras natur med avseende på terrninering och desorption nästan är desamma.

Ett konkret tillverkningsförfarande för att analysera prov kommer nedan att beskrivas.

Först används ett 4H-SiC substrat av en n-typ med en huvudyta inställd till ett (11-20) plan som ett substrat. Våt oxidering utförs genom att bubbla tungt vatten (D20) med ett bubblingsoxidationsförfarande med avseende på detta substrat så att en oxidfilm för styret bildas. l ett recept för bildande av oxidfilmen för styret byts H20 i Fig. 4 som beskrivs senare. Den termiska desorptionsspektroskopianalysen under ökande temperatur utförs sedan genom detta prov. Analyselementet är inställt till Dz och D20. D2 bildas genom att binda desorberad D och D20 genom att binda desorberad OD eller D och analysen utförs genom att överlagra D20 med fukt i den isolerande ﬁlmen.

Fig. 29A är en graf som visar ett analysresultat relativt D; (M/z 0 = 4) spektrum. Fig. 29B är en graf som visar ett analysresultat relativt D20 (Mlz = 20) spektrum. Ordinatans axel i var och en av dessa figurer visar elektrisk strömintensitet hos masspektrometern. Grafen som beskrivits som bakgrund i var och en av dessa ﬁgurer visar analysresultaten i ett tillstånd i vilket det inte föreligger något prov. De mängder som ges genom att 10 15 20 25 30 533 *lFEI lZ subtrahera bakgrundsmängder fràn graferna med analysresultat för D; och D20 visar rena massanalysmängder av D; och D20.

Såsom visas i Fig. 29A alstras desorptionen av D2 vid 700 'C till 1000 “C och en topp av desorptionen visas särskilt vid 800 °C till 900 'C och mycket föredragen samstämmighet med temperatur för att reducera kanalmobiliteten visas. Således är det möjligt att speciﬁcera att terminerings-desorptionstemperaturen för den fria bindningen av H eller OH är 700 'C till 1000 °C, särskilt 800 'C till 900 °C. Å andra sidan, såsom visas i Fig. 29B, alstras desorptionen av D20 vid 600 'C till 800 °C, och en desorptionstopp visas särskilt vid 600 "C till 700 "C. Detta svarar mot kanalmobilitetens förbättring till anlöpning på 700 'C eller lägre, eller 800 'C eller lägre. Det framgår från detta innehåll att den fria bindningens termínerande element som bidrar till kanalmobiliteten huvudsakligen är väte. Vidare framgår även att anlöpningsbehandlingen för att avlägsna fukt inom styrets isolerande film bidrar till kanalmobilitetens förbättring.

Fig. 30 visar resultaten i vilka vätekoncentrationen undersöks när anlöpningstemperaturen ställs in till 1000 'C och en Ar-anlöpningsprocess utförs i 10 minuter i ett sådant experiment som en referens. Såsom visas i denna figur reduceras vätekoncentrationen vid gränsskiktet mellan SiC och oxidfilmen för styret i jämförelse med fallet som visas i Fig. 27B. Således kan det bekräftas att H eller OH desorberas från den fria bindningen vid gränsskiktet mellan SiC och oxidfilmen för styret.

Följande framgår av resultaten att utföra anlöpningsprocessen i vilken termineringen uppvisar en fördel över desorptionen av H eller OH. Särskilt ställs anlöpningstemperaturen in till terminerings-desorptionstemperaturen eller högre. Vidare under det att en atmosfär för att terminera den fria bindningen av H eller OH vid tidpunkten för terminering-desorption eller mera ställs in, upprätthålls denna atmosfär kontinuerligt tills terrninerings-desorptionstemperaturen nås under den tid temperaturen sänks för anlöpningsprocessen.

Således är det föredraget att utföra anlöpningsprocessen i vilken anlöpningstemperaturen ställs in till 800 'C eller högre och atmosfären för att avsluta den fria bindningen med H eller OH alltid kontinuerligt stälis in när anlöpningstemperaturen blir 800 ”C eller högre (företrädesvis 700 “C eller högre). 10 15 20 25 30 13 Terminerings-desorptionstemperaturen som anges här ställs alltså på liknande sätt in med avseende på temperaturen som sänks med tiden i den oxidfilmbildande processen för styret. Om den våta atmosfären kontinuerligt upprätthålls under 800 till 900 “C under tiden då temperaturen sänks, företrädesvis från 1000 'C eller högre till 700 °C eller lägre, är det möjligt att bibehålla ett tillstånd i vilket den fria bindningen vid gränsskiktet mellan SiC och oxidfilmen för styret även termineras av H eller OH efter oxidﬁlmbildningsprocessen för styret.

Därefter verifieras baserat på det erhållna resultatet från en hög terrninerande effekt hos den fria bindningen, en anlöpningseffekt i detta temperaturområde.

I praktiken utförs verifieringen genom att tillverka nämnda MOSFET av den struktur som använts i experimenten enligt Fig. 25A och 25B, när nämnda MOSFET med strukturen enligt den som används i experimenten i Fig. 25A och 25B tillverkas, den våta atmosfären kontinuerligt upprätthålls tills terminerings-desorptionstemperaturen och oxidﬁlmen för styret bildats. En Polykiselfilm som utformats genom att dopa orenheter av n-typ på oxidfilmens styre bildas och mönstras sedan så att elektroden för styret bildas och anlöpningsprocessen utförs genom att använda den våta atmosfären.

Anlöpningsbehandlingen åstadkommer även avrundningsoxidering för att runda ett hörn på polykiselfilmen för styret. Temperaturerna vid anlöpnings start- och stopptider ställs in till 600 "C, och temperaturen höjs och sänks i en temperaturgradient med 10 'C/min och anlöpningsprocessen utförs i 120 minuter vid en högsta temperatur på 850 'C. Med avseende på nämnda MOSFET via en sådan process, undersöks kanalmobilitet med avseende på styrets spänning och storleken på en kollektors elektriska ström så att resultaten som visas i Fig. 31 erhålls.

Såsom framgår ur denna figur blir kanalmobiliteten 196 cmzNs. Först förbättras nämligen kanalmobiliteten genom att bilda oxidfilmen för styret genom att kontinuerligt upprätthålla den våta atmosfären till terminerings-desorptionstemperatur. Vidare kan hög kanalmobiiitet upprätthållas genom att utföra anlöpningsprocesen i den våta atmosfären, och kanalmobiliteten kan likaså även ökas ytterligare. 10 15 20 25 30 533 'H73 lll Särskilt ökas, i ett tillstånd där gränsskiktet mellan SiC och oxidfilmen för styret täcks med styrets elektrod efter att styrets elektrod bildas, tjockleken av ett skikt som täcker gränsskiktet och styrets elektrod spelar en roll som ett täckande skikt. Därför utförs anlöpningsprocessen under en situation i vilken termineringen av den fria bindningen på grund av H eller OH uppvisar en fördel över desorptionen, kan den fria bindningen termineras av H eller OH under det att desorption av H eller OH ytterligare förhindras av täckskiktet. Därför föreligger en hög sannolikhet att kanalmobiliteten kan ökas ytterligare.

Särskilt när styrets elektrod är polykisel, alstras väte genom en oxiderande reaktion i den våta atmosfären och bidrar till den fria bindningens terminering. Därför föreligger en hög sannolikhet att kanalmobiliteten ökas ytterligare.

På liknande sätt som i Fig. 28 visar Fig. 32 resultat i vilka anlöpningstemperaturens beroende inom en Ar-atmosfär för kanalmobilitet utvärderas med avseende på MOSFET som undergår avrundningsoxidering. På liknande sätt förbättras kanalmobiliteten till 700 'C och när 216 cmzNs vid sitt maximum vid 700 °C. När anlöpningstemperaturen är 800 °C, blir kanalmobiliteten 196 cmz/vs och börjar reduceras. Då anlöpningstemperaturen höjs från denna temperatur reduceras kanalmobiliteten plötsligt. När anlöpningstemperaturen blir 1000 ”C framgår det att kanalmobiliteten approximativt antar ett värde nära noll. Det kan från detta resultat speciﬁceras att terminerings- desorptionstemperaturen för den fria bindningen av H eller OH är 700 “C till 1000 “C, särskilt 800 °C till 900 °C. Vidare är det även möjligt att konfirmera att fuktighet avlägsnar anlöpning vid 800 “C eller lägre, företrädesvis 700 'C eller lägre är verksamt för att förbättra kanalmobiliteten.

Fig. 33 är en vy som visar resultat i vilka kanalmobilitet med avseende på en styrspänning och storleken på en elektrisk kollektorström undersöks med avseende på nämnda MOSFET som utför nämnda avrundningsoxidering och nämnda Ar anlöpning vid roo "c på detta sätt. kanalmobiliteten blir 216 cmz/vs.

Vidare antas temperaturberoendet för anlöpningsbehandlingen (våt anlöpning) i den våta atmosfären åstadkomma hög kanalmobilitet. l praktiken tillverkas och undersöks nämnda MOSFET av lateral typ såsom följer. 10 15 20 25 30 533 175 15 l bildningsprocessen för den isolerande ﬁlmen för styret bildas en TEOS-film med 100 nm vid 680 'C genom att använda en LPCVD~anordning och den våta anlöpningen utförs sedan. l den våta anlöpningen höjs temperaturen med 10 °Clmin i den våta atmosfären från 600 'C och hålls i 10 minuter vid den våta anlöpningstemperaturen.

Den våta anlöpningstemperaturen ställs in till fyra nivåer på 1080 °C, 1000 °C, 950 'C och 900 'C. Avrundningsoxideringsbehandling på 850 'C utförs även därpå vid alla nivåer för att öka kanalmobiliteten.

Fig. 34 är en vy som visar ett utvärderlngsresultat av kanalmobiliteten av nämnda MOSFET av lateral typ som tillverkats såsom angivits ovan. Såsom visas i denna ﬁgur framgår det att kanalmobiliteten ökas då temperaturen är nära 800 till 900 ”C såsom terminerings-desorptionstemperatur. Det framgår att kanalmobiliteten sänks då temperaturen för våtanlöpningen höjs. Det framgår av detta resultat att det föreligger en hög sannolikhet att termineringsverkan hos den fria bindningen höjs då den våta anlöpningstemperaturen är nära 700 till 1000 “C (särskilt 800 till 900 °C) som terminerings-desorptionstemperatur. Således är det föredraget att ställa in den våtanlöpningstemperaturen eller våtoxideringstemperaturen till 700 till 1000 'C som terminerings-desorptionstemperatur, särskilt 800 till 900 'C.

Fig. 35 är en vy som visar resultat i vilka kanalmobiliteten med avseende på styrets spänning och storleken på den elektriska emltterströmmen undersöks när den våta anlöpningen utförs vid 900 'C. Kanalmobiliteten antar ett mycket högt värde på 244 cmzNs.

Därefter tillverkas även nämnda MOSFET av en struktur som använts i experimentet enligt Fig. 25A och 25B och verifieras med avseende på ett fall (väteanlöpning) som använder en väteatmosfär istället för den våta atmosfären. När nämnda MOSFET av strukturen som används i experimentet enligt Fig. 25A och 25B tillverkas, bildas oxidfilmen för styret enligt ett recept i Fig. 4 som beskrivs senare och väteanlöpningen utförs efter att oxidfilmen för styret bildas. I ett steg av väteanlöpningen höjs temperaturen med 10 'Clmin från 600 'C till 900 'C i väteatmosfären och hålls i 30 minuter vid 900 “C i väteatmosfären. Därefter sänks temperaturen till 600 "C med 10 °Clmin i väteatmosfären såsom den är. Som ett resultat av utvärderingen av kanalmobilitet hos en framställd MOSFET erhålls en kanalmobilitet på 186 cmz/vs och 10 15 20 25 30 ll» ingen försämring av karakteristiken ges. Det framgår av detta resultat att effekter liknande dessa som erhålls genom att utföra anlöpning i den våta atmosfären även kan erhållas när nämnda väteanlöpning utförs.

Vidare i ovan angivna beskrivning antas oxidﬁlmen för styrets atmosfär, eller anlöpningsprocessens atmosfär ur den synvinkeln att den fria bindningen hos gränsskiktet mellan SiC och oxidﬁlmen för styret termineras av H eller OH. Emellertid finns det när en utformning av en anordnings högtemperaturprocess som sträcker sig över 850 'C som en mellanskikts isolerande ﬁlm äterﬂöde etc. Detta fall har även studerats genom att tillverka nämnda MOSFET med strukturen som används i experimentet enligt Fig. 25A och 25B. l praktiken när nämnda MOSFET med strukturen som används i experimenten enligt Fig. 25A och 25B tillverkas utförs den våta anlöpningen som åstadkommer avrundningsoxidering av polykisel som utgör styret i 120 minuter vid 850 "C och start- och stopptemperaturer hos den våta atmosfären ställs in till 600 “C och en höjnings- sänknings-hastighet för temperaturen ställs in till 10 “C/min.

Vidare bildas en mellan skikten isolerande film genom att bilda en BPSG som en ﬁlm vid 420 ”C med plasma CVD. Därefter utförs återflöde i 10 minuter vid 950 ”C i den våta atmosfären. Vid denna tidpunkt ställs start- och stopptiderna hos den våta atmosfären in till 600 'C och temperaturhöjnings-sänkningshastigheten ställs in till 10 'C/min.

Med avseende på nämnda MOSFET via en sådan process undersöks kanalmobiliteten med avseende på styrets spänning och storleken på kollektorns elektriska ström, och resultat som visas i Fig. 36 erhålls.

När en värmebehandlingsprocess förutom ovan angivna oxidfilmsbildningsprocess för styret etc. utförs i en anordningsprocessutformning, föreligger även möjligheten att H eller OH desorberas från den fria bindningen vid gränsskiktet mellan SiC och oxidfilmen för styret.

Såsom emellertid framgår från Fig. 36 kan en sådan värmebehandling även ställas in så att inte någon stor karakteristisk försämring på 172 cmzNs i kanalmobilitet förorsakas 10 15 20 25 30 533 'lïšl l 'i genom att använda den våta atmosfären i en temperatur på 600 "C eller högre. Därför framgår det att det är möjligt att hindra H eller OH från att desorberas från den fria bindningen vid gränsskiktet mellan SiC och oxidfilmen för styret genom att utföra en sådan värmebehandling i den våta atmosfären. Härvid utförs värmebehandlingsprocessen såsom för den våta atmosfären, men liknande innehåll föreligger även då värmebehandlingsprocessen utförs såsom för väteatmosfären.

Slutligen utförs verifiering liknande den i ovan angivna fall med avseende på en MOSFET av ackumulerande lateral typ (se t ex JP-A-10-308 510) för att bilda en typ med ackumulerande kanal som utformats genom ett skikt med orenhet som uppvisar samma elektriska konduktivitet som ett emltterområde och ett kollektoromräde istället för nämnda MOSFET av lateral inversions typ som använts i experimenten enligt Fig. 25A och 25B. l Fig. 37 bildas en oxidfilm för styret genom att utföra våt oxidering liknande den i ett konventionellt fall. l ett tillstånd i vilket den våta atmosfären upprätthålls såsom den är under tiden temperaturen sänks hos denna oxidﬁlmsbildande process för styret, sänks temperaturen med 10 ”C/min till 700 'C som terminerings-desorptionstemperatur eller lägre så att MOSFET tillverkas. Kanalmobilitet med avseende på styrets spänning och kollektorns elektriska strömkarakteristik undersöks sedan.

Såsom visas i denna ﬁgur kan resultatet med en hög kanalmobilitet på 186 cmzNs även erhållas med avseende på nämnda MOSFET av ackumulerande lateral typ. Således kan den våta atmosfären eller väteatmosfären även upprätthållas tills terrninerings- desorptionstemperaturen eller lägre uppnåtts i oxidfilmsbildningsprocessen för styret med avseende på halvledaranordningen av den ackumulerande typen såväl som halvledaranordningen av inversionstyp. Alternativt kan kanalmobilitetens förbättring erhållas genom att ställa in den våta atmosfären eller väteatmosfären när temperaturen överskrider 700 'C eller högre i anlöpningsprocessen efter den oxidﬁlmsbildande processen för styret och andra värmebehandlingsprocesser.

En MOSFET av plan ackumulerande typ med 25 pm icellstigning tillverkas och en karakteriserande inspektion utförs som en referens för att verifiera huruvida nämnda MOSFET av långsträckt typ fungerar bra eller inte. Detta resultat visas i Fig. 38A och 10 15 20 25 30 533 'H79 18 38B. Fig. 38A visar kollektorspänning (VD) och elektrisk kollektorström (ID) karakteristik, och Fig. 388 visar motstående spånningskarakteristik. Såsom visas i dessa ﬁgurer erhålls karakteristiken på 4,5 mQXcmZ och motsvarande spänning 660 V när styrets spänning = 0 V. Således har det bekräftats att nämnda MOSFET av plan typ av ackumulerande typ arbetar noggrant. l ljuset av ovan angivna verifiering tillhandhålls en halvledaranordning av kiselkarbidtyp enligt följande.

(Första utföringsformen) En första utföringsform av uppfinningen kommer nu förklaras. I denna utföringsform är en utföringsform enligt uppfinningen applicerad till en MOSFET av lateral inversions typ.

Fig. 1 visar en vy i tvärsnitt av nämnda MOSFET av lateral inverslonstyp. Fig. 2 och 3 visar tillverkningsprocesserna för nämnda MOSFET av lateral inversionstyp som visas i Fig. 1. Strukturen av nämnda MOSFET av lateral inverslonstyp enligt denna utföringsform och dess tillverkningsförfarande kommer nu förklaras med hänvisning till dessa ﬁgurer.

Såsom visas i Fig. 1 anordnas en framsida av ett substrat 1 av en p+-typ till en huvudyta, och ett substrat av plp+-typ som bildar ett basskikt 2 av p-typ framställt av SiC epitaxiellt vuxet på huvudytan som ett halvledarsubstrat. Till exempel är substratet 1 av p+-typ utformat av 4H-SiC och huvudytan till en yta a, d.v.s. ett (11-20)-plan och koncentrationen av orenheter ställs till omkring 5x1018 cm”. Till exempel ställs koncentrationen av orenheter hos basskiktet 2 av p-typ till omkring 5x1015 cmß. Nämnda MOSFET av lateral inverslonstyp bildas genom att använda ett sådant substrat av plp+- typ i halvledarsubstratet.

Ett baskontaktområde av p+-typ (fortsättningsvis helt enkelt benämnt kontaktområde) 3 bildas i en ytskiktsdel hos basskiktet 2 av p-typ. Koncentrationen av orenheter hos detta kontaktområde 3 ställs in till att vara högre än den hos basskiktet 2 av p-typ. Till exempel ställs koncentrationen av orenheter hos kontaktomràdet 3 in till en hög koncentration på 3x102° cm* eller högre och kontaktomràdet 3 utformas med ett djup på 0,4 pm. Detta kontaktomràde 3 används för att ﬁxera en elektrisk potential hos basskiktet 2 av p-typ. 10 15 20 25 30 533 'TFH lcl Ett emitterområde 4 av n+-typ och ett kollektoromràde 5 av n+-typ bildas i en ytskiktsdel hos basskiktet 2 av p-typ så att det är skilt från kontaktområdet 3. Dessa områden är utformade så att de är skilda från varandra. Till exempel utformas dessa n+ typ emitteromràden 4 av n+-typ och kollektoromràden 5 av n+-typ med en hög koncentration på 3x102°cm'3 eller högre och utformas med ett djup på 0,3 um.

En del dopad av emitterområdet 4 av n+-typ och kollektoromràdet 5 av n+-typ bland ytskiktsdelen hos basskiktet 2 av p typ utformas till ett kanalområde och en oxidfilm för styret 6 på med t ex 52 nm ﬁlmtjocklek utformas så att det täcker åtminstone kanalområdets yta. En struktur för att terminera den fria bindningen med ett element av H eller OH är utformad vid gränsskiktet hos oxidﬁlmen 6 för styret och basskiktet 2 av p- typ som utgör kanalområdet.

Till exempel mönstras ett styre 7 som utformats av polykisel som àstadkommits genom att dopa orenheter av n-typ (t ex, P (fosfor)) på ytan av oxidfilmen 6 för styret.

Vidare bildas en mellan skikten liggande ﬁlm 8 som utformats genom LTO så att den täcker återstående del av styret 7 och oxidﬁlmen 6 för styret. Kontakthål 9a och 9c anslutna till kontaktområdet 3, av emitterområdet 4 och n+ typ kollektorområdet 5 i denna mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen 8 och oxidfilmen 6 för styret, och ett kontakthàl 9d anslutet till styret 7 är utformat i den mellan skikten isolerande ﬁlmen 8.

En baselektrod 10 för ﬁxering av elektrisk potential, vilken baselektrod 10 är elektriskt ansluten till kontaktområdet 3, en emitterelektrod 11 elektriskt ansluten till emitterområdet 4 av n+-typ, en kollektorelektrod 12 elektriskt ansluten till kollektorområdet 5 av n+-typ, och ett styres elektrod 13 elektriskt ansluten till styret 7 är anordnade genom respektive kontakthål 9a till 9d så att nämnda MOSFET av lateral inversionstyp tillhandahålls. l nämnda MOSFET av lateral inverterande typ som tillverkats på detta sätt anordnas kanalområdet i en ytskiktsdel av basskiktet 2 av p-typ som utformats till en elektrisk ledningsväg och en elektrisk ström får ﬂyta mellan nämnda emitterområde 4 av n+-typ och nämnda kollektorområde 5 av n+-typ anordnade uppströms och nedströms den elektriska ledningsvägen. Den elektriska strömmen som får flyta till kanalområdet styrs 10 15 20 25 30 Ül fit-Zl till! 20 genom att styra en spänning som pålagts styret 7 så att den elektriska strömmen som får flyta mellan nämnda emitterområde 4 av n+-typ och nämnda kollektorområde 5 av n+-typ kan styras.

Nedan kommer ett tillverkningsförfarande för nämnda MOSFET av lateral inversionstyp som visas i Fig. 1 beskrivas i anslutning till ﬂgurerna 2 och 3.

Till att börja med bereds, såsom visas i Fig. 2A, ett halvledarsubstrat som tillverkats av nämnda plp+ substrat som utformats av substratet 1 av p+ typ och basskiktet 2 av p-typ.

Såsom visas i Fig. 2B till exempel bildas LTO 20 sedan som en ﬁlm i detta halvledarsubstrat, rent konkret på ytan av nämnda basskikt 2 av p-typ. LTO 20 öppnas på ett formande mönsterområde hos kontaktomràdet 3 via en fotolitograﬁsk process.

Därefter implanteras till exempel joner (aluminium) som orenheter av p-typ.

Därefter, efter LTO avlägsnas, bildas exempelvis LTO 21 som en film såsom visas i Fig. 2C. LTO 21 öppnas på ett mönsterområde av nämnda emitterområde 4 av n+-typ och nämnda kollektorområde 5 av n+-typ via den fotolitograﬁska processen. Därefter implanteras till exempel P (fosfor) joner som orenheter av n-typ.

Därefter, efter LTO 21 avlägsnas utförs till exempel anlöpning i 30 minuter vid 1600 'C så att de implanterade orenheterna av p typ aktiveras. Således bildas kontaktomràdet 3, emitterområdet 4 av n+ typ och kollektorområdet 5 av n+ typ.

Därefter utförs en oxidfilmbildningsprocess för styret och en oxidﬁlm för styret 6 bildas såsom visas i Fig. 3A. Rent konkret bildas oxidfilmen för styret 6 genom oxidation av styret genom att använda ett pyrogent förfarande som använder en våt atmosfär. Vid denna tidpunkt utförs atmosfär- och temperaturstyrning av styrets oxidbildningsprocess såsom visas i Fig. 4.

Faktum är att temperaturen ökar i en temperaturgradient med 10 'C/min som en kväveatmosfär från rumstemperatur till 1080 °C. När temperaturen når 1080 'C, utformas atmosfären till en våt (H20) atmosfär och denna temperatur hålls i 80 minuter. Således bildas oxidfilmen 6 för styret med 52 nm ﬁlmtjocklek. Därefter sänks, under det att den 10 15 20 25 30 533 *Fšš 21 våta atmosfären upprätthålls, temperaturen med 10 'C/min. Vid denna tidpunkt upprätthålls den våta atmosfären tills temperaturen sänks till 600 "C eller lägre. Denna temperatur är inte begränsad till 600 °C, utan kan även ställas in till 800 'C eller lägre som termlnerings-desorptionstemperatur eller lägre, företrädesvis 700 ”C eller lägre.

Således upprätthålls den våta atmosfären under en tid som temperaturen sänks för oxidﬁlmbildningsprocessen för styret. Således bildas en struktur för att avsluta den fria bindningen med ett element av H eller OH vid gränsskiktet hos oxidfilmen 6 för styret och basskiktet 2 av p-typ som utgör kanalområdet. Fig. 5 visar typiskt dess situation.

Såsom visas i denna figur intas ett tillstånd i vilket H eller OH går in i oxidfilmen 6 för styret bildad på ytan av basskiktet 2 av p-typ.

Därefter bildas såsom visas i Fig. 3B ett polykiselskikt som åstadkommits genom dopning av orenheter av n-typ på ytan av oxidfilmen 6 för styret som en ﬁlm under en temperatur på 600 °C. Därefter bildas ett styre 7 genom mönstring genom att använda en resist som inte visas.

Vidare bildas, såsom visas i Fig. 3C till exempel, en mellan skikten liggande isolerande film 8 som tillverkats av LTO vid 420 'C och mönstras. Således bildas kontakthål 9a till 9c anslutna till kontaktområdet 3, emitterområdet 4 av n+-typ och kollektorområdet 6 av n+-typ i nämnda mellan skikten liggande isolerande ﬁlm 8 och oxidfilmen 6 för styret och ett kontakthål 9d anslutet till styret 7 bildas i nämnda mellan skikten liggande isolerande film 8.

En Ni (nickel) ﬁlm bildas sedan för att täcka det inre av kontakthålen 9a till 9d och mönstras sedan så att olika typer av elektroder 10 till 13 bildas. Vid denna tidpunkt, då kontaktområdet 3, nämnda emitterområde 4 av n+-typ och nämnda kollektorområde 5 av n+-typ ställs in till höga koncentrationer såsom angivits ovan, kommer dessa områden l ohmsk kontakt med olika typer av elektroder 10 till 13 utan att utföra en värmebehandlingsprocess etc. Således slutförs nämnda MOSFET av lateral inverslonstyp som visas i Fig. 1.

Vid tillverkningsförfarandet för nämnda MOSFET av lateral inversionstyp såsom det angivits ovan, sänks temperaturen till terminerings-desorptionstemperatur eller lägre 10 15 20 25 30 m n; _73 »i in 22 under det att den våta atmosfären upprätthålls under den tid temperaturen sänks för oxidﬁlmbildningsprocessen för styret. Därför kan den fria bindningen vid gränsskiktet hos oxidfilmen 6 för styret och basskiktet av p-typ 2 som utgör kanalområdet termineras av ett element av H eller OH. Därför kan nämnda MOSFET av lateral inversionstyp med hög kanalmobilitet åstadkommas.

Vidare utförs bildningsprocessen för nämnda gränsskikts ﬁlm 8 och bildningsprocesserna med olika typer av elektroder 10 till 13 efter oxidfilmen för styretbildningsprocess. Emellertid ställs temperaturerna för alla processerna till lägre än terminerings-desorptionstemperaturen för H eller OH. Därför är det möjligt att förhindra H eller OH från att desorberas från den fria bindningen vid gränsskiktet av oxidfilmen för styret 6 och basskiktet 2 av p-typ som utgör kanalomrâdet av dessa processer. Således kan reduktion av kanalmobiliteten förhindras.

(Andra utföringsformen) En andra utföringsfonn av uppﬁnningen kommer nu att beskrivas. l denna utförlngsform appliceras en utförlngsform av uppﬁnningen till nämnda MOSFET av lateral inversionstyp. Emellertid skiljer sig denna utföringsform från den första utföringsformen genom att tillverkningsförfarandet för nämnda MOSFET av lateral inversionstyp delvis förändrats. Strukturen av nämnda MOSFET av lateral inversionstyp etc. enligt denna utförlngsform är liknande den enligt den första utföringsformen. Nämnda MOSFET av lateral inversionstyp enligt denna utföringsform kommer nu att beskrivas. Emellertid kommer beskrivningen nu att göras med avseende enbart på de punkter som skiljer sig från den första utföringsformen och delar liknande de hos den första utföringsforrnen undantas.

Nämnda MOSFET av lateral inversionstyp enligt denna utförlngsform tillverkas genom att tillsätta en tiliverkningsprocess som visas i Fig. 6 till tillverkningsförfarandet för nämnda MOSFET av lateral inversionstyp som visas i figurerna 2 och 3 enligt den första utföringsformen.

Efter respektive processer som visas i ﬁgurerna 2A till 2C och figurerna 3A och 3B utförs, utförs behandling som visas i Fig. 6. Därefter utförs behandling som visas i Fig. 10 15 20 25 30 E33 'll-få 23 3C etc. Således tillverkas nämnda MOSFET av iateral inversionstyp med en struktur liknande den enligt den första utföringsformen.

Rent konkret utförs avrundningsoxidering av ytan av styret 7 som bildats i processen som visas i Fig. 3B i processen som visas i Fig. 6. Till exempel utförs oxidering (våt oxidering) inom den våta atmosfären vid 850 'C i 120 minuter. En oxidfilm bildas på ytan av styret 7 och ytan av styret 7 rundas.

Vid denna tidpunkt utförs atmosfärs- och temperaturstyming av den våta oxideringen såsom visas i Fig. 7.

Nämligen höjs temperaturen i en temperaturgradient med 10 'C/min som en kväveatmosfär (Ng) från rumstemperatur till 600 °C (lägre än terminerings- desorptionstemperatur). När temperaturen når 600 “C, ställs den våta (H20) atmosfären in och temperaturen höjs med samma temperaturgradient till 850 °C. När temperaturen når 850 'C, upprätthålls denna temperatur i 120 minuter så att en oxidﬁlm 7a bildas på ytan av styret 7. Därefter sänks temperaturen med 10 'C/mln under det att den våta atmosfären upprätthålls som den är. Vid denna tidpunkt upprätthålls den våta atmosfären tills temperaturen sänks till 600 °C. När temperaturen når 600 °C, går man tillbaka från den våta atmosfären till en kväveatmosfär och temperaturen sänks till rumstemperatur. Start- och stopptemperaturerna hos denna våta atmosfär är inte begränsade till 600 °C, utan kan även ställas in till 800 “C eller lägre som terminerings~ desorptionstemperatur, eller lägre, företrädesvis 700 ”C eller lägre.

Således upprätthålls den våta atmosfären när terminerings-desorptionstemperaturen eller högre erhålls i avrundningsoxideringen av styret 7. Således är det möjligt att förhindra att ett element av H eller OH desorberas från den fria bindningen av gränsskiktet av oxidfilmen 6 för styret och basskiktet 2 av p-typ utgör kanalomràdet. När således värmebehandlingen utförs vid hög temperatur efter oxidﬁlmbildningsprocessen för styret såsom i denna utföringsform ställs den våta atmosfären in när terminerings- desorptions temperaturen eller högre åstadkommits. Således kan förbättringen av kanalmobiliteten förväntas. 10 15 20 25 30 533 'FEB 21: Vidare utförs sådan avrundningsoxidering i ett tillstànd i vilket oxidfilmen 6 för styret täcks av styret 7. Därför spelar styret 7 en roll som ett täckskikt. Därför kan när en anlöpningsprocess utförs under en situation i vilken termineringen av den fria bindningen på grund av H eller OH uppvisar en fördel över desorptionen, den fria bindningen termineras med H eller OH under det att desorption av H eller OH förhindras ytterligare av täckskiktet. Därför föreligger en stor möjlighet att kanalmobiliteten ökas ytterligare.

Särskilt vid fallet med polykisel alstras väte genom en oxideringsreaktion i den våta atmosfären och bidrar till termineringen av den fria bindningen. Därför föreligger en hög sannolikhet att kanalmobiliteten ökas ytterligare.

(Den tredje utföringsformen) En tredje utföringsform av uppfinningen kommer nu att beskrivas. l denna utföringsform tillämpas en utföringsfonn av uppfinningen till nämnda MOSFET av lateral inversionstyp.

Emellertid skiljer sig denna utföringsform från den första eller andra utföringsformen genom att tillverkningsförfarandet för nämnda MOSFET av lateral inversionstyp delvis förändrats. Strukturen av nämnda MOSFET av lateral inversionstyp etc. i denna utföringsform är liknande den enligt den första eller andra utföringsformen. Nämnda MOSFET av lateral inversionstyp enligt denna utföringsform kommer i det följande beskrivas. Emellertid kommer enbart punkter som skiljer sig från den första och den andra utföringsformen beskrivas, och beskrivningen av element liknande de hos den första eller andra utföringsformen utgår.

Nämnda MOSFET av lateral inversionstyp enligt denna utföringsform tillverkas genom att byta ut formningsprocessen för nämnda mellan skikten liggande isolerande ﬁlm 8 som visas i Fig. 3C till processerna som visas i Fig. 8A och BB bland tillverkningsförfarandet för nämnda MOSFET av lateral inversionstyp som visas i Fig. 2 till 3 (och Fig. 6) ovan.

Nämligen efter det att respektive processer som visas i Fig. 2A till 2C och Fig. 3A och 3B utförs (eller efter behandlingen som visas i Fig. 6 utförs ytterligare) utförs behandlingarna som visas i Fig. 8A och 8B istället för behandlingarna som visas i Fig. 3C. Således tillverkas nämnda MOSFET av lateral inversionstyp med en struktur liknande den hos var och en enligt första och andra utföringsform. 10 15 20 25 30 Rent konkret, i en process som visas i Fig. 8A, en är en mellan skikten liggande isolerande ﬁlm 8 utformad som en ﬁlm på ytan (eller ytorna av oxidfilmen 7a och oxidfilmen 6 för styret som bildats i processen som visats i Fig. 6) av styret 7 och oxidﬁlmen 6 för styret som bildats i processen som visas i Fig. 3B. Därefter utformas kontakthål i nämnda mellan skikten liggande isolerande film 8 och oxidfilmen 6 för styret så som visas i Fig. 8B.

Vid denna tidpunkt bildas PSG som en ﬁlm vid 420 'C genom t ex plasma CVD i förfarandet som visas i Fig. 8A. Därefter utförs tex ett återflöde inom den våta atmosfären vid 950 “C i 10 minuter så att nämnda mellan skikten liggande isolerande film 8 bildas. Atmosfärs- och temperaturstyrningarna för den våta oxideringen vid denna tidpunkt utförs såsom visas i Fig. 9.

I realiteten höjs temperaturen i en temperaturgradient med 10 “C/mln i ett kväve (N2) atmosfär från rumstemperatur till 600 °C (eller lägre än terminerings- desorptionstemperaturen). När temperaturen når 600 'C kopplas den våta atmosfären (H20) in och temperaturen ökas i samma temperaturgradient till 950 °C. När temperaturen når 950 'C utförs återﬂödet genom att hålla denna temperatur i 10 minuter.

Därefter, under det att den våta temperaturen upprätthålls, sänks temperaturen med 10 'C/min. Vid denna tidpunkt upprätthålls den våta atmosfären tills temperaturen sänks till 600 "C. När temperaturen når 600 'C återgår den igen från den våta atmosfären till kväveatmosfär och temperaturen sänks till rumstemperatur. Start- och stopptemperaturerna hos denna våta atmosfär är inte begränsade till 600 “'C, utan kan även ställas in till 800 "C eller lägre som terminerings-desorptionstemperatur eller lägre, företrädesvis 700 “C eller lägre, en väteatmosfär kan även kopplas in istället för den våta atmosfären som ett annat förfarande. l detta fall höjs temperaturen i en temperaturgradient med 10 'C/min som kväve (N2) atmosfär från rumstemperatur till 600 'TC (lägre än terminerings-desorptionstemperaturen). När temperaturen når 600 ”C kopplas väteatmosfären in och temperaturen höjs i samma temperaturgradient till 950 °C. När temperaturen når 950 'C utförs äterflödesprocessen genom att hålla denna temperatur i 10 minuter. Därefter under det att vätetemperaturen upprätthålls, sänks temperaturen med 10 'C/min. Vid denna tidpunkt upprätthålls vätetemperaturen tills temperaturen sänks till 600 'C. När temperaturen når 600 'C återgår den igen från väteatmosfären till kväveatmosfären och temperaturen sänks till rumstemperatur. Start- 10 15 20 25 30 Zb och stopptemperaturerna hos denna väteanlöpning är inte begränsade till 600 °C utan kan även ställas in till 800 “C eller lägre som terminerings- desorptionstemperatur eller lägre, företrädesvis 700 °C eller lägre.

Således upprätthålls den våta atmosfären eller väteatmosfären när terminerings- desorptionstemperaturen eller högre i återflödesprocessen hos nämnda mellan skikten liggande isolerande ﬁlm åstadkoms. Således är det möjligt att förhindra H eller OH från att desorberas från den fria bindning vid gränsskiktet hos oxidfilmen 6 för styret och nämnda basskikt 2 av p-typ som utgör kanalområdet.

Således kopplas, när den våta behandlingen utförs vid hög temperatur efter styrets oxidbildningsprocess som i denna utföringsform, den våta atmosfären eller väteatmosfären in när terminerings-desorptionstemperaturen eller högre uppnås.

Således kan förbättringen av kanalmobiliteten åstadkommas.

Vidare utförs en sådan återflödesprocess i ett tillstånd i vilket oxidﬁlmen 6 för styret täcks med flera styresﬁlmer 7 etc. Därför spelar nämnda ﬂertal styresfilmer 7 etc. en roll som ett täckskikt. Därför kan när anlöpningsprocessen utförs under en situation i vilken termineringen av den fria bindning på grund av att H eller OH uppvisar en fördel i förhållande till desorptionen, nämnda den fria bindning terrnineras av H eller OH under det att desorptionen av H eller OH skyddas ytterligare av täckskiktet. Därför kan kanalmobilitet förbättras ytterligare.

(Fjärde utföringsformen) En fjärde utföringsform av uppﬁnningen kommer nu att beskrivas. I denna utföringsforrn appliceras en utföringsform enligt uppﬁnningen till en MOSFET av ackumulerande typ.

Fig. 10 visar en utformning i snitt av nämnda MOSFET av ackumulerande typ. Fig. 11 till 13 visar tillverkningsprocesser för nämnda MOSFET av ackumulerande lateral typ som visas i Fig. 10. Strukturen och tillverkningsförfarandet av nämnda MOSFET av ackumulerande lateral typ enligt denna utföringsform kommer nu att beskrivas med hänvisning till de åtföljande ﬁgurerna.

Såsom visas i Fig. 10 är nämnda MOSFET av ackumulerande lateral typ utformad i ett substrat 31 av n+-typ som utformats av SiC med en framsida som huvudyta. Exempelvis 10 15 20 25 30 see 1?e 2? är substratet 31 av n+ typ framställd av 4H-SiC och huvudytan anordnas till yta a, d.v.s. ett (11-20)-plan och koncentrationen orenheter ställs in till omkring 5X101B cm? Ett driftskikt 32 an n-typ som framställts av SiC som fått växa expitaxiellt bildas på huvudytan av detta substrat 31. Exempelvis utformas driftskiktet 32 av n-typ till omkring 1X101° cm” i koncentration orenheter och med en tjocklek på 10 um.

Ett basskikt 33 av p-typ bildas i en ytskiktsdel av driftskiktet 32 av n-typ. Till exempel utformas detta basskikt 33 av p-typ till omkring 1X1 019 cm* och ett djup på 0,7 um.

Ett kanalskikt av n-typ (fortsättningsvis betecknat ett epitaxiellt kanalskikt) 34 för framställning av ett kanalomràde som vuxit epitaxiellt bildas på nämnda basskikt 33 av p-typ. Till exempel utformas detta epitaxiella kanalskikt till omkring 1X10'6 om* i koncentration och med en ﬁlmtjocklek (ett djup) på 0,3 um.

Ett kontaktomràde 35 av p+-typ bildas så att det går igenom detta epitaxiella kanalskikt 34 och når nämnda basskikt 33 av p-typ. Till exempel utformas detta kontaktomràde 35 med en hög koncentration på 3X102° om” eller mera och med ett djup på 0,4 um.

Ett n+ typ källområde 36 av n+-typ och ett n+ kollektor typ område 37 bildas på båda sidor genom det epitaxiella kanalskiktet 34 så att det separeras från detta kontaktomràde 35. Dessa områden 36 och 37 bildas sà att de är separerade från varandra. Till exempel ställs dessa n+ typ emitterområden 36 och n+ typ kollektoromràde 37 till en hög koncentration på 3X102° om* eller mera och med ett djup på 0,3 um.

Vidare anordnas en del som dopats av nämnda n+ typ källområde 36 och nämnda n+typ kollektoromràde 37 längs med en ytdel av det epitaxiella kanalskiktet 34 till ett kanalomràde och en oxidfilm för styret 38 med t ex 38 nm i ﬁlmtjocklek bildas så att det täcker åtminstone ytan av kanalområdet. En struktur för att terminera nämnda den fria bindning med ett element av H eller OH bildas vid gränsskiktet av nämnda styres oxidfilm 38 och det epitaxiella kanalskiktet 34 som utgör kanalområdet. 10 15 20 25 30 ses 1?a 28 Till exempel mönstras ett styre 39 tillverkat av polykisel som bildats genom att dopa n typ orenheter (t ex P (fosfor)) på ytan av oxidﬁlmen för styret 38.

Vidare bildas en mellan skikten liggande isolerande film 40 som tillverkats avt ex LTO så att den täcker återstående del av styret 39 och oxidfilmen för styret 38. Kontakthål 41a till 41c anslutna till kontaktområdet 35, nämnda källområde 36 av n+-typ och nämnda kollektorområde 37 av n+-typ bildas i denna mellan skikten liggande isolerande ﬁlm 40 och oxidfilmen för styret 38. Ett kontakthål 41a anslutet till styret 39 bildas i den mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen 40.

En baselektrod 42 för fixering av den elektriska potentialen som är elektriskt ansluten till kontaktområdet 35, en emitterelektrod 43 elektriskt ansluten till nämnda emitterområde 36 av n+-typ, en kollektorelektrod 44 elektriskt ansluten till nämnda kollektorområde 37 av n+-typ och ett styres elektrod 45 elektriskt anslutet till styret 39 är anordnade genom respektive kontakthål 41a till 41d så att nämnda MOSFET av ackumulerande lateral typ framställs. l nämnda MOSFET av ackumulerande lateral typ framställd på detta sätt anordnas det epitaxiella skiktet 34, d.v.s. kanalomràdet till en elektrisk ledningsväg och en elektrisk ström ﬂyter mellan nämnda emitterområde 36 av n+-typ och nämnda kollektorområde 37 av n+-typ anordnade i övre och nedre strömmar av den elektriska ledningsvägen.

Bredden av ett utarmningsskikt som bildats i kanalområdet styrs sedan genom att styra en spänning som pålagts styret 39 och den elektriska strömmen som flyter till detta utarmningsskikt styrs så att den elektriska strömmen som ﬂyter mellan nämnda emitterområde 36 av n+-typ och nämnda kollektor område 37 av n+-typ kan styras.

Tillverkningsförfarandet för nämnda MOSFET av ackumulerande typ som visas i Fig. 10 kommer nu att beskrivas i anslutning till Fig. 11 till 13.

Till att börja med, såsom visas i Fig. 11A bereds ett substrat 31 av nämnda n+ typ.

Såsom visas i Fig. 11B växes ett n typ driftskikt 32 epitaxiellt på huvudytan av substratet 31 så att nämnda driftskikt 32 av n-typ uppvisar omkring en koncentration orenheter på 1X10'° cm'3 och en tjocklek på10 um. 10 15 20 25 30 533 1?e 2G/ Därefter implanteras, såsom visas i Fig. 11C, Al-joner som orenheter av p-typ i en ytdel av nämnda driftskikt 32 av n-typ. Därefter utförs aktiveringsanlöpning vid 1600 'C i 30 minuter. Således bildas till exempel, ett basskikt av p-typ 33 med en koncentration orenheter på omkring 1X10'° om* och ett djup på 0,7 pm. Såsom visas i Fig. 11D till exempel växes ett epitaxiellt kanalskikt 34 med en koncentration på omkring 1X10“6 om* och en filmtjocklek (djup) på 0,3 pm i på detta basskikt av p-typ 33.

Därefter bildas, såsom visas i Fig. 12A till exempel LTO som en ﬁlm och öppnas sedan i ett formande mönsterområde hos kontaktområdet 35 via en fotolitograﬁsk process. Al- joner implanteras sedan med LTO 50 som en mask.

Vidare bildas efter avlägsnande av LTO 50 till exempel LTO 51 igen som en ﬁlm såsom visas i Fig. 12B och öppnas på ett formande mönstringsomràde hos nämnda n+-typ område 36 och nämnda kollektorområde 37 av n+-typ via en fotolitograﬁsk process.

Därefter implanteras till exempel p-joner som orenheter av n-typ.

Därefter utförs, efter att LTO 51 avlägsnas, till exempel aktiveringsanlöpning vid 1600 “C i 30 minuter så att nämnda implanterade orenheter av p-typ aktiveras. Således bildas kontaktområdet 35, nämnda källomràde 36 av n+ typ och nämnda kollektorområde 37 av n+ typ.

Därefter utförs en oxidfilmbildningsprocess för styret och en oxidfilm för styret 38 bildas såsom visas i Fig. 12C. Rent konkret bildas oxidﬁlmen för styret 38 genom oxidation av styret genom att använda nämnda pyrogena förfarande som använder den våta atmosfären. Vid denna tidpunkt utförs atmosfär- och temperatur-styrning av oxidﬁlmen för oxidﬁlmbildningsprocessen såsom visas i Fig. 4 enligt den första utföringsformen.

Emellertid ställs tiden för att hålla en temperatur på 1080 'C in till 60 minuter och temperaturen för att ändra från den våta atmosfären under den tid temperaturen sänks till kväveatmosfären till 700 'C.

Nämligen ökas temperaturen i en temperaturgradient med 10 "C/min som kväveatmosfär (Ng) från rumstemperatur till 1080 'C. När temperaturen når 1080 "C ställs den våta atmosfären och denna temperatur hålls i 60 minuter. Således bildas till exempel en 10 15 20 25 30 533 'l-Fil ISO oxidﬁlm för styret 38 med en ﬁlmtjocklek på 38 nm. Därefter sänks, under det att den våta atmosfären upprätthålls, temperaturen med 10 ”CJ/min. Vid denna tidpunkt upprätthålls den våta atmosfären tills temperaturen sänks till 700 'C eller lägre.

Således upprätthålls den våta atmosfären under den tid temperaturen sänks för oxidfilmbildande process för styret. Således bildas en struktur för att avsluta den fria bindningen med ett element av H eller OH vid gränsskiktet av oxidﬁlmen för styret 38 och nämnda epitaxiella kanalskikt 34 som utgör kanalområdet.

Därefter bildas, såsom visas i Fig. 13A, ett polykiselskikt genom att dopa orenheter av n- typ på ytan av oxidfilmen för styret 38 som en film under en temperatur på 600 ”C och mönstras sedan genom att använda en icke visad resistor så att ett styre 39 bildas.

Vidare utförs, såsom visas i Fig. 13B, avrundningsoxidering i den våta atmosfären vid 850 ”C i 120 minuter och en oxidfilm 39a bildas på styrets 39 yta och styrets 39 yta avrundas.

Vid denna tidpunkt utförs nämnda atmosfär- och temperaturstyrning av den våta oxideringen såsom visas i Fig. 7 enligt vad som framgår av den andra utföringsformen och den våta atmosfären upprätthålls när terminerings-desorptionstemperaturen eller högre uppnås. Således är det möjligt att förhindra H eller OH fràn att desorberas från den fria bindningen av gränsskiktet av oxidfilmen för styret 38 och nämnda epitaxiella kanalskikt 34.

Därefter bildas en mellan skikten liggande isolerande ﬁlm 40 såsom visas i Fig. 13C. Till exempel bildas BPSG som en ﬁlm genom plasma CVD vid 420 °C. Därefter, utförs ett återflöde inom den våta atmosfären vid 950 'C i 10 minuter så att den mellan skikten liggande ﬁlmen 40 bildas. Atmosfärs- och temperaturstyrningarna för den våta oxideringen vid denna tidpunkt utförs såsom visas i Fig. 9 enligt den tredje utföringsformen och den våta atmosfären upprätthålls när terminerings- desorptionstemperaturen eller högre uppnås i återflödesprocessen hos den mellan gränsskikten liggande isolerande ﬁlmen 40. Således är det möjligt att förhindra H eller OH från att desorberas från den fria bindningen vid gränsskiktet hos oxidﬁlmen för styret 38 och det epitaxiella kanalskiktet 34. 10 15 20 25 30 E33 'H79 Pal Därefter mönstras den mellan gränsskikten liggande isolerande ﬁlmen 40. Således bildas kontakthålen 41a till 41c till kontaktområdet 35, nämnda emitterområde 36 av n+ typ och nämnda kollektoromràde 37 av n+ typ i den mellan grånsskikten liggande isolerande filmen 40 och oxidﬁlmen för styret 38. Ett kontakthål 41d anslutet till styret 39 bildas i den mellan gränsskikten liggande isolerande ﬁlmen 40.

En Ni ﬁlm bildas sedan så att den täcker det inre av kontakthålen 41a till 41d och mönstras sedan så att olika typer av elektroder 42 till 45 bildas. \.fld denna tidpunkt kommer, då nämnda kontaktområde 35, nämnda källområde 36 av n+ typ och nämnda kollektorområde 37 av n+ typ utformas med höga koncentrationer såsom angivits ovan, dessa områden i ohmsk kontakt med olika typer av elektroder 42 till 45 utan att utföra en värmebehandlingsprocess etc. Således framställs nämnda MOSFET av lateral typ som visas i Fig. 10. l tillverkningsförfarandet för nämnda MOSFET av lateral typ såsom angivits ovan sänks temperaturen till terminerings-desorptlonstemperaturen eller lägre under det att den våta atmosfären upprätthålls under den tid temperaturen sänks för den oxidﬁlmbildandeprocessen för styret. Därför kan den fria bindningen hos gränsskiktets oxidfilm 38 för styret och det epitaxiella skiktet 34 termineras av ett element av H eller OH. Således kan nämnda MOSFET av lateral ackumulerande typ med hög kanalmobilitet åstadkommas.

Vidare upprätthålls den våta atmosfären när terminerings-desorptionstemperaturen uppnås vid styrets 39 avrundningsoxidering. Således är det möjligt att förhindra H eller OH från att desorberas från den fria bindningen vid oxidfilmen för styrets 38 grånsskikt och det epitaxiella skiktet 34.

Vidare upprätthålls den våta atmosfären när terrninerings-desorptionstemperaturen eller högre uppnås i återflödesprocessen för den mellan skikten liggande isolerande filmen 40. Således är det möjligt att förhindra H eller OH från att desorberas från den fria bindningen vid oxidfilmen för styrets 38 gränsskikt och det epitaxiella kanalskiktet 34. 10 15 20 25 30 533 ﬁšfíš .(3 2 När således värmebehandling utförs vid hög temperatur efter nämnda oxidfilmbildande process för styret process enligt denna utföringsform, ínkopplas den våta atmosfären när terrninerings-desorptionstemperaturen eller högre uppnås. Således kan man förvänta sig förbättring av kanalmobiliteten.

(Den femte utföringsformen) En femte utföringsform av uppfinningen kommer nu att beskrivas. l denna utföringsform appliceras en utföringsform av uppfinningen till en MOSFET av plan typ. Fig. 14 visar en utformning i snitt av nämnda MOSFET av plan typ. Fig. 15 till 19 visar tillverkningsprocesserna för nämnda MOSFET av plan typ som visas i Fig. 14.

Utformningen och tillverkningsförfarandet av nämnda MOSFET av plan typ enligt denna utföringsform kommer nu att beskrivas i anslutning till dessa ﬁgurer.

Såsom visas i Fig. 14 bildas nämnda MOSFET av plan typ i ett substrat 61 av nämnda n+ typ framställd av SiC med en framsida som en huvudyta. Till exempel är substratet 61 av nämnda n+ typ framställd av 4H-SiC och huvudytan anordnas mot a, d.v.s. ett (11- 20)-plan och substratet 61 har en koncentration orenheter på omkring 5X1018 om”.

Ett driftskikt 62 av n typ framställt av SiC som odlats epitaxiellt bildas på huvudytan av detta substrat 61. Till exempel utformas detta driftskikt 62 av n-typ med en koncentration orenheter på omkring 1X1016 om* och med en tjocklek på 10 pm.

Ett ﬂertal basområden 63 av p-typ bildas så att de hålls isär från varandra med ett visst intervall i en ytskiktsdel av driftskiktet 62 av n-typ. Till exempel utformas detta basområde 63 av p-typ till omkring 1X1019 om” och med ett djup på 0,7 pm.

Vidare bildas ett kanalskikt av n-typ (fortsättningsvis kallat ett kanalskikt) 64 för att framställa ett epitaxiellt odlat kanalomräde på basområdet 63 av p-typ. Till exempel utformas detta epitaxiella kanalskikt 64 med en koncentration på omkring 1X10'3 och med en ﬁlmtjocklek (ett djup) på 0,3 pm.

Ett kontaktområde 65 av nämnda p+ typ utformas så att det passerar genom det epitaxiella kanalskiktet 34 och när nämnda basområde 63 av p-typ. Till exempel 10 15 20 25 30 Ess t?a 33» utformas detta kontaktområde 65 med en hög koncentration på 3X102° eller högre och med ett djup på 0,4 pm.

Vidare bildas emitterområden 66, 67 av n+ typ på bàda sidor genom det epitaxiella kanalskiktet 64 på insidan från detta kontaktområde 65. Dessa emitterområden 66, 67 av n+- typ bildas så att de kan separeras från varandra. Till exempel utformas dessa emitterområden 66, 67 av n+-typ till en hög koncentration på 3X102° om* eller högre och med ett djup på 0,3 pm.

Vidare anordnas en del anordnad på basomràdet 63 av p-typ längs med en ytskiktsdel av det epitaxiella kanalskiktet 64 till ett kanalområde och en oxidﬁlm för styret 68 med t ex en ﬁlmtjocklek på 38 nm bildas så att den täcker åtminstone kanalområdets yta. En struktur för den terminerande bindningen genom ett element av H eller OH bildas vid gränsskiktet av denna oxidfilm 68 för styret och det epitaxiella kanalskiktet 64 som utgör kanalområdet.

Till exempel mönstras ett styre 69 som framställts av polykisel genom att dopa orenheter av n-typ (t ex P, (fosfor) på nämnda oxidﬁlms yta 68 för styret.

Vidare bildas en mellan den isolerande filmen 70 liggande ﬁlm som framställts av LTO så att den täcker den återstående delen av styret 69 och oxidfilmen för styret 68. Ett kontakthål 71 anslutet till kontaktområdet 65 och emitterområdena 66, 67 av n+ typ, ett icke visat kontakthål anslutet till styret 69, etc. bildas i den mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen 70 och oxidfilmen 68 för styret. En emitterelektrod 72 framställd av en kontaktdel 72a som är elektriskt ansluten till kontaktområdet 65 och nämnda emitterområden 66, 67 av n+-typ och en trådelektrod 72b framställd av Al är anordnad genom kontakthålet 71. Å andra sidan bildas ett kollektorkontaktområde 73 av nämnda n+-typ vid koncentration högre än den hos substratet 61 pà substratets baksida. Till exempel bildas en kollektorelektrod 74 som en mot baksidan vänd elektrod framställd av Ni i detta kollektorkontaktområde 73. Nämnda MOSFET av plan typ är framställd av en sådan struktur. 10 15 20 25 30 m e: m ...ä w u: I nämnda MOSFET av plan typ utformas på detta sätt det epitaxiella kanalskiktet 64, d.v.s. kanalområdet utformas till en elektrisk ledningsgata och en elektrisk ström får ﬂyta mellan nämnda emitterområden 66, 67 av n+-typ och kollektorkontaktområdet 73 i övre och nedre strömmar av den elektriska ledningsvägen. Bredden av ett utarmningsskikt som bildats i kanalområdet styrs genom att en spänning påläggs styret 69 och den elektriska strömmen som ﬂyter till detta utarmningsskikt styrs. Således kan strömmen som ﬂyter mellan nämnda emitterområden 66, 67 av n+-typ och kollektorkontaktområdet 73 styras.

Därefter kommer framställningsförfarandet av nämnda MOSFET av plan typ som visas i Fig. 14 att beskrivas i anslutning till Fig. 15 till19.

Till att börja med framställs ett substrat av nämnda n+-typ som visas i Fig. 15A. Därefter växes såsom visas i Fig. 15B ett driftskikt 62 av n-typ som vuxit expitaxiellt på substratets 61 huvudyta så att driftskiktet 62 av n-typ har en koncentration orenheter på omkring 1X101° om” och en tjocklek på 10 um.

Därefter bildas till exempel LTO 80 som en film såsom visas i Fig. 15C och öppnas sedan på ett formande mönstringssområde hos ett basområde 63 av p-typ via en fotolitografisk process. Al~joner som orenheter av p-typ implanteras sedan in i en ytskiktsdel av driftskiktet 62 av n-typ med LTO 80 som en mask. Därefter avlägsnas LTO såsom visas i Fig. 15D och aktiveringsanlöpning utförs vid 1600 “C i 30 minuter. Således bildas till exempel ett basområde 63 av p-typ med en koncentration orenheter på omkring 1X1019 cm* och med ett djup på 0,7 pm.

Därefter växes såsom visas i Fig. 16A till exempel ett epitaxiellt kanalskikt 64 med en koncentration på omkring 1X1 016 om* och en ﬁlmtjocklek (djup) pà 0,3 um epitaxiellt på detta basområde 63 av p-typ.

Därefter bildas till exempel LTO 81 som en film såsom visas i Fig. 16B och öppnas sedan i ett formande mönstringsområde hos ett kontaktomràde 65 via en fotolitografisk process. Al-joner implanteras sedan med LTO 81 som en mask. 10 15 20 25 30 Vidare bildas efter att LTO 81 avlägsnas till exempel LTO 82 som en ﬁlm och skyddar en substratyta som en ﬁlm som visas i Fig. 160. Därefter impianteras P-joner från substratets 61 baksida.

Vidare bildas efter att LTO 82 avlägsnas, LTO 83 som en ﬁlm såsom visas i Fig. 17A och öppnas på ett formande mönstringsområde med emitterområden 66, 67 av n+ typ via den fotolitograﬁska processen. Därefter impianteras till exempel P-joner som orenheter av n-typ.

Därefter avlägsnas LTO 83 såsom visas i Fig. 17B. Därefter utförs till exempel aktiveringsanlöpning vid 1600 “C l 30 minuter så att orenheterna av p-typ och n typ som implanterats aktiverats. Således bildas kontaktområdena 65 och emitterområdena 66, 67 av n+ typ.

Därefter såsom visas i Fig. 17C bildas en oxidfilm för styret 17C genom att utföra en oxidﬁlmbildningsprocess för ett styre. Rent konkret bildas oxidfilmen för styret 68 genom oxidation för styre genom att använda ett pyrogenförfarande som använder våt atmosfär.

Vid denna tidpunkt utförs atmosfärs- och temperaturstyrning för oxidfilmbildningsprocessen för styret såsom visas i Fig. 4 enligt den första utföringsformen. Emellertid sätts tiden för att hålla en temperatur på 1080 “C till 60 minuter, och omkopplingstemperaturen från den våta atmosfären under en tid temperaturen sänks till 700 'C.

Nämligen ökas temperaturen i en temperaturgradient med 10 °C/min som kväveatmosfären (NZ) från rumstemperaturen till 1080 °C. När temperaturen när 1080 °C ställs den våta atmosfären in och denna temperatur hålls i 60 minuter. Således bildas till exempel en oxidfilm för styret 68 med 38 nm ﬁlmtjocklek. Därefter sänks temperaturen med 10 'C/min under det att atmosfären upprätthålls. Vid denna tidpunkt upprätthålls den våta atmosfären tills temperaturen sänks till 700 'C eller lägre.

Således upprätthålls den våta atmosfären under en tid temperaturen sänks för oxidfilmbildningsprocessen för styret. Således bildas en struktur för att terminera den fria bindningen med ett element av H eller OH vid oxidﬁlmen för styrets 68 gränssnitt och det epitaxiella kanalskiktet 64 som utgör kanalområdet. 10 15 20 25 30 šb Därefter tillhandahålls såsom visas i Fig. 18A ett polykiselskikt som åstadkommits genom att dopa orenheter av n-typ på oxidﬁlmen för styrets yta 68 genom att använda en icke visad resist så att ett styre 69 bildas.

Vidare utförs såsom visas i Fig. 18B avrundningsoxidering av styrets yta 69. Till exempel utförs oxideringen (våt oxidering) i den våta atmosfären vid 850 “C i 120 minuter så att en oxidﬁlm 69a bildas på styrets 69 yta och styrets 69 yta avrundas.

Vid denna tidpunkt utförs atmosfärs- och temperaturstyrning för den våta oxideringen såsom visas i Fig. 7 som visar den andra utföringsformen. Den våta atmosfären upprätthålls när terminerings-desorptionstemperaturen eller högre uppnås. Emellertid sätts omkopplingstemperaturen från kväveatmosfären under en tid som temperaturen ökar till den våta atmosfären och omkopplingstemperaturen från den våta atmosfären vid en temperatur som sänker tiden till kväveatmosfären till 700 'C. Således är det möjligt att förhindra H eller OH från att desorberas från den fria bindningen vid gränsskiktet för oxidﬁlmen för styret 68 och det epitaxiella kanalskiktet 64.

Därefter bildas en mellan skikten isolerande ﬁlm 70 såsom visas i Fig. 18C. Till exempel bildas BPSG som en film vid 420 ”C genom plasma CVD. Därefter utförs till exempel ett återflöde i den våta atmosfären vid 950 'C i 10 minuter så att den mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen 70 bildas. Atmosfärstemperaturstyrningen för den våta oxideringen vid denna tidpunkt utförs såsom visas i Fig. 9 som i den tredje utföringsformen. Den våta atmosfären upprätthålls när terminerings- desorptionstemperaturen eller högre uppnås i återflödesprocessen för den mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen 70. Emellertid ställs omkopplingstemperaturen från kväveatmosfären under den tid temperaturen ökar till den våta atmosfären och omkopplingstemperaturen från den våta atmosfären under den tid temperaturen sänks till kvävetemperaturen sätts till 700 'C. Således är det möjligt att förhindra H eller OH från att desorberas från den fria bindningen vid gränsskiktet för oxidﬁlmen för styret 68 och det epitaxiella kanalskiktet 64.

Därefter mönstras den mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen 70 såsom visas i Fig. 19A. Således bildas ett kontakthàl 71 anslutet till kontaktområdet 65 och 10 15 20 25 30 inf-ti' fä'- f 'r 'tïši å? emitterområdena 66, 67 av n+ typ bildas i den mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen 70 och oxidﬁlmen för styret 68.

Såsom visas i Fig. 198 bildas en Ni-ﬁlm så att den begraver det inre av kontakthàlet 71 och mönstras sedan så att en kontaktdel 72a hos olika typer av emitterelektroder 72 bildas. Vidare bildas såsom visas i Fig. 19C en kollektorelektrod 74 genom att använda Ni på baksidan av substratet 61 så att den skjuter ut mot ett kollektorkontaktområde 73.

Därefter utförs anlöpningsprocessning vid 700 'C eller lägre i en Ar-atmosfär så att kontaktdelen 72a och kollektorelektroden 74 får ohmsk kontakt. Vid denna tidpunkt kommer då kontaktområdet 65 och emitterområdena 66, 67 av n+ typ utformas med höga koncentrationer såsom angivits ovan dessa områden i tillräcklig ohmsk kontakt med olika typer av elektroder 72a to m när värmebehandlingsprocesser med höga temperaturer etc. inte utförs.

Om emellertid anlöpningsbehandlingen utförs i en väteatmosfär kan värmebehandlingen pà 700 "C eller högre utföras. Om väteatmosfären används på detta sätt kan till exempel en anlöpningsbehandling även på 1000 'C utföras. Således är det möjligt att begränsa desorptionen av H eller OH från den fria bindningen vid gränsskiktet för oxidfilmen för styret 68 och det epitaxiella kanalskiktet 64 och reducera kontaktresistans.

Slutligen bildas ett icke visat kontakthàl anslutet till styret 69 genom att använda en icke visad resist med avseende på den mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen 70. Därefter bildas en trädelektrod 72b av Al så att en emltterelektrod 72 bildas och en MOSFET av plan typ som visas i Fig. 14 utformas.

I tillverkningsförfarandet för nämnda MOSFET av plan typ som beskrivits ovan, sänks temperaturen till terminerings-desorptionstemperaturen eller lägre under det att den våta atmosfären upprätthålls under den tid temperaturen sänks för den ﬁlmbildande processen för styret. Därför kan den fria bindningen hos gränsskikt av oxidfilmen för styret 68 och det epitaxiella kanalskiktet 64 termineras av ett element av H eller OH.

Således kan nämnda MOSFET av plan typ med hög kanalmobilitet utformas. 10 15 20 25 30 5313 .ml-TP Ira-MJ 115* .S8 Vidare upprätthålls den våta atmosfären när terminerings-desorptionstemperaturen eller högre uppnås vid avrundningsoxidering av styret 69. Således är det möjligt att förhindra H eller OH från att desorberas från den fria bindningen vid gränsskiktet av oxidfilmen för styret 68 och det epitaxiella kanalskiktet 64.

Vidare upprätthålls den våta atmosfären när terminerings-desorptionstemperaturen eller högre uppnås i återflödesprocessen för den mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen 70. Således är det möjligt att förhindra H eller OH från att desorberas från den fria bindningen vid gränsskikt av oxidfilmen för styret 68 och det epitaxiella kanalskiktet 64.

Således kopplas när värmebehandlingen utförs vid hög temperatur efter oxidfilmbildningsprocessen för styret enligt denna utföringsform, den våta atmosfären in när terminerings-desorptionstemperaturen eller högre uppnås. Således kan man förvänta sig förbättring av kanalmobiliteten.

(Den sjätte utföringsformen) En sjätte utföringsform av uppfinningen kommer nu att beskrivas. l denna utföringsform är strukturen av den isolerande film för styret av nämnda MOSFET av lateral inversionstyp som visas i den första utföringsformen förändrad. Fig. 20 visar en utformning i snitt av nämnda MOSFET av lateral inversionstyp enligt denna utföringsform. Fig. 21 och 22 visar tillverkningsprocesserna för nämnda MOSFET av lateral inversionstyp som visas i Fig. 20. Strukturen och tillverkningsförfarandet för nämnda MOSFET av lateral inversionstyp enligt denna utföringsform kommer nu att beskrivas i anslutning till åtföljande ritningsﬁgurer.

Såsom visas i Fig. 20 är i denna utföringsform den isolerande filmen för styret 6 hos nämnda MOSFET av lateral inversionstyp som visas enligt den första utföringsformen tillverkad av en ONO-film som bildats av en treskiktsstruktur av en kiseloxidfiim Ga, en kiselnitridfilm 6b och en kiseloxidﬁlm 60.

Därefter kommer tillverkningsförfarandet för nämnda MOSFET av lateral inversionstyp som visas i Fig. 20 att beskrivas i anslutning till Fig. 21 till 22. 10 15 20 25 30 Lliï m 11.13! .a m! Uf l 3>°l Beskrivningen utelämnar de delar som liknar de enligt den första utföringsformen av detta tillverkningsförfarande och enbart delar som skiljer sig från den första utföringsformen kommer nu att beskrivas.

Till att börja med framställs såsom visas i Fig. 21A, ett substrat av p/p+ typ med ett basskikt 2 av p typ som bildats på huvudytan av ett substrat 1 av p+ typ. En struktur för att bilda ett kontaktområde 3, ett emitterområde 4 av n+ typ och ett kollektorområde 5 av n+ typ i en ytskiktsdel hos basskiktet 2 av p-typ. Våt oxidering utförs vid 1080 'C i 80 minuter genom ett pyrogent förfarande. Därefter kopplas när temperaturen sänks och når 700 'C om från den våta atmosfären till kväveatmosfären. Således bildas en kiseloxidﬁlm 6a med en oxidfilmtjocklek på omkring 52 nm.

Därefter bildas såsom visas i Fig. 21 B en kiselnitridﬁlm Gb på ytan av kiseloxidfilmen 6a genom att använda en LP-CVD-anordning så att en kiselnitridfilm 6b har en ﬁlmtjocklek på omkring 15 nm. Vid denna tidpunkt ställs ﬁlmbildningstemperaturen in till 800 "C. Det är möjligt att utforma desorptionen av ett terminerande element så att det inte alstras genom att ställa in ﬁlmbildningstemperaturen till 800 'C eller lägre på detta sätt.

Därefter oxideras såsom visas i Fig. 21 C ytan av kiselnitridﬁlmen 6b genom våt oxidering vid 950 'C och en kiseloxidﬁlm (övre oxidﬁlm) 6c med en tjocklek på omkring 7 nm. Den våta oxlderingen vid denna tidpunkt utformas så att den våta atmosfären ändras från 700 ”C och temperaturen höjs och den våta atmosfären upprätthålls även under den tid temperaturen sänks tills temperaturen når 700 °C. Det är möjligt att utforma desorptionen så det terminerande elementet inte alstras genom att ställa in den våta atmosfären vid 700 'C eller högre på detta sätt. Särskilt alstras i fallet med denna process en kapslande verkan och väte alstras genom en oxiderande reaktion av kiselnitridfilmen 6b förutom denna kapslande verkan. Därför förbättras en terminerande verkan av den fria bindningen av nämnda MOS-grånsskikt och en förbättrad verkan av kanalmobiliteten kan erhållas.

Därefter bildas, såsom visas i Fig. 22A, efter en process för att bilda en oxidfilm för styret 7 på klseloxidﬁlmens 6c yta, en mellan skikten liggande isolerande film 8 genom att bilda LTO som en ﬁlm vid 420 °C. Därefter bildas vidare, såsom visas i Fig. 22B, en baselektrod 10, en emitterelektrod 11, en kollektorelektrod 12 och ett styres elektrod 13 10 15 20 25 30 HO via en process för att bilda kontakthål 9a till 9c anslutna till kontaktområdet 3, emitterområdet 4 av n+ typ och kollektorområdet 5 av n+ typ etc. Således utformas nämnda MOSFET av lateral inversionstyp enligt denna utföringsform.

Således utformas även nämnda MOSFET av Iateral inversionstyp för att utforma den isolerande ﬁlmen 6 genom ONO. Här utformas den isolerande ﬁlmen som dopats av kiseloxidfilmen 6a, 6c bland styrets isolerande ﬁlm 6 till kiselnitridfilmen 6b. Emellertid kan dessutom en ﬁlm med hög dielektricitet av HfOz, HfSiON, HfAlO, Al2O3, TaOs etc. vara anordnad. I detta fall kan oxidationstemperaturen för den övre oxidfilmen som bildats genom att oxidera ytan av ﬁlmen med hög dielektrictet lämpligen ändras från fallet med kiselnitridﬁlmen 6b (Andra utföringsformer) (1) i ovan angivna utföringsformer har beskrivningarna gjorts med avseende på det fall i vilket det bildas oxidfilmer 6, 38, 68 för styret genom våt oxidering. Om det emellertid är önskvärt att terminera den fria bindningen hos gränsskiktet av oxidﬁlmerna 6, 38, 68 för styret och basskiktet 2 av p-typ och de epitaxiella skikten 34, 64 genom ett element av H eller OH under oxidfilmbildningsprocessen för styret, upprätthålls den våta atmosfären eller väteatmosfären under den tid temperaturen sänks åtminstone under oxidﬁlmbildningsprocessen för styret.

Således kan även oxidfilmerna 6, 38, 68 för styret även utformas genom någon annan teknik förutom den våta oxideringen och man kan koppla om till den våta atmosfären enbart under den tid temperaturen sänks tiden och den fria bindningen vid gränsskiktet av SiC och oxidfilmerna 6, 38, 68 för styret kan även termineras av H eller OH under den tid temperaturen sänks.

Till exempel utförs oxidation genom an torr atmosfär, en NgO-atmosfär, en NO-atmosfär, en ozonatmosfär, en HzO-radikal-atmosfär etc., eller så kan oxidfilmen för styret bildas genom avsättning av LTO, TEOS; HTO, etc. genom CVD, etc. Under efterföljande tid som temperaturen sänks kopplar man om till den våta atmosfären genom att införa H20 i en kammare för att bilda oxidﬁlmen för styret och temperaturen sänks till terminerings- desorptionstemperaturen eller lägre. 10 15 20 25 30 Ül rm 'QÜIQV III-LJ 11 l Här har beskrivningen gjorts med avseende på fallet med tillverkning av den isolerande filmen för styret genom oxidfilmen. Emellertid kan när denna teknik används den isolerande filmen för styret även tillverkas genom en isolerande ﬁlm av annan typ. Till exempel används HfOz, HfSiON, Al203, Ta205, Si3N4 etc. (2) l var och en av utföringsformerna ovan visas fallet med att koppla om till den våta atmosfären under den tid temperaturen sänks för oxidﬁlmbildningsprocessen för styret. Emellertid kan anlöpningsbehandling för att förbättra karakteristiken även utföras genom att använda den våta atmosfären eller väteatmosfären efter filmbildningsprocessen för styret.

Till exempel utförs, efter processen som visas i Fig. 3A enligt den första utföringsformen, anlöpningsbehandling genom att använda den våta atmosfären. Fig. 23 visar schematiskt atmosfärs- och temperaturstyrning av en anlöpningsprocess genom att använda den våta atmosfären.

Till att börja med bildas HTO som en ﬁlm genom att införa N20- och SiH4-gaser vid 800 “C genom att använda t ex en CVD-anordning etc., och en oxidfilm 6 för styret bildas.

Därefter utförs anlöpningsprocessen genom att använda den våta atmosfären. l praktiken höjs temperaturen i en temperaturgradient med 10 ”Clmin som kväve (Ng) atmosfär från rumstemperatur till 1080 'C. När temperaturen når 1080 “C, kopplas den våta (H20) atmosfären in och anlöpningsbehandlingen utförs genom att hålla denna temperaturi 10 minuter. Därefter sänks temperaturen med 10 "C/min under det att den våta atmosfären upprätthålls. Vid denna tidpunkt upprätthålls den våta atmosfären tills temperaturen sänks till 600 'C eller lägre.

Således utförs anlöpningsbehandlingen efter oxidfilmbildningsprocessen för styret, och den våta atmosfären upprätthålls under den tid temperaturen sänks för anlöpningsbehandlingen. Således kan den fria bindningen vid gränsskiktet av oxidfilmen 6 för styret och basskiktet 2 av p-typ som utgör kanalområdet terrnineras av ett element av H eller OH. 10 15 20 25 30 533 'iïfši Lil Effekter som liknar dem enligt respektive utföringsforrn kan även erhållas på detta sätt.

Om anlöpningsbehandlingen utförs efter oxidﬁlmbildningsprocessen för styret på detta sätt, kan oxidfllmen för styret även bildas genom en annan teknik förutom den våta oxideringen som beskrivits ovan och den isolerande ﬁlmen för styret kan även bildas av en isolerande film av annan typ istället för oxidﬁlmen.

Det är även effektivt att utföra en sådan anlöpningsbehandling av den anledningen att ytterligare förbättra karakteristiken efter oxidﬁlmema 6, 38, 68 för styret bildats genom den våta atmosfären.

Här utförs anlöpningsbehandlingen just efter oxidﬁlmbildningsprocessen för styret, d.v.s. innan blldningsprocessen för styret, men kan även utföras efter blldningsprocessen för styret, efter en bildningsprocess för den mellan skikten isolerande filmbildningsprocessen, etc. l enlighet med en sådan utformning, har de mellan skikten liggande isolerande filmerna 8, 40, 70 funktionen av ett täckskikt. Därför kan en karakteristisk förbättring av gränsskiktet av oxidﬁlmerna 6, 38, 68 för styret och SiC göras ytterligare. (3) På liknande sätt är, under den tid temperaturen sänks oxidfilmbildningsprocessen för styret, den våta atmosfären alltid inkopplad under en period tills temperaturen sänks till 600 'C. Emellertid är det tillräckligt att kontinuerligt upprätthålla den våta atmosfären i ett temperaturområde som inkluderar intervaliet för åtminstone terminerings-desorptionstemperaturen_ Till exempel kan atmosfärs- och temperaturstyrning så som visas i Fig. 24 utföras i processen som visas i Fig. 3A enligt den första utföringsformen. l praktiken höjs temperaturen i en temperaturgradient med 10 'Cimin som kväveatmosfär från rumstemperatur till 1300 °C. Därefter utförs, när temperaturen når 1300 "C, oxidation i 80 minuter i en NZD-atmosfär (Ng-utspädning) och oxidﬁlmen 6 för styret bildas. Därefter återgår man till kväveatmosfären och temperaturen sänks i en temperaturgradient med 10 'Clmin. När temperaturen sedan når 1000 "C kopplar man om till vät atmosfär. Temperaturen sänks med 10 'C/min under det att den våta atmosfären upprätthålls tills temperaturen sänks till 600 “C eller lägre. Därefter återgår, 10 15 20 25 30 när temperaturen blir 600 °C, man igen till kväveatmosfären och temperaturen sänks till rumstemperatur.

Således kan, om den våta atmosfären upprätthålls i ett temperaturomràde som inkluderar åtminstone terminerings-desorptionstemperaturen under den tid temperaturen sänks för oxidﬁlmbildningsprocessen för styret, den fria bindningen hos gränsskikt av oxidfilmen 6 för styret och basskiktet 2 av p-typ som utgör kanalområdet termineras av ett element av H eller OH.

När NzO-atmosfären används på detta sätt, kan den fria bindningen hos gränsskiktet av oxidfilmen 6 för styret och basskiktet 2 av p-typ som utgör kanalområdet även termineras av N förutom H eller OH. Således kan en gränsskiktstillståndsdensitet reduceras ytterligare och kanalmobiliteten kan förbättras ytterligare. Vidare kan man även förvänta sig liknande innehåll och förbättring av kanalmobiliteten när oxidation av styret utförs genom att använda en NO-atmosfär utan att begränsa atmosfären till nämnda N20- atmosfär. (4) l var och en av utföringsformerna ovan, bildas den våta atmosfären genom det pyrogena förfarandet, men kan även bildas genom ett bubblingsförfarande för kokande H20. (5) I ovan angivna andra till femte utföringsfonner beskrivs en kombination av en teknik för att koppla in den våta atmosfären under den tid temperaturen sänks för oxidfilmbildningsprocessen för styret och en teknik för att utföra anlöpningsbehandlingen, återflödesbehandlingen etc. i den våta atmosfären eller väteatmosfären. Emellertid är inte kombinationen av dessa tekniker nödvändig och ovan angivna effekter kan även erhållas genom att inbördes oberoende av varandra använda teknikerna. (6) l ovan angivna utföringsformer används sida a av 4H-SiC, d.v.s. ett (11-20)-plan, men även en annan yta kan användas och en annan kristallstruktur kan även användas. 10 15 20 25 30 533 'iFä hä (7) I ovan angivna utföringsformer har nämnda MOSFET av lateral inversionstyp, nämnda MOSFET av lateral ackumulerande typ och nämnda MOSFET av plan typ beskrivits som exempel på halvledaranordning av MOS-strukturen. Emellertid visas nämnda MOSFET:ar snarare som ett exempel på halvledaranordning med MOS-struktur. Till exempel kan uppfinningen även användas till IGBT för MOS- strukturen och den kan även användas till MOSFET för en spårstyrestyp.

Kortfattat kan uppfinningen även användas till vilken som helst halvledaranordning av vilken som helst MOS-struktur. (8) I var och en av ovan angivna utföringsformer utformas den våta atmosfären inte nödvändigtvis till att utgöra 100 %, utan kan även spädas ut med en annan gas. (9) När lutningsvinkeln (azimut) hos en kristall visas, skall ett skydd (-) ursprungligen anordnas på ett visst önskat nummer, men en gräns av ett uttryck baserad på en personlig datoranvändning föreligger. Därför sätts skyddet i denna beskrivning innan det önskade numret.

Ovan angivna beskrivning uppvisar följande aspekter.

Enligt en första aspekt av uppﬁnningen innefattar en halvledaranordning av kiselkarbidtyp med en MOS-struktur: ett substrat tillverkat av kiselkarbid; ett kanalområde som åstadkommer en elektrisk ledningsgata, varvid Kanalområdet är tillverkat av kiselkarbid och anordnat i substratet; ett första område med orenheter på en sida uppströms den elektriska ledningsvägen; ett andra område med orenheter anordnat på en sida nedströms den elektriska ledningsvägen; en isolerande film för styret anordnad på en yta av kanalområdet; och ett styre anordnat på den isolerande ﬁlmen för styret. Kanalområdet åstadkommer den elektriska ledningsvâgen som en kanal genom att styra en spänning pålagd styret så att en elektrisk ström i den elektriska ledningsvägen som ﬂyter mellan nämnda första område med orenheter och nämnda andra område med orenheter styrs. Kanalområdet och den isolerande ﬁlmen för styret uppvisar ett gränsskikt mellan sig. Gränsskiktet innefattar en fri bindning, som termineras av en våteatom eller en hydroxyl. Gränsskiktet har en vätekoncentration lika med eller högre än 2,6X102° cm'3. 10 15 20 25 30 533 'šïifš ÅS Ovan angivna anordning kännetecknas av att den fria bindningen vid gränsskiktet av kanalområdet och den isolerande ﬁlmen för styret termineras av ett element av H eller OH och vätekoncentrationen vid gränsskiktet sätts till 2,6X102° eller högre. Om således bindningen vid gränsskikt hos kanalområdet och den isolerande ﬁlmen för styret termineras av nämnda element av H eller OH, och vätekoncentrationen vid gränsskiktet utformas till ett högt värde på 2,6X102° om* eller högre, är det möjligt att utforma en kiselhalvledaranordning med hög kanalmobilitet.

Alternativt kan gränsskiktet innefatta vilken som helst annan fri bindning, som termineras av en kväveatom. l detta fall termineras den fria bindningen vid gränsskiktet hos kanalområdet och den isolerande ﬁlmen för styret av ett kväveelement förutom nämnda H- eller OH- element. Således kan en gränsskiktsnivå reduceras ytterligare genom att även terminera den fria bindningen vid gränsskiktet hos kanalområdet och den isolerande ﬁlmen för styret genom kvävelementet så att en förbättring i kanalmobiliteten kan förväntas.

Alternativt kan substratet ha en huvudyta, vilken åstadkommits med ett (11-20)-plan. l detta fall anordnas en huvudyta av substratet till ett (11-20)-plan. Misspassning av en gitterkonstant med avseende på SiOz reduceras genom att använda en sådan planlutning. Därför alstras ingen fri bindning enkelt och en halvledaranordning av kiselkarbidtyp med särskilt hög kanalmobilitet kan erhållas.

Alternativt kan väteatomen som terminerar den fria bindningen uppvisa en desorberingsmängd, vilken uppvisar en maximal topp i ett intervall mellan 800 "C och 900 'C. I ovan angivna kiselkarbidhalvledaranordning har det visat sig att en desorberande mängd väte för att terminera den fria bindningen blir en topp vid 800 till 900 °C.

Enligt en andra aspekt av uppﬁnningen tillhandhålls ett förfarande för att tillverka en halvledaranordning av kiselkarbidtyp med en MOS-struktur. Förfarandet innefattar stegen att: Bereda ett substrat tillverkat av kiselkarbid; bilda ett kanalområde på substratet, vari kanalområdet tillverkas av kiselkarbid och som åstadkommer en elektrisk ledningsgata; bilda ett första område med orenheter på en sida uppströms den elektriska 10 15 20 25 30 533 'ITQ 1:6 ledningsvägen; bilda ett andra område med orenheter på en sida nedströms den elektriska ledningsvägen; bilda en isolerande ﬁlm för styret på en yta av kanalomràdet; bilda ett styre på den isolerande ﬁlmen för styret; och återuppvärma och kyla substratet.

Kanalområdet åstadkommer den elektriska ledningsvägen som en kanal genom att styra en spänning pålagd styret så att en elektrisk ström iden elektriska ledningsvägen som flyter mellan det första området med orenheter och det andra området med orenheter styrs. I steget att värma och kyla substratet, kyls substratet i en våt atmosfär eller en väteatmosfär i ett temperaturintervall som sträcker sig mellan 800 'C till 900 'C så att en den fria bindning vid ett gränsskikt mellan den isolerande ﬁlmen för styret och kanalomràdet terrnineras av en väteatom eller en hydroxyl.

Ovan angivna förfarande kännetecknas av att det innefattar en värmebehandlingsprocess, och en våt atmosfär eller en väteatmosfär upprätthålls kontinuerligt i ett temperaturintervall som sträcker sig mellan 800 °C till 900 'C under en tid temperaturen sänks i värmebehandlingsprocessen så att den terminerar den fria bindnlngen vid ett gränsskikt hos den isolerande ﬁlmen för styret och kanalomràdet genom ett H- eller OH-element. Således upprätthålls under den tid temperaturen sänks i värmebehandlingsprocessen den våta atmosfären eller väteatmosfären kontinuerligt inom temperaturintervallet som sträcker sig mellan 800 'C till 900 °C som terminerings- desorptionstemperatur och temperaturen sänks till terminerings- desorptionstemperaturen eller lägre. Därför kan den fria bindnlngen vid gränsskiktet hos den isolerande ﬁlmen för styret och kanalomràdet terrnineras av ett H- eller OH-element.

Därför kan en halvledaranordning av kiselkarbidtyp med hög kanalmobilitet åstadkommas.

Alternativt kan steget att värma och kyla substratet utföras som en vârmebehandling med steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret. Detta förfarande kännetecknas av att värmebehandlingsprocessen utförs som vårmebehandling för bildningsprocessen för den isolerande ﬁlmen för styret och den våta atmosfären eller väteatmosfären kontinuerligt upprätthålls inom temperaturintervallet mellan 800 till 900 “C under den tid temperaturen sänks för bildningsprocessen för den isolerande ﬁlmen för styret. Således kan effekterna som anges i krav 5 erhållas genom att kontinuerligt bibehålla den våta atmosfären eller väteatmosfären under den tid temperaturen sänks för värmebehandlingen för bildningsprocessen för den isolerande ﬁlmen för styret. 10 15 20 25 30 533 175 Lif Alternativt kan, i värmnings~ eller kylningssteget för substratet som värmebehandlingen vid steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret, substratet kylas i den våta atmosfären eller väteatmosfären till en temperatur lika med eller lägre än 800 'C. l detta fall är det föredraget att den våta atmosfären eller väteatmosfären kontinuerligt upprätthålls tills temperaturen sänks till 800 ”C eller lägre under den tid temperaturen sänks för bildningsprocessen för den isolerande ﬁlmen för styret såväl som temperaturintervallet mellan 800 till 900 "C.

Vidare kan, i steget för att värma upp och kyla substratet som värmebehandling vid steget att bild den isolerande ﬁlmen för styret, substratet kylas i den våta atmosfären eller väteatmosfären till en temperatur lika med eller lägre än 700 'C. I detta fall är det mera föredraget att den våta atmosfären eller väteatmosfären kontinuerligt upprätthålls till temperaturen sänks till 700 “C eller lägre vid temperaturen som sänker tiden för bildningsprocessen för den isolerande ﬁlmen för styret.

Altemativt kan, i steget för att bilda den isolerande ﬁlmen för styret, en oxidfilm för styret som den isolerande ﬁlmen för styret bildas genom ett våtoxideringsförfarande på ett sådant sätt att substratet värms upp till en temperatur lika med eller högre än 800 “C i den våta atmosfären. Detta förfarande kännetecknas av att en oxidfilm för styret bildas som den isolerande ﬁlmen för styret genom att utföra våt oxidering för att höja temperaturen till 800 “C eller högre inom den våta atmosfären i bildningsprocessen för den isolerande filmen för styret. Således kan den isolerande ﬁlmen för styret tillverkas genom oxidfilmen för styret genom att utföra den våta oxideringen för att öka temperaturen till 800 °C eller högre inom den våta atmosfären.

Alternativt kan, i steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret, den våta atmosfären för att utföra det våta oxideringsförfarandet upprätthållas när substratet kyls. l detta fall kan ovan angivna effekter erhållas genom att även upprätthålla den våta atmosfären för att utföra den våta oxideringen under den tid temperaturen sänks.

Alternativt kan den isolerande filmen bildas genom en annan teknik än våt oxidering genom att använda den våta atmosfären i steget för att bilda den isolerande ﬁlmen för styret. Detta förfarande kännetecknas av att den isolerande filmen för styret bildas med 10 15 20 25 30 533 'lÉ-*Él 48 hjälp av en teknik som skiljer sig från våt oxideringen genom att använda den våta atmosfären i bildningsprocessen för den isolerande ﬁlmen för styret. Således kan den isolerande ﬁlmen för styret även bildas med hjälp av en teknik som skiljer sig från den våta oxideringen genom att använda den váta atmosfären. Till exempel bildas oxidfilmen för styret genom att avsätta LTO; TEOS, l-lTO etc. genom en torr atmosfär, en N20- atmosfär en NO-atmosfär, en ozonatrnosfär, en HzO-radikal, CVD etc. En isolerande ﬁlm förutom oxidfilmer av HfOg, HfSiON, HfAlO, AIZOS, TazOs, Si3N4 etc. kan även användas.

Alternativt kan, i steget för att bilda den isolerande ﬁlmen för styret, en oxidﬁlm för styret som isolerande ﬁlm för styret bildas genom ett oxidationsförfarande med en N20- atmosfär eller en NO-atmosfär. l detta fall tillverkas en isolerande ﬁlm för styret genom av oxidfilm för styret genom att utföra oxidationen inom NZD-atmosfären eller NO- atmosfären, den fria bindningen vid gränsskiktet mellan kanalomràdet och den isolerande ﬁlmen för styret kan även termineras av ett kväveelement förutom H- eller OH-elementet. Således kan gränsskiktstillståndsdensiteten reduceras ytterligare och förbättring av kanalmobiliteten förväntas.

Alternativt kan, i steget för värmning och kylning av substratet som värmebehandling vid steget att bilda den isolerande filmen för styret, en viss temperatur i ett intervall mellan 800 “C och 900 "C upprätthållas under en viss tid när substratet kyls. Detta förfarande kännetecknas av att en viss temperatur inom ett temperaturintervall på 800 till 900 "C upprätthålls under en viss tid under den tid då temperaturen sänks för ﬁlmbildningsprocessen för den isolerande ﬁlmen för styret. Om således en viss temperatur av temperaturområdet på 800 till 900 'C upprätthålls under den bestämda tiden, d.v.s. om terminerings-desorptionstemperaturen sätts till en lång tid kan en termineringseffekt hos den fria bindningen på grund av H och OH förbättras.

Alternativt kan i steget att värma och kyla substratet som värmebehandling vid steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret, en viss temperatur i ett intervall mellan 700 'C och 1000 ”C upprätthållas under en viss tid när substratet kyls. l detta fall kan, när en viss temperatur inom ett temperaturintervall på 700 till 1000 'C hålls en viss tid vid temperaturen som sänker tiden för ﬁlmbildningsprocessen för den isolerande ﬁlmen för styret, termineringseffekten hos den fria bindningen på grund av H och OH även förbättras. 10 15 20 25 30 LJfl CÜ F13! ...a 'ml LJI] [ff Alternativt kan vid steget att värma och kyla substratet utföras som en anlöpningsprocess för att förbättra karakteristiken hos gränsskiktet mellan den isolerande ﬁlmen för styret och kanalområdet efter steget att bilda den isolerande filmen för styret. Detta förfarande kännetecknas av att värmebehandlingsprocessen utförs som en anlöpningsprocess för att förbättra karakteristiken vid gränsskiktet av den isolerande filmen för styret och kanalområdet efter bildningsprocessen för den isolerande filmen för styret. Således kan värmebehandlingsprocessen även utföras som anlöpningsbehandling för att förbättra nämnda karakteristik av gränsskikt hos den isolerande filmen för styret och kanalområdet efter ﬁlmbildningsprocessen för den isolerande ﬁlmen för styret. En sådan anlöpningsbehandling kan även utföras tillsammans med värmebehandlingen under ﬁlmbildningsprocessen för den isolerande filmen för styret och kan även utföras istället för värmebehandlingen under ﬁlmbildningsprocessen för den isolerande ﬁlmen för styret.

Alternativt kan i steget för att värma och kyla substratet som anlöpningsprocess efter steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret substratet kylas i den våta atmosfären eller väteatmosfären i ett temperaturintervall mellan 800 “C och 900 °C. l detta fall upprätthålls den våta atmosfären eller väteatmosfären kontinuerligt inom ett temperaturområde på 800 till 900 'C under den tid temperaturen sänks åtminstone hos anlöpningsbehandlingen.

Alternativt kan, i steget att värma och kyla substratet som anlöpningsprocessen efter steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret substratet kylas i den våta atmosfären eller väteatmosfären tills en temperatur är lika med eller lägre än 800 °C. l detta fall är det föredraget att den våta atmosfären eller väteatmosfären kontinuerligt upprätthålls till temperaturen sänks till 800 "C eller lägre.

Alternativt kan i steget att värma och kyla substratet som anlöpningsprocessen efter steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret, substratet kylas i den våta atmosfären eller väteatmosfären i ett temperaturintervall mellan 700 'C och 1000 °C. l detta fall är det mera föredraget att den våta atmosfären eller väteatmosfären kontinuerligt upprätthålls i ett temperaturområde på 700 till 1000 'C under den tid temperaturen sänks hos anlöpningsbehandlingen. 10 15 20 25 30 Alternativt kan, i steget att värma och kyla substratet som anlöpningsprocessen efter steget att bilda den isolerande filmen för styret, substratet kylas i den våta atmosfären eller väteatmosfären tills en temperatur är lika med eller lägre än 700 'C. l detta fall är det vidare föredraget när den våta atmosfären eller väteatmosfären kontinuerligt upprätthålls till temperaturen sänks till 700 “C eller lägre.

Alternativt kan, i steget att värma och kyla substratet som anlöpningsprocessen efter steget att bilda den isolerande filmen för styret substratet värmas i den våta atmosfären eller väteatmosfären i ett temperaturintervall som är lika med eller högre än 800 “C. I detta fall upprätthålls den våta atmosfären eller väteatmosfären företrädesvis kontinuerligt i ett temperaturområde på 800 'C eller högre under den tid temperaturen ökas för anlöpningsbehandlingen så väl som temperaturen vid en temperatur som ökar tiden för anlöpningsbehandlingen såväl som under den tid temperaturen sänks för anlöpningsbehandlingen.

Alternativt kan, i steget att värma och kyla substratet som anlöpningsprocessen efter steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret, substratet värmas i den våta atmosfären eller våteatmosfären i ett temperaturområde lika med eller högre än 700 °C. l detta fall är det mera föredraget om den våta atmosfären eller väteatmosfären kontinuerligt upprätthålls i ett temperaturområde på 700 “C eller högre.

Alternativt kan, i steget att värma och kyla substratet som anlöpningsprocessen efter steget att bilda den isolerande filmen för styret, en viss temperatur i ett intervall mellan 800 °C och 900 °C upprätthållas en viss tid när substratet (t, 31, 61) kyls. Detta förfarande kännetecknas av att en viss temperatur inom ett temperaturintervall på 800 till 900 °C hålls en viss tid under den tid temperaturen sänks under anlöpningsbehandlingen. Således kan om nämnda förutbestämda temperatur i temperaturomràdet på 800 till 900 "C upprätthålls under nämnda förutbestämda tid, d.v.s. om terminerings-desorptions temperaturen ställs in till en lång tid, termineringseffekten på den fria bindningen på grund av H och OH förbättras.

Alternativt kan, i steget att värma och kyla substratet som anlöpningsprocessen efter steget att bilda den isolerande filmen för styret en viss temperatur i ett intervall mellan 10 15 20 25 30 11.7? E-J (till ...a “al LD SI 700 “C och 1000 ”C termineras under en viss tid när substratet kyls. l detta fall, när en viss temperatur inom ett temperaturintervall pà 700 till 1000 “C upprätthålls under en viss tid under den tid då temperaturen sänks vid anlöpningsbehandlingen, termineringsverkan hos den fria bindningen på grund av H och OH även förbättras.

Alternativt kan förfarandet ytterligare innefatta ett steg att: bilda ett täckskikt på en yta av den isolerande filmen för styret. Steget att värma och kyla substratet som anlöpningsprocessen utförs efter steget att bilda täckskiktet. Detta förfarande kännetecknas av att en process för att bilda ett täckskikt på en yta av den isolerande ﬁlmen för styret ingår och att anlöpningsbehandlingen utförs efter täckskiktets bildningsprocess. Således kan om anlöpningsbehandlingen utföras efter att täckskiktet bildas, den fria bindningen termineras av H eller OH under det att desorptionen av H eller OH förhindras ytterligare av täckskiktet. Därför kan kanalmobiliteten ökas ytterligare.

Alternativt kan steget att bilda täckskiktet utföras tillsammans med steget att bilda styret så att täckskiktet framställer styret. l detta fall kan styrets bildningsprocess utgöra en del av bildningsprocessen för täckskiktet och styret kan utformas som täckskiktet. Vidare, såsom framgår av krav 29, kan bildningsprocessen för täckskiktet även innefatta en process för att bilda en mellan skikten liggande isolerande film för att täcka styret och den mellan skikten liggande isolerande filmen kan även utformas som täckskiktet.

Alternativt kan styret som täckskikt även vara tillverkat av polykisel. l detta fall, om täckskiktet är utformat av polykisel när täckskiktet anordnas till styret, inte reagera på den isolerande ﬁlmen för styret ens då anlöpningsbehandlingen utförs. Därför är det lämpligt som täckskikt. Vidare, i fallet med polykisel, alstras väte genom en oxideringsreaktion i den våta atmosfären och bidrar till termineringen av den fria bindningen. Därför föreligger en hög sannolikhet att kanalmobiliteten höjs ytterligare.

Alternativt kan steget att värma och kyla substratet som anlöpningsprocess utföras som avrundningsoxidering av styret. Avrundningsoxideringen utförs i den våta atmosfären. l detta fall kan värmebehandlingsprocessen utföras som avrundningsoxidering av styret (tillverkat av polykisel) och avrundningsoxideringen utförs i den våta atmosfären. 10 15 20 25 30 Alternativt kan avrundningsoxideringen utföras i ett temperaturintervall mellan 800 ”C och 900 'C. l detta fall kan högre kanalmobilitet erhållas genom att utföra avrundningsoxideringen vid 800 'C till 900 'C som tenninerings-desorptionstemperatur.

Vidare kan en avrundningsoxiderlngsfilm företrädesvis styras med en lämplig oxideringshastighet.

Alternativt kan i steget att bilda täckskiktet en mellan skikten liggande isolerande film bildas för att täcka styret och täckskiktet åstadkommer den mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen. Alternativt kan förfarandet ytterligare innefatta stegen att: Bilda en mellan skikten liggande isolerande film för att täcka styret; och utföra en återflödesprocess för den mellan skikten tiggande isolerande ﬁlmen. Steget att värma och kyla substratet (1, 31, 61) åstadkommer steget att utföra en återﬂödesprocess. Detta förfarande kännetecknas av att denna uppﬁnning innefattar en process för att bilda den mellan skikten liggande isolerande filmen för att täcka styret och en process för att utföra återflödesbehandling av den mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen och värmebehandlingsprocessen utförs som återflödesbehandling av den mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen. Således kan värmebehandlingsprocessen även utföras som återflödesbehandling av den mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen så att högre kanalmobilitet kan erhållas.

Alternativt kan den våta atmosfären eller väteatmosfären upprätthållas lett temperaturintervall lika med eller högre än 800 'C efter steget att bilda den isolerande filmen för styret. Detta förfarande kännetecknas av att den våta atmosfären eller väteatmosfären kontinuerligt upprätthålls i ett temperaturomràde på 800 'C eller högre under det att en process utförs vid 800 'C eller högre efter filmbildningsprocessen för den isolerande ﬁlmen för styret. När en utformning av en anordning skall göras föreligger till exempel även ett fall i vilket värmebehandlingsprocessen som övergår 850 ”C utförs i en återflödesprocess för den mellan skikten liggande isolerande filmen etc. I ett sådant fall är det möjligt att förhindra H eller OH från att desorberas från den fria bindningen vid gränsskiktet av kanalomràdet och den isolerande ﬁlmen för styret genom att kontinuerligt upprätthålla den våta atmosfären eller väteatmosfären i temperaturområdet på 800 “C eller högre. 10 15 20 25 30 ífl C43 lfaffl ...a "-J 12,51 55 Alternativt kan den våta atmosfären eller väteatmosfären upprätthållas i ett temperaturintervall lika med eller högre än 700 'C efter steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret. Om den våta atmosfären eller väteatmosfären kontinuerligt upprätthålls i ett temperaturområde på 700 'C eller högre vid utförandet av en process på 700 'C eller högre efter ﬁlmbildningsprocessen för den mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen för styret kan desorptionen av H eller OH ytterligare förhindras.

Alternativt kan alla stegen efter steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret även utföras i ett temperaturintervall lika med eller lägre än 800 'C. När således den fria bindningen vid gränsskiktet av kanalområdet och den isolerande ﬁlmen för styret termineras av ett element av H eller OH genom nämnda bildningsprocess för den isolerande ﬁlmen för styret, desorptionen av H eller OH kan förhindras om alla efterföljande processer utförs vid 800 "C eller lägre. Här utförs alla processer som utförts efter bildningsprocessen för den isolerande ﬁlmen för styret vid 800 ”C eller lägre.

Alternativt utförs alla steg efter steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret i ett temperaturintervall lika med eller lägre än 700 'C. l detta fall kan ovan angivna effekter erhållas mera tillförlitligt om alla processer utförs efter att bildningsprocessen för den isolerande ﬁlmen för styret utförs vid 700 'C eller lägre.

Alternativt kan förfarandet ytterligare innefatta stegen att: bilda ett emitterområde som det första skiktet med orenheter med en koncentration av orenheter lika med eller högre än 3x102° cm” för att kontaktera kanalområdet; och bilda en emitterelektrod, av vilken en del är tillverkad av nickel, vilken är delen som kontakterar källområdet.

Alternativt kan förfarandet ytterligare innefatta stegen att: bilda ett kollektorområde som det andra skiktet med orenheter med en koncentration av orenheter lika med eller högre än 3x102° om” för att kontaktera kanalområdet eller vara anordnat pà en baksida av substratet; och bilda en kollektorelektrod, av vilken en del är tillverkad av nickel, vilken del kontakterar kollektorområdet.

Alternativt kan förfarandet ytterligare innefatta stegen att: bilda ett basområde i substratet, varvid basområdet har en elektrisk ledningsförmåga 10 15 20 25 30 som skiljer sig från den hos det första området med orenheter och det andra omrâdet med orenheter; bilda ett kontaktområde för att kontaktera basomrâdet, varvid kontaktområdet har samma elektriska ledningsförmåga som basomràdet och en koncentration av orenheter lika med eller högre än 3x102° cm'3; och bilda en elektrod för att fixera en elektrisk potential hos basomrâdet, varvid elektroden har en del som kontakterar kontaktområdet, vilken del är tillverkad av nickel.

Ovan angivna förfaranden kännetecknas av att ett emitterområde svarar mot det första skiktet med orenheter, ett kollektoromräde svarar mot ett andra skikt med orenheter, eller ett kontaktområde sätts till 3x102° om” i koncentration orenheter, och en del kommeri kontakt med en emitterelektrod, en kollektorelektrod eller en elektrod utformas av Ni. Således kan ohmsk kontakt åstadkommas om emitterområdet, kollektorområdet eller kontaktområdet utformas med den höga koncentrationen på 3x102° cm'3 eller högre och kontaktdelen därvid utformas till Ni.

Alternativt kan förfarandet ytterligare innefatta steget att: anlöpa emitterelektroden, kollektorelektroden, eller elektroden. Anlöpningssteget utförs i ett temperaturintervall lika med eller lägre än 800 'C. l detta fall, när en elektrodanlöpningsprocess utförs vid 800 'C eller lägre. är det effektivt att koncentrationen orenheter hos emitterområdet, kollektorområdet eller kontaktområdet utformas till hög koncentration, och Ni används som ett elektrodmaterial.

Alternativt kan förfarandet ytterligare innefatta ett steg att: anlöpa emitterelektroden, kollektorelektroden, eller elektroden. Anlöpningssteget utförs i ett temperaturintervall lika med eller lägre än 700 “'C. l detta fall kan om elektrodens anlöpningsprocess utförs vid 700 'C eller lägre, ovan angivna effekter erhållas mera tillförlitligt.

Alternativt kan förfarandet ytterligare innefatta ett steg att: anlöpa substratet vid en temperatur lika med eller lägre än 800 "C i en annan atmosfär än den för den våta atmosfären efter steget att värma och kyla substratet. Detta förfarande kännetecknas av att anlöpningsprocessen utförs vid 800 "C eller lägre i en annan atmosfär än den hos den våta atmosfären med Ar, N2, 02, H2 etc. efter värmebehandlingsprocessen. Således kan fukten i den isolerande filmen för styret 10 15 20 25 30 533 'ÉTEI 55 avlägsnas och förbättringen i kanalmobilitet kan ytterligare förväntas genom att utföra anlöpningsprocessen i nämnda atmosfär som skiljer sig från den våta atmosfären.

Alternativt kan anlöpningssteget för substratet utföras vid en temperatur lika med eller lägre än 700 °C. l detta fall kan, om anlöpningsprocessen utförs vid 700 °C eller lägre, desorptionen av väte ytterligare begränsas så att förbättringen i kanalmobilitet ytterligare kan förväntas.

Alternativt kan steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret innefatta stegen att: bilda en första ﬁlm av kiseloxid på ytan av kanalområdet; bilda en mellanliggande isolerande film på den första kiseloxidfilmen, varvid den mellanliggande isolerande ﬁlmen är tillverkad av kiselnitridfilm eller en högre dielektricitetsfilm och; och bilda en oxidfilm genom att oxidera ytan av den mellanliggande isolerande ﬁlmen. l steget att bilda oxidﬁlmen upprätthålls den våta atmosfären eller väteatmosfären i ett temperaturintervall lika med eller högre än 800 °C när en temperatur sänks. Detta förfarande kännetecknas av att bildningsprocessen för den isolerande ﬁlmen för styret innefattar en process för att bilda en första kiseloxidfilm på ytan av kanalområdet; en process för att bilda en mellanliggande isolerande ﬁlm tillverkad av en kiselnitridfilm eller en film med hög dielektricitet på den första kiseloxidfilmen; och en process för att bilda en oxidfilm genom att oxidera ytan av den mellanliggande isolerande ﬁlmen; och i processen för att bilda oxidfilmen genom att oxidera ytan av den mellanliggande isolerande filmen, varvid den våta atmosfären eller väteatmosfären kontinuerligt upprätthålls i ett temperaturområde på 800 ”C eller högre under en tid då temperaturen sänks åtminstone under denna oxidering. Således kan den isolerande ﬁlmen för styret även utformas till en struktur med ﬂera skikt och tillförlitligheten hos den isolerande ﬁlmen kan höjas ytterligare. I detta fall kan termineringseffekten hos den fria bindningen på grund av H och OH förbättras genom att kontinuerligt upprätthålla den våta atmosfären eller väteatmosfären i ett temperaturområde på 800 'C eller högre under tiden då temperaturen sänks vid oxidering.

Alternativt upprätthålls i steget att bilda oxidﬁlmen, den våta atmosfären eller väteatmosfären i ett temperaturintervall lika med eller högre än 700 ”C när en temperatur sänks. 10 15 20 25 30 56 Alternativt kan steget att värma och kyla substratet ha en högsta temperatur i den våta atmosfären eller väteatmosfären, varvid den högsta temperaturen är lika med eller lägre än 1000 °C.

Alternativt kan steget att värma och kyla substratet ha en högsta temperatur i den våta atmosfären eller väteatmosfären, varvid den högsta temperaturen är i ett intervall mellan 800 "C och 900 °C.

Alternativt kan steget att värma och kyla substratet ha en högsta temperatur i den våta atmosfären eller väteatmosfären, varvid den högsta temperaturen år i ett intervall mellan 900 “C och 1000 'C. l ovan angivna förfaranden kan den högsta temperaturen i den våta atmosfären eller väteatmosfären ställas in till 1000 'C eller lägre i värmebehandlingsprocessen, t ex bildningsprocessen för oxidfilmen för styret och anlöpningsprocessen som utförs därefter. Således kan kanalmobiliteten förbättras genom att ställa in den högsta temperaturen hos värmebehandlingsprocessen, t ex ﬁlmbildningsprocessen för styret och anlöpningsprocessen som utförs därefter till 1000 'C eller lägre än en termineríngs- desorptionstemperaturintervall, särskilt 800 'C till 900 "C.

Alternativt kan i steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret, en oxidfilm för styret som isolerande ﬁlm för styret bildas genom att utföra en våt oxidering vid en temperatur lika med eller högre än 1000 'C i den våta atmosfären. Detta förfarande kännetecknas av att oxidationstemperaturen för styret sätts till 1000 'C eller högre i ﬁlmbildningsprocessen för styret. Oxidfilmen för styret kan bildas under en kort tid genom att bilda oxidfilmen för styret vid en sådan temperatur.

Alternativt kan i steget att värma och kyla substratet som anlöpningsprocessen efter steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret en våt oxidering utföras vid en temperatur lika med eller högre än 1000 °C i den våta atmosfären. Detta förfarande kännetecknas av att den våta oxideringen för att höja temperaturen till 1000 'C eller högre i den våta atmosfären utförs i anlöpningsbehandlingen. Således kan temperaturen sättas till 1000 'C eller högre i anlöpningsbehandlingen. 10 533 'ITS Sf* Alternativt kan substratet ha en huvudyta, vilken är utformad av ett (1 1-20)-p|an. Detta förfarande kännetecknas av att en huvudyta hos substratet utformas som ett (11-20)- plan. Dålig passning hos en gitterkonstant med avseende på SiOQ reduceras genom att använda en sådan planlutningsvinkel. Därför alstras ingen den fria bindning enkelt och särskilt kan en halvledaranordning av kiselkarbidtyp med hög kanalmobilitet erhållas.

Under det att uppfinningen beskrivits i anslutning till föredragna utföringsformer därav framgår det att uppfinningen inte är begränsad till de föredragna utföringsformerna och utformningarna. Uppfinningen avser att täcka olika modifieringar och ekvivalenta utformningar därav. Dessutom ligger, förutom de olika kombinationerna och utformningarna. som är föredragna, andra kombinationer och utformningar, som innefattar flera, färre eller enbart ett enstaka element även inom uppfinningens skyddsomfàng.

Claims

1. 533 'lFÉi Patentkrav 1. Halvledaranordning av kiselkarbidtyp med en MOS-struktur, vilken anordning innefattar: ett substrat (1 , 31, 61) tillverkat av kiselkarbid; ett kanalomràde (2, 34, 64) för att åstadkomma en elektrisk ledningsväg, varvid kanalområdet (2, 34, 64) är tillverkat av kiselkarbid och anordnat i substratet (1, 31, 61); ett första område med orenheter (4, 36, 66, 67) anordnat på en sida uppströms den elektriska ledningsvägen; ett andra område med orenheter (5, 37, 73) anordnat på en sida nedströms den elektriska ledningsvägen; en isolerande ﬁlm (6, 38, 68) för styret anordnad på en yta av kanalområdet (2, 34, 64); och ett styre (7, 35, 65) anordnat på den isolerande ﬁlmen för styret (6, 38, 68), varvid kanalområdet (2, 34, 64) åstadkommer den elektriska ledningsvägen genom att styra en spänning som pàlagts styret (7 , 35, 65) så att en elektrisk ström som ﬂyter i den elektriska ledningsvägen melian det första området med orenheter (4, 36, 66, 67) och det andra området med orenheter (5, 37, 73) styrs, kanalområdet (2, 34, 64) och den isolerande ﬁlmen för styret (6, 38, 68) har ett gränsskikt däremellan, varvid grànsskiktet innefattar en fri bindning, vilken termineras av en vâteatom eller en hydroxyl, och grânsskiktet har en vätekoncentration lika med eller högre än 2,6X102° cm”. Halvledaranordning av kiselkarbidtyp enligt krav 1, varvid grânsskiktet innefattar en annan fri bindning, vilken termineras av en kväveatom. Halvledaranordning av kiselkarbidtyp enligt krav 1 eller 2, varvid substratet (1, 31, 61) har en huvudyta, vilken är utformad av ett (11-20)-plan. Halvledaranordning av kiselkarbidtyp enligt något av kraven 1 till 3, varvid väteatomen som terrninerar den fria bindningen har en desorptionsmángd, vilken uppvisar en maximal topp i ett intervall mellan 800 °C och 900 °C. 533 'E79 Sfl 5. Förfarande för att tillverka en halvledaranordning av kiselkarbidtyp med en MOS-struktur, vilket förfarande innefattar stegen att: bereda ett substrat (1, 31, 61) tillverkat av kiselkarbid; bilda ett kanalomràde (82, 34, 64) pà substratet (1, 31, 61), van' kanalområdet (2, 34, 64) tillverkas av kiselkarbid, och åstadkommer en elektrisk ledningsgata; bilda ett första omrâde med orenheter (4, 36, 66, 67) på en sida uppströms den elektriska ledningsvägen; bilda ett andra område med orenheter (5, 37, 73) på en sida nedströms den elektriska ledningsvägen; bilda en isolerande ﬁlm för styret (6, 38, 68) pà en yta av kanalområdet (2, 34, 64); bilda ett styre (7, 35, 65) på den isolerande ﬁlmen för styret (6, 38, 68); och värma upp och kyla substratet (1, 31, 61), vari kanalområdet (2, 34, 64) åstadkommer den elektriska ledningsvägen som en kanal genom att styra en spänning pålagd styret (7, 35, 65) så att en elektrisk ström l den elektriska ledningsvägen som ﬂyter mellan det första området med orenheter (4, 36, 66, 67) och det andra området med orenheter (5, 37, 73) styrs, och i steget att värma upp och kyla substratet (1, 31, 61), substratet (1, 31 , 61) kyls i en våt atmosfär eller en väteatmosfär inom ett temperaturintervall som sträcker sig mellan 800 'C och 900 ”C så att en fri bindning vid en gränsyta mellan den isolerande ﬁlmen för styret (6, 38, 68) och kanalområdet (2, 34, 64) termineras av en väteatom eller en hydroxyl. 6. Förfarande enligt krav 5, vari steget att värma och kyla substratet (1, 31, 61) utförs som värmebehandling i steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret (6, 38, 68). 7. Förfarande enligt krav 6, vari i steget att bilda den isolerande ﬁlmen (6, 38, 68), den våta atmosfären för att utföra våtoxlderingsförfarandet upprätthålls när substratet (1, 31, 64) kyls. 8. Förfarande enligt krav 7, vari i steget att bilda den isolerande filmen (6, 38, 68) en oxidﬁlm för styret som isolerande ﬁlm (6, 38, 68) för styret bildas genom ett oxidationsförfarande med en N2O-atrnosfär eller en NO-atmosfär. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 533 'lFÉl bO Förfarande enligt något av kraven 5 till 8, vari i steget att värma och kyla substratet (1 , 31, 61) som vårmebehandling i steget att bilda den isolerande ﬁlmen (6, 38, 68) för styret, en viss temperatur inom ett intervall mellan 800 “C och 900 “C upprätthålls under en viss tidsperiod när substratet (1, 31, 61) kyls. Förfarande enligt något av kraven 5 till 9, vari steget att vänna och kyla substratet (1, 31, 61) utförs som en anlöpningsprocess för att förbättra karakteristiken hos grånsskiktet mellan den isolerande filmen (6, 38, 68) för styret och kanalområdet (2, 34, 64) efter steget att bilda den isolerande ﬁlmen för styret. Förfarande enligt krav 10, vari steget att bilda ett täckskikt (7, 8, 39, 40, 69, 70) utförs tillsammans med steget att bilda styret (7, 39, 69) så att täokskiktet (7, 8, 39, 40, 69, 70) tillhandhàller styret (7, 39, 69). Förfarande enligt krav 11, vari styret (7, 39, 69) som nämnda täckskikt (7, 8, 39, 40, 69, 70) tillverkas av polykisel. Förfarande enligt krav 12, vari steget att värma och kyla substratet (1, 31, 61) som nämnda anlöpningsprocess utförs som en avrundningsoxideringsprocess för styret (7, 39, 69) och avrundningsoxideringsprocessen utförs i den våta atmosfären. Förfarande enligt krav 13, vari avrundningsoxideringsprocessen utförs i ett ternperaturintervall mellan 800 'C och 900 °C. Förfarande enligt något av kraven 11 till 14, vari i steget att bilda täckskiktet (7, 8, 39, 40, 69, 70) en mellan skikten liggande isolerande ﬁlm (8, 40, 70) bildas för alt täcka styret (7, 39, 69), och täcksklktet (7, 8, 39, 40, 69, 70) tillhandahåller den mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen (8, 40, 70). Förfarande enligt något av kraven 5 till 15, vilket ytterligare innefattar stegen att: bilda en mellan skikten liggande isolerande film (8, 40, 70) för att tacka styret (7, 39, 69); och utföra en àterﬂödesprocess till den mellan skikten liggande isolerande ﬁlmen (8, 40, 70), 17. 18. 19. 20. E33 1175 bl vari steget att värma och kyla substratet (1, 31, 61) tillhandahåller steget att utföra en återﬂödesprocess. Förfarande enligt något av kraven 5 till 16, vilket ytterligare innefattar stegen att: bilda ett emitterområde (4, 36, 66, 67) som det första skiktet med orenheter med en koncentration av orenheter lika med eller högre än 3x102° cm”. emitterområdet (4, 36, 66, 67) bringas att kontaktera kanalomrâdet (2, 34, 64); och bilda en emitterelektrod (11, 43, 72), av vilken en del tillverkas av nickel, den del som är i kontakt med emitteromràdet (4, 36, 66,67). Förtarande enligt något av kraven 5 till 17, vilket ytteriigare innefattar stegen att: bilda ett kollektoromràde (5, 37, 73) som ett andra skikt med orenheter med en koncentration av orenheter lika med eller högre än 3x102° cm'“, kollektorområdet (5, 37, 73) bringasi kontakt med kanalområdet (2, 34) eller anordnas på en baksida av substratet (61); och bilda en kollektorelektrod (12, 44, 74), av vilken en del tillverkas av nickel, vilken del kommer i kontakt med kollektoromràdet (5, 37, 73). Förfarande enligt något av kraven 5 till 18, vilket ytterligare innefattar stegen att: bilda ett basområde (2, 33, 63) i substratet (1, 31, 61), varvid basomràdet (2, 33, 63) har en elektrisk ledningsförrnàga som skiljer sig från den hos det första området (4, 36, 66, 67) med orenheter och det andra omrâdet (5, 37, 73) med orenheter; bilda ett kontaktområde (3, 35, 65) för att kontaktera basomràdet (2, 33, 63), varvid kontaktområdet (3, 35, 65) har samma typ av elektriska ledningsförmàga som basområdet (2, 33, 63) och en koncentration av orenheter lika med eller högre än 3x102° cmß; och bilda en elektrod (10, 42, 72) för att ﬁxera en elektrisk potential på basområdet (2, 33, 63), varvid elektroden (10, 42, 72) har en del som kontakterar kontaktområdet (83, 35, 65), vilken del är tillverkad av nickel. Förfarande enligt något av karven 17 till 19, vilket ytterligare innefattar stegen att: anlöpa emitterelektroden (11, 43, 72), kollektorelektroden (12, 44, 74), vari steget att anlöpa utförs i ett temperaturintervall lika med eller lägre än 800 °C. bl 21. Förfarande enligt något av kraven 18 till 20, vilket ytterligare innefattar ett steg att: anlöpa emitterelektroden (11, 43, 72), kollektorelektroden (12, 44, 74), eller elektroden (10, 42, 72), vari anlöpningssteget utförs i ett temperaturintervall lika med eller lägre än 700 °C. 22. Förfarande enligt något av kraven 5 till 21, vilket ytterligare innefattar ett steg att: anlöpa substratet (1, 31, 61) vid en temperatur lika med eller lägre än 800 ”C i en atmosfär som skiljer sig från den våta atmosfären efter steget att värma upp och kyla substratet (1, 31, 61). 23. Förfarande enligt något av kraven 5 till 22, vari substratet (1, 31, 61) har en huvudyta, vilken utformas av ett (11-20)-plan.