056] 随后，作为步骤（S70)，执行欧姆电极形成步骤。在本步骤（S70)中，参考图8,首 先，在将要形成源电极50的区域中移除层间绝缘膜40和栅极绝缘膜20,并且形成暴露源区 15和接触区16的区域。随后，例如在该区域中形成由Ni构成的金属膜。另一方面，在与基 础衬底11的主表面11A相反的主表面11B上，类似地形成由Ni构成的金属膜。随后，通过 加热上述金属膜，将上述金属膜的至少一部分转化成硅化物，使得形成电连接至衬底10的 源电极50和漏电极70。
[0057] 随后，作为步骤（S80)，执行焊盘电极形成步骤。在本步骤（S80)中，参考图9,例 如，利用气相沉积方法，形成由诸如A1 (铝）的导体构成的源极焊盘电极60,以覆盖源电极 50以及层间绝缘膜40。此外，在漏电极70上，类似于源极焊盘电极60,例如利用气相沉积 方法，形成由诸如A1 (铝）的导体构成的漏极焊盘电极80。由于执行了上述步骤（S10)至 (S80)，制造了MOSFET1，并且完成根据本实施例的制造半导体器件的方法。
[0058] 如上所述，利用根据本实施例的制造半导体器件的方法，在将氮原子引入到包括 了衬底10和栅极氧化物膜20之间的界面的区域中的步骤（S40)中，在通过将包含氮原子 但不包含氧原子的氮化处理气体加热至超过1200°C的温度而形成的气氛气体中加热衬底 10。因此，即使在超过1200°C的高温下加热衬底10时，也能抑制由于氮化处理气体的分解 而造成产生氧，并且可以在抑制氧化进行的同时，将氮原子引入到包括了衬底10和栅极氧 化物膜20之间的界面的区域中。因此，根据本实施例的制造半导体器件的方法是通过降低 在包括了衬底10和栅极氧化物膜20之间的界面的区域中存在的界面态密度而能提高沟道 迀移率的半导体器件的制造方法。
[0059] 此外，利用上述根据本实施例的制造半导体器件的方法，可以制备具有在形成衬 底10的碳化硅的碳面侧上的主表面10A的衬底10、具有相对于形成衬底10的碳化硅的 {0001}面的偏离角不小于50°且不大于65°的主表面10A的衬底10,或者具有由形成衬 底10的碳化硅的{11-20}面形成的主表面10A的衬底10,并且栅极氧化物膜20可以被形 成为与主表面10A接触。在由这种晶面形成的衬底10的主表面10A处，碳化硅的氧化特别 倾向于进行。因此，可以适当地采用能抑制包括了衬底10和栅极氧化物膜20之间的界面 的区域中的氧化的上述根据本实施例的制造半导体器件的方法。而且，通过在由这种晶面 形成的衬底10的主表面10A上形成栅极氧化物膜20,可以进一步提高MOSFET1的沟道迀移 率。
[0060] 实例 1
[0061] 进行与MOSFET的沟道迀移率和在将氮原子引入到包括了衬底和栅极氧化物膜之 间的界面的区域中的步骤中加热衬底的温度之间的关系有关的、用于证实根据本发明的制 造半导体器件的方法的效果的实验。首先，参考图2至4,利用根据本发明的实施例的制造 半导体器件的方法，制备其中已经形成了有源区的衬底，并且在衬底的主表面上形成栅极 氧化物膜。此外，制备具有相对于{0001}面的偏离角不大于8°的主表面的衬底作为衬底。 随后，在包含NH3的氮化处理气体中，分别在1150°C，1200°C，1250°C以及1300°C的每一个 温度下加热上面已经形成了栅极氧化物膜的衬底。随后，参考图6至9,利用根据本发明的 实施例的制造半导体器件的方法完成MOSFET，并且检验在各个加热温度下制造的情况下的 MOSFET的沟道迀移率(实例1)。此外，作为比较实例，也类似地对于在包含NO的氮化处理 气体中加热衬底的情况检验MOSFET的沟道迀移率（比较实例1)。表1示出在实例1和比较 实例1中，在MOSFET的沟道迀移率和在引入氮原子的步骤中将衬底加热到的温度之间的关 系。
[0062] 表 1
【主权项】
1. 一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤： 制备由碳化硅构成的衬底（10); 形成与所述衬底（10)接触的栅极氧化物膜（20);以及 在包括所述衬底（10)和所述栅极氧化物膜（20)之间的界面的区域中引入氮原子， 在引入氮原子的所述步骤中，通过在下述气氛气体中加热上面已经形成有所述栅极氧 化物膜（20)的所述衬底（10)，来将氮原子引入到包括所述衬底（10)和所述栅极氧化物膜 (20)之间的界面的区域中，其中所述气氛气体是通过将包含氮原子但不包含氧原子的氮化 处理气体加热至超过1200°C的温度而形成的。
2. 根据权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其中 在引入氮原子的所述步骤中，通过在下述气氛气体中加热所述衬底（10)，来将氮原子 引入到包括所述衬底（10)和所述栅极氧化物膜（20)之间的界面的区域中，其中所述气氛 气体是通过将所述氮化处理气体加热至不高于1400°C的温度而形成的。
3. 根据权利要求1或2所述的制造半导体器件的方法，其中 在引入氮原子的所述步骤中，通过在下述气氛气体中加热所述衬底（10)，来将氮原子 引入到包括所述衬底（10)和所述栅极氧化物膜（20)之间的界面的区域中，其中所述气氛 气体是通过加热由包含氮原子但不包含氧原子的气体、氮气、以及作为剩余物的杂质构成 的所述氮化处理气体而形成的。
4. 根据权利要求1至3中的任何一项所述的制造半导体器件的方法，其中 在引入氮原子的所述步骤中，通过在加热包含NH3的所述氮化处理气体而形成的所述 气氛气体中加热所述衬底（10)，来将氮原子引入到包括所述衬底（10)和所述栅极氧化物 膜（20)之间的界面的区域中。
5. 根据权利要求1至4中的任何一项所述的制造半导体器件的方法，其中 在引入氮原子的所述步骤中，通过在下述气氛气体中加热所述衬底（10)，来将氮原子 引入到包括所述衬底（10)和所述栅极氧化物膜（20)之间的界面的区域中，其中所述气氛 气体是通过加热由NH3、N 2、以及作为剩余物的杂质构成的所述氮化处理气体而形成的。
6. 根据权利要求1至5中的任何一项所述的制造半导体器件的方法，其中 在形成栅极氧化物膜（20)的所述步骤中，所述栅极氧化物膜（20)被形成为与所述衬 底（10)的表面（IOA)接触，所述衬底（10)的所述表面（IOA)由在形成所述衬底（10)的碳 化硅的碳面侧上的表面形成。
7. 根据权利要求1至6中的任何一项所述的制造半导体器件的方法，其中 在形成栅极氧化物膜（20)的所述步骤中，所述栅极氧化物膜（20)被形成为与所述衬 底（10)的表面（10A)接触，所述衬底（10)的所述表面（10A)相对于形成所述衬底（10)的 碳化娃的{0001}面的偏离角不小于50°且不大于65°。
8. 根据权利要求1至5中的任何一项所述的制造半导体器件的方法，其中 在形成栅极氧化物膜（20)的所述步骤中，所述栅极氧化物膜（20)被形成为与所述衬 底（10)的表面（IOA)接触，所述衬底（10)的所述表面（IOA)由形成所述衬底（10)的碳化 硅的{11-20}面形成。
9. 根据权利要求1至8中的任何一项所述的制造半导体器件的方法，其中 在引入氮原子的所述步骤中，通过加热被布置在具有由利用CVD形成的碳化硅构成的 芯管（4)的炉（3)中的所述衬底（10)，来将氮原子引入到包括所述衬底（10)和所述栅极氧 化物膜（20)之间的界面的区域中。
【专利摘要】本发明的MOSFET制造方法具有：制备由碳化硅构成的衬底（10）的步骤；形成与衬底（10）接触的栅极氧化物膜（20）的步骤；以及在包括了衬底（10）和栅极氧化物膜（20）之间的界面的区域中引入氮原子。在引入氮原子的步骤中，在通过将包含氮原子但不包含氧原子的氮化处理气体加热至超过1200℃的温度而形成的气氛气体中加热上面已经形成了栅极氧化物膜（20）的衬底（10），从而将氮原子引入到包括了衬底（10）和栅极氧化物膜（20）之间的界面的区域中。
【IPC分类】H01L21-336, H01L29-417, H01L29-12, H01L21-20, H01L29-78
【公开号】CN104520997
【申请号】CN201280039033
【发明人】盐见弘, 岛津充
【申请人】住友电气工业株式会社
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2012年9月11日
【公告号】US20130102141, WO2013061702A1