專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，更具體地，涉及一種利用形成在碳化硅層中的傾斜表面并且包括預(yù)定晶面的半導(dǎo)體器件，以及用于制造這樣的半導(dǎo)體器件的方
法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，已經(jīng)提出了使用碳化硅(SiC)作為用于半導(dǎo)體器件的材料。例如，專利文獻(xiàn)I (日本專利特開No. 2002-261041)提出了通過在{03-38}面上形成溝道來構(gòu)造具有高溝道遷移率的器件。此外，專利文獻(xiàn)2 (日本專利特開No. 2007-80971)提出了采用碳化硅的半導(dǎo)體器件。在該半導(dǎo)體器件中，SiC半導(dǎo)體層具有主表面，該主表面具有基本上{0001}面的取向并且具有偏離角a。在該SiC半導(dǎo)體層中形成溝槽，從而該溝槽的側(cè)壁表面中的每一個(gè)的法線相對于SiC半導(dǎo)體層的主表面基本上對應(yīng)于〈1-100〉方向。溝槽的側(cè)壁表面相對于SiC半導(dǎo)體層的主表面形成了不小于60°并且不大于“90° -tarTYO.STXtana)”的角度。在專利文獻(xiàn)2中，假設(shè)難以均勻地保持溝槽的側(cè)壁表面的角度。因此，在側(cè)壁的面取向變化到某種程度的前提下，專利文獻(xiàn)2提供了通過將溝槽的側(cè)壁的面取向變化的方向限定到預(yù)定方向上來約束側(cè)壁處的溝道遷移率的變化。引用列表專利文獻(xiàn)PTL I :日本專利特開 No. 2002-261041PTL 2 :日本專利特開 No. 2007-8097
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題然而，在如上所述的側(cè)壁的面取向變化的前提下，不利的是，在意圖使用允許高溝道遷移率的{03-3-8}面用于側(cè)壁的情況下，當(dāng)側(cè)壁的面取向相對于{03-3-8}面偏離不小于1°時(shí)，溝道遷移率顯著地降低。這是由于下述原因。即，當(dāng)側(cè)壁的面取向相對于{03-3-8}面偏離1°時(shí)，在側(cè)壁表面中形成多重臺階(高度差)。因此，在側(cè)壁中行進(jìn)的電子由于這些臺階而分散，結(jié)果降低了溝道遷移率。因此，最終生產(chǎn)的半導(dǎo)體器件的特性會被劣化。鑒于前述問題做出本發(fā)明并且本發(fā)明的目的在于提供一種具有穩(wěn)定特性的高質(zhì)量半導(dǎo)體器件以及用于制造這樣的半導(dǎo)體器件的方法。解決問題的技術(shù)方案作為積極研究的結(jié)果，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了通過在預(yù)定條件下處理碳化硅單晶，能夠?qū)?yīng)于{03-3-8}面(所謂的“半極性面”)的表面形成為自發(fā)形成的表面。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，當(dāng)使用這樣自發(fā)形成的并且對應(yīng)于{03-3-8}面的表面作為半導(dǎo)體器件的有源區(qū)域(例如，溝道區(qū)域)時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)電特性良好(例如，大的溝道遷移率)的半導(dǎo)體器件?；诎l(fā)明人發(fā)現(xiàn)的這樣的知識，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括具有主表面的襯底；以及碳化硅層，其形成在襯底的主表面上并且包括相對于主表面傾斜的端表面。該端表面基本上包括{03-3-8}面。端表面包括溝道區(qū)域?？梢孕纬啥鄠€(gè)端表面。多個(gè)端表面中的每一個(gè)可以基本上由等價(jià)于{03-3-8}面的面構(gòu)成。
應(yīng)注意的是，表述“端表面基本上包括{03-3-8}面”指構(gòu)成端表面的晶面是{03-3-8}面的情況以及構(gòu)成端表面部分的晶面是具有在〈1-100〉方向上相對于{03-3-8}面不小于-3°并且不大于3°的偏離角的面。還應(yīng)注意的是，“在〈1-100〉方向上相對于{03-3-8}面的偏離角”指由上述端表面的法線到由〈1-100〉方向和〈0001〉方向限定的平面的正交投影和{03-3-8}面的法線形成的角。正值的符號對應(yīng)于正交投影接近與〈1-100〉方向平行的情況，而負(fù)值的符號對應(yīng)于正交投影接近與〈0001〉方向平行的情況。以該方式，碳化硅層的端表面基本上對應(yīng)于{ 03-3-8 }面。因此，能夠使用對應(yīng)于所謂的“半極性面”的端表面作為半導(dǎo)體器件的溝道區(qū)域(有源區(qū)域)。此外，端表面對應(yīng)于穩(wěn)定的晶面并且因此實(shí)現(xiàn)了高溝道遷移率。因此，在采用該端表面用于溝道區(qū)域的情況下，與采用其它晶面(例如，(0001)面)用于溝道區(qū)域的情況相比，能夠提供具有更高的溝道遷移率的高質(zhì)量半導(dǎo)體器件。此外，因此基本上包括{03-3-8}面的該端表面能夠抑制例如在端表面的晶體取向相對于{03-3-8}面偏離的情況下由于該端表面中存在多重臺階(高度差)而導(dǎo)致溝道遷移率降低的問題。因?yàn)槎吮砻婊旧习ǚ€(wěn)定的{03-3-8}面，因此該端表面即使在該端表面在諸如在導(dǎo)電雜質(zhì)的注入之后執(zhí)行的活化退火的熱處理中暴露于熱處理氣氛時(shí)也幾乎不會變得粗糙。因此，能夠省略形成用于在熱處理器期間保護(hù)端表面的帽層(cap layer)的步驟。本發(fā)明中的用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟制備襯底，該襯底具有其上形成有碳化娃層的主表面；在碳化娃層中形成端表面以使其相對于襯底的主表面傾斜；在端表面上形成絕緣膜；以及在絕緣膜上形成柵電極。在形成端表面的步驟中，該端表面形成為基本上包括{03-3-8}面。以該方式，能夠容易地制造根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件。本發(fā)明的有利效果根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得具有穩(wěn)定特性的高質(zhì)量的半導(dǎo)體器件。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的第一實(shí)施例的示意性平面圖。圖2是沿著圖I中的線段II-II截取的示意性橫截面圖。圖3是用于圖示用于制造圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。圖4是用于圖示用于制造圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。圖5是用于圖示用于制造圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。圖6是用于圖示用于制造圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。
圖7是用于圖示用于制造圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。圖8是用于圖示用于制造圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性透視圖。圖9是用于圖示用于制造圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。圖10是用于圖示用于制造圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。圖11是用于圖示用于制造圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。圖12是用于圖示用于制造圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的方法的變型的示意性橫截面圖。圖13是用于圖示用于制造圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的方法的變型的示意性橫截面圖。圖14是示出圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的變型的示意性橫截面圖。圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體的第二實(shí)施例的示意性橫截面圖。圖16是用于圖示用于制造圖15中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。圖17是用于圖示用于制造圖15中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。圖18是用于圖示用于制造圖15中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。圖19是用于圖示用于制造圖15中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。圖20是用于圖示用于制造圖15中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。圖21是用于圖示用于制造圖15中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。圖22是用于圖示用于制造圖15中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。圖23是用于圖示用于制造圖15中所示的半導(dǎo)體器件的方法的示意性橫截面圖。圖24是用于示出圖15中所示的半導(dǎo)體器件的變型的示意性橫截面圖。圖25是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的參考示例的示意性橫截面圖。圖26是示出圖25中所示的半導(dǎo)體器件的變型的示意性橫截面圖。圖27是碳化硅層的側(cè)表面的放大的部分示意性橫截面圖。
具體實(shí)施例方式下面參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)注意的是，在下述附圖中，相同或?qū)?yīng)的部分被給予相同的附圖標(biāo)記并且不重復(fù)描述。此外，在本說明書中，各個(gè)取向由[]表示，集合取向(group orientation)由〈> 表示，并且各個(gè)面由()表示，并且集合面(group plane)由{}表示。另外，負(fù)指數(shù)在晶體學(xué)上應(yīng)當(dāng)是通過將(橫線)放置在數(shù)字上方來表示，但是在本說明書中是通過將負(fù)符號放置在數(shù)字之前來表示。(第一實(shí)施例) 參考圖I和圖2，將描述本發(fā)明中的半導(dǎo)體器件的第一實(shí)施例。參考圖I和圖2，本發(fā)明中的半導(dǎo)體器件是垂直型M0SFET，其是采用多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)和形成在臺面結(jié)構(gòu)之間并且具有傾斜的側(cè)表面的溝槽的垂直型器件。圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件包括由碳化硅制成的襯底I ;擊穿電壓保持層2，其由碳化硅制成并且用作具有n型導(dǎo)電性的外延層；p型體層3 (p型半導(dǎo)體層3)，其由碳化硅制成并且具有p型導(dǎo)電性型源極接觸層4，其由碳化硅制成并且具有n型導(dǎo)電性；接觸區(qū)域5，其由碳化硅制成并且具有P型導(dǎo)電性；柵極絕緣膜8 ;柵電極9 ;層間絕緣膜10 ;源電極12 ;源極布線電極13 ;漏電極14以及背側(cè)表面保護(hù)電極15。如圖I中所示，通過部分地移除襯底I的主表面上的碳化硅層來形成多個(gè)(在圖I中為4個(gè))臺面結(jié)構(gòu)。具體地，臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)具有上表面和底表面，并且具有相對于襯底I的主表面傾斜的側(cè)壁，上表面和底表面每個(gè)均具有六邊形形狀。在相鄰的臺面結(jié)構(gòu) 之間形成溝槽6，溝槽6具有由臺面結(jié)構(gòu)的側(cè)壁構(gòu)成的傾斜的側(cè)表面20。此外，在圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件中，襯底I由六方晶體類型的碳化硅制成。擊穿電壓保持層2形成在襯底I的一個(gè)主表面上。P型體層3中的每一個(gè)形成在擊穿電壓保持層2上。在p型體層3上，形成n型源極接觸層4。p型接觸區(qū)域5形成為由n型源極接觸層4圍繞。通過移除n型源極接觸層4、p型體層3和擊穿電壓保持層2的一部分，形成由溝槽6圍繞的臺面結(jié)構(gòu)。溝槽6的側(cè)壁中的每一個(gè)(臺面結(jié)構(gòu)的側(cè)壁中的每一個(gè))用作相對于襯底I的主表面傾斜的端表面。傾斜的端表面圍繞突出部分(用作臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)并且具有其上形成源電極12的上表面的突出形狀部分)。突出部分具有六邊形平面形狀，如圖I中所示。柵極絕緣膜8形成在溝槽6的側(cè)壁和底壁上。柵極絕緣膜8延伸到n型源極接觸層4中的每一個(gè)的上表面上。柵電極9形成在柵極絕緣膜8上以填充溝槽6的內(nèi)部(S卩，填充相鄰的臺面結(jié)構(gòu)之間的空間)。柵電極9具有基本上與在n型源極接觸層4中的每一個(gè)的上表面上的柵極絕緣膜8的部分的上表面一樣高的上表面。層間絕緣膜10形成為覆蓋柵電極9以及n型源極接觸層4中的每一個(gè)的上表面上的柵極絕緣膜8的部分。通過移除層間絕緣膜10和柵極絕緣膜8的一部分，形成開口 11以暴露n型源極接觸層4的一部分和p型接觸區(qū)域5。源電極12形成為與p型接觸區(qū)域5和n型源極接觸層4的該部分接觸以填充開口 11的內(nèi)部。源極布線電極13形成為與源電極12中的每一個(gè)的上表面接觸以在層間絕緣膜10的上表面上延伸。此外，漏電極14形成在襯底I的、與其上形成擊穿電壓保持層2的主表面相反的背側(cè)表面上。該漏電極14是歐姆電極。漏電極14具有與漏電極14面對襯底I的表面相反并且其上形成背側(cè)表面保護(hù)電極15的表面。在圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件中，溝槽6的側(cè)壁中的每一個(gè)(臺面結(jié)構(gòu)的側(cè)壁中的每一個(gè))傾斜并且在構(gòu)成擊穿電壓保持層2等的碳化硅是六方晶體類型的情況下基本上對應(yīng)于{03-3-8}面。具體地，構(gòu)成側(cè)壁的晶面是在〈1-100〉方向上相對于{03-3-8}面具有不小于-3°并且不大于3°，更優(yōu)選地不小于-1°并且不大于1°的偏離角。如圖2中所示，因此對應(yīng)于所謂的“半極性面”的側(cè)壁中的每一個(gè)能夠用作溝道區(qū)域，該溝道區(qū)域是半導(dǎo)體器件中的有源區(qū)域。由于側(cè)壁中的每一個(gè)對應(yīng)于穩(wěn)定的晶面，因此與采用另外的晶面(諸如(0001)面)用于溝道區(qū)域的情況相比，在采用這樣的側(cè)壁用于溝道區(qū)域的情況下，能夠獲得更高的溝道遷移率。另外，能夠充分地減少泄漏電流并且能夠獲得高擊穿電壓。下面簡要描述圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的操作。參考圖2，當(dāng)?shù)扔诨蛐∮陂撝档碾妷罕皇┘拥綎烹姌O9時(shí)，即當(dāng)半導(dǎo)體器件處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，p型體層3和n型導(dǎo)電性的擊穿電壓保持層2被反向偏置。因此，半導(dǎo)體器件處于非導(dǎo)電狀態(tài)。另一方面，當(dāng)柵電極9被饋送有正電壓時(shí)，在與柵極絕緣膜8接觸的p型體層3的區(qū)域附近的溝道區(qū)域中形成了反型層。因此，n型源極接觸層4和擊穿電壓保持層2彼此電連接。結(jié)果，電流在源電極12和漏電極14之間流動(dòng)。下面參考圖3至圖11描述本發(fā)明中用于制造圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的方法。
首先，參考圖3，在由碳化硅制成的襯底I的主表面上，形成具有n型導(dǎo)電性的碳化硅的外延層。該外延層用作擊穿電壓保持層2。借助于采用CVD方法的外延生長形成擊穿電壓保持層2，該CVD方法例如利用硅烷(SiH4)和丙烷(C3H8)的混合氣體作為材料氣體并且利用氫氣(H2)作為載氣。因此，例如，優(yōu)選地引入氮(N)或磷(P)作為n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)。擊穿電壓保持層2可以包含濃度例如不小于5 X IO15CnT3并且不大于5 X 1016cm_3的n型雜質(zhì)。接下來，將離子注入到擊穿電壓保持層2的上表面層中，從而形成p型體層3和n型源極接觸層4。在用于形成p型體層3的離子注入中，注入諸如鋁(Al)的p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的離子。因此，通過調(diào)整將注入的離子的加速能量，能夠調(diào)整將在其中形成P型體層3的區(qū)域的深度。接下來，將n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的離子注入到由此具有形成在其中的p型體層3的擊穿電壓保持層2中，從而形成n型源極接觸層4。作為示例，可使用的n型雜質(zhì)為磷等。以該方式，獲得圖4中所示的結(jié)構(gòu)。接下來，如圖5中所示，在n型源極接觸層4的上表面上形成掩膜層17?？梢允褂弥T如氧化硅膜的絕緣膜作為掩膜層17。例如，可以采用下述工藝作為形成掩膜層17的方法。即，借助于CVD方法等在n型源極接觸層4的上表面上形成氧化硅膜。然后，借助于光刻方法在氧化硅膜上形成具有預(yù)定開口圖案的抗蝕劑膜(未示出)。使用該抗蝕劑膜作為掩膜，通過蝕刻移除氧化硅膜的一部分。之后，移除抗蝕劑膜。結(jié)果，形成具有與將形成圖5中所示的溝槽16的區(qū)域一致的開口圖案的掩膜層17。然后，使用掩膜層17作為掩膜，借助于蝕刻移除n型源極接觸層4、p型體層3和擊穿電壓保持層2的一部分。作為示例，可使用的蝕刻方法是反應(yīng)離子蝕刻(RIE)，特別地，是電感耦合等離子(ICP)RIE。具體地，例如，可以使用采用SF6或者SF6和O2的混合氣體作為反應(yīng)氣體的ICP-RIE。借助于這樣的蝕刻，能夠在將要形成圖2中所示的溝槽6的區(qū)域中形成溝槽16，溝槽16具有基本上垂直于襯底I的主表面的側(cè)壁。以該方式，獲得圖5中所示的結(jié)構(gòu)。接下來，執(zhí)行熱蝕刻步驟以在擊穿電壓保持層2、p型體層3和n型源極接觸層4中的每一個(gè)中獲得預(yù)定晶面。具體地，例如，使用氧氣和氯氣的混合氣體作為反應(yīng)氣體在不小于700°C并且不大于1000°C的熱處理溫度蝕刻(熱蝕刻)圖5中所示的溝槽16的側(cè)壁中的每一個(gè)，從而形成如圖6中所示的溝槽6，溝槽6具有相對于襯底I的主表面傾斜的側(cè)表面20。這里，在下述條件下在熱蝕刻步驟中進(jìn)行主反應(yīng)在下述反應(yīng)式SiC+m02+nCl2 —SiClx+C0y(其中 m、n、x、y 是正數(shù))中滿足 0. 5 彡 X 彡 2. 0 并且 I. 0 彡 y 彡 2. O。在x=4且y=2的條件下，反應(yīng)(熱蝕刻)最佳地進(jìn)行。應(yīng)注意的是，除了氯氣和氧氣之外，反應(yīng)氣體可以包含載氣。示例性的可使用的載氣是氮(N2)氣體、氬氣、氦氣等。當(dāng)熱處理溫度被設(shè)定為不小于700°C并且不大于1000°C時(shí)，蝕刻SiC的速率大約為例如70 ii m/hr。此夕卜，當(dāng)在該情況下使用氧化硅(SiO2)作為掩膜層17中的每一個(gè)時(shí)，SiC與SiO2的選擇比率能夠非常大。因此，由SiO2制成的掩膜層17在SiC的蝕刻期間基本上沒有被蝕刻。應(yīng)注意的是，在側(cè)表面20中的每一個(gè)處獲得的晶面基本上對應(yīng)于{03-3-8}面。即，在上述條件下的蝕刻中，溝槽6的側(cè)表面20自發(fā)地形成為對應(yīng)于是允許最慢的蝕刻速率的{03-3-8}面。結(jié)果，獲得圖6中所示的結(jié)構(gòu)。應(yīng)注意的是，構(gòu)成側(cè)表面20的晶面可以是{01-1-4}面。此外，在構(gòu)成擊穿電壓保持層2等的碳化硅的晶體類型是立方晶體的情況下，構(gòu)成側(cè)表面20的晶面可以對應(yīng)于{100}面。接下來，通過諸如蝕刻的任何方法移除掩膜層17。之后，使用光刻方法形成具有預(yù)定圖案的抗蝕劑膜(未示出)，以便該抗蝕劑膜從溝槽6的內(nèi)部延伸到n型源極接觸層4的上表面中的每一個(gè)?？梢允褂镁哂信c溝槽6的底部部分以及n型源極接觸層4的上表面的一部分相一致的開口圖案的抗蝕劑膜來作為抗蝕劑膜。通過使用該抗蝕劑膜作為掩膜注入P型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的離子，在溝槽6的底部部分處形成電場緩和區(qū)域7并且在n型源極接觸層4的該部分的該區(qū)域處形成p型導(dǎo)電性的接觸區(qū)域5。之后，移除抗蝕劑膜。結(jié)果，獲得圖7和圖8中所示的結(jié)構(gòu)。如圖8中所示，溝槽6具有由每個(gè)均具有六邊形平面形狀的單元(每個(gè)由圍繞一個(gè)臺面結(jié)構(gòu)的溝槽6的環(huán)形部分限定)構(gòu)成的網(wǎng)形式的平面形狀。此外，P型接觸區(qū)域5被基本上設(shè)置在圖8中所示的臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)的上表面的中心部分處。此外，P型接觸區(qū)域5具有與臺面結(jié)構(gòu)的上表面的周圍形狀類似的平面形狀，即具有六邊形平面形狀。然后，執(zhí)行活化退火步驟以活化借助于上述離子注入而注入的雜質(zhì)。在該活化退火步驟中，在沒有在由碳化硅制成的外延層的表面上(例如，在臺面結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上)形成任何特定的帽層的情況下執(zhí)行退火處理。這里，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，在采用上述{03-3-8}面的情況下，即使當(dāng)在沒有在其表面上形成諸如帽層的保護(hù)膜的情況下執(zhí)行活化退火處理時(shí)，該表面的性質(zhì)也從不劣化并且能夠保持足夠的表面平滑度。因此，省略了傳統(tǒng)上要求的在活化退火處理之前形成保護(hù)膜(帽層)的步驟并且直接執(zhí)行活化退火步驟。應(yīng)注意的是，可以在執(zhí)行活化退火步驟之前形成上述帽層。替代地，例如，可以在執(zhí)行活化退火處理之前僅在n型源極接觸層4和p型接觸區(qū)域5的上表面上設(shè)置帽層。接下來，如圖9中所示，柵極絕緣膜8形成為從溝槽6的內(nèi)部延伸到n型源極接觸層4以及p型接觸區(qū)域5的上表面上。例如，可以使用通過對由碳化硅制成的外延層進(jìn)行熱氧化獲得的氧化物膜(氧化硅膜)作為柵極絕緣膜8。以該方式，獲得圖9中所示的結(jié)構(gòu)。接下來，如圖10中所示，在柵極絕緣膜8上形成柵電極9，以填充溝槽6的內(nèi)部。例如，可以使用下述方法作為形成柵電極9的方法。首先，采用濺射方法來在柵極絕緣膜8上形成導(dǎo)體膜。該導(dǎo)體膜將成為延伸到溝道6的內(nèi)部并且延伸到p型接觸區(qū)域5上的柵電極。導(dǎo)體膜可以由諸如金屬的任何材料制成，只要該材料具有導(dǎo)電性。之后，使用諸如回蝕 方法或者CMP方法的適當(dāng)?shù)姆椒▉硪瞥纬稍诔郎喜?的內(nèi)部以外的區(qū)域上的導(dǎo)體膜的部分。結(jié)果，保留了填充溝槽6的內(nèi)部的導(dǎo)體膜以構(gòu)成柵電極9。以該方式，獲得圖10中所示的結(jié)構(gòu)。接下來，形成層間絕緣膜10 (參見圖11)以覆蓋柵電極9的上表面和在p型接觸區(qū)域5上暴露的柵極絕緣膜8的上表面。層間絕緣膜可以由任何材料形成，只要該材料是絕緣的。此外，使用光刻方法在層間絕緣膜10上形成具有圖案的抗蝕劑膜。該抗蝕劑膜(未示出)被提供有形成為與P型接觸區(qū)域5上的區(qū)域一致的開口圖案。使用該抗蝕劑膜作為掩膜，借助于蝕刻移除層間絕緣膜10和柵極絕緣膜8的一部分。結(jié)果，開口 11(參見圖 11)形成為延伸穿過層間絕緣膜10和柵極絕緣膜8。開口 11中的每一個(gè)具有底部部分，P型接觸區(qū)域5和n型源極接觸層4的一部分在該底部部分處暴露。之后，形成用作源電極12 (參見圖11)的導(dǎo)體膜，以填充開口 11的內(nèi)部并且覆蓋上述抗蝕劑膜的上表面。之后，使用化學(xué)溶液等移除抗蝕劑膜，從而同時(shí)移除形成在抗蝕劑膜上的導(dǎo)體膜的部分(剝離)。結(jié)果，填充開口 11的內(nèi)部的導(dǎo)體膜構(gòu)成源電極12。該源電極12是與P型接觸區(qū)域5和n型源極接觸層4歐姆接觸的歐姆電極。此外，漏電極14 (參見圖11)形成在襯底I的背側(cè)表面(與其上形成擊穿電壓保持層2的主表面相反的表面)上。漏電極14可以由任何材料制成，只要該材料允許與襯底I的歐姆接觸。以該方式，獲得圖11中所示的結(jié)構(gòu)。之后，采用諸如濺射方法的適當(dāng)?shù)姆椒▉硇纬稍礃O布線電極13 (參見圖2)和背側(cè)表面保護(hù)電極15 (參見圖2)。源極布線電極13與源電極12的上表面中的每一個(gè)接觸，并且在層間絕緣膜10的上表面上延伸。背側(cè)表面保護(hù)電極15形成在漏電極14的表面上。結(jié)果，能夠獲得圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件。參考圖12和圖13，下面描述本發(fā)明中用于制造圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的方法的變型。在本發(fā)明中用于制造半導(dǎo)體器件的方法的變型中，首先執(zhí)行圖3至圖5中所示的步驟。之后，移除圖5中所示的掩膜層17。接下來，由硅制成的硅膜21 (參見圖12)形成為從溝槽16的內(nèi)部延伸到n型源極接觸層4的上表面。在該狀態(tài)下，執(zhí)行熱處理以引起與n型源極接觸層4的上表面以及溝槽16的內(nèi)周表面上的硅膜21接觸的區(qū)域處的碳化硅的重構(gòu)。因此，如圖12中所示，形成碳化硅的重構(gòu)層22，從而溝槽的側(cè)壁中的每一個(gè)對應(yīng)于預(yù)定的晶面({03-3-8}面)。以該方式，獲得圖12中所示的結(jié)構(gòu)。之后，移除剩余的Si膜21?？梢越柚诶缡褂肗HO3和HF的混合氣體等的蝕刻來移除Si膜21。之后，借助于蝕刻移除上述重構(gòu)層22的表面層。可以使用ICP-RIE作為用于移除重構(gòu)層22的蝕刻。結(jié)果，能夠形成如圖13中所示的具有傾斜側(cè)表面的溝槽6。之后，通過執(zhí)行圖7至圖11中所示的上述步驟，能夠獲得圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件。接下來，參考圖14，描述圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的變型。圖14中所示的半導(dǎo)體器件基本上具有與圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造相同的構(gòu)造，但是不同之處在于溝槽6的形狀。具體地，在圖14中所示的半導(dǎo)體器件中，溝槽6具有V形橫截面形狀。此外，從不同的視角，圖14中所示的半導(dǎo)體器件的溝槽6具有相對于襯底I的主表面傾斜的側(cè)表面，該側(cè)表面彼此相對并且在其下部彼此連接。在溝槽6的底部部分(相對側(cè)壁的下部彼此連接的部分)，形成電場緩和區(qū)域7。利用這樣構(gòu)造的半導(dǎo)體器件，能夠提供與圖I和圖2的半導(dǎo)體器件的效果相同的效果。此外，在圖14中所示的半導(dǎo)體器件中，溝槽6不具有圖2中所示的平坦底表面。因此，圖14中所示的溝槽6具有比圖2中所示的溝槽6的寬度窄的寬度。結(jié)果，與圖2中所示的半導(dǎo)體器件相比，圖14中所示的半導(dǎo)體器件能夠減小尺寸。這在實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的更精細(xì)的設(shè)計(jì)和更高的集成度方面是有利的。(第二實(shí)施例)
參考圖15，下面描述本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的第二實(shí)施例。參考圖15，本發(fā)明中的半導(dǎo)體器件是IGBT，其是利用具有傾斜側(cè)表面的溝槽的垂直型器件。圖15中所示的半導(dǎo)體器件包括襯底31，其由碳化硅制成并且具有p型導(dǎo)電性；P型外延層36，其由碳化硅制成并且用作具有p型導(dǎo)電性的緩沖層；n型外延層32，其由碳化硅制成并且用作具有n型導(dǎo)電性的擊穿電壓保持層；p型半導(dǎo)體層33，其由碳化硅制成并且對應(yīng)于具有p型導(dǎo)電性的阱區(qū)域；n型源極接觸層34，其由碳化硅制成并且對應(yīng)于具有n型導(dǎo)電性的發(fā)射極區(qū)域；接觸區(qū)域35，其由碳化硅制成并且具有p型導(dǎo)電性；柵極絕緣膜8 ;柵電極9 ;層間絕緣膜10 ;源電極12，其對應(yīng)于發(fā)射極電極；源極布線電極13 ;漏電極14，其對應(yīng)于集電極電極；以及背側(cè)表面保護(hù)電極15。用作緩沖層的p型外延層36形成在襯底31的一個(gè)主表面上。在p型外延層36上，形成n型外延層32。在n型外延層32上，形成p型半導(dǎo)體層33中的每一個(gè)。在p型半導(dǎo)體層33上，形成n型源極接觸層34。形成p型接觸區(qū)域35并且由n型源極接觸層34圍繞。通過移除n型源極接觸層34、p型半導(dǎo)體層33和n型外延層32的一部分，形成溝槽6。溝槽6的側(cè)壁中的每一個(gè)用作相對于襯底31的主表面傾斜的端表面。該傾斜的端表面圍繞突出部分(以突出形狀部分的形式的臺面結(jié)構(gòu)，突出形狀部分具有其上形成源電極12的上表面)突出部分具有與圖I等中所示的半導(dǎo)體器件的形狀類似的六邊形平面形狀。柵極絕緣膜8形成在溝槽6的側(cè)壁和底壁上。柵極絕緣膜8延伸到n型源極接觸層34的上表面上。在該柵極絕緣膜8上，形成柵電極9以填充溝槽6的內(nèi)部。柵電極9具有基本上與在n型源極接觸層34的上表面上的柵極絕緣膜8的部分的上表面一樣高的上表面。層間絕緣膜10形成為覆蓋柵電極9以及n型源極接觸層34的上表面上的柵極絕緣膜8的部分。通過移除層間絕緣膜10和柵極絕緣膜8的一部分，形成開口 11以暴露n型源極接觸層34的一部分和p型接觸區(qū)域35。源電極12形成為與p型接觸區(qū)域35以及n型源極接觸層34的該部分接觸以填充開口 11的內(nèi)部。源極布線電極13形成為與源電極12的上表面接觸以在層間絕緣膜10的上表面上延伸。此外，與圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件類似地，漏電極14和背側(cè)表面保護(hù)電極15形成在襯底31的、與其上形成擊穿電壓保持層2的主表面相反的背側(cè)表面上。與圖I和圖2中所示的半導(dǎo)體器件類似地，在圖15中所示的半導(dǎo)體器件中，溝槽6的側(cè)壁中的每一個(gè)傾斜并且在構(gòu)成n型外延層32等的碳化硅是六方晶體類型的情況下基本上對應(yīng)于{03-3-8}面。而且，在該情況下，能夠獲得與圖I中所示的半導(dǎo)體器件的效果類似的效果。應(yīng)注意的是，第一和第二實(shí)施例中的每一個(gè)的半導(dǎo)體器件中的側(cè)壁可以基本上對應(yīng)于{01-1-4}面。此外，在構(gòu)成n型外延層32等的碳化硅的晶體類型是立方晶體的情況下，溝槽6的傾斜側(cè)壁可以基本上對應(yīng)于{ 100}面。下面簡要描述圖15中所示的半導(dǎo)體器件的操作。參考圖15，當(dāng)負(fù)電壓被施加到柵電極9并且超過閾值時(shí)，在p型半導(dǎo)體層33的端部區(qū)域(溝槽區(qū)域)處形成反型層，該端部區(qū)域與相對于柵電極9側(cè)向設(shè)置的柵極絕緣膜8接觸，并且面對溝槽6。因此，用作發(fā)射極區(qū)域的n型源極接觸層34和用作擊穿電壓保持層的n型外延層32彼此電連接。因此，正空穴被從用作發(fā)射極區(qū)域的n型源極接觸層34注入到用作擊穿電壓保持層的n型外延層32。相應(yīng)地，電子被從襯底31經(jīng)由用作緩沖層的p型外延層36提供到n型外延層32。結(jié)果，IGBT處于導(dǎo)通狀態(tài)。因此，在n型外延層32中發(fā)生電導(dǎo)率調(diào)制以減少用作發(fā)射極電極的源電極12和用作集電極電極的漏電極14之間的電阻，因此允許電流在其中流動(dòng)。另一方面，當(dāng)施加到柵電極9的負(fù)電壓等于或小于閾值時(shí)，在溝道區(qū)域中沒有形成反型層。因此，在n型外延層32和p型半導(dǎo)體層33之間保持反向偏置狀態(tài)。結(jié)果，IGBT變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，從而其中沒有電流流動(dòng)參考圖16至圖23，下面描述本發(fā)明中用于制造第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的方法。首先，參考圖16，在由碳化硅制成的襯底31的主表面上，形成具有p型導(dǎo)電性的、由碳化娃制成的p型外延層36。此外,在p型外延層36上,形成n型導(dǎo)電性的碳化娃的n型外延層32。n型外延層32用作擊穿電壓保持層32。借助于采用CVD方法的外延生長形成P型外延層36和n型外延層32，該CVD方法例如利用硅烷(SiH4)和丙烷(C3H8)的混合氣體作為材料氣體并且利用氫氣(H2)作為載氣。因此，例如，優(yōu)選地引入鋁(Al)作為p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)，并且引入例如氮(N)或磷(P)作為n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)。接下來，將離子注入到n型外延層32的上表面層中，從而形成p型半導(dǎo)體層33和n型源極接觸層34。在用于形成p型半導(dǎo)體層33的離子注入中，注入諸如鋁(Al)的p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的離子。因此，通過調(diào)整將注入的離子的加速能量，能夠調(diào)整將在其中形成P型半導(dǎo)體層33的區(qū)域的深度。接下來，將n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的離子注入到由此具有形成在其上的p型半導(dǎo)體層33的n型外延層32中，從而形成n型源極接觸層34。示例性的可用的n型雜質(zhì)是磷等。以該方式，獲得圖17中所示的結(jié)構(gòu)。接下來，如圖18中所示，在n型源極接觸層34的上表面上形成掩膜層17。可以使用諸如氧化硅膜的絕緣膜作為掩膜層17?？梢允褂门c圖5中圖示的用于制造掩膜層17的方法相同的方法作為用于形成掩膜層17的方法。結(jié)果，形成具有與將要形成圖18中所示的溝槽16的區(qū)域一致的開口圖案的掩膜層17。然后，使用掩膜層17作為掩膜，借助于蝕刻移除n型源極接觸層34、p型半導(dǎo)體層33和n型外延層32的一部分?？梢允褂门c圖5中圖示的工藝相同的方法作為蝕刻的方法等。以該方式，獲得圖18中所示的結(jié)構(gòu)。接下來，執(zhí)行熱蝕刻步驟以在n型外延層32、p型半導(dǎo)體層33和n型源極接觸層34中的每一個(gè)中獲得預(yù)定晶面。用于該熱蝕刻步驟的條件可以與參考圖6描述的熱蝕刻步驟的條件相同。結(jié)果，能夠形成溝槽6，其具有相對于襯底31的主表面傾斜的側(cè)表面20，如圖19中所示。應(yīng)注意的是，在側(cè)表面20中的每一個(gè)處示出的晶面的面取向?yàn)閧03-3-8}。以該方式，獲得圖19中所示的結(jié)構(gòu)。接下來，借助于諸如蝕刻的適當(dāng)?shù)姆椒ㄒ瞥谀?7中的每一個(gè)。之后，與圖7中所示的步驟類似地，使用光刻方法形成具有預(yù)定圖案的抗蝕劑膜(未示出)，使該抗蝕劑膜從溝槽6的內(nèi)部延伸到n型源極接觸層34的上表面上?？梢允褂镁哂信c溝槽6的底部部分以及n型源極接觸層34的上表面的一部分相一致的開口圖案的抗蝕劑膜來作為抗蝕劑膜。通過使用該抗蝕劑膜作為掩膜注入P型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的離子，在溝槽6的底部部分處形成電場緩和區(qū)域7并且在n型源極接觸層34的該部分的該區(qū)域處形成p型導(dǎo)電性的接觸區(qū)域35。之后，移除抗蝕劑膜。以該方式，獲得圖20中所示的結(jié)構(gòu)。然后，執(zhí)行活化退火步驟以活化借助于上述離子注入而注入的雜質(zhì)。在該活化退火步驟中，與本發(fā)明的上述第一實(shí)施例的情況類似地，在沒有在由碳化硅制成的外延層的表面上(具體地，在溝槽6的表面20上)形成特定帽層的情況下執(zhí)行退火處理。應(yīng)注意的是，可以在執(zhí)行活化退火步驟之前形成上述帽層。替代地，例如，可以在執(zhí)行活化退火處理之前僅在n型源極接觸層34和p型接觸區(qū)域35的上表面上設(shè)置帽層。接下來，如圖21 中所示，柵極絕緣膜8形成為從溝槽6的內(nèi)部延伸到n型源極接觸層4和p型接觸區(qū)域5的上表面上。柵極絕緣膜8由與圖9中所示的柵極絕緣膜8相同的材料制成并且通過與圖9中所示的用于形成柵極絕緣膜8的方法相同的方法形成。以該方式，獲得圖21中所示的結(jié)構(gòu)。接下來，如圖22中所示，在柵極絕緣膜8上形成柵電極9以填充溝槽6的內(nèi)部。借助于與圖10中所示的形成柵電極9的方法相同的方法形成柵電極9。以該方式，獲得圖22中所示的結(jié)構(gòu)。接下來，形成層間絕緣膜10 (參見圖23)以覆蓋柵電極9的上表面以及在p型接觸區(qū)域35上暴露的柵極絕緣膜8的上表面。層間絕緣膜可以由任何材料形成，只要該材料是絕緣的。此外，與圖11中所示的步驟類似地，在層間絕緣膜10和柵極絕緣膜8上形成開口 11 (參見圖23)。使用與圖11中形成開口的方法相同的方法形成開口 11中的每一個(gè)。開口 11具有底部部分，P型接觸區(qū)域35和n型源極接觸層34的一部分在該底部部分處暴露。之后，使用與圖11中圖示的方法相同的方法，通過填充開口 11的內(nèi)部的導(dǎo)體膜形成源電極12。該源電極12是與p型接觸區(qū)域35和n型源極接觸層34歐姆接觸的歐姆電極。此外，漏電極14 (參見圖23)形成在襯底31的背側(cè)表面(與其上形成n型外延層32的主表面相反的表面)上。漏電極14可以由任何材料制成，只要該材料允許與襯底31歐姆接觸。以該方式，獲得圖23中所示的結(jié)構(gòu)。之后，采用諸如濺射方法的適當(dāng)?shù)姆椒▉硇纬稍礃O布線電極13 (參見圖15)和背側(cè)表面保護(hù)電極15 (參見圖15)。源極布線電極13與源電極12的上表面接觸，并且在層間絕緣膜10的上表面上延伸。背側(cè)表面保護(hù)電極15形成在漏電極14的表面上。結(jié)果，能夠獲得圖15中所示的半導(dǎo)體器件。接下來，參考圖24，描述圖15中所示的半導(dǎo)體器件的變型。圖24中所示的半導(dǎo)體器件基本上具有與圖15中所示的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造相同的構(gòu)造，但是不同之處在于溝槽6的形狀。具體地，在圖24中所示的半導(dǎo)體器件中，溝槽6具有與圖14中所示的半導(dǎo)體器件類似的V形橫截面形狀。在溝槽6的底部部分(相對側(cè)壁的下部彼此連接的部分)處，形成電場緩和區(qū)域7。利用這樣構(gòu)造的半導(dǎo)體器件，能夠提供與圖15中所示的半導(dǎo)體器件相同的效果。此外，在圖24中所示的半導(dǎo)體器件中，溝槽6不具有圖15中所示的平坦底表面。因此，圖24中所示的溝槽6具有比圖15中所示的溝槽6的寬度窄的寬度。結(jié)果，與圖15中所示的半導(dǎo)體器件相比，圖24中所示的半導(dǎo)體器件能夠減小尺寸。這在實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的更精細(xì)的設(shè)計(jì)和更高的集成度方面是有利的。(參考示例)
參考圖25，下面描述本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的參考示例。參考圖25，用作本發(fā)明的參考示例的半導(dǎo)體器件是PiN 二極管，并且包括由碳化硅制成的襯底I ;n_外延層42，其具有n型導(dǎo)電性，具有低于襯底I中的導(dǎo)電雜質(zhì)濃度的導(dǎo)電雜質(zhì)濃度，并且在其表面上具有脊結(jié)構(gòu)；P+半導(dǎo)體層43,其形成在于rT外延層42的表面上形成的脊結(jié)構(gòu)44中并且連接到n_外延層42 ；以及保護(hù)環(huán)45，其形成為圍繞脊結(jié)構(gòu)44。襯底I由碳化硅制成并且具有n類型導(dǎo)電性。n_外延層42形成在襯底I的主表面上。n_外延層42具有下述表面，所述表面具有形成在其上并且具有相對于襯底I的主表面傾斜的側(cè)表面20的脊結(jié)構(gòu)44。在包括脊結(jié)構(gòu)44的上表面的層中，形成具有p型導(dǎo)電性的P+半導(dǎo)體層43。保護(hù)環(huán)45形成為圍繞該脊結(jié)構(gòu)44，保護(hù)環(huán)45中的每一個(gè)均是p型導(dǎo)電性的區(qū)域。保護(hù)環(huán)45中的每一個(gè)形成為具有環(huán)形形狀以圍繞脊結(jié)構(gòu)44。脊結(jié)構(gòu)44的側(cè)表面20中的每一個(gè)由特定晶面(例如，{03-3-8}面)構(gòu)成。S卩，脊結(jié)構(gòu)44由等價(jià)于特定晶面({03-3-8}面)的六個(gè)面構(gòu)成。因此，脊結(jié)構(gòu)44使其上表面和底部部分每個(gè)均具有六邊形平面形狀。
而且，在具有這樣的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件中，脊結(jié)構(gòu)44的側(cè)表面20對應(yīng)于與圖I中所示的溝槽6的側(cè)表面20類似的穩(wěn)定晶面。因此，與側(cè)表面20對應(yīng)于其它晶面的情況相t匕，能夠充分地減小側(cè)表面20的泄漏電流。下面描述用于制造圖25中所示的半導(dǎo)體器件的方法。在用于制造圖25中所示的半導(dǎo)體器件的方法中，首先制備由碳化硅制成的襯底I。例如，使用由六方晶體類型的碳化娃制成的襯底來作為襯底I。使用外延方法在襯底I的主表面上形成rT外延層42。p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的離子被注入到n_外延層42的表面層中，從而形成將成為P+半導(dǎo)體層43的p型半導(dǎo)體層。之后，在將用作脊結(jié)構(gòu)44的區(qū)域(參見圖25)上，形成由氧化硅膜制成的并且以島狀形式的掩膜圖案。該掩膜圖案可以適于具有例如六邊形平面形狀，但是也可以具有任何其它形狀(諸如圓形或四邊形形狀)。利用形成的該掩膜圖案，借助于蝕刻移除P+半導(dǎo)體層43和n_外延層42的一部分。結(jié)果，在該掩膜圖案下面形成將用作脊結(jié)構(gòu)44的突出部分。然后，與本發(fā)明的上述第一實(shí)施例中在圖5中圖示的步驟類似地，執(zhí)行熱蝕刻步驟，從而借助于蝕刻移除突出部分的側(cè)表面以獲得圖25中所示的傾斜的側(cè)表面20。之后，移除掩膜圖案。此外，形成具有預(yù)定圖案的抗蝕劑膜以覆蓋整個(gè)結(jié)構(gòu)。該抗蝕劑膜被提供有與將成為保護(hù)環(huán)45的區(qū)域一致的開口圖案。使用該抗蝕劑膜作為掩膜，將p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)注入到n_外延層42中，從而形成保護(hù)環(huán)45。之后，移除抗蝕劑膜。在用于形成保護(hù)環(huán)45的離子注入之后，執(zhí)行活化退火處理。在活化退火處理中，可以在沒有形成覆蓋至少側(cè)表面20的帽層的情況下執(zhí)行熱處理。結(jié)果，能夠獲得圖25中所示的半導(dǎo)體器件。接下來，參考圖26，將描述圖25中所示的半導(dǎo)體器件的變型。圖26中所示的半導(dǎo)體器件具有與圖25中所示的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)基本上相同的結(jié)構(gòu)，不同之處在于形成JTE (結(jié)終端擴(kuò)展)區(qū)域46以替代保護(hù)環(huán)45 (參見圖25)。JTE區(qū)域46是p型導(dǎo)電性的區(qū)域。還能夠通過與圖25中所示的保護(hù)環(huán)45的形成類似地執(zhí)行離子注入和活化退火來形成JTE區(qū)域46。然后，與用于制造圖25中所示的半導(dǎo)體器件的方法類似地，在用于制造圖26中所示的半導(dǎo)體器件的方法中，在沒有形成覆蓋至少側(cè)表面20的帽層的情況下，在用于形成JTE區(qū)域46的離子注入之后執(zhí)行活化退火處理。而且，以該方式，側(cè)表面20由穩(wěn)定的晶面(例如，{03-3-8}面)構(gòu)成。因此，沒有發(fā)生諸如側(cè)表面20由于活化退火而具有表面粗糙的問題。此外，圖25中所示的保護(hù)環(huán)45和/或圖26中所示的JET結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于本發(fā)明中的半導(dǎo)體器件的第一實(shí)施例或第二實(shí)施例。 下面將描述本發(fā)明的特征構(gòu)造，雖然其中的一些已經(jīng)在上述實(shí)施例中描述。如圖I、圖2、圖14、圖15、圖24等中所示，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括襯底I、31，其具有主表面；以及碳化硅層(圖2、圖14中所示的擊穿電壓保持層2、半導(dǎo)體層3、n型源極接觸層4以及p型接觸區(qū)域5、或者圖15、圖24中的n型外延層32、p型半導(dǎo)體層33、n型源極接觸層34、p型接觸區(qū)域35)，其形成在襯底1、31的主表面上，并且包括相對于主表面傾斜的端表面(側(cè)表面20)。側(cè)表面20基本上包括{03-3-8}面。側(cè)表面20包括溝道區(qū)域?？梢孕纬啥鄠€(gè)側(cè)表面20。多個(gè)側(cè)表面20中的每一個(gè)可以由基本上等價(jià)于{03-3-8}面的面構(gòu)成。以該方式，碳化硅層的側(cè)表面20基本上對應(yīng)于{03-3-8}面。因此，能夠使用對應(yīng)于半極性面的側(cè)表面20作為半導(dǎo)體器件的溝道區(qū)域(有源區(qū)域)。此外，側(cè)表面20對應(yīng)于穩(wěn)定的晶面，并且因此實(shí)現(xiàn)了高溝道遷移率。因此，在采用側(cè)表面20用于溝道區(qū)域的情況下，能夠提供具有比采用其它晶面(例如(0001)面)用于溝道區(qū)域的情況更高的溝道遷移率的高質(zhì)量的半導(dǎo)體器件。此外，側(cè)表面20由基本上包括{03-3-8}面的面構(gòu)成(更具體地，側(cè)表面20由基本上等價(jià)于{03-3-8 }面的面構(gòu)成)。這能夠抑制如在側(cè)表面20的晶體取向相對于{03-3-8}面偏離的情況中由于側(cè)表面20中多重臺階(高度差)的存在而使得溝道遷移率降低的問題。因?yàn)閭?cè)表面20包括穩(wěn)定的{03-3-8}面，因此，即使在側(cè)表面20在諸如在導(dǎo)電雜質(zhì)的注入之后執(zhí)行的活化退火的熱處理中暴露于熱處理氣氛的情況下，側(cè)表面20也幾乎不會變得粗糙。因此，能夠省略形成用于在熱處理期間保護(hù)側(cè)表面20的帽層的步驟。在本說明書中，溝槽6的側(cè)表面包括{03-3-8}面的情況涵蓋了構(gòu)成溝槽6的側(cè)表面的晶面是{03-3-8}面的情況。此外，在本發(fā)明中，如圖27中顯微地示出的，{03-3-8}面還包括例如通過在溝槽6的側(cè)表面中交替地設(shè)置面56a (第一面)和面56b (第二面)而構(gòu)造的化學(xué)穩(wěn)定的面。面56a具有{03-3-8}的面取向而連接到面56a的面56b具有與面56a不同的面取向。這里，“顯微地”指“考慮精密到至少約為原子間間隔兩倍大的尺寸的程度”。優(yōu)選地，面56b具有{0-11-1}的面取向。此外，圖27中的面56b可以具有例如Si原子(或者C原子)的原子間間隔兩倍大的長度(寬度)。在半導(dǎo)體器件中，如圖I、圖8等中所示，碳化硅層可以在其主表面處包括多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)，該主表面與碳化硅層的面對襯底1、31的表面相反，臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)具有由上述側(cè)表面20構(gòu)成的側(cè)表面。碳化硅層可以具有位于多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)之間、與側(cè)表面20連續(xù)并且基本上對應(yīng)于{000-1}面的表面部分(位于多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)的側(cè)表面之間的溝槽6的底部部分)。此外，臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)可以具有與側(cè)表面20連續(xù)并且基本上對應(yīng)于{000-1}面的上表面。應(yīng)注意的是，表述“表面部分或者上表面基本上對應(yīng)于{000-1}面”指構(gòu)成表面部分或者上表面的晶面是{000-1}面的情況以及構(gòu)成表面部分或者上表面的晶面是在〈1-100〉方向上相對于{000-1}面具有不小于-3°并且不大于3°的偏離角的面的情況。在該情況下，臺面結(jié)構(gòu)之間的上述表面部分(和/或臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)的上表面)對應(yīng)于穩(wěn)定的{000-1}面(所謂的“正好面(just plane)”)。因此，即使沒有形成任何帽層來保護(hù)表面部分(和臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)的上表面)，臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)的上表面和表面部分也幾乎不會由于諸如上述活化退火的熱處理而變得粗糙。因此，能夠省略為諸如活化退火的熱處理而在臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)的上表面和表面部分上形成帽層的步驟。在半導(dǎo)體器件中，與側(cè)表面20連續(xù)的臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)的上表面可以具有如圖I或圖8中所示的六邊形平面形狀。多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)可以包括至少三個(gè)臺面結(jié)構(gòu)。多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)可以布置為當(dāng)如圖I中所示在平面視圖中看時(shí)，通過連接其各自中心的線段形成等邊三角形。在該情況下，能夠最密集地布置臺面結(jié)構(gòu)，從而在一個(gè)襯底1、31中形成更大數(shù)目的臺面結(jié)構(gòu)。因此，能夠從一個(gè)襯底1、31盡可能多地獲得采用臺面結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件可以包括形成在臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)的上表面上的源電極12和形成在多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)之間的柵電極9，如圖2或圖15中所示。在該情況下，源電極12和柵電極9的位置使得它們相對容易地形成。因此，能夠限制制造半導(dǎo)體器件的工藝變得復(fù)雜。半導(dǎo)體器件可以進(jìn)一步包括形成在多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)之間的電場緩和區(qū)域7。在該情況下，當(dāng)漏電極14形成在襯底1、31的背側(cè)表面(襯底1、31的與其上形成碳化硅的主表面相反的背側(cè)表面)上時(shí)，電場緩和區(qū)域7的存在允許漏電極14與位于臺面結(jié)構(gòu)之間的電極(例如，柵電極9)之間的更高的擊穿電壓。根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法包括下述步驟制備襯底1、31，該襯底1、31具有其上形成碳化硅層的主表面，如圖4或圖17中所示；形成碳化硅層的端表面(側(cè)表面20)以使其相對于襯底1、31的主表面傾斜，如圖6和圖7或者圖18和圖19中所示；在側(cè)表面20上形成絕緣膜(柵極絕緣膜8);以及在柵極絕緣膜8上形成柵電極9。在形成端表面的步驟中，端表面(側(cè)表面20)形成為基本上包括{03-3-8}面。以該方式，能夠容易地制造根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件。在用于制造半導(dǎo)體器件的方法中的形成端表面的步驟中，碳化硅層可以在其主表面上設(shè)置有多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)，該主表面與碳化硅層的面對襯底1、31的表面相反，臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)具有由端表面(側(cè)表面20)構(gòu)成的側(cè)表面。在該情況下，由于臺面結(jié)構(gòu)的側(cè)表面20基本上包括{03-3-8}面，因此能夠容易地形成MOSFET或者IGBT，其中的每一個(gè)均利用側(cè)表面用于溝道區(qū)域。應(yīng)注意的是，用于制造半導(dǎo)體器件的方法可以進(jìn)一步包括在臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)的上表面上形成源電極12的步驟，如圖11或圖23中所示。在用于制造半導(dǎo)體器件的方法中的形成端表面的步驟中，臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)可以形成為具有為六邊形平面形狀的上表面，如圖8等中所示。在該情況下，臺面結(jié)構(gòu)的側(cè)表面20能夠基本上僅由{03-3-8}面構(gòu)成。因此，臺面結(jié)構(gòu)的外圍的整個(gè)側(cè)表面20能夠用作溝道區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體器件的提高的集成度。用于制造半導(dǎo)體器件的方法中形成端表面的步驟可以包括下述步驟如圖5或圖 18中所示，形成掩膜層17 ;以及如圖5和圖6或圖18和圖19中所示，形成臺面結(jié)構(gòu)。在形成掩膜17的步驟中，可以在碳化硅層的主表面上形成每個(gè)均具有六邊形平面形狀的多個(gè)掩膜層17。在形成臺面結(jié)構(gòu)的步驟中，可以使用掩膜層17作為掩膜形成臺面結(jié)構(gòu)，該臺面結(jié)構(gòu)每個(gè)均具有為六邊形平面形狀的上表面。在該情況下，能夠根據(jù)掩膜層17的圖案的位置來控制將要形成的臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)的位置(側(cè)表面20的位置)。這使得增加了將形成的半導(dǎo)體器件的布局的自由度。用于制造半導(dǎo)體器件的方法中形成端表面的步驟可以包括下述步驟如圖5和圖6或圖18和圖19中所示，形成掩膜層17 ;形成凹陷(圖5或圖18中的溝槽16);以及形成圖6或圖19中所示的臺面結(jié)構(gòu)。在形成掩膜層17的步驟中，每個(gè)均具有六邊形平面形狀的多個(gè)掩膜層17可以其間插入有間隔地形成在碳化硅層的主表面上。在形成凹陷(溝槽16)的步驟中，使用掩膜層17作為掩膜移除暴露在多個(gè)掩膜層17之間的碳化硅層的部分，從而在碳化硅層的主表面中形成凹陷(溝槽16)。在形成臺面結(jié)構(gòu)的步驟中，可以移除溝槽16的側(cè)壁的一部分，從而形成臺面結(jié)構(gòu)，該臺面結(jié)構(gòu)每個(gè)均具有為六邊形平面形狀的上表面。在該情況下，與沒有使用掩膜層17作為掩膜在碳化硅層中預(yù)先形成溝槽16的情況相比，能夠花費(fèi)更少的時(shí)間來移除(例如，熱蝕刻)溝槽16的側(cè)壁的一部分以形成臺面結(jié)構(gòu)。在用于制造半導(dǎo)體器件的方法中的形成端表面的步驟中，可以以自發(fā)形成方式形成臺面結(jié)構(gòu)的側(cè)表面20。具體地，通過在預(yù)定條件下蝕刻碳化硅層(例如，采用氧氣和氯氣的混合氣體作為反應(yīng)氣體并且采用不小于700 V且不超過1200 V的加熱溫度的熱蝕刻)，可以以自發(fā)形成方式獲得是允許蝕刻期間最慢的蝕刻速率的面的{03-3-8}面。替代地，如圖12中所示，可以通過正常蝕刻形成將用作側(cè)表面20的表面，并且然后可以 在表面上形成硅膜(Si膜21)。然后，具有Si膜21的碳化硅層被加熱以在表面上形成SiC重構(gòu)層22，從而因此形成上述{03-3-8}面。在該情況下，可以在側(cè)表面20處穩(wěn)定地形成{03-3-8}面。在用于制造半導(dǎo)體器件的方法中的形成端表面的步驟中，可以以自發(fā)形成方式形成位于多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)之間并且與側(cè)表面20連續(xù)的碳化硅層的表面部分(溝槽6的底壁)和每個(gè)臺面結(jié)構(gòu)的側(cè)表面20。具體地，使用諸如熱蝕刻和形成SiC重構(gòu)層22的技術(shù)，可以在臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)中在側(cè)表面20處獲得{03-3-8}面，并且可以在溝槽6的底壁處獲得預(yù)定晶面(例如，(0001)面或者(000-1)面)。在該情況下，能夠與側(cè)表面20中的每一個(gè)類似地，在溝槽6的底壁處穩(wěn)定地形成預(yù)定晶面(例如，(0001)面或者(000-1)面)。用于制造半導(dǎo)體器件的方法可以包括下述步驟如圖7或圖20中所示，將導(dǎo)電雜質(zhì)注入到碳化硅層；以及執(zhí)行熱處理(活化退火)以活化被這樣注入的導(dǎo)電雜質(zhì)。在執(zhí)行熱處理的步驟中，碳化硅層的表面可以暴露給氣氛氣體以進(jìn)行熱處理。在該情況下，與在執(zhí)行熱處理的步驟之前在端表面上形成帽層等的情況相比，制造半導(dǎo)體器件的工藝能夠得到簡化。此外，在本發(fā)明中用于制造半導(dǎo)體器件的方法中，在碳化硅層中形成的側(cè)表面20基本上對應(yīng)于{03-3-8}面，該{03-3-8}面是非常穩(wěn)定的面。因此，即使在熱處理期間暴露了端表面，也幾乎不會發(fā)生諸如聚并(bunching)的故障。此外，是本發(fā)明的參考示例的半導(dǎo)體器件包括如圖I、圖2、圖15、圖25、圖26等中所示，具有主表面的襯底1、31 ;以及碳化硅層(圖2中的擊穿電壓保持層2、半導(dǎo)體層3、n型源極接觸層4和p型接觸區(qū)域5，或者圖15中的n型外延層32、p型半導(dǎo)體層33、n型源極接觸層34和p型接觸區(qū)域35，或者圖25和圖26中所示的n_外延層42和P+半導(dǎo)體層43)。碳化硅層形成在襯底1、31的主表面上。碳化硅層包括用作相對于主表面傾斜的端表面的側(cè)表面20。在碳化硅層是六方晶體類型的情況下，側(cè)表面20基本上包括{03-3-8}面和{01-1-4}面中的一個(gè)。在碳化硅層是立方晶體類型的情況下，側(cè)表面20基本上包括{100}面。以該方式，形成在碳化娃層中的側(cè)表面20基本上對應(yīng)于{03-3-8}面、{01_1_4}面和{ 100}面中的任何一個(gè)。因此，能夠使用對應(yīng)于所謂的“半極性面”的側(cè)表面20作為半導(dǎo)體器件的有源區(qū)域(例如，溝道區(qū)域)。因?yàn)閭?cè)表面20因此對應(yīng)于穩(wěn)定的晶面，因此在采用這樣的側(cè)表面20用于諸如溝道區(qū)域的有源區(qū)域的情況下，與采用另外的晶面(例如，(OOOl)面)用于溝道區(qū)域的情況相比，能夠充分地減小泄漏電流并且能夠獲得更高的擊穿電壓。在半導(dǎo)體器件中，側(cè)表面20可以包括有源區(qū)域，如圖2或圖15中所示。此外，在半導(dǎo)體器件中，特別地，有源區(qū)域包括溝道區(qū)域。在該情況下，能夠確保獲得諸如減少泄漏電流和高擊穿電壓的上述特性。在半導(dǎo)體器件中，碳化硅層可以具有主表面，該主表面與碳化硅層面對襯底1、31的表面相反并且包括具有由上述側(cè) 表面20構(gòu)成的側(cè)表面的臺面結(jié)構(gòu)，如圖25和圖26中所示。在該臺面結(jié)構(gòu)中，可以形成PN結(jié)(位于圖25或圖26中的n_外延層42和P+半導(dǎo)體層43之間的結(jié))。在該情況下，用作臺面結(jié)構(gòu)的側(cè)壁的側(cè)表面20對應(yīng)于上述晶面。因此，能夠減少來自側(cè)表面20的泄漏電流。在該半導(dǎo)體器件中，如圖26中所示，側(cè)表面20的至少一部分可以構(gòu)成終端結(jié)構(gòu)(JTE區(qū)域46)。在該情況下，能夠在形成在側(cè)表面20中的終端結(jié)構(gòu)中減少泄漏電流，并且該終端結(jié)構(gòu)中的擊穿電壓能夠很高。此外，本發(fā)明的參考示例中用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括下述步驟制備襯底1、31，其上如圖4或圖17中所示地形成碳化硅層；如圖6和圖7或圖18和圖19中所示，在碳化硅層中形成端表面(側(cè)表面20)以使其相對于襯底的主表面傾斜；以及如圖7至圖13或圖20至圖23中所示，使用端表面(側(cè)表面20)形成包括在半導(dǎo)體器件中的結(jié)構(gòu)。在形成端表面(側(cè)表面20)的步驟中，通過在加熱碳化硅層同時(shí)將碳化硅層暴露于包含氧和氯的反應(yīng)氣體的情況下進(jìn)行蝕刻來移除碳化硅層的主表面的一部分。因此，在碳化硅層中形成相對于其主表面(例如，圖6、圖19中的n型源極接觸層4、34的上表面)傾斜的端表面(側(cè)表面20)。在碳化硅層是六方晶體類型的情況下，端表面(側(cè)表面20)基本上包括{03-3-8}面和{01-1-4}面中的一個(gè)。在碳化硅層是立方晶體類型的情況下，側(cè)表面20基本上包括{100}面。在該情況下，能夠容易地制造根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件。此外，本發(fā)明的參考示例中用于處理襯底的方法包括下述步驟制備襯底1、31，其上形成碳化硅層，如圖4或圖17中所示；以及如圖5和圖5或圖18和圖19中所示，在碳化硅層中形成端表面(側(cè)表面20)以使其相對于襯底的主表面傾斜。在形成端表面(側(cè)表面20)的步驟中，通過在加熱碳化硅層同時(shí)將碳化硅層暴露于包含氧和氯的反應(yīng)氣體的情況下進(jìn)行蝕刻來移除碳化硅層的主表面的一部分。因此，在碳化硅層中形成相對于主表面傾斜的側(cè)表面20。在碳化硅層是六方晶體類型的情況下，端表面(側(cè)表面20)基本上包括{03-3-8}面和{01-1-4}面中的一個(gè)。在碳化硅層是立方晶體類型的情況下，側(cè)表面20基本上包括{ 100 }面。在該情況下，能夠容易地獲得具有碳化硅層的襯底，碳化硅層形成在襯底上以具有包括上述晶面的側(cè)表面20。用于制造半導(dǎo)體器件的方法或用于處理襯底的方法可以在形成端表面(側(cè)表面20)的步驟之前進(jìn)一步包括在碳化硅層的主表面上形成具有圖案的掩膜層17的步驟，如圖5或圖18中所示。在形成端表面(側(cè)表面20)的步驟中，可以使用掩膜層17作為掩膜來執(zhí)行蝕刻。在該情況下，能夠根據(jù)掩膜層17的圖案的位置來控制將要形成側(cè)表面20的位置。這使得增加了將形成的半導(dǎo)體器件的布局的自由度。此外，優(yōu)選的是借助于采用掩膜層17作為掩膜的蝕刻預(yù)先移除碳化硅層的一部分，并且之后如圖6或圖19中所示，對碳化硅層進(jìn)行加熱同時(shí)將碳化硅層暴露于包含氧和氯的反應(yīng)氣體，從而借助于蝕刻(熱蝕刻)移除碳化硅層的主表面的該部分。在該情況下，與沒有預(yù)先使用掩膜層17作為掩膜執(zhí)行上述蝕刻的情況相比，花費(fèi)了更少的時(shí)間來進(jìn)行熱蝕刻以形成側(cè)表面20。在用于制造半導(dǎo)體器件的方法或者用于處理襯底的方法中，在形成端表面(側(cè)表面20)的步驟中使用的反應(yīng)氣體中，氧的流量和氯的流量的比率可以不小于0. 25并且不超過2. O。在該情況下，能夠確保形成包括{03-3-8}面、{01-1-4}面或者{001}面。在用于制造半導(dǎo)體器件的方法或者用于處理襯底的方法中的形成端表面(側(cè)表面20)的步驟中，可以在不小于700°C并且不超過1200°C的溫度對碳化硅層進(jìn)行加熱。此外，用于加熱的溫度的下限可以為800°C，更優(yōu)選地，為900°C。此外，用于加熱的溫度的上限可以更優(yōu)選地為1100°C，進(jìn)一步優(yōu)選地為1000°C。在該情況下，蝕刻速率能夠在形成包括{03-3-8}面、{01-1-4}面或者{001}面的端表面的熱蝕刻步驟中是充分實(shí)際的值。因此， 該步驟中的處理時(shí)間能夠足夠短。這里公開的實(shí)施例在任何方面都是示例型和非限制性的。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求而不是這里描述的實(shí)施例限定，并且意圖包括處于等同于權(quán)利要求的范圍和意義內(nèi)的任何修改。工業(yè)適用性本發(fā)明特別有利地應(yīng)用于采用碳化硅層的半導(dǎo)體器件。附圖標(biāo)記列表1,31 :襯底；2 :擊穿電壓保持層；3 :體層(p型半導(dǎo)體層)；4，34 :n型源極接觸層；5,35 :接觸區(qū)域；6，16 :溝槽；7 :電場緩和區(qū)域；8 :柵極絕緣膜；9 :柵電極；10 :層間絕緣膜；11 :開口 ；12 :源電極；13 :源極布線電極；14 :漏電極；15 :背側(cè)表面保護(hù)電極；17 :掩膜層；20 :側(cè)表面；21 Si膜；22 =SiC重構(gòu)層；32 n型外延層；33 p型半導(dǎo)體層；36 p型外延層；42 :n_外延層；43 p+半導(dǎo)體層；44 :脊結(jié)構(gòu)；45 :保護(hù)環(huán)；46 JTE區(qū)域
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括 襯底(I,31)，所述襯底(1，31)具有主表面；以及 碳化硅層(2-5，32-35)，所述碳化硅層(2-5，32-35)形成在所述襯底(1，31)的所述主表面上并且包括相對于所述主表面傾斜的端表面(20)， 所述端表面(20 )基本上包括{ 03-3-8 }面， 所述端表面(20)包括溝道區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中 所述碳化硅層(2-5，32-35)在其主表面處包括多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)，所述主表面與所述碳化硅層的面對所述襯底(1，31)的表面相反，所述多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)具有由所述端表面(20)構(gòu)成的側(cè)表面，并且 所述碳化硅層(2-5，32-35)具有位于所述多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)之間、與所述側(cè)表面連續(xù)并且基本上對應(yīng)于{ 000-1}面的表面部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中 所述多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)具有與所述側(cè)表面連續(xù)并且具有六邊形平面形狀的上表面， 所述多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)包括至少三個(gè)臺面結(jié)構(gòu)，并且 所述多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)被布置為當(dāng)在平面視圖中看時(shí)通過連接所述多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)的各中心的線段形成等邊三角形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中所述臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)的所述上表面基本上對應(yīng)于{000-1}面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，進(jìn)一步包括 源電極(12)，所述源電極(12)形成在所述臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)的上表面上；以及 柵電極(9)，所述柵電極(9)形成在所述多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，進(jìn)一步包括形成在所述多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)之間的電場緩和區(qū)域(7)。
7.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括下述步驟 制備襯底(1，31)，所述襯底(1，31)具有主表面，在所述主表面上形成有碳化硅層(2-5，32-35)； 在所述碳化硅層(2-5，32-35)中形成端表面(20)以使得所述端表面(20)相對于所述襯底(I, 31)的主表面傾斜； 在所述端表面(20)上形成絕緣膜(8);以及 在所述絕緣膜(8)上形成柵電極(9)， 在形成所述端表面(20 )的步驟中，所述端表面(20 )形成為基本上包括{ 03-3-8 }面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，在形成所述端表面(20)的步驟中，在所述碳化硅層(2-5，32-35)中在其主表面處形成多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)，所述主表面與所述碳化硅(2-5，32-35)層的面對所述襯底(1，31)的表面相反，所述多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)具有由所述端表面(20)構(gòu)成的側(cè)表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，在形成所述端表面(20)的步驟中，所述臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)形成為具有為六邊形平面形狀的上表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述用于的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中 形成所述端表面(20)的步驟包括下述步驟 在所述碳化硅層(2-5，32-35)的主表面上形成多個(gè)掩膜層(17)，所述多個(gè)掩膜層(17)中的每一個(gè)具有六邊形平面形狀，以及 使用所述掩膜層(17)作為掩膜形成所述臺面結(jié)構(gòu)，所述臺面結(jié)構(gòu)每個(gè)均具有為六邊形平面形狀的所述上表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中 形成所述端表面(20)的步驟包括下述步驟 在所述碳化硅層(2-5，32-35)的主表面上，形成多個(gè)掩膜層(17)，在所述多個(gè)掩膜層(17)之間插入有間隔，所述多個(gè)掩膜層(17)中的每一個(gè)具有六邊形平面形狀， 通過使用所述掩膜層(17)作為掩膜移除暴露在所述多個(gè)掩膜層(17)之間的所述碳化娃層(2-5, 32-35)的一部分,來在所述碳化娃層(2-5, 32-35)的主表面中形成凹陷(16),以及 通過移除所述凹陷(16)的側(cè)壁的一部分來形成所述臺面結(jié)構(gòu)，所述臺面結(jié)構(gòu)每個(gè)均具有為六邊形平面形狀的上表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中在形成所述端表面(20)的步驟中，以自發(fā)形成方式形成所述臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)的所述側(cè)表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中在形成所述端表面(20)的步驟中，以自發(fā)形成方式形成所述臺面結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)的所述側(cè)表面以及位于所述多個(gè)臺面結(jié)構(gòu)之間并且與所述側(cè)表面連續(xù)的所述碳化硅層(2-5，32-35)的表面部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，進(jìn)一步包括下述步驟 將導(dǎo)電雜質(zhì)注入到所述碳化硅層(2-5，32-35)中；以及 執(zhí)行用于活化由此注入的所述導(dǎo)電雜質(zhì)的熱處理，其中 在執(zhí)行所述熱處理的步驟中，所述碳化硅層(2-5，32-35)的表面暴露于用于熱處理的氣氛氣體。
全文摘要
提供了一種能夠穩(wěn)定地展示其性質(zhì)并且具有高質(zhì)量半導(dǎo)體器件以及用于生產(chǎn)該半導(dǎo)體器件的工藝。半導(dǎo)體器件包括具有主表面的襯底(1)以及形成在襯底(1)的主表面上并且每一個(gè)均具有相對于主表面傾斜的側(cè)表面的碳化硅層(2-5)。側(cè)表面基本上包含面
。該側(cè)表面包含溝槽區(qū)域。
文檔編號H01L29/12GK102652362SQ201180004823
公開日2012年8月29日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者原田真, 和田圭司, 增田健良, 日吉透, 穗永美紗子 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社