SE527205C2

SE527205C2 - Förfarande för tillverkning av halvledaranordning med kanal i halvledarsubstrat av kiselkarbid

Info

Publication number: SE527205C2
Application number: SE0500743A
Authority: SE
Inventors: Tsunenobu Kimoto; Rajesh Kumar Malhan; Hiroyuki Matsunami; Yuuichi Takeuchi
Original assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2005-04-05
Publication date: 2006-01-17
Also published as: SE0500743L; US20050233539A1; DE102005017288B4; US7241694B2; DE102005017288A1; DE102005017288B8

Description

25 30 35 527 205 2 Emellertid, i det fall där N-typkanallagret och Pïgrundområdet, som skall formas inuti kanalen i kiselkarbidkanal-J-FET, som beskrivs i JP-A-2003-69041, uppstår ett sådant problem som inte kan lösas med ovannämnda konventionella förfaranden. l synnerhet, i ett sådant fall där rektangelvärdet för kanalen är lika med eller större än 2, och lutningsvinkeln är väsentligen vertikal, kan detta problem inträffa, som inte kan lösas med konventionella förfaranden.

Det bör observeras att nedan nämnda problem uppstår hos inbäddningsprocessen av kanalen, där föremålets snedställningsvinkel är vertikal och rektangelvärdet är högt.

Nämligen under villkoret med hög C/Si-kvot, eftersom tillförseln av materialgas till kanalen minskas, jämfört med för icke-kanaldelen, där N-typkanallagret formas, vars form förs till ett överhängstillstånd, under det att när Pïtypgrindområdet formas, framställs kaviteten i kanalen. Dessutom, eftersom tillväxthastigheten hos kanalens innerdel måste vara lägre än den hos icke-kanaldelen, även när Pïtypgrindområdet kan inbäddas utan förekomst av en sådan kavitet, uppstår ett annat problem med att avlägsna filmtjockleken hos onödig epitaxifilm i återetsningssteget efter inbäddningssteget kan säkert bli större än kanalens djup.

Dessutom kan facettplantillväxten anta den dominerade positionen under villkoret med låg C/Si-kvot. Emellertid inte ' skillnaden mellan tillväxthastigheter beroende på sidriktning. Vidare ger ovannämnda skrifter ingen tydlig förklarar ovannämnda skrifter indikation om hur man skall öka tillväxthastigheten hos kanalens innerdel, jämfört med den hos icke-kanaldelen, och hur man skall minska avlägsningsfilmtjockleken hos onödig epitaxifilm i äteretsningssteget efter inbäddningsprocessen.

Dessutom åstadkoms utjämning av kanalens insida i ett kiselförfarande genom användning av en egenskap hos en Si-kristallfluiditet (se exempelvis JP-A-11-74483) under ett termiskt bearbetningsförfarande, som effektivt kan reducera ytkonkav/konvex- och kristalldefekter. Vidare kan samtidigt en hörndel hos en kanal rundas av och samtidigt som en kanalbredd inte påtagligt förändras, kan en kanalöppnlngsdel breddas, så att en tillförsel av materialgas till kanalen på ett effektivt sätt kan ökas. Eftersom en kanalbottendel saknar hörndel, kan kristallinen hos inbäddningslagret bli större, och vidare kan den koncentration hos det elektriska fältet, som uppstår när halvledarelementet slås från, undertryckas på grund av dess form. Å andra sidan, eftersom kiselkarbid saknar tillstånd med flytande fas, förekommer ingen fluiditet. Detta resulterar hos kiselkarbid, i syfte att avlägsna grova ytor hos kanalens innerplan och kristalldefekter som inträffar under (sidoplan och bottenplan) kanaletsningssteget, i att klselkarbidkristallområdet innefattande grova ytor och kristalldefekter måste avlägsnas med etsningsförfarandet. Emellertid finns andra problem.

Beträffande kiselkarbid finns ingen tydlig indikation på en våt etsningsfluid och ett torn etsningsvillkor, som effektivt kan avlägsna en kanaletsningsskada. Dessutom är en ﬁ.\ﬁ--......-_a- -..J ß-u:---\ :nu n -.-i n_u--_._\-v___. __ _ _ |_A_ ._ _; ø-ei. JA. wnmaanannwnn u.. 10 15 20 25 30 35 527 205 3 offeroxidering behäftad med problemet att en oxideringshastighet är låg och en lång oxideringstid erfordras.

Som andra effektiva etsningsförfaranden finns ett väteetsningsförfarande och ett HCl- etsningsförfarande, som vanligtvis används som en tillväxtförprocess för plan epitaxitillväxt.

Vanligtvis, hos dessa för närvarande, även hos Si, används etsningsprocesser vid en temperatur om ungefär 1000°C, och man kan lätt tänka sig att även hos kiselkarbid kan en likartad mekanism användas. Emellertid är mekanismen med Si helt annorlunda än mekanismen med kiselkarbid.

Med andra ord, hos Si ökas Si-fluiditet i en termisk processoperation vid en temperatur om ungefär 1000°C, i syfte att omkristallisera Si, sà ett de grova ytorna och kristalldefekterna avlägsnas. Detta resulterar i att när en icke-oxiderande atmosfär används som atmosfären, kan en tillräckligt stor effekt fås. Å andra sidan, eftersom kiselkarbid är består av två kemiska element, nämligen C och Si, och saknar fluiditet, måste de respektive elementen avlägsnas från en substratyta. Vanligtvis reagerar C-elementet, kol, med väte i hög temperatur i syfte att avlägsnas som kolväte (CxHy), under det att Si-elementet, kisel, avlägsnas genom ett förángningsförfarande under ett reducerat tryck. Följaktligen, vid etsningsprocesser för kiselkarbid erfordras antingen en vätgasatmosfär vid en temperatur lika med eller högre än 1300°C vid ett reducerat tryck eller en vätgasatmosfär till vilken HCl lika med eller högre än 1300°C har adderats under normalt tryck. Detta resulterar i att när den termiska processen utförs i den vätgasatmosfär, till vilken HCl inte har adderats vid normalt tryck, avlägsnas endast C-element, och avlägsnandet av Si-element störs. Följaktligen kan fenomenet med s.k. "Si-droppar" uppträda, där endast Si-element lämnas kvar i substratytan och kondenseras. Detta ”Si-dropp"-fenomen inträffar aldrig med Si-förfarandet.

Under det att kiselkarbidetsningsprocessen är behäftad med en egenskap, i det fall där denna kiselkarbidetsningsprocess tillämpas på kanalformen, har inget detaljerat diskussionsexempel ännu gjorts. Följaktligen förekommer olika problem: en skillnad i etsningshastighet beroende pà sidriktning hos etsningsplanen är inte tydliggjord; hur man skall ytreaktionshastighet med vilken ett flertal facettplan framställs; och dessutom har villkoren runda en kanalhörndel samtidigt som man förhindrar den styrning av därav inte tydliggjorts. Vidare, i det fall där kanaletsningsskadeområdet hos kanalinnerplanen (sidoplan och bottenplan) har avlägsnats, förekommer ingen tydlig indikation beträffande reduceringseffekterna för att reducera -konkavitet, och kristalldefekter.

I betraktande av ovannämnda problem är det ett syfte med uppfinningen att ytkonvexitet respektive åstadkomma ett förfarande för att tillverka en halvledaranordning med en kanal i ett halvledarsubstrat av kiselkarbid. Anordningen har utmärkt kristallinitet. ß.\r\..-.._....s-__.|f~_u-__.\1nru ___-n...-...t-v- _ _, . i . tø-t .f\..,^~., 10 15 20 25 30 35 F27 205 4 Ett förfarande för tillverkning av en halvledaranordning av kiselkarbid kännetecknas av att: i steget att bilda en kanalmask formas kanalmasken som en mask för kanaletsning på en ovansida av ett halvledarsubstrat av kiselkarbid; i steget att bilda en kanal, etsas substratet genom användning av masken för kanaletsning, så att kanalen får ett rektangelvärde lika med eller större än 2 och med en kanalsnedställningsvinkel lika med eller större än 80° formad på substratet; och steget att avlägsna en skadad del, där den skadade delen är anordnad på insidan av kanalen formad i halvledarsubstratet med en kanaletsningsprocess etsad och avlägsnad i en vätgasatmosfär under ett dekompressionstryck vid en temperatur lika med eller högre än 1600°C.

Ovannämnda förfarande förser anordningen med utmärkt kristallinitet. l synnerhet, eftersom den skadade delen är etsad i en vätgasatmosfär vid ett dekompressionstryck vid en temperatur lika med eller högre än 1600°C, kan den skadade delen avlägsnas på kort tid på grund av egenskaperna hos väte vid hög temperatur. Vidare förekommer ingen ytkonkavitet/ konvexitet och inget motkopplingslager finns i kanalen, så att energinivàn, orsakad av motkopplingslager, inte bildas. Vidare kan ytkonkaviteten/konvexiteten reduceras.

Detta resulterar i att det senare steget att genomföra epitaxisk tillväxt är ytkonkaviteten/konvexiteten extremt reducerad, så att en energinivà i epitaxilagret orsakad av ytkonkaviteten/konvexiteten förhindras från att alstras. Vidare blir PN-förbindelsen mellan varje lager bildande halvledarsubstratet och epitaxilagret en förbindelse med en liten mängd läckström. Anordningen har utmärkt kristallinitet.

Företrädesvis formas kanalmasken på substratet med en (0001 )-Si-yta. l detta fall, eftersom den skadade delen är etsad i vätgasatmosfären under ett kompressionstryck vid en temperatur lika med eller högre än 1600°C, kan den skadade delen avlägsnas pá kort tid pà grund av egenskaperna hos väte vid hög temperatur. Vidare är etsningshastigheten hos a-sidan som sidoväggen större än den för Si-sidan hos botten av kanalen. Följaktligen etsas selektivt konkaviteten/konvexlteten hos sidoväggen, som är större än konkaviteten/konvexiteten hos botten och alstras i steget för att bilda kanalen. Följaktligen avlägsnas konkaviteten/konvexiteten hos kanalens insida effektivt på kort tid.

Detta resulterar i att i det senare steget att genomföra epitaxisk tillväxt reduceras påtagligt ytkonkaviteten/konvexiteten, så att en energinivà i epitaxilagret orsakad av ytkonkaviteten/konvexiteten förhindras från att alstras. Följaktligen blir PN-förbindelsen mellan varje lager bildande halvledarsubstratet och epitaxilagret en förbindelse med liten mängd läckström.

Företrädesvis formas kanalmasken pâ substratet med en (000-1)-C-yta. l detta fall, eftersom den skadade delen är etsad i en vätgasatmosfär under ett dekompressionstryck vid en temperatur lika med eller högre än 1600°C, kan den skadade C:\Documents and SettinosUOl uni-Al Seiiinnswemnnrnrv interna: Flisan: xqnu m1 oovnn fin» 10 15 20 25 30 35 UL] Lwv 527 205 5 delen avlägsnas på kort tid på grund av egenskaperna hos väte vid hög temperatur. l detta fall är etsningshastigheten hos C-sidan som botten av kanalen större än den hos a-sidan som sidan för kanalen. Följaktligen kan etsningsförändringslagret på botten, som är format under kanalformningsprocessen och djupare än sidoväggen, selektivt avlägsnas. Följaktligen elimineras förändringslagret i kanalen på ett effektivt sätt.

Detta resulterar i att under det senare steget att genomföra epitaxisk tillväxt, förhindras energinivån vid gränssnittet mellan substratet och epitaxilagret från att alstras. Följaktligen, även om PN-förbindelsen bildas mellan varje lager bildande halvledarsubstratet och epitaxilagret, kan PN-förbindelsen tillhandahålla förbindelsen med liten mängd läckström.

Företrädesvis genomförs steget att avlägsna kanalmasken som masken för kanaletsning före steget att avlägsna den skadade delen. Följaktligen avlägsnas kanalmasken för kanaletsning före steget för avlägsnande av den skadade delen, så att påverkan fràn orenheter i kanalmasken fullständigt avlägsnas i steget för epitaxisk tillväxt.

Företrädesvis innefattar förfarandet vidare steget att: bilda en selektionsmask på ett sådant sätt att selektionsmasken som en mask för selektiv epitaxisk tillväxt formas på en del av ovansidan av halvledarsubstratet 1 efter steget att avlägsna kanalmasken, där denna del är àtskild från kanalen. l detta fall, eftersom selektionsmasken är formad i kanalomràdet för upplinjering utmed en linje, förhindras inbäddningseffekten under steget för epitaktisk tillväxt. Följaktligen säkras upplinjering utmed en linje före och efter steget för epitaktisk tillväxt. Vidare, efter att selektionsmasken har avlägsnats, i steget för àteretsning, genomförs âteretsning tillsammans med uppmätning av kanaldjupet för upplinjering utmed en linje, så att den förutbestämda etsningsmängden styrs.

Företrädesvis, i steget för att avlägsna den skadade delen, avlägsnas den skadade delen genom användning av en reaktion för styrning av àngfasdiffunderingshastighet, så att ett hörn hos kanalen rundas av.

I detta fall, som hörnet rundats av, fås på ett effektivt sätt ràmaterialgasen att tränga in i kanalen genom öppningen i kanalen i steget för epitaxisk tillväxt som nästa steg. Vidare blir avståndet hos icke-kanalplanarean mellan intilliggande kanalmönster kortare. Följaktligen förhindras överhängformen formad i fallet med högt rektangelvärde hos kanalen från att alstras. Vidare är tillväxten vid icke-kanalplanarean inte begränsad.

Följaktligen, även när epitaxilagret är format i nästa steg, är tillväxten vid icke- kanalarean begränsad, och epitaxilagret kan inbäddas kanalen utan kavitet. Å andra sidan, eftersom kristallspänningen vid botten av kanalen alstrad i steget för epitaxisk tillväxt är diversifierad och reducerad, formas en epitaxisk film med hög kristallkvalitet. 10 15 20 25 30 35 527 205 6 Företrädesvis, i steget för avlägsnande av den skadade delen, avlägsnas den skadade delen genom användning av en reaktion för styrning av ángfasdiffunderingshastighet, så att ett hörn hos kanalen för att på ett isotropiskt sätt etsas och rundas av.

I detta fall, eftersom hörnet är avrundat, fås ràmaterialgasen att effektivt tränga in i kanalen genom kanalöppningen i steget för epitaxisk tillväxt som nästföljande steg. Därefter förhindras överhängformen formad i fallet med ett högt rektangelvärde hos kanalen från att alstras. Följaktligen, även när epitaxilagret formas i nästföljande steg, kan epitaxilagret inbäddas i kanalen utan kavitet. Å andra sidan, eftersom kristallspänningen vid botten av kanalen alstrad i steget för epitaxisk tillväxt är diversifierad och reducerad, formas epitaxiﬁlmen med hög kristallkvalitet.

Företrädesvis, i steget för avlägsnande av den skadade delen, avlägsnas den skadade delen under ett villkor att P x 1,33 x 102 z a/T-b, där P representerar atmosfärstrycket (i Pa), T representerar en substrattemperatur (i °C), a representerar 4,16 x 105, och b representerar 2,54 x 104.

Företrädesvis genomförs steget för att avlägsna den skadade delen vid en temperatur lika med eller lägre än 1700°C. Det vill säga, eftersom klungningssteget inträffar på substratytan när temperaturen överskrider 1700°C, sätts temperaturen till att vara lika med eller lägre än 1700°C. så att klungningssteget inte inträffar.

Företrädesvis, i steget för avlägsnande av den skadade delen, avlägsnas den skadade delen med en värmebehandling i en vätgasatmosfär innefattande kolväte. Följaktligen adderas kolväte till atmosfären, så att kolatomerna i kiselkarbidkristallen förhindras från att etsa. Vidare reduceras den totala etsningshastigheten, så att etsningsreaktionen vidare förskjuts mot sidan för styrning av ångfasdiffunderingshastighet. Följaktligen, när värmebehandlingen genomförs i vätgasatmosfären innefattande kolväte, rundas kanalhörnet av på ett lätt sätt jämfört med atmosfären endast innefattande vätgas.

Företrädesvis, i steget för avlägsnande av den skadade delen, avlägsnas den skadade delen med en värmebehandling i en våtgasatmosfär innefattande en inert gas. När atmosfärstrycket är konstant, och den inerta gasen, exempelvis argongas adderas, reduceras relativt koncentrationen med vätgas. Följaktligen, även om diffunderingseffekten på reduktionsprodukten inte förändras, reduceras etsningshastigheten. Följaktligen förskjuts etsningsreaktionen till sidan för styrning av ängfasdiffunderingshastlghet, som vid de fall, där vätgasatmosfären innefattar kolväte. Följaktligen, när inert gas såsom argongas adderas, rundas kanalhörnet lätt av jämfört med atmosfären endast innefattande vätgas.

Företrädesvis förkortas ett avstånd mellan kanaler med ett förutbestämd mönster på ett sådant sätt att en plan yta hos Si-ytan mellan kanalerna försvinner i ett senare steg för bildande av ett inbäddat lager efter steget för avlägsnande av den skadade delen. 10 15 20 25 30 35 527 205 7 l detta fall är avståndet mellan kanaler med ett förutbestämd mönster approximativt bestämt, så att tillväxten hos Si-ytan med den största tillväxthastigheten inte inträffar, och tillväxthastigheten hos icke-kanalområdet reduceras under påverkan av a-ytetsningseffekten, som påverkar icke-kanalområdet från en sida. Följaktligen blir tillväxthastigheten större från den övre sidan av kanalen, den undre sidan av kanalen, icke-kanalområdet, mot kanalens botten, i denna ordning. Följaktligen inträffar inte överhängstillståndet i startsteget, och vidare alstras inte kaviteten i slutsteget. Vidare blir tillväxthastigheten i kanalen större jämfört med icke-kanalområdet.

Företrädesvis är avståndet mellan kanalmönstren lika med eller mindre än kanalbredden.

Företrädesvis formas epitaxilagret i kanalen vid en temperatur lika med eller högre än 1500°C med ett epitaxiskt tillväxtförfarande efter steget för avlägsnande av den skadade delen. Även när epitaxítillväxten genomförs i intervallet med låga temperaturer, styrs mängden tillförd råmaterialgas i syfte att åstadkomma balans mellan etsningsmängden och fällningsmängden, så att tillväxthastigheten reduceras. Följaktligen genomförs kristalltillväxt med låg tillväxthastighet, som blir större från kanalsidoväggen, icke-kanalomràdet, kanalbotten, idenna ordning. Vidare, vid denna tidpunkt, är tillväxthastigheten för den undre delen av sidoväggen större än den för den övre delen av sidoväggen, så att överhängsformen begränsas från att bildas.

Företrädesvis, när processtemperaturen för epitaxilagret är lika med eller högre än 1550°C, aktiveras både etsning och fällning. Följaktligen ökas den totala tillväxthastigheten.

Vidare när bearbetningstemperaturen hos epitaxilagret är lika med eller högre än 1625°C, formas det inbäddade lagret utan kavitet på kort tid trots att överhängsformen inte har formats i ett fall, där tillväxthastigheten i kanalen har ökats upp till 2,5 tim/h.

Företrädesvis genomförs steget för avlägsnande av den skadade delen och steget att bilda epitaxilagret successivt genom att använda samma utrustning.

Följaktligen, eftersom steget för avlägsnande av den skadade delen och steget att bilda epitaxilagret genomförs i samma utrustning, utsätts halvledarsubstratet inte för den yttre atmosfären. Följaktligen reduceras den mängd föroreningar som vidhäftar på substratytan.

Vidare krävs inte tid för att minska och öka temperaturen för substratet, så att genomströmningen för halvledaranordningen förbättras.

Företrädesvis genomförs steget att bilda epitaxilagret genom användning av en reaktion för styrning av ångfasdiffunderingshastigheten, så att ett hörn hos epitaxilagret rundas av. 10 15 20 25 30 35 52” 205 a Följaktligen formas epitaxilagret med det avrundade hörnet utan multipla facettytor med reaktionen för styrning av àngfasdiffunderingshastighet. Kristallspänningen i epitaxitillväxtprocessen dispergeras och reduceras, så att epitaxifilmen med hög kristallkvalitet formas.

Företrädesvis, i steget att bilda epitaxilagret, är tillväxthastigheten hos epitaxilagret lika med eller mindre än 2,5 um per timme. Eftersom tillväxthastigheten har satts till över det beskrivna värdet, formas epitaxilagret med reaktionen för styrning av àngfasdiffunderingshastighet. Följaktligen förhindras bildningen av multipla facettytor.

Företrädesvis, i steget att bilda epitaxilagret, är tillväxthastigheten för epitaxilagret vid sidoväggen för kanalen lika med eller mindre än 2,5 um per timme. Eftersom tillväxthastigheten har satts till över det beskrivna värdet, formas epitaxilagret med reaktionen för styrning av ångfasdiffunderingshastighet. Följaktligen förhindras bildandet av multipla facettytor.

Företrädesvis genomförs steget att bilda epitaxilagret vid en temperatur lika med eller lägre än 1700°C.

Företrädesvis, i steget att bilda epitaxilagret, genomförs den epitaxiska tillväxten genom att använda en gas innefattande en ràmaterialgas, en bärgas och en gas med en etsningseffekt.

Följaktligen introduceras gasen med etsningseffekt, så att etsningseffekten och fällningseffekten balanseras på ett lämpligt sätt, även när den epitaxiska tillväxten genomförs vid en jämförelsevis låg temperatur. Följaktligen kan etsningshastigheten hos a-ytan vara större än hos Si-ytan. Tillväxthastigheten hos kanalen kan ökas, jämfört med icke- kanalomrâdet. Exempelvis, såsom beskrivs i krav 19, är gasen med en sådan etsningseffekt en vätekloridgas.

Företrädesvis, i steget att bilda epitaxilagret genomförs koncentrationskontrollen på ett sådant sätt att en koncentration med orenheter i början av epitaxitillväxten är àtskild från den vid slutet av epitaxitillväxten. Exempelvis styrs koncentrationen med orenheter pà ett sådant sätt att koncentrationen med orenheter vid slutet av den epitaxiska tillväxten är högre än vid början av den epitaxiska tillväxten.

Styrningen av koncentrationen med orenheter genomförs på lämpligt sätt, så att kristallspänningen blir mindre i lagret för initial tillväxt för att åstadkomma PN- förbindelsegränsen, eftersom koncentrationen med orenheter är förhållandevis liten.

Följaktligen blir kristalliniteten högre, och PN-förbindelsen med liten läckström bildas. Å andra sidan, vid slutet av steget, sätts koncentrationen med orenheter till att vara högre, så att bladmotstàndet hos det inbäddade lagret blir lågt, och kontaktmotstàndet hos elektroden blir liten. Följaktligen blir omkopplingshastigheten för effektanordningen mindre.

P-lñnmtmftnn -ma C-.uznh-i :ni ii ,.....i o-u:._..-\-r....._---_. t_.-__ _. --.- _.^. .,.~.-....-..-.,.-.-^ . 10 15 20 25 30 35 ,n7 ~.

“J 205 9 Företrädesvis har halvledarsubstratet en (OOOU-Si-yta eller en (000-1)-C-yta. När substratet har ovannämnda ytriktning, exempelvis om snedställningsvinkeln för kanalen inte är lika med 90°, kan kvoten med kolatomer och kvoten med kiselatomer anordnade på ytdelen hos kanalens sidovägg vara nästan densamma. När tillväxtatmosfären är konstant, bestäms hämtningskvoten för orenheter av kvoten mellan kolatomer och kiselatomer, som finns på ytan. Följaktligen kan parametrarna för halvledaranordningen lätt bestämmas.

Företrädesvis genomförs steget att bilda kanalen på ett sådant sätt att ett ytmönster hos kanalen blir ett bandmönster, där mönstret för kanalen är parallellt med en snedställningsriktning för halvledarsubstratet.

Följaktligen, eftersom kanalmönstret blir parallellt med snedställningsriktningen för substratet, så att kanalmönstret har randmönstret, blir epitaxifllmen bildad på båda sidoväggar om kanalen fullständigt symmetrisk i form och orenhetsprofil. Följaktligen är kanalegenskaperna, exempelvis tröskelspänning för halvledaranordningen, homogena.

Vidare förhindras C-ytfacetten från att alstras från kanalens övre hörn. På detta sätt tillhandahålls anordnlngen med utmärkt på-från-prestanda.

Företrädesvis genomförs steget att bilda kanalen på ett sådant sätt att ytmönstret för kanalen blir ett hexagonalt mönster, vars samtliga innervinklar är desamma.

När kanalmönstret har ovannämnda mönster, har epitaxifilmen bildad på kanalens sidovägg en väsentligen homogen form och en väsentligen homogen profil med koncentration orenheter. Följaktligen blir tätheten vid transistorns kanalbredd maximal. På detta sätt àstadkoms anordnlngen med utmärkt på-fràn-prestanda, som liknar anordnlngen med bandkanalmönster.

Ovannämnda och andra syften, egenskaper och fördelar hos uppfinningen framgår bättre av följande detaljerade beskrivning med hänvisning till de bifogade figurerna. l figurerna: Fig. 1 visar ett tvärsnitt illustrerande en halvledaranordning enligt en första utföríngsform av uppfinningen.

Fig. 2A - 2F visar tvärsnittsvyer förklarande ett förfarande för tillverkning av halvledaranordningen i fig. 1 enligt den första utföringsformen.

Fig. 3 visar en graf illustrerande ett etsningsreaktionstillstånd baserat på förhållandet mellan en substrattemperatur och ett tryck, enligt en preliminär studie av uppfinningen.

Fig. 4A - 4E visar en tvärsnittsvy förklarande ett förfarande för tillverkning av en halvledaranordning enligt en andra utföríngsform av uppfinningen.

Fig. 5 visar en partiellt förstorad perspektivvy illustrerande en halvledaranordning enligt en fjärde utföríngsform av uppfinningen.

Fig. 6A - 6D visar tvärsnittsvyer förklarande ett förfarande för tillverkning av halvledaranordningen illustrerad i ﬁg. 5 enligt den ﬁärde utföringsformen.

(Iüﬂncumnnfe :nrl .Qnninnet lñl \l nf-al C°Mi-«~\Tftmn,.,-..-.. r..«.....-i :avant i/nnl-anvtnw-m J-- 10 15 20 25 30 35 Fig. 7A och 7B visar schematiskt tvärsnittsvyer illustrerande tillväxtformerna hos ett epitaxiskt lager enligt de preliminära studierna av uppfinningen.

Fig. 8A och 8B visar schematiska tvärsnittsvyer förklarande ett prospekterat tillväxtmod i ett fall, där en substrattemperatur är hög, och en kanal med en sidovägg hos en a-yta formas på en (0001)-Si-yta, enligt den preliminära studien av uppfinningen.

Fig. 9 visar ett diagram illustrerande ett resultat av en inbäddad form i ett fall, där en inbäddad tillväxt genomförs på ett sådant sätt att en tillväxttemperatur och en mängd tillförd råmaterialgas (dvs. en väsentlig tillväxthastighet) förändras, enligt den preliminära studien av uppfinningen.

Fig. 10A - 10C visar tvärsnittsvyer förklarande ett tidsberoende hos tillväxtformen i ett fall, där tillväxttemperaturen är 1625°C, och tillväxthastigheten är 2,5 pm, enligt den preliminära studien av uppfinningen.

Fig. 11 visar en tvärsnittsvy illustrerande en halvledaranordning enligt en sjätte utföringsform av uppfinningen.

Fig. 12A - 12F visar tvärsnittsvyer förklarande ett förfarande för tillverkning av halvledaranordningen i fig. 11, enligt den sjätte utföringsformen.

Fig. 13A - 13E visar tvärsnittsvyer förklarande ett förfarande för tillverkning av en halvledaranordning enligt en sjunde utföringsform av uppfinningen.

Fig. 14 visar en partiellt förstorad perspektivvy illustrerande en halvledaranordning enligt en åttonde utföringsform av uppfinningen.

Fig. 15A - 15d visar tvärsnittsvyer förklarande ett förfarande för tillverkning av halvledaranordningen ifig. 14, enligt den åttonde utföringsformen.

Fig. 16 visar en graf förklarande ett resultat av etsning i ett fall, där substrattemperaturen ligger i ett intervall mellan 1500°C och 1650°C, och trycket är 2,7 x 104 Pa (dvs. 200 Torr) eller 8,6 x 104 Pa (dvs. 600 Torr), enligt den preliminära studien av uppﬁnningen.

Fig. 17A, 17C, 17E och 17G visar tvärsnittsvyer illustrerande olika epitaxitillväxter i kanalen i ett fall, där epitaxitillväxten genomförs med en liten eller stor mängd gastillförsel vid ett làgt eller högt temperaturområde, exempelvis 1550°C eller 1625°C, och fig. 17B, 17D, 17F och 17H visar grafer illustrerande ett förhållande mellan tilivâxtmängden och kanalens djup, enligt den preliminära studien av uppfinningen.

Fig. 18 visar en tvärsnittsvy illustrerande en halvledaranordning enligt en nionde utföringsform av uppﬁnningen.

Fig. 19A - 19F visar tvärsnittsvyer förklarande ett förfarande för tillverkning av halvledaranordningen i fig. 18, enligt den nionde utföringsformen.

Fig. 20A - 20E visar tvärsnittsvyer förklarande ett förfarande för tillverkning av en halvledaranordning enligt en tionde utföringsform av uppfinningen. (Üﬁﬁnrumnnf: :mfl .Qnñinnel lñl \l m--al êßbflnnf-tTnmfmv-m. inn-_» ::|...\r\| vnrnq an-van-rnn a-- 10 15 20 25 30 35 11 Fig. 21 visar en partiellt förstorad perspektiwy illustrerande en halvledaranordning enligt en elfte utföringsform av uppfinningen.

Fig. 22A - 22D visar tvärsnittsvyer förklarande ett förfarande för tillverkning av halvledaranordningen i fig. 21, enligt den elfte utföringsformen.

Fig. 23A och 23B visar schematiska tvärsnittsvyer förklarande ett prospekterat tystnadsmod i ett fall, där en kanal med en sidovägg hos en a-yta formas pà en (000-1)-C- yta, enligt den preliminära studien av uppfinningen.

Fig. 24 visar ett schema förklarande ett resultat av en inbäddad form i ett fall, där en inbäddnlngstillväxt genomförs pà ett sådant sätt att en tillväxttemperatur och en tillförselmängd av råmaterialgas (dvs. en påtaglig tillväxthastighet) förändras, enligt den preliminära studien av uppfinningen.

Uppfinnarna har preliminärt studerat en halvledaranordning med en kanal i ett halvledarsubstrat av kiselkarbid. I denna anordning är kanalsnedställningsvinkeln ungefär 50°, och provet har haft olika sorters kanalbredder, där rektangelvärdena är lika med eller mindre än 1, har sådana experiment utförts. Det vill säga, processerna för epitaxiskt tillväxt har genomförts under ett sådant villkor att tillväxttemperaturerna är 1480°C och 1620°C, och C/Si-kvoterna är 1,2 och 4,0.

Fig. 7A och fig. 7B visar ett exempel på tillväxtformer hos epitaxiska lager. Av fig. 7A och fig. 7B inses lätt att under det att tillväxtformerna för epitaxilagren kan vara starkt beroende av C/Si-kvoterna snarare än av tillväxttemperaturerna, i ett sådant fall där C/Si- kvoten är låg, blir tillväxtmodet för epitaxilagret styrning av ytreaktionshastigheten, och följaktligen blir facettplantillväxten, där ett flertal facettsidor uppträder, under det att i det fall där C/Si-kvoten är ångfasdiffunderingshastighet. hög, blir tillväxtmodet för epitaxilagret styrning av I synnerhet uppstår nedan nämnda problem beträffande inbäddningsprocessen för kanalen, där föremålets snedställningsvinkel är vertikal och rektangelvärdet högt. Nämligen, under villkoret av hög C/Si-kvot, eftersom tillförseln av materialgas in i kanalen minskar, jämfört med den för icke-kanaldelen, när N-typkanallager formas, förs formen därav till ett överhängstillstànd, som visas i fig. 7A, under det att när Pïtypgrindområdet formas, produceras kavíteten i kanalen. Dessutom, såsom visas i fig. 7B, eftersom tillväxthastigheten för kanalens innerdel måste vara lägre än den för icke-kanaldelen, även när P*- typgrindområdet kan inbäddas utan förekomsten av en sådan kavitet, uppstår ett annat problem i att den avlägsnade filmtjockleken med onödig epitaxifilm i återetsningssteget efter inbäddningssteget kan vara påtagligt större än kanaldjupet.

I syfte att åstadkomma ovannämnda mål har uppfinnarna av denna uppfinning allra först studerat problemet i ett fall, där tillverkningsförfarandet för tillverkning av halvledaranordningar av kiselkarbid använts på en kanalform hos ett väteetsningsförfarande. ﬁ-\|'\~~...-__b.. __; ñ-u:.. _ .i un: n | n 10 15 20 25 30 35 527 90 ( _11 12 Såsom tidigare förklarats, beträffande en förprocess för inbäddningstillväxt, måste detta ändamål erfordras att av ångfasdlffunderingshastighet, hörndelen hos kanalbottendelen rundas av. För sätts till styrning och den etsningsreaktionen ytreaktionshastighetsstyrning med vilken facettplanen uppträder måste undertryckas. Ett ﬂertal facettplan uppträder i enlighet med en olikhet i ytenergi hos de respektive kristallsidorna i ett fall, där reaktionsprodukter, som framställs i en etsningsreaktion, är tillräckligt diffunderade (evakuerade), och vidare är en reaktionstemperatur tillräckligt låg. När framställs, blir etsningsreaktionsmodet styrning av ytreaktionshastighet. Följaktligen, för att detta ett sådant villkor inträffar under vilket dessa facettsidor etsningsreaktionsmod skall sättas till styrning av ängfasdiffunderingshastighet, ökas reaktionstemperaturen i syfte att tillräckligt reagera, även om någon av sidriktningarna, och/eller trycket ökas i syfte att undertrycka diffunderlngen av reaktionsprodukterna.

Följaktligen genomförde uppﬁnnarna ett försök med ett väteetsningsförfarande under användning av ett prov, där en kanalform hade formats i ett (0001)-Si-sldkiselkarbidsubstrat.

Vid denna tidpunkt valdes temperaturen för detta kiselkarbidsubstrat till att vara mellan 1500 och 1650°C, och trycket valdes till att vara 2,7 x 104 Pa (200 Torr) och 8,6 x 104 Pa (600 Torr). Fig. 3 och 16 visar ett diagram och en graf för att indikera resultaten från detta försök. l fig. 16 representerar en cirkel "O" ett villkor för styrning av ångfasdiffunderingshastighet, en triangel, dvs. "A" representerar ett lindrigt villkor för styrning av ytreaktionshastighet, och ett kryss, dvs. "X" representerar ett villkor för styrning av ytreaktionshastighet.

Såsom visas i denna figur, vid temperaturer lika med eller högre än 1625°C, kan hörndelen rundas av under något av ovannämnda tryckvärden. Å andra sidan, vid temperaturen om 1500°C, uppstår en facettsida även under ett av tryckvärdena. Med andra ord kan uppfinnarna hitta ett faktum, att substrattemperaturen är lika med eller högre än 1625°C krävs som väteetsningsvillkor före inbäddningsprocessen i kiselkarbid. Följaktligen kan uppﬁnnarna visa att inga facettsidor uppträder även vid temperaturer om 1600°C vid trycket 8,6 x 10” Pa (600 Torr).

Dessutom kan uppfinnarna från andra försök visa att på grund av sidriktningsanisotropin hos etsningshastigheterna, blir etsningshastigheterna stora i denna ordning hos en "Si"-yta, en "a"-yta och en "C“-yta även under godtyckliga villkor. Detta faktum förklaras fràn det att under det att kvoten av Si-atomer i förhållande till C-atomer på substratytan bestämmer en etsningshastighet, motsvarar ett avlägsningssteg av Sí-atomer ett steg för styrning av hastighet.

Därefter betraktade uppfinnarna både problemen att en inbäddningsform förs till ett överhängningstillstànd vid ett initialt steg och att en kavitet framställs i ett slutsteg, och även 10 15 20 25 30 35 527 905 13 ett annat problem att tillväxthastigheten hos en kanalinnerdel sänks, jämför med hos en icke- kanaldel.

Först, i fallet att en tillväxtreaktion motsvarar styrning av ytreaktionshastighet (motsvarar det låga C/Si-kvotvillkoret i Materials Science Forum, sid. 131 - 134, vol. 264 - 268, 1988), dvs. i fallet där tillväxtreaktionen genomförs vid en förhållandevis låg temperatur och ràmaterialgasen tillförs i tillräcklig mängd, eftersom tillväxthastigheten bestäms av kristallsidriktníngen, blir detta ett mycket effektivt sätt när tillväxthastigheten hos ett kanalsidoplan är större än hos ett kanalbottenplan. Såsom förklarats tidigare bör det observeras att området, där tillväxten hos de specifika planen förenas med varandra gradvis minskar, på grund av styrningen av ytreaktionshastighet. Detta resulterar i att, eftersom där finns vissa möjligheter att eftersom spänning uppstår, kan inbäddningslagret med utmärkt krlstallinitet inte slutligen formas.

Sedan, i ett fall där tillväxtreaktionen motsvarar styrningen av ångfasdiffunderingshastighet (motsvarande högt C/Si-kvotvillkor i Materials Science Forum, sid. 131 - 134, vol. 264 - 268, 1988), dvs. i fallet där tillväxtreaktionen genomförs vid en förhållandevis hög temperatur och råmaterialgasen tillförs i tillräcklig mängd, eftersom en tillförsel av materialgas till en innerdel av en kanal, i synnerhet till kanalbottendelen, måste vara lägre än för icke-kanaldelen, inträffar ett sàdant problem, nämligen förekomsten av ett överhängstillstànd och en kavitet, och en filmtjocklek hos icke-kanaldelen ökar.

Uppfinnarna antar två hypoteser för att lösa ett problem beträffande styrningen av ångfasdiffunderingshastighet. Ett är att balansera mellan fällningsmängden och etsningsmängden, och det andra är att aktivera gasmigrationen, som bidrar till tillväxten.

Balanshypotesen mellan fällningsmängd och etsningsmängd beskrivs nedan.

Under det att tillväxten av en epitaxifilm är en reversibel reaktion, bestäms ett väsentligt tillväxtbelopp baserat på jämvikt mellan fällning och etsning. Med andra ord, under det att ett värde, som fås genom att subtrahera en etsningsmängd från en fällningsmängd, motsvarar en påtaglig tillväxtmängd, när det subtraherade värdet blir plus, så utförs en tillväxtprocess, under det att det subtraherade värdet blir minus, så utförs en etsningsprocess. Vid vanlig tillväxt, eftersom en etsningsmängd är försumbart liten jämfört med en fällningsmängd, är denna fällningsmängd direkt betraktad som en tillväxtmängd. Under sådana omständigheter, i fallet där både en fällning och en etsning aktiveras, nämligen en temperatur för ett substrat ökas, har uppﬁnnarna undersökt hur dessa förhållanden fungerar.

Fig. 17A - 17H är konceptuella diagram för att representera ett förhållande mellan fällningsmängder och etsningsmängder i fallet med ett lågt temperaturintervall vid ungefär 1550°C, och i fallet med ett högt temperaturintervall vid temperaturer högre än eller lika med 1625°C. Fig. 17A visar epitaxisk tillväxt i kanalen i ett fall, där den epitaxiska tillväxten genomförs med en liten mängd gastillförsel (en tillväxthastighet är ungefär 2,5 pm) vid ett 10 15 20 25 30 35 527 205 14 lågt temperaturområde om exempelvis 1550°C. Fig. 17B visar ett förhållande mellan tillväxtmängden och djupet i kanalen, och den epitaxiska tillväxten genomförs under samma villkor som i fig. 17A. lfig. 17B representerar XVllA en utfällningsmängd, XVllB representerar i en etsningsmängd och XVllC representerar en praktisk tillväxtmängd, som fås genom att subtrahera etsningsmängden från fällningsmängden. Fig. 17C visar epitaxisk tillväxt i kanalen i ett fall, där den epitaxiska tillväxten genomförs med en stor mängd gastillförsel (en tillväxthastighet är ungefär 5 pm) vid ett lågt tempemuromrâde såsom exempelvis 1550°C.

Fig. 17D visar ett förhållande mellan tillväxtmängden och djupet i kanalen, och den epitaxiska tillväxten genomförs under samma villkor som i fig. 17C. Fig. 17E visar epitaxisk tillväxt i kanalen i ett fall, där den epitaxiska tillväxten genomförs med liten mängd gastillförsel (en tillväxthastighet är ungefär 2,5 pm) vid ett högt temperaturområde, exempelvis 1625°C. Fig, 17F visar ett förhållande mellan tillväxtmängden och djupet i kanalen, och den epitaxiska tillväxten genomförs under samma villkor som i fig. 17E. Fig. 17G visar epitaxisk tillväxt i kanalen i ett fall, där den epitaxiska tillväxten genomförs med en stor mängd gastillförsel (en tillväxthastighet är ungefär 5 pm) vid ett högt temperaturomràde, exempelvis 1625°C. Fig. 17H visar ett förhållande mellan tillväxtmångden och djupet i kanalen, och den epitaxiska tillväxten genomförs under samma villkor som i fig. 17G. l detta förhållandena fällningsmängderna och etsningsmängderna i ett fall, där en tillförselmängd med gas, som fall visar det konceptuella diagrammet de respektive mellan används vid epitaxisk tillväxt, har omkopplats till en stor gastillförselmängd och en liten gastillförselmängd.

Såsom visas i fig. 17, i fallet där den epitaxiska tillväxten genomförs vid det normala påtagligt väsentligen lika låga temperaturintervallet, eftersom etsningsmängden är mindre än fällningsmängden, blir den erforderliga tillväxtmängden med fällningsmängden, så att ovan beskrivna problem inte kan lösas. Å andra sidan, i det fall där epitaxisk tillväxt genomförs vid det höga temperaturintervallet, nämligen när fällningsmängden blir lika med etsningsmängden, är de kanaldjupberoende egenskaperna för fällningsmängden annorlunda än för de kanaldjupberoende egenskaperna för etsningsmängden. Följaktligen föreligger vissa möjligheter att den erforderliga tillväxtmängden för kanalbotten kan bli större än den för icke-kanaldelen. l detta senare fall är det möjligt at lösa ovan beskrivna problem.

Den andra tekniska idén berör aktiveringen av migreringen av gasfröet enligt följande: Det vill säga, allmänt, vid epitaxisk tillväxt absorberas, för det första, absorberas ett gasfrö på en yta hos ett substrat, och därefter utföres migreringen av det absorberade gasfröet enligt termisk energi, och därefter fås detta gasfrö att växa vid en optimal position. Detta migreringsavständ är beroende av substratets temperatur, konkaver/konvexer hos C:\Documents and Setfinnstlﬂl \l nml SnninnruTf-»mnnmrv lninrnøf Filßfsini Kom-i mwcwnn am- 10 15 20 25 30 35 527 905 15 substratytan, och en mängd tillförd materialgas. Ju mer substrattemperaturen ökas, desto längre blir migrationsavstàndet. Ju mindre konkaverna/konvexerna hos ytan blir, desto längre blir migrationsavstàndet. Ju mindre mängden tillförd materialgas blir, desto längre blir migrationsavstàndet.

Följaktligen, när ett steg för att avlägsna skador utförs i en vätgasatmosfär vid hög temperatur före den epitaxiska tillväxten, avrundas en hörndel hos en kanalöppningsdel, så att inte bara penetreringen av materialgas in i kanalen effektivt kan snabbas pà, utan även konkaverna/konvexerna hos kanalsidoplanet och konkaverna/konvexerna hos hörndelen hos kanalöppningsdelen kan minskas pà atomär nivå. Detta resulterar i att en effekt som kan förlänga migreringsavståndet under den epitaxiska tillväxten kan åstadkommas. Med andra ord kan stoppandet av gasfröet i kanalöppningsdelen undertryckas, och dessutom kan tillväxten i kanalen ökas.

Dessutom, om substrattemperaturen under den epitaxiska tillväxten ökas, så kan migrationsavstàndet ytterligare förlängas, och tillväxten i kanalen kan snabbas pá. Dessutom kan uppfinnarna i betraktande av migrationsavstàndet ta hänsyn till att ju mindre mängden tillförd materialgas blir, desto bättre kan inbäddningsegenskaperna bli. Det vill säga, uppﬂnnarna kan ha en sådan teknisk idé. Skadan avlägsnas i en vätgasatmosfär vid hög temperatur; den epitaxiska tillväxten genomförs vid den höga temperaturen; och dessutom begränsas mängden tillförd materialgas, så att migrationsavstàndet kan förlängas. Den epitaxiska tillväxten i kanalöppningsdelen kan minskas. Tillväxten i kanalen kan ökas. Detta resulterar i att förekomsten av överhängsform och kavitet hos teknikens ståndpunkt kan förhindras.

Vidare, under det att tillväxten av en epitaxisk film är en reversibel reaktion, bestäms den erforderliga tillväxtmängden baserad pá en jämvikt mellan en fällning och en etsning.

Med andra ord, under det att ett sådant värde, som fås genom att subtrahera en etsningsmängd från en fällningsmängd, motsvarar en erfordrad tillväxtmängd, när det subtraherade värdet blir positivt, så utförs en tillväxtprocess, under det att när det subtraherade värdet är negativt, så utförs en etsningsprocess. Vid vanlig tillväxt, eftersom en etsningsmängd är försumbart liten jämfört med en fällningsmängd, kan denna fällningsmängd direkt betraktas såsom en tillväxtmängd. Under sådana omständigheter, i fallet där både en fällning och en etsning aktiveras, nämligen en temperatur hos ett substrat ökas, har uppfinnarna undersökt hur dessa förhållanden fungerar.

Fig. 8A och tig. 8B visar konceptuella diagram för att representera predicerade tillväxtmoder i ett fall, där en kanal formas i en (0001)-Si-sida, ett sidoplan definieras som en "a"-sida, och en substrattemperatur ökas. VlllA representerar ett omrâde som skall etsas med vätgas, VlllB representerar ett område som påverkas av vätgasetsning, och VlltC representerar en epitaxisk tillväxldel (dvs. ett skuggat område). 10 15 20 25 30 35 205 527 16 För det första indikerar fig. 8A en form som fås med en Hz-etsningsprocess, när materialgas (SiH4, C3H8) inte adderas till bärgasen (H2). På grund av sidriktningsanisotropin hos ovannämnda Hg-etsningsprocess är etsningshastigheten hos sidoplanet hos kanalen 100 högre än etsningshastigheterna hos bottenplanet hos kanalen 100 och icke-kanaldelen, där den resulterande formen fås genom att selektivt etsa sidoplanet i kanalen 100. Dessutom rundas kanaldelen av kanalen 100 av på grund av effekten fràn styrningen av ângfasdiffunderingshastigheten. Ä andra sidan indikerar fig. 8B en tillväxtform, som fås när materialgas (SiH4, C3H2) adderas till bärgasen (H2). l detta fall påverkas tillväxten kraftigt av sidriktningsanisotropin hos den ovan beskrivna Hz-etsningsprocessen, så att tillväxthastigheten hos ”a”-sidan blir lägre än hos Si-sidan. Detta resulterar, beträffande tillväxthastigheterna, i att det är förutsägbart att tillväxthastigheten ökas i denna ordning hos det övre planet hos kanalen 100, det undre sidoplanet hos kanalen 100, icke-kanaldelen och bottendelen av kanalen 100.

Därefter, när denna tillväxthastighet åstadkoms, anser uppfinnarna att ovannämnda problem kan lösas. Det vill säga, beträffande problemet att inbäddningsformen förs till överhängstíllstàndet i startsteget, och kaviteten framställs i slutsteget. Således, beträffande i problemet, blir tillväxthastigheten hos kanalens inre del mindre än hos icke-kanaldelen.

Dessa problem kan lösas. Följaktligen har uppfinnarna genomfört bekräftande experiment på nedan beskrivna sätt.

Under det att uppfinnarna av denna uppfinning använder ett prov, där en kanalform har formats i ett kiselkarbidsubstrat och dessutom både en tillväxttemperatur och en materialgastillförselmängd (erfordrad tillväxthastighet) har ändrats som en tillväxtparameter, har inbäddad inbäddningstillväxtprocessen utförts under ett villkor vid en temperatur om 1625°C och ett tryck om 2,7 x 104 Pa (200 Torr).

Fig. 9 visar resultaten av detta experiment. I fig. 9 representerar en cirkel, dvs. ett tillväxtprocess utförts. Samtidigt har vätgasetsningsprocessen före villkor att ingen kavitet formas, och ett kryss, dvs. "X" representerar ett villkor att en kavitet har formats. Detta resulterar i ett prov, där tillväxttemperaturen är lika med eller högre än 1625°C, och också tillväxthastigheten har ungefär 2,5 pm eller mindre, kan ovan beskrivna problem lösas. Med andra ord förs inte provet till överhängstillstånd i startsteget, och dessutom uppstår ingen kaviteti slutsteget. Således visar fig. 10A, 10B, 10C tidsförändringar i tillväxtformer i fallet där tillväxttemperaturen är 1625°C, och tillväxthastigheten är ungefär 2,5 um. Fig. 10A visar ett villkor där 10 minuters tillväxt genomförs, fig. 10B visar ett villkor där en 30 minuters tillväxt genomförs, och ﬁg. 10C visar ett villkor där en 60 minuters tillväxt tillväxtdel (dvs.

Tillväxthastigheten ökas i denna ordning hos det övre sidoplanet hos kanalen 100, det undre genomförs. Vlll representerar en epitaxisk en skuggad area).

P-tñnm-v-nßdﬂ -n-O O-uz-“uu |r\r \| ---i e-uz-.....i'r-.....----. |..t-__ _. |-:|__\r\| l/nmaanannﬁnn J- _ 10 15 20 25 30 35 17 sidoplanet hos kanalen 100, icke-kanaldelen och bottendelen hos kanalen 100. Med andra ord ökas tillväxthastigheten hos innerdelen av kanalen 100, jämfört med hos icke-kanaldelen.

Detta faktum är inte motsägelsefullt till en sådan slutsats, som leds från ett sådant faktum att etsningshastigheten hos "a"-sidan är större än hos Si-sidan.

Fig. 23A och ﬁg. 238 visar konceptuella diagram för att visa predicerade tillväxtmod i fallet där kanaler 100 formas i "(000-1)-C"-sidorna, och sidoytorna bestäms som "a"-sidor.

XXlllA representerar en epitaxisk tillväxtdel (dvs. skuggat område). Fig. 23A indikerar en tillväxtform i fallet tillväxthastighet (styrning av àngfasdiffunderingshastighet). Vanligtvis kan denna tillväxtform åstadkommas vid en med en styrning av materiell tillväxttemperatur om ungefär 1550°C och i en tillväxthastighet om ungefär 2,5 pm/h.

Nu, om temperaturen för den epitaxiska tillväxten ökas ytterligare (nämligen styrningen av ångfasdiffunderingshastigheten betonas), påverkas ovan beskrivna sidazimutanisotropi hos vätgasetsningen. Med andra ord, ett villkor att etsningshastigheten hos ”C"-sidan är större än etsningshastigheten hos "a"-sidan kan ge en påverkan, så att tillväxthastigheten hos "a”-sidan blir stor, jämfört med tillväxthastigheten hos "C"-sidan, och följaktligen kan tillväxtformen, som visas i fig. 238, åstadkommas. l detta fall blir tillväxten hos kanalsidan på den högsta hastigheten, och följaktligen kan förekomsten av överhängstillstånd vid startsteget undertryckas, och dessutom kan förekomsten av kavitet vid slutsteget undertryckas. I detta kan fall kan inte ett par utplaningseffekter orsakade av etsningsprocessen ges, så att blockeringen av öppningsdelarna hos kanalerna 100 kan förhindras. Vidare, när inbäddningsprocessen genomförs, blir tillväxtﬂlmtjockleken hos icke- kanalformningsdelen liten, jämfört med djupet hos kanaldelen orsakad av sidazimutanisotropin hos tillväxthastigheten. Detta resulterar i att den avlägsnade ﬁlmtjockleken hos onödig epitaxisk film i återetsningssteget efter inbäddningsprocessen kan minskas.

Under det att uppfinnarna enligt uppfinningen använde ett prov, där en kanalform har formats i en (0001-1)-C-sida hos ett kiselkarbidsubstrat, och dessutom både en tillväxttemperatur och en materialgastillförselmängd (erfordrad tillväxthastighet) har ändrats beträffande en tillväxtparameter, har inbäddad tillväxtprocess utförts. Samtidigt har en vätgasetsningsprocess före inbäddningstillväxtprocessen utförts under ett villkor med en temperatur om 1625°C och ett tryck om 2,7 x 104 Pa (200 Torr).

Fig. 24 visar resultaten av detta experiment. Detta resulterar i att ett sådant prov där tillväxttemperaturen är lika med eller högre än 1625°C, och dessutom där tillväxthastigheten är ungefär 2,5 pm eller mindre, kan ovan beskrivna problem lösas. Med andra ord förs provet inte till överhängstillständ i startsteget, och dessutom uppstår ingen kavitet i slutsteget.

Tillväxthastigheten ökas i denna ordning hos icke-kanaldelen, bottendelen hos kanalen 100, r\.\r\--..__-_;- __Jr~..|~, t-A-U .ß ..- .Q . . ..--. .@~..,....... . 10 15 20 25 30 35 fri FJ ya 18 det övre sidoplanet hos kanalen 100, det undre sidoplanet hos kanalen 100. Med andra ord, efter att inbäddningsprocessen har avslutats, kan tillväxttjockleken och icke-kanaldelen vara mindre än kanalens djup.

(Första utföringsform) Fig. 1 visar ett snitt av en J-FET, som tillhandahålls i en halvledaranordning av kiselkarbid enligt en första utföringsform av uppfinningen. Konstruktionen för J-FET beskrivs nu med hänvisning till fig. 1.

Såsom visas i fig. 1, under det att ett Nïtypsubstrat 1 med en kiselkarbid "(0001"-Si- sida har använts och detta Nïtypsubstrat 1 har gjorts i en koncentration med hög andel orenheter lika med eller högre än exempelvis 1 x 1019 cm'3, har ett Nïdriftlager 2 formats på en huvudsida av detta Nïtypsubstrat 1, och detta Nïdriftlager 1 har gjorts med en låg koncentration orenheter om exempelvis mellan 1 x 1013 till 5 x 1015 cm'3. Ett första grindområde 3 av ett Pïtyplager har fåtts att epitaxiskt växa på ytan hos Nïdrlftlagret 2.

Detta första grindområde 3 är gjort i en hög koncentration orenheter om exempelvis 5 x 1011 im s x 1019 cm? Vidare har ett Nïtypområde 4 fåtts att epitaxiskt växa på ytan hos det första grindområdet 3. Dessutom har ett Nïtypemitterområde 5 fåtts att epitaxiskt växa på ytan hos Nïomràdet 4, under det att Nïtypemitterområdet 5 är gjort med en hög andel orenheter om exempelvis 1 x 1018 till 5 x 1019 cm'3. Eftersom Nïtypområdet 4 är anordnat mellan N*- typemitteromràdet 5 och Pïtyp första grindområdet 3, dämpar detta Nïtypomràdet 4 ett elektriskt fält mellan PN-förbindelserna med hög koncentration. Nïtypomràdet 4 kallas nedan ett “område för dämpning av elektriskt fält (första omrâde för dämpning av elektriskt fält)”. En tjocklek hos detta område för dämpning av elektriskt fält 4 är gjort mindre än eller lika med exempelvis 0,5 pm, och en koncentration orenheter däri har gjorts mindre än hos Nïtypemitteromràdet 5.

Dessutom har en kanal 6 formats på ett sådant sätt att denna kanal 6 tränger in från ytan hos Nïtypemitterområdet 5, genom området för dämpning av elektriskt fält 4, och det första grindområdet 3, och därefter, når Nïtypdriftområdet 2. Ett Nïtypkanallager 7 gjort med en koncentration av orenheter väsentligen lika med den nos Nïdriftområdet 2 har fåtts att epitaxiskt växa på en innervägg hos denna vägg 6. Ett andra grindområde 8 av Pïtyp gjort i en koncentration orenheter väsentligen lika med den hos det första grindområdet 3 har fåtts att epitaxiskt växa på ytan hos detta Nïtypkanallager 7 på ett sådant sätt att kanalen 6 inbäddas. Ytan hos Nïtypkanallagret 7 och ytan hos det andra grindområdet 8 bildar samma plan som ytan hos emitterområdet av N"-typ 5.

Samtidigt som en andra grindelektrod 9 har elektriskt förbundits med ytan hos det andra grindområdet 8, har en mellanliggande isolerande film 10 formats på ett sådant sätt att denna mellanliggande isolerande film 10 täcker den andra grindelektroden 9. Dessutom har 10 15 20 25 30 35 E27 205 19 en emitterelektrod 11 formats, vilken är elektriskt förbunden med Nïtypemitteromràdet 5 via ett kontakthàl format i den mellanliggande isolerande filmen 10.

Dessutom, såsom visas i snittet àtskilt från ﬁg. 1, samtidigt som det första grindomràdet 3 också är elektriskt förbundet med den första grindelektroden 12, styrs en spänning, som matas till det första grindomràdet 3 via den första grindelektroden 12. Därefter, samtidigt som en kollektorelektrod har formats på baksidan av Nïtypsubstratet 1, har den halvledarkonstruktion som visas i fig. 1 åstadkommits.

Nämnda J-FET, som har konstruerats på ovan beskrivna sätt, drivs vanligtvis i frän- mod. Denna operation skiljer sig från den andra, beroende på förbindelsemod hos den första grindelektroden 12 och den andra grindelektroden 9, och operationen utförs pä nedan beskrivna sätt.

I ett sådant mod, där potentialerna vid den första grindelektroden 12 och den andra grindelektroden 9 kan styras, utförs en dubbelgrinddrift, som styr en utvidgningsmängd hos utarmningslager, vilka utvidgas från både nämnda första och andra grindområden 3 och 8 mot sidan för Nïtypkanallagret 7 baserat på potentialerna hos nämnda första och andra grindelektroder 12 och 9. Exempelvis, när ingen spänning matas till nämnda första och andra elektroder 12 och 9, klipper Nïtypkanallagret 7 av utarmningslagren, vilka utvidgas från nämnda första och andra grindområden 3 och 8. Detta resulterar i att en ström mellan emitter och kollektor slås från. Därefter, när en framåtriktad förspänning matas mellan nämnda första och andra grindområden 3, 8, och Nïtypkanallagret 7, reduceras utvidgningsmängden för utarmningslagren, vilka utvidgas mot Nïtypkanallagret 7. Detta resulterar i att en kanal sätts, och en ström flyter mellan emitter och kollektor.

I ett sådant mod, där endast potentialen för nämnda första grindelektrod 12 kan styras pà ett oberoende sätt, och potentialen för den andra grindelektroden 9 är lika med exempelvis potentialen för emitterelektroden 11, utförs engrindsdrift, som styr utvidgningsmängden för utarmningslagret. Detta utarmningslager utvidgas från sidan hos det första grindomràdet 3 mot sidan hos Nïtypkanallagret 7 baserat på potentialen för den första grindelektroden 12. Dessutom, i detta fall med engrindsdrift, utförs en likartad operation i fallet med dubbelgrinddrift. Emellertid genomförs ett kanalinställningsförfarande endast med utarmningslagret utvidgat från sidan hos den första grindelektroden 3. l ett sådant mod där endast potentialen för den andra grindelektroden 9 kan styras på ett oberoende sätt, blir potentialen för den första grindelektroden 12 exempelvis potentialen för emitterelektroden 11, där engrindsdrift utförs, som styr utvidningsmängden för utarmningslagret. Detta utarmningslager utvidgas från sidan hos det andra grindomràdet 9 mot sidan för Nïtypkanallagret 7 baserat på potentialen för den andra grindelektroden 9.

Dessutom, i detta fall med engrindsdrift, utförs en likartad operation i fallet med fMthfv-.u-vw-o» »qui O..u:......\ in! u ---i z~_u:-_-t-r-.._-._._. ut-.- _. ø-«|_.«f~» i”\~..».~~~.~» i 10 15 20 25 30 35 dubbelgrinddrift. endast av utarmningslagret utvidgat från sidan hos det andra grindomràdet 9.

Emellertid genomförs ett kanalinställningsförfarande Därefter beskrivs ett förfarande för tillverkning av halvledaranordningeniav kiselkarbid, som visas i fig. 1, med hänvisning till tillverkningsstegen för halvledaranordningen av kiselkarbid, som visas i fig. 2A - 2F.

[Tillverkningssteg som visas i fig. 2A] Först tillverkas Nïtypsubstratet 1 med kiselkarbld "(0OO1)-Si"-sidan. När substratet 1 med en sådan sidinriktning används, även när snedställningsvinkeln för kanalen 6 inte är lika med exempelvis 90°, görs kvoterna för kolatomerna i förhållande till kiselatomerna, som finns på ytorna hos sidoplanen av kanalen 6, väsentligen lika med varandra. Följaktligen kan parametrarna för halvledaranordningen lätt konstrueras.

Därefter tillverkas ett halvledarsubstrat 20 av kiselkarbid, där Nïtypdriftlagret 2, Pïtyp första grindomràdet 3, Nïtypområdet 4 och Nïtypemitterområdet 5 har väsentligen staplats på Nïtypsubstratet 1 med en sådan sidinriktning. Nïtypdriftlagret 2, Pïtyp första grindomràdet 3, Nïtypområdet 4, Nïtypemitteromrädet 5 är gjorda av epitaxifilmer. En LTO- film (oxidfilm) 21, som blir en mask för kanaletsningsprocessen, formad på det övre planet av detta halvledarsubstrat 20, och därefter, mönstras det resulterande halvledarsubstratet 20 med fotolitografi. Som ett mönster sätts ett sådan bandmönster, där en longitudinell riktning hos denna öppningsdel är lokaliserad parallellt med fràn-riktningen för substratet 20; en bredd (kanalbredd) hos öppningsdelen sätts till exempelvis 2 pm; och ett avstånd mellan kanalmönstren sätts till exempelvis 1,5 pm.

När kanalmönstren sätts till bandmönster, vilka är lokaliserade parallellt med från- riktningen för halvledarsubstratet 20, förblir kristallsidorna hos båda sidoplanen fullständigt symmetriska i förhållande till kristallsidoriktningen. Vidare, såsom förklaras nedan, under den epitaxiska tillväxten, är det möjligt att undvika bildandet av en "C"-sidofacett, som framställts av en hörndel hos en övre del av kanalen 6. Detta resulterar i att både former och orenhetsprofiler hos epitaxifilmerna, vilka formas på båda sidoplanen hos kanalen 6, blir fullständigt symmetriska i förhållande till varandra, och följaktligen kan elektriska egenskaper, exempelvis tröskelspänningar hos en halvledaranordning göras fullständigt homogena.

Dessutom, eftersom "C"-sidofacetten inte finns på den övre delen av kanalen 6, är det också möjligt att undvika läckströmsfel hos halvledaranordningen.

[Tillverkningssteg visat i ﬁg. 28] Därefter utförs en torretsningsprocess för bildandet av kanalen 6 samtidigt som LTO- filmen används som en mask, exempelvis en kanal 6 formas, vilken tränger in genom det första grindomràdet 3 och når Nïtypdriftlagret 2 under ett villkor, där en snedställningsvlnkel därav är större än eller lika med 80°; och ett djup hos kanalen 6 är djupare än, eller lika med P-Hﬁnr-nmﬁnve »md Qfmim-wt in! u Nm! c-u;..,~.-\T._m--m...1..o.-......| |::|....\n| unnu qnusn-rnn 4.... 10 15 20 25 30 35 E27 205 21 4 pm, nämligen ett rektangelvärde större än eller lika med 2. Samtidigt, på grund av skador orsakade av torretsningsprocessen, framställs ytkonkaver/konvexer av storleksordningen 100 nm på sidoplanen hos kanalen 6, och ytkonkaver/konvexer av storleksordningen 10 nm framställs på bottenplanet av kanalen 6. Dessutom har alterneringslager med djup av ungefär 10 nm framställts pá sidoplanen och bottenplanet hos kanalen 6.

[Tillverkningssteg visat i ﬁg. 2C] Därefter utförs ett steg för avlägsnande av skador för kanaletsningsprocessen i en vätgasatmosfär vid hög temperatur. Närmare bestämt har ett villkor beträffande steget för avlägsnande av fel bestämts baserat på ett experimentellt försök.

Det vill säga, anta att en temperatur hos substratet 1 definieras som en undersökning har gjorts beträffande förhållandet mellan inversen "(1/'l')“ hos denna substrattemperatur "T" och trycket och därefter har det resultat som visas i fig. 3 tagits fram. l denna figur avser symbolen "O" ett fall, där ett etsningsreaktionsmod blir styrning av àngfasdiffunderingshastighet. Symbolen "A" indikerar ett fall, där ett etsningsreaktionsmod i grunden är styrning av àngfasdiffunderingshastighet, men där finns en liten andel av styrning av ytreaktionshastighet. Symbolen ”X” avser ett fall, där ett etsningsreaktionsmod blir styrning av ytreaktionshastighet. Från detta relationsdiagram kan följande fakta fås: När förhållandet hos nedan nämnda formel kan uppfyllas, så blir etsningsreaktionsmodet styrning av àngfasdiffunderingshastighet. Det vill säga, som en gräns mellan substrattemperaturer och tryck i fallet, där etsningsreaktionsmodet blir styrning av àngfasdiffunderingshastighet och i fallet där det finns styrning av ytreaktionshastighet i ovan beskrivna fall, dras en rak linje med avseende på maxvärdena hos substrattemperaturen och trycket i det fall, där etsningsreaktionsmodet blir styrning av ångfasdiffunderingshastighet, som har fåtts från experimentella försök, och sedan uttrycks denna raka linje som en linjär ekvation.

P x 1,33 x 1o2 2 arr-b (ekvation 1) Det bör observeras att symbolerna ”a” och "b" indikerar konstanter, dvs. a = 4,16 x 106, och b = 2,54 x 10“.

Följaktligen, enligt det första utföringsmodet, i en vätgasatmosfär vid en temperatur högre än eller lika med 1600°C vid ett reducerat tryck, exempelvis, i en vätgasatmosfär vid en hög temperatur om 1625°C och vid ett tryck om 2,7 x 104 Pa (200 Torr), utförs förfarande för eliminering av skada för kanaletsningsprocessen under ungefär 5 minuter.

Vid denna tidpunkt bör det observeras att en övre gränstemperatur i steget för avlägsnande av skada sätts till 1700°C. Anledningen är följande: När den övre temperaturgränsen överskrider 1700°C, ﬁnns vissa möjligheter att stegklungning uppträder på substratytan. När den övre temperaturgränsen blir mindre än eller lika med l700°C, kan förekomsten av stegklungningen undvikas.

P-Uﬁnm-m-nh- »na QAm-...A inr ir ---i b..u:.._..r-r-..----_. i-..._ .A r-n. .inr tu-tmaafwnﬂwﬂ» i 10 15 20 25 30 35 527 205 22 Såsom förklarats tidigare, eftersom steget för avlägsnande av skada utförs under ungefär 5 minuter, etsas ungefär 20 nm av sidoplanen hos kanalen 6 bort, och ungefär 40 nm av bottenplanet därav etsas bort, så att både ytkonkaver/ytkonvexer och alterneringslager fullständigt avlägsnas.

Dessutom avlägsnas samtidigt LTO-filmen 21 hos masken för kanaletsningsprocessen fullständigt. Med andra ord, även om LTO-filmen 21 har använts som mask för kanaletsningsprocessen, är en oxidfilm hos en halvledarkvalitet behäftad med en egenskap, att denna oxidfilm lätt kan etsas bort, och dessutom finns ingen kontaminering såsom en metall. Följaktligen, när denna egenskap används, kan både steget för avlägsnande av skada, som använder vätgas vid hög temperatur, och ett steg för avlägsnande av kanalmask utföras samtidigt. Detta resulterar i att ett sådant steg för avlägsnande av kanalmask kan uteslutas, som kan tänkas erfordras mellan kanalbildningssteget och steget för avlägsnande av skada under användning av vätgas vid hög temperatur.

Dessutom reduceras samtidigt ytkonkaver/konvexer hos kanalsidoplanen med ungefär 5 nm. Under etsningsvillkoret vid denna tidpunkt blir etsningsreaktionen styrning av àngfasdiffunderingshastighet. Detta resulterar i att en sådan kanalhörndel som en kanalöppningsdel och en kanalbottendel får en rund form utan facettplan. Hos denna kanalöppningsdel kan denna runda form effektivt snabba på inträngningen av materialgas in i kanalen 6, när en epitaxisk film fås att växa i nästa tillverkningssteg. Detta resulterari att det är möjligt att undvika förekomsten av en överhängsform i det fall, där kvadratvärdet för kanalen 6 har satts till att vara högt. Följaktligen, även när både Nïtypkanallagret 7 och P'- typ för det andra grindområdet 8 formas i eftersteget, kan kanalen 6 inbäddas av dessa kanallager 7 och det andra grindområdet 8 i syfte att inte framställa någon kavitet. Å andra sidan, eftersom kanalbottendelen är behäftad med effekten att kunna fördela en kristallspänning, som uppstår under den epitaxiska tillväxten, i syfte att dämpa denna kristallspänning, kan en epitaxifilm med bättre kristallinitet formas. Dessutom, vid denna tidpunkt, reduceras en längd hos en plandel (Si-plandel) mellan kanalmönstren frän 1,5 pm till 1,1 um med en etsningsprocess.

[T illverkningssteg visat i fig. 2D] Därefter formas ett Nïtypkanallager 7 gjort av en epitaxisk tunn film kontinuerligt formad i samma halvledaranordning, som en halvledaranordning, där steget för avlägsnande av skada har utförts. Såsom förklarats ovan, eftersom både steget för avlägsnande av skada och steget för bildande av tunn epitaxifilm har utförts i samma halvledaranordning, kan halvledarsubstratet inte utsättas för atmosfären, och utfällningar av kontamineringar pà ytan och halvledarsubstratet kan reduceras. Dessutom, eftersom den temperaturöknings/minskningstid, som erfordras för att värma upp substratet kan uteslutas, kan produktionskapaciteten för halvledaranordningen förbättras. r\.\r\-..._..--A- ...|ø~...- tia... .A .r- ._ .. __.. ._...__....... _.. 10 15 20 25 30 35 (71 ra w Vid detta steg för epitaxisk tillväxt utförs den epitaxiska tillverkningsprocessen genom som bildar materialgasen, in i en att leda både SiHr-gas och CgHß-gas, vätgasatmosfärskammare vid en hög temperatur, högre än eller lika med 1625°C. Därefter används Nz-gas, som blir dopingsgasen (tlllsättning av föroreningar), på lämpligt sätt i syfte att styra N-typorenhetskoncentrationen. Dessutom, vid denna tidpunkt, föredras att sätta en övre temperaturgräns för denna epitaxiska tillväxt till att vara 1700°C så att stegklungning inte inträffar.

Därefter sätts gasflödeshastigheten på ett sådant sätt att tillväxthastigheten blir lägre än eller lika med 2,5 pm/h. Eftersom tillväxthastigheten har satts till en sådan tillväxthastighet, fortskrider den epitaxiska tillväxten med ångfasdiffunderingsreaktion, och det är möjligt att undvika att ett facettplan uppträder efter den epitaxiska tillväxten.

Såsom förklarats tidigare, eftersom den epitaxiska tillväxtreaktionen blir ångfasdiffunderingsreaktionen, kan en epitaxifilm med bättre krlstallinitet och lägre kristallspänningsdistorsion formas även i kanalhörndelen och kanalbottendelen. Dessutom, eftersom både etsning och fällning aktiveras, och etsningsmängden är i jämvikt med fällningsmängden, snabbas etsningsprocessen på sidoplanet ("a"-sidan) pà, så att tillväxtmoderna, där tillväxthastigheterna sekventiellt ökas i denna ordning hos kanalsidoplanet, icke kanaldelen, och kanalbottendelen realiseras. Samtidigt, eftersom tillväxthastigheten hos den lägre delen av sidoplanet kan vara större än tillväxthastigheten hos den övre delen av detta sidoplan, kan förekomsten av s.k. "överhängsform" undertryckas.

Dessutom, eftersom kanalmönstren motsvarar band, vilka är lokaliserade parallellt med frànrlktningen hos substratet 1, blir både former och orenhetsprofiler, som hos epitaxifilmerna, vilka är formade på båda sidoplanen hos kanalen 6, fullständigt symmetriska i förhållande till tröskelspänningar hos halvledaranordningar göras homogena. Vidare är det möjligt att varandra, och följaktligen kan elektriska egenskaper såsom förhindra bildandet av ”C"-sidfacettplanet, som framställs från hörndelen hos den övre kanaldelen. Detta resulterar i att ett element med bättre pà/från-prestanda kan åstadkommas.

[T illverkningssteg visat i fig. 2E] Därefter formas som ett inbåddningslager, ett andra grindomràde av Pïtyp 8 under likartade epitaxiska villkor som Nïtypkanallagret 7. När det andra grindområdet 8 formas, fås en annorlunda egenskap i förhållande till bildandet av Nïtypkanallaglet 7 enligt följande, Det vill säga, eftersom typen för detta andra grlndomràde motsvarar en P-typ, används trimetylaluminium i stället för NZ. Dessutom, i detta fall, eftersom etsningsmängden är balanserad med fällningsmängden, snabbas etsningsprocessen på sidplanet ("a”-sidan) på. l synnerhet, i ett steg, där inbäddningsprocessen har fortskridit, försvinner plandelen (Si- ﬁ-\n..,...........-- --.|e~-...=___t-f~.n ___-n ..- .v . - 4--- --»«---»---«----- - 10 15 20 25 30 35 527 205 24 siddelen) mellan kanalmönstren fullständigt, så att tillväxten ytterligare undertrycks. Detta resulterar i att tillväxthastigheterna sekventiellt ökas i denna ordning hos kanalsidplanet, icke-kanaldelen och kanalbottenplanet. eftersom tillväxthastigheten hos kanalens undre del kan göras stor, jämfört med den för den övre kanaldelen, kan förekomsten av kaviteten undvikas. Vidare har en avlägsningsmängd i ett Därefter, även i kanalsidoplanet, återetsningssteg efter att det andra grindomrädet 8 har formats, gjorts mindre än kanaldjupet.

Vidare utförs företrädesvis en annan operation för styrning av koncentration på ett sådant sätt att koncentrationen orenheter, nämligen P-typkoncentrationen i startsteget, är annorlunda i förhållande till koncentrationen orenheter i slutsteget under epitaxisk tillväxt.

Närmare bestämt, när flödeshastigheten för trimetylaluminium styrs på ett sådant sätt att koncentrationen orenheter i slutsteget blir större än koncentrationen orenheter i startsteget, förbättras elementegenskaperna ytterligare. Exempelvis, i startsteget, väljs koncentrationen orenheter till att vara 5 x 108 cm* och tjockleken hos sidoplanet väljs till att vara 0,2 pm, och därefter inbäddas kanalen 6 i en koncentration med orenheter om 1 x 1O2° cm'3. Detta resulterar i att i ett initialt tillväxtskikt, där ett PN-förbindelsegränsplan är format, blir koncentrationen med orenheter förhållandevis låg, så att en PN-förbindelse med en bättre kristallinitet och en liten läckström och även låg kristalldistorsion formas. Å andra sidan, i slutsteget, sätts koncentrationen med orenheter till en hög koncentration med orenheter, i syfte att kontaktresistansen med avseende på en elektrod. En omkopplingshastighet hos en sänka bladresistansen hos ett inbäddningslager och också minska effektanordning kan minskas på ovan beskrivna sätt.

Uillverkningssteg visat ifig. 2F] Därefter återetsas delar av både Nïtypkanallagret 7 och det andra grindomrädet av P*- typ 8, som har formats i icke-kanaldelen, med hjälp av CMP (Chemical Mechanical Polishing: kemisk mekanisk polering) eller liknande. Därefter utförs ett elektrodformningssteg och liknande så att både N'-typkanallagret 7 och det andra grindomrädet av Pïtyp 8 som kanaltyp J-FET representerad i ﬁg. 1 färdigställs. I detta fall, eftersom tillväxthastigheterna hos epitaxi sekventiellt ökas i denna ordning hos kanalsidoplanet, icke kanal-delen och kanalbottenplanet, kan den etsningsmängd, som erfordras för återetsningsprocessen, göras mindre än kanaldjupet, och styregenskaperna för etsningsmängden kan också bli bättre.

Såsom beskrivits tidigare, i detta första utföringsmod, har en sådan kanal 6, där rektangelvärdet är större än eller lika med 2, och kanalsnedställningsvinkeln är högre än eller lika med 80°, formats på substratet 8 genom att genomföra torretsningsprocessen. Därefter etsas skadeområdet hos kanalinnerplanet under torretsningsprocessen för att avlägsnas i en vätgasatmosfär med reducerat tryck vid en temperatur högre än eller lika med 1600°C. 10 15 20 25 30 35 527 205 25 Hos förfaranden enligt teknikens ståndpunkt som använder kiselkarbidkristall, är innehållet beträffande vät etsningsfluid och torr etsningsvillkor inte tydligt, med vilket ett s.k. "kanaletsningsskadeområde" effektivt kan avlägsnas. Kanaletsningsskadeområdet är känt som ytkonkaver/konvexer, alterneringslager och liknande, som uppträder under torretsningsprocessen. Dessutom, vid offeroxidering erfordras lång bearbetningstid hos förfaranden enligt teknikens ståndpunkt. Däremot, enligt detta första utföringsmod, kan skadeomràdet avlägsnas på kort tid pà grund av egenskaperna hos vätgas vid hög temperatur. Därefter finns varken ytkonkaver/konvexer, eller alterneringslager kvar i den kanal, varifrån skadan har avlägsnats. Detta resulterar i att det är möjligt att sätta att den nivå, som framställs från alterneringslagret, inte finns. Således kan ytkonkaver/konvexer extremt reduceras.

Detta resulterar i att när den epitaxiska tillväxtprocessen utförs i eftersteget, eftersom ytkonkaver/konvexer är extremt små, är det möjligt att undvika förekomsten av den nivå i epitaxilagret, som orsakas av ytkonkaver/konvexer. Detta medför att med avseende pà de PN-förbindelser, som bildas av de respektive lagren som bildar substratet 20, och N*- typkanallagret 7, blir dessa PN-förbindelser förbindelser med små läckströmmar.

(Andra utföringsform) Nu beskrivs ett tillverkningsförfarande för tillverkning av en halvledaranordning enligt en andra utföringsform av uppfinningen. Eftersom denna andra utföringsform är väsentligen densamma som den första utföringsformen, beskrivs huvudsakligen skillnader i förhållande till den första utföringsformen.

Fig. 4A - 4E visar tvärsnitt för att schematiskt illustrera tillverkningen av en halvledaranordning enligt en andra utföringsform av uppfinningen. Dessa tvärsnitt indikerar steg för tillverkning av Nïtypkanallager 7 och ett andra grindområde av Pïtyp 8 hos en kanaltyp J-FET, som liknar den första utföringsformen. Hos denna andra utföringsform är en selektiv epitaximask inte formad i en kanal 6 hos en transistorcelldel, men används endast på en kanal hos ett upplinjeringsnyckelomràde. Detta resulterar i att en upplinjering av ett inbäddningsepitaxisteg och upplinjeringar av återetsningssteg och efterföljande steg säkerställs.

Först, såsom visas i fig. 4A, formas en LTO-film 2, som utgör en kanaletsningsmask och en upplinjeringsnyckelmask på både en transistorcelldel och en upplinjeringsnyckeldel samtidigt.

Därefter, såsom visas i fig. 48, samtidigt som LTO-filmen används som en mask, formas både en kanal 6 och en annan kanal 31 i både transistorcelldelen och upplinjeringsnyckeldelen på ett sätt som liknar den första utföringsformen. Därefter avlägsnas LTO-filmen 2, som har lämnats kvar under kanaletsningsprocessen, fullständigt genom att använda fluorväte. Såsom förklarats ovan, eftersom LTO-filmen 2 avlägsnas före rytm--. _--_-. __; r-.u-...t inn, _ __. s.k.-_. .t-ø. ._._.._ 1_._.._.. v-:|._if\| uf-.ruaanann-vnn J-. 10 15 20 25 30 35 527 20 (fl 26 ett steg för avlägsnande av skada, kan en skadlig påverkan, som orsakats av en orenhet i etsningsmaskmaterialet under epitaxitillväxtprocessen, fullständigt elimineras.

Därefter, såsom visas i fig. 4C, formas en kolfilm 32 på åtminstone kanalen 31 hos upplinjeringsnyckeldelen. Samtidigt formas ingen kolfilm 32 i närheten av kanalen 6 i transistorcelldelen medelst ett fotoetsningsförfarande.

Det har bekräftats att kolfilmen 32 är behäftad med en antíetsningsegenskap även i en vätgasatmosfär vid höga temperaturer, vid temperaturer högre eller lika med 1600°C.

Följaktligen används denna kolfilm 32 alltid även vid steget för avlägsnande av skada vid en vätgasatmosfär vid hög temperatur, och även vid ett epitaxisteg vid eftersteget. Denna kolfilm 32 formas lätt när fotoelektrisk resistans, som vanligtvis används vid en process för tillverkning av halvledare, termiskt bearbetas i en icke-oxiderande atmosfär. l det fall där en kolfilm avlägsnas, som blir onödig efter epitaxisteget, när denna onödiga kolfilm termiskt oxideras under kort tid vid en temperatur om ungefär 1000°C, kan denna onödiga kolfilm lätt avlägsnas.

Därefter, såsom visas i fig. 4D, avlägsnas en skada i kanaletsningsprocessen, och både Nïtypkanallagret 7 och ett andra grindomràde av Pïtyp 8 formas på ungefär samma sätt som hos den första utföringsformen. l detta fall, eftersom där saknas kolfilm 32 i närheten av kanalen 6 hos transistorcelldelen, utförs en process för avlägsnande av skada på ungefär samma sätt som hos den första utföringsformen, och vidare utförs en avrundningsprocess för att runda av en hörndel hos kanalen 6. Å andra sidan, eftersom kolﬁlmen 32 har formats på kanalen 31 hos upplinjeringsnyckeldelen, utförs ingen process för avlägsnande av skada hos kanaletsningen, men dessutom formas inte Nïtypkanallagret 7 och det andra grindomràdet av Pïtyp 8.

Därefter, såsom visas i fig. 4E, återetsas onödiga delar som Nïtypkanallagret 7 och det andra grindomràdet av Pïtyp 8, som har formats på andra delar än kanalen 6, medelst CMP (Chemical Mechanical Polishing: kemisk mekanisk polering), och liknande. Kolfilmen 32, formad på kanalen 31 hos upplinjeringsnyckeldelen, avlägsnas medelst termisk oxidering. Detta resulterar i att en transistorform, som indikeras i fig. 1, formas i transistorcelldelen, under det att kanalen 31 formas i upplinjeringsnyckeldelen, under det att kanalen 31 bildar ett mönster, som erfordras som ett upplinjeringsmärke hos en fotomask.

I ett fall, där en kolfilm 32, som utgör en selektiv mask, inte formas, är det svårt att observera ett upplinjeringsmärke, som används för mönsterupplinjering efter epitaxitillväxten, och upplinjeringsmärket försvinner i återetsningssteget efter att inbäddningslagret har formats. Följaktligen, när kolfilmen 32, som blir den selektiva filmen, formas på kanalen 31, som har formats för upplinjeringsändamål, är det möjligt att undvika inbäddnlng, när före och efter epitaxitillväxtprocessen utförs, och dessutom kan upplinjeringen epitaxitillväxten säkerställas. Alternativt, efter att den kolfilm 32, som har blivit den selektiva 10 15 20 25 30 35 527 205 27 masken, har avlägsnats, eftersom kanalen 31, som har formats för upplinjeringsändamål, återetsas samtidigt som djupet för kanalen 31 uppmäts i àteretsningssteget, styrs etsningsmângden så att det blir en önskvärd etsningsmängd.

Hos denna andra utföringsform har steget för termisk oxidering i syfte att avlägsna kolfilmen utförts efter återetsningssteget. Alternativt, eftersom upplinjeringsmärket endast ﬁnns kvar som slutmönster, utförs dessa respektive steg i en omvänd sekvens i förhållande till den ovan beskrivna sekvensen.

(Tredje utföringsform) Nu beskrivs ett förfarande för tillverkning av en halvledaranordning enligt en tredje utföringsform av uppﬁnningen. Eftersom denna tredje utföringsform är väsentligen densamma som den första utföringsformen, kommer egenskaper som skiljer sig från den första utföringsformen huvudsakligen att förklaras.

En tredje utföringsform av uppfinningen åstadkoms genom att utföra den första utföringsformen, och genom att ändra endast ett tillväxtvillkor i ett epltaxisteg. Det vill säga, samtidigt som en etsningsgas såsom väteklorid blandas med SiH., och CaHs motsvarande materialgasen, och H2 motsvarande bärgasen, utförs processen för epitaxitillväxt. Närmare bestämt, även beroende på en substrattemperatur, samtidigt som vätekloridgasen i mängder om mellan ungefär 1 och 5% av vätgasflödeshastigheten blandas med materialgasen och bärgasen, utförs processen för epitaxitillväxt.

Eftersom en sådan gas med etsningseffekt leds, även när processen för epitaxitillvåxt utförs vid en förhållandevis låg temperatur, kan ett villkor att etsningseffekten balanseras med fällningseffekten åstadkommas. Dessutom, i detta fall, snabbas etsningen av sidplanet ("a"-sidan) på. På samma sätt som epitaxitillväxten vid temperaturer högre än eller lika med 1625°C, även när substrattemperaturen inte når 1600°C, kan Nïtypkanallagret 7 formas i syfte att inte föras till ett överhängstillstånd, och det andra grindområdet av Pïtyp 8 kan formas på ett sådant sätt att ingen kavitet uppträder även i en kanal, vars rektangelvärde är större än eller lika med 2.

(Fjärde utföringsform) Nu beskrivs ett förfarande för tillverkning en halvledaranordning enligt en fjärde utföringsform av uppfinningen. Som halvledaranordning används en utföringsform av uppfinningen för att bilda ett Nﬂtypkanallager hos en kanaltyp-MOSFET. Fig. 5 visar en perspektiwy för att indikera en del av kanaltyp-MOSFET enligt denna fjärde utföringsform. l fig. 5 visas ett högresistivt Nïtypdriftlager 42, ett Pïtypbaslager 43 och ett N'- typemitterlager 44, som sekventiellt har staplats på ett lágresistivt Nïtypsubstrat 41, som är gjort av en hexagonal-systemkiselkarbid. Ett halvledarsubstrat 45 består av Nïtypsubstratet 41, Nïtypdriftlagret 42, Pïtypbaslagret 43 och Nïtypemitterlagret 44, under det att ett övre plan därav definieras som "(0001 )-Si”-sida. 10 15 20 25 30 527 205 28 Ett Nïtypemitterlager 44 har formats i ett förutbestämt område på en ytlagerdel i P*- typbaslagret 43. Vidare har ett làgresistivt Pïtypkontaktomràde 46 formats i ett förutbestämt hos ytlagerdelen i Pïtypbaslagret 43. Dessutom, samtidigt som en kanal 47 har formats i ett förutbestämt omrâde hos Nïtypemitterlagret 44, tränger denna kanal 47 in igenom både N*- typemitterlagret 44 och P'-typbaslagret 43, och därefter när Nïtypdriftlagret 42. Kanalen 47 har ett sidoplan 47a, som är lokaliserat vinkelrätt mot ytan hos halvledarsubstratet 45, och har ett annat bottenplan 47b, som är lokaliserat parallellt med ytan hos halvledarsubstratet 45. Dessutom är sidoplanet 47a hos denna kanal 47 avlångt utmed väsentligen [11-20]- riktningen. Vidare motsvarar en plan form hos sidoplanet 47a hos denna kanal 47 en hexagonal form, vars respektive inre vinklar är väsentligen lika med varandra. Det vill säga, när halvledarsubstratet 45 i fig. 5 ses fràn det övre planet, har en sådan layout av denna hexagonala form gjorts, samtidigt som sex kanter hos den hexagonala formen indikeras med S1, S2, S3, S4, S5 och S6. Det vill säga, i denna layout, blir en vinkel (inre vinkel), som definieras av kanten S1 och kanten S2, väsentligen 120°; en vinkel (inre vinkel) definierad av kanten S2 och kanten S3 blir väsentligen 120°; en vinkel (inre vinkel) definierad av kanten S3 och kanten S4 blir väsentligen 120°; en vinkel (inre vinkel) definierad av kanten S4 och kanten S5 blir väsentligen 120°; en vinkel (inre vinkel) definierad av kanten S5 och kanten S6 blir väsentligen 120°; och en vinkel (inre vinkel) definierad av kanten S6 och kanten S1 blir väsentligen 120°.

Ett Nïtypkanallager 48 har förlängts över ytorna mot Nïtypemitterlagret 44, P*- typbaslagret 43 och N--typdriftlagret 42 i sidoplanet 47a hos kanalen 47. Koncentrationen med orenheter hos detta Nïtypkanallager 48 är lägre än koncentrationen med orenheter hos Nïtypsubstratet 41, eller Nïtypemitterlagret 44. Nïtypkanallagret 48 tillverkas med en tunn film med en tjocklek om ungefär 1000 - 5000 Å. En kristallin typ av Nïtypkanallagret 48 är lika med den för Pïtypbaslagret 43, och blir exempelvis 4H-SiC. Även om 4H-SiC används i denna ﬁärde utföringsform, kan alternativt 6H-SiC, 3C-SiC och liknande alternativt användas.

Vidare har en grindisoleringsfilm 49 formats pà både ytan hos Nïtypkanallagret 48 i kanalen 47, och bottenplanet 47b hos kanalen 47. Dessutom har en grindelektrod 50 fyllts inuti grindisoleringsﬁlmen 49 i kanalen 47. Grindelektroden 50 har täckts med en isolerande film 51. En emitterelektrod 52 har formats som en första elektrod pà både ytan hos N*- typemitterlagret 44 och ytan hos Pïtypkontaktområdet 46. En kollektorelektrod 53 har formats som en andra elektrod på det bakre planet av Nïtypsubstratet 41.

Nu beskrivs ett förfarande för tillverkning av kanalen av typ MOSFET som visas i fig. 5 med hänvisning till ett tillverkningsstegdiagram, som indikeras i fig. 6A till ﬁg. 6C. h.\r\..-.._.....k- -..4n_»:.._.1|n|n .._|f~_..-...tv . . . v--l iﬁ-lanm.. . 10 15 20 25 30 35 527 205 29 [Tillverkningssteg som visas i fig. 6A] Först tillverkas ett halvledarsubstrat 45, där Nïtypdriftlagret 42, Pïtypbaslagret 43 och Nïtypemitterområdet 44 har sekventiellt staplats på Nïtypsubstratet 41 med en (00O1)-Si- sida av kiselkarbid. Nïtypdriftlagret 42, Pïtypbaslagret 43 och Nïtypemitterlagret 44 är gjorda av epitaxiska filmer. Därefter, på samma sätt som hos den första utföringsformen, formas en LTO-ﬁlm 60 som bildar en mask för en kanaletsningsprocess sekventiellt på ett övre plan av detta halvledarsubstrat 45, och därefter mönstras det resulterande halvledarsubstratet 45 med hjälp av fotolitografi. Såsom visas i fig. 5 används ett hexagonatt mönster såsom detta mönster, som är lokaliserat parallellt med en riktning <11-20>, vars inre vinklar är väsentligen lika med varandra. Detta mönster har satts på sådant villkor att en kanalbredd är lika med exempelvis 2 pm och ett avstånd mellan kanalmönstren är exempelvis 2 pm.

När ett sådant mönster formas, så blir både former och koncentrationsprofiler med orenheter för epitaxifilmer, vilka är formade på sidoplanet i kanalen, väsentligen lika varandra. Detta resulterar i att en transistors kanalbreddtäthet kan maximeras och vidare ett en halvledaranordning med bättre på/från-egenskaper kan åstadkommas på samma sätt som bandformen.

[T illverkningssteg visat ifig. 68] Därefter utförs en torretsningsprocess för att forma kanalen 47, samtidigt som LTO- ﬁlmen 60 används som en mask, när en sådan kanal 47 formas, vilken tränger in genom P'- typbaslagret 43 och når Nïtypdriftlagret 42 under sådana betingelser att dess snedställningsvinkel är större än eller lika med 80°; och att kanalen 47 är djupare än eller lika med 4 um, dvs. en rektangelkvot större än eller lika med 2. Vid denna tidpunkt framställs, på grund av skador orsakade av torretsningsprocessen, ytkonkaver/konvexer av storleksordningen 100 nm pá kanalens 47 sidoplan, och ytkonkaver/konvexer av storleksordningen 10 nm framställs på kanalens 47 bottenplan. Dessutom uppstår alterneringslager med djup om ungefär 10 nm i sidoplanen och bottenplanen hos kanalen 47.

[Fillverkningssteg visat i ﬁg. 6C] Därefter utförs ett steg för avlägsnande av skada på samma sätt som hos den första utföringsformen. Vid denna tidpunkt, när etsningsreaktionsmodet sätts till styrning av detta etsningsreaktionsmodet sätts till styrning av ángfasdiffunderingshastighet i dess bakre ytreaktionshastighet i den främre halvan av tillverkningssteg, och steghalva, reduceras speciellt ytkonkaverna/konvexerna hos kanalsidoplanet upp till atomstorleksordningen på grund av styrningen av ytreaktionshastigheten i den främre steghalvan. Dessutom görs hörndelen hos kanalbottendelen som en avrundad form utan facettplan på grund av styrningen av àngfasdiffunderingshastigheten i den bakre steghalvan. ﬁ.\l'\,............n.. --.n n-u:.__-i in: n . ._| n u» tw- . . .pﬂ .^. u--. . . _ 10 15 20 25 30 35 m x: ~ :i to c: m 30 [Tillverkningssteg visat i fig. 6D] Ett Nïtypkanallager 48 gjort av en tunn epitaxifilm formas därefter kontinuerligt på samma halvledaranordning, som en halvledaranordning där steget för avlägsnande av skada har utförts på samma sätt som hos den första utföringsformen. Därefter inbäddas en oxidfilm eller liknande i kanalen 47. Sedan àteretsas ett onödigt Nïtypkanallager 48, som har formats på icke-kanaldelen med hjälp av CMP (Chemical Mechanical Polishing: kemisk mekanisk polering) eller liknande, och den oxidfilm som är inbäddad i kanalen 47 avlägsnas. Därefter utförs en termisk oxidering i syfte att bilda grindisoleringsfilmen 49.

Därefter, eftersom ett formningssteg för formning av Pïtypkontaktomràdet 46 har utförts, och emitterelektroden 52 och kollektorelektroden 53 formas, har en kanal av typ MOSFET som visas i fig. 5 ástadkommits.

Hos den MOSFET som är tillverkad på ovan beskrivna sätt kan konkaver/konvexer hos kanalsidplanet reduceras pà atomnivå, och vidare kan både Nïtypkanallagret 48 och grindoxidfilmen 49, som har formats pá kanalsidoplanet bli plant i kanalomràdet. Med andra ord kan kanalerna av typ MOSFET åstadkommas, där skador från kanaletsningsprocessen har eliminerats, så ett en kanal av typen MOSFET, där kanalmobiliteten och grindoxidfilmens livslängd har förbättrats, kan tillverkas.

(Femte utföringsform) Nu beskrivs ett förfarande för tillverkning av en halvledaranordning enligt en femte utföringsform av uppfinningen. Eftersom denna femte utföringsform är väsentligen densamma som den fjärde utföringsformen. beskrivs endast skillnaderna mellan den fjärde och femte utföringsformen.

Tillverkningsstegen för denna femte utföringsform är arrangerade medelst de ovan beskrivna stegen fràn den fjärde utföringsformen, där steget för att bilda Nïtypkanallagret 48, det efterföljande steget för att inbädda oxidfilmen i kanalen 47, àteretsningssteget och steget för att avlägsna den inbäddade oxidfilmen har uteslutits. Tillverkningsstegen för den femte utföringsformen är att tillverka en inverterande kanal av typ MOSFET. l det fall där en inverterande kanal av typ MOSFET formas, även om där saknas epitaxiskt steg i kanalen 47, efter att kanalen 47 har formats, utförs ett steg för avlägsnande av skador som liknar den femte utföringsformen. Detta resulterar närmare bestämt i att när etsningsreaktionsmodet sätts till styrning av ytreaktionshastigheten i den främre halvan av detta àngfasdiffunderingshastighet i tillverkningssteg, sätts etsningsreaktionsmodet till styrning av dess bakre steghalva, så reduceras ytkonkavernas/konvexerna i kanalsidplanet till atomnivån, på grund av styrningen av ytreaktionshastigheten vid den främre steghalvan. Dessutom görs hörndelen hos kanalbottendelen som en rundad form utan facettplan på grund av styrningen av àngfasdiffunderingshastighet i den bakre steghalvan. Detta resulterar i att en kanal av typ Pﬂnnfïlimhnic :and Rbﬂinnfá lÛl \l nrzl šnﬁinnﬂTni-nnnran: lnharnat Cilßﬂﬁl KOM-I 1ñ1707fm dru- 10 15 20 25 30 35 F27 205 31 MOSFET med bättre MOS-egenskaper kan tillverkas med de enkla tillverkningsstegen, samtidigt som denna kanal av typen MOSFET har bättre egenskaper för att motstå spänning, när nämnda MOSFET är frånslagen.

Det bör observeras att stegen för avlägsnande av skador som indikeras i ovannämnda respektive utföringsformer alternativt utförs med en termisk processoperation i en vätgasatmosfär innefattande kolväten.

Eftersom kolväte adderas, undertrycks etsning av kolatomer i kiselkarbidkristallen, och följaktligen sänks hela etsningshastigheten, och därefter skiftas etsningsreaktionen till sidan för styrning av ångfasdiffunderingshastighet. Detta medför att när den termiska processoperationen utförs i en sådan vätgasatmosfär innefattande kolväte, så realiseras lätt en isotropisk etsningsprocess, jämfört med en atmosfär innefattande endast vätgas.

Närmare bestämt föredras användningen av CaHß framför kolväte. Eftersom molekylvikten för CaHe är förhållandevis stor, löses C3H8 lätt upp termiskt, och dessutom, dess ángtryck vid 0°C är 4,8 atm. Detta resulterar i att, när C3H8 späds ut med vätgas, omvandlas inte CQHB till en fluid, och kan lätt hanteras som halvledarmaterialgas.

Vidare utförs steget för avlägsnande av skador alternativt med en termisk process i en vätgasatmosfär innefattande en inert gas, exempelvis argongas.

I det fall, där atmosfärstrycket inte förändras, sänker adderandet av en inert gas såsom argongas den relativa vätgaskoncentrationen. Detta resulterar i att det inte uppstår någon förändring beträffande diffunderingseffekten hos reaktionsprodukten. Emellertid sänks etsningshastigheten och skiftas till sidan för styrning av ångfasdiffunderingshastighet, som liknar kolväte. Detta medför att även när den inerta gasen, exempelvis argongas, adderas, realiseras lätt isotropisk etsning, jämfört med hos atmosfären innefattande endast vätgas.

Hos ovannämnda första utföringsform i fig. g 1 representeras och förklaras sektionskonstruktionen för nämnda J-FET. Alternativt, såsom visas i fig. 5 av den fjärde utföringsformen, formas ytmönstret för kanalen 6 som en hexagonal form, vars inre vinklar är lika med varandra. Detta medför att sidriktningen för kanalsidoplanet blir väsentligen lika med varandra så att den effekt som förklaras i den andra utföringsformen åstadkoms.

Dessutom tillämpas uppﬂnningen på en halvledaranordning, efter det att en kanal har formats i ett halvledarsubstrat av kiselkarbid, formas ett epitaxiskt lager i denna kanal och används exempelvis tillsammans med en PN-diod eller liknande.

Vidare, i respektive utföringsformer, år en halvledaranordning av den första ledningstypen N-typ, och den andra ledningstypen är P-typ, såsom ett exempel. Vidare utgör dessa ledningstyper endast exempel. Naturligtvis kan uppfinningen tillämpas på en halvledaranordning där de respektive ledningstyperna har kastats om, jämfört med de ovan beskrivna ledningstyperna.

Cﬂﬁnntimnnl: :nd .Qnhinnet lñl \| anal Qnioinnß\'r.~m~-m. nov--. |::i-..\r\| tfn/ua .m -m-mn ._ _ 10 15 20 25 30 35 32 Det bör också observeras att när riktningen för kristallen indikeras, bör ett streck (-) ursprungligen sättas pâ ett önskat tal. Emellertid, eftersom där förekommer vissa begränsningar beträffande uttrycken för inlämning av patent i Japan under användning av datorer, antas i denna beskrivning att ett sådant streck (-) bör sättas framför det önskvärda talet.

(Sjätte utföringsform) Fig. 11 visar en sektionskonstruktion för en J-FET som tillhandahålls i en halvledaranordning av kiselkarbid enligt en sjätte utföringsform av uppfinningen.

Ett förfarande för tillverkning av halvledaranordningen av kiselkarbid, som visas i fig. 11, beskrivs nu med hänvisning till tillverkningsstegen för halvledaranordningen av kiselkarbid, som indikeras i fig. 12 A - 12F. l fig. 12A tillverkas Nïtypsubstratet 1 med kiselkarbid "(OOO1)-Si"-sidan eller med kiselkarbid ”(000-1-C"-sidan. När substratet 1 med en sådan sidriktning används, även när snedställningsvinkeln för kanalen 6 inte är lika med exempelvis 90°, är kvoterna av kolatomer och även för kiselatomer, som finns på ytorna hos kanalens sidoplan, väsentligen lika med varandra. Följaktligen kan parametrarna för halvledaranordningen lätt konstrueras.

Såsom visas i fig. 12B utförs en torretsningsprocess för att bilda kanalen 6, där LTO- filmen används som en mask, där en sådan kanal 6 formas, vilken tränger in genom det första grindomràdet 3 och när Nïtypdriftlagret 2 under ett villkor att dess snedställningsvinkel är större än eller lika med 80°; och kanalens 6 djup är djupare än eller lika med 4 pm, nämligen ett rektangelvärde större än eller lika med 2. Vid denna tidpunkt, på grund av skador orsakade av torretsningsprocessen, kan ytkonkaver/konvexer av storleksordningen 0,1 um på sidoplanen för kanalen 6 framställas. Dessutom har alterneringslager med djup om ungefär 0,1 um framställts pä sidoplanet och bottenplanet för kanalen 6.

Såsom visas i fig. 12C utförs ett steg för avlägsnande av skador för kanaletsningsprocessen i en atmosfär med vätgas vid hög temperatur. Närmare bestämt bestäms ett villkor för steget för avlägsnande av skador denna gång baserat på experimentella försök.

Eftersom steget för avlägsnande av skador utförs under ungefär 5 minuter, etsas ungefär 0,2 pm av sidoplanen hos kanalen 6 bort, så att alterneringslagren fullständigt avlägsnas.

LTD-filmen 21 hos masken för torretsningsprocessen. Med andra ord, även om LTO-ﬁlmen 21 har använts som mask för Dessutom avlägsnas samtidigt fullständigt kanaletsningsprocessen, är en oxidfilm hos en halvledare behäftad med den egenskapen att denna oxidfilm är lätt att etsas bort, och dessutom finns ingen kontaminering såsom en metall. Detta medför att när denna egenskap används, kan både steget för avlägsnande av Pdﬁnm-m-t-i- n-.d C-u:......\ in: u ---u n-m- -..vw-.M _ _ .__ 1 _. . p" .A- .U-.m . . . 10 15 20 25 30 35 527 205 33 skador under användning av vätgas vid hög temperatur och steget för avlägsnande av kanalmasken utföras samtidigt. Detta resulterar i att ett steg för avlägsnande av kanalmask kan uteslutas, som kan tänkas erfordras mellan steget för kanalbildning och steget för avlägsnande av skador under användning av vätgas vid hög temperatur.

Dessutom reduceras vid denna tidpunkt också de utgående konkaverna/konvexerna hos kanalsidoplanen med ungefär 5 nm. Under etsningsvillkoret blir denna gång etsningsreaktionen styrning av ångfasdiffunderingshastighet, så att en isotropisk etsning utan beroende av kristallytriktningen genomförs. Detta resulterar i att en kanalhörndel såsom en kanalöppningsdel och en kanalbottendel får en rund form utan facettplan. l denna kanalöppningsdel kan denna runda form effektivt snabba på penetreringen av materialgas in i kanalen 6, när en epitaxifilm fås att växa under nästa tillverkningssteg. Detta resulterar i att det är möjligt att undvika förekomsten av en överhängsform i det fall, där rektangelvärdet för kanalen 6 har satts för högt. Detta medför att när både Nïtypkanallagret 7 och det andra grindomràdet av P"-typ 8 formas i eftersteget, kan kanalen 6 inbäddas av dessa kanallager 7 och andra grindomràde 8 i syfte att inte framställa någon kavitet. Å andra sidan, eftersom kanalbottendelen är behäftad med effekten att kunna fördela en kristallspänning, som framställs under den epitaxiska tillväxten, i syfte att dämpa denna kristallspänning, så att en epitaxisk film med bättre kristallinitet kan formas.

Därefter, såsom visas i fig. 12D, formas ett Nïtypkanallager 7 av en tunn epitaxisk film kontinuerligt i samma halvledaranordning, som en halvledaranordning där steget för avlägsnande för skador har utförts.

Följaktligen, eftersom den epitaxiska tillväxtreaktionen blir ångfasdiffunderingsreaktion, kan en epitaxisk film med bättre kristallinitet och lägre kristallspänningsdistorsion formas även i kanalhörndelen och kanalbottendelen. Dessutom, eftersom både etsningen och fällningen aktiveras, och dessutom etsningsmängden balanseras med fällningsmängden, så att tillväxtmod, där tillväxthastigheterna sekventiellt ökar i denna ordning hos kanalsidoplanet, icke-kanaldelen, och kanalbottendelen, realiseras. Samtidigt, eftersom tillväxthastigheten för den undre delen av sidoplanet kan vara större än tillväxthastigheten hos den övre delen av sidoplanet, kan förekomsten av en s.k. "överhängsform" undertryckas.

Därefter, såsom visas i fig. l2E, formas ett inbäddningslager, ett andra grindomràde av P*-typ 8 under ett likartat epitaxiskt villkor som det för Nïtypkanallagret 7. När det andra grindomràdet 8 formas, fås en annan egenskap i förhållande till formningen av N'- typkanallagret 7 enligt nedan. Det vill säga, eftersom typen för detta andra grindomràde motsvarar en P-typ, används trimetylaluminium i stället för NZ. Detta resulterar i att tillväxthastigheterna sekventiellt ökas i denna ordning hos kanalsidoplanet, icke-kanaldelen och kanalbottenplanet. Därefter, även i kanalsidoplanet, eftersom tillväxthastigheten hos kanalens undre del kan göras stor, jämfört med den hos den övre kanaldelen, kan 10 15 20 25 30 35 57,7 205 34 förekomsten av kaviteter undvikas. Dessutom har en avlägsningsmängd efter att ett àteretsningssteg i det andra grindområdet 8 formats gjorts mindre än kanaldjupet.

Därefter, såsom visas i ﬁg. 12F, äteretsas onödiga delar hos både Nïtypkanallagret 7 och det andra grindomràdet av Pf-typ 8, som har formats i icke-kanaldelen, med hjälp av CMP (Chemical Mechanical Polishing: kemisk mekanisk polering) eller liknande. Därefter genomförs ett elektrodformningssteg, och liknande i syfte att framkalla bàde Nïtypkanallager 7 och det andra grindomràdet av Pïtyp 8 som kanalen av typ J-FET, som visas i fig. 11.

Enligt denna utföringsform kan skadeomrädet avlägsnas under kort tid på grund av egenskaperna hos vätgas vid hög temperatur. Därefter finns varken ytkonkaver/konvexer eller alterneringslager kvar i den kanal, från vilken skadan har avlägsnats. Detta resulterar i att det är möjligt att sätta att den nivå som framställs av alterneringslagret inte ﬁnns.

Dessutom kan ytkonkaver/konvexer i extremt stor utsträckning minskas.

Detta resulterar i att när den epitaxiska tillväxtprocessen utförs i eftersteget, eftersom ytkonkaverna/konvexerna är extremt små, är det möjligt att undvika förekomsten av nivelleringar inom epitaxilagret, som orsakas av ytkonkaver/konvexer. Detta medför att med avseende på PN-förbindelser formade av respektive lager, som bildar substratet 20, och N*- typkanallagret 7, blir dessa PN-förbindelser förbindelser med små läckströmmar.

(Sjunde utföringsform) Fig. 13A till fig. 13E visar snitt för att schematiskt illustrera stegen för tillverkning av en halvledaranordning enligt en sjunde utföringsform av uppfinningen. Dessa snitt indikerar stegen för tillverkning av Nïtypkanallager 7 och ett andra grindomràde av Pïtyp 8 hos en kanal av typen J-FET liknande den sjätte utföringsformen. l denna utföringsform bildas inte en mask för epitaxiändamàl i en kanal 6 hos en transistorcelldel, men används endast på en kanal hos ett upplinjeringsnyckelområde. Detta resulterar i att en upplinjering hos ett inbäddningsepitaxiskt steg och upplinjeringar hos àteretsningssteg och efterföljande steg säkerställs.

Först, såsom visas i fig. 13A, formas en LTO-ﬁlm 2, som utgör en kanalmask för etsningsändamäl och en mask för upplinjeringsnyckeländamål formas pà bàde en transistorcelldel och en upplinjeringsnyckeldel samtidigt.

Därefter, såsom visas i ﬁg. 13B, samtidigt som LTD-filmen 2 används som en mask, formas bàde en kanal 6 och en annan kanal 31 i både transistorcelldelen och upplinjeringsnyckeldelen på ett sätt som liknar den i den första utföringsformen. Därefter avlägsnas fullständigt den LTO-film 2 som har lämnats kvar under kanaletsningsprocessen genom användning av vätefluorid.

Därefter, såsom visas i fig. 13C, formas en kolfilm 32 på åtminstone kanalen 31 hos upplinjeringsnyckeldelen. rMUN--U-.--AA -_4n_u:__-\|^|u __..n,..-, ._ . . ...m ..-.. ..-......-.....--. . 10 15 20 25 30 35 F27 205 35 Därefter, såsom visas ifig. 13D, avlägsnas en skada hos kanaletsningsprocessen, och både Nïtypkanallagret 7 och det andra grindomràdet av Pïtyp 8 formas på ett sätt som liknar det för den sjätte utföringsformen.

Därefter, såsom visas i fig. 4E, àteretsas onödiga delar för Nïtypkanallagret 7 och det andra grindomràdet av Pïtyp 8, vilka har formats på andra delar än kanalen 6, genom användning av CMP (Chemical Mechanical Polishing: kemisk mekanisk polering) och liknande. Kolﬁlmen 32 formad på kanalen 31 hos upplinjeringsnyckeldelen avlägsnas medelst termisk oxidering. Detta resulterar i att en transistorform, som visas i fig. 11, formas i transistorcelldelen, under det att kanalen 31 formas i upplinjeringsnyckeldelen, under det att denna kanal 31 utgör ett mönster, som krävs som upplinjeringsmärke för en fotomask. (Åttonde utföringsform) Ett förfarande för tillverkning av halvledaranordningar enligt en åttonde utföringsform av uppfinningen tillhandahålls med hänvisning till fig. 5. Som halvledaranordning används en utföringsform av uppfinningen för att forma ett Nïtypkanallager hos en kanal av typen MOSFET.

Såsom 'visas i fig. 5 är ett högresistivt Nïtypdriftlager 42, ett Pïtypbaslager 43 och ett Nïtypemitterlager 44 sekventiellt staplade på ett lågresistivt Nïtypsubstrat 41, som är gjort av kiselkarbid i ett hexagonalt system. Ett halvledarsubstrat 45 består av Nﬁsubstrat 41, N'- typdriftlager 42, Pïtypbaslager 43 och Nïtypemitterlager 44, där ett övre plan därav deﬁnieras som ”(0O0-1)-C”-sidan.

Nu beskrivs ett tillverkningsförfarande för tillverkning av kanalen av typ MOSFET, som visas i fig. 14, med hänvisning till ett tillverkningsstegdiagram, som visas i fig. 15A till fig. 15D.

Först tillverkas ett halvledarsubstrat 45, där Nïtypdriftlagret 42, Pïtypbaslagret 43 och Nïtypemitteranordningen 44 sekventiellt är staplat på Nïtypsubstratet 41 med en (O00-1)-C- sida av kiselkarbid. Nïtypdriftlagret 42, Pïtypbaslagret 43 och Nïtypemitterlagret 44 är gjorda av epitaxiska ﬁlmer. Därefter formas på samma sätt som hos den första utföringsformen sekventiellt en LTO-film 60, som blir en mask för en kanaletsningsprocess, sekventiellt på ett övre plan hos detta halvledarsubstrat 45 och därefter mönstras det reﬂekterande halvledarsubstratet 45 bort med hjälp av fotolitograﬁ. Såsom visas i fig. 5 används ett hexagonalmönster, exempelvis detta mönster, som är lokaliserat parallellt med en riktning <11-20>, och vars inre vinklar är väsentligen lika med varandra. Detta mönster är satt till ett villkor, där en kanalbredd är lika med exempelvis 2 pm.

Därefter, såsom visas i fig. 15B, utförs en torretsningsprocess för att bilda kanalen 47, samtidigt som LTO-ﬁlmen 60 används som en mask, där en kanal 47 formas, vilken tränger igenom Pïtypbaslagret 43 och när Nïtypdriftlagret 42 under ett villkor, där en ﬁ-\I'\---._-_A- -..¿I\.ur._..~ rann .n .,- «_ . . ._.. ,.....--. ......___. _ 10 15 20 25 30 35 57.7 205 se inställningsvinkel därav är större än, eller lika med 80°; och kanalens 47 djup är djupare än. eller lika med 4 um, vilket ger ett rektangelvärde större än eller lika med 2.

Därefter, såsom visas i fig. 15C. utförs ett steg för avlägsnande av skador på samma sätt som i den första utföringsformen.

Därefter, såsom visas i fig. 15D, formas kontinuerligt ett Nïkanallager 48 gjort av en tunn epitaxisk film i samma halvledaranordning, såsom en halvledaranordning, där steget för avlägsnande av skador har utförts på samma sätt som hos den första utföringsformen.

Därefter inbäddas en oxidfilm eller liknande inuti kanalen 47. Sedan àteretsas ett onödigt N'- typkanallager 48, som är format pà icke-kanaldelen med hjälp av CMP (Chemical Mechanical Polishing: kemisk mekanisk polering) eller liknande, och oxldfilrnen inbäddad i kanalen 47 avlägsnas. Därefter utförs en termisk oxidering i syfte att forma grindisoleringsfilmen 49.

Sedan, eftersom ett formningssteg för formning av Pïtypkontaktomrádet 46 utförs, och emitterelektroden 52 och kollektorelektroden 53 har formats, fås en kanal av typen MOSFET, som visas i ﬁg. 5.

I den MOSFET, som tillverkas pà ovan beskrivna sätt, kan konkaverna/konvexerna hos kanalsidoplanet reduceras i atomär nivå, och vidare, kan både Nïtypkanallagret 48 och grindoxidfilmen 49, som är formad pà kanalsidoplanet, bli plana i kanalomràdet. Med andra ord kan kanalen av typen MOSFET åstadkommas, där skador från kanaletsningsprocessen har eliminerats, så att en kanal av typen MOSFET, vars kanalmobilitet och livslängd hos grindoxidfilmen har förbättrats, kan tillverkas.

Hos de respektive utföringsformerna exemplifieras den J-FET. där Nïtypkanallagret 7 är format i kanalen 6 som halvledaranordningen av kiselkarbid. Alternativt kan uppfinningen tillämpas på en halvledaranordning med en annan konstruktion än nämnda J-FET.

Exempelvis kan uppfinningen alternativt tillämpas på en halvledaranordning med ett MOS- gränsplan, där en kanal är formad i ett halvledarsubstrat av kiselkarbid. l detta MOS- gränsplan är grindelektroden formad via en grindisoleringsfilm i kanalen. l detta fall, efter att kanalen hos halvledaranordningen med MOS-gränsplanet har formats, kan ovannämnda steg för avlägsnande av skador utföras. Detta resulterar i att alterneringslagret hos kanalytan kan elimineras, och konkaverna/konvexerna hos kanalytan kan reduceras, sä att kanalmobiliteten och livslängden för grindisoleringsfilmen kan förbättras.

(Nionde utföringsform) Fig. 18 visar en snittkonstruktion för en J-FET, som tillhandahålls i en halvledaranordning av kiselkarbid enligt en nionde utföringsform av uppfinningen.

Såsom visas i fig. 18, samtidigt som ett Nïtypsubstrat 1 med en kiselkarbid "(000-1)- C”-sida har använts och detta Nïtypsubstrat 1 är gjort med hög koncentration orenheter lika Pdfh-wum-tnﬂø -ma :moon-mat tfn u ---i <~..u:......i~r-.._.....-... i_1----| :-:|_-tr\| vant; Nunn-mn _.- _ 10 15 20 25 30 35 527 205 37 med eller högre än exempelvis 1 x 1019 cm-a, har ett Nïtypdriftlager 2 formats pà en huvudyta hos detta Nïtypsubstrat 1, och detta Nïtypdriftlager 2 är gjort med en låg koncentration orenheter, exempelvis 1 x 10” till 5 x 1015 cm'3. Dessutom har det första grindområdet 3 gjorts av ett Pïlager som epitaxiskt fàtts att växa på ytan av Nïtypdriftlagret 2. Detta första grindområde 3 är gjort med en hög koncentration orenheter av exempelvis 5 x 10" till 5 x 1019 cm? Nu beskrivs ett förfarande för tillverkning av halvledaranordningen av kiselkarbid, som visas i fig. 18 med hänvisning till tillverkningsstegen för halvledaranordningar av kiselkarbid, som visas ifig. 19A - 19F.

Först tillverkas, såsom visas i fig. 19A, Nïtypsubstratet 1 med kiselkarbid ”(O00-1)-C"- sidan.

Därefter tillverkas ett halvledarsubstrat 20 av kiselkarbid, där Nïtypdriftlagret 2, det första grindområdet av Pïtyp 3, Nïtypomràdet 4, och Nïtypemitterområdet 5 sekventiellt har staplats på Nïsubstratet 1 med en sidriktning. Nïtypdriftlagret 2, det första grindområdet av Pïtyp 3, Nïtypomrädet 4 och Nïtypemitterområdet 5 är gjorda av epitaxiska filmer, En LTO-film (oxidfilm) 21, som blir en mask för en kanaletsningsprocess, är formad på ett övre plan hos detta halvledarsubstrat 20, och därefter mönstras ett resulterande halvledarsubstrat 20 med hjälp av fotolitografi. Som ett mönster sätts, såsom ett bandmönster, där en longitudinell riktning hos denna öppningsdel är lokaliserad parallellt med frånriktningen för substratet 20; en bredd (kanalbredd) för öppningsdelen är satt till exempelvis 2 um.

Därefter, sàsom visas i fig. 198, utförs en torretsningsprocess för att bilda kanalen 6, samtidigt som LTO-filmen används som en mask, där en kanal 6 formas, som tränger igenom det första grindområdet 3 och når Nïtypdriftlagret 2 under villkor att dess snedställningsvlnkel är större än eller lika med 80°; och kanalens 6 djup är djupare än eller lika med 3 um, dvs. ett rektangelvärde större än eller lika med 2. Samtidigt, på grund av skador orsakade av torretsningsprocessen, framställs ytkonkaver/konvexer av storleksordningen 100 nm på sidoplanen hos kanalen 6, och ytkonkaver/konvexer av storleksordningen 10 nm framställs pà kanalens 6 bottenplan. Dessutom har alterneringslager med djup om ungefär 10 nm framställts i sidoplanen, och alterneringslager med djup om ungefär 20 nm har framställts i bottenplanet hos kanalen 6.

Därefter, såsom visas i fig. 19C, utförs ett steg för avlägsnande av skador för kanaletsningsprocessen i en vätgasatmosfär vid hög temperatur.

Eftersom steget för avlägsnande av skador utförs under ca 2 minuter, bortetsas ungefär 80 nm av sidoplanen hos kanalen 6 och ungefär 200 nm av bottenplanet därav etsas bort, så att både ytkonkaver/konvexer och alterneringslager fullständigt avlägsnas. 10 15 20 25 30 35 527 205 38 Därefter, såsom visas i fig. 198, formas kontinuerligt ett Nïtypkanallager 7 gjort av en tunn epitaxisk film i samma halvledaranordning som en halvledaranordning, där steget för avlägsnande av skador har utförts.

Därefter, såsom visas i fig. 19E, formas ett inbäddningslager, ett andra grindomràde av Pïtyp 8 under ett likartat epitaxiskt villkor som för Nïtypkanallagret 7. När det andra grindomràdet 8 formas, ges en annan egenskap i förhållande till formandet av Nïkanallagret 7. Det vill säga, eftersom typen för detta andra grindområde motsvarar en P-typ, används trimetylaluminium i stället för Ng. Dessutom, i detta fall, eftersom etsningsmängden balanseras med fällningsmängden, snabbas etsningseffekten på bottenplanet ("C"-sidan) på.

Följaktligen dominerar tillväxten vid sidoväggen (dvs. en a-yta). Detta resulterar i att tillväxthastigheterna sekventiellt ökas i denna ordning hos icke-kanaldelen, kanalbottenplanet och kanalsidoplanet. Därefter, även i detta kanalsidoplan, eftersom tillväxthastigheten hos den undre kanaldelen kan göras bred, jämfört med hos den övre kanaldelen, kan förekomsten av kaviteten undvikas. Vidare är en avlägsningsmängd i ett äteretsningssteg, efter att det andra grindomràdet 8 har formats, mindre än kanaldjupet.

Därefter, såsom visas i ﬁg. 19F, återetsas onödiga delar hos både Nïtypkanallagret 7 och det andra grindomràdet av Pïtyp 8, som har formats i icke-kanaldelen, med hjälp av CMP (Chemical Mechanical Polishing: kemisk mekanisk polering) eller liknande. Därefter utförs ett elektrodformningssteg och liknande i syfte att åstadkomma både Nïtypkanallagret 7 och det andra grindomràdet av Pïtyp 8, som den kanal av typen J-FET, som visas ifig. 18. l enlighet med denna utföringsform kan det skadade området avlägsnas på kort tid på grund av egenskaperna hos vätgas med hög temperatur. Därefter finns varken ytkonkaver/konvexer, eller alterneringslagret kvar i den kanal, varifrån skadan har avlägsnats. Detta resulterar i att det är möjligt att sätta att nivån framställd från alterneringslagret, inte finns. Dessutom kan ytkonkaver/konvexer i extremt stor utsträckning minskas.

(Tionde utföringsform) Fig. 20A - fig. 2OE visar tvärsnitt för att schematiskt illustrera stegen för tillverkning av en halvledaranordning enligt en tionde utföringsform av uppfinningen. Dessa vyer indikerar stegen för tillverkning av ett Nïtypkanallager 7 och ett andra grindområde av Pïtyp 8 hos en kanal av typen J-FET liknande den första utföringsformen. Hos denna andra utföringsform formas inte en selektiv mask för epitaxiåndamål i kanalen 6 hos en transistorcelldel, utan används endast på en kanal hos ett upplinjeringsnyckelområde. Detta resulterar i att en upplinjering av ett inbäddningsepitaxiskt steg och upplinjeringar hos ett äteretsningssteg och efterföljande steg säkerställs. 10 15 20 25 30 35 E27 205 39 Först, såsom visas i fig. 20A, formas samtidigt en LTO-film 2, som utför en mask för kanaletsning och en mask för upplinjeringsnyckeländamål på både en transistorcelldel och en upplinjeringsnyckeldel.

Därefter, såsom visas i fig. 208, samtidigt som LTO-filmen 2 används som en mask, formas både en kanal 6 och en annan kanal 31 i både transistorcelldelen och upplinjeringsnyckeldelen på ett sätt som liknar den första utföringsformen. Därefter avlägsnas fullständigt LTO-filmen 2, som har lämnats kvar under kanaletsningsprocessen, med hjälp av vätefluorid.

Därefter, såsom visas i fig. 2OC, formas en kolfilm 32 på åtminstone kanalen 31 hos upplinjeringsnyckeldelen.

Sedan, såsom visas i fig. 20D, avlägsnas en skada i kanaletsnlngsprocessen, och både ett Nïtypkanallager 7 och ett andra grindområde av Pïtyp 8 formas, på samma sätt som hos den första utföringsformen.

Därefter, såsom visas i fig. 20E, àteretsas onödiga delar för Nïtypkanallagret 7 och det andra grindområdet av Pïtyp 8, som har formats på andra delar än kanalen 6, genom användning av CMP (Chemical Mechanical Polishing: kemisk mekanisk polering) och liknande. Kolfilmen 32 formad på kanalen 31 hos upplinjeringsnyckeldelen avlägsnas med hjälp av en termisk oxidering.

(Elfte utföringsform) Nu beskrivs ett tillverkningsförfarande för tillverkning av en halvledaranordning enligt en elfte utföringsform av uppfinningen. Som halvledaranordning används en utföringsform av uppfinningen för att bilda ett Nïtypkanallager hos en kanal av typen MOSFET. Fig. 21 visar en perspektiwy för att indikera en del av kanalen av typ MOSFET enligt denna utföringsform.

Nu beskrivs ett förfarande för tillverkning av kanalen av typ MOSF ET illustrerad i fig. 21 med hänvisning till ett tillverkningsstegdiagram, som visas i fig. 22A - fig. 22D.

Först, såsom visas i fig. 22A, tillverkas ett halvledarsubstrat 45, där Nïtypdrlftlagret 42, Pïtypbaslagret 43 och Nïtypemitteromràdet 44 sekventiellt har staplats på Nïtypsubstratet 41 med en (000-1)-C-sida av kiselkarbid. Nïtypdriftlagret 42, Pïtypbaslagret 43 och N*- typemitterlagret 44 är gjorda av epitaxiska filmer. Därefter, på liknande sätt som den första utföringsformen, formas en LTO-film 60, som blir en mask för en kanaletsningsprocess, på ett övre plan av detta halvledarsubstrat 45, och sedan, mönstras det resulterande halvledarsubstratet 45 med fotolitografi.

Sedan, såsom visas i fig. 22B, utförs en torretsningsprocess för att forma kanalen 47 samtidigt som LTO-filmen 60 används som en mask, så att en kanal 47 som tränger igenom Pïtypbaslagret 43, och når Nïtypdriftlagret 42 under ett villkor där en snedställnlngsvinkel därav är större än eller lika med 80°; och kanalen 47 är djupare än eller lika med 4 pm, dvs. ett rektangelvärde större än eller lika med 2. 10 15 20 C. (11 40 Sedan, såsom visas ifig. 22C, utförs ett steg för avlägsnande av skador på samma sätt som hos den tionde utföringsformen.

Sedan, såsom visas ifig. 22D, formas ett Nïtypkanallager 48 av en tunn epitaxisk film kontinuerligt i samma halvledaranordning, som är en sàdan halvledaranordning, där steget för avlägsnande av skadorna utförs pà samma sätt som hos den första utföringsformen.

Sedan inbäddas en oxidﬁlm eller liknande inuti kanalen 47. Därefter àteretsas ett onödigt N'- CIMD (Phnmí al Ilﬂechanica! typkanallager 48 som har .ormats i icke-kanaldelen med hjälp a W. .-....w.

Polishing: kemisk mekanisk polering) eller liknande, och oxidfilmen inbäddad i kanalen 47 avlägsnas. Därefter utförs termisk oxidering i syfte att bilda grindisoleringsfilmen 49.

Sedan, eftersom ett formningssteg för att forma kontaktområdet av Pïtyp 46 utförs, och emitterelektroden 52 och kollektorelektroden 53 formas, àstadkoms en kanal av typen MOSFET, som visas i fig. 21. l den MOSFET, som tillverkas på ovan beskrivna sätt, kan konkaver/konvexer hos kanalsidoplanet reduceras pà atomnivà, och dessutom kan både Nïtypkanallagret 48 och den grindoxidfilm 49, vilka formats pà kanalsidoplanet, bli plana i kanalomràdet. Med andra ord kan kanalen av typ MOSFET åstadkommas, där skador från kanaletsningsprocessen har eliminerats, så att en kanal av typen MOSFET, där kanalmobiliteten och grindoxidfilmens livslängd har förbättrats, kan tillverkas.

Sådana förändringar och modifieringar anses ligga inom ramen för uppfinningen såsom den deﬁnieras av de bifogade kraven.

Claims

10 15 20 25 30 35 527 905 41 PATENTKRAV

1. Förfarande för tillverkning av halvledaranordningar av kiselkarbid, varvid förfarande för tillverkning innefattar stegen att: bilda en kanalmask (21, 60) för att etsa en kanal (6, 47) på en ovansida av ett halvledarsubstrat (20, 45) av kiselkarbid; bilda kanalen (6, 47) på ett sådant sätt att substratet (20, 45) etsas genom användning av masken (21, 60), sà att kanalen (6, 47) med ett rektangelvärde lika med eller större än 2 och med en kanalsnedställningsvinkel lika med eller större än 80° formas i substratet (20, 45); och avlägsna en skadad del på ett sådant sätt att den skadade delen anordnade på en insida av kanalen (6, 47) formad i halvledarsubstratet (20, 45) i steget att bilda kanalen (6, 47) etsas och avlägsnas i vätgasatmosfär under ett dekompressionstryck vid en temperatur lika med eller större än 1600°C.

2. Förfarande enligt krav 1, där kanalmasken (21, 60) formas på substratet (20, 45) med en (OOOU-Si-yta.

3. Förfarande enligt krav 1, där kanalmasken (21, 60) formas på substratet (20, 45) med en (000-1)-C-yta.

4. Förfarande enligt något av krav 1 - 3, vidare innefattande steget att: avlägsna kanalmasken (21, 60) före steget att avlägsna den skadade delen.

5. Förfarande enligt krav 4, vidare innefattande steget att: bilda en selektionsmask (31) på ett sådant sätt att selektionsmasken (31) för selektiv epitaxisk tillväxt formas på en del av ovansidan av halvledarsubstratet (20, 45) efter steget att avlägsna kanalmasken (21, 60), där delen för ovansidan skiljer sig från kanalen (6, 47).

6. Förfarande enligt något av krav 1 - 5, där i steget att avlägsna den skadade delen, avlägsnas den skadade delen genom användning av en reaktion för styrning av ångfasdiffunderingshastighet, så att ett hörn hos kanalen (6, 47) rundas av.

7. Förfarande enligt något av krav 1 - 5, där 10 15 20 25 30 35 527 705 42 i steget att avlägsna den skadade delen, den skadade delen avlägsnas genom användning av en reaktion för styrning av ångfasdiffunderingshastighet, så att ett hörn hos kanalen (6, 47) isotropiskt etsas och rundas av.

8. Förfarande enligt krav 7, där i steget att avlägsna den skadade delen, den skadade delen avlägsnas under ett villkor för P x 1.33 x 102 z Aff-B, där P representerar ett atmosfärstryck i Pa, T representerar ett temperaturen i grader Celsius för ett substrat (20, 45), A representerar 4,16 x 105, och B representerar 2,54 x 10°.

9. Förfarande enligt något av krav 1 - 8, där steget att avlägsna den skadade delen genomförs vid en temperatur lika med eller under 1700°C.

10. Förfarande enligt något av krav 1 - 9, där i steget att avlägsna den skadade delen, den skadade delen avlägsnas genom en värmebehandiing i en vätgasatmosfär innefattande kolväte.

11. Förfarande enligt något av krav 1 - 10, där i steget att avlägsna den skadade delen, den skadade delen avlägsnas genom en värmebehandling i en vätgasatmosfär innefattande en inert gas.

12. Förfarande enligt något av krav 1 - 11, där kanalen (6, 47) har ett förutbestämt mönster innefattande ett flertal kanaler (6, 47) med ett avstånd däremellan, och avståndet bestäms pà ett sådant sätt att en plan yta hos substratet (20, 45) mellan kanalerna (6, 47) försvinner i ett senare steg för bildande av ett inbäddat lager (7, 48) i kanalen (6, 47).

13. Förfarande enligt krav 12, där avståndet mellan kanalerna (6, 47) är lika med eller mindre än en kanalbredd.

14. Förfarande enligt något av krav 1 - 13, vidare innefattande steget att: bilda ett inbäddat lager (7, 48) pä ett sådant sätt att ett epitaxiskt lager som det inbäddade lagret (7, 48) formas i kanalen (6, 47) vid en temperatur lika med eller högre än 1500°C med ett epitaxiskt tillväxtförfarande efter steget att avlägsna den skadade delen. 10 15 20 25 30 35 527 205 43

15. Förfarande enligt krav 14, där steget att bilda det inbäddade lagret (7, 48) genomförs vid en temperatur lika med eller högre än 1550°C.

16. Förfarande enligt krav 15, där steget att bilda det inbäddade lagret (7, 48) genomförs vid en temperatur lika med eller högre än 1525°C.

17. Förfarande enligt något av krav 14 - 16, där steget att avlägsna den skadade delen och steget att bilda det inbäddade lagret (7, 48) successivt genomförs genom användning av samma utrustning.

18. Förfarande enligt något av krav 14 - 17, där steget att bilda det inbäddade lagret (7, 48) genomförs genom användning av en reaktion för styrning av àngfasdiffunderingshastighet, så att hörnet hos det inbäddade lagret (7, 48) rundas av.

19. Förfarande enligt krav 18, där steget att bilda det inbäddade lagret (7, 48) tillhandahåller en tillväxthastighet för det inbäddade lagret (7, 48) lika med eller mindre än 2,5 pm per timme.

20. Förfarande enligt krav 19, där steget att bilda det inbäddade lagret (7, 48) tillhandahåller en tillväxthastighet för det inbäddade lagret (7, 48) vid en sidovägg för kanalen (6, 47) lika med eller mindre än 2,5 um per timme.

21. Förfarande enligt något av krav 14 - 20, där steget att bilda det inbäddade lagret (7, 48) genomförs vid en temperatur lika med eller lägre än 1700°C.

22. Förfarande enligt något av krav 14 - 21, där i steget att bilda det inbäddade lagret (7, 48), den inbäddade tillväxten genomförs genom användning av en gas innefattande en ràmaterialgas, en bärgas och en gas med en etsningseffekt.

23. Förfarande enligt krav 22, där 10 15 20 25 527 205 44 gasen med etsningseffekten är en klorvätegas.

24. Förfarande enligt något av krav 14 - 23, där steget att bilda det inbäddade lagret (7, 48) genomförs genom en styrning av koncentration pà ett sådant sätt att en koncentration med orenheter vid början av steget att bilda det inbäddade lagret (7, 48) är åtskilt från den vid slutet av steget att bilda det inbäddade lagret (7, 48).

25. Förfarande enligt krav 24, där i steget att bilda det inbäddade lagret (7, 48), koncentrationen styrs pà ett sådant sätt att koncentrationen av orenheter vid slutet av steget att bilda det inbäddade lagret (7, 48) är högre än vid början av steget att bilda det inbäddade lagret (7, 48).

26. Förfarande enligt något av krav 1 - 25, där halvledarsubstratet (20, 45) har en (0001)-Si-yta eller en (000-1 )-C-yta.

27. Förfarande enligt något av krav 1 - 26, där steget att bilda kanalen (6) genomförs på ett sådant sätt att ett ytmönster i kanalen (6) blir ett randmönster, där mönstret på kanalen (6) är parallellt med en snedställnirigsriktning för halvledarsubstratet (20).

28. Förfarande enligt något av krav 1 - 26, där steget att bilda kanalen (47) genomförs på ett sådant sätt att ett ytmönster hos kanalen (47) blir ett hexagonalt mönster, där alla innervinklar är desamma.