本發(fā)明涉及具有多晶硅電極的碳化硅半導(dǎo)體裝置及其制造方法。

背景技術(shù)：

碳化硅半導(dǎo)體裝置有平面型MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、溝槽型MOSFET、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：絕緣柵雙極型晶體管)、絕緣柵型晶閘管等種類，并在元件上部具備包括柵極絕緣膜、多晶硅電極、層間絕緣膜和鋁布線的結(jié)構(gòu)。在這些碳化硅半導(dǎo)體裝置中，對(duì)于絕緣耐壓、電流容量等的要求級(jí)別比以往顯著提高，提高層間絕緣膜的耐壓成為重要課題之一。

為了提高層間絕緣膜的耐壓，需要進(jìn)一步提高層間絕緣膜的階梯被覆性。例如，使用等離子體CVD(Chemical Vapor Deposition：化學(xué)氣相沉積)法形成層間絕緣膜時(shí)，如圖5的(a)所示，使層間絕緣膜4沿著多晶硅電極3的邊緣懸伸(overhang)，會(huì)形成V字型的凹陷N。如果在其上形成鋁布線5，則如圖的5(b)所示，在階梯部形成銳角形狀的鋁被覆，所以因電場(chǎng)集中而導(dǎo)致絕緣耐壓降低，不滿足要求級(jí)別。

作為其對(duì)策，專利文獻(xiàn)1中記載了在利用等離子體CVD法形成BPSG(Borophohosilicate Glass：硼磷硅玻璃)膜之后，在930℃進(jìn)行20分鐘回流處理，使階梯部的被覆形狀平緩的方法。

另一方面，專利文獻(xiàn)2中記載了在將硅基板保持在50℃以上且100℃以下溫度的同時(shí)進(jìn)行化學(xué)干式蝕刻等各向同性干式蝕刻，以41°以上且65°以下的角度使多晶硅電極的側(cè)面傾斜的方法。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第5181545號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2004-235247號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題

然而，使BPSG膜回流的方法因高溫?zé)崽幚矶鴮?dǎo)致碳化硅與柵極絕緣膜界面劣化，因此不優(yōu)選。提高工作臺(tái)溫度而進(jìn)行各向同性干式蝕刻的方法雖然對(duì)于硅基板效果大，但對(duì)于碳化硅基板效果小。發(fā)明人在碳化硅基板上也研究了專利文獻(xiàn)2中記載的干式蝕刻方法，但傾斜角68°為極限。

因此，本發(fā)明的目的在于提供改善被覆多晶硅電極的層間絕緣膜的階梯被覆形狀，提高絕緣耐壓的碳化硅半導(dǎo)體裝置及其制造方法。

技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的碳化硅半導(dǎo)體裝置的特征在于，具備：碳化硅基板；形成在上述碳化硅基板上的柵極絕緣膜；以及形成在上述柵極絕緣膜上的多晶硅電極，在上述多晶硅電極中含有選自N、P、As、Sb、B、Al、Ar中的1種或2種以上的摻雜劑，被上述多晶硅電極的與柵極絕緣膜接觸的下表面和上述多晶硅電極的側(cè)面所夾的下端部的第一傾斜角為60°以下。

根據(jù)上述發(fā)明，能夠提供改善層間絕緣膜的階梯被覆形狀而絕緣耐壓更高的碳化硅半導(dǎo)體裝置。

在本發(fā)明的碳化硅半導(dǎo)體裝置中，優(yōu)選被上述多晶硅電極的上表面與上述多晶硅電極的側(cè)面所夾的肩部所形成的第二傾斜角為100°以上的鈍角，上述上表面對(duì)應(yīng)于多晶硅電極的與柵極絕緣膜接觸的面的背面?zhèn)取?/p>

根據(jù)上述方式，能夠提供改善層間絕緣膜的階梯被覆形狀而絕緣耐壓高的碳化硅半導(dǎo)體裝置。

在本發(fā)明的碳化硅半導(dǎo)體裝置中，優(yōu)選上述摻雜劑相對(duì)于上述多晶硅電極的含量為1×10¹⁴/cm²以上且1×10²¹/cm²以下。

根據(jù)上述方式，能夠提供具有第一傾斜角為60°以下的多晶硅電極的碳化硅半導(dǎo)體裝置。

本發(fā)明的碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法之一的特征在于，包括：在碳化硅基板上形成柵極絕緣膜的工序；在上述柵極絕緣膜上形成多晶硅膜的工序；將選自N、P、As、Sb、B、Al、Ar中的1種或2種以上摻雜劑以離子方式注入到上述多晶硅膜的工序；在上述多晶硅膜上選擇性地形成掩模的工序；利用各向同性干式蝕刻除去上述多晶硅膜的露出部分而形成多晶硅電極的工序；除去上述掩模的工序；以及在上述多晶硅電極上形成層間絕緣膜的工序。

根據(jù)上述發(fā)明，能夠減小多晶硅電極的第一傾斜角，例如為60°以下，能夠改善層間絕緣膜的階梯被覆形狀。

另外，本發(fā)明的碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法的另一個(gè)的特征在于，包括：在碳化硅基板上形成柵極絕緣膜的工序；在上述柵極絕緣膜上形成多晶硅膜的工序；將選自N、P、As、Sb、B、Al、Ar中的1種或2種以上摻雜劑以離子方式注入上述多晶硅膜的工序；除去上述多晶硅膜的表面層厚度50nm以上到300nm以下的工序；在上述多晶硅膜上選擇性地形成掩模的工序；利用各向同性干式蝕刻除去上述多晶硅膜的露出部分而形成多晶硅電極的工序；除去上述掩模的工序；以及在上述多晶硅電極上形成層間絕緣膜的工序。

根據(jù)上述發(fā)明，能夠增大多晶硅電極的第二傾斜角，例如增大為100°以上，能夠改善層間絕緣膜的階梯被覆形狀。

根據(jù)本發(fā)明的碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法，在將上述摻雜劑以離子方式注入到上述多晶硅膜的工序中，優(yōu)選上述摻雜劑的注入量以總量計(jì)為1×10¹⁴/cm²以上且1×10²¹/cm²以下。

根據(jù)上述方式，多晶硅膜容易被沿橫向蝕刻，容易使第一傾斜角為60°以下。

根據(jù)本發(fā)明的碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法，在將上述摻雜劑以離子方式注入到上述多晶硅膜的工序中，優(yōu)選將上述摻雜劑的離子注入角度設(shè)為60°以下。

根據(jù)上述方式，多晶硅膜容易被沿橫向蝕刻，容易使第一傾斜角為60°以下。

根據(jù)本發(fā)明的碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法，在對(duì)上述多晶硅膜進(jìn)行各向同性干式蝕刻的工序中，優(yōu)選將碳化硅基板保持在50℃以上。

根據(jù)上述方式，多晶硅膜容易被沿橫向蝕刻，容易使第一傾斜角為60°以下。

根據(jù)本發(fā)明的碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法，在上述多晶硅電極上形成層間絕緣膜的工序中，優(yōu)選將層間絕緣膜的形成溫度設(shè)為900℃以下。

根據(jù)上述方式，由于即使在低溫下也能夠形成階梯被覆性良好的層間絕緣膜，所以能夠在不損害電氣特性的情況下制造絕緣耐壓優(yōu)異的碳化硅半導(dǎo)體裝置。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，由于以多晶硅電極的下端部的傾斜角成為60°以下的方式進(jìn)行加工，所以多晶硅電極上的層間絕緣膜的階梯被覆形狀由懸伸形狀得到改善，V字型的凹陷變淺而電場(chǎng)集中變?nèi)?。因此，能夠得到層間絕緣膜的絕緣耐壓優(yōu)異的碳化硅半導(dǎo)體裝置。

附圖說(shuō)明

圖1是示意地表示本發(fā)明的碳化硅半導(dǎo)體裝置的一個(gè)實(shí)施方式的截面圖。

圖2是示意地表示本發(fā)明的碳化硅半導(dǎo)體裝置的一個(gè)制造方法的工序圖。

圖3是示意地表示摻雜劑的濃度分布與干式蝕刻形狀之間的關(guān)系的截面圖。

圖4是示意地表示本發(fā)明的碳化硅半導(dǎo)體裝置的另一制造方法的工序圖。

圖5是示意地表示現(xiàn)有的碳化硅半導(dǎo)體裝置的一個(gè)實(shí)施方式的截面圖。

符號(hào)說(shuō)明

1：SiC基板

2：柵極絕緣膜

3：多晶硅膜(多晶硅電極)

4：層間絕緣膜

5：鋁布線

6：掩模

N：V字型的凹陷

θ：多晶硅電極下端部的第一傾斜角

多晶硅電極肩部的第二傾斜角

ψ：離子注入角

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的碳化硅(SiC)半導(dǎo)體裝置只要具備多晶硅電極就沒(méi)有特別限定，具體而言可舉出平面型MOSFET、溝槽型MOSFET、IGBT、絕緣柵型晶閘管等。

在圖1中示意性地示出本發(fā)明的SiC半導(dǎo)體裝置的一個(gè)實(shí)施方式的主要部分的截面(并未如實(shí)地表示實(shí)際的形狀、尺寸比)。在SiC基板1上形成有柵極絕緣膜2、形成在該柵極絕緣膜2上的多晶硅電極3、被覆該多晶硅電極3的層間絕緣膜4、形成在該層間絕緣膜4上的鋁布線5。

本發(fā)明的SiC半導(dǎo)體裝置的特征是，被多晶硅電極3的與柵極絕緣膜2接觸的下表面和多晶硅電極3的側(cè)面所夾的下端部的第一傾斜角θ為60°以下。另外，優(yōu)選被多晶硅電極的上表面與多晶硅電極的側(cè)面所夾的肩部所形成的第二傾斜角為100°以上的鈍角，其中，多晶硅電極的上述上表面對(duì)應(yīng)于多晶硅電極的與柵極絕緣膜接觸的面的背面?zhèn)取Ｈ绻@樣加工多晶硅電極，則層間絕緣膜的階梯被覆形狀由懸伸形狀得到改善，階梯部中的電場(chǎng)集中弱，絕緣耐壓提高。

相反，在第一傾斜角θ大于60°的情況下，層間絕緣膜在階梯部成為懸伸形狀，在階梯差下部，在層間絕緣膜的表面形成V字型的凹陷，電場(chǎng)在此集中，絕緣耐壓降低，因此不優(yōu)選。另外，在第二傾斜角小于100°的情況下也是，層間絕緣膜在階梯部成為懸伸形狀，在階梯差下部，在層間絕緣膜的表面形成V字型的凹陷，電場(chǎng)在此集中，絕緣耐壓降低，因此不優(yōu)選。

另外，在本發(fā)明中，可以在多晶硅膜中，以1×10¹⁴/cm²以上且1×10²¹/cm²以下的含量含有選自N、P、As、Sb、B、Al、Ar中的1種或2種以上的摻雜劑。上述摻雜劑具有提高多晶硅的干式蝕刻速度的效果，利用該效果能夠控制多晶硅電極的側(cè)面的傾斜角。具體而言，如果以使多晶硅膜的上部層的摻雜劑濃度高于膜下部層的方式具有濃度梯度，則對(duì)多晶硅膜而言，越在上部層越快速地向橫向(相對(duì)于基板面為水平方向)蝕刻，因此得到第一傾斜角θ小且第二傾斜角大的錐形面。

另外，在上述摻雜劑中，P、As、Sb、B具有降低多晶硅電極的電阻而提高SiC半導(dǎo)體裝置的開關(guān)性能的作用，成品中的這些元素的濃度優(yōu)選為1×10¹⁸/cm³以上。

接下來(lái)，對(duì)各部的詳細(xì)情況進(jìn)行說(shuō)明。

在本發(fā)明中，SiC基板1沒(méi)有特別限定，可以使用多型(Polytype)4H、6H、3C的SiC基板，但在功率半導(dǎo)體素裝置中，優(yōu)選載流子遷移率高的4H。另外，為了降低表面缺陷密度，可以在SiC基板的表面形成SiC外延層。

在本發(fā)明中，柵極絕緣膜2沒(méi)有特別限定，例如可以使用熱氧化形成的氧化硅膜、利用CVD法形成的氧化硅膜、對(duì)氧化硅膜的表面進(jìn)行了氮化處理而得到的氧氮化硅膜、用CVD法交替地層疊了氧化硅膜與氮化硅膜而得到的層疊膜等。

在本發(fā)明中，多晶硅電極3可以以對(duì)多晶硅膜等進(jìn)行蝕刻加工的方式形成，其中，該多晶硅膜以單硅烷等為原料并利用減壓CVD法而形成，或者通過(guò)熱處理使利用等離子體CVD法形成的非晶硅重結(jié)晶化而成。應(yīng)予說(shuō)明，為了降低多晶硅膜的電阻，可以在多晶硅成膜時(shí)在原料中適當(dāng)混合磷化氫、砷化氫、乙硼烷等氣體而摻雜P、As、B，也可以通過(guò)成膜后的離子注入進(jìn)行摻雜。

在本發(fā)明中，被覆多晶硅電極3的層間絕緣膜4沒(méi)有特別限定，例如可以使用通過(guò)常壓CVD、等離子體CVD、減壓CVD、臭氧反應(yīng)CVD、高密度等離子體CVD等形成的氧化硅膜、氮化硅膜或者氧化硅與氮化硅膜的層疊膜。對(duì)于成膜方法而言，若考慮到量產(chǎn)性、成本、膜質(zhì)，則在上述中優(yōu)選常壓CVD、等離子體CVD、減壓CVD。另外，為了調(diào)整膜質(zhì)，層間絕緣膜4可以含有其它元素，例如B、P等，可以在成膜后進(jìn)行回流處理，但成膜和回流溫度優(yōu)選為900℃以下。如果在高于900℃的溫度下進(jìn)行熱處理，則因高溫?zé)崽幚矶鴮?dǎo)致碳化硅與柵極絕緣膜界面劣化，因此不優(yōu)選。另外，層間絕緣膜4是高耐濕性的即可，應(yīng)力小即可，可以是BPSG、PSG(Phosphosilicate Glass：磷硅玻璃)、NSG(Nondoped Silicate Glass：無(wú)摻雜硅酸鹽玻璃)中的1種，也可以將多個(gè)它們組合。

接下來(lái)，使用附圖對(duì)本發(fā)明的SiC半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。

在圖2中，通過(guò)按工序順序排列而成的SiC半導(dǎo)體裝置的截面示意圖示出本發(fā)明的制造方法的一個(gè)方式。省略直到形成柵極絕緣膜2為止的工序。本發(fā)明的特征是包括：(a)在柵極絕緣膜2上形成多晶硅膜3，(b)以離子方式向多晶硅膜3注入摻雜劑，(c)利用光刻法形成掩模6，(d)利用各向同性干式蝕刻除去多晶硅膜3的露出部分，(e)形成多晶硅電極3，(f)除去掩模6，(g)在形成層間絕緣膜4之后將連接孔(未圖示)開口，(h)形成鋁布線5的工序，特別是(b)在多晶硅膜3進(jìn)行離子注入之后，(d)對(duì)多晶硅膜3進(jìn)行各向同性干式蝕刻。

在上述離子注入工序中，作為向多晶硅膜3注入的摻雜劑，優(yōu)選選自N、P、As、Sb、B、Al、Ar中的1種或2種以上，上述摻雜劑的注入量?jī)?yōu)選總量為1×10¹⁴/cm²以上且1×10²¹/cm²以下，更優(yōu)選5×10¹⁴/cm²以上且5×10¹⁵/cm²以下，特別優(yōu)選1×10¹⁵/cm²以上且3×10¹⁵/cm²以下。如果注入量小于1×10¹⁴/cm²，則第一傾斜角θ變大，層間絕緣膜4成為懸伸形狀，因此不優(yōu)選。如果增加注入量，則能夠減小多晶硅電極的第一傾斜角θ，但由于離子注入時(shí)間也變長(zhǎng)，所以與生產(chǎn)量權(quán)衡。

另外，摻雜劑離子的加速電壓優(yōu)選為10keV～50keV，更優(yōu)選為30keV～50keV。如果這樣設(shè)定加速電壓，則如圖3的(a)所示，接近多晶硅膜的表面的摻雜劑濃度低，而在接近多晶硅膜的表面的一側(cè)(上部層)具有摻雜劑濃度的峰，如果越過(guò)峰，則具有朝向柵極絕緣膜的表面而濃度逐漸降低的濃度分布。在高溫下進(jìn)行干式蝕刻時(shí)，表面附近成為低濃度不是什么大的問(wèn)題，形成優(yōu)選的形狀的多晶硅電極3。但是，如果逐漸降低蝕刻溫度，則在接近多晶硅膜的表面的摻雜劑濃度低的部分不進(jìn)行橫向的蝕刻，側(cè)壁成為以陡峭的角度上升的圖3的(b)中示出的形狀，因此不優(yōu)選。另一方面，在圖3的(c)中示出由于加速電壓過(guò)高，所以在多晶硅膜的下部層存在摻雜劑濃度的峰，對(duì)上層部的摻雜劑濃度變低的多晶硅膜進(jìn)行干式蝕刻時(shí)的多晶硅電極3的不優(yōu)選的形狀。由于多晶硅膜的上層部的摻雜劑濃度低，所以橫向的蝕刻不進(jìn)行，側(cè)壁以陡峭的角度上升，第二傾斜角小于100°。在圖3的(b)、圖3的(c)所示出的多晶硅電極的形狀中，層間絕緣膜容易成為懸伸形狀。

多晶硅膜內(nèi)的摻雜劑濃度的分布與離子注入角度ψ也相關(guān)。在此，對(duì)于離子注入角度ψ而言，將使離子相對(duì)于SiC基板垂直入射的方向定義為0°。如果減小離子注入角度ψ，則注入變深，相反，如果增大離子注入角度ψ，則注入變淺。將離子的加速電壓設(shè)為10keV～50keV時(shí)，優(yōu)選離子注入角度ψ為60°以下。

另外，在本發(fā)明中，多晶硅膜3優(yōu)選各向同性干式蝕刻。各向同性干式蝕刻沒(méi)有特別限定，優(yōu)選離子的貢獻(xiàn)少的干式蝕刻裝置，例如在與被加工物分離的場(chǎng)所具有等離子體源的干式蝕刻裝置。作為用于對(duì)多晶硅進(jìn)行蝕刻的反應(yīng)氣體，例如可使用CF₄與O₂的混合氣體。載置被加工物的工作臺(tái)的溫度優(yōu)選為50℃以上，更優(yōu)選70℃以上。如果溫度低于50℃，則多晶硅膜3的橫向的蝕刻速度降低，第一傾斜角θ變大，第二傾斜角變小，因此不優(yōu)選。

在圖4中，利用按工序順序排列而成的SiC半導(dǎo)體裝置的截面示意圖示出本發(fā)明的制造方法的另一方式。省略直到形成柵極絕緣膜2為止的工序。本發(fā)明的特征是包括：(a)在柵極絕緣膜2上形成多晶硅膜3之后，(b)以離子方式向多晶硅膜3注入后述的摻雜劑之后，(c)除去多晶硅膜3的表面層厚度50nm以上到300nm以下，(d)利用光刻法形成掩模6，(e)對(duì)多晶硅膜3的露出部分進(jìn)行各向同性干式蝕刻，(f)形成多晶硅電極3，(g)除去掩模6，(h)在形成層間絕緣膜4之后將未圖示的連接孔開口，(i)形成鋁布線5的工序，特別是進(jìn)行(b)在多晶硅膜3進(jìn)行離子注入之后，(c)除去多晶硅膜3的表面層，(e)對(duì)多晶硅膜3進(jìn)行各向同性干式蝕刻。

例如，在多晶硅膜3的表面層中，摻雜劑濃度低，如圖3的(b)所示，在成為多晶硅電極的肩部陡峭的干式蝕刻形狀的情況下，作為其對(duì)策，可以除去多晶硅膜3的表面層厚度50nm以上到300nm以下。這樣，能夠?qū)诫s劑濃度高的部分配置在多晶硅膜的上層，因此能夠?qū)Χ嗑Ч枘?進(jìn)行各向同性干式蝕刻而得到圖3的(a)的形狀。

除去多晶硅膜的表面層的方法只要是900℃以下的處理方法就沒(méi)有特別限定，例如可以采用利用干式蝕刻進(jìn)行的整面回蝕刻(etch back)、CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)、在900℃以下將多晶硅表面氧化，并利用氫氟酸水溶液進(jìn)行蝕刻的方法等。如果在高于900℃的溫度下進(jìn)行熱處理，則會(huì)因高溫?zé)崽幚矶鴮?dǎo)致SiC基板1與柵極絕緣膜2的界面劣化，因此不優(yōu)選。

實(shí)施例

[實(shí)施例1]

在SiC基板上形成柵極絕緣膜，利用減壓CVD法堆積膜厚500nm的多晶硅膜之后，按加速電壓30keV、注入角度0°、注入量1×10¹⁵/cm²的條件以離子方式注入As⁺離子。接下來(lái)，在利用光刻法形成抗蝕掩模之后，使用化學(xué)干式蝕刻裝置，利用反應(yīng)氣體CF₄-50％O₂，在工作臺(tái)溫度70℃的條件下對(duì)多晶硅膜進(jìn)行各向同性干式蝕刻。其后，除去抗蝕劑，通過(guò)常壓CVD法堆積膜厚1000nm的氧化硅膜。

[實(shí)施例2]

將As離子注入時(shí)的注入角度設(shè)為45°，除此以外，按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行。

[實(shí)施例3]

將As離子注入時(shí)的注入角度設(shè)為60°，除此以外，按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行。

[實(shí)施例4]

將As離子注入量設(shè)為5×10¹⁴/cm²，除此以外，按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行。

[實(shí)施例5]

將As離子注入量設(shè)為3×10¹⁵/cm²，除此以外，按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行。

[實(shí)施例6]

將As離子注入量設(shè)為3×10¹⁵/cm²，將各向同性蝕刻時(shí)的工作臺(tái)溫度設(shè)為50℃，除此以外，按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行。

[實(shí)施例7]

將As離子注入量設(shè)為3×10¹⁵/cm²，在離子注入之后利用干式蝕刻，從表面起到50nm對(duì)多晶硅膜進(jìn)行整面蝕刻，以及將各向同性干式蝕刻時(shí)的工作臺(tái)溫度設(shè)為50℃，除此以外，按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行。

[比較例1]

在SiC基板上形成柵極絕緣膜，利用減壓CVD法堆積膜厚500nm的多晶硅膜之后，通過(guò)光刻法形成抗蝕掩模，使用化學(xué)干式蝕刻裝置，利用反應(yīng)氣體CF₄-50％O₂，在基板溫度100℃的條件下對(duì)多晶硅膜進(jìn)行各向同性干式蝕刻。其后，除去抗蝕劑，利用常壓CVD法堆積膜厚1000nm的氧化硅膜。

[比較例2]

在Si基板上形成柵極絕緣膜，利用減壓CVD法堆積膜厚500nm的多晶硅膜之后，通過(guò)光刻法形成抗蝕掩模，使用化學(xué)干式蝕刻裝置，利用反應(yīng)氣體CF₄-50％O₂，在工作臺(tái)溫度100℃的條件下對(duì)多晶硅膜進(jìn)行各向同性干式蝕刻。其后，除去抗蝕劑，利用常壓CVD法堆積膜厚1000nm的氧化硅膜。

[評(píng)價(jià)方法]

根據(jù)樣品的斷開面的掃描型電子顯微鏡像，測(cè)定第一傾斜角θ與第二傾斜角

[結(jié)果]

在表1中示出工藝條件、第一傾斜角θ和第二傾斜角的測(cè)定值。

表1

比較例1使用SiC基板，比較例2使用Si基板。多晶硅膜的成膜條件相同，都不進(jìn)行離子注入。將多晶硅膜的各向同性干式蝕刻的工作臺(tái)溫度均設(shè)為100℃。在Si基板上，第一傾斜角為40°，是較小的，但在SiC基板上，第一傾斜角為68°，是較大的，根據(jù)現(xiàn)有方法，在SiC基板中無(wú)法實(shí)現(xiàn)第一傾斜角為60°以下。

在實(shí)施例1～6中，在向多晶硅膜注入了As⁺離子之后，對(duì)多晶硅膜進(jìn)行各向同性干式蝕刻，形成多晶硅電極。

根據(jù)實(shí)施例1～3可知，如果增加離子注入角度，則第一傾斜角變大，但即使離子注入角度為60°，也能夠形成傾斜角60°以下的多晶硅電極。

根據(jù)實(shí)施例4、實(shí)施例5可知，即使在離子注入量減小到5×10¹⁴/cm²的情況下(實(shí)施例4)，使離子注入量增加到3×10¹⁵/cm²的情況下(實(shí)施例5)，也能夠以傾斜角60°以下進(jìn)行加工。

實(shí)施例6表示即使將干式蝕刻裝置的工作臺(tái)溫度降低到50℃，也能夠以第一傾斜角為60°以下進(jìn)行加工。然而，如果第二傾斜角為90°，則成為肩部陡峭的形狀，因此不優(yōu)選。

對(duì)于實(shí)施例7，作為其對(duì)策，在圖案化之前，從表面起到50nm對(duì)多晶硅膜進(jìn)行整面蝕刻。在工作臺(tái)溫度50℃下進(jìn)行各向同性干式蝕刻，但可以除去肩部的角，使第二傾斜角為100°。

以上，通過(guò)在多晶硅膜形成之后進(jìn)行離子注入，然后進(jìn)行各向同性干式蝕刻，從而成為多晶硅電極的側(cè)面的第一傾斜角為60°以下的平緩的形狀，能夠改善形成于其上的氧化硅膜的階梯被覆形狀。

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括：

在碳化硅基板上形成柵極絕緣膜的工序；

在所述柵極絕緣膜上形成多晶硅膜的工序；

將選自N、P、As、Sb、B、Al、Ar中的1種或2種以上摻雜劑以離子方式注入到所述多晶硅膜的工序；

在所述多晶硅膜上選擇性地形成掩模的工序；

利用各向同性干式蝕刻除去所述多晶硅膜的露出部分而形成多晶硅電極的工序；

除去所述掩模的工序；以及

在所述多晶硅電極上形成層間絕緣膜的工序，

在將所述摻雜劑以離子方式注入到所述多晶硅膜的工序中，將所述摻雜劑的離子注入角度設(shè)為60°以下。

2.一種碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括：

在碳化硅基板上形成柵極絕緣膜的工序；

在所述柵極絕緣膜上形成多晶硅膜的工序；

將選自N、P、As、Sb、B、Al、Ar中的1種或2種以上摻雜劑以離子方式注入到所述多晶硅膜的工序；

除去所述多晶硅膜的表面層厚度50nm以上到300nm以下的工序；

在所述多晶硅膜上選擇性地形成掩模的工序；

利用各向同性干式蝕刻除去所述多晶硅膜的露出部分而形成多晶硅電極的工序；

除去所述掩模的工序；以及

在所述多晶硅電極上形成層間絕緣膜的工序。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在將所述摻雜劑以離子方式注入到所述多晶硅膜的工序中，

所述摻雜劑的注入量的總量為1×10¹⁴/cm²以上且1×10²¹/cm²以下。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在對(duì)所述多晶硅膜進(jìn)行各向同性干式蝕刻的工序中，將碳化硅基板保持在50℃以上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在所述多晶硅電極上形成層間絕緣膜的工序中，將層間絕緣膜的形成溫度設(shè)為900℃以下。