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DE19612692C1 - Verfahren zum Erzeugen einer Oxidschicht auf Siliciumcarbid und Verwendung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Erzeugen einer Oxidschicht auf Siliciumcarbid und Verwendung des Verfahrens

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DE19612692C1
DE19612692C1 DE19612692A DE19612692A DE19612692C1 DE 19612692 C1 DE19612692 C1 DE 19612692C1 DE 19612692 A DE19612692 A DE 19612692A DE 19612692 A DE19612692 A DE 19612692A DE 19612692 C1 DE19612692 C1 DE 19612692C1
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Description

Eine für feldgesteuerte Halbleiterbauelemente verbreitet ein­ gesetzte Struktur ist die Metall-Oxid-Halbleiter(MOS)-Struk­ tur, die aufgebaut ist aus einem Halbleiter, einem auf dem Halbleiter angeordneten dielektrischen Oxid und einer Gate­ elektrode auf dieser Oxidschicht. Durch Anlegen einer Gate­ spannung an die Gateelektrode kann der elektrische Widerstand in einem an das Oxid angrenzenden Kanalgebiet im Halbleiter gesteuert werden.
Die für die Funktion und Stabilität von MOS-Bauelementen ent­ scheidenden elektrischen Eigenschaften einer MOS-Struktur werden im wesentlichen durch die Eigenschaften der Grenzflä­ che zwischen dem Oxid und dem Halbleiter und die Eigenschaf­ ten des Oxidvolumens geprägt. Die Eigenschaften der Grenzflä­ che zwischen Oxid und Halbleiter umfassen die Dichte der fe­ sten Ladungen und die Dichte der umladbaren Zustände und kön­ nen durch Messung der Kapazität C der MOS-Struktur in Abhän­ gigkeit von der angelegten Gatespannung (CV-Messung) ermit­ telt werden. Die festen Ladungen und umladbaren Zustände an der Grenzfläche verschieben einerseits die Einsatzspannung, d. h. die Gatespannung, ab der sich ein leitfähiger Inversi­ onskanal im Halbleiter ausbildet, und verringern andererseits die Beweglichkeit der Ladungsträger im Inversionskanal. Die Volumeneigenschaften des Oxids umfassen den Leckstrom durch das Oxid bei niedrigen Feldstärken sowie die Durchbruchsfeld­ stärke und können durch Messung des Stromes I durch die MOS-Struktur in Abhängigkeit von der angelegten Gatespannung (IV-Messung) charakterisiert werden. Der Leckstrom im Oxid darf während des Betriebs des MOS-Bauelements nicht zu hoch wer­ den, da sonst durch Ladungsträgerinjektion in das Oxid die Eigenschaften des MOS-Bauelements verändert werden und eine Langzeitstabilität des Bauelementes nicht mehr gewährleistet ist. Eine wesentliche Voraussetzung für MOS-Bauelemente ist somit ein Herstellungsprozeß zum Erzeugen hochwertiger Oxid­ schichten auf dem für die MOS-Struktur vorgesehenen Halblei­ ter.
Zum Herstellen einer Oxidschicht auf dem Halbleiter Silicium­ carbid (SiC) ist neben chemischer Dampfphasenabscheidung (CVD) die thermische Oxidation des SiC bekannt. Bei der ther­ mischen Oxidation wird die zu oxidierende Oberfläche des SiC bei Prozeßtemperaturen von typischerweise größer 1100°C einer sauerstoffhaltigen Gasatmosphäre ausgesetzt. Der Sauerstoff reagiert chemisch mit dem SiC unter Bildung von Siliciumdi­ oxid (SiO₂) und flüchtigen Kohlenstoffoxid. Bei diesem ther­ mischen Oxidationsprozeß wird das SiC-Material von seiner Oberfläche her aufgebraucht und die SiO₂-Schicht wachst in den SiC-Halbleiter hinein.
Man unterscheidet zwei Grundtypen der thermischen Oxidation, die trockene Oxidation und die feuchte Oxidation (Naß­ oxidation). Bei der trockenen Oxidation enthält die Oxidati­ ons-Gasatmosphäre Sauerstoff mit einem möglichst geringen Wassergehalt, beispielsweise mit einer Restfeuchte von unter 5 ppm. Bei der feuchten Oxidation wird Wasserdampf als we­ sentlicher Bestandteil der Oxidationsatmosphäre verwendet.
Aus E. Stein v. Kamienski et al., "Defects in differently an­ neaied oxides on 4H- and 6H SiC", Technical Digest of Inter­ national Conference on SiC and Related Materials, Kyoto, Ja­ pan, 1995, Seiten 211-212 ist ein Verfahren zum Erzeugen ei­ ner Oxidschicht auf SiC des 4H- und des 6H-Polytyps durch trockene Oxidation oder feuchte Oxidation bei einer Prozeß­ temperatur von 1150°C bekannt. Es wird angegeben, daß die feuchte Oxidation zu besseren Ergebnissen hinsichtlich der festen Ladungen führt als die trockene Oxidation. Das bereits oxidierte SiC wird zum Ausheilen einer auf die Oxidation fol­ genden Nachbearbeitung (Folge-Ausheilung) (Post-Oxidation-An­ neal) in einer Inertgasatmosphäre mit Argon (Ar) oder Stick­ stoff (N₂) bei einer Temperatur von 1150°C unterzogen. Durch die Folge-Ausheilung werden nach den Angaben der Autoren die Dichte der Grenzflächenladungen und der festen Ladungen sowie der Elektronenhaftstellen im Oxid deutlich reduziert.
In A. Rys et al., "Modeling and Characterization of Thermally Oxidized 6H Silicon Carbide", Journal of Electrocheinical Society, Vol. 142, No. 4, April 1995, Seiten 1318-1322 wird ein Verfahren zum Erzeugen einer Oxidschicht auf SiC des 6H-Polytyps angegeben, bei dem das SiC in einer feuchten Oxida­ tionsatmosphäre bei Temperaturen zwischen 1100°C und 1250°C oxidiert wird. Die feuchte Oxidationsatmosphäre wird präpa­ riert, indem Sauerstoff durch destilliertes Wasser bei 95°C geleitet wird (Wasserpfeiffenprinzip). Nach der Oxidation wird eine Folge-Ausheilung in einer Gasatmosphäre mit Argon, Stickstoff, Wasserstoff oder Helium durchgeführt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erzeugen einer Oxidschicht auf Siliciumcarbid durch ther­ mische Oxidation anzugeben, so daß die Oxidschicht in einer MOS-Halbleiterstruktur vorteilhafte elektrische Eigenschaften zeigt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkma­ len des Anspruchs 1. Das Verfahren zum Erzeugen einer Oxid­ schicht auf Siliciumcarbid umfaßt zwei nacheinander auszufüh­ rende Oxidationsschritte. In einem ersten Oxidationsschritt wird das Siliciumcarbid an einer Oberfläche in einer Gasatmo­ sphäre, die einen wenigstens zehnmal größeren Anteil an Sau­ erstoff als an Wasser enthält, bei Prozeßtemperaturen zwi­ schen 1000°C und 1300°C oxidiert. In einem zweiten Oxidati­ onsschritt wird das nun bereits an seiner Oberfläche mit ei­ ner Oxidschicht versehene Siliciumcarbid in einer Gasatmo­ sphäre mit einem über dem 0,15fachen eines Sauerstoffanteils liegenden Anteil an Wasser bei Prozeßtemperaturen zwischen 1000°C und 1300°C weiter oxidiert. Der erste Oxidations­ schritt entspricht einer trockenen thermischen Oxidation des Siliciumcarbid, während der zweite Oxidationsschritt einer feuchten thermischen Oxidation des Siliciumcarbid entspricht.
Die Erfindung beruht auf der durch experimentelle Untersu­ chungen gewonnenen Erkenntnis, daß die Eigenschaften der Grenzfläche zwischen einer thermisch gewachsenen Oxidschicht und Siliciumcarbid bei feuchter Oxidation besser sind als bei trockener Oxidation und daß umgekehrt die Volumeneigenschaf­ ten des thermisch auf dem Siliciumcarbid gewachsenen Oxids bei trockener Oxidation besser sind als bei feuchter Oxidati­ on. Ausgehend von dieser Erkenntnis wird das Siliciumcarbid nicht wie beim Stand der Technik mit nur einer Oxidationsart (trocken oder feucht) oxidiert, sondern durch Kombination der beiden Oxidationstypen in der angegebenen, besonderen Reihen­ folge, nämlich erst trockene Oxidation und dann feuchte Oxi­ dation. Durch diese besondere Kombination der beiden Oxidati­ onstypen werden die guten Grenzflächeneigenschaften zwischen Oxidschicht und Siliciumcarbid einer feuchten Oxidation und zugleich die guten Volumeneigenschaften in der Oxidschicht einer trockenen Oxidation erreicht, bezüglich der elektri­ schen Eigenschaften also die Vorzüge der trockenen mit denen der feuchten Oxidation vereinigt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfah­ rens ergeben sich aus den vom Anspruch 1 abhängigen Ansprü­ chen.
Demnach werden die Prozeßtemperaturen bei den beiden Oxidati­ onsschritten vorzugsweise zwischen 1050°C und 1250°C einge­ stellt.
Das Verhältnis von Sauerstoffanteil zu Wasseranteil in der Gasatmosphäre beim ersten Oxidationsschritt wird ferner vor­ zugsweise auf wenigstens 10⁶ : 1 (eine Million zu eins) ein­ gestellt.
Beim zweiten Oxidationsschritt wird dieses Verhältnis von Sauerstoffanteil zu Wasseranteil in der Gasatmosphäre dagegen in einer vorteilhaften Ausführungsform unter 1 : 10 einge­ stellt.
Im Anschluß an den zweiten Oxidationsschritt wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform das an seiner Ober­ fläche oxidierte Siliciumcarbid in einem ersten Folge-Aus­ heilungs-Schritt einer Gasatmosphäre mit einem Inertgasanteil von wenigstens 90% bei Prozeßtemperaturen zwischen 1000°C und 1300°C ausgesetzt. Dadurch können Ausheilprozesse in der aufgewachsenen Oxidschicht stattfinden. Die Unterschiede der elektrischen Eigenschaften der erhaltenen Oxide zwischen trockener und feuchter Oxidation bleiben auch nach diesem technologischen Ausheilschritt erhalten.
Ferner kann das an seiner Oberfläche oxidierte Siliciumcarbid nach dem zweiten Oxidationsschritt auch in einer Feuchtoxida­ tions-Gasatmosphäre abgekühlt werden.
Vorteilhaft ist auch ein Abkühlen des an seiner Oberfläche oxidierten Siliciumcarbid nach dem ersten Folge-Ausheilungs-Schritt in einem zweiten Folge-Ausheilungs-Schritt in einer Gasatmosphäre mit einem Inertgasanteil von wenigstens 90%. Der Inertgasanteil kann Stickstoff oder auch wenigstens ein Edelgas enthalten.
Da die feucht oxidierte Teilschicht der Oxidschicht nur für die Grenzfläche zum SiC benötigt wird, kann die Dicke dieser Teilschicht deutlich geringer sein als die Dicke der trocken oxidierten Teilschicht. Vorzugsweise wird mit dem ersten Oxi­ dationsschritt deshalb wenigstens 80% der Schichtdicke der Oxidschicht an der Oberfläche des Siliciumcarbid erzeugt.
Die bevorzugte Anwendung des Verfahrens ist die Oxidation von einkristallinem Siliciumcarbid als Halbleitermaterial.
Die mit einem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte Oxidschicht ist besonders vorteilhaft in einer MOS-Halb­ leiterstruktur mit einem Halbleitergebiet aus einkristallinem Siliciumcarbid eines vorgegebenen Leitungstyps, einem an ei­ ner Oberfläche dieses Halbleitergebiets angeordneten Basisge­ biet aus einkristallinem Siliciumcarbid vom entgegengesetzten Leitungstyp wie das Halbleitergebiet, einem durch das Basis­ gebiet vom Halbleitergebiet getrennten Sourcegebiet aus ein­ kristallinem Siliciumcarbid vom gleichen Leitungstyp wie das Halbleitergebiet, und der auf einer Oberfläche des Basisge­ biets angeordneten Oxidschicht, auf der eine Gateelektrode angeordnet ist. Die MOS-Struktur weist eine besonders niedri­ ge Einsatzspannung auf und auch eine hohe Langzeitstabilität und Temperaturstabilität, da eine vorzeitige Degradierung der MOS-Struktur infolge Aufladung des Oxids durch Leckströme vermieden wird.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren
Fig. 1 und 2 die beiden Verfahrensschritte des Verfahrens zum Erzeugen einer Oxidschicht auf Siliciumcarbid (SiC),
Fig. 3 das mit der Oxidschicht versehene Siliciumcarbid als Ergebnis der in den Fig. 1 und 2 veranschau­ lichten Verfahrensschritte und
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines MOSFETs in Siliciumcarbid jeweils schematisch veranschaulicht sind. Einander entspre­ chende Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt Siliciumcarbid (SiC) 5 mit einer Oberfläche 50. Das Siliciumcarbid 50 kann insbesondere ein vergleichsweise dickes Substrat (Wafer) sein oder auch eine auf einem Substrat abgeschiedene SiC-Schicht. Vorzugsweise ist das Si­ liciumcarbid 5 halbleitend und vorzugsweise einkristallin aus einem vorgegebenen Polytyp, vorzugsweise 6H oder 4H. Die Oberfläche 50 des Siliciumcarbid 5 wird nun in einem nicht dargestellten Oxidationsofen einer Gasatmosphäre ausgesetzt, die einen Sauerstoffanteil O₂ enthält und weitere Gasanteile, die mit X bezeichnet sind. Die weiteren Gasanteile X können insbesondere Wasserdampf (H₂O) enthalten sowie weitere Gase, die in den Oxidationsprozeß an der Oberfläche 50 nicht oder nur unwesentlich eingreifen (Inertgase). Der Wasseranteil in der Gasatmosphäre O₂ + X beträgt vorzugsweise höchstens ein Zehntel des Sauerstoffanteils O₂. Unter Anteilen werden dabei und im folgenden Volumenanteile verstanden. Aufgrund des ver­ gleichsweise geringen Wasseranteils in der Gasatmosphäre wird das Siliciumcarbid 5 trocken oxidiert. Der Wasseranteil in der Gasatmosphäre wird vorzugsweise möglichst gering einge­ stellt und kann durch besondere apparative Maßnahmen unter 1 ppm (= 10-6) des Sauerstoffanteils eingestellt werden. Die Prozeßtemperaturen an der Oberfläche 50 werden im allgemeinen zwischen 1000°C und 1300°C eingestellt und vorzugsweise zwi­ schen 1050°C und 1250°C. Der Gesamtdruck der Gasatmosphäre kann dabei variiert werden.
Der Sauerstoff O₂ in der Gasatmosphäre reagiert nun chemisch mit dem Silicium (Si) im Siliciumcarbid 5, und es bildet sich eine thermische Oxidschicht aus Siliciumdioxid (SiO₂) an der Oberfläche 50 des Siliciumcarbid 5. Der Kohlenstoff (C) des Siliciumcarbid 5 reagiert mit dem Sauerstoff O₂ zu Kohlenmon­ oxid (CO), das als flüchtiges Reaktionsprodukt in die Gasat­ mosphäre entweicht. Durch den Materialverbrauch weicht die Oberfläche 50 des Siliciumcarbid 5 zurück.
Das Ergebnis dieses thermischen Oxidationsprozesses gemäß Fig. 1 ist eine trocken oxidierte erste Oxidschicht 20 auf der Oberfläche 50 des Siliciumcarbid 5, die in Fig. 2 dargestellt ist. Die Dicke d₁ dieser ersten Oxidschicht 20 kann über die zeitliche Dauer des in Fig. 1 dargestellten Trockenoxidations­ prozesses eingestellt werden.
Das mit der ersten Oxidschicht 20 versehene Siliciumcarbid 5 wird nun gemäß Fig. 2 einer Feuchtoxidationsgasatmosphäre aus­ gesetzt. Diese Feuchtoxidationsgasatmosphäre enthält als für die Oxidation wesentlichen Bestandteil Wasserdampf (H₂O) und weitere Gasanteile Y, insbesondere Sauerstoff (O₂) und gege­ benenfalls Inertgase. Diese Gasatmosphäre für die Feuchtoxi­ dation kann beispielsweise pyrogenisch durch Verbrennen von Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) zu Wasser (H₂O) oder durch Durchleiten von Sauerstoff (O₂) durch siedendes Wasser (H₂O) (Wasserpfeiffenprinzip) erzeugt werden. Der Wasseran­ teil in der Feuchtoxidationsgasatmosphäre H₂O + Y liegt vor­ zugsweise um wenigstens einen Faktor 10 höher als der Sauer­ stoffanteil in dieser Gasatmosphäre. Es kann allerdings auch schon mit Wasseranteilen beginnend ab dem etwa 0,15fachen des Sauerstoffanteils in der Feuchtoxidationsgasatmosphäre H₂O + Y gearbeitet werden. Die Prozeßtemperaturen bei dem Feuch­ toxidationsprozeß gemäß Fig. 2 liegen im gleichen Temperatur­ bereich wie beim Trockenoxidationsprozeß gemäß Fig. 1, müssen aber natürlich nicht identisch sein.
Infolge von Diffusion der an der Oxidationsreaktion beteilig­ ten Komponenten durch die erste Oxidschicht 20 oxidiert nun das Siliciumcarbid 5 von seiner Oberfläche 50 her weiter, und es bildet sich eine feucht oxidierte, weitere Oxidschicht un­ ter der ersten Oxidschicht 20, die in Fig. 3 als zweite Oxid­ schicht 21 dargestellt ist. Die Oberfläche 50 des Silicium­ carbid 5 weicht entsprechend weiter zurück. Die Dicke d₂ der zweiten Oxidschicht 21 wird durch die Dauer des Feuchtoxida­ tionsprozesses gemäß Fig. 2 eingestellt. Da die zweite Oxid­ schicht 21 hauptsächlich für die guten Grenzflächeneigen­ schaften zum Siliciumcarbid 5 benötigt wird und die trocken oxidierte, erste Oxidschicht 20 die guten Volumeneigenschaf­ ten gewährleistet, wird die Dicke d₂ der zweiten Oxidschicht 21 im allgemeinen kleiner gewählt als die Dicke d₁ der ersten Oxidschicht 20. Vorzugsweise ist das Verhältnis d₂/(d₁ + d₂) höchstens 0,2 und vorzugsweise höchstens 0,1. Das bedeutet, daß der Anteil der zweiten Oxidschicht 21 an der gesamten, aus der ersten Oxidschicht 20 und der zweiten Oxidschicht 21 zusammengesetzten Oxidschicht 2 auf dem Siliciumcarbid 5 be­ züglich der Schichtdicken bei höchstens 20% bzw. höchstens 10% liegt. Die Gesamtdicke d₁ + d₂ der Oxidschicht 2 liegt in allgemeinen zwischen etwa 20 nm und etwa 100 nm.
Die Prozeßtemperaturen können auch während der Oxidationspro­ zesse als Funktion der Zeit geändert werden, solange sie in dem angegebenen Temperaturbereich bleiben.
Das in Fig. 3 dargestellte Siliciumcarbid 5 mit der Oxid­ schicht 2 kann nun in einer nicht dargestellten Ausführungs­ form einem ersten Folge-Ausheilungs-Schritt unterzogen wer­ den. Bei diesem ersten Folge-Ausheilungs-Schritt wird die in Fig. 3 mit 22 bezeichnete Oberfläche der Oxidschicht 2 einer Gasatmosphäre mit einem Inertgasanteil von wenigstens 90% bei Prozeßtemperaturen zwischen 1000°C und 1300°C ausgesetzt. Ein besonders geeignetes Inertgas ist Stickstoff (N₂) oder auch ein Edelgas, insbesonders Argon (Ar). Durch den ersten Folge-Ausheilungs-Schritt kann die aufgewachsene Oxidschicht 2 ausheilen, was die Eigenschaften der Oxidschicht 2 verbes­ sert und insbesondere die Dichte der festen Ladungen und Haftstellen verlagert.
Im Anschluß an den ersten Folge-Ausheilungs-Schritt kann in einem zweiten Folge-Ausheilungs-Schritt vorzugsweise in der­ selben Inertgasatmosphäre wie im ersten Folge-Ausheilungs-Schritt das oxidierte Siliciumcarbid 5 mit der Oxidschicht 2 abgekühlt werden auf eine Temperatur, bei der das oxidierte Siliciumcarbid 5 aus dem Oxidationsofen entfernt wird, bei­ spielsweise auf 800°C.
Nach dem zweiten Oxidationsschritt (Feuchtoxidation) ist fer­ ner auch ein Abkühlen in der Feuchtoxidationsgasatmosphäre möglich.
Die mit dem Verfahren erzielten Verbesserungen der Grenzflä­ cheneigenschaften der Oxidschicht sind bei Siliciumcarbid 5 vom p-Leitungstyp noch ausgeprägter als beim n-Leitungstyp.
Vor dem ersten Oxidationsschritt, der Trockenoxidation gemäß Fig. 1, wird im allgemeinen das Siliciumcarbid 5 in den Oxida­ tionsofen eingefahren unter Inertgasatmosphäre, vorzugsweise Stickstoff, vorzugsweise mit geringer Sauerstoffbeigabe und bei einer vorgegebenen Anfangstemperatur, beispielsweise 800°C. Der Oxidationsofen wird dann hochgeheizt auf die ge­ wünschten Prozeßtemperaturen zwischen 1000°C und 1300°C unter Beibehaltung der Gasatmosphäre. Sodann wird bei den nun er­ reichten Prozeßtemperaturen die Gasatmosphäre ausgetauscht durch die Trockenoxidationsgasatmosphäre.
Fig. 4 zeigt einen lateralen MOS-Feldeffekttransistor (MOSFET), der in Siliciumcarbid gebildet ist. Der MOSFET um­ faßt ein Substrat 7 aus einkristallinem SiC eines vorgegebe­ nen Leitungstyps, eine auf diesem Substrat 7 epitaktisch auf­ gewachsene Halbleiterschicht 6 aus einkristallinem Silicium­ carbid desselben Leitungstyps wie das Substrat 7, ein vor­ zugsweise durch Ionenimplantation in die Halbleiterschicht 6 erzeugtes Basisgebiet 5, vom entgegengesetzten Leitungstyp wie die Halbleiterschicht 6 und ein Sourcegebiet 3 sowie ein Draingebiet 4, die vorzugsweise durch Ionenimplantation in das Basisgebiet 5, eingebracht sind und durch das Basisgebiet 5, voneinander getrennt werden. Das Sourcegebiet 3 und das Draingebiet 4 sind vom gleichen Leitungstyp wie das Basisge­ biet 5,. An der Oberfläche 50′ des das Sourcegebiet 3 und das Draingebiet 4 verbindenden Teilgebiets (Kanalgebiets) des Ba­ sisgebiets 5′ ist eine Oxidschicht 2′ erzeugt durch eines der zuvor beschriebenen Verfahren. Auf dieser Oxidschicht 2′ ist eine Gateelektrode 11 angeordnet. Zur elektrischen Isolation ist ferner eine im Vergleich zur Oxidschicht 2′ dicke, weite­ re Oxidschicht 8 auf den freien Oberflächen des Basisgebiets 5, und der Halbleiterschicht 6 angeordnet, die auch die Gateelektrode 11 von einer dem Sourcegebiet 3 zugeordneten Sourceelektrode 10 und einer dem Draingebiet 4 zugeordneten Drainelektrode 12 elektrisch isoliert. Des weiteren ist ein Halbleitergebiet 9 in das Basisgebiet 5, implantiert mit ei­ ner zugehörigen Elektrode 13, das vom gleichen Leitungstyp wie das Basisgebiet 5′ ist und das Potential des Basisgebiets 5′ bestimmt.
Vorzugsweise ist die Halbleiterschicht 6 vom n-Leitungstyp und das Basisgebiet 5′ vom p-Leitungstyp. Das Sourcegebiet 3 und das Draingebiet 4 sind dann entsprechend vom n-Leitungs­ typ. Eine mit dem Oxidationsverfahren gemäß der Erfindung hergestellte Oxidschicht kann natürlich auch in einem von dem lateralen Aufbau des Ausführungsbeispiels der Fig. 4 abwei­ chenden MOSFET, beispielsweise einem vertikalen MOSFET, ein­ gesetzt werden und auch in allen anderen Siliciumcarbid-Bauelementen mit einer MOS-Struktur.

Claims (10)

1. Verfahren zum Erzeugen einer Oxidschicht (2) auf Silicium­ carbid (5), bei dem das Siliciumcarbid (5) an einer Oberflä­ che (50)
  • a) zunächst in einem ersten Oxidationsschritt in einer Gasat­ mosphäre mit einem Sauerstoffanteil, der wenigstens zehn­ mal so hoch ist wie ein Wasseranteil, bei Prozeßtemperatu­ ren zwischen 1000°C und 1300°C oxidiert wird und
  • b) anschließend in einem zweiten Oxidationsschritt in einer Gasatmosphäre mit einem Wasseranteil, der über dem 0,15-fachen eines Sauerstoffanteils liegt, bei Prozeßtemperatu­ ren zwischen 1000°C und 1300°C weiter oxidiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste Oxidations­ schritt und der zweite Oxidationsschritt jeweils bei Prozeß­ temperaturen zwischen 1050°C und 1250°C durchgerührt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der Sauerstoffanteil in der Gasatmosphäre beim ersten Oxidations­ schritt wenigstens 1 000 000 mal so hoch wie der Wasseranteil eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Wasseranteil in der Gasatmosphäre beim zweiten Oxidati­ onsschritt wenigstens zehnmal so hoch wie der Sauerstoffan­ teil eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das an seiner Oberfläche (50) oxidierte Siliciumcarbid (5) nach dem zweiten Oxidationsschritt in einem ersten auf die Oxidation folgenden Nachbearbeitungsschritt (Folge-Aushei­ lungs-Schritt) einer Gasatmosphäre mit einem Inertgasanteil von wenigstens 90% bei Prozeßtemperaturen zwischen 1000°C und 1300°C ausgesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das an seiner Oberflä­ che (50) oxidierte Siliciumcarbid (5) nach dem ersten Folge- Ausheilungs-Schritt in einem zweiten Folge-Ausheilungs-Schritt in einer Gasatmosphäre mit einem Inertgasanteil von wenigstens 90% abgekühlt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das an seiner Oberfläche (50) oxidierte Siliciumcarbid (S) nach dem zweiten Oxidationsschritt in einer Gasatmosphäre mit einem wenigstens dem 0,15fachen eines Sauerstoffanteils entspre­ chenden Wasseranteil abgekühlt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mit dem ersten Oxidationsschritt wenigstens 80% der Schicht­ dicke der Oxidschicht (2) an der Oberfläche (50) des Silici­ umcarbids (5) erzeugt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem einkristallines Siliciumcarbid (5) oxidiert wird.
10. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung einer Halbleiterstruktur mit
  • a) einem Halbleitergebiet (6) aus einkristallinem Silicium­ carbid eines vorgegebenen Leitungstyps,
  • b) einem an einer Oberfläche dieses Substrats angeordneten Basisgebiet (5′) aus einkristallinem Siliciumcarbid vom entgegengesetzten Leitungstyp wie das Halbleitergebiet (6),
  • c) einem durch das Basisgebiet (5′) vom Halbleitergebiet (6) getrennten Sourcegebiet (3) aus einkristallinem Silicium­ carbid vom gleichen Leitungstyp wie das Halbleitergebiet (6),
  • d) einer auf einer Oberfläche des Basisgebiets (5′) angeord­ neten Oxidschicht (2′), die nach einem Verfahren gemäß ei­ nem der Ansprüche 1 bis 9 erzeugt ist, und
  • e) einer auf der Oxidschicht (2′) angeordneten Gateelektrode (11)
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