半导体装置的制造方法以及制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术的实施方式提供特性良好的半导体装置的制造方法以及制造装置。实施方式涉及的半导体装置的制造方法具备：对碳化硅基板注入杂质的工序；对所述碳化硅基板的一个面涂敷有机溶液的工序；通过在非氧化性气氛中对所述有机溶液进行加热，在所述碳化硅基板的所述一个面上以及另一个面上形成碳层的工序；和使所述杂质活化的工序。

【技术实现步骤摘要】

本申请以日本专利申请2013－97498号（申请日：2013年5月7日）作为基础申请来要求优先权。本申请通过参照该基础申请而包括基础申请的全部内容。本专利技术的实施方式涉及半导体装置的制造方法以及制造装置。
技术介绍
在使用SiC（碳化硅、碳化物）基板形成半导体装置时，为了调整基板各部的导电型，需要对基板离子注入杂质，并实施用于使该杂质活化的活化退火。该活化退火的温度通常需要为1600～2000℃左右，由于SiC的升华温度为2200℃，所以加热到升华温度附近。因此，在活化退火中硅（Si）原子从SiC基板的表面脱离，SiC基板的表面形态（morphology）劣化，使得半导体装置的特性产生问题。
技术实现思路
实施方式的目的在于，提供一种特性良好的半导体装置的制造方法以及制造装置。实施方式涉及的半导体装置的制造方法具备：对碳化硅基板注入杂质的工序；对所述碳化硅基板的一个面涂敷有机溶液的工序；通过在非氧化性气氛中对所述有机溶液进行加热，在所述碳化硅基板的所述一个面上以及另一个面上形成碳层的工序；以及使所述杂质活化的工序。实施方式涉及的半导体装置的制造装置具备：腔室，被装入注入有杂质并在一个面涂覆了有机溶液的碳化硅基板，且内部成为非氧化性气氛；和加热器，被设在所述腔室内，通过对所述有机溶液进行加热，来在所述碳化硅基板的所述一个面上以及另一个面上形成碳层。附图说明图1是例示第一实施方式涉及的半导体装置的制造系统的框图。图2是例示第一实施方式涉及的碳层形成装置的剖视图。图3是例示第一实施方式涉及的半导体装置的制造方法的流程图。图4（a）～（d）是例示第一实施方式涉及的半导体装置的制造方法的剖视图。图5（a）～（d）是例示第二实施方式涉及的半导体装置的制造方法的剖视图。图6是例示第三实施方式涉及的碳层形成装置的剖视图。图7是例示第四实施方式涉及的半导体装置的制造方法的流程图。图8是例示第五实施方式涉及的碳层形成装置的剖视图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。首先，对第一实施方式进行说明。图1是例示本实施方式涉及的半导体装置的制造系统的框图。如图1所示，在本实施方式涉及的半导体装置的制造系统100中，设有杂质注入装置101、有机溶液涂敷装置102、碳层形成装置1、杂质活化装置103、碳层去除装置104。SiC基板20是由碳化硅（SiC）构成的半导体基板，例如是单晶体的SiC晶圆。杂质注入装置101是对SiC基板20的规定区域离子注入杂质的装置。杂质是用于调整SiC基板20的导电型的掺杂剂，例如是硼（B）、氮（N）、铝（Al）或者磷（P）等。有机溶液涂敷装置102是对SiC基板20的表面涂敷有机溶液的装置，例如是旋涂机。碳层形成装置1是通过在非氧化气氛中、例如在非活性气体气氛中对SiC基板20进行加热，来使涂敷到SiC基板20的表面的有机溶液气化，在SiC基板的表面形成碳层的装置。碳层形成装置1的构成以及动作将后述。杂质活化装置103是通过将SiC基板20加热到例如1600～2000℃的温度，来使由杂质注入装置101注入到SiC基板20的杂质活化的装置。碳层去除装置104是通过在氧气氛中将SiC基板20加热到例如400～1000℃的温度，来去除碳层的装置。接下来，对本实施方式涉及的碳层形成装置1进行说明。图2是例示本实施方式涉及的碳层形成装置的剖视图。如图2所示，在碳层形成装置1中，设有由耐热性的材料构成的腔室（Chamber）10。腔室10的下端开口。在腔室10的下方设有圆板状的升降板11。升降板11与晶舟升降机(boat elevator)（未图示）连结，能够进行上下方向的移动。升降板11在位于其移动区域的上端时将腔室10密封，在位于移动区域的下端时将腔室10开放，能够在升降板11上装卸SiC基板20。如后述那样，向腔室10装入例如被注入杂质且其一个面被涂覆了有机溶液的SiC基板20。在升降板11上设有晶舟（boat）13。在晶舟13中，例如在圆板状的底板与顶板之间相互平行地设有3根或者4根支柱。在各支柱的侧面形成有切槽（未图示），通过将SiC基板20的端部挂到该切槽中，可以保持SiC基板20。在晶舟13的下部插有多枚挡热板12，并由晶舟13保持。挡热板12用于对腔室10的内部与外部遮挡热。在晶舟13的上部插有多枚SiC基板20，并由晶舟13保持。晶舟13能够将多枚SiC基板20相互分离且相互平行地保持。晶舟13将SiC基板20保持成其表面水平。另外，腔室10中安装有用于向腔室10内导入非活性气体的供气管14、和用于将腔室10内的气体排出的排气管15。由此，能够使腔室10的内部成为非氧化性气氛，具体成为非活性气体气氛。并且，抽真空线路16的一端连结于腔室10，抽真空线路16的另一端与泵17连结。通过泵17以及抽真空线路16，可将腔室10内排气成为真空。并且，在腔室10的构成上部以及中央部的壁材的内部设有加热器18。加热器18将装到腔室10内的SiC基板20加热到例如200～1000℃的温度。接下来，对如上述那样构成的半导体装置的制造系统的动作、即本实施方式涉及的半导体装置的制造方法进行说明。图3是例示本实施方式涉及的半导体装置的制造方法的流程图。图4（a）～（d）是例示本实施方式涉及的半导体装置的制造方法的剖视图。首先，如图3的步骤S1以及图4（a）所示，准备由碳化硅（SiC）构成的SiC基板20。接下来，利用杂质注入装置101对SiC基板20的规定区域离子注入杂质21。如上所述，杂质21例如是硼（B）、氮（N）、铝（Al）或者磷（P）等。接下来，如图3的步骤S2以及图4（b）所示，利用有机溶液涂敷装置102对SiC基板20的表面20a涂覆有机溶液，在表面20a上形成有机溶液层22。有机溶液例如是将具有碳骨架的溶质溶入到有机溶剂的溶液，例如是光致抗蚀剂，具有碳骨架的溶质例如是线型酚醛清漆（novolak）系树脂。另外，涂敷的方法例如是旋涂法。此外，此时也可以不对SiC基板20的背面20b涂敷有机溶液，不形成有机溶液层22。接下来，如图2、图3的步骤S3以及图4（c）所示，在将碳层形成装置1的升降板11降低的状态下，向晶舟13安装在表面20a上形成有有机溶液层22的多枚SiC基板20。此时，使多枚SiC基板20排列成隔着一定的间隙相互平行、且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，具备：对第一及第二碳化硅基板分别注入杂质的工序；对所述第一碳化硅基板的一个面以及所述第二碳化硅基板的一个面涂敷有机溶液的工序；在非活性气体气氛中，在将所述第一及第二碳化硅基板排列成所述第一碳化硅基板的所述一个面与所述第二碳化硅基板的另一个面对置的状态下对所述有机溶液进行加热，由此使溶质的一部分从所述有机溶液气化，使气化后的所述溶质附着到所述第二碳化硅基板的另一个面上，在所述第一及第二碳化硅基板的所述一个面上以及所述另一个面上形成碳层的工序；使所述杂质活化的工序；以及去除所述碳层的工序。

【技术特征摘要】
2013.05.07 JP 2013-0974981.一种半导体装置的制造方法，具备：
对第一及第二碳化硅基板分别注入杂质的工序；
对所述第一碳化硅基板的一个面以及所述第二碳化硅基板的一个面涂
敷有机溶液的工序；
在非活性气体气氛中，在将所述第一及第二碳化硅基板排列成所述第
一碳化硅基板的所述一个面与所述第二碳化硅基板的另一个面对置的状态
下对所述有机溶液进行加热，由此使溶质的一部分从所述有机溶液气化，
使气化后的所述溶质附着到所述第二碳化硅基板的另一个面上，在所述第
一及第二碳化硅基板的所述一个面上以及所述另一个面上形成碳层的工
序；
使所述杂质活化的工序；以及
去除所述碳层的工序。
2.一种半导体装置的制造方法，具备：
对碳化硅基板注入杂质的工序；
对所述碳化硅基板的一个面涂敷有机溶液的工序；
通过在非氧化性气氛中对所述有机溶液进行加热，在所述碳化硅基板
的所述一个面上以及另一个面上形成碳层的工序；以及
使所述杂质活化的工序。
3.根据权利要求2所述的半导体装置的制造方法，
在形成所述碳层的工序中，使多枚所述碳化硅基板排列成某个所述碳
化硅基板的所述一个面与相邻的所述碳化硅基板的所述另一个面对置。
4.根据权利要求2或3所述的半导体装置的制造方法，
在形成所述碳层的工序中，在离开所述碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：水上诚，梁濑直子，山下敦子，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP