半导体退火装置具有：腔室；管，其设置于所述腔室的内侧；晶舟，其以能够进退的方式设置在所述管的内侧；装载区域，其是所述晶舟退出至所述管之外时所述晶舟所处的区域；碳氢化合物供给单元，其将碳氢化合物气体供给至所述管的内侧；加热单元，其对所述管的内侧进行加热；以及氧供给单元，其将氧供给至所述管的内侧。所述管及所述晶舟是蓝宝石制、或者通过All－CVD形成的SiC制。
Semiconductor annealing apparatus
A semiconductor device with annealing chamber; pipe, which is arranged inside the chamber; the boat, set to retreat in the inner side of the tube; the loading area, it is the boat to exit the tube outside of the boat in the area of hydrocarbon supply; the inner side of the unit, hydrocarbon gas is supplied to the tube; the heating unit, the heating of the inside of the tube; and the oxygen supply unit, the inner side of the oxygen supply to the tube. The tube and the crystal boat are made of sapphire or SiC made by All - CVD.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体退火装置
本专利技术涉及一种半导体退火装置。
技术介绍
当前，例如如日本特开2009－260115号公报所公开的那样，已知对碳化硅(SiC)晶片实施退火处理的半导体退火装置。上述公报所涉及的半导体退火装置能够由1台装置实施石墨膜向SiC晶片表面的形成、SiC晶片的高温退火处理以及石墨膜的去除。专利文献1：日本特开2009－260115号公报
技术实现思路
在半导体退火装置内部具有管以及晶舟等工具。对这些工具要求能够耐受退火处理的温度域的充分的耐热性。当前，作为在进行SiC晶片的退火的装置中所使用的工具，例如使用在由SiC等构成的母材的骨架之上通过CVD而附着有高纯度的SiC覆膜的工具。SiC晶片的退火温度是大于或等于1500℃的高温，要求与硅晶片的情况相比明显更高的温度下的退火。在该高温度域中，发生母材所含有的异物材料将半导体退火装置内部污染这一个新问题。例如在SiC母材含有重金属的情况下，由于发生该重金属的扩散，因此半导体退火装置内部受到污染。存在该污染对SiC晶片的品质施加不良影响的问题。本专利技术就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种能够抑制腔室内的污染的半导体退火装置。本专利技术所涉及的半导体退火装置具有：腔室；管，其设置于所述腔室的内侧；晶舟，其以能够进退的方式设置在所述管的内侧；装载区域，其是在所述晶舟退出至所述管之外时所述晶舟所处的区域；碳氢化合物供给单元，其将碳氢化合物气体供给至所述管的内侧；加热单元，其对所述管的内侧进行加热；以及氧供给单元，其将氧供给至所述管的内侧。所述管是蓝宝石制、或者通过All－CVD形成的SiC制，所述晶舟是蓝宝石制、或者通过All－CVD形成的SiC制。专利技术的效果根据本专利技术，由于将管及晶舟构成为在高温域也能够防止污染，因此能够抑制腔室内的污染。附图说明图1是表示将碳保护膜形成于表面的SiC晶片的图。图2是表示本专利技术的实施方式所涉及的半导体退火装置的图。图3是表示本专利技术的实施方式所涉及的半导体退火装置的图。图4是表示本专利技术的实施方式所涉及的半导体退火装置所具有的气体系统的图。图5是表示本专利技术的实施方式所涉及的半导体退火方法的工序的流程图。具体实施方式图1示出SiC晶片10，该SiC晶片10构成为，在生长于衬底15之上的碳化硅(SiC)外延层14形成P型注入层11、12，由碳保护膜13将该SiC晶片10的表面覆盖。已知碳化硅的杂质的扩散系数小、即掺杂剂材料在SiC晶片通常是难以扩散的。因此，在对SiC晶片10实施了注入工艺后，为了注入材料的激活，需要大于或等于1500℃的退火处理。即，为了使图1的P型注入层11、12激活而需要热处理。如果在SiC外延层14的表面裸露的状态下实施大于或等于1500℃的热处理，则P型的掺杂剂材料向外弥散(diffuseout)而使电气特性劣化。因此，优选在退火前利用由石墨构成的碳保护膜13将SiC外延层14的表面覆盖。其原因在于，由石墨构成的碳保护膜13能够耐受大于或等于1500℃的热处理。作为形成碳保护膜13的方法，举出通过等离子而实现的成膜、或者通过减压CVD而实现的成膜等。在大于或等于1500℃的高温状态下实施退火时，优选使用下述减压CVD，即，在SiC晶片10的正反面两方形成膜，以不对作为保护膜的碳保护膜13施加应力。图2是表示本专利技术的实施方式所涉及的半导体退火装置20的图。在SiC晶片10的正反面形成了碳保护膜13后，在大于或等于1500℃的高温炉实施退火处理，然后，在氧等离子气氛中将碳保护膜13去除。半导体退火装置20能够由1台装置实施上述一系列的工序。由此，能够通过工序数量的削减、生产性的提高、减少工序间的环境类异物而实现品质提高。半导体退火装置20是适合于抑制卷入氧化(involvedoxidation)的纵型减压规格的装置。半导体退火装置20具有：装载区域21，其是具有气密性的输送室；以及腔室22，其设置于装载区域21的上方。半导体退火装置20具有：捕集器(trap)23，其与腔室22连通；阀组24，其与捕集器23连通；粉尘捕集器244，其与阀组24连通；泵25，其与粉尘捕集器244连通；以及排气配管26，其从泵25进行分支。半导体退火装置20具有：氮导入口27，其凸出至装载区域21的外侧；侧滤器209，其与氮导入口27连通；整流板210，其对经过了侧滤器209的氮进行整流；以及氮喷淋器211，其在装载区域21和腔室22的边界使氮在水平方向上流动。半导体退火装置20具有：气体系统212；大气压恢复阀213；管214，其设置于腔室内；晶舟215，其能够在管214的内侧进退；石英制的底座216，其载置晶舟215；以及加热器217，其配置于管214的外侧。在图2中图示出管214的剖面，但实际上管214为管状或者筒状，在其内部空间能够收容晶舟215。管214并非必须是圆筒状，也可以是椭圆状或者方筒状等，其剖面形状不受限制。腔室22内经由配管与捕集器23连通。捕集器23、阀组24、粉尘捕集器244以及泵25依次连通。泵25经由配管与装载区域21连通。大气压恢复阀213选择性地与阀组24的上游侧和排气配管26连通。此外，半导体退火装置20具有局部排气管218。在装载区域21和腔室22的边界部设置有局部排气管218的一端。局部排气管218的另一端伸出至半导体退火装置20的外部。在本实施方式中，局部排气管218的一端位于氮喷淋器211的相对侧。图3对半导体退火装置20的后门28进行了图示。后门28是在半导体退火装置20的朝向图2的纸面背侧的表面设置的部分。在后门28设置有排气口29、吸气口281以及引入口282。在使用半导体退火装置20时，首先将SiC晶片10输送至装载区域21内，向装载区域21内的晶舟215移动。然后，将晶舟215向腔室22内插入。将SiC晶片10向晶舟215进行设置的作业也称为“加载”(charge)。将设置有SiC晶片10的晶舟215向腔室22内插入的作业也称为“装载”。对排气侧的构造进行说明，利用捕集器23使排气气体冷却而将生成物去除，经由泵25从排气配管26进行排气。阀组24用于进行从大气压至减压状态的抽真空。阀组24包含主阀(MV)241、子阀(SV)242以及副子阀(SSV)243。通过除MV241以外还设置SV242及SSV243，从而能够为了防止异物飞扬而缓慢地进行抽真空。在将晶舟215插入至管214的内侧、实施了抽真空后，经由气体系统212将气体导入，依次实施石墨膜即碳保护膜13的形成、退火、以及碳保护膜13的去除处理。在从半导体退火装置20的下侧的出入口起至负责产品处理的腔室22周边的区域为止设置有充分大的距离，以能够在直至1000℃为止的范围进行减压处理。通过由未图示的隔热板使出入口周围的温度下降，从而保持密封性。半导体退火装置20具有后述的图4所示的气体系统212。乙醇经由气化器32而被气化。装载区域21是作为密闭型的输送室而构成的，能够对装载区域21的内部进行氮置换。这是为了抑制将晶舟215插入至管214时的卷入氧化。管214及晶舟215使用通过All－CVD形成的SiC制的管及晶舟。由此，大于或等于1500℃的高温下的耐热性得以确保，在去除碳保护膜13时能够不受到损伤。根本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体退火装置，其具有：腔室；管，其设置于所述腔室的内侧；晶舟，其以能够进退的方式设置在所述管的内侧；装载区域，其是在所述晶舟退出至所述管之外时所述晶舟所处的区域；碳氢化合物供给单元，其将碳氢化合物气体供给至所述管的内侧；加热单元，其对所述管的内侧进行加热；以及氧供给单元，其将氧供给至所述管的内侧，所述管是蓝宝石制、或者通过All－CVD形成的SiC制，所述晶舟是蓝宝石制、或者通过All－CVD形成的SiC制。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体退火装置，其具有：腔室；管，其设置于所述腔室的内侧；晶舟，其以能够进退的方式设置在所述管的内侧；装载区域，其是在所述晶舟退出至所述管之外时所述晶舟所处的区域；碳氢化合物供给单元，其将碳氢化合物气体供给至所述管的内侧；加热单元，其对所述管的内侧进行加热；以及氧供给单元，其将氧供给至所述管的内侧，所述管是蓝宝石制、或者通过All－CVD形成的SiC制，所述晶舟是蓝宝石制、或者通过All－CVD形成的SiC制。2.根据权利要求1所述的半导体退火装置，其中，还具有氮导入单元，该氮导入单元将所述装载区域的内侧置换为氮。3.根据权利要求1所述的半导体退火装置，其中，具有氮喷淋...
【专利技术属性】
技术研发人员：小林和雄，池上雅明，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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