SiC器件的制造方法及评价方法技术

本发明专利技术提供一种能够容易地检测工艺过程中产生的缺陷的SiC器件的制造方法。本发明专利技术的一个技术方案涉及的SiC器件的制造方法包括：离子注入工序，对具有外延层的SiC外延晶片的所述外延层进行离子注入；和评价工序，在所述离子注入工序后，对所述SiC外延晶片的缺陷进行评价，所述评价工序包括：表面检查工序，进行所述SiC外延晶片的表面检查；PL检查工序，对所述SiC外延晶片的表面照射激发光，进行光致发光测定；以及判定工序，根据通过所述表面检查检测出的表面缺陷像以及通过所述PL检查工序检测出的PL缺陷像，判定所述缺陷的程度。

Manufacturing methods and evaluation methods of SiC devices

【技术实现步骤摘要】
SiC器件的制造方法及评价方法
本专利技术涉及SiC器件的制造方法及评价方法。本申请基于2018年7月19日在日本提出申请的特愿2018-136251要求优先权，在此援用其内容。
技术介绍
碳化硅(SiC)具有特征性的特性。例如与硅(Si)相比，绝缘击穿电场大一个数量级，带隙大3倍，热导率高3倍左右。因此，碳化硅(SiC)被期待着应用于功率器件、高频器件、高温工作器件等。但是，SiC器件还存在应该解决的许多课题。作为课题之一，有制造工艺的高效化，另外，良率的改善也是课题之一。SiC的晶体生长技术当前仍处在发展过程中，因此，基板中存在许多晶体缺陷。这些晶体缺陷成为使SiC器件的特性劣化的器件致命缺陷，成为阻碍良率的重大因素。作为晶体缺陷使SiC器件的特性劣化的例子，有耐压不良、氧化膜击穿等。专利文献1所记载的专利技术包括确定SiC外延晶片的缺陷部的位置的工序。缺陷部的位置通过光致发光测定来确定。确定了缺陷部的SiC外延晶片在安装元件后进行耐压测定。在专利文献1所记载的专利技术以外，也正进行以改善半导体薄膜制造的良率为目的的专利技术。专利文献2记载了预测以及推定氧化物半导体薄膜的迁移率以及应力(stress)耐性的评价装置。这些评价通过光致发光测定来进行。专利文献3记载了对SiC块状(bulk)单晶基板中的包含了6H型的堆垛结构的缺陷区域进行判别的缺陷评价方法。该缺陷评价通过光致发光测定来进行。6H型的堆垛结构已知是会产生电流泄漏(currentleak)的原因的缺陷。专利文献4记载了通过光致发光测定来确定晶体缺陷的位置的缺陷检测方法。在该缺陷检测方法中，特征在于，对半导体试料照射激发光，使半导体试料相对于激发光进行扫描。现有技术文献专利文献1：日本特开2016-25241号公报专利文献2：日本特开2015-56583号公报专利文献3：日本特开2011-220744号公报专利文献4：日本特开2017-11100号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题然而，在专利文献1以及2所记载的光致发光测定中，无法充分地确定会对器件产生影响的缺陷。例如，无法发现氧化膜因损伤等而被击穿的缺陷。发生了氧化膜击穿的缺陷部成为泄漏(leak)的原因。另外，专利文献3以及4所记载的光致发光测定是对SiC锭或者SiC晶片进行的。因此，无法确定在SiC晶片上形成器件的过程中产生的工艺缺陷。本专利技术的目的在于获得能够容易地检测在工艺过程中产生的缺陷的SiC器件的制造方法。用于解决问题的技术方案本专利技术人进行了深入研究，结果发现了通过对通过进行表面检查来检测出的表面缺陷像和通过PL检查工序检测出的PL缺陷像进行对照，能够对表面缺陷像中的由耐压不良、氧化膜击穿引起的缺陷和不是由耐压不良、氧化膜击穿引起的缺陷进行分类。本专利技术为了解决上述问题而提供以下的技术方案。(1)第一技术方案涉及的SiC器件的制造方法包括：离子注入工序，对具有外延层的SiC外延晶片的所述外延层进行离子注入；和评价工序，在所述离子注入工序之后，对所述SiC外延晶片的缺陷进行评价，所述评价工序包括：表面检查工序，进行所述SiC外延晶片的表面检查；PL检查工序，在所述表面检查工序之后，对包含通过所述表面检查检测出的缺陷的区域照射激发光，进行光致发光测定；以及判定工序，根据通过所述表面检查检测出的表面缺陷像以及通过所述PL检查工序检测出的PL缺陷像，判定所述缺陷的程度。(2)上述技术方案涉及的SiC器件的制造方法也可以还包括：耐压测定工序，在所述评价工序之后，对所制作的各SiC器件施加电压，进行耐压测定。(3)在上述技术方案涉及的PL检查工序中，也可以在进行发光的发光部的亮度S与不发光的非发光部的发光强度N之比为4.0以上的情况下，将在所述评价工序中进行了评价的所述缺陷判断为不良。(4)在上述技术方案涉及的PL检查工序中，也可以在进行发光的发光部的亮度S与不发光的非发光部的发光强度N之比为2.0以上的情况下，将在所述评价工序中进行了评价的所述缺陷判断为不良。(5)第二技术方案涉及的SiC器件的评价方法包括：表面检查工序，进行SiC外延晶片的表面检查；PL检查工序，对SiC外延晶片的表面照射激发光，进行光致发光测定；以及判定工序，根据通过所述表面检查检测出的表面缺陷像以及通过所述PL检查工序检测出的PL缺陷像，判定缺陷的程度。专利技术效果根据上述技术方案涉及的SiC器件的制造方法，能够容易地检测在SiC器件制造中在工艺过程中产生的缺陷。附图说明图1是离子注入工序前的SiC晶片的表面检查像(左)和表面检查工序时的SiC外延晶片的表面检查像且是离子注入工序后的SiC外延晶片的表面示意图(右)。图2是观察与SiC外延晶片上的某位置处的表面缺陷像(左)相同的位置而得到的PL缺陷像。图3是观察与SiC外延晶片上的某位置处的表面缺陷像(左)相同的位置而得到的PL缺陷像。图4是观察与SiC外延晶片上的某位置处的表面缺陷像(左)相同的位置而得到的PL缺陷像。图5是观察与SiC外延晶片上的某位置处的表面检查像(左)相同的位置而得到的PL检查像。图6是测定存在图2、图3、图4中观察到的缺陷的各器件的栅极-源极间漏电流Igss的结果。图7是测定存在图2、图3、图4中观察到的缺陷的各器件的漏极截止电流(cut-offcurrent)Idss的结果。具体实施方式以下，适当参照附图对本专利技术的实施方式的优选例子进行详细的说明。对于以下的说明中使用的附图，有时为了使本专利技术的特征容易理解而方便起见放大显示了成为特征的部分，各构成要素的尺寸比率等有时与实际不同。在以下的说明中例示的材质、尺寸等是一个例子，本专利技术并不限定于那些例子，能够在不改变本专利技术的宗旨的范围内适当进行变更来实施。“SiC器件的制造方法”本实施方式涉及的SiC器件的制造方法包括离子注入工序和评价工序。以下，对SiC器件的制造方法进行具体的说明。在本实施方式中，按各工艺对SiC器件的制造方法的工艺过程进行详细的说明。(晶片准备工序)首先准备SiC基板。SiC基板通过将单晶的SiC锭切片来获得。接着，在SiC基板的一面层叠由SiC形成的外延层。将层叠了外延层的SiC基板称为SiC外延晶片。(离子注入工序)在离子注入工序中，对SiC外延晶片的外延层进行离子注入。外延层的被进行了离子注入的部分成为p型或者n型的半导体。在p型的情况下，铝、硼等作为杂质离子被离子注入到外延层。在n型的情况下，磷、氮等作为杂质离子被离子注入到外延层。被进行了离子注入的部分例如成为MOSFET的源极区域、漏极区域。对于离子注入工序，一边对SiC外延晶片的一面进行图案化，一边分为多次来进行该离子注入工序。在离子注入工序中，有时会产生晶体缺陷。该晶体缺陷可能成为SiC器件的耐压不良的原因。...

【技术保护点】
1.一种SiC器件的制造方法，包括：/n离子注入工序，对具有外延层的SiC外延晶片的所述外延层进行离子注入；和/n评价工序，在所述离子注入工序之后，对所述SiC外延晶片的缺陷进行评价，/n所述评价工序包括：/n表面检查工序，进行所述SiC外延晶片的表面检查；/nPL检查工序，在所述表面检查工序之后，对包含通过所述表面检查检测出的缺陷的区域照射激发光，进行光致发光测定；以及/n判定工序，根据通过所述表面检查检测出的表面缺陷像以及通过所述PL检查工序检测出的PL缺陷像，判定所述缺陷的程度。/n

【技术特征摘要】
20180719 JP 2018-1362511.一种SiC器件的制造方法，包括：
离子注入工序，对具有外延层的SiC外延晶片的所述外延层进行离子注入；和
评价工序，在所述离子注入工序之后，对所述SiC外延晶片的缺陷进行评价，
所述评价工序包括：
表面检查工序，进行所述SiC外延晶片的表面检查；
PL检查工序，在所述表面检查工序之后，对包含通过所述表面检查检测出的缺陷的区域照射激发光，进行光致发光测定；以及
判定工序，根据通过所述表面检查检测出的表面缺陷像以及通过所述PL检查工序检测出的PL缺陷像，判定所述缺陷的程度。


2.根据权利要求1所述的SiC器件的制造方法，还包括：
耐压测定工序，在所述评价工序之后，对所制作的各SiC器件施加电压，进行耐压测定。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭玲，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP