提供能够对多个SiC晶片间的氧化膜的厚度波动进行抑制的半导体装置的制造方法。还涉及半导体制造装置。在多个碳化硅晶片的下表面形成了第1无机膜后，以第1无机膜的厚度残留大于或等于750nm的方式进行多个碳化硅晶片的蚀刻，在蚀刻后进行热氧化处理而在多个碳化硅晶片的上表面形成氧化膜，在至少一个晶片及多个碳化硅晶片沿一个方向且使多个碳化硅晶片的上表面朝向一个方向地排列的状态下进行热氧化处理，该至少一个晶片包含哑晶片或监控晶片中的至少任意一者，在热氧化处理的状态下，多个碳化硅晶片中的第1碳化硅晶片配置于至少1个晶片的任意者的正下方，多个碳化硅晶片中的第2碳化硅晶片配置于多个碳化硅晶片中的第3碳化硅晶片的正下方。碳化硅晶片的正下方。碳化硅晶片的正下方。
【技术实现步骤摘要】
半导体装置的制造方法及半导体制造装置
[0001]本专利技术涉及半导体装置的制造方法及半导体制造装置。
技术介绍
[0002]在专利文献1及专利文献2中公开了如下方法，该方法用于在向多个碳化硅(下面，也称为SiC)晶片形成氧化膜时，对多个SiC晶片间的氧化膜的厚度的波动进行抑制。
[0003]专利文献1：日本特开2014
‑
165348号公报
[0004]专利文献2：日本专利第6141130号
[0005]现有技术的方法作为对多个SiC晶片间的热氧化膜的厚度的波动进行抑制的方法来说未必充分。
技术实现思路
[0006]本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供能够对多个SiC晶片间的氧化膜的厚度的波动进行抑制的半导体装置的制造方法。
[0007]本专利技术的半导体装置的制造方法是，在多个碳化硅晶片的下表面形成第1无机膜，在第1无机膜的形成后进行多个碳化硅晶片的蚀刻，蚀刻以在蚀刻后多个碳化硅晶片的第1无机膜的厚度残留大于或等于750nm的方式进行，在蚀刻后使用半导体制造装置进行热氧化处理而在多个碳化硅晶片的上表面形成氧化膜，在至少一个晶片及多个碳化硅晶片沿一个方向且使多个碳化硅晶片的上表面朝向一个方向地排列的状态下进行热氧化处理，该至少一个晶片包含哑晶片或监控晶片中的至少任意一者且与多个碳化硅晶片不同，在热氧化处理的状态下，多个碳化硅晶片中的第1碳化硅晶片配置于至少1个晶片的任意者的正下方，多个碳化硅晶片中的第2碳化硅晶片配置于多个碳化硅晶片中的第3碳化硅晶片的正下方。
[0008]专利技术的效果
[0009]根据本专利技术，提供能够对多个SiC晶片间的氧化膜的厚度的波动进行抑制的半导体装置的制造方法。
附图说明
[0010]图1是表示实施方式1的立式分批式扩散炉的图。
[0011]图2是表示热氧化处理时的SiC晶片附近的状态的剖视图。
[0012]图3是示意性地表示SiC晶片的晶体构造的图。
[0013]图4是表示实施方式1的半导体装置的单元内部的图。
[0014]图5是表示实施方式1的半导体装置的单元外周部的图。
[0015]图6是表示实施方式1的半导体装置的制造中途的状态的剖视图。
[0016]图7是表示实施方式1的半导体装置的制造中途的状态的剖视图。
[0017]图8是表示实施方式1的半导体装置的制造中途的状态的剖视图。
[0018]图9是表示实施方式1的半导体装置的制造中途的状态的剖视图。
[0019]图10是表示实施方式1的半导体装置的制造中途的状态的剖视图。
[0020]图11是表示实施方式1的半导体装置的制造中途的状态的剖视图。
[0021]图12是表示实施方式1的半导体装置的制造中途的状态的剖视图。
[0022]图13是表示实施方式1的半导体装置的制造中途的状态的剖视图。
[0023]图14是表示实施方式1的半导体装置的制造中途的状态的剖视图。
[0024]图15是表示实施方式1的半导体装置的制造中途的状态的剖视图。
[0025]图16是表示实施方式1的半导体装置的制造中途的状态的剖视图。
[0026]图17是实施方式1的半导体装置的制造方法的流程图。
[0027]图18是表示在SiC晶片的C面形成的层间绝缘膜的厚度与SiC晶片间的栅极氧化膜的厚度的波动之间的关系的图。
[0028]图19是表示实施方式2中的晶片的配置的图。
[0029]图20是表示实施方式3的立式分批式扩散炉的图。
[0030]图21是表示实施方式4的立式分批式扩散炉的图。
[0031]图22是表示实施方式5的立式分批式扩散炉的一个例子的图。
[0032]图23是表示实施方式5的立式分批式扩散炉的一个例子的图。
具体实施方式
[0033]<前提技术>
[0034]图1是表示各实施方式中使用的立式分批式扩散炉的一个例子即立式分批式扩散炉80的结构的图。在后述的各实施方式中，例如使用图1所示的立式分批式扩散炉80，在成为碳化硅半导体装置的SiC晶片50之上形成氧化膜。
[0035]立式分批式扩散炉80具有管81、晶舟82和气体导入线路83。晶舟82具有多个对晶片进行支撑的支撑部82a。管81是进行热氧化处理的容器。就立式分批式扩散炉80而言，通过多个支撑部82a将多个晶片沿一个方向并且使该多个晶片的主面朝向一个方向排列地进行支撑。
[0036]如图1所示，在热氧化处理中，多个SiC晶片50被支撑部82a支撑，以彼此隔开间隔的状态设置于管81内。下面，将通过立式分批式扩散炉80同时处理的多个SiC晶片50的集合称为批次。气体导入线路83是用于将氧化性气体导入至管81内的线路。在气体导入线路83设置有开口830，通过开口830将氧化性气体导入至管81内。氧化性气体是在热氧化处理中使用的气体，例如为氧(O2)气或臭氧(O3)气体。
[0037]就SiC晶片50而言，例如，一个主面为碳(C)面，另一个主面为硅(Si)面。
[0038]在图1中示出进行热氧化处理时的SiC晶片50的配置的一个例子。
[0039]SiC晶片50以碳(C)面朝向下侧，硅(Si)面朝向上侧的方式保持于晶舟82。SiC晶片50在与SiC晶片50的主面交叉的方向，例如与SiC晶片50的主面垂直的方向上彼此隔开间隙地层叠。
[0040]在进行热氧化处理前，在各SiC晶片50的下表面即C面12形成有无机膜90(参照图2及图3)。
[0041]在各SiC晶片50中的最上层的SiC晶片50之上，与该最上层的SiC晶片50隔开间隔
地设置有SiC哑晶片51。在该SiC哑晶片51之上，与该SiC哑晶片51隔开间隔地设置有Si监控晶片52。
[0042]在SiC哑晶片51的下表面，与图2的SiC晶片50的下表面相同地，形成有无机膜90。关于设置SiC哑晶片51的理由，后面会进行叙述。
[0043]通过在热氧化处理完成后对Si监控晶片52的氧化膜的厚度进行测定，从而对在各SiC晶片50形成的氧化膜是否有问题进行确认。
[0044]SiC晶片50处的热氧化反应在作为氧化性气体使用了O2气的情况下，推定为如下式(1)所示。在下面所示的各式中，“(
↑
)”是指产生气体(gas)。
[0045]SiC+2O2＝SiO2+CO2(
↑
)
…
(1)
[0046]如式(1)所示，在SiC晶片50处的热氧化反应中，形成二氧化硅(SiO2)膜并且产生二氧化碳(CO2)气体。推定为产生的CO2气体在管81内的高温环境下可逆地分解，发生下式(2)所示的反应，由此排出一氧化碳(CO)气体，并且再次生成O2气。
[0047]2CO2＝2CO(
↑
)+O2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半导体装置的制造方法，其中，在多个碳化硅晶片的下表面形成第1无机膜，在所述第1无机膜的所述形成后进行所述多个碳化硅晶片的蚀刻，所述蚀刻以在所述蚀刻后所述多个碳化硅晶片的所述第1无机膜的厚度残留大于或等于750nm的方式进行，在所述蚀刻后使用半导体制造装置进行热氧化处理而在所述多个碳化硅晶片的上表面形成氧化膜，在至少一个晶片及所述多个碳化硅晶片沿一个方向且使所述多个碳化硅晶片的上表面朝向所述一个方向地排列的状态下进行所述热氧化处理，该至少一个晶片包含哑晶片或监控晶片中的至少任意一者且与所述多个碳化硅晶片不同，在所述热氧化处理的所述状态下，所述多个碳化硅晶片中的第1碳化硅晶片配置于所述至少1个晶片的任意者的正下方，所述多个碳化硅晶片中的第2碳化硅晶片配置于所述多个碳化硅晶片中的第3碳化硅晶片的正下方。2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，所述多个碳化硅晶片各自的所述上表面为Si面，所述下表面为C面。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其中，在所述多个碳化硅晶片的上表面形成第2无机膜，在所述蚀刻中对所述多个碳化硅晶片的上表面的所述第2无机膜进行蚀刻。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中，所述氧化膜为栅极氧化膜。5.根据权利要求1或2所述的半导体装置的制造方法，其中，通过浸渍方式的湿蚀刻进行所述蚀刻。6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中，使用氧气或臭氧气体进行所述热氧化处理。7.根据权利要求6所述的半导体装置的制造方法，其中，在所述热氧化处理中，对所述至少1个晶片的所述任意者与第1碳化硅晶片之间的区域，供给比针对所述第2碳化硅晶片与所述第3碳化硅晶片之间的区域多的氧气或臭氧气体。8.根据权利要求7所述的半导体装置的制造方法，其中，所述半导体制造装置具有进行所述热氧化处理的容器、和将氧气或臭氧气体导入至所述容器内的第1导入线路及第2导入线路，在所述热氧化处理中，所述第2导入线路选择性地将氧气或臭氧气体供给至所述至少1个晶片的所述任意者与第1碳化硅晶片之间的区域。9.根据权利要求7所记载的半导体装置的制造方法，其中，所述半导体制造装置具有进行所述热氧化处理的容器、和将氧气或臭氧气体导入至所述容器内的导入线路，所述导入线路在所述容器内在所述导入线路的侧面具有开口，在所述热氧化处理中，所述开口在所述一个方向上位于所述至少1个晶片的所述任意者与第1碳化硅晶片之间，通过所述开口将氧气或臭氧气体供给至所述容器内。
10.根据权利要求1至9中...
【专利技术属性】
技术研发人员：秋好恭兵，吉田敦史，中西洋介，香月真一郎，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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