本发明专利技术提供一种碳化硅半导体装置的制造方法，能够精度良好且低成本地进行防止在退火处理时硅以及碳发生蒸发的保护膜的膜厚测定。在衬底保持器（35）上搭载晶片（WF）并置于成膜炉（32）内，利用真空泵经由气体排出部（33）对成膜炉（32）内进行真空排气，在极力除去残存的氧之后，一边经由气体导入部（31）导入Ar或氦（He）等的非活性气体，一边在减压下将成膜炉（32）内的温度加热到800℃～950℃的范围。达到该温度后，使非活性气体的流入停止，经由气体导入部（31）向成膜炉（32）内导入气化后的乙醇作为源气体，由此，在晶片（WF）的整个表面形成石墨膜。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
对于碳化硅(SiC)来说，与以往的硅(Si)相比，能够制作具有较高的耐电压特性的碳化硅半导体装置，作为下一代的高功率用半导体装置而被期待。在使用这样的碳化硅制造碳化硅半导体装置时，为了控制导电型以及电导率(conductivity)，对具有在碳化硅衬底上外延生长的碳化硅层的碳化硅晶片注入成为η型或ρ型的杂质离子，在离子注入后， 为了使注入离子活性化并且使由于离子注入而形成的晶体缺陷恢复，具有使进行了离子注入的碳化硅晶片在氩(Ar)等的非活性气体的环境下暴露在高温中的退火处理工序。对于该退火处理来说，在使用了碳化硅晶片的情况下，为了使特性稳定，最好尽可能在高温下进行处理，通常在1500°C以上进行处理，优选在1600°C以上进行处理。但是，以高温对碳化硅晶片进行了退火处理的情况下，在碳化硅晶片的表面形成了被称为台阶聚并(st印bunching)的凹凸面。形成台阶聚并的理由如下。碳化硅晶片通常是在碳化硅衬底上使碳化硅层外延结晶生长而得到的，但是，对于此时的外延生长来说，为了防止在同一结晶面内例如Ml型或4H型等的结晶形态发生混合，使生长的晶轴相对C轴方向(与作为结晶面的W001]面垂直的方向)倾斜4度或者8度来进行。对于这样使晶轴倾斜而结晶生长的碳化硅晶片来说，当暴露在退火处理这样的高温中时，构成元素即Si以及碳(C)从碳化硅晶片的表面蒸发。在该蒸发时，由于硅以及碳的蒸发条件不同并且晶轴倾斜，所以，硅以及碳的蒸发量在碳化硅晶片面内不同，其结果是， 在碳化硅晶片的表面形成台阶聚并。这样形成的台阶聚并成为在退火处理后在碳化硅晶片上形成栅极氧化膜时的障碍，进而，成为在该栅极氧化膜上形成栅极电极时的障碍。例如，存在如下的可能性产生由碳化硅晶片和栅极氧化膜或者栅极氧化膜和栅极电极的边界面成为凹凸而导致的紧贴性下降或泄漏特性恶化等。因此，防止或降低台阶聚并是用于使碳化硅半导体装置的质量稳定并且使成品率提高的重要课题。作为防止或降低这样的台阶聚并的方法，存在如下方法在碳化硅晶片的表面形成碳膜，将该碳膜作为防止退火处理时硅以及碳发生蒸发的保护膜。在专利文献1中公开了如下方法使用碳氢化合物(hydrocarbon)材料气体或乙醇等的含氧的碳氢化合物气体形成碳膜。专利文献1 日本特开2009 - 65112号公报使用碳膜作为防止在退火处理时硅以及碳发生蒸发的保护膜的情况下，要求某种程度的厚度。因此，膜厚控制是重要的要素，需要确认所形成的碳膜是否具有所希望的厚度。为了正确地测定碳膜的厚度，需要将形成碳膜后的碳化硅晶片沿厚度方向切断并且在其截面测量膜厚，但是，碳化硅晶片成本非常高，若为了测定碳膜的厚度而切断，则存在半导体装置的制造成本增大这样的问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种，能够精度良好且低成本地进行防止在退火处理时硅以及碳发生蒸发的保护膜的膜厚测定。本专利技术第一方式的，具备工序(a)，在碳化硅晶片的表面内离子注入杂质，形成碳化硅半导体装置的活性区域；工序(b)，在形成所述活性区域后的所述碳化硅晶片的整个表面以及膜厚监测器用的硅晶片的整个表面，利用化学气相沉积法形成石墨膜；以及工序(c)，评价所述石墨膜的厚度，所述工序(b)包括使所述化学气相沉积法的成膜温度为950°C以下，形成所述石墨膜的工序，所述工序(c)包括对在所述硅晶片上形成的所述石墨膜的厚度进行测定，由此，推定在所述碳化硅晶片上形成的所述石墨膜的厚度的工序。本专利技术第二方式的，具备工序(a)，在碳化硅晶片的表面内离子注入杂质，形成碳化硅半导体装置的活性区域；工序(b)，在形成所述活性区域后的所述碳化硅晶片的整个表面以及膜厚监测器用的硅晶片的整个表面，利用化学气相沉积法形成石墨膜；以及工序(c)，评价所述石墨膜的厚度，所述工序(b)包括工序(b-1)， 使所述化学气相沉积法的成膜温度为950°C以下，形成第一厚度的第一层石墨膜；工序 (b-2)，在形成所述第一层石墨膜后，使所述化学气相沉积法的成膜温度为1000°C以上，形成第二厚度的第二层石墨膜作为所述石墨膜，所述工序(c)包括对在所述硅晶片上形成的所述石墨膜的厚度进行测定，由此，推定在所述碳化硅晶片上形成的所述石墨膜的厚度的工序。根据本专利技术第一方式的，使化学气相沉积法的成膜温度为950°C以下形成石墨膜，由此，在使用硅晶片作为石墨膜的膜厚监测器的情况下，防止在硅晶片的表面形成不均勻的厚度的碳化硅膜，在形成石墨膜之后，测定在硅晶片的表面形成的石墨膜的厚度时，能够进行正确的膜厚测定。另外，由于使用硅晶片用于膜厚监测器，所以，能够将在膜厚测定中花费的成本抑制得较低。根据本专利技术第二方式的，使化学气相沉积法的成膜温度设为950°C以下，形成第一厚度的第一层石墨膜，由此，在使用硅晶片作为石墨膜的膜厚监测器的情况下，防止在硅晶片的表面形成不均勻的厚度的碳化硅膜，在形成石墨膜之后，测定在硅晶片的表面形成的石墨膜的厚度时，能够进行正确的膜厚测定。另外，由于使用硅晶片用于膜厚监测器，所以，能够将在膜厚测定中花费的成本抑制得较低。另外，对于第二层石墨膜来说，由于第一层石墨膜的存在，即便使成膜温度为1000°C以上，也能够防止在硅晶片的表面形成碳化硅膜，所以，对第二层石墨膜的膜厚的限制变小。即，使成膜温度为1000°C以上，由此，成膜速度快3倍左右，因而即便使第二层石墨膜厚一些，也不会使生产率(throughput)下降。附图说明图1是说明在本专利技术的实施方式的中所使用的制造装置的结构的图。图2是形成有石墨膜的硅晶片的剖视图。图3是利用本专利技术的实施方式1的形成了石墨膜的硅晶片的剖视图。图4是说明本专利技术的实施方式2的的剖视图。图5是说明本专利技术的实施方式2的的剖视图。图6是说明本专利技术的实施方式2的的剖视图。图7是利用本专利技术的实施方式2的形成了石墨膜的硅晶片的剖视图。图8是形成有石墨膜的硅晶片的整体剖视图。附图标记说明6石墨膜、61第一层石墨膜、62第二层石墨膜、CW碳化硅晶片、 Sff硅晶片。具体实施例方式<实施方式1>目前，碳化硅晶片成本非常高，立足于避免用作保护膜的膜厚监测器这样的观点，专利技术人产生如下的技术思想不是将碳化硅晶片用作膜厚监测器而是将硅晶片用作膜厚监测ο图1示出在碳化硅晶片上形成作为保护膜的石墨膜的成膜装置的概略图。在此， 利用CVD (Chemical Vapor D印osition)等化学气相沉积法形成(成膜)石墨膜，作为成膜装置，示出一般的CVD装置30的结构。如图1所示，CVD装置30具有气体导入部31，用于导入石墨膜形成用的源气体 (source gas)等；成膜炉32，用于在碳化硅晶片以及硅晶片等的晶片WF的整个表面形成石墨膜；气体排出部33，用于将源气体等排出；加热器34，以不与源气体直接接触的方式设置在成膜炉32的外周部；衬底保持器(substrate holder) 35，用于以能够在晶片WF的整个表面形成石墨膜的方式保持晶片WF并且对多个晶片WF同时进行成批处理。衬底保持器35 能够例如以3点来支撑并保持晶片WF的边缘部。在此，示出了使用例如使乙醇(C2H4OH)气化后的气体作为源气体的例子，气体供给系统具有由储存液体乙醇本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种碳化硅半导体装置的制造方法，其特征在于，具备：工序（ａ），在碳化硅晶片的表面内离子注入杂质，形成碳化硅半导体装置的活性区域；工序（ｂ），在形成所述活性区域后的所述碳化硅晶片的整个表面以及膜厚监测器用的硅晶片的整个表面，利用化学气相沉积法形成石墨膜；以及工序（ｃ），评价所述石墨膜的厚度，所述工序（ｂ）包括：使所述化学气相沉积法的成膜温度为９５０℃以下，形成所述石墨膜的工序，所述工序（ｃ）包括：对在所述硅晶片上形成的所述石墨膜的厚度进行测定，由此，推定在所述碳化硅晶片上形成的所述石墨膜的厚度的工序。
【技术特征摘要】
2010.03.09 JP 2010-0513711.一种碳化硅半导体装置的制造方法，其特征在于，具备工序(a)，在碳化硅晶片的表面内离子注入杂质，形成碳化硅半导体装置的活性区域； 工序(b)，在形成所述活性区域后的所述碳化硅晶片的整个表面以及膜厚监测器用的硅晶片的整个表面，利用化学气相沉积法形成石墨膜；以及工序(c)，评价所述石墨膜的厚度，所述工序(b)包括使所述化学气相沉积法的成膜温度为950°C以下，形成所述石墨膜的工序，所述工序(c)包括对在所述硅晶片上形成的所述石墨膜的厚度进行测定，由此，推定在所述碳化硅晶片上形成的所述石墨膜的厚度的工序。2.如权利要求1所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其特征在于，所述工序(b)包括以厚度为30nm以上且500nm以下的方式形成所述石墨膜的工序。3.如权利要求1所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其特征在于，所述工序(b)包括使所述成膜温度为800°C以上且950°C以下形成所述石墨膜的工序。4.一种碳化硅半导体装置的制造方法，其特征在于，具备工序(a)，在碳化硅晶片的表面内离子注入杂质，形成碳化硅半导体装置的活性区域； 工序(b)，在形成所述活性区域后的所述碳化硅晶片的整个表面以及膜厚监测器用的硅晶片的整个表面，利用化学气相沉积法形成石墨膜...
【专利技术属性】
技术研发人员：宇田幸生，关谷晃一，小林和雄，樽井阳一郎，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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