公开一种基板的处理方法，该方法能够防止当将基板退火时在结晶性碳化硅(SiC)基板中出现表面粗糙。还公开一种碳化硅(SiC)基板的制造方法。基板的处理方法的实施方案包括以下步骤：用等离子体照射单晶碳化硅(SiC)基板(1)；和在高温下加热已经用等离子体照射的单晶碳化硅(SiC)基板(1)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种如单晶碳化硅(SiC)的结晶性碳化硅(SiC)基板的预处理方法和一种结晶性碳化硅(SiC)基板的制造方法。更具体地，本专利技术涉及一种借助在加热处理基板的方法中预处理来获得表面平坦性的技术。
技术介绍
为了电活化注入至单晶碳化硅(SiC)基板中的杂质，在高温下进行活化退火处理过程。然而，当将碳化硅(SiC)基板中的杂质进行活化退火时，不利地发生基板的表面粗糙。作为解决该问题的方法，已知添加硅烷(SiH4)气体以进行退火的方法(参见非专利文献1)、施加碳涂层至待处理的基板以进行退火的方法(参见专利文献1)和在其中在高真空区域中残留水的分压降低的气氛下进行退火的方法(参见专利文献幻。专利文献 3公开了在基板上形成外延层，在外延层的表面上形成离子注入层，进行用于激活杂质的高温退火并且随后使用等离子体将单晶碳化硅(SiC)基板的表面(离子注入层的表面)进行等离子体刻蚀。日本专利申请特开2005-39257国际公布08/136126小册子日本专利申请特开2001-35838M. A. C apano, S. Ryu, J. A. Cooper, JR.，Μ. R. Melloch, K. Rottner, S. Karlsson, N.Nordell, A.Powell, and D. Ε. Walker :J.Electron. Mater, P214-218, Vol. 28，No. 3. (1999)
技术实现思路
然而，在非专利文献1中记载的基板加热处理装置和加热处理方法中，由于极难以控制硅烷(SiH4)气体的添加量，因此存在可能出现硅(Si)的液滴(液化并且聚集的硅)、 或者由基板带来的水的量的改变使得难以确保在活化退火之后维持碳化硅(SiC)样品表面平坦性的再现性这样的问题。在专利文献1中公开的基板加热处理装置中，由于待处理的基板涂布有抗蚀剂 (resist)并且在特定的高温炉中碳化，并且由此待处理的基板被碳涂布，因此增加过程数量，并且存在由于来自抗蚀剂的重金属而污染的担心。在专利文献2中公开的技术是如下有效技术在退火期间控制在退火气氛下残留水的分压并且因此可以降低基板的表面粗糙度(RMS值)即碳化硅(SiC)的表面平坦性；该技术充分地实现了当时要求的电激活。然而，考虑到产率等的提高，期望实现进一步提高的表面平坦性。在专利文献2中公开的基板加热处理方法中，当将铝(Al)作为杂质注入时，要求约1900°C的极高温度以实现活化率为100% ；在此情况下，没有观察到台阶积累(stepbunching)但是可能局部产生孔如坑，这将导致在pn接合中的泄漏。在专利文献3中公开的技术中，进行用于活化注入的杂质的高温退火处理，并且其后在基板表面(离子注入层的表面)中形成的台阶积累和凹凸、沉积在基板表面上的异常沉积材料或者其组成已经改变的部分通过等离子体刻蚀物理除去。在专利文献3中，基板表面通过等离子体刻蚀而除去120nm或0. 1 μ m的厚度。在专利文献3中公开的技术中，为了实现去除退火之后的影响如在SiC表面上的异常沉积材料、组成改变、表面形状改变(表面平坦性)等的技术目的，有必要通过刻蚀除去作为SiC基板的表面层的离子注入层的表面(产生表面形状变化等的表面)的部分。因此，如果离子注入区域(杂质区域)的厚度没有增加，难以形成的离子注入区域会消失。换言之，当杂质区域具有小的厚度时，整个离子注入区域会被切割。因此，在专利文献3中，有必要形成比必要的离子注入区域的厚度要厚对应于借助等离子体刻蚀而除去的部分的厚度的离子注入区域。换言之，有必要形成不仅具有原始要求量(厚度)而且具有额外的厚度的离子注入区域；考虑到成本和产率，要求实现单晶碳化硅(SiC)基板的表面平坦性同时降低外延层和用于形成额外的离子注入区域的杂质的量。考虑到前述问题作出本专利技术；本专利技术的目的是提供一种基板的处理方法和一种碳化硅(SiC)基板的制造方法，在所述基板的处理方法中，当将结晶性碳化硅(SiC)基板进行退火处理时，抑制表面粗糙的出现。为了实现以上目的，本专利技术是一种结晶性碳化硅(SiC)基板的处理方法，并且该方法包括对于离子注入杂质原子的结晶性碳化硅(SiC)基板，使用包含惰性气体和氟类气体中至少之一的气体进行等离子体照射的步骤；和对于已进行等离子体照射的结晶性碳化硅(SiC)基板进行高温加热处理的步骤。此外，本专利技术是一种结晶性碳化硅(SiC)基板的制造方法，并且该方法包括制备其中离子注入预定杂质原子的结晶性碳化硅(SiC)基板的步骤；对于结晶性碳化硅(SiC) 基板，使用包含惰性气体和氟类气体中至少之一的气体进行等离子体照射的步骤；和对于已进行等离子体照射的结晶性碳化硅(SiC)基板进行高温加热处理的步骤。此外，本专利技术是一种结晶性碳化硅(SiC)基板的处理方法，并且该方法包括对于结晶性碳化硅(SiC)基板进行等离子体照射以除去至少一部分除了所述结晶性碳化硅 (SiC)基板以外的物质的步骤，所述物质存在于结晶性碳化硅(SiC)基板的表面上；和对于已进行等离子体照射的结晶性碳化硅(SiC)基板进行高温加热处理的步骤。再进一步，本专利技术是一种结晶性碳化硅(SiC)基板的制造方法，并且该方法包括 制备其中离子注入预定杂质原子的结晶性碳化硅(SiC)基板的步骤；对于结晶性碳化硅 (SiC)基板进行等离子体照射以除去至少一部分除了所述结晶性碳化硅(SiC)基板以外的物质的步骤，所述物质存在于结晶性碳化硅(SiC)基板的表面上；和对于已进行等离子体照射的结晶性碳化硅(SiC)基板进行高温加热处理的步骤。根据本专利技术的基板处理方法和结晶性碳化硅(SiC)基板的制造方法，当对于结晶性碳化硅(SiC)基板进行高温加热处理(例如，退火处理)时，可以降低在已进行高温加热处理的结晶性碳化硅(SiC)基板上的表面粗糙。附图说明图1是示出根据本专利技术实施方案的基板处理方法的图；图2是在本专利技术的比较例1中的退火处理后的表面观察图；图3是在本专利技术的比较例2中的退火处理后的表面观察图；图4是在本专利技术的实施例1中的退火处理后的表面观察图；图5是在本专利技术的实施例2中的退火处理后的表面观察图；图6是在本专利技术的实施例3中的退火处理后的表面观察图；图7是在本专利技术的实施例4中的退火处理后的表面观察图；图8是在本专利技术的实施例5中的退火处理后的表面观察图。具体实施例方式本专利技术的实施方案将详细描述如下。在实施方案中描述的组分仅是示例性的；本专利技术的技术范围由权利要求限定并且不限定由以下实施方案。参考图1将描述根据本专利技术的基板处理方法的实例。(基板处理方法1)作为单晶碳化硅(SiC)的基板，将通过借助CVD在单晶碳化硅GH-SiC (0001))基板上生长10微米P-型SiC外延层而获得的样品基板RCA洗涤并且接着使用。因此，在图 1的初始步骤中，制备在其上形成P-型SiC外延层2的单晶碳化硅(SiC)基板1。第一步骤是在包括ρ-型SiC外延层2的表面的单一区域上形成缓冲层3的步骤。 离子注入的氧化硅(SiO2)缓冲层3通过在干燥的氧气(O2)气氛下在1150°C的温度下进行牺牲氧化30分钟以致氧化物膜为IOnm厚而形成。第二步骤是将作为杂质原子的氮(N+)离子5注入至单晶碳化硅(SiC)本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：柴垣真果，佐藤政孝，杉本尚丈，
申请(专利权)人：佳能安内华股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。