JP2009147118A - Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of heating a silicon carbide semiconductor substrate or the like for uniformly heating the silicon carbide semiconductor substrate for a short period of time by utilizing a fever of a suscepter. <P>SOLUTION: According to one embodiment, in the method of heating the silicon carbide semiconductor substrate, a silicon carbide semiconductor substrate 1 is heated in the state that plural carbon particles 2 are mounted on the silicon carbide semiconductor substrate 1 by only one layer. At this point, the silicon carbide semiconductor substrate 1 is mounted on a susceptor 13. Moreover, a heat treatment of the silicon carbide semiconductor substrate 1 is carried out by heating the susceptor 13. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、炭化珪素半導体基板上を加熱する工程を備えた炭化珪素半導体装置の製造方法に係るものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device including a step of heating a silicon carbide semiconductor substrate.

炭化珪素半導体基板の表面内に形成された不純物領域を活性化するためには、当該炭化珪素半導体基板に高温加熱処理を施す必要がある。当該炭化珪素半導体基板の加熱処理として、以下に示す従来技術が存在する。   In order to activate the impurity region formed in the surface of the silicon carbide semiconductor substrate, the silicon carbide semiconductor substrate needs to be subjected to a high-temperature heat treatment. As the heat treatment of the silicon carbide semiconductor substrate, the following conventional techniques exist.

第一の従来技術では、石英チューブ内に、炭化珪素半導体基板を載置した炭素製サセプタを挿入する。ここで、当該サセプタ挿入後の石英チューブ内は真空であるか、またはアルゴンガス等が封入されている。そして、当該サセプタ挿入後、高周波誘導加熱により、当該サセプタの温度を1600〜1800℃まで加熱する。当該サセプタからの熱を受熱することにより、炭化珪素半導体基板の加熱が実現される。   In the first prior art, a carbon susceptor on which a silicon carbide semiconductor substrate is placed is inserted into a quartz tube. Here, the quartz tube after the insertion of the susceptor is in a vacuum or is filled with argon gas or the like. And after the said susceptor insertion, the temperature of the said susceptor is heated to 1600-1800 degreeC by high frequency induction heating. By receiving heat from the susceptor, heating of the silicon carbide semiconductor substrate is realized.

また、第二の従来技術(特許文献1参照)では、第一の従来技術に対する応用技術であり、具体的な内容は以下の通りである。当該第二の従来技術では、サセプタ上に炭化珪素半導体基板を載置し、当該炭化珪素半導体基板の上面にカーボン製の発熱体を面接触させている。そして、前記のように発熱体を面接触させて炭化珪素半導体基板の表面を覆った状態で、高周波誘導加熱により、当該サセプタおよび発熱体を加熱する。当該サセプタおよび発熱体からの熱を受熱することにより、炭化珪素半導体基板の加熱が実現される。   The second prior art (see Patent Document 1) is an applied technique to the first prior art, and the specific contents are as follows. In the second prior art, a silicon carbide semiconductor substrate is placed on a susceptor, and a carbon heating element is brought into surface contact with the upper surface of the silicon carbide semiconductor substrate. Then, the susceptor and the heating element are heated by high frequency induction heating in a state where the heating element is in surface contact and covers the surface of the silicon carbide semiconductor substrate as described above. The silicon carbide semiconductor substrate is heated by receiving heat from the susceptor and the heating element.

特開2005−197464号公報JP 2005-197464 A

ところで、1600〜1800℃の温度で輻射される赤外線の波長は、1−10ミクロンの波長域(約2ミクロンでピークを有する)で分布している(非特許文献:伝熱工学資料(改訂4版)、丸善発行、pp156)。しかし、当該波長域の赤外線を、炭化珪素はほぼ吸収しない(非特許文献:Properties of Advanced Semiconductor Materials、John Wiley&Sons、Inc.、pp127)。   By the way, the wavelength of infrared rays radiated at a temperature of 1600 to 1800 ° C. is distributed in a wavelength region of 1 to 10 microns (having a peak at about 2 microns) (non-patent document: heat transfer engineering data (revision 4)). Edition), published by Maruzen, pp 156). However, silicon carbide hardly absorbs infrared rays in the wavelength range (Non-patent document: Properties of Advanced Semiconductor Materials, John Wiley & Sons, Inc., pp 127).

したがって、真空中では、第一の従来技術に係わる加熱方法では、炭化珪素半導体基板は、発熱しているサセプタとの接触した箇所からのみの固体−固体間の熱伝導により、基板が加熱されることになる。   Therefore, in a vacuum, in the heating method according to the first conventional technique, the silicon carbide semiconductor substrate is heated by solid-solid heat conduction only from the point of contact with the susceptor that generates heat. It will be.

炭化珪素半導体基板とサセプタの接触面は、通常、お互いに完全な平面ではなく反りを有している。したがって、当該炭化珪素半導体基板とサセプタとの接触面全面が接触しているわけではなく、接触は数点程度(理論的には3点)となる。このために、炭化珪素半導体基板とサセプタとの接触点数と接触場所により、サセプタから当該炭化珪素半導体基板の加熱状態が変化する。また、接触点が少ないために、その点からだけ熱を伝えることになるために基板中を熱が伝わっていく必要があり、加熱に時間がかかる。   The contact surfaces of the silicon carbide semiconductor substrate and the susceptor usually have a warp rather than a perfect plane. Therefore, the entire contact surface between the silicon carbide semiconductor substrate and the susceptor is not in contact, and the contact is about several points (theoretically, three points). For this reason, the heating state of the silicon carbide semiconductor substrate varies from the susceptor depending on the number of contact points and the contact location between the silicon carbide semiconductor substrate and the susceptor. In addition, since the number of contact points is small, heat is transmitted only from that point, so it is necessary to transfer heat through the substrate, and heating takes time.

また、ガス雰囲気においては炭化珪素半導体基板とサセプタとの固体−固体間の熱伝導に加え、サセプタと炭化珪素半導体基板との間にあるガスを介しての固体−気体−固体の熱伝導もある。この場合には、炭化珪素半導体基板とサセプタとの平面度の良否により当該基板とサセプタのそれぞれの点での基板とサセプタ間の距離が変化する。このため、実効的な熱伝導率と加熱状態が変化することとなる。   Further, in the gas atmosphere, in addition to the solid-solid heat conduction between the silicon carbide semiconductor substrate and the susceptor, there is also the solid-gas-solid heat conduction through the gas between the susceptor and the silicon carbide semiconductor substrate. . In this case, the distance between the substrate and the susceptor at each point of the substrate and the susceptor varies depending on the flatness of the silicon carbide semiconductor substrate and the susceptor. For this reason, effective thermal conductivity and a heating state will change.

まとめると、第一の従来技術の場合には、炭化珪素半導体基板を均一に加熱することができないという問題、さらに接触部からしか加熱されないためにサセプタから炭化珪素半導体基板への熱供給には長時間を要するという問題が生じる。また、不均一な加熱により熱応力が発生し、基板が割れてしまうという問題があった。   In summary, in the case of the first prior art, the silicon carbide semiconductor substrate cannot be heated uniformly, and since it is heated only from the contact portion, the heat supply from the susceptor to the silicon carbide semiconductor substrate is long. The problem of taking time arises. In addition, there is a problem that thermal stress is generated due to uneven heating and the substrate is cracked.

加えて、炭化珪素半導体基板が高温になったときには、炭化珪素半導体基板を構成する珪素原子と炭素原子がそれぞれの昇華速度で昇華する。当該昇華した各原子は、真空中もしくはアルゴンガス雰囲気中に飛び出し、結果として、炭化珪素半導体基板表面の珪素原子と炭素原子の組成比を変化させる。つまり、第一の従来技術の場合には、昇華により炭化珪素半導体基板の表面荒れを生じさせてしまうという問題もあった。第二の従来技術に係わる加熱方法では、炭化珪素半導体基板表面が発熱体により覆われているために、珪素原子等の昇華が抑制されると説明されている。   In addition, when the silicon carbide semiconductor substrate reaches a high temperature, silicon atoms and carbon atoms constituting the silicon carbide semiconductor substrate are sublimated at their respective sublimation rates. Each of the sublimated atoms jumps out in a vacuum or an argon gas atmosphere, and as a result, the composition ratio of silicon atoms and carbon atoms on the surface of the silicon carbide semiconductor substrate is changed. That is, in the case of the first prior art, there is also a problem that the surface roughness of the silicon carbide semiconductor substrate is caused by sublimation. In the heating method according to the second prior art, it is described that sublimation of silicon atoms and the like is suppressed because the surface of the silicon carbide semiconductor substrate is covered with a heating element.

ところで、上記昇華抑制効果を発揮するためには、発熱体と炭化珪素半導体基板、およびサセプタと炭化珪素半導体基板を面接触状態にすることが前提である。当該面接触状態を可能にするためには、平面度を向上させること、表面の凹凸をなくし、表面荒さを非常に良い状態にすること、および反りを有する炭化珪素半導体基板を平面に矯正するために当該基板に外力を加えて矯正すること等が必要となる。   By the way, in order to exhibit the above sublimation suppressing effect, it is premised that the heating element and the silicon carbide semiconductor substrate, and the susceptor and the silicon carbide semiconductor substrate are in a surface contact state. In order to enable the surface contact state, in order to improve the flatness, eliminate surface irregularities, make the surface roughness very good, and correct the warped silicon carbide semiconductor substrate to a flat surface In addition, it is necessary to correct the substrate by applying an external force.

しかしながら、完全に面接触状態になるまで上記各部材の平面度を向上させること等は非常に困難である。また、外力を加えて炭化珪素半導体基板を押し付けることにより、デバイス動作に重要となるデバイス形成表面を傷つける可能性があり、デバイスの歩留まりを低下させることになる。   However, it is very difficult to improve the flatness of each member until the surface is brought into a complete surface contact state. Further, by pressing the silicon carbide semiconductor substrate by applying an external force, there is a possibility of damaging the device forming surface which is important for device operation, and the device yield is lowered.

以上のように、第二の従来技術では、珪素原子等の昇華を抑制するためには、完全に面接触状態にするという困難性を有する処理を施す必要があるか、もしくはデバイス形成面に損傷を与えざるを得ないという問題がある。   As described above, in the second prior art, in order to suppress sublimation of silicon atoms or the like, it is necessary to perform a process having a difficulty of completely bringing into a surface contact state, or damage to a device formation surface. There is a problem that it must be given.

そこで、本発明は、サセプタの発熱を利用して、炭化珪素半導体基板を短時間に、かつ均一に加熱することができる炭化珪素半導体基板の加熱方法を提供することを目的とする。また、複雑や困難性を有する工程を踏まえずに、また炭化珪素半導体基板のデバイス形成面に損傷を与えること無く、珪素原子や炭素原子の昇華を抑制することができる炭化珪素半導体基板の加熱方法を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a method for heating a silicon carbide semiconductor substrate capable of heating the silicon carbide semiconductor substrate uniformly in a short time by using heat generated by the susceptor. Further, a method for heating a silicon carbide semiconductor substrate capable of suppressing sublimation of silicon atoms and carbon atoms without damaging the device formation surface of the silicon carbide semiconductor substrate without taking into account complicated or difficult processes. The purpose is to provide.

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載の炭化珪素半導体基板の製造方法は、サセプタ上に炭化珪素半導体基板を載置する工程と、前記炭化珪素半導体基板と同程度の大きさで同じ形状の吸着盤に赤外線吸収粒子を吸着させる工程と、前記炭化珪素半導体基板上に前記吸着盤に前記赤外線吸収粒子を吸着させたまま載置する工程と、前記吸着盤への前記赤外線吸収粒子の吸着を解除する工程と、前記炭化珪素半導体基板を加熱する工程とを備えている。   In order to achieve the above object, a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor substrate according to claim 1 according to the present invention includes a step of placing a silicon carbide semiconductor substrate on a susceptor and the same level as the silicon carbide semiconductor substrate. A step of adsorbing infrared absorbing particles on an adsorption plate of the same shape with the same size; a step of placing the infrared absorbing particles on the silicon carbide semiconductor substrate while adsorbing the infrared absorbing particles on the adsorption plate; A step of releasing the adsorption of the infrared absorbing particles, and a step of heating the silicon carbide semiconductor substrate.

本発明の炭化珪素半導体装置の製造方法によれば、炭化珪素半導体基板を均一に加熱でき、電気的特性が均一な炭化珪素半導体装置を製造することができる。   According to the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device of the present invention, a silicon carbide semiconductor substrate can be manufactured by heating the silicon carbide semiconductor substrate uniformly and having uniform electrical characteristics.

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.

実施の形態1.
本実施の形態に係わる炭化珪素半導体装置の製造方法の一工程である炭化珪素半導体基板の加熱方法を、図1〜7を用いて説明する。まず、図1は、当該炭化珪素半導体基板を加熱する装置の炭化珪素半導体基板導入前の様子を示す断面模式図である。図1に示すように、円筒形の石英チューブ11があり、この石英チューブ11の外周に高周波誘導加熱用コイル12が巻かれている。また、炭素製のサセプタ13には、全体として凹部と把握できる2段の掘り込み131が形成されている。第一の凹部となる上段の掘り込みの直径は、炭化珪素半導体基板1の直径よりもわずかに大きい。また、第二の凹部となる下段の掘り込みの直径は、炭化珪素半導体基板1の直径よりもわずかに小さい。つまり、当該2段の掘り込みは、上段の掘り込みと、上段の掘り込みの底部と連接されており、かつ当該上段の掘り込みよりも開口幅の小さい下段の掘り込みと、から形成されている。
Embodiment 1 FIG.
A method for heating a silicon carbide semiconductor substrate, which is one step of the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present embodiment, will be described with reference to FIGS. First, FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a state before introduction of a silicon carbide semiconductor substrate in an apparatus for heating the silicon carbide semiconductor substrate. As shown in FIG. 1, there is a cylindrical quartz tube 11, and a high frequency induction heating coil 12 is wound around the quartz tube 11. The carbon susceptor 13 is formed with a two-stage digging 131 that can be grasped as a recess as a whole. The diameter of the upper digging serving as the first recess is slightly larger than the diameter of silicon carbide semiconductor substrate 1. Further, the diameter of the lower digging which becomes the second recess is slightly smaller than the diameter of silicon carbide semiconductor substrate 1. That is, the two-stage digging is formed by an upper digging and a lower digging connected to the bottom of the upper digging and having a smaller opening width than the upper digging. Yes.

次に、図2に示すように、炭素製のサセプタ13の上に形成されている第一の凹部の底部に炭化珪素半導体基板1を載置する。これにより、下段の掘り込みの上部を閉蓋し、準密閉空間が形成される。なお、炭化珪素半導体基板のデバイス形成面がサセプタ13側を向くように、炭化珪素半導体基板1は載置されている。また、炭化珪素半導体基板1の外周部において上段の掘り込みの底部と接触している。当該炭化珪素半導体基板1の外周部の大部分の領域には、通常デバイスは形成されない。また、上段の掘り込みの底部(すなわち、炭化珪素半導体基板1の支持部)に凹凸形状を形成しても良い。これにより、炭化珪素半導体基板1と上段の掘り込みの底部との接触面積を小さくできるため、当該接触部からの炭化珪素半導体基板1に熱が伝わることを抑制できる。   Next, as shown in FIG. 2, silicon carbide semiconductor substrate 1 is placed on the bottom of the first recess formed on carbon susceptor 13. Thereby, the upper part of the lower digging is closed, and a semi-sealed space is formed. Silicon carbide semiconductor substrate 1 is placed such that the device formation surface of the silicon carbide semiconductor substrate faces the susceptor 13 side. In addition, the outer periphery of silicon carbide semiconductor substrate 1 is in contact with the bottom of the upper digging. Usually, no device is formed in most of the outer peripheral portion of silicon carbide semiconductor substrate 1. Moreover, you may form uneven | corrugated shape in the bottom part (namely, support part of the silicon carbide semiconductor substrate 1) of the upper digging. Thereby, since the contact area of silicon carbide semiconductor substrate 1 and the bottom of the upper digging can be reduced, it is possible to suppress heat from being transmitted to silicon carbide semiconductor substrate 1 from the contact portion.

つづいて、図3に示すように、円板形状の炭化珪素半導体基板1を炭化珪素半導体基板1と同程度の大きさの円板形状の吸着盤23に、赤外線吸収粒子である粒径20ミクロン程度の炭素粒子2を吸着させる。吸着盤23には、赤外線吸収粒子2の粒径より小さく炭素粒子2の粒径の80%程度の粒径の、粒径と同等の間隔である20ミクロン程度の間隔で配置された、円形の吸着口25が形成されている。
吸着盤23に形成された吸着口25は、円板形状の吸着盤23の側面に接続された真空ライン24と吸着盤23の内部でつながっており、真空ライン24の真空引きを開始することによって、炭素粒子2を吸着盤23に吸着させる。吸着盤23の材料は金属であり、MEMS技術を使用して加工されている。
Subsequently, as shown in FIG. 3, the disk-shaped silicon carbide semiconductor substrate 1 is placed on a disk-shaped suction disk 23 having the same size as that of the silicon carbide semiconductor substrate 1, and the particle diameter of 20 μm as infrared absorbing particles. The carbon particles 2 of a certain degree are adsorbed. The adsorbing plate 23 has a circular shape which is smaller than the particle size of the infrared absorbing particles 2 and about 80% of the particle size of the carbon particles 2 and is arranged at intervals of about 20 microns, which is the same as the particle size. A suction port 25 is formed.
The suction port 25 formed in the suction plate 23 is connected to the inside of the suction plate 23 and the vacuum line 24 connected to the side surface of the disk-shaped suction plate 23, and starts vacuuming of the vacuum line 24. Then, the carbon particles 2 are adsorbed on the adsorption board 23. The material of the suction disk 23 is a metal, which is processed using MEMS technology.

次に、図4に示すように、炭素粒子を吸着させた吸着盤23を炭化珪素半導体基板1の直上に移動する。
つづいて、炭素粒子2を吸着させた吸着盤23を炭化珪素半導体基板1の直上に移動し、炭化珪素半導体基板1の上に置く。この状態で、吸着盤23への炭素粒子2の吸着を解除する、すなわち、吸着盤23に接続された真空ライン24の真空引きを停止する。吸着盤23を炭化珪素半導体基板1の上から移動させると、重力により、図5に示すように、炭化珪素半導体基板1上のデバイス形成面と反対側の裏面上に、炭素粒子2が一層分だけ配置された状態になる。また、粒子径が小さくなると炭素粒子2が空気中の水分など影響により吸着盤23に物理吸着され、重力では離れなくなる場合があるが、このような場合であっても、真空ラインに乾燥空気や窒素を導入することで、炭素粒子2を炭化珪素半導体基板1上に確実に配置できる。
次に、図6に示すように、サセプタ13上に炭素製のサセプタカバー14を配置する。サセプタカバー14のサセプタ13に対向する面には掘り込み141が形成されている。
Next, as shown in FIG. 4, the suction disk 23 on which the carbon particles are adsorbed is moved directly above the silicon carbide semiconductor substrate 1.
Subsequently, the suction plate 23 on which the carbon particles 2 are adsorbed is moved immediately above the silicon carbide semiconductor substrate 1 and placed on the silicon carbide semiconductor substrate 1. In this state, the adsorption of the carbon particles 2 to the adsorption board 23 is released, that is, the evacuation of the vacuum line 24 connected to the adsorption board 23 is stopped. When the suction plate 23 is moved from above the silicon carbide semiconductor substrate 1, the carbon particles 2 are further separated on the back surface opposite to the device formation surface on the silicon carbide semiconductor substrate 1 by gravity as shown in FIG. 5. Will only be placed. In addition, when the particle size is reduced, the carbon particles 2 may be physically adsorbed on the adsorption plate 23 due to the influence of moisture in the air, and may not be separated by gravity. By introducing nitrogen, the carbon particles 2 can be reliably arranged on the silicon carbide semiconductor substrate 1.
Next, as shown in FIG. 6, a carbon susceptor cover 14 is disposed on the susceptor 13. A digging 141 is formed on the surface of the susceptor cover 14 facing the susceptor 13.

次に、図7に示すように、当該工程まで施されたサセプタ13およびサセプタカバー14を、石英チューブ11の空洞内に挿入する。そして、炭化珪素半導体基板1上に炭素粒子2を載置・導入させた状態で、サセプタ13と炭素製のサセプタカバー14を加熱することにより、炭化珪素半導体基板1を加熱する。炭化珪素半導体基板1を加熱する手順は、以下の通りである。まず、高周波誘導加熱用コイル12に電流を流す。すると、石英チューブ11内に磁界が発生する。すると、当該磁界により炭化製のサセプタ13および炭化製のサセプタカバー14内に誘導電流が流れる。そして、当該誘導電流が流れることにより、サセプタ13およびサセプタカバー14が発熱する。上記において、サセプタ13および発熱体10が発熱し、サセプタ13およびサセプタカバー14の温度が1600〜1800℃程度になる。すると、当該サセプタ13およびサセプタカバー14から所定の波長の赤外線が輻射される。   Next, as shown in FIG. 7, the susceptor 13 and the susceptor cover 14 that have been subjected to the process are inserted into the cavity of the quartz tube 11. The silicon carbide semiconductor substrate 1 is heated by heating the susceptor 13 and the carbon susceptor cover 14 with the carbon particles 2 placed and introduced on the silicon carbide semiconductor substrate 1. The procedure for heating silicon carbide semiconductor substrate 1 is as follows. First, a current is passed through the high frequency induction heating coil 12. Then, a magnetic field is generated in the quartz tube 11. Then, an induced current flows in the carbonized susceptor 13 and the carbonized susceptor cover 14 by the magnetic field. When the induced current flows, the susceptor 13 and the susceptor cover 14 generate heat. In the above, the susceptor 13 and the heating element 10 generate heat, and the temperature of the susceptor 13 and the susceptor cover 14 becomes about 1600 to 1800 ° C. Then, infrared rays having a predetermined wavelength are radiated from the susceptor 13 and the susceptor cover 14.

ここで、「発明が解決しようとする課題」でも述べたように、炭化珪素半導体基板1は、当該温度域で発生する赤外線をほとんど吸収しない(非特許文献:Properties of Advanced Semiconductor Materials、John Wiley&Sons、Inc.、pp127)。したがって、発生した赤外線のほとんどは、炭化珪素半導体基板1を透過する。しかし、当該温度域で発生した赤外線を、炭素粒子2は吸収することができる。したがって、炭素粒子2は、サセプタ13およびサセプタカバー14から輻射された赤外線を吸収し、その結果として、炭素粒子2は加熱される。ここで、多数の炭素粒子2は、炭化珪素半導体基板1上に載置されている。したがって、炭素粒子2と炭化珪素半導体基板1とは、多数箇所において、点接触している(図7参照)。上述したように、任意の大きさの粒子径を有する炭素粒子2を選択できる。仮に炭化珪素半導体基板1の大きさを50mmとし、球形の炭素粒子2の大きさを100μmとすると、炭化珪素半導体基板1と炭素粒子2との接触点数は、約二十万点となる。また、球形の炭素粒子2の大きさを10μmとすると、炭化珪素半導体基板1と炭素粒子2との接触点数は、約二千万点となる。   Here, as described in “Problems to be Solved by the Invention”, the silicon carbide semiconductor substrate 1 hardly absorbs infrared rays generated in the temperature range (Non-patent Document: Properties of Advanced Semiconductor Materials, John Wiley & Sons, Inc., pp 127). Therefore, most of the generated infrared light passes through silicon carbide semiconductor substrate 1. However, the carbon particles 2 can absorb infrared rays generated in the temperature range. Therefore, the carbon particles 2 absorb infrared rays radiated from the susceptor 13 and the susceptor cover 14, and as a result, the carbon particles 2 are heated. Here, a large number of carbon particles 2 are placed on silicon carbide semiconductor substrate 1. Therefore, carbon particles 2 and silicon carbide semiconductor substrate 1 are in point contact at a number of locations (see FIG. 7). As described above, the carbon particles 2 having an arbitrary particle size can be selected. If the size of silicon carbide semiconductor substrate 1 is 50 mm and the size of spherical carbon particles 2 is 100 μm, the number of contact points between silicon carbide semiconductor substrate 1 and carbon particles 2 is about 200,000. Further, when the size of the spherical carbon particles 2 is 10 μm, the number of contact points between the silicon carbide semiconductor substrate 1 and the carbon particles 2 is about 20 million points.

このことから分かるように、粒子径の小さい炭素粒子2を選択(採用)すればするほど炭化珪素半導体基板1と炭素粒子2との接触点数は増加する。これは真空中だけでなく、固−気−固の熱伝導もあるアルゴンなどのガス雰囲気中においても接触点数を増加させれば固体−固体間の熱伝導が支配的となる。また、粒子径の小さい炭素粒子2を選択(採用)すれば、その体積も減少する。当該炭素粒子2の体積の減少がすると、これに伴い、その熱容量が減少する。したがって、炭素粒子2の温度上昇速度はより速くなる。このため、炭素粒子2から炭化珪素半導体基板1への伝熱効率が向上し、炭化珪素半導体基板1の加熱処理を短時間で終了することができる。   As can be seen from this, as the carbon particles 2 having a smaller particle diameter are selected (adopted), the number of contact points between the silicon carbide semiconductor substrate 1 and the carbon particles 2 increases. If the number of contact points is increased not only in a vacuum but also in a gas atmosphere such as argon which has solid-gas-solid heat conduction, the heat conduction between the solid and the solid becomes dominant. Moreover, if the carbon particle 2 with a small particle diameter is selected (adopted), its volume will also decrease. When the volume of the carbon particles 2 is reduced, the heat capacity is reduced accordingly. Therefore, the temperature increase rate of the carbon particles 2 becomes faster. For this reason, the heat transfer efficiency from carbon particles 2 to silicon carbide semiconductor substrate 1 is improved, and the heat treatment of silicon carbide semiconductor substrate 1 can be completed in a short time.

また、隣接する炭素粒子2と炭化珪素半導体基板1との間には、図7に示されているように、微細な空隙が形成されている。アルゴンガスなどのガス雰囲気中では固体−固体および固体−気体−固体の2つの熱伝導機構により、加熱された炭素粒子2から炭化珪素半導体基板1へと熱が伝達される。この空隙も粒子径が小さくなればなるほどに、その隙間が小さくなり、気体中の熱伝達性能が向上し、より早く加熱処理を終えることに役立つ。   Further, as shown in FIG. 7, fine voids are formed between the adjacent carbon particles 2 and the silicon carbide semiconductor substrate 1. In a gas atmosphere such as argon gas, heat is transferred from the heated carbon particles 2 to the silicon carbide semiconductor substrate 1 by two heat conduction mechanisms of solid-solid and solid-gas-solid. As the particle diameter of the void also becomes smaller, the gap becomes smaller, the heat transfer performance in the gas improves, and it helps to finish the heat treatment earlier.

また、炭素粒子2層を一層としたのは以下の理由による。すなわち、炭素粒子2が複数層ある場合には、サセプタ13とサセプタカバー14から放射された赤外線が異なる層の炭素粒子2で受光され、効率が低下すると考えられるからである。というのもサセプタ13から放射され、炭化珪素半導体基板1を通過した赤外線は炭化珪素半導体基板1に接触している炭素粒子2で受光されるが、サセプタカバー14から放射された赤外線は最上部の炭素粒子2で受光されるために、加熱された炭素粒子2の熱は、その下層の炭素粒子2へ熱伝導や輻射で熱を伝えることになり、炭化珪素半導体基板1と接している炭化粒子2を直接加熱できないために、効率が低下すると考えられる。   The reason why the two carbon particle layers are formed is as follows. That is, when there are a plurality of carbon particles 2, it is considered that the infrared rays emitted from the susceptor 13 and the susceptor cover 14 are received by the carbon particles 2 of different layers and the efficiency is lowered. This is because the infrared rays emitted from the susceptor 13 and passed through the silicon carbide semiconductor substrate 1 are received by the carbon particles 2 in contact with the silicon carbide semiconductor substrate 1, but the infrared rays emitted from the susceptor cover 14 Since the carbon particles 2 receive light, the heat of the heated carbon particles 2 transfers heat to the underlying carbon particles 2 by heat conduction or radiation, and the carbonized particles in contact with the silicon carbide semiconductor substrate 1. Since 2 cannot be heated directly, it is thought that efficiency falls.

所定の時間の上記の炭化珪素半導体基板1の加熱処理終了後、炭化珪素半導体基板1と炭素粒子2を載置したサセプタ13およびサセプタカバー14を石英チューブ11から取り出し、常温まで冷却する。冷却後、サセプタカバー14をサセプタ13から取り外し、炭素粒子2をエアーの吹きかけにより吹き飛ばした後、サセプタ13から炭化珪素半導体基板1を取り出す。炭素粒子2は、吸着盤23を用いて吸着により取り除いてもよい。これらの加熱後の工程は、加熱前の工程を逆の順序で行うことになるため、詳細な説明は省略する。
上記加熱処理を施されることにより、炭化珪素半導体基板1は均一に加熱される。
After completion of the heat treatment of silicon carbide semiconductor substrate 1 for a predetermined time, susceptor 13 and susceptor cover 14 on which silicon carbide semiconductor substrate 1 and carbon particles 2 are placed are taken out from quartz tube 11 and cooled to room temperature. After cooling, susceptor cover 14 is removed from susceptor 13, carbon particles 2 are blown off by blowing air, and silicon carbide semiconductor substrate 1 is taken out from susceptor 13. The carbon particles 2 may be removed by adsorption using the adsorption disk 23. Since these steps after heating are performed in the reverse order of the steps before heating, detailed description thereof is omitted.
By performing the heat treatment, silicon carbide semiconductor substrate 1 is uniformly heated.

以上のように、本実施の形態に係わる炭化珪素半導体基板の加熱方法では、炭化珪素半導体基板1上に、多数の炭素粒子2を載置している。そして、当該状態において、サセプタ13等の発熱を利用した炭化珪素半導体基板1の加熱処理を実施している。したがって、サセプタ13やサセプタカバー14から輻射される赤外線は、炭素粒子2により、一旦吸収される。ここで、上述の通り、炭素粒子2は、炭化珪素半導体基板1と多数点において点接触している(たとえ炭化珪素半導体基板1が反りを有していても、また炭化珪素半導体基板1の平面度が低い場合でも、多数点において当該点接触が実現される)。したがって、短期間にかつ均一に、炭素粒子2を介して炭化珪素半導体基板1を加熱することができる。   As described above, in the method for heating a silicon carbide semiconductor substrate according to the present embodiment, a large number of carbon particles 2 are placed on silicon carbide semiconductor substrate 1. And in the said state, the heat processing of the silicon carbide semiconductor substrate 1 using heat_generation | fever of susceptor 13 grade | etc., Are implemented. Therefore, the infrared rays radiated from the susceptor 13 and the susceptor cover 14 are once absorbed by the carbon particles 2. Here, as described above, carbon particles 2 are in point contact with silicon carbide semiconductor substrate 1 at a number of points (even if silicon carbide semiconductor substrate 1 has a warp, and plane of silicon carbide semiconductor substrate 1). Even when the degree is low, the point contact is realized at a large number of points). Therefore, silicon carbide semiconductor substrate 1 can be heated through carbon particles 2 in a short time and uniformly.

また、本実施の形態では、凹部(より具体的には、2段の掘り込み)がサセプタ13に形成されている。そして、当該凹部の底部(より具体的には、上段の掘り込みの底部)に炭化珪素半導体基板1を載置し、当該炭化珪素半導体基板1の上面と凹部の側面とで形成された窪みに多数の炭素粒子2を導入している。したがって、炭化珪素半導体基板1を安定してサセプタ13上に載置できると共に、炭化珪素半導体基板1上に、安定して複数の炭素粒子2を載置することができる(つまり、加熱処理中に多少の振動が生じても、炭素粒子2が炭化珪素半導体基板1からこぼれ落ちることを防止することができる)。   In the present embodiment, a recess (more specifically, two levels of digging) is formed in the susceptor 13. Then, silicon carbide semiconductor substrate 1 is placed on the bottom of the recess (more specifically, the bottom of the upper digging), and in a recess formed by the upper surface of silicon carbide semiconductor substrate 1 and the side surface of the recess. A large number of carbon particles 2 are introduced. Therefore, silicon carbide semiconductor substrate 1 can be stably placed on susceptor 13 and a plurality of carbon particles 2 can be stably placed on silicon carbide semiconductor substrate 1 (that is, during the heat treatment). Even if some vibration occurs, the carbon particles 2 can be prevented from spilling from the silicon carbide semiconductor substrate 1).

また、本実施の形態では、炭化珪素半導体基板1のデバイス形成面と対向する主面上に、複数の炭素粒子2が載置されている。したがって、当該デバイス形成面が炭素粒子2により汚染されることを防止することができる。   In the present embodiment, a plurality of carbon particles 2 are placed on the main surface facing the device formation surface of silicon carbide semiconductor substrate 1. Therefore, the device forming surface can be prevented from being contaminated by the carbon particles 2.

また、本実施の形態では、サセプタ13には、上記の通り2段の掘り込み131が形成されている。そして、下段の掘り込みの上部を閉蓋するように、上段の掘り込みの底部に炭化珪素半導体基板1が載置されている。したがって、炭化珪素半導体基板1が下段の埋め込みの蓋の役目を果たし、当該下段の埋め込みと当該基板1とにより、準密閉空間が形成される。これにより、デバイス形成面5から昇華した珪素原子や炭素原子を、当該準密閉空間に閉じ込めることができる。つまり、当該準密閉空間において珪素原子等の昇華を飽和状態にすることができる。このように、昇華が飽和状態となるとデバイス形成面5からの昇華は起こらなくなる。以上により、炭化珪素半導体基板1が下段の埋め込みの蓋の役目を果たすことにより、デバイス形成面からの昇華を抑制することができる。つまり、複雑や困難性を有する工程を踏まえずに、また外力等も与えないので炭化珪素半導体基板1のデバイス形成面5に損傷を与えること無く、当該昇華抑制機能を発揮できる。なお当該昇華が抑制されると、デバイス形成面の表面状態が変化することを抑制できる。ここで、準密閉空間の体積を小さくすれば、より早い時期に昇華が飽和状態となるので、より昇華の抑制効果が発揮される。   In the present embodiment, the susceptor 13 is formed with the two-stage digging 131 as described above. Silicon carbide semiconductor substrate 1 is placed on the bottom of the upper digging so as to close the upper part of the lower digging. Therefore, silicon carbide semiconductor substrate 1 serves as a lower embedded lid, and the lower embedded region and substrate 1 form a semi-enclosed space. Thereby, silicon atoms and carbon atoms sublimated from the device formation surface 5 can be confined in the semi-sealed space. That is, sublimation of silicon atoms or the like can be saturated in the semi-enclosed space. Thus, when sublimation is saturated, sublimation from the device formation surface 5 does not occur. As described above, the silicon carbide semiconductor substrate 1 serves as a lower embedded lid, so that sublimation from the device formation surface can be suppressed. That is, the sublimation suppressing function can be exhibited without damaging the device forming surface 5 of the silicon carbide semiconductor substrate 1 without taking into account the steps having complexity and difficulty and also without applying an external force or the like. In addition, if the said sublimation is suppressed, it can suppress that the surface state of a device formation surface changes. Here, if the volume of the semi-enclosed space is reduced, the sublimation is saturated at an earlier stage, so that the effect of suppressing sublimation is further exhibited.

また、デバイス形成面はサセプタ13側を向いている。したがって、石英チューブ11内のゴミ等の異物により、当該デバイス形成面が汚染されることを防止することができる。   Further, the device formation surface faces the susceptor 13 side. Therefore, the device forming surface can be prevented from being contaminated by foreign matters such as dust in the quartz tube 11.

また、通常炭化珪素半導体基板1の外周部は枠部となりデバイスの形成されない領域である。また、上記態様から分かるように、炭化珪素半導体基板1とサセプタ13(より具体的には、上段の埋め込みの底部)とは、当該基板1の外周部のほんの一部と接触しているだけである。つまり、デバイス形成面5の全部または大部分の領域が、サセプタ13(より具体的には、上段の埋め込みの底部)とは接触していない。したがって、サセプタ13と接触することにより起こる、デバイス形成面の汚染も防止することができる。   Usually, the outer peripheral portion of silicon carbide semiconductor substrate 1 becomes a frame portion and is a region where no device is formed. Further, as can be seen from the above aspect, the silicon carbide semiconductor substrate 1 and the susceptor 13 (more specifically, the upper embedded bottom) are only in contact with a part of the outer peripheral portion of the substrate 1. is there. That is, all or most of the region of the device formation surface 5 is not in contact with the susceptor 13 (more specifically, the bottom of the upper burying). Therefore, contamination of the device formation surface caused by contact with the susceptor 13 can also be prevented.

また、本実施の形態では、炭化珪素半導体基板1上に、一層分だけ炭素粒子2を載置している。したがって、当該炭素粒子2の層厚も最小限に抑えることができる。このように、当該炭素粒子2の全体の体積が減少すると、これに伴い当該炭素粒子2の層全体の熱容量も減少する。したがって、炭素粒子2の層の温度上昇速度はより速くなる。このため、炭素粒子2から炭化珪素半導体基板1への伝熱効率が向上し、炭化珪素半導体基板1の加熱処理を短時間で終了することができる。   In the present embodiment, carbon particles 2 are placed on silicon carbide semiconductor substrate 1 by one layer. Therefore, the layer thickness of the carbon particles 2 can be minimized. Thus, when the total volume of the carbon particle 2 decreases, the heat capacity of the entire layer of the carbon particle 2 decreases accordingly. Therefore, the temperature increase rate of the layer of carbon particles 2 becomes faster. For this reason, the heat transfer efficiency from carbon particles 2 to silicon carbide semiconductor substrate 1 is improved, and the heat treatment of silicon carbide semiconductor substrate 1 can be completed in a short time.

また、本実施の形態では、炭素粒子2の上方にサセプタカバー14が配設されている。そして、当該サセプタカバー14およびサセプタ13を加熱することにより、炭化珪素半導体基板1を加熱している。したがって、炭化珪素半導体基板1の加熱処理をより短時間で終了させることができる。   In the present embodiment, a susceptor cover 14 is disposed above the carbon particles 2. The silicon carbide semiconductor substrate 1 is heated by heating the susceptor cover 14 and the susceptor 13. Therefore, the heat treatment of silicon carbide semiconductor substrate 1 can be completed in a shorter time.

なお、図7に示すように、サセプタカバー14の前記炭化珪素半導体基板に面する側において、凹部が形成されおり、サセプタカバー14の下面とサセプタ13の上面とが当接し、凹部により炭化珪素半導体基板1の上面が覆われている状態で、炭化珪素半導体基板1を加熱した例を説明したが、このようにすることで、炭化珪素半導体基板1の加熱処理の際に、サセプタカバー14の下面とサセプタ13の上面とを当接したとしても、凹部の存在により、炭化珪素半導体基板1に当該当接に起因した外力が、炭素粒子2を介して加わることを防止できる。   As shown in FIG. 7, a recess is formed on the susceptor cover 14 on the side facing the silicon carbide semiconductor substrate, and the lower surface of the susceptor cover 14 and the upper surface of the susceptor 13 come into contact with each other, and the silicon carbide semiconductor is formed by the recess. Although the example which heated silicon carbide semiconductor substrate 1 in the state where the upper surface of substrate 1 was covered was explained in this way, the lower surface of susceptor cover 14 at the time of heat treatment of silicon carbide semiconductor substrate 1 And the upper surface of the susceptor 13 can be prevented from being applied to the silicon carbide semiconductor substrate 1 via the carbon particles 2 due to the presence of the recess.

なお、図示しないが、サセプタカバー14に掘り込みを設けずサセプタカバー14の下面を平板として、サセプタカバー14の下面とサセプタ13の上面とが当接するように当該サセプタカバー14を配置し(つまり、炭化製のサセプタカバー14で炭化製のサセプタ13および/または炭化珪素半導体基板1を覆い)、当該状態において、上述したサセプタカバー14およびサセプタ13の発熱を利用した、炭化珪素半導体基板1の加熱処理を施しても良い。当該サセプタカバー14の下面とサセプタ13の上面との当接状態で加熱処理を施すことにより、サセプタカバー14で発熱した熱を炭素粒子2を介して、より効率良く炭化珪素半導体基板1へと伝達することができる。   Although not shown in the figure, the susceptor cover 14 is arranged so that the lower surface of the susceptor cover 14 and the upper surface of the susceptor 13 are in contact with each other with the lower surface of the susceptor cover 14 as a flat plate without digging in the susceptor cover 14 (that is, The carbonized susceptor cover 14 covers the carbonized susceptor 13 and / or the silicon carbide semiconductor substrate 1), and in this state, the heat treatment of the silicon carbide semiconductor substrate 1 utilizing the heat generated by the susceptor cover 14 and the susceptor 13 described above. May be applied. By performing heat treatment in a state where the lower surface of the susceptor cover 14 and the upper surface of the susceptor 13 are in contact with each other, heat generated by the susceptor cover 14 is more efficiently transmitted to the silicon carbide semiconductor substrate 1 through the carbon particles 2. can do.

また、サセプタカバー14とサセプタ13とは、石英チューブ11の空洞内の所定の領域に固まって配置されている(つまり、図7に示すように、サセプタカバー14の配置位置とサセプタ13の配置位置とが分散していない)。したがって、高周波誘導加熱用コイル12を石英チューブ11の外周面全面に巻く必要が無く、当該石英チューブ11の外周面のある限られた面(つまり、サセプタカバー14とサセプタ13とが固まって配置されている領域に対応する面)にだけ巻けば済む。   Further, the susceptor cover 14 and the susceptor 13 are arranged in a predetermined region in the cavity of the quartz tube 11 (that is, as shown in FIG. 7, the arrangement position of the susceptor cover 14 and the arrangement position of the susceptor 13). And are not distributed). Therefore, it is not necessary to wind the high-frequency induction heating coil 12 around the entire outer peripheral surface of the quartz tube 11, and a certain limited surface (that is, the susceptor cover 14 and the susceptor 13) is disposed in a solid state. It is only necessary to wrap around the surface corresponding to the area.

なお、吸着口25の大きさは、炭素粒子が通り抜けない大きさであればよく、円形であればその径が炭素粒子の粒径より小さな径、例えば、炭素粒子の粒径の50〜80%程度であればよく、また、同程度の大きさであれば、必ずしも円形である必要もない。例えば、炭素粒子2の粒径が10ミクロンであれば、吸着口25の径、または大きさは5〜8ミクロン程度であればよい。
また、本実施の形態においては、赤外線吸収粒子として炭素粒子2の例を示したが、これに限るものではなく、2〜3ミクロンの波長の赤外線に対する吸収係数の大きな材料であれば何であっても良い。
The size of the adsorbing port 25 may be any size as long as the carbon particles do not pass through. If the size is circular, the diameter is smaller than the particle size of the carbon particles, for example, 50 to 80% of the particle size of the carbon particles. However, it is not always necessary to have a circular shape as long as it has the same size. For example, if the particle diameter of the carbon particles 2 is 10 microns, the diameter or size of the suction port 25 may be about 5 to 8 microns.
Moreover, in this Embodiment, although the example of the carbon particle 2 was shown as an infrared rays absorption particle, it is not restricted to this, What is a material with a large absorption coefficient with respect to infrared rays with a wavelength of 2 to 3 microns? Also good.

実施の形態2.
図8は、この発明を実施するための実施の形態2における炭化珪素半導体装置を示す断面模式図であり、炭化珪素MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)の例を示したものである。
図8において、n型炭化珪素半導体基板30の膜形成面にエピタキシャル成長したn型炭化珪素ドリフト層31の中に、イオン注入により形成されたp型ベース領域32およびn型ソース領域33が設けられ、n型ソース領域33の上にソース電極36が、イオン注入されていないn型炭化珪素ドリフト層31の上にゲート絶縁膜34およびゲート電極35が設けられている。また、n型炭化珪素半導体基板30の膜形成面の反対側の面にはドレイン電極37が設けられている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 8 is a schematic sectional view showing a silicon carbide semiconductor device according to the second embodiment for carrying out the present invention, and shows an example of a silicon carbide MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).
In FIG. 8, a p-type base region 32 and an n-type source region 33 formed by ion implantation are provided in an n-type silicon carbide drift layer 31 epitaxially grown on a film formation surface of an n-type silicon carbide semiconductor substrate 30. Source electrode 36 is provided on n-type source region 33, and gate insulating film 34 and gate electrode 35 are provided on n-type silicon carbide drift layer 31 in which ions are not implanted. A drain electrode 37 is provided on the surface opposite to the film forming surface of n-type silicon carbide semiconductor substrate 30.

次に、図8を用いて本実施の形態の炭化珪素半導体装置である炭化珪素MOSFETの製造方法を順に説明する。
まず、n型炭化珪素半導体基板30上に厚さ5〜50ミクロンのn型炭化珪素ドリフト層31を形成する。続いて、n型炭化珪素ドリフト層31中の所定の間隔に離間した部位に、フォトリソグラフィー技術を用いて注入マスクを形成し、アルミニウム(Al)をイオン注入して、一対のp型ベース領域32を形成する。p型ベース領域32の厚さはn型炭化珪素ドリフト層31の厚さを超えないものとし、注入したAlの濃度はn型炭化珪素ドリフト層31中のn型の不純物濃度を超えるものとする。
さらに、n型ソース領域33の形成に用いるイオン注入マスクを形成し、n型不純物の窒素(N)イオン注入を行ない、n型ソース領域33を形成する。このとき、n型ソース領域33の厚さはp型ベース領域32の厚さを超えないものとする。また、n型ソース領域33中のn型の不純物濃度は、例えば1×1018〜1×1021cm−3であればよい。
Next, a method for manufacturing a silicon carbide MOSFET which is the silicon carbide semiconductor device of the present embodiment will be described in order with reference to FIG.
First, n-type silicon carbide drift layer 31 having a thickness of 5 to 50 microns is formed on n-type silicon carbide semiconductor substrate 30. Subsequently, an implantation mask is formed in the n-type silicon carbide drift layer 31 at a predetermined interval using a photolithography technique, and aluminum (Al) is ion-implanted to form a pair of p-type base regions 32. Form. The thickness of p type base region 32 does not exceed the thickness of n type silicon carbide drift layer 31, and the concentration of implanted Al exceeds the n type impurity concentration in n type silicon carbide drift layer 31. .
Further, an ion implantation mask used for forming the n-type source region 33 is formed, and nitrogen (N) ion implantation of an n-type impurity is performed to form the n-type source region 33. At this time, it is assumed that the thickness of the n-type source region 33 does not exceed the thickness of the p-type base region 32. Further, the n-type impurity concentration in the n-type source region 33 may be, for example, 1 × 10 18 to 1 × 10 21 cm −3 .

次に、上述のような処理を行なった炭化珪素半導体基板を、実施の形態1に示した炭化珪素半導体基板の加熱方法により、たとえば1600〜1800℃の高温で30秒〜1時間程度熱処理する。続いて、n型炭化珪素ドリフト層31およびp型ベース領域32、n型ソース領域33の上に二酸化珪素膜からなるゲート絶縁膜34を形成する。次に、ゲート絶縁膜34上にn型多結晶珪素であるゲート電極35を成膜しフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングする。ゲート電極35は、一対のp型ベース領域32およびn型ソース領域33が両端部に位置し、p型ベース領域32間に露出したn型炭化珪素ドリフト層31が中央に位置するような形状にパターニングされる。さらに、各n型ソース領域33上のゲート絶縁膜34の残った部分はフォトリソグラフィー技術を用いたパターニングとエッチングによって除去する。そして、n型ソース領域33が表面に露出した部位にソース電極36を成膜およびパターニングする。また、n型炭化珪素半導体基板30上の裏面側にドレイン電極37を形成する。なお、ソース電極36とドレイン電極37の素材としては、アルミニウムやニッケル、チタン、金などやそれらの複合物などでもよい。また、n型ソース領域33及びn型炭化珪素半導体基板30との接触抵抗を下げるために、ソース電極36及びドレイン電極37を形成した後に1000℃程度の熱処理を施してもよい。この熱処理工程も、実施の形態1に示した炭化珪素半導体基板の加熱方法により行ってもよい。   Next, the silicon carbide semiconductor substrate subjected to the above-described treatment is heat-treated at a high temperature of, for example, 1600 to 1800 ° C. for about 30 seconds to 1 hour by the method for heating the silicon carbide semiconductor substrate described in the first embodiment. Subsequently, a gate insulating film 34 made of a silicon dioxide film is formed on the n-type silicon carbide drift layer 31, the p-type base region 32, and the n-type source region 33. Next, a gate electrode 35 made of n-type polycrystalline silicon is formed on the gate insulating film 34 and patterned by using a photolithography technique. The gate electrode 35 is shaped such that a pair of p-type base region 32 and n-type source region 33 are located at both ends, and an n-type silicon carbide drift layer 31 exposed between the p-type base regions 32 is located in the center. Patterned. Further, the remaining portion of the gate insulating film 34 on each n-type source region 33 is removed by patterning and etching using a photolithography technique. Then, the source electrode 36 is formed and patterned at a portion where the n-type source region 33 is exposed on the surface. In addition, drain electrode 37 is formed on the back side of n-type silicon carbide semiconductor substrate 30. Note that the source electrode 36 and the drain electrode 37 may be made of aluminum, nickel, titanium, gold, or a composite thereof. Further, in order to reduce the contact resistance between the n-type source region 33 and the n-type silicon carbide semiconductor substrate 30, a heat treatment at about 1000 ° C. may be performed after the source electrode 36 and the drain electrode 37 are formed. This heat treatment step may also be performed by the method for heating the silicon carbide semiconductor substrate described in the first embodiment.

このようにして製造した炭化珪素半導体装置である炭化珪素MOSFETは、均一な温度でn型炭化珪素半導体基板30を加熱できるため、注入された不純物を均一に活性化でき、オン電流などの電気的特性が均一で優れた特性の炭化珪素半導体装置となる。   Since silicon carbide MOSFET which is a silicon carbide semiconductor device manufactured in this way can heat n-type silicon carbide semiconductor substrate 30 at a uniform temperature, the implanted impurities can be activated uniformly, and an electrical current such as an on-current can be obtained. A silicon carbide semiconductor device having uniform characteristics and excellent characteristics is obtained.

この発明の実施の形態1における炭化珪素半導体装置の製造工程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing process of the silicon carbide semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における炭化珪素半導体装置の製造工程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing process of the silicon carbide semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における炭化珪素半導体装置の製造工程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing process of the silicon carbide semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における炭化珪素半導体装置の製造工程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing process of the silicon carbide semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における炭化珪素半導体装置の製造工程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing process of the silicon carbide semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における炭化珪素半導体装置の製造工程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing process of the silicon carbide semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における炭化珪素半導体装置の製造工程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing process of the silicon carbide semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2における炭化珪素半導体装置の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the silicon carbide semiconductor device in Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 炭化珪素半導体基板、2 炭素粒子、11 石英チューブ、12 高周波誘導加熱用コイル、13 サセプタ、14 サセプタカバー、23 吸着盤、24 真空ライン、25 吸着口、30 n型炭化珪素半導体基板、31 n型炭化珪素ドリフト層、32 p型ベース領域、33 n型ソース領域、34 ゲート絶縁膜、35 ゲート電極、36 ソース電極、37 ドレイン電極、131,141 掘り込み。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon carbide semiconductor substrate, 2 Carbon particle, 11 Quartz tube, 12 High frequency induction heating coil, 13 Susceptor, 14 Susceptor cover, 23 Suction board, 24 Vacuum line, 25 Suction port, 30 n-type silicon carbide semiconductor substrate, 31 n Type silicon carbide drift layer, 32 p-type base region, 33 n-type source region, 34 gate insulating film, 35 gate electrode, 36 source electrode, 37 drain electrode, 131, 141 digging.

Claims (5)

サセプタ上に炭化珪素半導体基板を載置する工程と、
吸着盤に赤外線吸収粒子を吸着させる工程と、
前記吸着盤に吸着させた前記赤外線吸収粒子を前記炭化珪素半導体基板上に載置する工程と、
前記吸着盤への前記赤外線吸収粒子の吸着を解除する工程と、
前記炭化珪素半導体基板を加熱する工程とを備えたことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
Placing a silicon carbide semiconductor substrate on the susceptor;
A step of adsorbing infrared absorbing particles on the adsorption board;
Placing the infrared absorbing particles adsorbed on the adsorption plate on the silicon carbide semiconductor substrate;
Releasing the adsorption of the infrared absorbing particles to the adsorption plate;
A method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device, comprising: heating the silicon carbide semiconductor substrate.
赤外線吸収粒子は、炭素粒子であることを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein the infrared absorbing particles are carbon particles. 炭素粒子の粒径は、100ミクロン以下であることを特徴とする請求項2に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to claim 2, wherein the carbon particles have a particle size of 100 microns or less. 吸着盤は吸着口を備え、前記吸着口の径が赤外線吸収粒子の粒径より小さく、前記吸着口が前記赤外線吸収粒子の粒径と同等の間隔で配置されたことを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。 2. The suction disk is provided with a suction port, wherein the suction port has a diameter smaller than the particle size of the infrared absorbing particles, and the suction ports are arranged at an interval equal to the particle size of the infrared absorbing particles. A method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to claim 1. サセプタは、掘り込みを有し、前記掘り込みに炭化珪素半導体基板を載置することを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to claim 1, wherein the susceptor has a digging, and a silicon carbide semiconductor substrate is placed in the digging.
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