JP2010056183A - アニール装置、熱処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】SiC半導体基板の表面荒れを起こさない熱処理技術を提供する。
【解決手段】支持板52間にSiC半導体基板10を配置し、SiC半導体基板10の表面を支持板52裏面と離間させた状態で、アニール室15内部を真空排気しながら、SiC半導体基板10と支持板52を加熱すると、SiC半導体基板10表面と支持板52裏面からSi原子が放出される。支持板52間の空間は閉塞されておらず、アニール室15の内部空間に露出しているから、真空排気により気体の流れが生じ、SiC半導体基板10表面と支持板52裏面の間の隙間のSi原子濃度が均一化されるから、SiC半導体基板10の表面にSi原子が均一に取り込まれ、その表面の平坦性が維持される。
【選択図】 図1
Description
MOSFETの作成が困難な理由は、第一に半導体素子中を流れる電流を制御するチャネル部の抵抗が高いことであり、第二はSiCウエハーの欠陥の密度が高いことが挙げられる。
n型SiCの形成にはリン(P)等のV族元素不純物をSiCに添加する必要があるが、これらの不純物の熱拡散係数は極めて小さく、Si素子製造で従来から使われている熱拡散法ではSiC内に導入できない。
また、2)の方法においては、保護膜の形成や除去のための工程が必要となるため、プロセスが非常に煩雑になってしまうという問題点があった。
本発明はアニール装置であって、前記支持板間の間隔は、2枚の前記支持板間に前記加熱対象物を配置した時に、当該加熱対象物の表面から上方の前記支持板裏面までの距離が5.0mm以下になるようにされたアニール装置である。
本発明は、複数枚のSiC半導体基板を同時に加熱して熱処理を行う熱処理方法であって、複数枚の支持板が間隔を空けて積み重ねられた保持部材の、隣接する前記支持板間の空間に前記SiC半導体基板を配置し、前記SiC半導体基板の表面を上方の前記支持板のSiCが露出する部分と離間して対面させ、前記支持板間の空間周囲を、前記保持部材の外部雰囲気と接続した状態で、前記保持部材の外部雰囲気を真空排気しながら、前記SiC半導体基板と前記支持板とを加熱し、前記支持板から放出されるSi原子を、前記支持板間の空間周囲から排気する熱処理方法である。
更に、複数枚のSiC半導体基板を同時にアニール処理可能であるから生産効率が高い。
アニール室15側壁の底面側には搬出入口14が設けられており、アニール室15は搬出入口14を介して搬送室等他の真空槽22に接続されている。
SiC半導体基板10の支持板52上への移載と、保持部材50の上昇又は下降とを繰り返せば、複数の配置空間55にSiC半導体基板10が配置される。
SiC半導体基板10は、SiCからなる基板本体11と、イオン注入法によって基板本体11表面にN型やP型の不純物が注入されて形成された不純物層12とを有している。不純物層12の表面は平坦である。
アニール室15内部を真空排気しながらガス導入系17から希ガス(ここではArガス)を導入し、所定圧力の希ガス雰囲気を形成する。希ガス雰囲気の圧力は、例えば1Torr以上300Torr以下(1.3332×102Pa以上3.9996×104Pa以下)である。
真空排気と希ガスの導入を続け、希ガス雰囲気を維持しながら、交流電源72を動作させ、加熱コイル71に交流電圧を印加し、加熱コイル71によって巻き回わされた領域に交番磁界を形成する。
各支持板52と各SiC半導体基板10は加熱コイル71が巻き回された領域内に配置されているから、アニール室15壁面からの輻射熱により加熱される。
なお、上記各アニール装置1では、加熱コイル71を用いた誘導加熱方式の加熱装置70によって加熱を行ったが、抵抗加熱ヒータや赤外線ランプ等によって支持板52とSiC半導体基板10を加熱してもよい。
Claims (3)
- 真空槽と、
前記真空槽の内部雰囲気を真空排気する真空排気系と、
前記真空槽内部に配置され、複数の加熱対象物を保持する保持部材と、
前記保持部材に保持された前記各加熱対象物を加熱する加熱装置を有するアニール装置であって、
前記保持部材は、支柱と、複数枚の支持板とを有し、
前記各支持板は、間隔を空けて積み重なるように前記支柱に取り付けられ、
前記支持板間の間隔は、前記加熱対象物の厚さよりも大きく、
前記加熱対象物は、隣接する2枚の前記支持板間の空間に、下方の前記支持板の表面に接触し、上方の前記支持板の裏面と離間して対面するように配置され、
前記支持板裏面の少なくとも前記加熱対象物と対面する部分にSiCが露出し、
前記支持板間の空間周囲は、前記保持部材の外部空間に接続されたアニール装置。 - 前記支持板間の間隔は、2枚の前記支持板間に前記加熱対象物を配置した時に、当該加熱対象物の表面から上方の前記支持板裏面までの距離が5.0mm以下になるようにされた請求項1記載のアニール装置。
- 複数枚のSiC半導体基板を同時に加熱して熱処理を行う熱処理方法であって、
複数枚の支持板が間隔を空けて積み重ねられた保持部材の、隣接する前記支持板間の空間に前記SiC半導体基板を配置し、前記SiC半導体基板の表面を上方の前記支持板のSiCが露出する部分と離間して対面させ、
前記支持板間の空間周囲を、前記保持部材の外部雰囲気と接続した状態で、前記保持部材の外部雰囲気を真空排気しながら、前記SiC半導体基板と前記支持板とを加熱し、
前記支持板から放出されるSi原子を、前記支持板間の空間周囲から排気する熱処理方法。
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