JP2015023043A - Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炭化珪素基板に酸化膜を形成する工程を含む炭化珪素半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device including a step of forming an oxide film on a silicon carbide substrate.
炭化珪素(SiC)を用いた炭化珪素半導体装置の製造工程では、たとえば縦型バッチ式拡散炉を用いて、炭化珪素半導体装置となる製品用炭化珪素基板上に酸化膜が形成される。縦型バッチ式拡散炉では、製品用炭化珪素基板であるSiC製品ウエハを含む複数の製品ロットがチューブ内に導入され、1つのバッチ内で処理される(たとえば、特許文献1〜4参照)。
In the manufacturing process of a silicon carbide semiconductor device using silicon carbide (SiC), an oxide film is formed on a product silicon carbide substrate to be a silicon carbide semiconductor device using, for example, a vertical batch diffusion furnace. In the vertical batch type diffusion furnace, a plurality of product lots including SiC product wafers, which are silicon carbide substrates for products, are introduced into a tube and processed in one batch (for example, see
製品ロットの上下には、チューブ内の均熱ゾーンを安定して確保するために、SiCダミーウエハのロット(以下「ダミーウエハロット」という場合がある)が設置される。また、製品ロット間には、各バッチ内の酸化状態に問題がないかどうかを確認するために、モニタ用炭化珪素基板として、複数のSiCモニタウエハが設置される。酸化処理が完了した後に、各SiCモニタウエハに形成された酸化膜の膜厚が測定され、酸化膜の形成に問題がなかったかどうかが確認される。 Above and below the product lot, a SiC dummy wafer lot (hereinafter also referred to as “dummy wafer lot”) is installed in order to stably secure a soaking zone in the tube. In addition, a plurality of SiC monitor wafers are installed as monitor silicon carbide substrates between product lots in order to check whether there is a problem in the oxidation state in each batch. After the oxidation process is completed, the film thickness of the oxide film formed on each SiC monitor wafer is measured, and it is confirmed whether or not there is a problem in the formation of the oxide film.
縦型バッチ式拡散炉における酸化処理は、たとえば、熱処理雰囲気中において、酸化性ガス、たとえば酸素(O2)ガスのみをガス導入ラインからチューブ内に導入するドライ酸化によって行われる。 The oxidation treatment in the vertical batch diffusion furnace is performed, for example, by dry oxidation in which only an oxidizing gas, for example, oxygen (O 2 ) gas, is introduced into the tube from the gas introduction line in a heat treatment atmosphere.
ドライ酸化によって酸化処理が行われる場合、SiCモニタウエハの直下のSiC製品ウエハにおいて、形成される酸化膜の膜厚が、他のゾーンのSiC製品ウエハに比べて厚くなるという問題がある。 When the oxidation process is performed by dry oxidation, there is a problem that the thickness of the oxide film formed in the SiC product wafer immediately below the SiC monitor wafer is thicker than the SiC product wafers in other zones.
本発明の目的は、製品用炭化珪素基板間における酸化膜の膜厚のばらつきを抑えることができる炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することである。 The objective of this invention is providing the manufacturing method of the silicon carbide semiconductor device which can suppress the dispersion | variation in the film thickness of the oxide film between the silicon carbide substrates for products.
本発明の炭化珪素半導体装置の製造方法は、炭化珪素半導体装置となる製品用炭化珪素基板に、酸化性ガスによる酸化処理によって酸化膜を形成する酸化膜形成工程を含む炭化珪素半導体装置の製造方法であって、前記酸化膜形成工程は、前記酸化性ガスが導入される処理室内に、複数枚の前記製品用炭化珪素基板と、前記製品用炭化珪素基板の状態を確認するためのモニタ用炭化珪素基板とを配列して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行う工程であり、前記酸化膜形成工程では、前記モニタ用炭化珪素基板と前記製品用炭化珪素基板との間に、カーボン面が酸化処理された炭化珪素基板を配置して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行うことを特徴とする。 A method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention includes a method for forming an oxide film on a product silicon carbide substrate to be a silicon carbide semiconductor device by forming an oxide film by oxidation treatment with an oxidizing gas. In the oxide film forming step, a plurality of silicon carbide substrates for product and a carbonization for monitoring for confirming the state of the silicon carbide substrate for products are provided in a processing chamber into which the oxidizing gas is introduced. A silicon substrate is arranged and an oxidation process using the oxidizing gas is performed. In the oxide film forming step, a carbon surface is oxidized between the silicon carbide substrate for monitoring and the silicon carbide substrate for product. A treated silicon carbide substrate is disposed, and oxidation treatment with the oxidizing gas is performed.
また本発明の炭化珪素半導体装置の製造方法は、炭化珪素半導体装置となる製品用炭化珪素基板に、酸化性ガスによる酸化処理によって酸化膜を形成する酸化膜形成工程を含む炭化珪素半導体装置の製造方法であって、前記酸化膜形成工程は、前記酸化性ガスが導入される処理室内に、複数枚の前記製品用炭化珪素基板と、前記製品用炭化珪素基板の状態を確認するためのモニタ用炭化珪素基板とを配列して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行う工程であり、前記酸化膜形成工程では、前記モニタ用炭化珪素基板と前記製品用炭化珪素基板との間に、シリコン基板を配置して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行うことを特徴とする。 A method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention also includes a silicon carbide semiconductor device including an oxide film forming step of forming an oxide film on a product silicon carbide substrate to be a silicon carbide semiconductor device by oxidation treatment with an oxidizing gas. The oxide film forming step is a method for monitoring a plurality of product silicon carbide substrates and a state of the product silicon carbide substrate in a processing chamber into which the oxidizing gas is introduced. Arranging a silicon carbide substrate and performing an oxidation treatment with the oxidizing gas. In the oxide film forming step, a silicon substrate is disposed between the silicon carbide substrate for monitoring and the silicon carbide substrate for product. It arrange | positions and performs the oxidation process by the said oxidizing gas, It is characterized by the above-mentioned.
また本発明の炭化珪素半導体装置の製造方法は、炭化珪素半導体装置となる製品用炭化珪素基板に、酸化性ガスによる酸化処理によって酸化膜を形成する酸化膜形成工程を含む炭化珪素半導体装置の製造方法であって、前記酸化膜形成工程は、前記酸化性ガスが導入される処理室内に、複数枚の前記製品用炭化珪素基板と、前記製品用炭化珪素基板の状態を確認するためのモニタ用炭化珪素基板とを配列して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行う工程であり、前記モニタ用炭化珪素基板は、カーボン面が酸化処理されていることを特徴とする。 A method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention also includes a silicon carbide semiconductor device including an oxide film forming step of forming an oxide film on a product silicon carbide substrate to be a silicon carbide semiconductor device by oxidation treatment with an oxidizing gas. The oxide film forming step is a method for monitoring a plurality of product silicon carbide substrates and a state of the product silicon carbide substrate in a processing chamber into which the oxidizing gas is introduced. This is a step of arranging a silicon carbide substrate and performing an oxidation treatment with the oxidizing gas, wherein the silicon carbide substrate for monitoring has a carbon surface oxidized.
また本発明の炭化珪素半導体装置の製造方法は、炭化珪素半導体装置となる製品用炭化珪素基板に、酸化性ガスによる酸化処理によって酸化膜を形成する酸化膜形成工程を含む炭化珪素半導体装置の製造方法であって、前記酸化膜形成工程は、前記酸化性ガスが導入される処理室内に、複数枚の前記製品用炭化珪素基板と、前記製品用炭化珪素基板の状態を確認するためのモニタ用炭化珪素基板とを配列して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行う工程であり、前記酸化膜形成工程では、前記モニタ用炭化珪素基板と、前記モニタ用炭化珪素基板に隣接する前記製品用炭化珪素基板との距離が、予め定める値以上となるように、前記モニタ用炭化珪素基板および前記製品用炭化珪素基板を配置して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行うことを特徴とする。 A method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention also includes a silicon carbide semiconductor device including an oxide film forming step of forming an oxide film on a product silicon carbide substrate to be a silicon carbide semiconductor device by oxidation treatment with an oxidizing gas. The oxide film forming step is a method for monitoring a plurality of product silicon carbide substrates and a state of the product silicon carbide substrate in a processing chamber into which the oxidizing gas is introduced. Arranging the silicon carbide substrate and performing an oxidation treatment with the oxidizing gas. In the oxide film forming step, the monitor silicon carbide substrate and the carbonization for the product adjacent to the monitor silicon carbide substrate are arranged. Arranging the silicon carbide substrate for monitoring and the silicon carbide substrate for product so that the distance to the silicon substrate is equal to or greater than a predetermined value, and performing oxidation treatment with the oxidizing gas And features.
また本発明の炭化珪素半導体装置の製造方法は、炭化珪素半導体装置となる製品用炭化珪素基板に、酸化性ガスによる酸化処理によって酸化膜を形成する酸化膜形成工程を含む炭化珪素半導体装置の製造方法であって、前記酸化膜形成工程は、前記酸化性ガスが導入される処理室内に、複数枚の前記製品用炭化珪素基板と、前記製品用炭化珪素基板の状態を確認するためのモニタ用炭化珪素基板とを配列して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行う工程であり、前記酸化膜形成工程では、前記モニタ用炭化珪素基板のシリコン面と、前記モニタ用炭化珪素基板に隣接する前記製品用炭化珪素基板のシリコン面とが対向するように、前記モニタ用炭化珪素基板および前記製品用炭化珪素基板を配置して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行うことを特徴とする。 A method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the present invention also includes a silicon carbide semiconductor device including an oxide film forming step of forming an oxide film on a product silicon carbide substrate to be a silicon carbide semiconductor device by oxidation treatment with an oxidizing gas. The oxide film forming step is a method for monitoring a plurality of product silicon carbide substrates and a state of the product silicon carbide substrate in a processing chamber into which the oxidizing gas is introduced. Arranging the silicon carbide substrate and performing an oxidation treatment with the oxidizing gas. In the oxide film forming step, the silicon surface of the monitor silicon carbide substrate and the monitor silicon carbide substrate adjacent to the silicon surface. The silicon carbide substrate for monitoring and the silicon carbide substrate for product are arranged so that the silicon surface of the silicon carbide substrate for product faces each other, and oxidation treatment with the oxidizing gas is performed. The features.
本発明の炭化珪素半導体装置の製造方法によれば、モニタ用炭化珪素基板から放出される物質による製品用炭化珪素基板の酸化反応を抑制することができる。したがって、製品用炭化珪素基板間における酸化膜の膜厚のばらつきを抑えることができる。 According to the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device of the present invention, the oxidation reaction of the product silicon carbide substrate due to the substance released from the monitor silicon carbide substrate can be suppressed. Therefore, variation in the thickness of the oxide film between the silicon carbide substrates for products can be suppressed.
<前提技術>
本発明の炭化珪素半導体装置の製造方法を説明する前に、本発明の前提技術の炭化珪素半導体装置の製造方法を説明する。
<Prerequisite technology>
Before describing the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device of the present invention, a method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device of the prerequisite technology of the present invention will be described.
図6は、本発明の前提技術で用いられる縦型バッチ式拡散炉30の構成を示す図である。前提技術では、図6に示す縦型バッチ式拡散炉30を用いて、炭化珪素半導体装置となるSiC製品ウエハ11上に酸化膜が形成される。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a vertical
縦型バッチ式拡散炉30では、SiC製品ウエハ11を含む複数のSiC製品ロット10がチューブ2内に設置され、1つのバッチ内で処理される。たとえば、25枚のSiC製品ウエハ11を含むSiC製品ロット10が6つ分、すなわち25枚/ロット×6ロット=150枚のSiC製品ウエハ11が、1つのバッチ内で処理される。
In the vertical batch
チューブ2内には、ガス導入ライン3から酸化性ガス、たとえば酸素(O2)ガスまたは水蒸気(H2O)が導入される。酸化性ガスは、チューブ2内において、予め定める方向、図6では紙面に向かって上から下に向かう方向に流下する。SiC製品ウエハ11は、酸化性ガスの流下方向に沿って、間隔をあけて配列した状態でチューブ2内に収容される。ここで、「上」、「下」とは、それぞれ、縦型バッチ式拡散炉を設置面に設置した状態における鉛直方向の上側、下側をいう。
An oxidizing gas such as oxygen (O 2 ) gas or water vapor (H 2 O) is introduced into the
SiC製品ウエハ11は、カーボン面(C面)が下側を向き、シリコン面(Si面)が上側を向くように配置される。以下の説明では、C面を裏面といい、Si面を表面という場合がある。各SiC製品ウエハ11の裏面であるC面には、テトラエチルオルソシリケート(TEOS)を用いた酸化処理によって形成されたTEOS酸化膜が形成されている。
The
SiC製品ロット10の上下には、チューブ2内の均熱ゾーンを安定して確保するために、SiCダミーウエハのロット(以下「ダミーウエハロット」という場合がある)8が設置される。また、SiC製品ロット10間には、バッチ内の酸化状態に問題がないかどうかを確認するために、複数のSiCモニタウエハ5,6,7が設置される。酸化処理が完了した後に、各SiCモニタウエハ5,6,7に形成された酸化膜の膜厚が測定され、酸化膜の形成に問題がなかったかどうかが確認される。
A SiC dummy wafer lot (hereinafter also referred to as “dummy wafer lot”) 8 is installed above and below the
各SiCモニタウエハ5,6,7は、SiC製品ウエハ11と同様に、裏面であるC面が下側を向き、表面であるSi面が上側を向くように配置される。SiC製品ウエハ11とは異なり、SiCモニタウエハの裏面であるC面には、TEOS酸化膜は形成されていない。 Each of the SiC monitor wafers 5, 6, and 7 is arranged in the same manner as the SiC product wafer 11 so that the C surface as the back surface faces downward and the Si surface as the surface faces upward. Unlike the SiC product wafer 11, the TEOS oxide film is not formed on the C surface which is the back surface of the SiC monitor wafer.
縦型バッチ式拡散炉30における酸化処理の方法としては、ドライ酸化、およびウェット酸化の2種類がある。ドライ酸化では、熱処理雰囲気中において、酸素(O2)ガスのみをガス導入ライン3からチューブ2内に導入して、酸化処理が行われる。ウェット酸化では、水素と酸素とを燃焼させて水蒸気(H2O)を発生させ、発生した水蒸気雰囲気をガス導入ライン3からチューブ3内に流して、酸化処理が行われる。
There are two types of oxidation treatment methods in the vertical batch type diffusion furnace 30: dry oxidation and wet oxidation. In dry oxidation, oxidation treatment is performed by introducing only oxygen (O 2 ) gas into the
本発明の発明者が、ドライ酸化によって酸化処理を実施したところ、SiC製品ウエハ11よりも酸化性ガスの流下方向の上流側に配置されるSiCモニタウエハ5,6の直下のSiC製品ウエハ11において、形成される酸化膜の膜厚が、他のゾーンのSiC製品ウエハ11よりも約5nm厚くなる現象が発生した。具体的には、SiCモニタウエハ5,6の直下のSiC製品ウエハ11に形成された酸化膜は、他のゾーンのSiC製品ウエハ11に形成された酸化膜よりも約10%厚い状態になった。
When the inventor of the present invention performs an oxidation process by dry oxidation, in the
この現象の原因を検討した結果、前述のように、SiC製品ウエハ11の裏面であるC面にはTEOS酸化膜が形成されており、SiCモニタウエハ5,6,7の裏面であるC面にはTEOS酸化膜が形成されていないことから、以下のような発生モデルによって前述の現象が発生しているものと推定される。
As a result of examining the cause of this phenomenon, as described above, the TEOS oxide film is formed on the C surface which is the back surface of the
SiC基板におけるドライ酸化での酸化反応は、以下の式(1)に示すようになると推定される。以下に示す各式において、「(↑)」は、気体(ガス)が発生することを意味する。 It is presumed that the oxidation reaction in dry oxidation on the SiC substrate is as shown in the following formula (1). In each equation shown below, “(↑)” means that gas (gas) is generated.
SiC+2O2=SiO2+CO2(↑) …(1) SiC + 2O 2 = SiO 2 + CO 2 (↑) (1)
式(1)に示すように、二酸化珪素(SiO2)膜の形成とともに二酸化炭素(CO2)ガスが発生する。発生したCO2ガスが、チューブ2内の高温下において、可逆的に分解して、以下の式(2)に示す反応を起こし、一酸化炭素(CO)ガスが排出されるとともに、再度、酸素(O2)ガスが生成されると推定される。
As shown in the formula (1), carbon dioxide (CO 2 ) gas is generated with the formation of the silicon dioxide (SiO 2 ) film. The generated CO 2 gas is reversibly decomposed at a high temperature in the
2CO2=2CO(↑)+O2(↑) …(2) 2CO 2 = 2CO (↑) + O 2 (↑) (2)
図7は、ドライ酸化を行った場合のSiCモニタウエハ5付近の状態を示す断面図である。図8は、SiC基板の結晶構造を模式的に示す図である。SiC製品ウエハ11およびSiCモニタウエハ5は、いずれも、SiC基板である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in the vicinity of the
図8において、参照符号「41」は、珪素(Si)原子を表し、参照符号「42」は、炭素(C)原子を表す。図8に示すように、SiC基板11の厚み方向一方側の表面は、C原子42が露出したカーボン面(C面)12となり、SiC基板11の厚み方向他方側の表面は、Si原子41が露出したシリコン面(Si面)となる。
In FIG. 8, reference numeral “41” represents a silicon (Si) atom, and reference numeral “42” represents a carbon (C) atom. As shown in FIG. 8, the surface on one side in the thickness direction of the
図7に示すように、SiC基板であるSiC製品ウエハ11およびSiCモニタウエハ5に酸素(O2)ガスを供給して、酸化膜32,33を形成するとき、前述の式(1)の反応によって、二酸化炭素(CO2)ガスが発生する。
As shown in FIG. 7, when the
SiC製品ウエハ11のシリコン面(Si面)13とカーボン面(C面)12とでは、図8に示すように、C面12側の方が、カーボン(C)原子が表面にあるので、その分、CO2ガスが多く発生すると考えられる。図7に示すSiCモニタウエハ5も同様であり、C面5a側の方が、Si面5b側よりも、CO2ガスが多く発生すると考えられる。
In the silicon surface (Si surface) 13 and the carbon surface (C surface) 12 of the
前述のように、SiCモニタウエハ5のC面5aには、TEOS酸化膜が形成されていないので、CO2ガスの発生が抑えられず、前述の式(2)の反応が起こり、SiCモニタウエハ5のC面5aの直下において、参照符号31で示すように酸素濃度が増加するものと考えられる。したがって、SiCモニタウエハ5の直下のSiC製品ウエハ11では、Si面13において、不均一な酸化反応が促進され、形成される酸化膜32が厚くなったものと考えられる。
As described above, since the TEOS oxide film is not formed on the
SiC製品ウエハ11では、C面12側にTEOS膜が成膜されているので、TEOS膜によってCO2ガスの発生が抑えられ、再度、酸素(O2)ガスが生成されることにはならないものと考えられる。したがって、SiC製品ウエハ11の下の他のSiC製品ウエハ11における不均一な酸化反応が抑制されるので、SiC製品ウエハ11間において、酸化膜32の膜厚は変わらないものと考えられる。
In the
また、仮にウェット酸化での酸化反応を考えると、水蒸気雰囲気下では、以下に示す式(3)の反応が起こると推定される。 Further, if an oxidation reaction by wet oxidation is considered, it is presumed that the reaction of the following formula (3) occurs in a steam atmosphere.
SiC+2H2O=SiO2+CH4(↑) …(3) SiC + 2H 2 O = SiO 2 + CH 4 (↑) (3)
図9は、ウェット酸化を行った場合のSiCモニタウエハ5付近の状態を示す断面図である。ウェット酸化を行った場合、前述の式(3)に示す反応が起こり、SiO2膜35が形成されるとともに、メタン(CH4)ガスが発生する。CH4ガスは、そのまま、SiC製品ウエハ11およびSiCモニタウエハ5上において反応せずに排気されるので、周りのウエハに影響を与えない。したがって、SiC製品ウエハ11間において、酸化膜35の膜厚は変わらないものと考えられる。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in the vicinity of
このようにウェット酸化では、SiC製品ウエハ11間における酸化膜35の膜厚のばらつきは問題とはならないが、形成される酸化膜の信頼性の観点からは、ドライ酸化の方が好ましい。
As described above, in wet oxidation, variation in the thickness of the
ドライ酸化では、前述のように、SiC製品ウエハ11間において、酸化膜32の膜厚にばらつきが生じるという問題がある。そこで本発明の炭化珪素半導体装置の製造方法では、以下の各実施の形態に示す構成を採用している。
As described above, the dry oxidation has a problem that the film thickness of the
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態である炭化珪素半導体装置の製造方法におけるウエハの配列を示す断面図である。本発明の第1の実施の形態による炭化珪素半導体装置の製造方法は、酸化膜形成工程を含む。酸化膜形成工程では、炭化珪素半導体装置となる製品用炭化珪素(SiC)基板、具体的にはSiC製品ウエハ11に、酸化性ガスによる酸化処理によって酸化膜を形成する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the arrangement of wafers in the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. The method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device according to the first embodiment of the present invention includes an oxide film forming step. In the oxide film forming step, an oxide film is formed on the product silicon carbide (SiC) substrate, specifically, the
本実施の形態の炭化珪素半導体装置の製造方法で製造される炭化珪素半導体装置は、たとえば、炭化珪素(SiC)を用いた金属−酸化膜−半導体電界効果トランジスタ(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor;略称:MOSFET)であるSiC−MOSFETである。 A silicon carbide semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device of the present embodiment is, for example, a metal-oxide-semiconductor field effect transistor using silicon carbide (SiC). Abbreviated name: MOSFET).
酸化膜形成工程は、たとえば、SiC−MOSFETのゲート酸化膜を形成するゲート酸化膜形成工程である。酸化膜形成工程は、熱酸化炉を用いて行われる。熱酸化炉としては、縦型バッチ式拡散炉が用いられる。 The oxide film forming step is, for example, a gate oxide film forming step for forming a gate oxide film of a SiC-MOSFET. The oxide film forming step is performed using a thermal oxidation furnace. A vertical batch diffusion furnace is used as the thermal oxidation furnace.
図2は、本発明の第1の実施の形態である炭化珪素半導体装置の製造方法で用いられる縦型バッチ式拡散炉1の構成を示す図である。図2では、図1に示すボート4の記載を省略している。縦型バッチ式拡散炉1は、図2に示すボート4によってSiC製品ウエハ11を保持した状態で、酸化性ガスによる酸化処理を行う。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a vertical batch
前述のように、縦型バッチ式酸化炉における酸化処理の方法としては、ドライ酸化、およびウェット酸化の2種類がある。本実施の形態では、形成される酸化膜の信頼性を向上させるために、ドライ酸化を採用している。ドライ酸化による酸化処理に用いられる酸化性ガスは、たとえば酸素(O2)ガスである。酸化性ガスは、これに限らず、オゾン(O3)ガスでもよい。 As described above, there are two types of oxidation treatment methods in the vertical batch type oxidation furnace: dry oxidation and wet oxidation. In this embodiment, dry oxidation is employed in order to improve the reliability of the formed oxide film. An oxidizing gas used for the oxidation treatment by dry oxidation is, for example, oxygen (O 2 ) gas. The oxidizing gas is not limited to this, and may be ozone (O 3 ) gas.
縦型バッチ式拡散炉1では、前述の図6に示す前提技術における縦型バッチ式拡散炉30と同様に、複数枚のSiC製品ウエハ11を含む複数のSiC製品ロット10がチューブ2内に設置され、1つのバッチ内で処理される。たとえば、1つのSiC製品ロット10は、25枚のSiC製品ウエハ11を含む。1つのバッチ内では、たとえば6個のSiC製品ロット10が処理される。すなわち、25枚/ロット×6ロット=150枚のSiC製品ウエハ11が、1つのバッチ内で処理される。
In the vertical batch
チューブ2内には、ガス導入ライン3から、O2ガスなどの酸化性ガスが導入される。チューブ2は、処理室に相当する。酸化性ガスは、チューブ2内において、予め定める方向、たとえば、図6の紙面に向かって上から下に向かう方向に流下する。複数枚のSiC製品ウエハ11は、酸化性ガスの流下方向に沿って、すなわちチューブ2の上下方向に沿って、互いに間隔をあけて配列した状態でボート4に保持されて、チューブ2内に収容される。
An oxidizing gas such as O 2 gas is introduced into the
SiC製品ウエハ11は、裏面であるカーボン面(C面)が下側を向き、表面であるシリコン面(Si面)が上側を向くように配置される。各SiC製品ウエハ11の裏面であるC面には、テトラエチルオルソシリケート(TEOS)を用いた酸化処理によって形成されたTEOS酸化膜が形成されている。
The
SiC製品ロット10の上下には、チューブ2内の均熱ゾーンを安定して確保するために、ダミーウエハロット8が設置される。ダミーウエハロット8は、複数枚のSiCダミーウエハを含む。
また、ボート4には、SiC製品ウエハ11とともに、複数のSiCモニタウエハ5,6,7が配列されて、チューブ2内に収容される。SiCモニタウエハ5,6,7は、バッチ内の酸化状態に問題がないかどうかを確認するために設置される。酸化処理が完了した後に、各SiCモニタウエハ5,6,7に形成された酸化膜の膜厚が測定され、酸化膜の形成に問題がなかったかどうかが確認される。SiCモニタウエハ5,6,7は、モニタ用炭化珪素基板に相当する。
In addition, a plurality of
各SiCモニタウエハ5,6,7は、SiC製品ウエハ11と同様に、裏面であるC面が下側を向き、表面であるSi面が上側を向くように配置される。SiC製品ウエハ11とは異なり、SiCモニタウエハの裏面であるC面には、TEOS酸化膜は形成されていない。
Each of the
本実施の形態では、3つのSiCモニタウエハ5,6,7が配置される。3つのSiCモニタウエハ5,6,7は、具体的には、チューブ2の上部(top)に配置される上部SiCモニタウエハ(以下「TOP−SiCモニタウエハ」という場合がある)5、チューブ2の中央部(center)に配置される中央部SiCモニタウエハ(以下「CNT−SiCモニタウエハ」という場合がある)6、およびチューブ2の底部(bottom)に配置される底部SiCモニタウエハ(以下「BTM−SiCモニタウエハ」という場合がある)7である。
In the present embodiment, three
図1では、TOP−SiCモニタウエハ5が設置されるトップ(TOP)ゾーンの状態を示している。図1では、ボート4のTOPゾーンの部分を示しているが、ボート4は、実際には、図2に示すチューブ2の上部から底部に向かって延びており、1つのバッチ内で処理される全てのウエハを保持可能に構成されている。
FIG. 1 shows the state of the top (TOP) zone where the TOP-
図1に示すように、本実施の形態では、ボート4上のTOP−SiCモニタウエハ5の直下に、裏面TEOS膜付SiCダミーウエハ20を設置する。裏面TEOS膜付SiCダミーウエハ20は、C面が酸化処理された炭化珪素基板に相当し、裏面であるC面20aにテトラエチルオルソシリケート(TEOS)を用いた酸化処理によって形成されたTEOS酸化膜を有する。この裏面TEOS膜付SiCダミーウエハ20よりも下側に、SiC製品ウエハ11を配置する。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, a
図1では図示を省略しているが、ボート4内のCNT−SiCモニタウエハ6が設置されるセンターゾーンも、図2に示すように、TOPゾーンと同じ配列で、CNT−SiCモニタウエハ6、裏面TEOS膜付SiCダミーウエハ20、およびSiC製品ウエハ11を並べる。
Although not shown in FIG. 1, the center zone in which the CNT-SiC monitor wafer 6 in the boat 4 is installed has the same arrangement as the TOP zone, as shown in FIG. The back side TEOS film-attached
このように配置することによって、TOP−SiCモニタウエハ5およびCNT−SiCモニタウエハ6のC面側から放出される物質(以下「アウトディフューズ」という場合がある)による酸化反応を抑制することができる。これによって、ゾーン間において、膜厚が均一な酸化膜をSiC製品ウエハ11上に形成することができる。したがって、SiC製品ウエハ11間における酸化膜の膜厚のばらつきを抑えることができる。
By arranging in this way, it is possible to suppress an oxidation reaction caused by a substance released from the C-plane side of the TOP-
裏面TEOS膜付SiCダミーウエハ20は、C面20aに、TEOS酸化膜を有していればよく、Si面20bには、TEOS酸化膜を有していてもよいし、有していなくてもよい。すなわち、SiCモニタウエハ5,6とSiC製品ウエハ11との間には、少なくともC面が酸化処理されたSiCウエハを配置すればよい。
The back surface TEOS film-attached
このように、SiCモニタウエハ5,6とSiC製品ウエハ11との間に、C面が酸化処理されたSiCウエハを配置して、酸化性ガスによる酸化処理を行うことによって、SiCモニタウエハ5,6のC面側からのアウトディフューズによる酸化反応を抑制することができる。したがって、SiC製品ウエハ11間における酸化膜の膜厚のばらつきを抑えることができる。
As described above, the
特に本実施の形態では、SiCモニタウエハ5,6とSiC製品ウエハ11との間には、C面にTEOS酸化膜を有する裏面TEOS膜付SiCダミーウエハ20を配置するので、裏面TEOS膜付SiCダミーウエハ20のC面からのCO2ガスの発生を抑制することができる。したがって、SiC製品ウエハ11間における酸化膜の膜厚のばらつきをより確実に抑えることができる。
In particular, in the present embodiment, the
裏面TEOS膜付SiCダミーウエハ20に代えて、C面に、熱酸化によって形成された熱酸化膜を有するSiCウエハを設置してもよい。この場合も、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。この場合、SiCウエハは、Si面に熱酸化膜を有している状態で酸化処理に用いられてもよいし、熱酸化膜を有していない状態で酸化処理に用いられてもよい。
Instead of the
また、裏面TEOS膜付SiCダミーウエハ20に代えて、シリコン(Si)基板、具体的にはSiウエハを設置してもよい。Si基板中には炭素(C)原子が含まれていないので、前述の式(2)に示す発生モデルのようなCO2ガスの発生はない。したがって、Si基板を用いることによって、アウトディフューズによる酸化反応をより確実に抑制することができる。これによって、ゾーン間において均一な酸化膜をSiC製品ウエハ11上に形成することができるので、SiC製品ウエハ11間における酸化膜の膜厚のばらつきをより確実に抑えることができる。
Further, a silicon (Si) substrate, specifically, a Si wafer, may be installed in place of the back surface TEOS film-attached
<第2の実施の形態>
図3は、本発明の第2の実施の形態である炭化珪素半導体装置の製造方法におけるウエハの配列を示す断面図である。本実施の形態では、前述の図1および図2に示すSiCモニタウエハ5,6に代えて、図3に示すように、裏面TEOS膜付SiCモニタウエハ21が用いられる。裏面TEOS膜付SiCモニタウエハ21は、裏面であるC面21aに、TEOS酸化膜を有する。
<Second Embodiment>
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the arrangement of the wafers in the method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, instead of the
このように本実施の形態では、第1の実施の形態におけるSiCモニタウエハ5,6に代えて、C面が酸化処理されたSiCウエハ21が設置される。これによって、第1の実施の形態と同様に、SiCモニタウエハ21の直下のSiC製品ウエハ11におけるアウトディフューズによる酸化反応を抑制することができる。センターゾーン領域においても、同じウエハ配列を行うことによって、ゾーン間において均一な酸化膜をSiC製品ウエハ11上に形成することができる。したがって、SiC製品ウエハ11間における酸化膜の膜厚のばらつきを抑えることができる。
As described above, in this embodiment, instead of the
特に本実施の形態では、SiCモニタウエハ5,6に代えて、C面21aにTEOS酸化膜を有する裏面TEOS膜付SiCモニタウエハ21を用いるので、裏面TEOS膜付SiCモニタウエハ21のC面21aからのCO2ガスの発生をより確実に抑制することができる。したがって、SiC製品ウエハ11間における酸化膜の膜厚のばらつきをより確実に抑えることができる。
In particular, in the present embodiment, instead of the
裏面TEOS膜付SiCモニタウエハ21は、前述の前提技術および第1の実施の形態におけるSiCモニタウエハ5,6,7と同様に、酸化処理が完了した後に、形成された酸化膜の膜厚を測定して、酸化膜の形成に問題がなかったかどうかを確認するために使用される。したがって、形成された酸化膜の膜厚を正確に測定するために、裏面TEOS膜付SiCモニタウエハ21は、Si面21bにTEOS酸化膜を有していない状態で酸化処理に用いられる。
The back surface TEOS film-attached
本発明の他の実施の形態では、裏面TEOS膜付SiCモニタウエハ21に代えて、C面に、熱酸化によって形成された熱酸化膜を有するSiCウエハを、モニタウエハとして設置してもよい。この場合も、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。この場合、前述の裏面TEOS膜付SiCモニタウエハ21のSi面21bと同様の理由から、SiCウエハは、Si面に熱酸化膜を有していない状態で酸化処理に用いられる。
In another embodiment of the present invention, instead of the back surface TEOS film-attached
<第3の実施の形態>
図4は、本発明の第3の実施の形態である炭化珪素半導体装置の製造方法におけるウエハの配列を示す断面図である。本実施の形態では、図4に示すように、TOP−SiCモニタウエハ5とSiC製品ウエハ11との間のボートスリット4aを1つ空けて、TOP−SiCモニタウエハ5と、その直下のSiC製品ウエハ11との距離dを広げるようにする。
<Third Embodiment>
FIG. 4 is a cross sectional view showing the arrangement of the wafers in the method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, one boat slit 4 a between the TOP-
具体的には、TOP−SiCモニタウエハ5と、TOP−SiCモニタウエハ5に隣接するSiC製品ウエハ11との距離dが、予め定める値(以下「設定距離」という場合がある)以上となるように、TOP−モニタウエハ5およびSiC製品ウエハ11を配置して、酸化性ガスによる酸化処理を行う。
Specifically, the distance d between the TOP-
さらに具体的には、TOP−SiCモニタウエハ5のC面5aと、TOP−隣接するSiC製品ウエハ11のSiCモニタウエハ5に対向する面であるSi面13との距離dが、設定距離以上になるように、TOP−SiCモニタウエハ5およびSiC製品ウエハ11を配置して、酸化性ガスによる酸化処理を行う。
More specifically, the distance d between the
CNT−SiCモニタウエハ6についても同様にする。BTM−SiCモニタウエハ7については、C面がSiC製品ウエハ11に対向していないので、SiC製品ウエハ11との距離dを設定距離以上にする必要はなく、SiC製品ウエハ11との間のボートスリットを空ける必要はない。
The same applies to the CNT-SiC monitor wafer 6. As for the BTM-
すなわち、C面がSiC製品ウエハ11のSi面に対向するSiCモニタウエハ5,6については、前述のように、隣接するSiC製品ウエハ11との距離dが設定距離以上になるように、SiCモニタウエハ5,6およびSiC製品ウエハ11を配置して、酸化性ガスによる酸化処理を行う。
That is, with respect to the
このようにすることによって、第1および第2の実施の形態と同様に、SiCモニタウエハ5の直下のSiC製品ウエハ11におけるアウトディフューズによる酸化反応を抑制することができる。これによって、SiCモニタウエハ5の直下のSiC製品ウエハ11の酸化膜の増膜を抑制することができる。したがって、SiC製品ウエハ11間における酸化膜の膜厚のばらつきを抑えることができる。
By doing in this way, the oxidation reaction by the out-diffusion in the
SiC製品ウエハ11の直径が4インチである場合、ボート4の収容部であるボートスリット4aの間隔、すなわちボートピッチ幅は、たとえば4.76mmである。ボートスリット4aを1つ空けた場合、4.76×2=9.52mmの距離がウエハ間に生じることになる。したがって、前述の設定距離は、9.52mmとすればよい。
When the diameter of the
<第4の実施の形態>
図5は、本発明の第4の実施の形態である炭化珪素半導体装置の製造方法におけるウエハの配列を示す断面図である。図5では、理解を容易にするために、TOP−SiCモニタウエハ5およびSiC製品ウエハ11のC面5a,12側の部分を、ハッチングを付して示している。
<Fourth embodiment>
FIG. 5 is a cross sectional view showing the arrangement of the wafers in the method for manufacturing the silicon carbide semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 5, for easy understanding, portions on the C planes 5 a and 12 side of the TOP-
本実施の形態では、図5に示すように、TOP−SiCモニタウエハ5のSi面5bと、SiC製品ウエハ11のC面12とが対向するように、TOP−SiCモニタウエハ5のおよびSiC製品ウエハ11を配置して、酸化性ガスによる酸化処理を行う。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the SiC product of the TOP-
このようにすることによって、SiC製品ウエハ11のSi面13上に形成される酸化膜が、TOP−SiCモニタウエハ5のC面5aの影響を受けることがなくなるので、第1および第2の実施の形態と同様に、TOP−SiCモニタウエハ5の直下のSiC製品ウエハ11におけるアウトディフューズによる酸化反応を抑制することができる。これによって、ゾーン間において、均一な膜厚の酸化膜を、各SiC製品ウエハ11上に形成することができる。したがって、SiC製品ウエハ11間における酸化膜の膜厚のばらつきを抑えることができる。
By doing so, the oxide film formed on the
本実施の形態では、他のSiCモニタウエハ、すなわちCNT−SiCモニタウエハ6およびBTM−SiCモニタウエハ7についても、TOP−SiCモニタウエハ5と同様に、SiCモニタウエハ6,7のSi面と、SiC製品ウエハ11のC面12とが対向するように、SiCモニタウエハ6,7のおよびSiC製品ウエハ11を配置して、酸化性ガスによる酸化処理を行う。
In the present embodiment, other SiC monitor wafers, that is, the CNT-SiC monitor wafer 6 and the BTM-
これによって、CNT−SiCモニタウエハ6およびBTM−SiCモニタウエハ7に隣接するSiC製品ウエハ11において、アウトディフューズによる酸化反応を抑制することができる。したがって、SiC製品ウエハ11間における酸化膜の膜厚のばらつきをより確実に抑えることができる。
Thereby, in the
また本実施の形態では、複数枚のSiC製品ウエハ11は、C面12とSi面13とが交互にTOP−SiCモニタウエハ5側を向くように配置される。換言すれば、複数のSiC製品ウエハ11は、隣接するSiC製品ウエハ11間で、Si面13同士が対向し、かつC面12同士が対向するように配置される。
In the present embodiment, the plurality of
このように配置して、酸化性ガスによる酸化処理を行うことによって、各SiC製品ウエハ11のSi面13上に形成される酸化膜が、隣接するSiC製品ウエハ11のC面12の影響を受けることがなくなる。これによって、ゾーン間において、より均一な膜厚の酸化膜を、各SiC製品ウエハ11上に形成することができる。したがって、SiC製品ウエハ11間における酸化膜の膜厚のばらつきをより確実に抑えることができる。
By arranging in this way and performing oxidation treatment with an oxidizing gas, the oxide film formed on the
以上に述べた各実施の形態では、SiC製品ウエハ11は、C面12が酸化処理された状態で、酸化性ガスによる酸化処理が行われる。このように、SiC製品ウエハ11のC面12が酸化処理された状態で、酸化性ガスによる酸化処理を行うことによって、SiC製品ウエハ11のC面12からのCO2ガスの発生を抑えることができるので、SiC製品ウエハ11間における酸化膜の膜厚のばらつきをより確実に抑えることができる。
In each of the embodiments described above, the
前述の図5に示すように、複数枚のSiC製品ウエハ11が、C面12とSi面13とが交互にSiCモニタウエハ5側を向くように配置される場合には、SiC製品ウエハ11は、C面12が酸化処理されていない状態で、酸化性ガスによる酸化処理が行われてもよい。
As shown in FIG. 5 described above, when a plurality of
前述のように、複数枚のSiC製品ウエハ11を、C面12とSi面13とが交互にSiCモニタウエハ5側を向くように配置することによって、各SiC製品ウエハ11のSi面13上に形成される酸化膜に対する、隣接するSiC製品ウエハ11のC面12の影響を抑えることができる。したがって、SiC製品ウエハ11に対して、C面12が酸化処理されていない状態で、酸化性ガスによる酸化処理を行っても、SiC製品ウエハ11間で、形成される酸化膜の膜厚にばらつきが生じることを防ぐことができる。
As described above, a plurality of
このように、SiC製品ウエハ11に対して、C面12が酸化処理されていない状態で、酸化性ガスによる酸化処理を行うことによって、製造プロセスの自由度を高めることができる。したがって、SiC製品ウエハ11を用いた炭化珪素半導体装置の製造工程を簡略化することが可能になるので、製造原価を低減することが可能になる。
Thus, the degree of freedom of the manufacturing process can be increased by performing the oxidation treatment with the oxidizing gas on the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせることが可能である。また、各実施の形態の任意の構成要素を適宜、変更または省略することが可能である。 The present invention can be freely combined with each embodiment within the scope of the invention. In addition, any component in each embodiment can be changed or omitted as appropriate.
1,30 縦型バッチ式拡散炉、2 チューブ、3 ガス導入ライン、4 ボート、5 上部SiCモニタウエハ(TOP−SiCモニタウエハ)、5a,12,20a,21a カーボン面(C面)、5b,13,20b,21b シリコン面(Si面)、6 中央部SiCモニタウエハ(CNT−SiCモニタウエハ)、7 底部SiCモニタウエハ(BTM−SiCモニタウエハ)、8 ダミーウエハロット、10 SiC製品ロット、11 SiC製品ウエハ、20 裏面TEOS膜付SiCダミーウエハ、21 裏面TEOS膜付SiCモニタウエハ、32,33,35 酸化膜、41 珪素(Si)原子、42 炭素(C)原子。 1,30 Vertical batch type diffusion furnace, 2 tube, 3 gas introduction line, 4 boat, 5 upper SiC monitor wafer (TOP-SiC monitor wafer), 5a, 12, 20a, 21a carbon surface (C surface), 5b, 13, 20b, 21b Silicon surface (Si surface), 6 Center SiC monitor wafer (CNT-SiC monitor wafer), 7 Bottom SiC monitor wafer (BTM-SiC monitor wafer), 8 Dummy wafer lot, 10 SiC product lot, 11 SiC product wafer, 20 SiC dummy wafer with backside TEOS film, 21 SiC monitor wafer with backside TEOS film, 32, 33, 35 Oxide film, 41 Silicon (Si) atom, 42 Carbon (C) atom.
Claims (12)
前記酸化膜形成工程は、
前記酸化性ガスが導入される処理室内に、複数枚の前記製品用炭化珪素基板と、前記製品用炭化珪素基板の状態を確認するためのモニタ用炭化珪素基板とを配列して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行う工程であり、
前記酸化膜形成工程では、
前記モニタ用炭化珪素基板と前記製品用炭化珪素基板との間に、カーボン面が酸化処理された炭化珪素基板を配置して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行うことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device including an oxide film forming step of forming an oxide film by oxidation treatment with an oxidizing gas on a product silicon carbide substrate to be a silicon carbide semiconductor device,
The oxide film forming step includes
A plurality of the product silicon carbide substrates and a monitor silicon carbide substrate for confirming the state of the product silicon carbide substrate are arranged in a processing chamber into which the oxidizing gas is introduced, and the oxidizing properties are arranged. It is a process of oxidizing with gas,
In the oxide film forming step,
A silicon carbide semiconductor, wherein a silicon carbide substrate having a carbon surface oxidized is disposed between the monitor silicon carbide substrate and the product silicon carbide substrate, and oxidation treatment with the oxidizing gas is performed. Device manufacturing method.
前記酸化膜形成工程は、
前記酸化性ガスが導入される処理室内に、複数枚の前記製品用炭化珪素基板と、前記製品用炭化珪素基板の状態を確認するためのモニタ用炭化珪素基板とを配列して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行う工程であり、
前記酸化膜形成工程では、
前記モニタ用炭化珪素基板と前記製品用炭化珪素基板との間に、シリコン基板を配置して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行うことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device including an oxide film forming step of forming an oxide film by oxidation treatment with an oxidizing gas on a product silicon carbide substrate to be a silicon carbide semiconductor device,
The oxide film forming step includes
A plurality of the product silicon carbide substrates and a monitor silicon carbide substrate for confirming the state of the product silicon carbide substrate are arranged in a processing chamber into which the oxidizing gas is introduced, and the oxidizing properties are arranged. It is a process of oxidizing with gas,
In the oxide film forming step,
A method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device, comprising: placing a silicon substrate between the silicon carbide substrate for monitoring and the silicon carbide substrate for product, and performing an oxidation treatment with the oxidizing gas.
前記酸化膜形成工程は、
前記酸化性ガスが導入される処理室内に、複数枚の前記製品用炭化珪素基板と、前記製品用炭化珪素基板の状態を確認するためのモニタ用炭化珪素基板とを配列して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行う工程であり、
前記モニタ用炭化珪素基板は、カーボン面が酸化処理されていることを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device including an oxide film forming step of forming an oxide film by oxidation treatment with an oxidizing gas on a product silicon carbide substrate to be a silicon carbide semiconductor device,
The oxide film forming step includes
A plurality of the product silicon carbide substrates and a monitor silicon carbide substrate for confirming the state of the product silicon carbide substrate are arranged in a processing chamber into which the oxidizing gas is introduced, and the oxidizing properties are arranged. It is a process of oxidizing with gas,
A method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device, wherein the silicon carbide substrate for monitoring has a carbon surface oxidized.
前記酸化膜形成工程は、
前記酸化性ガスが導入される処理室内に、複数枚の前記製品用炭化珪素基板と、前記製品用炭化珪素基板の状態を確認するためのモニタ用炭化珪素基板とを配列して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行う工程であり、
前記酸化膜形成工程では、
前記モニタ用炭化珪素基板と、前記モニタ用炭化珪素基板に隣接する前記製品用炭化珪素基板との距離が、予め定める値以上となるように、前記モニタ用炭化珪素基板および前記製品用炭化珪素基板を配置して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行うことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device including an oxide film forming step of forming an oxide film by oxidation treatment with an oxidizing gas on a product silicon carbide substrate to be a silicon carbide semiconductor device,
The oxide film forming step includes
A plurality of the product silicon carbide substrates and a monitor silicon carbide substrate for confirming the state of the product silicon carbide substrate are arranged in a processing chamber into which the oxidizing gas is introduced, and the oxidizing properties are arranged. It is a process of oxidizing with gas,
In the oxide film forming step,
The monitor silicon carbide substrate and the product silicon carbide substrate so that a distance between the monitor silicon carbide substrate and the product silicon carbide substrate adjacent to the monitor silicon carbide substrate is not less than a predetermined value. And a method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device, wherein oxidation treatment with the oxidizing gas is performed.
前記酸化膜形成工程は、
前記酸化性ガスが導入される処理室内に、複数枚の前記製品用炭化珪素基板と、前記製品用炭化珪素基板の状態を確認するためのモニタ用炭化珪素基板とを配列して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行う工程であり、
前記酸化膜形成工程では、
前記モニタ用炭化珪素基板のシリコン面と、前記モニタ用炭化珪素基板に隣接する前記製品用炭化珪素基板のシリコン面とが対向するように、前記モニタ用炭化珪素基板および前記製品用炭化珪素基板を配置して、前記酸化性ガスによる酸化処理を行うことを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a silicon carbide semiconductor device including an oxide film forming step of forming an oxide film by oxidation treatment with an oxidizing gas on a product silicon carbide substrate to be a silicon carbide semiconductor device,
The oxide film forming step includes
A plurality of the product silicon carbide substrates and a monitor silicon carbide substrate for confirming the state of the product silicon carbide substrate are arranged in a processing chamber into which the oxidizing gas is introduced, and the oxidizing properties are arranged. It is a process of oxidizing with gas,
In the oxide film forming step,
The monitor silicon carbide substrate and the product silicon carbide substrate are arranged so that the silicon surface of the monitor silicon carbide substrate faces the silicon surface of the product silicon carbide substrate adjacent to the monitor silicon carbide substrate. A method for manufacturing a silicon carbide semiconductor device, wherein the silicon carbide semiconductor device is disposed and subjected to oxidation treatment with the oxidizing gas.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021015870A (en) * | 2019-07-11 | 2021-02-12 | 三菱電機株式会社 | Manufacturing method of SiC semiconductor device |
CN113471058A (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-01 | 环球晶圆股份有限公司 | Surface processing method of silicon carbide wafer |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06310443A (en) * | 1993-04-27 | 1994-11-04 | Fujitsu Ltd | Vapor growth method and reaction chamber |
JP2003031571A (en) * | 2001-07-12 | 2003-01-31 | Nissan Motor Co Ltd | Method for forming oxidized film of silicon carbide semiconductor |
JP2004031864A (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Manufacturing method for semiconductor device |
JP2004104014A (en) * | 2002-09-12 | 2004-04-02 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Manufacturing method of semiconductor device |
JP2005136386A (en) * | 2003-10-09 | 2005-05-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Silicon carbide-oxide laminate, manufacturing method therefor, and semiconductor device |
JP2007201155A (en) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Nissan Motor Co Ltd | Silicon carbide semiconductor device, and method for manufacturing same |
JP2009081258A (en) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Tokyo Electron Ltd | Method and device for heat-treating |
JP2010087019A (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-15 | Seiko Epson Corp | Method for manufacturing semiconductor device, thermal oxidizing processing method, and thermal oxidizing processing apparatus |
JP2011187675A (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device |
-
2013
- 2013-07-16 JP JP2013147366A patent/JP6141130B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06310443A (en) * | 1993-04-27 | 1994-11-04 | Fujitsu Ltd | Vapor growth method and reaction chamber |
JP2003031571A (en) * | 2001-07-12 | 2003-01-31 | Nissan Motor Co Ltd | Method for forming oxidized film of silicon carbide semiconductor |
JP2004031864A (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Manufacturing method for semiconductor device |
JP2004104014A (en) * | 2002-09-12 | 2004-04-02 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Manufacturing method of semiconductor device |
JP2005136386A (en) * | 2003-10-09 | 2005-05-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Silicon carbide-oxide laminate, manufacturing method therefor, and semiconductor device |
JP2007201155A (en) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Nissan Motor Co Ltd | Silicon carbide semiconductor device, and method for manufacturing same |
JP2009081258A (en) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Tokyo Electron Ltd | Method and device for heat-treating |
JP2010087019A (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-15 | Seiko Epson Corp | Method for manufacturing semiconductor device, thermal oxidizing processing method, and thermal oxidizing processing apparatus |
JP2011187675A (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021015870A (en) * | 2019-07-11 | 2021-02-12 | 三菱電機株式会社 | Manufacturing method of SiC semiconductor device |
JP7236947B2 (en) | 2019-07-11 | 2023-03-10 | 三菱電機株式会社 | Manufacturing method of SiC semiconductor device |
CN113471058A (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-01 | 环球晶圆股份有限公司 | Surface processing method of silicon carbide wafer |
CN113471058B (en) * | 2020-03-30 | 2023-08-15 | 环球晶圆股份有限公司 | Surface processing method of silicon carbide wafer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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