JP5224256B2 - 単結晶炭化ケイ素基板の処理方法、半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Description
次に、発明の実施の形態を説明する。図1には第1実施形態の単結晶炭化ケイ素(SiC)基板の処理方法の概念図が示されており、以下、これに沿って説明する。
次に、第2実施形態を、図2の概念図を参照して説明する。
次に、第3実施形態の処理方法について説明する。まず、本実施形態の基板処理方法に好適な熱処理装置としての加熱炉の一例を、図3の模式断面図を参照して説明する。
次に、本実施形態の超近接昇華法気相エピタキシャル成長方法の有用性を調べるために本願の発明者が行った確認実験を以下に説明する。
2 本加熱室
3 予備加熱室
4 前室
5 単結晶SiC基板
6 ハロゲンランプ
7 ゲートバルブ
8 テーブル
9 サセプタ
10 移動手段
11 加熱ヒータ
12 反射鏡
16 密閉容器
17 窓
18 赤外線放射温度計
19 多結晶SiC基板
20 不純物イオン注入多結晶SiC層
21・22 段付き部
25 嵌合部
29 汚染物除去機構
31 単結晶SiCエピタキシャル成長膜
32 単結晶SiC半導体エピタキシャル成長膜
50 スペーサ
60 単結晶SiC基板のマイクロパイプ欠陥
Claims (9)
- 単結晶炭化ケイ素基板と多結晶炭化ケイ素基板との間にスペーサを介在させることで、前記単結晶炭化ケイ素基板に対し前記多結晶炭化ケイ素基板を近接させて密閉容器内に収納配置して、前記密閉容器内を10 −2 Pa以下の真空として、1600℃以上2100℃以下の等温環境で熱処理し、前記多結晶炭化ケイ素基板からSiC分子を昇華させて前記単結晶炭化ケイ素基板の表面に気相エピタキシャル成長させることで単結晶炭化ケイ素薄膜を形成し、これにより前記単結晶炭化ケイ素基板表面のマイクロパイプ欠陥を修復することを特徴とする、単結晶炭化ケイ素基板の処理方法。
- 単結晶炭化ケイ素基板と、半導体を形成可能な不純物原子をイオンドーピングした多結晶炭化ケイ素基板との間にスペーサを介在させることで、前記単結晶炭化ケイ素基板に対し前記多結晶炭化ケイ素基板のイオン注入面を近接させて密閉容器内に収納配置して、前記密閉容器内を10 −2 Pa以下の真空として、1600℃以上2100℃以下の等温環境で熱処理し、前記多結晶炭化ケイ素基板からSiC分子及び前記不純物原子イオンを昇華させて前記単結晶炭化ケイ素基板の表面に気相エピタキシャル成長させることで単結晶炭化ケイ素半導体薄膜を形成し、これにより前記単結晶炭化ケイ素基板表面のマイクロパイプ欠陥を修復することを特徴とする、単結晶炭化ケイ素基板の処理方法。
- 請求項1又は請求項2に記載の単結晶炭化ケイ素基板の処理方法であって、
前記の熱処理は、前記多結晶炭化ケイ素基板に対し前記単結晶炭化ケイ素基板を、0.6mm以内の距離で近接させるようにして前記密閉容器内に収納配置して行われることを特徴とする、単結晶炭化ケイ素基板の処理方法。 - 請求項1から請求項3までの何れか一項に記載の単結晶炭化ケイ素基板の処理方法であって、
前記の熱処理は、前記単結晶炭化ケイ素基板と前記多結晶炭化ケイ素基板からなる一対の組を、厚み方向に複数組積層した状態で前記密閉容器内に配置されて等温環境で行われることを特徴とする、単結晶炭化ケイ素基板の処理方法。 - 請求項4に記載の単結晶炭化ケイ素基板の処理方法であって、
前記単結晶炭化ケイ素基板と前記多結晶炭化ケイ素基板からなる組の積層方向の少なくとも一方の端部には、別の多結晶炭化ケイ素基板を付加的に積層させることで、前記密閉容器内のSiC分圧またはSi分圧を所定の値に制御することを特徴とする、単結晶炭化ケイ素基板の処理方法。 - 請求項2に記載の単結晶炭化ケイ素基板の処理方法であって、
半導体を形成可能な不純物原子を前記多結晶炭化ケイ素基板の前記単結晶炭化ケイ素基板に対向しない面にイオンドーピングすることで、前記密閉容器内のドーパントイオンの分圧を所定の値に制御することを特徴とする、単結晶炭化ケイ素基板の処理方法。 - 請求項2に記載の単結晶炭化ケイ素基板の処理方法であって、
前記の半導体を形成可能な不純物原子が、アルミニウム、ボロン、又はリンを少なくとも含むことを特徴とする、単結晶炭化ケイ素基板の処理方法。 - 請求項1から請求項7までの何れか一項に記載の単結晶炭化ケイ素基板の処理方法であって、
前記の熱処理は、前記単結晶炭化ケイ素基板と前記多結晶炭化ケイ素基板を密閉容器に収容配置して、予備加熱室と前室と本加熱室とを有する加熱炉において、
前記単結晶炭化ケイ素基板と前記多結晶炭化ケイ素基板を前記予備加熱室で、真空下又は希薄ガス雰囲気下で800℃以上の温度に予熱した後、前記前室へ移動し、予め1,600℃以上2,100℃以下の温度に昇温してある前記本加熱室へ、真空下又は希薄ガス雰囲気下で前記前室から更に移動させることにより行われることを特徴とする、単結晶炭化ケイ素基板の処理方法。 - 請求項1から請求項8までの何れか一項に記載の処理方法により単結晶炭化ケイ素基板を処理する工程を含む、半導体素子製造方法。
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