[發明專利]襯底加熱設備、半導體裝置制造方法以及半導體裝置

有效

• 申請號: 200910006816.4
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN101521146B
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 柴垣真果
• 申請（專利權）人: 佳能安內華股份有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/324
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 柴毅敏

技術領域

本發明涉及一種襯底加熱設備、半導體裝置制造方法以及 半導體裝置。

背景技術

一般而言，半導體裝置制造技術經常要求快速加熱半導體 襯底的處理。

尤其，如非專利參考文獻1(T.Kimoto，N.Inoue和H. Matsunami：Phys.Start.Sol.(a)Vol.162(1997)，p.263)中公開 的由碳化硅(SiC)所代表的寬帶隙半導體的活化退火通常要求1600℃ 或更高的高溫。

在這種退火中，當形成注入鋁的p型井時，在半導體裝置 的可靠性方面非常重要的是100％地電活化所注入的雜質，由此恢復 完全的晶體。

為了將這種活化退火工藝提升到工業水平，必須快速地完 成加熱處理并提高襯底加熱設備的處理能力。

也就是，在等于或高于傳統可行溫度的超高溫度(2000℃ 或更高)下的處理是必要的。

如上所述的傳統襯底加熱設備作為在加速的電子碰撞時 就被加熱的碳傳導加熱器采用一種碳經過熱解碳涂覆處理的處理。該 傳導加熱器利用眾所周知的不透氣性和涂覆的熱解碳不容易分離的特 性。

然而，通常使用穩定可用的熱解碳執行涂覆處理的溫度大 約是1800℃，如在日本專利特開號10-45474中公開。涂覆處理之后， 傳導加熱器在鹵氣氣氛中在2000℃下加熱3小時，由此使碳涂覆膜密 實。

當以上述制造方法制造的傳導加熱器在大約2000℃加熱 的情況下使用時，熱解碳主動從熱解碳涂覆膜升華。這能夠急劇地、 不期望地增加該傳導加熱器的內部壓力。

這種急劇溫度增加在傳導加熱器中引起異常放電，由此破 壞絲極(filament)。涂覆熱解碳的碳傳導加熱器不能在2000℃或更高 的高溫下在工業中穩定地使用。

發明內容

本發明的目的是提供一種襯底加熱設備、半導體裝置制 造方法以及半導體裝置，在所述襯底加熱設備中，傳導加熱器的內部 壓力甚至在超出2000℃的高溫下也可以長時間維持1.0×10^-2Pa或更小 的限制值。

因此，本發明的另一目的是提供一種襯底加熱設備、半導 體裝置制造方法以及半導體裝置，所述襯底加熱設備能夠100％電活 化注入碳化硅(SiC)中的雜質，由此在實用時間段中消除晶體缺陷。

根據本發明的一個方面，提供一種襯底加熱設備，其包括 絲極和加速電源，所述絲極布置在真空加熱容器中并連接至絲極電源 以產生熱電子，所述加速電源用于使所述熱電子在所述絲極與形成所 述真空加熱容器一個表面的傳導加熱器之間加速，以便使由所述絲極 產生的熱電子碰撞所述傳導加熱器并加熱所述傳導加熱器，所述襯底 加熱設備包括： 覆蓋所述傳導加熱器的內表面和外表面中至少之一的涂覆部分， 其中所述涂覆部分用碳化鉭(TaC)涂覆。 根據本發明的另一方面，提供一種半導體裝置制造方法，其包括 使用根據本發明一個方面的襯底加熱設備在真空中加熱離子注入碳化 硅(SiC)襯底的步驟。 根據本發明的另一方面，提供一種通過根據本發明另一方面的制 造方法制造的半導體裝置。 根據本發明，甚至在2000℃或更高的超高溫度下通過抑制來自碳 加熱器的氣體發射來消除異常放電，由此實現絲極的長期穩定性。

此外，在離子注入碳化硅(SiC)的活化退火中，在超高 溫度下，可以較長時間地穩定執行快速處理。

因而，在碳化硅(SiC)半導體裝置的制造中，可以在工 業水平下實現100％電活化離子注入雜質和消除晶體缺陷。結果，可 以以較高生產力制造高度可靠的半導體裝置。

本發明的其他特征將從以下參照附圖的典型實施例說明 變得清楚。

附圖說明

圖1是示出根據本發明的實施例的襯底加熱設備的剖視 圖；

圖2是示出根據本發明的實施例的襯底加熱設備中的傳導 加熱器131的剖視圖；

圖3是示出在本發明的實施例中采用的絲極的示例的透視 圖；

圖4是示出根據本發明的實施例的襯底加熱設備中采用的 每個碳傳導加熱器的透視圖；

圖5是示出根據本發明的實施例中采用的試樣中的活化比 與處理溫度之間的關系的圖。

具體實施方式

以下將參照附圖說明實行本發明的最好實施例。