[發(fā)明專(zhuān)利]SiC半導(dǎo)體裝置的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410459152.8
• 申請(qǐng)日: 2014-09-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104425215B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小林和雄
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/02
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/02;H01L21/66;H01L21/265
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11112
• 代理人: 何立波,張?zhí)焓?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種SiC半導(dǎo)體裝置的制造方法，特別是涉及能夠通過(guò)4探針?lè)y(cè)定電阻值的SiC半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)

在SiC(碳化硅)半導(dǎo)體裝置的制造工序中使用的活性化退火裝置，在大于或等于1600℃的溫度下實(shí)施退火處理。在現(xiàn)有的Si(硅)半導(dǎo)體裝置中，退火的溫度最大也就是1300℃左右為止，向熱處理裝置的內(nèi)部插入熱電偶(例如，JIS標(biāo)準(zhǔn)的R類(lèi)型或者B類(lèi)型的熱電偶)而進(jìn)行溫度校正。

在利用活性化退火裝置在大于或等于1600℃的高溫下進(jìn)行熱處理的情況下，能夠通過(guò)鎢·錸(W-Re)合金的熱電偶進(jìn)行溫度校正，但是，由于熱電偶的氧化而引起素線(xiàn)劣化。由此，如果將熱電偶2次左右插入高溫?zé)釟夥罩校瑒t由于劣化導(dǎo)致在素線(xiàn)上發(fā)生斷線(xiàn)，因此，很難穩(wěn)定地進(jìn)行活性化退火裝置的溫度校正管理。

另外，對(duì)于襯底表面內(nèi)的溫度分布的測(cè)定，通過(guò)使用該熱電偶的方法對(duì)帶有熱電偶的襯底進(jìn)行測(cè)定。但是，將熱電偶的素線(xiàn)向SiC襯底焊接的方法問(wèn)題較多，難以管理應(yīng)用。因此，在現(xiàn)有的應(yīng)用中，使用下述方法，即，利用SiC襯底制成簡(jiǎn)單的圖案襯底，對(duì)該襯底的C-V特性(電容電壓特性)進(jìn)行測(cè)定而算出襯底中的受主濃度，并置換為溫度換算值。上述簡(jiǎn)單的圖案襯底通過(guò)下述的工序進(jìn)行制造。

首先，為了在襯底表面層上形成P型層，向SiC襯底注入Al(鋁)。然后，作為退火處理的前處理，在襯底表面形成保護(hù)膜(例如石墨膜)。然后，為了使注入的雜質(zhì)活性化，通過(guò)活性化退火裝置在大于或等于1600℃的高溫下實(shí)施退火處理。然后，將保護(hù)膜去除，在SiC襯底表面形成圓筒狀的Al電極。對(duì)于SiC襯底的雜質(zhì)注入、退火處理等,例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1、專(zhuān)利文獻(xiàn)2。

對(duì)通過(guò)上述的工序而形成的SiC襯底實(shí)施C-V測(cè)定，算出襯底中的Al受主濃度，通過(guò)將其換算為溫度而進(jìn)行溫度校正。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2012－231037號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2012－248648號(hào)公報(bào)

在上述現(xiàn)有的SiC半導(dǎo)體裝置的制造方法中所應(yīng)用的、簡(jiǎn)單的圖案襯底的制造工序中，由于包含Al電極形成、圖案化等很多其他工藝，因此，存在制造工序數(shù)增多的問(wèn)題。

另外，襯底的面內(nèi)測(cè)定也僅能夠在形成有電極的部位進(jìn)行測(cè)定，無(wú)法在沒(méi)有電極的部分進(jìn)行測(cè)定，因此，測(cè)定部位存在限制，無(wú)法實(shí)施溫度的詳細(xì)的表面內(nèi)分布分析。

作為該監(jiān)視方法的替代方法，如果能夠利用在Si器件的熱處理裝置中所采用的4探針薄層電阻測(cè)定器對(duì)SiC襯底實(shí)施測(cè)定，則能夠?qū)σr底上的所有部位進(jìn)行測(cè)定，而不需要進(jìn)行Al電極的形成。但是，SiC襯底本身非常硬，無(wú)法取得與針的觸點(diǎn)，因此，成為無(wú)法實(shí)施測(cè)定的狀況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是為了解決上述課題而提出的，其目的在于提供一種能夠通過(guò)4探針?lè)ㄟM(jìn)行電阻值的測(cè)定的SiC半導(dǎo)體裝置的制造方法。

本發(fā)明所涉及的SiC半導(dǎo)體裝置的制造方法具有：工序(a)，在該工序中，向SiC襯底的表面層注入大于或等于1×10²⁰cm^-3濃度的雜質(zhì)；工序(b)，在該工序中，在工序(a)之后，在SiC襯底的表面形成石墨膜；工序(c)，在該工序中，在工序(b)之后，通過(guò)對(duì)SiC襯底進(jìn)行退火處理而使雜質(zhì)活性化；工序(d)，在該工序中，在工序(c)之后，將石墨膜去除；工序(e)，在該工序中，在工序(d)之后，將SiC襯底的表面氧化而形成氧化膜；工序(f)，在該工序中，將氧化膜去除；以及工序(g)，在該工序中，在工序(f)之后，對(duì)該SiC襯底通過(guò)4探針?lè)ㄟM(jìn)行電阻值的測(cè)定。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的SiC半導(dǎo)體裝置的制造方法，能夠制造SiC襯底，該SiC襯底能夠通過(guò)4探針?lè)▽?duì)薄層電阻進(jìn)行測(cè)定，因此，能夠不需要在襯底上形成電極，而通過(guò)最小限的工序數(shù)制成溫度測(cè)定用SiC襯底。另外，制成的溫度測(cè)定用的SiC襯底無(wú)論對(duì)襯底上的哪個(gè)部位都可以進(jìn)行測(cè)定，因此，能夠在襯底表面內(nèi)進(jìn)行更多點(diǎn)的測(cè)定，能夠確認(rèn)襯底表面內(nèi)的溫度分布趨勢(shì)。

附圖說(shuō)明

圖1是表示實(shí)施方式1所涉及的SiC半導(dǎo)體裝置的制造方法的流程圖。

圖2是表示實(shí)施方式1所涉及的SiC襯底的距離表面的深度與雜質(zhì)濃度的關(guān)系的圖。

圖3是表示實(shí)施方式1所涉及的薄層電阻值與襯底表面溫度的相互關(guān)系的圖。

圖4是表示現(xiàn)有技術(shù)所涉及的受主濃度與襯底表面溫度的相互關(guān)系的圖。

圖5是表示實(shí)施方式1所涉及的薄層電阻與受主濃度的相互關(guān)系的圖。