JP2014063872A - Method for manufacturing semiconductor device and deposition device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor device and deposition device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014063872A JP2014063872A JP2012207995A JP2012207995A JP2014063872A JP 2014063872 A JP2014063872 A JP 2014063872A JP 2012207995 A JP2012207995 A JP 2012207995A JP 2012207995 A JP2012207995 A JP 2012207995A JP 2014063872 A JP2014063872 A JP 2014063872A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- semiconductor substrate
- silicon carbide
- film
- semiconductor device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法および成膜装置に関するものであり、より特定的には、膜厚分布がより均一化された膜を半導体基板上に形成することが可能な半導体装置の製造方法および成膜装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a film forming apparatus, and more specifically, a semiconductor device manufacturing method capable of forming a film with a more uniform film thickness distribution on a semiconductor substrate. And a film forming apparatus.
電界効果トランジスタ(MOSFET:Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などの半導体装置の製造プロセスにおいては、半導体基板上に配置された電極を保護するために配置される保護絶縁膜や、他の様々な膜が形成される。このように半導体基板上に形成される膜の一例としての保護絶縁膜は、窒化珪素(SiN)などの絶縁体からなり、たとえば平行平板型のプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)装置を用いて形成される(たとえば、特許文献1参照)。 In a manufacturing process of a semiconductor device such as a field effect transistor (MOSFET: Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), a protective insulating film disposed to protect an electrode disposed on a semiconductor substrate and other various films are provided. It is formed. Thus, the protective insulating film as an example of the film formed on the semiconductor substrate is made of an insulator such as silicon nitride (SiN), and is formed using, for example, a parallel plate type plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus. (For example, see Patent Document 1).
特許文献1において提案されている保護絶縁膜の成膜においては、まず、チャンバー内に平行に配置された一対の電極のうち一方の電極上に半導体基板が載置される。次に、所定の原料ガスがチャンバー内に導入される。そして、半導体基板を加熱しつつ、一対の電極間に高周波電圧を印加してプラズマを発生させることにより、窒化珪素などからなる保護絶縁膜が半導体基板上に成膜される。しかし、このような平行平板型のプラズマCVD装置による成膜においては、炭化珪素基板のように反りが大きな半導体基板に対して膜厚分布が均一化された保護絶縁膜を形成することが困難であるという問題があった。
In the formation of the protective insulating film proposed in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、膜厚分布がより均一化された膜を半導体基板上に形成することが可能な半導体装置の製造方法および成膜装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method and a film forming apparatus capable of forming a film with a more uniform film thickness distribution on a semiconductor substrate. Is to provide.
本発明に従った半導体装置の製造方法は、半導体基板を準備する工程と、第1電極の電極面上に、準備された半導体基板を載置する工程と、第1電極に対向して配置される第2電極と、第1電極との間に電圧を印加することにより、電極面上に載置された半導体基板上に成膜する工程とを備えている。電極面は、半導体基板の形状に沿うような曲面を含んでいる。 A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of preparing a semiconductor substrate, a step of placing the prepared semiconductor substrate on the electrode surface of the first electrode, and a surface facing the first electrode. A step of forming a film on the semiconductor substrate placed on the electrode surface by applying a voltage between the second electrode and the first electrode. The electrode surface includes a curved surface that follows the shape of the semiconductor substrate.
本発明者は、炭化珪素基板のように反りが大きな半導体基板に対して、膜厚分布が均一化された膜を形成するための方策について詳細な検討を行った。その結果、半導体基板の反りが大きい場合には、半導体基板を載置した電極の表面(電極面)と半導体基板との間の隙間が大きくなる。そして、半導体基板上に成膜するため当該半導体基板を載置した電極に電圧を印加すると、半導体基板と電極面との間の当該隙間に電荷が蓄積される。この結果、半導体基板に対して均一に電圧を印加することが困難になるという知見を発明者は得た。このように半導体基板に対して均一な電圧を印加出来ない場合、半導体基板上に成膜される膜(たとえば上述した保護絶縁膜)の膜厚分布が不均一化する。発明者は、このような知見に基づき鋭意研究を進めた結果、本発明を完成した。 The present inventor has conducted detailed studies on a method for forming a film having a uniform film thickness distribution on a semiconductor substrate having a large warp such as a silicon carbide substrate. As a result, when the warp of the semiconductor substrate is large, a gap between the surface (electrode surface) of the electrode on which the semiconductor substrate is placed and the semiconductor substrate becomes large. When a voltage is applied to the electrode on which the semiconductor substrate is placed in order to form a film on the semiconductor substrate, charges are accumulated in the gap between the semiconductor substrate and the electrode surface. As a result, the inventors have found that it is difficult to apply a voltage uniformly to the semiconductor substrate. Thus, when a uniform voltage cannot be applied to the semiconductor substrate, the film thickness distribution of a film (for example, the above-described protective insulating film) formed on the semiconductor substrate becomes non-uniform. The inventor completed the present invention as a result of diligent research based on such knowledge.
本発明に従った半導体装置の製造方法において、第1電極の電極面は、半導体基板の形状に沿うような曲面を含んでいる。そのため、半導体基板の反りが大きい場合に、第1電極の電極面が平坦である場合と比べて、半導体基板と第1電極との間の隙間を低減することができる。これにより、電極面が平坦である場合と比較して、半導体基板に対して均一に電圧を印加することが可能となり、その結果半導体基板上に形成される絶縁膜の膜厚分布をより均一化することができる。したがって、本発明に従った半導体装置の製造方法によれば、膜厚分布がより均一化された膜を形成することが可能な半導体装置の製造方法を提供することができる。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the electrode surface of the first electrode includes a curved surface that follows the shape of the semiconductor substrate. Therefore, when the warp of the semiconductor substrate is large, the gap between the semiconductor substrate and the first electrode can be reduced as compared with the case where the electrode surface of the first electrode is flat. This makes it possible to apply a uniform voltage to the semiconductor substrate as compared with the case where the electrode surface is flat, and as a result, the film thickness distribution of the insulating film formed on the semiconductor substrate is made more uniform. can do. Therefore, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of forming a film having a more uniform film thickness distribution.
上記半導体装置の製造方法において、曲面は、第1電極から第2電極に向かう向きに突出していてもよい(すなわち、電極面に含まれる曲面は、第1電極から第2電極に向かう向きに凸状の形状となっていてもよい)。また、曲面は、第2電極から第1電極に向かう向きに突出していてもよい(すなわち、電極面に含まれる曲面は、第1電極の内部に向けて凹んだ凹状の形状となっていてもよい)。 In the semiconductor device manufacturing method, the curved surface may protrude in a direction from the first electrode toward the second electrode (that is, the curved surface included in the electrode surface protrudes in the direction from the first electrode toward the second electrode). The shape may be a shape). The curved surface may protrude in a direction from the second electrode toward the first electrode (that is, the curved surface included in the electrode surface may have a concave shape that is recessed toward the inside of the first electrode. Good).
これにより、電極面上に載置されるべき半導体基板に反りが発生している場合において、第1電極の電極面と半導体基板との間の隙間を容易に低減することができる。たとえば、半導体基板において膜を形成する主面側が凸になるように当該半導体基板が反っている場合を考える。この場合、第1電極から第2電極に向かう向きに凸状の形状を有する曲面を含む電極面上に、当該凸状の曲面に沿うように半導体基板を載置すればよい。また、半導体基板において膜を形成する主面側が凹になるように当該半導体基板が反っている場合を考える。この場合、第2電極から第1電極に向かう向きに突出した(つまり第1電極の内部に向けて凹んだ凹状の形状を有する曲面を含む)電極面上に、当該凹状の曲面に沿うように半導体基板を載置すればよい。このようにすれば、半導体基板上に形成される膜の膜厚分布を、より容易に均一化できる。 Thereby, when the semiconductor substrate to be placed on the electrode surface is warped, the gap between the electrode surface of the first electrode and the semiconductor substrate can be easily reduced. For example, consider a case where the semiconductor substrate is warped so that the main surface side on which the film is formed is convex. In this case, the semiconductor substrate may be placed on the electrode surface including a curved surface having a convex shape in the direction from the first electrode toward the second electrode, along the convex curved surface. Further, consider a case where the semiconductor substrate is warped so that the main surface side on which the film is formed in the semiconductor substrate is concave. In this case, on the electrode surface protruding in the direction from the second electrode toward the first electrode (that is, including a curved surface having a concave shape recessed toward the inside of the first electrode), along the concave curved surface. A semiconductor substrate may be placed. In this way, the film thickness distribution of the film formed on the semiconductor substrate can be more easily made uniform.
上記半導体装置の製造方法において、半導体基板を準備する工程では、炭化珪素からなる半導体基板が準備されてもよい。 In the semiconductor device manufacturing method, in the step of preparing the semiconductor substrate, a semiconductor substrate made of silicon carbide may be prepared.
一般に、炭化珪素からなる半導体基板は反りが大きいため、炭化珪素からなる半導体基板と第1電極との間に隙間が形成されるという問題が顕著である。そのため、炭化珪素からなる半導体基板を用いた半導体装置の製造においては、半導体基板と第1電極との間の隙間を低減することが可能な上記本発明に従った半導体装置の製造方法を好適に採用することができる。 In general, since a semiconductor substrate made of silicon carbide has a large warp, a problem that a gap is formed between the semiconductor substrate made of silicon carbide and the first electrode is remarkable. Therefore, in the manufacture of a semiconductor device using a semiconductor substrate made of silicon carbide, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention that can reduce the gap between the semiconductor substrate and the first electrode is preferably used. Can be adopted.
上記半導体装置の製造方法において、半導体基板を載置する工程では、半導体基板の第1電極に対向する主表面の全面が電極面に接触するように半導体基板が載置されてもよい。 In the semiconductor device manufacturing method, in the step of placing the semiconductor substrate, the semiconductor substrate may be placed so that the entire main surface facing the first electrode of the semiconductor substrate is in contact with the electrode surface.
これにより、半導体基板に対して、より確実に均一な電圧を印加することができる。その結果、半導体基板上に形成される膜の膜厚分布を均一化することがさらに容易になる。 Thereby, a uniform voltage can be more reliably applied to the semiconductor substrate. As a result, it becomes easier to make the film thickness distribution of the film formed on the semiconductor substrate uniform.
本発明に従った成膜装置は、第1電極と、第1電極に対向して配置される第2電極とを備えている。第1電極は、半導体基板を載置するための電極面を含む。上記成膜装置は、第1電極と第2電極との間に電圧を印加することにより、第1電極の電極面上に載置された半導体基板上に成膜することが可能に構成されている。電極面は、半導体基板の形状に沿うような曲面を含んでいる。 The film forming apparatus according to the present invention includes a first electrode and a second electrode disposed to face the first electrode. The first electrode includes an electrode surface on which the semiconductor substrate is placed. The film forming apparatus is configured to be able to form a film on a semiconductor substrate placed on the electrode surface of the first electrode by applying a voltage between the first electrode and the second electrode. Yes. The electrode surface includes a curved surface that follows the shape of the semiconductor substrate.
本発明に従った成膜装置において、第1電極の電極面は、半導体基板の形状に沿うような曲面を含んでいる。そのため、半導体基板の反りが大きい場合でも、第1電極の電極面上に半導体基板を載せたときに、当該電極面が半導体基板の裏面側に沿った曲面状となっているので、当該電極面が平坦な場合よりも、半導体基板と第1電極との間の隙間を低減することができる。これにより、半導体基板に対してより均一に電圧を印加することが可能となり、その結果半導体基板上に形成される膜の膜厚分布をより均一化することができる。したがって、本発明に従った成膜装置によれば、膜厚分布がより均一化された膜を形成することができる。 In the film forming apparatus according to the present invention, the electrode surface of the first electrode includes a curved surface that follows the shape of the semiconductor substrate. Therefore, even when the warpage of the semiconductor substrate is large, when the semiconductor substrate is placed on the electrode surface of the first electrode, the electrode surface has a curved shape along the back surface side of the semiconductor substrate. The gap between the semiconductor substrate and the first electrode can be reduced as compared with the case where is flat. Thereby, it becomes possible to apply a voltage more uniformly with respect to a semiconductor substrate, As a result, the film thickness distribution of the film | membrane formed on a semiconductor substrate can be made more uniform. Therefore, the film forming apparatus according to the present invention can form a film with a more uniform film thickness distribution.
上記成膜装置において、電極面に含まれる曲面は、第1電極から第2電極に向かう向きに突出していてもよい。また、電極面に含まれる曲面は、第2電極から第1電極に向かう向きに突出していてもよい。 In the film forming apparatus, the curved surface included in the electrode surface may protrude in a direction from the first electrode toward the second electrode. Further, the curved surface included in the electrode surface may protrude in a direction from the second electrode toward the first electrode.
このように、処理対象物である半導体基板の形状(たとえば反りの方向)と、半導体基板において膜が形成される主面との位置関係に応じて、電極面の曲面の突出方向を決定しておくことで、半導体基板と第1電極との間の隙間を容易に低減することができる。 Thus, the protruding direction of the curved surface of the electrode surface is determined according to the positional relationship between the shape (for example, the direction of warpage) of the semiconductor substrate that is the object to be processed and the main surface on which the film is formed on the semiconductor substrate. Thus, the gap between the semiconductor substrate and the first electrode can be easily reduced.
上記成膜装置は、炭化珪素からなる半導体基板上に成膜することが可能に構成されていていてもよい。 The film forming apparatus may be configured to be able to form a film on a semiconductor substrate made of silicon carbide.
一般に、炭化珪素からなる半導体基板は反りが大きいため、炭化珪素からなる半導体基板と第1電極との間に隙間が形成されるという問題が顕著である。そのため、炭化珪素からなる半導体基板上への成膜においては、半導体基板と第1電極との間の隙間を低減することが可能な上記本発明に従った成膜装置を好適に採用することができる。 In general, since a semiconductor substrate made of silicon carbide has a large warp, a problem that a gap is formed between the semiconductor substrate made of silicon carbide and the first electrode is remarkable. Therefore, in film formation on a semiconductor substrate made of silicon carbide, the film formation apparatus according to the present invention that can reduce the gap between the semiconductor substrate and the first electrode can be suitably employed. it can.
以上の説明から明らかなように、本発明に従った半導体装置の製造方法および成膜装置によれば、膜厚分布がより均一化された膜を形成することが可能な半導体装置の製造方法および成膜装置を提供することができる。 As is apparent from the above description, according to the method for manufacturing a semiconductor device and the film forming apparatus according to the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device capable of forming a film with a more uniform film thickness distribution, and A film formation apparatus can be provided.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
まず、本発明の一実施の形態である実施の形態1に係る半導体装置の製造方法について説明する。図1を参照して、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、まず、工程(S10)として、ベース基板準備工程が実施される。この工程(S10)では、図2を参照して、炭化珪素からなるインゴット(図示しない)をスライスすることにより、ベース基板11が準備される。
(Embodiment 1)
First, a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment which is an embodiment of the present invention will be described. Referring to FIG. 1, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, first, a base substrate preparation step is performed as a step (S10). In this step (S10), referring to FIG. 2,
次に、工程(S20)として、エピタキシャル成長層形成工程が実施される。この工程(S20)では、図2を参照して、ベース基板11の主表面11A上にエピタキシャル成長層12が形成される。このようにして、ベース基板11とエピタキシャル成長層12とを有する炭化珪素基板10が得られる。
Next, as a step (S20), an epitaxial growth layer forming step is performed. In this step (S20), referring to FIG. 2, epitaxially grown
次に、工程(S30)として、イオン注入工程が実施される。この工程(S30)では、図3を参照して、まず、たとえばアルミニウム(Al)イオンが炭化珪素基板10の主表面10Aを含む領域に注入され、ボディ領域14が形成される。次に、たとえばリン(P)イオンが上記アルミニウムイオンの注入深さよりも浅い注入深さで主表面10Aを含む領域に注入され、ボディ領域14内にソース領域16が形成される。次に、たとえばアルミニウムイオンが上記リンイオンの注入深さと同程度の注入深さで主表面10Aを含む領域に注入され、ボディ領域14内においてソース領域16に隣接するコンタクト領域15が形成される。エピタキシャル成長層12のうち、ボディ領域14、ソース領域16およびコンタクト領域15のいずれもが形成されない領域は、ドリフト領域13となる。
Next, an ion implantation step is performed as a step (S30). In this step (S30), referring to FIG. 3, first, for example, aluminum (Al) ions are implanted into a region including
次に、工程(S40)として、活性化アニール工程が実施される。この工程(S40)では、炭化珪素基板10を加熱することにより、上記工程(S30)において導入された不純物が活性化される。これにより、不純物が導入された領域において所望のキャリアが生成する。
Next, an activation annealing step is performed as a step (S40). In this step (S40), by heating
次に、工程(S50)として、ゲート絶縁膜形成工程が実施される。この工程(S50)では、図4を参照して、たとえば酸素を含む雰囲気中において炭化珪素基板10を加熱することにより、主表面10Aを覆うように二酸化珪素(SiO2)からなるゲート絶縁膜20が形成される。
Next, as a step (S50), a gate insulating film forming step is performed. In this step (S50), referring to FIG. 4, for example, by heating
次に、工程(S60)として、ゲート電極形成工程が実施される。この工程(S60)では、図5を参照して、たとえばLP(Low Pressure)CVD法により、ゲート絶縁膜20上にポリシリコンからなるゲート電極30が形成される。このようにして、上記工程(S10)〜(S60)が実施されることにより、エピタキシャル成長層12内に不純物領域が形成され、かつ主表面10A上にゲート絶縁膜20およびゲート電極30が形成された炭化珪素基板10が準備される。なお、この段階で、炭化珪素基板10は、ゲート電極30などが形成された側に凸形状となるような反った形状となっている。
Next, a gate electrode forming step is performed as a step (S60). In this step (S60), referring to FIG. 5,
次に、工程(S70)として、保護絶縁膜形成工程が実施される。この工程(S20)では、図6を参照して、ゲート絶縁膜20およびゲート電極30を覆うように保護絶縁膜40が形成される。また、この工程(S70)では、本実施の形態に係る成膜装置であるプラズマCVD装置1(図7参照)を用いて以下に説明する工程(S71)〜(S73)が実施されることにより、保護絶縁膜40が形成される。
Next, as a step (S70), a protective insulating film forming step is performed. In this step (S20), referring to FIG. 6, protective insulating
まず、本実施の形態に係る成膜装置であるプラズマCVD装置1の構成について図7を参照して説明する。プラズマCVD装置1は、炭化珪素基板10上に絶縁膜を成膜することが可能に構成されており、第1電極としての下部電極3と、第2電極としての上部電極(シャワープレート)4と、ガス供給管5と、高周波電源6と、ヒータ7と、チャンバー8とを主に備えている。
First, the structure of the
下部電極3および上部電極4は、チャンバー8の内部において互いに対向するように配置されている。下部電極3は、成膜対象である炭化珪素基板10が載置されるべき電極面3Aを含んでいる。電極面3Aは、電極面3A上に載置されるべき炭化珪素基板10の形状に沿うような曲面を含んでいる。より具体的には、電極面3Aは、下部電極3から上部電極4に向かう向きに突出する曲面を含む。なお、図7に示した下部電極3においては、当該下部電極3の上部表面である電極面3Aの全体が、下部電極3から上部電極4に向かう向きに突出する曲面により構成されるが、電極面3Aの一部のみ(たとえば中央部のみ)が上記曲面状となっていてもよい(たとえば電極面3Aに搭載する炭化珪素基板10のサイズと同等の同等の領域が曲面状となっており、電極面3Aにおいて当該曲面状の領域の外周部は平坦な形状となっていてもよい)。
The
ガス供給管5は、炭化珪素基板10上に成膜される膜の一例である保護絶縁膜40の原料ガスをチャンバー8内に供給するためのものである。ガス供給管5の一方の端部は上部電極4に接続されており、また他方の端部は、チャンバー8の外部に配置されたガス供給源(図示しない)に接続されている。ガス供給源には、原料ガスであるシラン(SiH4)ガス、アンモニア(NH3)ガス、窒素(N2)ガスまたはヘリウム(He)ガスなどが充填されている。チャンバー8の一部には、チャンバー8の内部に供給されて成膜処理に用いられた原料ガスをチャンバー8の外部に排出するためのガス排出口9が設けられている。このように、プラズマCVD装置1では、ガス供給源に充填された原料ガスが、ガス供給管5を通じて上部電極4からチャンバー8の内部に供給され、また、チャンバー8の内部に供給されて成膜処理に用いられた後の原料ガスがガス排出口9から排出される。また、ガス排出口9からのガス排出速度と、ガス供給管5から上部電極4を介してチャンバー8の内部に供給される原料ガスの供給速度とのバランスを調整することにより、チャンバー8内の圧力を調整することができる。
The
高周波電源6は、下部電極3および上部電極4のそれぞれと電気的に接続されている。これにより、プラズマCVD装置1は、下部電極3と上部電極4との間に高周波電圧を印加して当該電極間に原料ガスからプラズマPを発生させることができる。そして、発生したプラズマPにより、下部電極3の電極面3A上に載置された炭化珪素基板10上に所望の膜(ここでは保護絶縁膜40)を成膜することができる。
The high
ヒータ7は、チャンバー8の内部において下部電極3の近傍に配置され、電極面3A上に載置される炭化珪素基板10を加熱する。ヒータ7は、炭化珪素基板10を加熱することにより、炭化珪素基板10上に成膜される膜(保護絶縁膜40)の密着性や緻密性を向上させる。
次に、工程(S71)〜(S73)の各々について詳細に説明する。まず、工程(S71)として、基板載置工程が実施される。この工程(S71)では、図7を参照して、準備された炭化珪素基板10が下部電極3の電極面3A上に載置される。このとき、炭化珪素基板10は、当該炭化珪素基板10において下部電極3に対向する側の主表面10Bの全面が、電極面3Aに接触するように載置される。
Next, each of the steps (S71) to (S73) will be described in detail. First, a substrate placing step is performed as a step (S71). In this step (S71), referring to FIG. 7, prepared
次に、工程(S72)として、原料ガス導入工程が実施される。この工程(S72)では、原料ガスであるシランガス、アンモニアガス、窒素ガスおよびヘリウムガスを所定の比率で混合したガスが、ガス供給管5を通じて上部電極4からチャンバー8の内部に供給される。
Next, as a step (S72), a source gas introduction step is performed. In this step (S <b> 72), a gas obtained by mixing source gases such as silane gas, ammonia gas, nitrogen gas, and helium gas at a predetermined ratio is supplied from the
次に、工程(S73)として、成膜工程が実施される。この工程(S73)では、まず、ヒータ7を動作させて下部電極3を昇温させることにより、電極面3A上に載置された炭化珪素基板10が加熱される。次に、高周波電源6を動作させることにより、下部電極3と上部電極4との間に高周波電圧が印加される。これにより、下部電極3と上部電極4との間にプラズマPが発生し、プラズマP中において原料ガスの分解が起こる。その結果、図6に示すように、ゲート絶縁膜20およびゲート電極30を覆うように保護絶縁膜40が形成される。このようにして保護絶縁膜40の形成が完了した後、炭化珪素基板10がチャンバー8から取り出される。
Next, a film forming step is performed as a step (S73). In this step (S73), first, the
次に、工程(S80)として、オーミック電極形成工程が実施される。この工程(S80)では、図8を参照して、炭化珪素基板10に対してオーミック接触するソース電極50およびドレイン電極60が形成される。まず、ソース電極50を形成すべき領域において、保護絶縁膜40およびゲート絶縁膜20が除去され、ソース領域16およびコンタクト領域15が露出した状態となる。そして、当該領域において、たとえばニッケル(Ni)からなる膜が形成される。一方、炭化珪素基板10の主表面10B上に、たとえばニッケルからなる膜が形成される。その後、熱処理が施され、上記ニッケルからなる膜の少なくとも一部がシリサイド化されることにより、ソース電極50およびドレイン電極60がそれぞれ形成される。
Next, an ohmic electrode forming step is performed as a step (S80). In this step (S80), referring to FIG. 8,
次に、工程(S90)として、配線形成工程が実施される。この工程(S90)では、図9を参照して、たとえば蒸着法により導電体であるアルミニウム(Al)からなるソース配線70が、保護絶縁膜40およびソース電極50を覆うように形成される。一方、たとえばAlからなるドレイン配線80が、ドレイン電極60を覆うように形成される。以上の工程(S10)〜(S90)を実施することにより半導体装置であるMOSFET90が製造され、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法が完了する。
Next, as a step (S90), a wiring formation step is performed. In this step (S90), referring to FIG. 9,
以上のように、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、炭化珪素基板10が載置されるべき下部電極3の電極面3Aは、炭化珪素基板10の形状に沿うような曲面を含んでいる。そのため、炭化珪素基板10のように基板の反りが大きい場合でも、炭化珪素基板10と下部電極3との間の隙間を低減することができる。一般に、プラズマCVD装置を用いた成膜では、真空度が低く、炭化珪素基板10がクランプされないため、炭化珪素基板10と下部電極3との間の隙間を低減することは困難である。これに対して、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、予め下部電極3の基板搭載面である電極面3aを、炭化珪素基板10の反りの形状に沿うように曲面状としているので、炭化珪素基板10と下部電極3との間の隙間を低減することができる。このため、炭化珪素基板10に対して均一に電圧を印加することができる。その結果、炭化珪素基板10上に形成される保護絶縁膜40の膜厚分布をより均一化することができる。したがって、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、膜厚分布がより均一化された保護絶縁膜40を形成することができる。
As described above, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment,
上述のように、上記本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、炭化珪素基板10が半導体基板として準備されてもよい。一般に、炭化珪素基板は反りが大きいため、炭化珪素基板10と下部電極3との間には隙間が形成され易い。そのため、炭化珪素基板10を用いた半導体装置の製造においては、炭化珪素基板10と下部電極3との間の隙間を低減することが可能な本実施の形態の半導体装置の製造方法を好適に採用することができる。なお、本発明に従った半導体装置の製造方法では、準備される半導体基板は炭化珪素基板10に限定されず、他の化合物半導体などからなる半導体基板が準備されてもよい。また、上述した半導体装置の製造方法では、膜の一例として保護絶縁膜40を形成する場合を説明したが、図7に示したような対向配置された1組の電極(下部電極3と上部電極4)を備えるCVD装置などの成膜装置を用いて成膜される膜であれば、任意の材料からなる膜(たとえば珪素や他の導電体膜など)の成膜工程に本発明を適用してもよい。
As described above, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment,
また、上記本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、炭化珪素基板10の下部電極3に対向する主表面10Bの全面が電極面3Aに接触するように炭化珪素基板10が載置されてもよい。これにより、炭化珪素基板10に対して均一に電圧を印加することがより容易になる。その結果炭化珪素基板10上に形成される保護絶縁膜40などの膜の膜厚分布を均一化することがより容易になる。なお、本発明に従った半導体装置の製造方法では、主表面10Bと電極面3Aとの間にある程度の隙間が形成されるように炭化珪素基板10が載置されてもよい。たとえば、炭化珪素基板10の大きさが6インチ以上の場合には、炭化珪素基板10の厚み方向における当該隙間の大きさが40μm以下であることが好ましい。このように炭化珪素基板10と電極面3Aとの間に隙間が形成される場合でも、当該隙間の大きさを十分小さくしておくことにより、炭化珪素基板10に対して均一に電圧を印加することができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment,
(実施の形態2)
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態2に係る半導体装置の製造方法について説明する。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、基本的には実施の形態1に係る半導体装置の製造方法と同様に実施され、かつ同様の効果を奏する。しかし、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、保護絶縁膜形成工程(S70)において実施の形態1に係る半導体装置の製造方法とは異なっている。
(Embodiment 2)
Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment which is another embodiment of the present invention will be described. The manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment is basically performed in the same manner as the manufacturing method of the semiconductor device according to the first embodiment, and has the same effects. However, the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment is different from the manufacturing method of the semiconductor device according to the first embodiment in the protective insulating film forming step (S70).
図1を参照して、まず、工程(S10)〜(S60)が実施されることにより、実施の形態1と同様にエピタキシャル成長層12内に不純物領域が形成され、かつ主表面10A上にゲート絶縁膜20およびゲート電極30が形成された炭化珪素基板10が準備される。なお、この段階で、炭化珪素基板10は、図10に示すように、ゲート電極30などが形成された側とは反対側(裏面側)に凸形状となるような反った形状(実施の形態1における炭化珪素基板10の反り形状とは反対側に反った形状)となっている。次に、工程(S70)として、保護絶縁膜形成工程が実施される。この工程(S70)では、図10に示すような、本実施の形態に係る成膜装置であるプラズマCVD装置2が用いられる。そして、実施の形態1と同様に工程(S71)〜(S73)が実施されることにより保護絶縁膜40が形成される。
Referring to FIG. 1, first, steps (S10) to (S60) are performed to form impurity regions in
本実施の形態に係る成膜装置であるプラズマCVD装置2の構成について図10を参照して説明する。プラズマCVD装置2は、上記実施の形態1に係るプラズマCVD装置1と同様に、下部電極3と、上部電極(シャワープレート)4と、ガス供給管5と、高周波電源6と、ヒータ7と、チャンバー8とを主に備えており、これらは基本的に上記実施の形態1の場合と同様に構成されている。しかし、本実施の形態に係るプラズマCVD装置2では、電極面3Aは、上部電極4から下部電極3に向かう向きに突出する曲面を含み、より具体的には上部電極4から下部電極3に向かう向きに突出する曲面(凹状の曲面)からなっている。これにより、上記実施の形態1の場合と同様に、電極面3Aは、炭化珪素基板10の形状に沿うような曲面を含む状態になっている。
A configuration of plasma CVD apparatus 2 which is a film forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As with the
工程(S70)の完了後、上記実施の形態1と同様に工程(S80)〜(S90)が実施されることにより本実施の形態に係る半導体装置の製造方法が完了する。このように、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、炭化珪素基板10の反りの形状が上記実施の形態1の場合とは逆になっているものの、上記実施の形態1と同様に電極面3Aが炭化珪素基板10の形状に沿うような曲面を含んでいるため、炭化珪素基板10と下部電極3との間の隙間を低減することができる。これにより、炭化珪素基板10に対して均一に電圧を印加することが可能となり、その結果炭化珪素基板10上に形成される保護絶縁膜40の膜厚分布をより均一化することができる。
After the step (S70) is completed, the steps (S80) to (S90) are performed in the same manner as in the first embodiment, thereby completing the method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment. As described above, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the shape of warpage of
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明に従った半導体装置の製造方法および成膜装置は、膜厚分布がより均一化された膜を形成することが要求される半導体装置の製造方法および成膜装置において、特に有利に適用され得る。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The semiconductor device manufacturing method and film forming apparatus according to the present invention are particularly advantageously applied to a semiconductor device manufacturing method and film forming apparatus that are required to form a film having a more uniform film thickness distribution. obtain.
1,2 プラズマCVD装置、3 下部電極、3a 電極面、4 上部電極、5 ガス供給管、6 高周波電源、7 ヒータ、8 チャンバー、9 ガス排出口、10 炭化珪素基板、10A,10B,11A 主表面、11 ベース基板、12 エピタキシャル成長層、13 ドリフト領域、14 ボディ領域、15 コンタクト領域、16 ソース領域、20 ゲート絶縁膜、30 ゲート電極、40 保護絶縁膜、50 ソース電極、60 ドレイン電極、70 ソース配線、80 ドレイン配線、90 MOSFET、P プラズマ。 1, 2 plasma CVD apparatus, 3 lower electrode, 3a electrode surface, 4 upper electrode, 5 gas supply pipe, 6 high frequency power supply, 7 heater, 8 chamber, 9 gas outlet, 10 silicon carbide substrate, 10A, 10B, 11A main Surface, 11 base substrate, 12 epitaxial growth layer, 13 drift region, 14 body region, 15 contact region, 16 source region, 20 gate insulating film, 30 gate electrode, 40 protective insulating film, 50 source electrode, 60 drain electrode, 70 source Wiring, 80 drain wiring, 90 MOSFET, P plasma.
Claims (9)
第1電極の電極面上に、準備された前記半導体基板を載置する工程と、
前記第1電極に対向して配置される第2電極と、前記第1電極との間に電圧を印加することにより、前記電極面上に載置された前記半導体基板上に成膜する工程とを備え、
前記電極面は、前記半導体基板の形状に沿うような曲面を含む、半導体装置の製造方法。 Preparing a semiconductor substrate;
Placing the prepared semiconductor substrate on the electrode surface of the first electrode;
Forming a film on the semiconductor substrate placed on the electrode surface by applying a voltage between the second electrode disposed opposite to the first electrode and the first electrode; With
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the electrode surface includes a curved surface that follows the shape of the semiconductor substrate.
前記第1電極に対向して配置される第2電極とを備え、
前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を印加することにより、前記電極面上に載置された半導体基板上に成膜することが可能に構成され、
前記電極面は、前記半導体基板の形状に沿うような曲面を含む、成膜装置。 A first electrode including an electrode surface for mounting a semiconductor substrate;
A second electrode disposed opposite to the first electrode,
By applying a voltage between the first electrode and the second electrode, it is possible to form a film on a semiconductor substrate placed on the electrode surface,
The film forming apparatus, wherein the electrode surface includes a curved surface along the shape of the semiconductor substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012207995A JP2014063872A (en) | 2012-09-21 | 2012-09-21 | Method for manufacturing semiconductor device and deposition device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012207995A JP2014063872A (en) | 2012-09-21 | 2012-09-21 | Method for manufacturing semiconductor device and deposition device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014063872A true JP2014063872A (en) | 2014-04-10 |
Family
ID=50618846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012207995A Pending JP2014063872A (en) | 2012-09-21 | 2012-09-21 | Method for manufacturing semiconductor device and deposition device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014063872A (en) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01137638A (en) * | 1987-11-24 | 1989-05-30 | Canon Inc | Thin film forming apparatus |
JPH06302550A (en) * | 1993-04-13 | 1994-10-28 | Hitachi Ltd | Semiconductor manufacturing device |
JPH09115840A (en) * | 1995-10-17 | 1997-05-02 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | Wafer tray for cvd system |
JP2000269146A (en) * | 1999-03-18 | 2000-09-29 | Nippon Asm Kk | Plasma cvd film forming device |
JP2005286135A (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Eudyna Devices Inc | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP2007311823A (en) * | 2007-07-25 | 2007-11-29 | Ulvac Japan Ltd | Chucking device and carrier device |
JP2010232315A (en) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Panasonic Corp | Plasma treating apparatus |
WO2010119792A1 (en) * | 2009-04-15 | 2010-10-21 | 住友電気工業株式会社 | Substrate, substrate provided with thin film, semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device |
US20120037068A1 (en) * | 2010-08-11 | 2012-02-16 | Applied Materials, Inc. | Composite substrates for direct heating and increased temperature uniformity |
JP2012146935A (en) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Sharp Corp | Wafer processor |
-
2012
- 2012-09-21 JP JP2012207995A patent/JP2014063872A/en active Pending
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01137638A (en) * | 1987-11-24 | 1989-05-30 | Canon Inc | Thin film forming apparatus |
JPH06302550A (en) * | 1993-04-13 | 1994-10-28 | Hitachi Ltd | Semiconductor manufacturing device |
JPH09115840A (en) * | 1995-10-17 | 1997-05-02 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | Wafer tray for cvd system |
JP2000269146A (en) * | 1999-03-18 | 2000-09-29 | Nippon Asm Kk | Plasma cvd film forming device |
US20030089314A1 (en) * | 1999-03-18 | 2003-05-15 | Nobuo Matsuki | Plasma CVD film-forming device |
JP2005286135A (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Eudyna Devices Inc | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP2007311823A (en) * | 2007-07-25 | 2007-11-29 | Ulvac Japan Ltd | Chucking device and carrier device |
JP2010232315A (en) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Panasonic Corp | Plasma treating apparatus |
WO2010119792A1 (en) * | 2009-04-15 | 2010-10-21 | 住友電気工業株式会社 | Substrate, substrate provided with thin film, semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device |
US20120037068A1 (en) * | 2010-08-11 | 2012-02-16 | Applied Materials, Inc. | Composite substrates for direct heating and increased temperature uniformity |
JP2012146935A (en) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Sharp Corp | Wafer processor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110431661B (en) | Two-step process for gap filling high aspect ratio trenches with amorphous silicon films | |
KR101379089B1 (en) | Metal hard mask fabrication | |
US8877656B2 (en) | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device | |
US9165768B2 (en) | Method for deposition of silicon carbide and silicon carbide epitaxial wafer | |
WO2017138247A1 (en) | Silicon carbide epitaxial substrate and method for manufacturing silicon carbide semiconductor device | |
CN103688342A (en) | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device | |
US8524585B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
JP2018113421A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
CN104878367A (en) | Reaction cavity and chemical vapor deposition equipment | |
WO2018185850A1 (en) | Manufacturing method for silicon carbide epitaxial wafer and manufacturing method for silicon carbide semiconductor device | |
WO2015045628A1 (en) | Method for manufacturing silicon-carbide semiconductor device | |
JP2017055098A (en) | Manufacturing method for semiconductor device and semiconductor manufacturing device for use therein | |
WO2018159646A1 (en) | Production method for nitride semiconductor substrate, and nitride semiconductor substrate | |
WO2012108080A1 (en) | Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing same | |
JP2017199810A (en) | Method of manufacturing silicon carbide epitaxial wafer, method of manufacturing silicon carbide semiconductor device, and device of manufacturing silicon carbide epitaxial wafer | |
WO2015045627A1 (en) | Method for manufacturing silicon-carbide semiconductor device | |
US9953859B2 (en) | SOI wafer manufacturing process and SOI wafer | |
JP2015207695A (en) | Method of manufacturing epitaxial wafer and epitaxial wafer | |
JP2015119083A (en) | Silicon carbide semiconductor substrate, silicon carbide semiconductor device and manufacturing methods thereof | |
JP2011023431A (en) | Method of fabricating silicon carbide semiconductor device | |
JPH03173420A (en) | Implantation of impurity in semiconductor inner wall | |
US8748276B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP2014063872A (en) | Method for manufacturing semiconductor device and deposition device | |
JP7400389B2 (en) | Silicon carbide polycrystalline film, silicon carbide polycrystalline film manufacturing method, and silicon carbide polycrystalline film forming apparatus | |
TWI244128B (en) | Method of utilizing amorphous silicon layer to form a gate structure and its application |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150424 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160112 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160705 |