JP7505391B2 - 炭化珪素エピタキシャル基板の評価方法および炭化珪素半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本開示は、炭化珪素エピタキシャル基板の評価方法および炭化珪素半導体装置の製造方法に関する。
特開2018-37533号公報(特許文献1)には、第2エピタキシャル膜の厚みを算出する方法が開示されている。
本開示の目的は、第2ドリフト層の厚みを精度良く算出することが可能な炭化珪素エピタキシャル基板の評価方法および炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することである。
本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板の評価方法は、以下の工程を備えている。第1チャンバにおいて、第1炭化珪素基板上に第1ドリフト層が形成される。第1ドリフト層が形成された第1炭化珪素基板が第1チャンバから取り出される。第1ドリフト層の厚みが測定される。第2チャンバにおいて、第1ドリフト層が水素でエッチングされる。第2チャンバにおいて、第1ドリフト層上に第2ドリフト層が形成される。第1ドリフト層および第2ドリフト層の各々が形成された第1炭化珪素基板が第2チャンバから取り出される。第1ドリフト層および第2ドリフト層の合計の厚みが測定される。第3ドリフト層が形成された第2炭化珪素基板が準備される。第1ドリフト層を水素でエッチングする工程と同じエッチング条件で、第3ドリフト層が水素でエッチングされる。第3ドリフト層のエッチング量が見積もられる。第1ドリフト層の厚みと、第1ドリフト層および第2ドリフト層の合計の厚みと、エッチング量とに基づいて、第2ドリフト層の厚みが算出される。
本開示によれば、第2ドリフト層の厚みを精度良く算出することが可能な炭化珪素エピタキシャル基板の評価方法および炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することができる。
[本開示の実施形態の概要]
まず本開示の実施形態の概要について説明する。本明細書の結晶学的記載においては、個別方位を[]、集合方位を<>、個別面を()、集合面を{}でそれぞれ示す。結晶学上の指数が負であることは、通常、数字の上に”-”(バー)を付すことによって表現されるが、本明細書では数字の前に負の符号を付すことによって結晶学上の負の指数を表現する。
まず本開示の実施形態の概要について説明する。本明細書の結晶学的記載においては、個別方位を[]、集合方位を<>、個別面を()、集合面を{}でそれぞれ示す。結晶学上の指数が負であることは、通常、数字の上に”-”(バー)を付すことによって表現されるが、本明細書では数字の前に負の符号を付すことによって結晶学上の負の指数を表現する。
(1)本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板100の評価方法は、以下の工程を備えている。第1チャンバ201において、第1炭化珪素基板11上に第1ドリフト層21が形成される。第1ドリフト層21が形成された第1炭化珪素基板11が第1チャンバ201から取り出される。第1ドリフト層21の厚みが測定される。第2チャンバ202において、第1ドリフト層21が水素でエッチングされる。第2チャンバ202において、第1ドリフト層21上に第2ドリフト層22が形成される。第1ドリフト層21および第2ドリフト層22の各々が形成された第1炭化珪素基板11が第2チャンバ202から取り出される。第1ドリフト層21および第2ドリフト層22の合計の厚みが測定される。第3ドリフト層41が形成された第2炭化珪素基板40が準備される。第1ドリフト層21を水素でエッチングする工程と同じエッチング条件で、第3ドリフト層41が水素でエッチングされる。第3ドリフト層41のエッチング量が見積もられる。第1ドリフト層21の厚みと、第1ドリフト層21および第2ドリフト層22の合計の厚みと、エッチング量とに基づいて、第2ドリフト層22の厚みが算出される。
(2)上記(1)に係る炭化珪素エピタキシャル基板100の評価方法によれば、第3ドリフト層41の厚みは、5μm以上であってもよい。
(3)上記(1)または(2)に係る炭化珪素エピタキシャル基板100の評価方法によれば、第2ドリフト層22の面内の複数の箇所において、第2ドリフト層22の厚みが算出されてもよい。
(4)上記(1)から(3)のいずれかに係る炭化珪素エピタキシャル基板100の評価方法によれば、第1チャンバ201と第2チャンバ202とは、同じチャンバであってもよい。
(5)本開示に係る炭化珪素半導体装置の製造方法は、以下の工程を備えている。上記(1)から(4)のいずれかに係る炭化珪素エピタキシャル基板100の評価方法を用いて第2ドリフト層22の厚みが算出される。第1ドリフト層21が形成された第1炭化珪素基板11を第1チャンバ201から取り出した後、第1ドリフト層21に対してイオン注入が行われる。
[本開示の実施形態の詳細]
以下、本開示の一実施形態(以下「本実施形態」とも記す)について説明する。ただし本実施形態はこれらに限定されるものではない。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。
以下、本開示の一実施形態(以下「本実施形態」とも記す)について説明する。ただし本実施形態はこれらに限定されるものではない。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。
図1は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板100の製造装置の構成を示す断面模式図である。図1に示されるように、炭化珪素エピタキシャル基板100の製造装置は、たとえばホットウォール方式の横型CVD(Chemical Vapor Deposition)装置である。炭化珪素エピタキシャル基板100の製造装置200は、チャンバ201と、ガス供給部235と、制御部245と、発熱体203、石英管204、断熱材(図示せず)、誘導加熱コイル(図示せず)とを主に有している。
発熱体203は、たとえば筒状の形状を有しており、内部にチャンバ201を形成している。発熱体203は、たとえば黒鉛製である。発熱体203は、石英管204の内部に設けられている。断熱材は、発熱体203の外周を取り囲んでいる。誘導加熱コイルは、たとえば石英管204の外周面に沿って巻回されている。誘導加熱コイルは、外部電源(図示せず)により、交流電流が供給可能に構成されている。これにより、発熱体203が誘導加熱される。結果として、チャンバ201が発熱体203により加熱される。
チャンバ201は、発熱体203の内壁面205に取り囲まれて形成されている。チャンバ201には、炭化珪素基板を保持するサセプタ210が設けられる。サセプタ210は、たとえば炭化珪素により構成されている。炭化珪素基板30は、サセプタ210に載置される。サセプタ210は、ステージ206上に配置される。ステージ206は、回転軸209によって自転可能に支持されている。ステージ206が回転することで、サセプタ210が回転する。
炭化珪素エピタキシャル基板100の製造装置200は、ガス導入口207およびガス排気口208をさらに有している。ガス排気口208は、図示しない排気ポンプに接続されている。図9中の矢印は、ガスの流れを示している。ガスは、ガス導入口207からチャンバ201に導入され、ガス排気口208から排気される。チャンバ201内の圧力は、ガスの供給量と、ガスの排気量とのバランスによって調整される。
ガス供給部235は、チャンバ201に、原料ガスとドーパントガスとキャリアガスとを含む混合ガスを供給可能に構成されている。具体的には、ガス供給部235は、たとえば第1ガス供給部231と、第2ガス供給部232と、第3ガス供給部233と、第4ガス供給部234とを含んでいる。
第1ガス供給部231は、たとえば炭素原子を含む第1ガスを供給可能に構成されている。第1ガス供給部231は、たとえば第1ガスが充填されたガスボンベである。第1ガスは、たとえばプロパン(C3H8)ガスである。第1ガスは、たとえばメタン(CH4)ガス、エタン(C2H6)ガス、アセチレン(C2H2)ガス等であってもよい。
第2ガス供給部232は、たとえばシランガスを含む第2ガスを供給可能に構成されている。第2ガス供給部232は、たとえば第2ガスが充填されたガスボンベである。第2ガスは、たとえばシラン(SiH4)ガスである。第2ガスは、シランガスと、シラン以外の他のガスとの混合ガスでもよい。
第3ガス供給部233は、たとえばアンモニアガスを含む第3ガスを供給可能に構成されている。第3ガス供給部233は、たとえば第3ガスが充填されたガスボンベである。第3ガスは、N(窒素原子)を含むドーピングガスである。アンモニアガスは、三重結合を有する窒素ガスに比べて熱分解されやすい。なお、第3ガスは、窒素ガスでもよい。
第4ガス供給部234は、たとえば水素などの第4ガス(キャリアガス)を供給可能に構成されている。第4ガス供給部234は、たとえば水素が充填されたガスボンベである。
制御部245は、ガス供給部235からチャンバ201に供給される混合ガスの流量を制御可能に構成されている。具体的には、制御部245は、第1ガス流量制御部241と、第2ガス流量制御部242と、第3ガス流量制御部243と、第4ガス流量制御部244とを含んでいてもよい。各制御部は、たとえばMFC(Mass Flow Controller)であってもよい。制御部245は、ガス供給部235とガス導入口207との間に配置されている。言い換えれば、制御部245は、ガス供給部235とガス導入口207とを繋ぐ流路に配置されている。
(炭化珪素エピタキシャル基板の評価方法)
次に、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板100の評価方法について説明する。
次に、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板100の評価方法について説明する。
図2は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板100の評価方法を概略的に示すフロー図である。図2に示されるように、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板100の評価方法は、第1炭化珪素基板上に第1ドリフト層を形成する工程(S10)と、第1炭化珪素基板を第1チャンバから取り出す工程(S20)と、第1ドリフト層の厚みを測定する工程(S30)と、第1ドリフト層を水素でエッチングする工程(S40)と、第1ドリフト層上に第2ドリフト層を形成する工程(S50)と、第1炭化珪素基板を第2チャンバから取り出す工程(S60)と、第1ドリフト層および第2ドリフト層の合計の厚みを測定する工程(S70)と、第3ドリフト層が形成された第2炭化珪素基板を準備する工程(S80)と、第3ドリフト層を水素でエッチングする工程(S90)と、第3ドリフト層のエッチング量を見積もる工程(S100)と、第2ドリフト層の厚みを算出する工程(S110)とを主に有している。
まず、第1炭化珪素基板上に第1ドリフト層を形成する工程(S10)が実施される。具体的には、まず、第1炭化珪素基板が準備される。図3は、本実施形態に係る第1炭化珪素基板の構成を示す平面模式図である。図4は、図3のIV-IV線に沿った断面模式図である。
図3に示されるように、第1炭化珪素基板11は、第1主面1と、外周縁9とを有している。第1主面1は、第1方向101および第2方向102の各々に沿って拡がっている。第1方向101は、たとえば<11-20>方向である。第2方向102は、たとえば<1-100>方向である。第1主面1は、{0001}面または{0001}面に対して傾斜した平面である。具体的には、第1主面1は、たとえば(0001)面または(0001)面に対して8°以下の角度だけ傾斜した面である。第1主面1は、(000-1)面または(000-1)面に対して8°以下の角度だけ傾斜した面であってもよい。第1主面1が{0001}面に対して傾斜している場合、{0001}面に対する第1主面1の傾斜方向(オフ方向)は、たとえば<11-20>方向である。
図3に示されるように、外周縁9は、オリエンテーションフラット部7と、円弧状部8とを有している。円弧状部8は、オリエンテーションフラット部7に連なっている。図3に示されるように、第1主面1に対して垂直な方向から見て、オリエンテーションフラット部7は、第1方向101に沿って延在している。第1主面1の最大径(直径W1)は、たとえば150mmである。直径W1は、200mmでもよいし、250mmでもよい。直径W1の上限は、特に限定されないが、たとえば300mmであってもよい。つまり、直径W1は150mm以上300mm以下であってもよい。直径W1は、外周縁9上の異なる2点間の最長直線距離である。
図4に示されるように、第1炭化珪素基板11は、第2主面2を有している。第2主面2は、第1主面1と反対側の面である。外周縁9は、第1主面1および第2主面2の各々に連なっている。第1炭化珪素基板11は、たとえばポリタイプ4Hの炭化珪素から構成されている。第1炭化珪素基板11の厚みは、たとえば200μm以上500μm以下である。第1炭化珪素基板11は、たとえばn型不純物としての窒素(N)を含んでいる。第1炭化珪素基板11の導電型は、たとえばn型(第1導電型)である。
図5は、第1炭化珪素基板11上に第1ドリフト層21を形成する工程を示す断面模式図である。まず、第1炭化珪素基板11は、第1チャンバ201に配置される。第1炭化珪素基板11は、第1チャンバ201内において、サセプタ210に載置される。次に、第1チャンバ201が、たとえば1600℃以上1700℃以下の温度まで昇温される。次に、たとえばシランとプロパンとアンモニアと水素とを含む混合ガスが第1チャンバ201に導入される。
シランガスの流量は、たとえば46sccmとなるように調整される。プロパンガスの流量は、たとえば28sccmとなるように調整される。水素ガスの流量は、100slmとなるように調整される。混合ガスは、図1の矢印の方向に沿って流れる。第1チャンバ201に混合ガスを導入することにより、第1炭化珪素基板11上に第1ドリフト層21がエピタキシャル成長により形成される。以上により、第1チャンバ201において、第1炭化珪素基板11上に第1ドリフト層21が形成される。図5に示されるように、第1ドリフト層21は、第3主面51を有している。第3主面51は、第1主面1に接する面と反対側に位置している。
次に、第1炭化珪素基板を第1チャンバから取り出す工程(S20)が実施される。具体的には、まず、第1チャンバ201に対する混合ガスの導入が停止される。次に、第1チャンバ201の温度が、1600℃以上1700℃以下の温度から室温まで下げられる。次に、第1ドリフト層21が形成された第1炭化珪素基板11が第1チャンバ201から取り出される。
次に、第1ドリフト層の厚みを測定する工程(S30)が実施される。図6は、第1ドリフト層21の厚みを測定する工程を示す断面模式図である。第1ドリフト層21(炭化珪素エピタキシャル層)の厚みは、たとえばFTIR(Fourier Transform InfraRed spectrometer)を用いて測定することができる。測定装置は、たとえば島津製作所製フーリエ変換赤外分光光度計(IRPrestige-21)である。FTIRによる炭化珪素エピタキシャル層の厚みの測定は、炭化珪素エピタキシャル層と炭化珪素基板とのキャリア濃度差により生じる光学定数差を利用して求められる。測定波数範囲は、たとえば3400cm-1から2400cm-1までの範囲である。波数間隔は、たとえば4cm-1程度である。
具体的には、赤外光を照射して、第1ドリフト層21の第3主面51からの反射光と、第1ドリフト層21と炭化珪素基板との界面からの反射光による干渉を計測することにより、第1ドリフト層21の厚みが計測される。第1炭化珪素基板11のキャリア濃度は、第1ドリフト層21のキャリア濃度よりも高い。第1炭化珪素基板11のキャリア濃度は、たとえば1×1018cm-3以上1×1020cm-3以下である。第1ドリフト層21のキャリア濃度は、たとえば1×1015cm-3以上1×1017cm-3以下である。
図7は、ドリフト層の厚みを測定する位置を示す平面模式図である。図7において、白丸で示されている部分が、ドリフト層(炭化珪素エピタキシャル層)の厚みを測定する位置である。具体的には、第1位置31(OF)と第2位置32(COF)とを通る第1直線と、第3位置33(IF)と第4位置34(CIF)とを通る第2直線とに沿って、ドリフト層の厚みが測定される。第1直線は、第2方向102に平行である。第2直線は、第1方向101に平行である。測定位置の間隔は、ほぼ等間隔である。測定位置の数は、たとえば21箇所である。このように測定位置を決めることで、第3主面51の面内方向において、ドリフト層の厚みの分布を測定することができる。第1ドリフト層21の厚みは、たとえば全ての測定箇所における厚みの平均値とされる。以上のように、第1ドリフト層21の厚みが測定される。
次に、第1ドリフト層を水素でエッチングする工程(S40)が実施される。図8は、第1ドリフト層21を水素でエッチングする工程を示す断面模式図である。図8に示されるように、第1ドリフト層21が形成された第1炭化珪素基板11は、第2チャンバ202に配置される。第2チャンバ202は、基本的には、第1チャンバ201と同一のチャンバである。別の態様としては、第2チャンバ202は、第1チャンバ201とは異なるチャンバであってもよい。第2チャンバ202は、エッチングのみが行われるチャンバであってもよいし、エッチングと成膜との両方が行われるチャンバであってもよい。つまり、第1ドリフト層21の形成と、第1ドリフト層21のエッチングとは、同じチャンバで行われてもよいし、異なるチャンバで行われてもよい。
図9は、温度と時間との関係を示す模式図である。図9に示されるように、開始時点C0から第1時点C1まで第2チャンバ202の温度が上昇する。開始時点C0での温度(第1温度A1)は、たとえば室温である。第1時点C1での温度(第2温度A2)は、たとえば1600℃以上1700℃以下である。第1時点C1から第2時点C2までの間、第2チャンバ202の温度は、第2温度A2で維持される。第1時点C1から第2時点C2までの時間は、たとえば5分以上15分以下である。
図10は、ガス流量と時間との関係を示す模式図である。図10に示されるように、開始時点C0から第1時点C1まで水素ガス(H2)の流量が増加する。第1時点C1での水素ガスの流量(第3流量B3)は、たとえば100slmである。第1時点C1から第2時点C2までの間、水素ガスの流量は、第3流量B3で維持される。以上のように、第2チャンバ202において、第1ドリフト層21が水素でエッチングされる。図8に示されるように、第1ドリフト層21のエッチング量は、第1エッチング量D1である。第1エッチング量D1は、エッチングされた第1ドリフト層21の厚みである。
次に、第1ドリフト層上に第2ドリフト層を形成する工程(S50)が実施される。図11は、第1ドリフト層21上に第2ドリフト層22を形成する工程を示す断面模式図である。図11に示されるように、第2チャンバ202において、第1ドリフト層21上に第2ドリフト層22が形成される。
図9に示されるように、第2時点C2から第3時点C3までの間、第2チャンバ202の温度は、第2温度A2で維持される。第3時点C3以降であって第2ドリフト層22の形成が終了するまでの間、第2チャンバ202の温度は、第2温度A2で維持される。
図10に示されるように、第2時点C2において、第2チャンバ202にシランガス(SiH4)が導入される。第2時点C2から第3時点C3までシランガスの流量が増加する。第3時点C3でのシランガスの流量(第2流量B2)は、たとえば46sccmとである。同様に、第2時点C2において、第2チャンバ202にプロパンガス(C3H8)が導入される。第2時点C2から第3時点C3までプロパンガスの流量が増加する。第3時点C3でのプロパンガスの流量(第1流量B1)は、たとえば28sccmである。第2時点C2から第3時点C3までの間、水素ガスの流量は、第3流量B3で維持される。
図10に示されるように、第3時点C3以降であって第2ドリフト層22の形成が終了するまでの間、シランガスの流量は、第2流量B2で維持される。同様に、第3時点C3以降であって第2ドリフト層22の形成が終了するまでの間、プロパンガスの流量は、第1流量B1で維持される。同様に、第3時点C3以降であって第2ドリフト層22の形成が終了するまでの間、水素ガスの流量は、第3流量B3で維持される。以上のようにして、第1ドリフト層21上に第2ドリフト層22が形成される。図11に示されるように、第2ドリフト層22は、第4主面52を有している。第4主面52は、第1ドリフト層21に接する面と反対側に位置している。
次に、第1炭化珪素基板を第2チャンバから取り出す工程(S60)が実施される。具体的には、まず、第2チャンバ202に対する混合ガスの導入が停止される。次に、第2チャンバ202の温度が、1600℃以上1700℃以下の温度から室温まで下げられる。次に、第1ドリフト層21および第2ドリフト層22の各々が形成された第1炭化珪素基板11が第2チャンバ202から取り出される。
次に、第1ドリフト層および第2ドリフト層の合計の厚みを測定する工程(S70)が実施される。図12は、第1ドリフト層21および第2ドリフト層22の合計の厚みを測定する工程を示す断面模式図である。第1ドリフト層21および第2ドリフト層22(炭化珪素エピタキシャル層)の合計の厚みは、たとえばFTIRを用いて測定することができる。第1ドリフト層21および第2ドリフト層22の合計の厚みを測定する方法は、第1ドリフト層21の厚みを測定する方法と同じである。
具体的には、赤外光を照射して、第2ドリフト層22の第4主面52からの反射光と、第1ドリフト層21と第1炭化珪素基板11との界面からの反射光による干渉を計測することにより、第1ドリフト層21と第2ドリフト層22との合計の厚みが計測される。第1炭化珪素基板11のキャリア濃度は、第2ドリフト層22のキャリア濃度よりも高い。第2ドリフト層22のキャリア濃度は、たとえば1×1015cm-3以上1×1017cm-3以下である。以上のように、第1ドリフト層21および第2ドリフト層22の合計の厚み(第3厚みT3)が測定される。なお、第1ドリフト層21の厚みは、例えば、3μm以上50μm以下であってもよいし、5μm以上20μm以下であってもよい。第2ドリフト層22の厚みは、例えば、0.1μm以上5μm以下であってもよいし、0.5μm以上3μm以下であってもよい。第1ドリフト層21および第2ドリフト層22の合計の厚み(第3厚みT3)は、例えば、3μm以上55μm以下であってもよいし、5μm以上23μm以下であってもよい。
図2に示されるように、第1炭化珪素基板上に第1ドリフト層を形成する工程(S10)から第1ドリフト層および第2ドリフト層の合計の厚みを測定する工程(S70)までの工程と並行して、または、第2ドリフト層の合計の厚みを測定する工程(S70)の後、第3ドリフト層が形成された第2炭化珪素基板を準備する工程(S80)が実施される。第2炭化珪素基板40は、たとえばポリタイプ4Hの炭化珪素から構成されている。第2炭化珪素基板40の厚みは、たとえば200μm以上500μm以下である。第2炭化珪素基板40は、たとえばn型不純物としての窒素(N)を含んでいる。第2炭化珪素基板40の導電型は、たとえばn型(第1導電型)である。第2炭化珪素基板40は、第1炭化珪素基板11とは別の基板である。
図13は、第3ドリフト層41が形成された第2炭化珪素基板40を準備する工程を示す断面模式図である。図13に示されるように、第2炭化珪素基板40上に第3ドリフト層41が形成される。第3ドリフト層41の形状条件は、第1ドリフト層21の形成条件と同じであってもよい。第3ドリフト層41の厚みは、第1ドリフト層21の厚みと同じであってもよい。
具体的には、第3ドリフト層41の厚みは、たとえば5μm以上であってもよい。第3ドリフト層41の厚みの下限は、特に限定されないが、たとえば8μm以上であってもよいし、10μm以上であってもよい。第3ドリフト層41の厚みの上限は、特に限定されないが、たとえば50μm以下であってもよいし、30μm以下であってもよい。以上により、第3ドリフト層41が形成された第2炭化珪素基板40が準備される。
次に、第3ドリフト層41の厚みが測定される。第3ドリフト層41の厚みの測定方法は、第1ドリフト層21の厚みの測定方法と同じである。図13に示されるように、第3ドリフト層41の厚みは、第4厚みT4である。
次に、第3ドリフト層を水素でエッチングする工程(S90)が実施される。図14は、第3ドリフト層41を水素でエッチングする工程を示す断面模式図である。図14に示されるように、第3ドリフト層41が形成された第2炭化珪素基板40は、第2チャンバ202に配置される。第1ドリフト層21を水素でエッチングする工程と同じエッチング条件で、第3ドリフト層41が水素でエッチングされる。具体的には、第3ドリフト層を水素でエッチングする工程(S90)で使用されるエッチングレシピは、第1ドリフト層を水素でエッチングする工程(S40)で使用されるエッチングレシピと同じである。
図9に示されるように、開始時点C0から第1時点C1まで第2チャンバ202の温度が上昇する。開始時点C0での温度(第1温度A1)は、たとえば室温である。第1時点C1での温度(第2温度A2)は、たとえば1600℃以上1700℃以下である。第1時点C1から第2時点C2までの間、第2チャンバ202の温度は、第2温度A2で維持される。第1時点C1から第2時点C2までの時間は、たとえば5分以上15分以下である。
図10に示されるように、開始時点C0から第1時点C1まで水素ガスの流量が増加する。第1時点C1での水素ガスの流量(第3流量B3)は、たとえば100slmである。第1時点C1から第2時点C2までの間、水素ガスの流量は、第3流量B3で維持される。以上のように、第2チャンバ202において、第3ドリフト層41が水素でエッチングされる。図14に示されるように、第3ドリフト層41のエッチング量は、第2エッチング量D2である。第2エッチング量D2は、エッチングされた第3ドリフト層41の厚みである。
第3ドリフト層41のエッチング条件は、第1ドリフト層21のエッチング条件と同じである。そのため、第3ドリフト層41のエッチング量(第2エッチング量D2)は、第1ドリフト層21のエッチング量(第1エッチング量D1)と同じであると推定される。
なお、第3ドリフト層41のエッチング時間と、第1ドリフト層21のエッチング時間が異なる場合、例えば、エッチング時間が2倍になればエッチング量を2倍として計算し、エッチング時間が半分になればエッチング量を半分として概算して適用することも可能である。水素エッチングによる膜厚の減少量は、例えば、0.05μm以上0.30μm以下であってもよいし、0.10μm以上0.20μm以下であってもよい。
次に、第3ドリフト層のエッチング量を見積もる工程(S100)が実施される。具体的には、水素エッチング後における第3ドリフト層41の厚みが測定される。水素エッチング後における第3ドリフト層41の厚みの測定方法は、第1ドリフト層21の厚みの測定方法と同じである。図14に示されるように、水素エッチング後における第3ドリフト層41の厚みは、第5厚みT5である。次に、第3ドリフト層41のエッチング量が見積もられる。具体的には、水素エッチング前における第3ドリフト層41の厚み(第4厚みT4)から水素エッチング後における第3ドリフト層41の厚み(第5厚みT5)を差し引いた値が、第3ドリフト層41のエッチング量(第2エッチング量D2)とされる。
次に、第2ドリフト層の厚みを算出する工程(S110)が実施される。具体的には、第1ドリフト層21の厚み(第1厚みT1)と、第1ドリフト層21および第2ドリフト層22の合計の厚み(第3厚みT3)と、第3ドリフト層41のエッチング量(第2エッチング量D2)とに基づいて、第2ドリフト層22の厚み(第2厚みT2)が算出される。さらに具体的には、第2ドリフト層22の厚み(第2厚みT2)は、以下の数式1を用いて計算される。なお、第1エッチング量D1は、直接測定することができない。そのため、第1エッチング量D1は、第2エッチング量D2と等しいと仮定して、第2ドリフト層22の厚みが算出される。
T2=T3-T1+D2 ・・・(数式1)
なお、予め水素エッチングを実施し、第3ドリフト層41のエッチング量(第2エッチング量D2)を測定することができる。第1ドリフト層21のエッチングを、第3ドリフト層41のエッチング条件と同一条件で行えば、第3ドリフト層41のエッチング量(第2エッチング量D2)の数値を、第1ドリフト層21のエッチング量(第1エッチング量D1)の数値として用いることができる。
なお、予め水素エッチングを実施し、第3ドリフト層41のエッチング量(第2エッチング量D2)を測定することができる。第1ドリフト層21のエッチングを、第3ドリフト層41のエッチング条件と同一条件で行えば、第3ドリフト層41のエッチング量(第2エッチング量D2)の数値を、第1ドリフト層21のエッチング量(第1エッチング量D1)の数値として用いることができる。
好ましくは、第3ドリフト層41のエッチングは、第1ドリフト層21のエッチングと同一のチャンバで行われる。これにより、第1エッチング量D1を精度良く見積もることができる。なお、第3ドリフト層41のエッチングは、第1ドリフト層21のエッチングとは異なるチャンバ(第3チャンバ)で行われてもよい。
更に好ましくは、第3ドリフト層41のエッチングは、第1ドリフト層21のエッチングと同一のチャンバで行い、かつ第1ドリフト層21のエッチングの直前に行われる。これにより、第1エッチング量D1をより精度良く見積もることができる。
好ましくは、第2ドリフト層22の面内の複数の箇所において、第2ドリフト層22の厚みが算出されてもよい。具体的には、図7に示されるように、第3主面51の面内の複数の箇所において、第1ドリフト層21の厚みが測定される。次に、第4主面52の面内の複数の箇所において、第1ドリフト層21および第2ドリフト層22の合計の厚みが測定される。次に、面内の複数の箇所において、第3ドリフト層41のエッチング量(第2エッチング量D2)が測定される。次に、上記の数式1を用いて各測定箇所における第2ドリフト層22の厚みが算出される。以上のように、第2ドリフト層22の面内の複数の箇所において、第2ドリフト層22の厚みが算出される。これにより、面内おける第2ドリフト層22の厚みのばらつきを計算することができる。
(炭化珪素半導体装置の製造方法)
次に、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法について説明する。図15は、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を概略的に示すフロー図である。炭化珪素半導体装置は、たとえばMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。
次に、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法について説明する。図15は、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を概略的に示すフロー図である。炭化珪素半導体装置は、たとえばMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。
図15に示されるように、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法は、第1炭化珪素基板上に第1ドリフト層を形成する工程(S10)と、第1炭化珪素基板を第1チャンバから取り出す工程(S20)と、第1ドリフト層に対してイオン注入を行う工程(S25)と、第1ドリフト層の厚みを測定する工程(S30)と、第1ドリフト層を水素でエッチングする工程(S40)と、第1ドリフト層上に第2ドリフト層を形成する工程(S50)と、第1炭化珪素基板を第2チャンバから取り出す工程(S60)と、第1ドリフト層および第2ドリフト層の合計の厚みを測定する工程(S70)と、第3ドリフト層が形成された第2炭化珪素基板を準備する工程(S80)と、第3ドリフト層を水素でエッチングする工程(S90)と、第3ドリフト層のエッチング量を見積もる工程(S100)と、第2ドリフト層の厚みを算出する工程(S110)と、第2ドリフト層にトレンチを形成する工程(S120)と、ゲート絶縁膜を形成する工程(S130)と、ゲート電極を形成する工程(S140)と、ソース電極を形成する工程(S150)と、ドレイン電極を形成する工程(S160)を主に有している。
まず、第1炭化珪素基板上に第1ドリフト層を形成する工程(S10)が実施される。本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法における第1炭化珪素基板上に第1ドリフト層を形成する工程(S10)は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板100の評価方法における第1炭化珪素基板上に第1ドリフト層を形成する工程(S10)と同じである。
図16は、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法における第1炭化珪素基板11上に第1ドリフト層21を形成する工程を示す断面模式図である。図16に示されるように、第1チャンバ201において、第1炭化珪素基板11上に第1ドリフト層21がエピタキシャル成長により形成される。第1ドリフト層21は、第3主面51を有している。
次に、第1炭化珪素基板を第1チャンバから取り出す工程(S20)が実施される。本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法における第1炭化珪素基板を第1チャンバから取り出す工程(S20)は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板100の評価方法における第1炭化珪素基板を第1チャンバから取り出す工程(S20)と同じである。第1ドリフト層21が形成された第1炭化珪素基板11は、第1チャンバ201から取り出される。
次に、第1ドリフト層に対してイオン注入を行う工程(S25)が実施される。図17は、第1ドリフト層21に対してイオン注入を行う工程を示す断面模式図である。まず、第1ドリフト層21の第3主面51にマスク層(図示せず)が形成される。マスク層は、p型領域23が形成される領域上に開口部を有する。当該マスク層を用いて、第1ドリフト層21の第3主面51に対して、たとえばアルミニウムなどのp型不純物がイオン注入される。これにより、第1ドリフト層21の第3主面51に露出するp型領域23が形成される。p型領域23の厚みは、たとえば0.7μm以上1μm以下である。p型領域23のp型不純物の濃度は、たとえば1×1018cm-3以上1×1020cm-3以下である。次に、マスク層が第1ドリフト層21の第3主面51から除去される。
次に、第1ドリフト層の厚みを測定する工程(S30)が実施される。その後、第1ドリフト層を水素でエッチングする工程(S40)が実施される。なお、第1ドリフト層に対してイオン注入を行う工程(S25)と、第1ドリフト層の厚みを測定する工程(S30)は入れ替えることも可能である。また、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法における第1ドリフト層の厚みを測定する工程(S30)と第1ドリフト層を水素でエッチングする工程(S40)は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板100の評価方法における第1ドリフト層の厚みを測定する工程(S30)と第1ドリフト層を水素でエッチングする工程(S40)と同じである。
次に、第1ドリフト層上に第2ドリフト層を形成する工程(S50)が実施される。図18は、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法における第1ドリフト層21上に第2ドリフト層22を形成する工程を示す断面模式図である。たとえば原料ガスとしてシランとプロパンとの混合ガスを用い、キャリアガスとしてたとえば水素ガスを用い、ドーパントガスとしてアンモニアを用いたCVD法により、第1ドリフト層21上に第2ドリフト層22が形成される。第2ドリフト層22は、第1ドリフト層21およびp型領域23の各々の上にエピタキシャル成長により形成される。第2ドリフト層22の厚みは、たとえば3μmである。第2ドリフト層22が含む窒素原子の濃度は、たとえば3×1016cm-3程度である。第2ドリフト層22は、第1ドリフト層21およびp型領域23の各々に接している。図18に示されるように、第2ドリフト層22は、第1ドリフト層21と接する面と反対側にある第4主面52を有している。
次に、第1炭化珪素基板を第2チャンバから取り出す工程(S60)と、第1ドリフト層および第2ドリフト層の合計の厚みを測定する工程(S70)と、第3ドリフト層が形成された第2炭化珪素基板を準備する工程(S80)と、第3ドリフト層を水素でエッチングする工程(S90)と、第3ドリフト層のエッチング量を見積もる工程(S100)と、第2ドリフト層の厚みを算出する工程(S110)とが実施される。
本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法における第1炭化珪素基板を第2チャンバから取り出す工程(S60)と第1ドリフト層および第2ドリフト層の合計の厚みを測定する工程(S70)と第3ドリフト層が形成された第2炭化珪素基板を準備する工程(S80)と第3ドリフト層を水素でエッチングする工程(S90)と第3ドリフト層のエッチング量を見積もる工程(S100)と第2ドリフト層の厚みを算出する工程(S110)は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板100の評価方法における第1炭化珪素基板を第2チャンバから取り出す工程(S60)と第1ドリフト層および第2ドリフト層の合計の厚みを測定する工程(S70)と第3ドリフト層が形成された第2炭化珪素基板を準備する工程(S80)と第3ドリフト層を水素でエッチングする工程(S90)と第3ドリフト層のエッチング量を見積もる工程(S100)と第2ドリフト層の厚みを算出する工程(S110)と同じである。
次に、ボディ領域を形成する工程が実施される。図19は、ボディ領域を形成する工程を示す断面模式図である。具体的には、第2ドリフト層22の第4主面52に対して、たとえばアルミニウムなどのp型不純物がイオン注入される。これにより、p型の導電型を有するボディ領域13が形成される。第2ドリフト層22において、ボディ領域13が形成されなかった部分は、n型領域25である。ボディ領域13の厚みは、たとえば0.9μmである。
次に、ソース領域を形成する工程が実施される。図20は、ソース領域を形成する工程を示す断面模式図である。具体的には、ボディ領域13に対して、たとえばリンなどのn型不純物がイオン注入される。これにより、n型の導電型を有するソース領域14が形成される。ソース領域14の厚みは、たとえば0.4μmである。ソース領域14が含むn型不純物の濃度は、ボディ領域13が含むp型不純物の濃度よりも高い。
次に、ソース領域14に対して、たとえばアルミニウムなどのp型不純物がイオン注入されることにより、コンタクト領域18が形成される。コンタクト領域18は、ソース領域14およびボディ領域13を貫通し、n型領域25に接するように形成される。コンタクト領域18が含むp型不純物の濃度は、ソース領域14が含むn型不純物の濃度よりも高い。
次に、イオン注入された不純物を活性化するため活性化アニールが実施される。活性化アニールの温度は、好ましくは1500℃以上1900℃以下であり、たとえば1700℃程度である。活性化アニールの時間は、たとえば30分程度である。活性化アニールの雰囲気は、好ましくは不活性ガス雰囲気であり、たとえばAr雰囲気である。
次に、第2ドリフト層にトレンチを形成する工程(S120)が実施される。図21は、第2ドリフト層22にトレンチを形成する工程を示す断面模式図である。図21に示されるように、ソース領域14およびコンタクト領域18から構成される第4主面52上に、開口を有するマスク17が形成される。マスク17を用いて、ソース領域14と、ボディ領域13と、第2ドリフト層22の一部とがエッチングにより除去される。エッチングの方法としては、たとえば反応性イオンエッチング、特に誘導結合プラズマ反応性イオンエッチングを用いることができる。具体的には、たとえば反応ガスとしてSF6またはSF6とO2との混合ガスを用いた誘導結合プラズマ反応性イオンエッチングを用いることができる。エッチングにより、第4主面52に凹部が形成される。
次に、凹部において熱エッチングが行われる。熱エッチングは、第4主面52上にマスク17が形成された状態で、たとえば、少なくとも1種類以上のハロゲン原子を有する反応性ガスを含む雰囲気中での加熱によって行い得る。少なくとも1種類以上のハロゲン原子は、塩素(Cl)原子およびフッ素(F)原子の少なくともいずれかを含む。当該雰囲気は、たとえば、Cl2、BCl3、SF6またはCF4を含む。たとえば、塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスを反応ガスとして用い、熱処理温度を、たとえば700℃以上1000℃以下として、熱エッチングが行われる。なお、反応ガスは、上述した塩素ガスと酸素ガスとに加えて、キャリアガスを含んでいてもよい。キャリアガスとしては、たとえば窒素ガス、アルゴンガスまたはヘリウムガスなどを用いることができる。
図21に示されるように、熱エッチングにより、第4主面52にトレンチ6が形成される。トレンチ6は、側面3と、底面4と、境界5とにより規定される。側面3は、ソース領域14と、ボディ領域13と、n型領域25とにより構成される。底面4は、n型領域25により構成される。次に、マスク17が第4主面52から除去される。
次に、ゲート絶縁膜を形成する工程(S130)が実施される。図22は、ゲート絶縁膜を形成する工程を示す断面模式図である。具体的には、第4主面52にトレンチ6が形成された炭化珪素エピタキシャル基板が、酸素を含む雰囲気中において、たとえば1300℃以上1400℃以下の温度で加熱される。これにより、底面4においてn型領域25と接し、側面3においてn型領域25、ボディ領域13およびソース領域14の各々に接し、かつ第4主面52においてソース領域14およびコンタクト領域18の各々と接するゲート絶縁膜15が形成される。
次に、ゲート電極を形成する工程(S140)が実施される。図23は、ゲート電極および層間絶縁膜を形成する工程を示す断面模式図である。ゲート電極27は、トレンチ6の内部においてゲート絶縁膜15に接するように形成される。ゲート電極27は、トレンチ6の内部に配置され、ゲート絶縁膜15上においてトレンチ6の側面3および底面4の各々と対面するように形成される。ゲート電極27は、たとえばLPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)法により形成される。
次に、層間絶縁膜が形成される。層間絶縁膜26は、ゲート電極27を覆い、かつゲート絶縁膜15と接するように形成される。層間絶縁膜26は、たとえば化学気相成長法により形成される。層間絶縁膜26は、たとえば二酸化珪素を含む材料により構成される。次に、ソース領域14およびコンタクト領域18上に開口部が形成されるように、層間絶縁膜26およびゲート絶縁膜15の一部がエッチングされる。これにより、コンタクト領域18およびソース領域14がゲート絶縁膜15から露出する。
次に、ソース電極を形成する工程(S150)が実施される。図24は、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程を示す断面模式図である。ソース電極16は、ソース領域14およびコンタクト領域18の各々に接するように形成される。ソース電極16は、たとえばスパッタリング法により形成される。ソース電極16は、たとえばTi、AlおよびSiを含む材料からなる。
次に、合金化アニールが実施される。具体的には、ソース領域14およびコンタクト領域18の各々と接するソース電極16が、たとえば900℃以上1100℃以下の温度で5分程度保持される。これにより、ソース電極16の少なくとも一部がシリサイド化する。これにより、ソース領域14とオーミック接合するソース電極16が形成される。好ましくは、ソース電極16は、コンタクト領域18とオーミック接合する。
次に、ソース配線19が形成される。ソース配線19は、ソース電極16と電気的に接続される。ソース配線19は、ソース電極16および層間絶縁膜26を覆うように形成される。
次に、ドレイン電極を形成する工程(S160)が実施される。まず、第2主面2において、第1炭化珪素基板11が研磨される。これにより、第1炭化珪素基板11の厚みが薄くなる。次に、ドレイン電極20が形成される。ドレイン電極20は、第2主面2と接するように形成される。以上により、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置が製造される。
なお、上記実施形態においては、炭化珪素半導体装置がMOSFETの場合について説明したが、炭化珪素半導体装置は、MOSFETに限定されない。炭化珪素半導体装置は、たとえばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等であってもよい。
次に、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板100の評価方法および炭化珪素半導体装置の製造方法の作用効果について説明する。
炭化珪素エピタキシャル基板100の製造工程において、第1ドリフト層21を形成した後、第1ドリフト層21に対してイオン注入などの処理が行われる場合がある。第1ドリフト層21上に第2ドリフト層22を形成する前に、第1ドリフト層21の表面に付着した異物などを除去するために、第1ドリフト層21の表面において水素エッチングが実施される。水素エッチング後、第1ドリフト層21上に第2ドリフト層22が形成される。
第2ドリフト層22の厚みは、通常、以下の方法により算出される。まず、第1ドリフト層21の厚みが、たとえばFTIRを用いて算出される。次に、第1ドリフト層21の厚みと第2ドリフト層22の厚みとの合計が、たとえばFTIRを用いて算出される。次に、第1ドリフト層21の厚みと第2ドリフト層22の厚みから、第1ドリフト層21の厚みを差し引くことにより、第2ドリフト層22の厚みが算出される。
しかしながら、第1ドリフト層21を形成した後、第1ドリフト層21に対してイオン注入などの処理が行われる場合には、第2ドリフト層22を形成する前に第1ドリフト層21の表層部が水素エッチングによって除去される。そのため、上述の方法では、第2ドリフト層22の厚みを精度良く算出することができなかった。この場合に実施される水素エッチングは、例えば、1600℃~1700℃の温度条件において、5分~20分程度行われる。よって、第1ドリフト層21に対して無視できない厚みの変化が起こる。また、膜厚分布への影響が起こる。そのため、第2ドリフト層22の厚みを精度よく算出するためには、水素エッチング量の考慮が不可欠である。
本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板100の評価方法によれば、第1チャンバ201において、第1炭化珪素基板11上に第1ドリフト層21が形成される。第1ドリフト層21が形成された第1炭化珪素基板11が第1チャンバ201から取り出される。第1ドリフト層21の厚みが測定される。第2チャンバ202において、第1ドリフト層21が水素でエッチングされる。第2チャンバ202において、第1ドリフト層21上に第2ドリフト層22が形成される。第1ドリフト層21および第2ドリフト層22の各々が形成された第1炭化珪素基板11が第2チャンバ202から取り出される。第1ドリフト層21および第2ドリフト層22の合計の厚みが測定される。第3ドリフト層41が形成された第2炭化珪素基板40が準備される。第1ドリフト層21を水素でエッチングする工程と同じエッチング条件で、第3ドリフト層41が水素でエッチングされる。第3ドリフト層41のエッチング量が見積もられる。第1ドリフト層21の厚みと、第1ドリフト層21および第2ドリフト層22の合計の厚みと、エッチング量とに基づいて、第2ドリフト層22の厚みが算出される。これにより、第2ドリフト層22の厚みを精度良く算出することができる。
今回開示された実施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実施形態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。
1 第1主面
2 第2主面
3 側面
4 底面
5 境界
6 トレンチ
7 オリエンテーションフラット部
8 円弧状部
9 外周縁
11 第1炭化珪素基板
13 ボディ領域
14 ソース領域
15 ゲート絶縁膜
16 ソース電極
17 マスク
18 コンタクト領域
19 ソース配線
20 ドレイン電極
21 第1ドリフト層
22 第2ドリフト層
23 p型領域
25 n型領域
26 層間絶縁膜
27 ゲート電極
30 炭化珪素基板
31 第1位置
32 第2位置
33 第3位置
34 第4位置
40 第2炭化珪素基板
41 第3ドリフト層
51 第3主面
52 第4主面
100 炭化珪素エピタキシャル基板
101 第1方向
102 第2方向
200 製造装置
201 チャンバ(第1チャンバ)
202 第2チャンバ
203 発熱体
204 石英管
205 内壁面
206 ステージ
207 ガス導入口
208 ガス排気口
209 回転軸
210 サセプタ
231 第1ガス供給部
232 第2ガス供給部
233 第3ガス供給部
234 第4ガス供給部
235 ガス供給部
241 第1ガス流量制御部
242 第2ガス流量制御部
243 第3ガス流量制御部
244 第4ガス流量制御部
245 制御部
A1 第1温度
A2 第2温度
B1 第1流量
B2 第2流量
B3 第3流量
C0 開始時点
C1 第1時点
C2 第2時点
C3 第3時点
D1 第1エッチング量
D2 第2エッチング量
T1 第1厚み
T2 第2厚み
T3 第3厚み
T4 第4厚み
T5 第5厚み
W1 直径
2 第2主面
3 側面
4 底面
5 境界
6 トレンチ
7 オリエンテーションフラット部
8 円弧状部
9 外周縁
11 第1炭化珪素基板
13 ボディ領域
14 ソース領域
15 ゲート絶縁膜
16 ソース電極
17 マスク
18 コンタクト領域
19 ソース配線
20 ドレイン電極
21 第1ドリフト層
22 第2ドリフト層
23 p型領域
25 n型領域
26 層間絶縁膜
27 ゲート電極
30 炭化珪素基板
31 第1位置
32 第2位置
33 第3位置
34 第4位置
40 第2炭化珪素基板
41 第3ドリフト層
51 第3主面
52 第4主面
100 炭化珪素エピタキシャル基板
101 第1方向
102 第2方向
200 製造装置
201 チャンバ(第1チャンバ)
202 第2チャンバ
203 発熱体
204 石英管
205 内壁面
206 ステージ
207 ガス導入口
208 ガス排気口
209 回転軸
210 サセプタ
231 第1ガス供給部
232 第2ガス供給部
233 第3ガス供給部
234 第4ガス供給部
235 ガス供給部
241 第1ガス流量制御部
242 第2ガス流量制御部
243 第3ガス流量制御部
244 第4ガス流量制御部
245 制御部
A1 第1温度
A2 第2温度
B1 第1流量
B2 第2流量
B3 第3流量
C0 開始時点
C1 第1時点
C2 第2時点
C3 第3時点
D1 第1エッチング量
D2 第2エッチング量
T1 第1厚み
T2 第2厚み
T3 第3厚み
T4 第4厚み
T5 第5厚み
W1 直径
Claims (5)
- 第1チャンバにおいて、第1炭化珪素基板上に第1ドリフト層を形成する工程と、
前記第1ドリフト層が形成された前記第1炭化珪素基板を前記第1チャンバから取り出す工程と、
前記第1ドリフト層の厚みを測定する工程と、
第2チャンバにおいて、前記第1ドリフト層を水素でエッチングする工程と、
前記第2チャンバにおいて、前記第1ドリフト層上に第2ドリフト層を形成する工程と、
前記第1ドリフト層および前記第2ドリフト層の各々が形成された前記第1炭化珪素基板を前記第2チャンバから取り出す工程と、
前記第1ドリフト層および前記第2ドリフト層の合計の厚みを測定する工程と、
第3ドリフト層が形成された第2炭化珪素基板を準備する工程と、
前記第1ドリフト層を水素でエッチングする工程と同じエッチング条件で、前記第3ドリフト層を水素でエッチングする工程と、
前記第3ドリフト層のエッチング量を見積もる工程と、
前記第1ドリフト層の厚みと、前記第1ドリフト層および前記第2ドリフト層の合計の厚みと、前記エッチング量とに基づいて、前記第2ドリフト層の厚みを算出する工程をと備えた、炭化珪素エピタキシャル基板の評価方法。 - 前記第3ドリフト層の厚みは、5μm以上である、請求項1に記載の炭化珪素エピタキシャル基板の評価方法。
- 前記第2ドリフト層の面内の複数の箇所において、前記第2ドリフト層の厚みが算出される、請求項1または請求項2に記載の炭化珪素エピタキシャル基板の評価方法。
- 前記第1チャンバと前記第2チャンバとは、同じチャンバである、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の炭化珪素エピタキシャル基板の評価方法。
- 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の炭化珪素エピタキシャル基板の評価方法を用いて前記第2ドリフト層の厚みを算出する工程と、
前記第1ドリフト層が形成された前記第1炭化珪素基板を前記第1チャンバから取り出す工程後、前記第1ドリフト層に対してイオン注入を行う工程とを備えた、炭化珪素半導体装置の製造方法。
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JP2020206647A JP7505391B2 (ja) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 炭化珪素エピタキシャル基板の評価方法および炭化珪素半導体装置の製造方法 |
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---|---|---|---|---|
WO2015111177A1 (ja) | 2014-01-24 | 2015-07-30 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置,パワーモジュール,電力変換装置,および鉄道車両 |
WO2017104751A1 (ja) | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 富士電機株式会社 | 炭化珪素半導体基板、炭化珪素半導体基板の製造方法、半導体装置および半導体装置の製造方法 |
-
2020
- 2020-12-14 JP JP2020206647A patent/JP7505391B2/ja active Active
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WO2015111177A1 (ja) | 2014-01-24 | 2015-07-30 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置,パワーモジュール,電力変換装置,および鉄道車両 |
WO2017104751A1 (ja) | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 富士電機株式会社 | 炭化珪素半導体基板、炭化珪素半導体基板の製造方法、半導体装置および半導体装置の製造方法 |
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