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Dokumentenidentifikation DE112004002606T5 19.10.2006
Titel Herstellungsverfahren für Halbleiterbauteil
Anmelder Rohm Co. Ltd., Kyoto, JP
Erfinder Miura, Mineo, Kyoto, JP
Vertreter Witte, Weller, Gahlert, Otten & Steil, 70178 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 112004002606
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, EP, HR, HU, ID, IL, IN, IS, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG
WO-Anmeldetag 21.12.2004
PCT-Aktenzeichen PCT/JP2004/019662
WO-Veröffentlichungsnummer 2005067018
WO-Veröffentlichungsdatum 21.07.2005
Date of publication of WO application in German translation 19.10.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.10.2006
IPC-Hauptklasse H01L 21/265(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01L 21/324(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Halbleiterbauteil, das ein Halbleitersubstrat mit Siliciumcarbid aufweist.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Bei einem Herstellungsprozess für ein Halbleiterbauteil, das ein Halbleitersubstrat mit Siliciumcarbid (SiC) verwendet, wird in einer Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates eine Verunreinigungsregion durch Ausführen einer Ionenimplantation und anschließendes Glühen (Wärmebehandlung) („annealing") gebildet.

Das Glühen nach der Ionenimplantation wird bspw. erreicht, indem das Ionen-implantierte Siliciumcarbid-Halbleitersubstrat an einem Suszeptor aus Graphit montiert wird, der in einem Quarzrohr angeordnet ist, wobei die vordere Oberfläche (Bauteilbildungsoberfläche) des Substrates nach oben weist, und wobei man in diesem Zustand veranlasst, dass der Suszeptor durch Hochfrequenz-Induktionserwärmung Wärme erzeugt, indem einer Spule Hochfrequenzleistung zugeführt wird, wobei die Spule um den Außenumfang des Quarzrohrs gewunden bzw. gewickelt ist. Die Temperatur des Suszeptors beträgt während des Glühens 1600 bis 1800°C. Ionen (Verunreinigungen), die in die vordere Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates implantiert sind, werden durch die Wärme aus dem Hochtemperatur-Suszeptor aktiviert.

Bei dem zuvor genannten Glühverfahren sublimieren jedoch Si-Atome in der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates in die umgebende Atmosphäre. Ferner migrieren Si-Atome oder C-Atome in der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates. Im Ergebnis verändert sich die kristalline Struktur des SiC derart, dass die vordere Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates nachteilig aufgerauht wird.

Bei einem weiteren Verfahren des Standes der Technik zum Glühen des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates wird eine Kappe aus Siliciumcarbid in Kontakt mit der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates gebracht, das an dem Suszeptor montiert ist, wobei die vordere Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates mit der Kappe bedeckt wird, und wobei das Siliciumcarbid-Halbleitersubstrat dann geglüht wird. Auch bei diesem Verfahren besteht die Möglichkeit einer Aufrauung der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates. Das heißt, dort, wo die Kappe aus Siliciumcarbid die vordere Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates kontaktiert, tritt eine Sublimation von Si-Atomen auf der Seite höherer Temperatur auf. Wenn demzufolge die Temperatur des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates höher ist als die Temperatur der Kappe aus Siliciumcarbid, sublimieren Si-Atome in der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates, derart, dass die kristalline Struktur des SiC in der vorderen Oberfläche des Substrates verändert wird. Ferner migrieren Si-Atome, die auf der Seite der höheren Temperatur sublimiert sind, hin zur Seite der niedrigeren Temperatur. Wenn daher die Temperatur der Kappe aus Siliciumcarbid höher ist als die Temperatur des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates, sublimieren die Si-Atome aus der Siliciumcarbid-Kappe, und die sublimierten Si-Atome haften dann an der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates an. Demzufolge besteht die Gefahr, dass die vordere Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates aufgerauht wird, und zwar je nachdem, ob das Siliciumcarbid-Halbleitersubstrat oder die Siliciumcarbid-Kappe eine höhere Temperatur besitzt.

Bei einem Verfahren, das in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung mit der Nr. 2001-68428 vorgeschlagen worden ist, wird das Glühen mit einem Schutzfilm durchgeführt, der an der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates gebildet ist, wodurch das Aufrauhen der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates und die Diffusion von Verunreinigungsatomen (Bor-Atomen) aus der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates während des Glühens verhindert werden. Das vorgeschlagene Verfahren ist jedoch dahingehend nachteilig, dass der Schutzfilm durch Plasmaätzen oder dergleichen nach dem Glühen entfernt werden sollte, was die Anzahl der Herstellungsprozessstufen und die Produktionskosten erhöht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren für ein Halbleiterbauteil anzugeben, wobei das Herstellungsverfahren das Aufrauhen einer vorderen Oberfläche eines Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates während des Glühens verhindert, und zwar ohne Zunahme der Anzahl der Herstellungsprozessstufen.

Ein Halbleiterbauteil-Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils, indem in einer vorderen Oberfläche eines Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates eine Verunreinigungsregion gebildet wird, und beinhaltet die Schritte, ein Erwärmungsglied aus Kohlenstoff in Kontakt mit der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates zu bringen, in das selektiv ein Verunreinigungselement Ionen-implantiert worden ist, und das Siliciumcarbid-Halbleitersubstrat einer Wärmebehandlung zu unterziehen, wobei das Erwärmungsglied sich in Kontakt befindet mit der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Wärmebehandlung (Glühen) durchgeführt, während sich das Erwärmungsglied in Kontakt mit der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates befindet.

Wenn die Temperatur des Erwärmungsgliedes bei der Wärmebehandlung höher ist als die Temperatur des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates, tritt keine Sublimation von Si-Atomen aus der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates hin zu dem Erwärmungsglied auf. Der Kohlenstoff des Erwärmungsgliedes schmilzt nicht bei einer Temperatur, die niedriger ist als 3000°C. Selbst wenn daher das Glühen bei einer relativ hohen Temperatur (1600 bis 1800°C) durchgeführt wird, haftet der Kohlenstoff des Erwärmungsgliedes nicht an der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates, und zwar ohne Fusion bzw. Schmelzen und Sublimation von Kohlenstoff aus dem Erwärmungsglied. Ferner wird eine Migration von Si-Atomen oder C-Atomen in der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates verhindert, und zwar durch Verringern bzw. Verkürzen einer Wärmebehandlungszeitspanne. Demzufolge verhindert das zuvor genannte Verfahren das Aufrauhen der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates, und zwar ohne Zunahme der Anzahl der Herstellungsprozessstufen.

Das Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils beinhaltet vorzugsweise ferner den Schritt, das Siliciumcarbid-Halbleitersubstrat mittels eines Suszeptors aus Kohlenstoff zu halten, wobei sich eine hintere Oberfläche des Substrates in Kontakt mit dem Suszeptor befindet, wobei der Schritt des Kontaktierens des Erwärmungsgliedes den Schritt aufweist, bei dem das Erwärmungsglied in Kontakt gebracht wird mit der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates, das von dem Suszeptor gehalten wird, und wobei der Wärmebehandlungsschritt den Schritt aufweist, den Suszeptor und das Erwärmungsglied zu veranlassen, zum Zwecke der Wärmebehandlung Wärme über eine Hochfrequenz-Induktionserwärmung zu erzeugen bzw. erwärmt zu werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Siliciumcarbid-Halbleitersubstrat von dem Suszeptor gehalten, und das Erwärmungsglied wird in Kontakt mit der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates gebracht. Anschließend wird das Siliciumcarbid-Halbleitersubstrat wärmebehandelt, und zwar mittels der Hochfrequenz-Induktionserwärmung. Das heißt, der Suszeptor und das Erwärmungsglied, die jeweils aus Kohlenstoff gebildet sind, erzeugen Wärme bzw. erwärmen sich mittels der Hochfrequenz-Induktionserwärmung. Die Erwärmungstemperaturen des Suszeptors und des Erwärmungsgliedes erreichen 1600 bis 1800°C, so dass das Verunreinigungselement, das in die vordere Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates implantiert ist, mittels der Wärme aktiviert wird, die von dem Suszeptor und dem Erwärmungsglied erzeugt wird.

Wenn ein Suszeptor aus Kohlenstoff als das Erwärmungsglied verwendet wird, ist der Schritt des Kontaktierens des Erwärmungsgliedes vorzugsweise der Schritt, das Siliciumcarbid-Halbleitersubstrat mittels des Kohlenstoff-Suszeptors zu halten, das als das Erwärmungsglied verwendet wird, wobei sich die vordere Oberfläche des Substrates in Kontakt befindet mit dem Kohlenstoff-Suszeptor.

In diesem Fall wird die Aufrauung der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates unterdrückt, ohne die Anzahl der Herstellungsprozessstufen zu erhöhen. Das heißt, die Temperatur des Suszeptors, der sich in Kontakt befindet mit der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates, ist höher als die Temperatur des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates bei der Wärmebehandlung, so dass eine Sublimation von Si-Atomen aus der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates hin zu dem Suszeptor nicht auftritt. Der Kohlenstoff des Suszeptors schmilzt nicht bei einer Temperatur, die niedriger ist als 3000°C. Selbst wenn daher der Glühschritt bei 1600 bis 1800°C durchgeführt wird, haftet der Kohlenstoff des Suszeptors nicht an der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates, und zwar ohne Fusion bzw. Schmelzen und Sublimation von Kohlenstoff aus dem Suszeptor. Ferner wird eine Migration von Si-Atomen oder C-Atomen in der vorderen Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates verhindert, und zwar durch Verringern bzw. Verkürzen der Glühzeitspanne. Dies eliminiert die Möglichkeit, dass die vordere Oberfläche des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates aufgerauht wird.

Wenn als das Erwärmungsglied ein Suszeptor aus Kohlenstoff verwendet wird, kann der Wärmebehandlungsschritt ein Schritt sein, zu veranlassen, dass der Suszeptor Wärme zum Zwecke der Wärmebehandlung über die Hochfrequenz-Induktionserwärmung erzeugt, oder der Schritt sein, eine Heizeinrichtung, die in dem Suszeptor eingebaut ist, zu veranlassen, die Wärme für die Wärmebehandlung zu erzeugen.

Der Suszeptor weist vorzugsweise eine Oberfläche auf, die mit hochreinem Kohlenstoff beschichtet ist, durch CVD oder dergleichen. Bei dieser Anordnung kann das Siliciumcarbid-Halbleitersubstrat in engeren Kontakt mit dem Suszeptor gebracht werden, und eine Kontamination des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates mit Verunreinigungen kann vorteilhaft verhindert werden.

Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Wirkungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnummer auf die beigefügte Zeichnung.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

1 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozessfolge zeigt, die in einem Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist;

2 ist eine schematische Schnittansicht zum Darstellen des Verfahrens zum Herstellen eines Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

3 ist eine schematische Schnittansicht zum Darstellen eines Herstellungsverfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

1 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozessfolge zeigt, die in einem Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. 2 ist eine schematische Schnittansicht zum Erläutern des Herstellungsverfahrens.

Das vorliegende Herstellungsverfahren ist ein Verfahren zum Bilden einer Verunreinigungsregion in einer vorderen Oberfläche (Bauteilbildungsfläche) 1a eines SiC-Halbleitersubstrates 1, und das Verfahren wird implementiert unter Verwendung eines Hochfrequenz-Induktionsofens 2 zum Glühen (Wärmebehandeln) der SiC-Halbleitersubstrate 1, die jeweils mit einem Verunreinigungselement Ionen-implantiert sind bzw. in die jeweils ein Verunreinigungselement Ionen-implantiert ist.

Wie es in 2 gezeigt ist, weist der Hochfrequenz-Induktionsofen 2 ein Quarzrohr 21 mit einer zylindrischen umfänglichen Oberfläche, eine Hochfrequenz-Induktionserwärmungsspule 22, die um die äußere umfängliche Oberfläche des Quarzrohrs 21 herum gewunden bzw. gewickelt ist, und eine Vielzahl von Suszeptoren 23 auf, die jeweils aus Kohlenstoff wie Graphit gebildet sind. Das Quarzrohr 21 ist so angeordnet, dass sich seine Mittenachse generell vertikal erstreckt. Die Vielzahl von Suszeptoren 23 sind an einer Suszeptorlagerwelle 24 angebracht und vertikal übereinander angeordnet, mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen. Die Suszeptoren 23 werden in das Quarzrohr 21 hineingebracht und aus dem Quarzrohr 21 herausgebracht, indem die Suszeptorlagerwelle 24 in Bezug auf das Quarzrohr 21 nach oben bzw. unten bewegt wird.

Das Verunreinigungselement (z.B. Phosphor oder Bor) wird selektiv in die vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1 Ionen-implantiert (Schritt S1), und dann werden die SiC-Halbleitersubstrate 1 in den Hochfrequenz-Induktionsofen 2 geladen (Schritt S2). Vor dem Laden der SiC-Halbleitersubstrate 1 ist die Vielzahl von Suszeptoren 23 außerhalb des Quarzrohrs 21 angeordnet. Die SiC-Halbleitersubstrate 1, die in den Hochfrequenz-Induktionsofen 2 geladen sind, sind jeweils an einer oberen Oberfläche 23a eines Suszeptors 23 montiert, wobei die vorderen Oberflächen 1a hiervon nach oben weisen.

Anschließend werden auf die SiC-Halbleitersubstrate 1, die an den Suszeptoren 23 gehalten (montiert) sind, jeweils Erwärmungsglieder aus Kohlenstoff (C-Erwärmungsglieder) 3 angeordnet (Schritt S3). Wenigstens eine Oberfläche 3a von jedem C-Erwärmungsglied 3 ist flach ausgebildet, und die flachen Oberflächen 3a der C-Erwärmungsglieder 3 werden jeweils in stirnseitigen Kontakt gebracht zu den vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1. Folglich befinden sich die hinteren Oberflächen der SiC-Halbleitersubstrate 1 in stirnseitigem Kontakt zu den oberen Oberflächen 23a der jeweiligen Suszeptoren 23, und die flachen Oberflächen 3a der C-Erwärmungsglieder 3 befinden sich in stirnseitigem Kontakt zu den vorderen Oberflächen 1a der jeweiligen SiC-Halbleitersubstrate 1.

Nachdem die SiC-Halbleitersubstrate 1 somit jeweils an den Suszeptoren 23 gehalten sind und die C-Erwärmungsglieder 23 jeweils in stirnseitigen Kontakt zu den vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1 gebracht sind, wird die Suszeptorlagerwelle 24 in Bezug auf das Quarzrohr 21 nach oben bewegt. Demzufolge werden die SiC-Halbleitersubstrate 1, die jeweils an den Suszeptoren 23 gehalten sind, in das Quarzrohr 21 geladen. Anschließend wird in das Quarzrohr 21 ein inertes Gas wie Stickstoffgas oder Argongas eingeführt, und der Hochfrequenz-Induktionserwärmungsspule 22 wird Hochfrequenzleistung zugeführt, um die Vielzahl von SiC-Halbleitersubstraten 1 in der inerten Gasatmosphäre zu glühen (Schritt S4).

Wenn der Hochfrequenz-Induktionserwärmungsspule 22 Hochfrequenzleistung zugeführt wird, wird in dem Quarzrohr 21 ein magnetisches Feld erzeugt. Das magnetische Feld ruft Induktionsströme (Wirbelströme) in den Suszeptoren 23 und den C-Erwärmungsgliedern 3 hervor, die jeweils aus Kohlenstoff gebildet sind, so dass die Suszeptoren 23 und die C-Erwärmungsglieder 3 Wärme erzeugen bzw. warm werden. Die Erwärmungstemperaturen der Suszeptoren 23 und der C-Erwärmungsglieder 3 erreichen 1600 bis 1800°C, wodurch ein Hochtemperaturglühen („high temperature annealing") der SiC-Halbleitersubstrate 1 erzielt wird (Schritt S4). Das heißt, die Suszeptoren 23 und die C-Erwärmungsglieder 3, die in Kontakt stehen mit den vorderen bzw. hinteren Oberflächen der SiC-Halbleitersubstrate 1, werden über Hochfrequenz-Induktionserwärmung auf hohe Temperaturen in der Größenordnung von 1600 bis 1800°C erwärmt, wodurch das in die vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1 implantierte Verunreinigungselement aktiviert wird, und zwar mittels der Wärme von den Suszeptoren 23 und den C-Erwärmungsgliedern 3.

Zu diesem Zeitpunkt sind die Temperaturen der C-Erwärmungsglieder 3, die in Kontakt stehen mit den vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1, höher als die Temperaturen der SiC-Halbleitersubstrate 1, so dass eine Sublimation von Si-Atomen aus den vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1 zu den C-Erwärmungsgliedern 3 nicht auftritt. Ferner schmilzt der Kohlenstoff der C-Erwärmungsglieder 3 nicht bei einer Temperatur, die niedriger ist als 3000°C. Demzufolge haftet der Kohlenstoff der C-Erwärmungsglieder 3 nicht an den vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1, und zwar ohne Schmelzen bzw. Fusion und Sublimation von Kohlenstoff (C) aus den C-Erwärmungsgliedern 3.

Das Glühen der SiC-Halbleitersubstrate 1 wird für eine vorbestimmte kurze Zeitspanne (z.B. 1 Sekunde bis 10 Minuten) durchgeführt. Die geglühten SiC-Halbleitersubstrate 1 werden aus dem Quarzrohr 21 herausgenommen, indem die Subszeptorlagerwelle 24 in Bezug auf das Quarzrohr 21 nach unten bewegt wird, und die C-Erwärmungsglieder 3 werden von den vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1 getrennt bzw. gelöst (Schritt S5). Anschließend werden die SiC-Halbleitersubstrate 1 aus dem Hochfrequenz-Induktionsofen 2 entladen (von den Suszeptoren 23).

Wie oben beschrieben, wird das Glühen durchgeführt, wobei sich die C-Erwärmungsglieder 3 in Kontakt befinden mit den vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1, wodurch die Sublimation von Si-Atomen aus den vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1 verhindert wird. Ferner haftet Kohlenstoff aus den C-Erwärmungsgliedern 3 nicht an den vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1 an. Da die Glühzeitspanne kurz ist, tritt eine Migration von Si-Atomen oder C-Atomen in den vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1 nicht auf. Demzufolge verhindert das Verfahren gemäß dieser Ausführungsform die Aufrauung der vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1, und zwar ohne Zunahme der Anzahl der Herstellungsprozessstufen.

Bei dieser Ausführungsform wird das Glühen der SiC-Halbleitersubstrate 1 in einer Atmosphäre mit einem inerten Gas durchgeführt. Das Glühen der SiC-Halbleitersubstrate 1 kann jedoch auch im Vakuum (oder in einem Zustand nahe einem Vakuum) durchgeführt werden, und zwar durch Evakuieren des Quarzrohrs 21.

Die Oberflächen der Suszeptoren 23 sind vorzugsweise mit einem hochreinen Kohlenstoff beschichtet, und zwar mittels CVD. In diesem Fall können die SiC-Halbleitersubstrate 1 in engeren Kontakt zu den Suszeptoren 23 gebracht werden, und eine Kontamination der SiC-Halbleitersubstrate 1 mit Verunreinigungen kann weiter verhindert werden.

3 ist eine schematische Schnittansicht zum Erläutern eines Herstellungsverfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dem Herstellungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform sind die SiC-Halbleitersubstrate 1 jeweils an den oberen Oberflächen 23a der Suszeptoren 23 montiert, wobei die vorderen Oberflächen 1a hiervon nach unten weisen, und werden in einer Atmosphäre aus einem inerten Gas oder im Vakuum geglüht.

Das Verfahren gemäß dieser Ausführungsform unterdrückt ebenfalls das Aufrauhen der vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1, und zwar ohne Zunahme der Anzahl der Herstellungsprozessstufen. Das heißt, die Temperaturen der Suszeptoren 23, die sich in Kontakt befinden mit den vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1, sind bei dem Glühen höher als die Temperaturen der SiC-Halbleitersubstrate 1, so dass eine Sublimation von Si-Atomen aus den vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1 hin zu den Suszeptoren 23 nicht auftritt. Da der Kohlenstoff der Suszeptoren 23 bei einer Temperatur, die kleiner ist als 3000°C, nicht schmilzt, haftet der Kohlenstoff der Suszeptoren 23 bei Temperaturen von 1600 bis 1800°C nicht an den vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1, und zwar folglich ohne Fusion bzw. Schmelzen und Sublimation von Kohlenstoff aus den Suszeptoren 23. Ferner kann eine Migration von Si-Atomen oder C-Atomen in den vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1 verhindert werden, indem die Glühzeitspanne verringert wird (z.B. 1 Sekunde bis 10 Minuten). Demzufolge besteht bei dem Glühverfahren gemäß dieser Ausführungsform keine Möglichkeit, dass die vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1 aufgerauht werden.

Wenn die Oberflächen der Suszeptoren 23 mit hochreinem Kohlenstoff mittels CVD beschichtet sind („coated by high purity carbon CVD"), können die SiC-Halbleitersubstrate 1 in engeren bzw. intimeren Kontakt zu den Suszeptoren 23 gebracht werden, und eine Kontamination der SiC-Halbleitersubstrate 1 mit Verunreinigungen kann weiter verhindert werden.

Während die zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung folglich beschrieben worden sind, kann die vorliegende Erfindung auch anders ausgeführt werden. Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird das Glühen der SiC-Halbleitersubstrate 1 bspw. unter Verwendung des Hochfrequenz-Induktionsofens 2 durchgeführt. Es kann eine Glühvorrichtung, die Suszeptoren aus Kohlenstoff aufweist, in die Heizeinrichtungen eingebaut sind und an denen die SiC-Halbleitersubstrate 1 jeweils montiert werden, verwendet werden, und das Glühen kann durchgeführt werden, indem man veranlasst, dass die in die jeweiligen Suszeptoren eingebauten Heizeinrichtungen Wärme erzeugen, wobei die vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1 sich in Kontakt befinden mit den Montageoberflächen der die Heizeinrichtungen beinhaltenden Suszeptoren. Ferner kann eine Glühvorrichtung mit Suszeptoren verwendet werden, die jeweils dazu ausgelegt sind, mittels eines anderen Erwärmungsverfahrens als dem Hochfrequenz-Induktionserwärmen erwärmt zu werden, und das Glühen kann durchgeführt werden durch Erwärmungssuszeptoren, wobei sich die vorderen Oberflächen 1a der SiC-Halbleitersubstrate 1 in Kontakt befinden mit den Montageoberflächen der Suszeptoren.

Während die vorliegende Erfindung im Detail anhand der Ausführungsformen hiervon beschrieben worden ist, versteht sich, dass diese Ausführungsformen für die technischen Prinzipien der vorliegenden Erfindung lediglich beispielhaft sind, die Erfindung jedoch nicht beschränken. Der Grundgedanke und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung sind lediglich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt.

Die vorliegende Anmeldung entspricht der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2004-2259, die beim Japanischen Patentamt am 7. Januar 2004 eingereicht wurde, wobei deren Offenbarungsgehalt vorliegend durch Bezugnahme enthalten sein soll.

Zusammenfassung

Bei einem Herstellungsprozess für ein Halbleiterbauteil, das ein SiC-Halbleitersubstrat (1) verwendet, wird das SiC-Halbleitersubstrat (1) an einem Suszeptor (23) montiert, und ein C-Erwärmungsglied (3) aus Kohlenstoff wird an einer Oberfläche des SiC-Halbleitersubstrates (1) angeordnet. Ein Glühprozess wird durchgeführt, um in der Oberfläche des SiC-Halbleitersubstrates (1) eine Verunreinigungsregion zu bilden, und zwar indem veranlasst wird, dass der Suszeptor (23) und das C-Erwärmungsglied (3) Wärme mit hohen Temperaturen erzeugen.


Anspruch[de]
Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils durch Bilden einer Verunreinigungsregion in einer vorderen Oberfläche eines Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates (1), wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

In-Kontakt-Bringen eines Erwärmungsgliedes (3; 23) aus Kohlenstoff mit der vorderen Oberfläche (1a) des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates (1), in das selektiv ein Verunreinigungselement Ionen-implantiert ist; und

Wärmebehandeln des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates (1), wobei das Erwärmungsglied (3) sich in Kontakt befindet mit der vorderen Oberfläche (1a) des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates (1).
Verfahren zum Herstellen eines Halbleibauteils nach Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt, das Siliciumcarbid-Halbleitersubstrat (1) mittels eines Suszeptors (23) aus Kohlenstoff zu halten, wobei eine hintere Oberfläche des Substrates (1) in Kontakt steht mit dem Suszeptor (23); wobei

der Schritt des In-Kontakt-Bringens des Erwärmungsgliedes (3) den Schritt beinhaltet, das Erwärmungsglied (3) in Kontakt zu bringen mit der vorderen Oberfläche (1a) des Siliciumcarbid-Halbleitersubstrates (1), das von dem Suszeptor (23) gehalten wird, und

wobei der Wärmebehandlungsschritt den Schritt beinhaltet, zu veranlassen, dass der Suszeptor (23) und das Erwärmungsglied (3) durch Hochfrequenz-Induktionserwärmung Wärme zur Wärmebehandlung erzeugen.
Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Kontaktierens des Erwärmungsgliedes den Schritt beinhaltet, das Siliciumcarbid-Halbleitersubstrat (1) mittels eines Suszeptors (23) aus Kohlenstoff zu halten, wobei der Suszeptor (23) aus Kohlenstoff als das Erwärmungsglied (23) dient, wobei die vordere Oberfläche (1a) des Substrates (1) sich in Kontakt befindet mit dem Suszeptor (23). Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils nach Anspruch 3, wobei der Wärmebehandlungsschritt den Schritt beinhaltet, zu veranlassen, dass der Suszeptor (23) durch Hochfrequenz-Induktionserwärmung Wärme zur Wärmebehandlung erzeugt. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils nach Anspruch 3, wobei der Wärmebehandlungsschritt den Schritt beinhaltet, zu veranlassen, dass eine in den Suszeptor (23) eingebaute Heizeinrichtung Wärme zur Wärmebehandlung erzeugt.






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