JP2011071204A - Semiconductor-substrate manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】SiCを用いた半導体装置を効率よく製造するための半導体基板の製造方法を提供する。
【解決手段】第1および第2の裏面B1、B2の各々が一の方向を向き、かつ第1および第2の側面S1、S2が互いに対向するように、第1および第2の炭化珪素基板11、12が配置される。この配置する工程の後に、第1および第2の裏面B1、B2を互いにつなぎ、かつ第1および第2の側面S1、S2が互いに対向する空間を埋めるように、第1および第2の炭化珪素基板11、12上に炭化珪素層30が分子線エピタキシ法によって形成される。
【選択図】図4A method of manufacturing a semiconductor substrate for efficiently manufacturing a semiconductor device using SiC is provided.
First and second silicon carbide substrates are formed such that each of first and second back surfaces B1, B2 faces one direction, and first and second side surfaces S1, S2 face each other. 11 and 12 are arranged. After the arranging step, the first and second silicon carbides are connected so that the first and second back surfaces B1 and B2 are connected to each other and the first and second side surfaces S1 and S2 are filled with each other. A silicon carbide layer 30 is formed on substrates 11 and 12 by molecular beam epitaxy.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は半導体基板の製造方法に関し、特に、単結晶構造を有する炭化珪素(SiC)からなる部分を含む半導体基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor substrate, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor substrate including a portion made of silicon carbide (SiC) having a single crystal structure.
近年、半導体装置の製造に用いられる半導体基板としてSiC基板の採用が進められつつある。SiCは、より一般的に用いられているSi(シリコン)に比べて大きなバンドギャップを有する。そのためSiC基板を用いた半導体装置は、耐圧が高く、オン抵抗が低く、また高温環境下での特性の低下が小さい、といった利点を有する。 In recent years, SiC substrates are being adopted as semiconductor substrates used for manufacturing semiconductor devices. SiC has a larger band gap than Si (silicon) which is more commonly used. Therefore, a semiconductor device using a SiC substrate has advantages such as high breakdown voltage, low on-resistance, and small deterioration in characteristics under a high temperature environment.
半導体装置を効率的に製造するためには、ある程度以上の基板の大きさが求められる。米国特許第7314520号明細書(特許文献1)によれば、76mm(3インチ)以上のSiC基板を製造することができるとされている。 In order to efficiently manufacture a semiconductor device, a substrate size of a certain level or more is required. According to US Pat. No. 7,314,520 (Patent Document 1), a SiC substrate of 76 mm (3 inches) or more can be manufactured.
SiC基板の大きさは工業的には100mm(4インチ)程度にとどまっており、このため大型の基板を用いて半導体装置を効率よく製造することができないという問題がある。特に六方晶系のSiCにおいて、(0001)面以外の面の特性が利用される場合、上記の問題が特に深刻となる。このことについて、以下に説明する。 The size of the SiC substrate is industrially limited to about 100 mm (4 inches). Therefore, there is a problem that a semiconductor device cannot be efficiently manufactured using a large substrate. In particular, in the case of hexagonal SiC, the above-described problem becomes particularly serious when the characteristics of a plane other than the (0001) plane are used. This will be described below.
欠陥の少ないSiC基板は、通常、積層欠陥の生じにくい(0001)面成長で得られたSiCインゴットから切り出されることで製造される。このため(0001)面以外の面方位を有するSiC基板は、成長面に対して非平行に切り出されることになる。このため基板の大きさを十分確保することが困難であったり、インゴットの多くの部分が有効に利用できなかったりする。このため、SiCの(0001)面以外の面を利用した半導体装置は、効率よく製造することが特に困難である。 A SiC substrate with few defects is usually manufactured by cutting out from a SiC ingot obtained by (0001) plane growth in which stacking faults are unlikely to occur. For this reason, the SiC substrate having a plane orientation other than the (0001) plane is cut out non-parallel to the growth plane. For this reason, it is difficult to ensure a sufficient size of the substrate, or many portions of the ingot cannot be used effectively. For this reason, it is particularly difficult to efficiently manufacture a semiconductor device using a surface other than the (0001) surface of SiC.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、SiCを用いた半導体装置を効率よく製造するための半導体基板の製造方法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 substrate manufacturing method for efficiently manufacturing a semiconductor device using SiC.
本発明の半導体基板の製造方法は、以下の工程を有する。
互いに対向する第1の表面および第1の裏面と第1の表面および第1の裏面をつなぐ第1の側面とを有しかつ単結晶構造を有する第1の炭化珪素基板と、互いに対向する第2の表面および第2の裏面と第2の表面および第2の裏面をつなぐ第2の側面とを有しかつ単結晶構造を有する第2の炭化珪素基板とが準備される。第1および第2の裏面の各々が一の方向を向き、かつ第1および第2の側面が互いに対向するように、第1および第2の炭化珪素基板が配置される。この配置する工程の後に、第1および第2の裏面を互いにつなぎ、かつ第1および第2の側面が互いに対向する空間を埋めるように、第1および第2の炭化珪素基板上に炭化珪素層が分子線エピタキシ(MBE:Molecular Beam Epitaxy)法によって形成される。
The manufacturing method of the semiconductor substrate of this invention has the following processes.
A first silicon carbide substrate having a first crystal surface and a first back surface facing each other and a first side surface connecting the first surface and the first back surface and having a single crystal structure, and a first silicon carbide substrate facing each other And a second silicon carbide substrate having a single crystal structure and a second side surface connecting the second surface and the second back surface and a second side surface connecting the second surface and the second back surface. The first and second silicon carbide substrates are arranged such that each of the first and second back surfaces faces one direction and the first and second side surfaces face each other. After this arranging step, the silicon carbide layer is formed on the first and second silicon carbide substrates so that the first and second back surfaces are connected to each other and the first and second side surfaces are filled with each other. Are formed by molecular beam epitaxy (MBE).
本製造方法によれば、第1および第2の炭化珪素基板が炭化珪素層を介して1つの半導体基板として一体化される。この半導体基板は、半導体装置が形成される基板面として、第1および第2の炭化珪素基板のそれぞれが有する第1および第2の表面の両方を含む。すなわちこの半導体基板は、第1および第2の炭化珪素基板のいずれかが単体で用いられる場合に比して、より大きな基板面を有する。よってこの半導体基板を用いることで、炭化珪素を用いた半導体装置を効率よく製造することができる。 According to this manufacturing method, the first and second silicon carbide substrates are integrated as one semiconductor substrate via the silicon carbide layer. This semiconductor substrate includes both the first and second surfaces of each of the first and second silicon carbide substrates as the substrate surface on which the semiconductor device is formed. That is, this semiconductor substrate has a larger substrate surface as compared with the case where either one of the first and second silicon carbide substrates is used alone. Therefore, by using this semiconductor substrate, a semiconductor device using silicon carbide can be efficiently manufactured.
また第1および第2の炭化珪素基板上に形成される炭化珪素層が第1および第2の炭化珪素基板と同様に炭化珪素からなるので、第1および第2の炭化珪素基板と炭化珪素層との間で諸物性が近くなる。よってこの諸物性の相違に起因した半導体基板の反りや割れを抑制することができる。 Since the silicon carbide layer formed on the first and second silicon carbide substrates is made of silicon carbide in the same manner as the first and second silicon carbide substrates, the first and second silicon carbide substrates and the silicon carbide layer are formed. Various physical properties are close to each other. Therefore, warpage and cracking of the semiconductor substrate due to the difference in various physical properties can be suppressed.
また炭化珪素層のうち第1および第2の側面が互いに対向する空間が埋められるので、この空間内に異物が蓄積されることが防止される。 In addition, since the space where the first and second side surfaces of the silicon carbide layer are opposed to each other is filled, foreign matter is prevented from accumulating in this space.
また炭化珪素層を形成するのにMBE法が用いられるので、上記空間内に炭化珪素層をより確実に形成することができ、また炭化珪素層と第1および第2の炭化珪素基板との接着強度を高くすることができる。 Further, since the MBE method is used to form the silicon carbide layer, the silicon carbide layer can be more reliably formed in the space, and the silicon carbide layer and the first and second silicon carbide substrates can be bonded. Strength can be increased.
好ましくは、炭化珪素層は単結晶構造を有する。これにより、炭化珪素層の諸物性を、同じく単結晶構造を有する第1および第2の炭化珪素基板の各々の諸物性に近づけることができる。 Preferably, the silicon carbide layer has a single crystal structure. Thereby, various physical properties of the silicon carbide layer can be brought close to various physical properties of the first and second silicon carbide substrates having the same single crystal structure.
好ましくは、炭化珪素層を形成する工程は、第1および第2の炭化珪素基板を加熱する工程と、加熱された第1および第2の炭化珪素基板上へ、Siを含む第1のガスと、Cを含む第2のガスとを導入する工程とを含む。 Preferably, the step of forming the silicon carbide layer includes the steps of heating the first and second silicon carbide substrates, and the first gas containing Si on the heated first and second silicon carbide substrates. And introducing a second gas containing C.
好ましくは、第1のガスは、シラン、ジシラン、ジクロロシラン、およびトリクロロシランの少なくともいずれかを含む。 Preferably, the first gas includes at least one of silane, disilane, dichlorosilane, and trichlorosilane.
好ましくは、第2のガスは、メタン、プロパン、およびアセチレンの少なくともいずれかを含む。 Preferably, the second gas includes at least one of methane, propane, and acetylene.
好ましくは、第1および第2の炭化珪素基板を加熱する工程は、第1および第2の炭化珪素基板を750℃以上1200℃以下の温度に加熱することにより行なわれる。これにより炭化珪素層と第1および第2の炭化珪素基板との接着強度をより高くし、かつ第1および第2の炭化珪素基板の結晶性に対するダメージを抑制することができる。 Preferably, the step of heating the first and second silicon carbide substrates is performed by heating the first and second silicon carbide substrates to a temperature of 750 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower. Thereby, the adhesive strength between the silicon carbide layer and the first and second silicon carbide substrates can be further increased, and damage to the crystallinity of the first and second silicon carbide substrates can be suppressed.
好ましくは、第1および第2のガスを導入する工程は、1×10-2Pa以下の圧力で行われる。これにより炭化珪素層と第1および第2の炭化珪素基板との接着強度をより高くすることができる。 Preferably, the step of introducing the first and second gases is performed at a pressure of 1 × 10 −2 Pa or less. Thereby, the adhesive strength between the silicon carbide layer and the first and second silicon carbide substrates can be further increased.
好ましくは、第1および第2の炭化珪素基板の各々の不純物濃度と、炭化珪素層の不純物濃度とは互いに異なる。これにより不純物濃度の異なる2層構造を有する半導体基板を得ることができる。 Preferably, the impurity concentration of each of the first and second silicon carbide substrates is different from the impurity concentration of the silicon carbide layer. Thereby, a semiconductor substrate having a two-layer structure with different impurity concentrations can be obtained.
好ましくは、第1および第2の炭化珪素基板の各々の不純物濃度よりも、炭化珪素層の不純物濃度の方が高くされる。これにより第1および第2の炭化珪素基板の各々の抵抗率に比して、炭化珪素層の抵抗率を小さくすることができる。 Preferably, the impurity concentration of the silicon carbide layer is made higher than the impurity concentration of each of the first and second silicon carbide substrates. Thereby, the resistivity of the silicon carbide layer can be reduced as compared with the resistivity of each of the first and second silicon carbide substrates.
好ましくは、炭化珪素層を形成する工程は、加熱された第1および第2の炭化珪素基板上へ、窒素を含む第3のガスと、ホスフィンを含む第4のガスとの少なくともいずれかを導入する工程を含む。これにより炭化珪素層に、NおよびPの少なくともいずれかを不純物として含有させることができる。 Preferably, the step of forming the silicon carbide layer introduces at least one of a third gas containing nitrogen and a fourth gas containing phosphine onto the heated first and second silicon carbide substrates. The process of carrying out is included. As a result, the silicon carbide layer can contain at least one of N and P as an impurity.
好ましくは、第1および第2の炭化珪素基板を配置する工程は、第1および第2の側面が互いに対向する距離が200μm以下となるように行われる。これにより上記空間を炭化珪素層で、より確実に埋めることができる。 Preferably, the step of arranging the first and second silicon carbide substrates is performed such that the distance between the first and second side surfaces facing each other is 200 μm or less. Thereby, the said space can be more reliably filled with a silicon carbide layer.
好ましくは、第1の炭化珪素基板の{0001}面に対する第1の表面のオフ角は50°以上65°以下である。また第2の炭化珪素基板の{0001}面に対する第2の表面のオフ角は50°以上65°以下である。これにより、第1および第2の表面が{0001}面である場合に比して、第1および第2の表面におけるチャネル移動度を高めることができる。 Preferably, the off angle of the first surface with respect to the {0001} plane of the first silicon carbide substrate is not less than 50 ° and not more than 65 °. The off angle of the second surface with respect to the {0001} plane of the second silicon carbide substrate is not less than 50 ° and not more than 65 °. Thereby, compared with the case where the 1st and 2nd surface is a {0001} plane, channel mobility in the 1st and 2nd surface can be raised.
好ましくは、第1の表面のオフ方位と第1の炭化珪素基板の<1−100>方向とのなす角は5°以下である。また第2の表面のオフ方位と第2の炭化珪素基板の<1−100>方向とのなす角は5°以下である。これにより、第1および第2の表面が{0001}面である場合に比して、第1および第2の表面におけるチャネル移動度を高めることができる。 Preferably, the angle formed by the off orientation of the first surface and the <1-100> direction of the first silicon carbide substrate is 5 ° or less. The angle formed between the off orientation of the second surface and the <1-100> direction of the second silicon carbide substrate is 5 ° or less. Thereby, compared with the case where the 1st and 2nd surface is a {0001} plane, channel mobility in the 1st and 2nd surface can be raised.
好ましくは、第1の炭化珪素基板の<1−100>方向における{03−38}面に対する第1の表面のオフ角は−3°以上5°以下である。また第2の炭化珪素基板の<1−100>方向における{03−38}面に対する第2の表面のオフ角は−3°以上5°以下である。これにより、第1および第2の表面が{0001}面である場合に比して、第1および第2の表面におけるチャネル移動度を高めることができる。 Preferably, the off angle of the first surface with respect to the {03-38} plane in the <1-100> direction of the first silicon carbide substrate is −3 ° to 5 °. The off angle of the second surface relative to the {03-38} plane in the <1-100> direction of the second silicon carbide substrate is −3 ° to 5 °. Thereby, compared with the case where the 1st and 2nd surface is a {0001} plane, channel mobility in the 1st and 2nd surface can be raised.
好ましくは、第1の表面のオフ方位と第1の炭化珪素基板の<11−20>方向とのなす角は5°以下である。また第2の表面のオフ方位と第2の炭化珪素基板の<11−20>方向とのなす角は5°以下である。これにより、第1および第2の表面が{0001}面である場合に比して、第1および第2の表面におけるチャネル移動度を高めることができる。 Preferably, the angle formed by the off orientation of the first surface and the <11-20> direction of the first silicon carbide substrate is 5 ° or less. The angle formed between the off orientation of the second surface and the <11-20> direction of the second silicon carbide substrate is 5 ° or less. Thereby, compared with the case where the 1st and 2nd surface is a {0001} plane, channel mobility in the 1st and 2nd surface can be raised.
以上の説明から明らかなように、本発明の半導体基板の製造方法によれば、炭化珪素を用いた半導体装置を効率よく製造するための半導体基板の製造方法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 substrate of the present invention, a method for manufacturing a semiconductor substrate for efficiently manufacturing a semiconductor device using silicon carbide 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。
(実施の形態1)
図1および図2を参照して、本実施の形態の半導体基板80は、単結晶構造を有する複数のSiC基板11〜19と、炭化珪素からなるSiC層30(炭化珪素層)とを有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
1 and 2,
SiC基板11(第1の炭化珪素基板)は、互いに対向する表面F1(第1の表面)および裏面B1(第1の裏面)と、この表面F1および裏面B1をつなぐ側面S1(第1の側面)とを有する。またSiC基板12(第2の炭化珪素基板)は、互いに対向する表面F2(第2の表面)および裏面B2(第2の裏面)と、この表面F2および裏面B2をつなぐ側面S2(第2の側面)とを有する。SiC基板13〜19の各々も、同様の表面、裏面、および側面を有する。
SiC substrate 11 (first silicon carbide substrate) includes a front surface F1 (first surface) and a back surface B1 (first back surface) facing each other, and a side surface S1 (first side surface) connecting the front surface F1 and back surface B1. ). Further, SiC substrate 12 (second silicon carbide substrate) includes surface F2 (second surface) and back surface B2 (second back surface) facing each other, and side surface S2 (second surface) connecting the surface F2 and back surface B2. Side). Each of
SiC基板11〜19は、平面状にマトリクス状に配置されている。これにより、たとえばSiC基板11および12は、裏面B1およびB2の各々が一の方向(図2における下方向)を向き、かつ側面S1およびS2が互いに対向するように配置されている。
The SiC substrates 11 to 19 are arranged in a matrix on a plane. Thereby, for example,
SiC層30は、上記のように配置されたSiC基板11〜19の各々の裏面を互いにつなぎ、かつ各々の側面が互いに対向する空間を埋めるように形成されている。より具体的にはSiC層30は、たとえば、裏面B1およびB2を互いにつなぎ、かつ側面S1およびS2が互いに対向する空間を埋めるように、SiC基板11および12上に形成されている。なおSiC層30は、その内部にボイドを有していてもよい。
上記のSiC層30によってSiC基板11〜19は互いに固定されている。SiC基板11〜19のそれぞれは同一平面上において露出した表面を有し、たとえばSiC基板11および12のそれぞれは、表面F1およびF2(図2)を有する。これにより半導体基板80はSiC基板11〜19の各々に比して大きな表面を有する。よってSiC基板11〜19の各々を単独で用いる場合に比して、半導体基板80を用いる場合、SiCを用いた半導体装置をより効率よく製造することができる。
The SiC substrates 11 to 19 are fixed to each other by the
好ましくは表面F1および表面F2は、SiC層30の表面FMによってつながっている。より好ましくは、表面FMは、表面F1およびF2の各々と同一平面上にある。
Preferably, surface F1 and surface F2 are connected by surface FM of
なお半導体基板80における表面FMと対向する位置(図2における位置C)には、突起形状または陥没形状が形成されていてもよい。
A protruding shape or a depressed shape may be formed at a position (position C in FIG. 2) facing the surface FM in the
また好ましくは、SiC基板11、12の結晶構造は六方晶系であり、より好ましくは4H−SiCまたは6H−SiCである。また好ましくは、SiC層30は単結晶構造を有する。
Also preferably, the crystal structures of the
また好ましくは、SiC基板11の{0001}面に対する表面F1のオフ角は50°以上65°以下であり、かつSiC基板12の{0001}面に対する表面F2のオフ角は50°以上65°以下である。より好ましくは、表面F1のオフ方位とSiC基板11の<1−100>方向とのなす角は5°以下であり、かつ表面F2のオフ方位とSiC基板12の<1−100>方向とのなす角は5°以下である。さらに好ましくは、SiC基板11の<1−100>方向における{03−38}面に対する表面F1のオフ角は−3°以上5°以下であり、SiC基板12の<1−100>方向における{03−38}面に対する表面F2のオフ角は−3°以上5°以下である。
Preferably, the off angle of surface F1 with respect to the {0001} plane of
なお上記において、「<1−100>方向における{03−38}面に対する表面F1のオフ角」とは、<1−100>方向および<0001>方向の張る射影面への表面F1の法線の正射影と、{03−38}面の法線とのなす角度であり、その符号は、上記正射影が<1−100>方向に対して平行に近づく場合が正であり、上記正射影が<0001>方向に対して平行に近づく場合が負である。また「<1−100>方向における{03−38}面に対する表面F2のオフ角」についても同様である。 In the above description, the “off angle of the surface F1 with respect to the {03-38} plane in the <1-100> direction” means the normal line of the surface F1 to the projecting plane extending in the <1-100> direction and the <0001> direction. Is an angle formed by the normal projection of the {03-38} plane, and the sign thereof is positive when the orthographic projection approaches parallel to the <1-100> direction. Is negative when approaching parallel to the <0001> direction. The same applies to the “off angle of the surface F2 with respect to the {03-38} plane in the <1-100> direction”.
また好ましくは、SiC基板11の{0001}面に対する表面F1のオフ角は50°以上65°以下であり、かつSiC基板12の{0001}面に対する表面F2のオフ角は50°以上65°以下であり、かつ表面F1のオフ方位とSiC基板11の<11−20>方向とのなす角は5°以下であり、かつ表面F2のオフ方位とSiC基板12の<11−20>方向とのなす角は5°以下である。
Preferably, the off angle of surface F1 with respect to the {0001} plane of
次に半導体基板80の製造方法について説明する。なお以下において説明を簡略化するためにSiC基板11〜19のうちSiC基板11および12に関してのみ言及する場合があるが、SiC基板13〜19もSiC基板11および12と同様に扱われる。
Next, a method for manufacturing the
図3を参照して、まずSiC基板11およびSiC基板12が準備される。具体的には、たとえば、六方晶系における(0001)面で成長したSiCインゴットを(03−38)面に沿って切断することによって、SiC基板11および12が準備される。好ましくは、裏面B1およびB2は研磨された面であり、より好ましくはそのラフネスがRaとして100μm以下である。
Referring to FIG. 3, first,
次にMBE法のための処理室(図示せず)内において加熱体81上に、裏面B1およびB2の各々が一の方向(図3における上方向)に露出し、かつ側面S1およびS2が互いに対向するように、SiC基板11および12が配置される。すなわちSiC基板11および12が、平面視において並ぶように配置される。
Next, in a processing chamber (not shown) for the MBE method, each of the back surfaces B1 and B2 is exposed in one direction (upward direction in FIG. 3) on the
好ましくは、側面S1およびS2が互いに対向する距離(図3における側面S1およびS2の間の距離)は、200μm以下とされる。具体的には、たとえば、同一の矩形形状を有する基板が200μm以下の間隔を空けてマトリクス状に配置されればよい。 Preferably, the distance at which side surfaces S1 and S2 face each other (the distance between side surfaces S1 and S2 in FIG. 3) is 200 μm or less. Specifically, for example, substrates having the same rectangular shape may be arranged in a matrix with an interval of 200 μm or less.
またSiC基板11および12を等間隔に設置するには、たとえば、加熱体81上に、SiC基板11および12に対応するサイズの座繰りを形成すればよい。この座繰りにSiC基板11および12を入れることで、SiC基板11および12を等間隔に設置することができる。
In order to install
また好ましくは、上記の配置は、裏面B1およびB2の各々が同一平面上に位置するか、または表面F1およびF2の各々が同一平面上に位置するように行なわれる。 Preferably, the arrangement is performed such that each of back surfaces B1 and B2 is located on the same plane, or each of front surfaces F1 and F2 is located on the same plane.
次に処理室が真空引きされることで、処理室内の圧力が、たとえば10-3Paとされる。 Next, the processing chamber is evacuated, so that the pressure in the processing chamber is, for example, 10 −3 Pa.
次に加熱体81によって加熱されることで、SiC基板11および12が所定の温度まで加熱される。好ましくは、この温度は、750℃以上1200℃以下である。より好ましくは、この温度は950℃以上であり、また1150℃以下である。
Next, by heating by
続いて一の方向(図3における上方向)から、SiC基板11および12上へ、MBE法における原料ガスとして、Siを含む第1のガスと、Cを含む第2のガスとが導入される。好ましくは、第1のガスは、シラン、ジシラン、ジクロロシラン、およびトリクロロシランの少なくともいずれかを含む。また好ましくは、第2のガスは、メタン、プロパン、およびアセチレンの少なくともいずれかを含む。また原料ガスの導入は、好ましくは処理室内の圧力が1×10-2Pa以下となるように行われ、より好ましくは1×10-3Pa以下となるように行われる。
Subsequently, a first gas containing Si and a second gas containing C are introduced as raw material gases in the MBE method onto the
また原料ガスとして、第1および第2のガスとともに、必要に応じて、Nを含む第3のガスが導入されてもよく、具体的には、窒素ガスを含む第3のガスが導入されてもよい。 Further, as the source gas, a third gas containing N may be introduced as needed together with the first and second gases. Specifically, a third gas containing nitrogen gas is introduced. Also good.
また原料ガスとして、第1および第2のガスとともに、必要に応じて、Pを含む第4のガスが導入されてもよく、具体的には、ホスフィンを含む第4のガスが導入されてもよい。 Further, as the source gas, together with the first and second gases, a fourth gas containing P may be introduced as needed. Specifically, a fourth gas containing phosphine may be introduced. Good.
図4を参照して、上記の原料ガスの導入によって、SiC基板11および12上にSiC層30が形成される。以上により半導体基板80が製造される。
Referring to FIG. 4,
なお、必要に応じて、半導体基板80の表面(図2における上面)に対する研磨が、たとえば化学的機械的研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)が行われてもよい。これにより確実に、表面F1、F2、およびFMの各々を同一平面上に位置させることができる。 If necessary, the polishing of the surface of the semiconductor substrate 80 (the upper surface in FIG. 2) may be performed, for example, by chemical mechanical polishing (CMP). Thereby, each of the surface F1, F2, and FM can be reliably located on the same plane.
本実施の形態によれば、図2に示すように、SiC基板11および12がSiC層30を介して1つの半導体基板80として一体化される。半導体基板80は、トランジスタなどの半導体装置が形成される基板面として、SiC基板のそれぞれが有する表面F1およびF2の両方を含む。すなわち半導体基板80は、SiC基板11および12のいずれかが単体で用いられる場合に比して、より大きな基板面を有する。よって半導体基板80により、SiCを用いた半導体装置を効率よく製造することができる。
According to the present embodiment, as shown in FIG. 2,
またSiC基板11および12上に形成されるSiC層30は、SiC基板11および12と同様に、炭化珪素からなる。これにより、SiC基板11および12と、SiC層30との間で、諸物性が近くなる。よってこの諸物性の相違に起因した半導体基板80の反りや割れを抑制することができる。
またSiC層30のうち側面S1およびS2が互いに対向する空間が埋められるので、この空間内に異物が蓄積されることが防止される。よって半導体基板80を用いた半導体装置の製造プロセス中に、このような異物に起因した問題が生じることが防止される。
In addition, since the space where the side surfaces S1 and S2 face each other in the
またSiC層30を形成するのにMBE法が用いられるので、上記空間内にSiC層30をより確実に形成することができる。またSiC層30と、SiC基板11および12の各々との接着強度を高くすることができる。
Moreover, since the MBE method is used to form the
また好ましくは、SiC層30は単結晶構造を有する。これにより、SiC層30の諸物性を、同じく単結晶構造を有するSiC基板11および12の各々の諸物性に近づけることができる。よってこの諸物性の相違に起因した半導体基板80の反りや割れを、より確実に抑制することができる。
Preferably,
また好ましくは、SiC基板11および12を加熱する工程は、SiC基板11および12を750℃以上1200℃以下の温度に加熱することにより行なわれる。これによりSiC層30と、SiC基板11および12の各々との接着強度をより高くし、かつSiC基板11および12の結晶性に対するダメージを抑制することができる。
Preferably, the step of heating
また好ましくは、第1および第2のガスを導入する工程は、1×10-2Pa以下の圧力で行われる。これにより、SiC層30と、SiC基板11および12の各々との接着強度をより高くすることができる。
Preferably, the step of introducing the first and second gases is performed at a pressure of 1 × 10 −2 Pa or less. Thereby, the adhesive strength between
また好ましくは、SiC基板11および12の各々の不純物濃度と、SiC層30の不純物濃度とは互いに異なる。これにより不純物濃度の異なる2層構造を有する半導体基板を得ることができる。
Preferably, the impurity concentrations of
また好ましくは、SiC基板11および12の各々の不純物濃度よりも、SiC層30の不純物濃度の方が高くされる。これによりSiC基板11および12の各々の抵抗率に比して、SiC層30の抵抗率を小さくすることができる。
Preferably, the impurity concentration of
また好ましくは、SiC層30を形成する工程は、加熱されたSiC基板11および12上へ、Nを含む第3のガスと、Pを含む第4のガスとの少なくともいずれかを導入する工程を含む。これによりSiC層30に、NおよびPの少なくともいずれかを不純物として含有させることができる。
Preferably, the step of forming
また好ましくは、SiC基板11および12を配置する工程は、側面S1およびS2が互いに対向する距離が200μm以下となるように行われる。これにより上記空間をSiC層30で、より確実に埋めることができる。
Preferably, the step of arranging
また好ましくは、上記の実施形態において、SiC基板11の{0001}面に対する表面F1のオフ角は50°以上65°以下であり、かつSiC基板12の{0001}面に対する表面F2のオフ角は50°以上65°以下である。これにより、表面F1およびF2が{0001}面である場合に比して、表面F1およびF2におけるチャネル移動度を高めることができる。
Preferably, in the above embodiment, the off angle of the surface F1 with respect to the {0001} plane of the
また好ましくは、表面F1のオフ方位とSiC基板11の<1−100>方向とのなす角は5°以下であり、かつ表面F2のオフ方位とSiC基板12の<1−100>方向とのなす角は5°以下である。これにより表面F1およびF2におけるチャネル移動度をより高めることができる。
Preferably, the angle formed between the off orientation of surface F1 and the <1-100> direction of
また好ましくは、SiC基板11の<1−100>方向における{03−38}面に対する表面F1のオフ角は−3°以上5°以下であり、SiC基板12の<1−100>方向における{03−38}面に対する表面F2のオフ角は−3°以上5°以下である。これにより表面F1およびF2におけるチャネル移動度をさらに高めることができる。
Preferably, the off angle of the surface F1 with respect to the {03-38} plane in the <1-100> direction of the
また好ましくは、表面F1のオフ方位とSiC基板11の<11−20>方向とのなす角は5°以下であり、かつ表面F2のオフ方位とSiC基板12の<11−20>方向とのなす角は5°以下である。これにより、表面F1およびF2が{0001}面である場合に比して、表面F1およびF2におけるチャネル移動度を高めることができる。
Preferably, the angle formed by the off orientation of surface F1 and the <11-20> direction of
次に上記の半導体基板80の製造に適した製造条件を検討した結果について、以下に説明する。
Next, the results of studying manufacturing conditions suitable for manufacturing the
第1に、SiC基板11および12が加熱される温度の検討を行った。その結果、この温度が700℃の場合は、SiC層30と、SiC基板11および12の各々との接着が困難であったが、750℃の場合はこの接着を行うことができ、さらに950℃、1150℃、1200℃、および1250℃の場合はこの接着をより強固に行うことができた。またこの温度が1250℃の場合は、SiC基板11および12の結晶性に対するダメージが大きかったが、1200℃の場合はこのダメージを抑えることができ、さらに1150℃、950℃、750℃、および700℃の場合はこのダメージをより抑えることができた。この結果から、SiC層30と、SiC基板11および12の各々とをより確実に接着し、かつSiC基板11および12の結晶性に対するダメージを抑制するためには、この温度は750℃以上1200℃以下が好ましいことがわかった。
First, the temperature at which SiC substrates 11 and 12 were heated was examined. As a result, when the temperature is 700 ° C., it is difficult to bond the
第2に、原料ガスの導入が行われる圧力の検討を行った。その結果、この圧力が1×10-1Paの場合は、SiC層30と、SiC基板11および12の各々との接着が困難であったが、1×10-2Paの場合はこの接着を行うことができ、さらに1×10-3Paおよび1×10-4Paの場合はこの接着をより強固に行うことができた。この結果から、SiC層30と、SiC基板11および12の各々とをより確実に接着するためには、この圧力は1×10-2Pa以下が好ましいことがわかった。
Second, the pressure at which the raw material gas was introduced was examined. As a result, when this pressure was 1 × 10 −1 Pa, it was difficult to bond the
(実施の形態2)
図5を参照して、本実施の形態の半導体装置100は、縦型DiMOSFET(Double Implanted Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であって、基板80、バッファ層121、耐圧保持層122、p領域123、n+領域124、p+領域125、酸化膜126、ソース電極111、上部ソース電極127、ゲート電極110、およびドレイン電極112を有する。
(Embodiment 2)
Referring to FIG. 5,
基板80は、本実施の形態においてはn型の導電型を有し、また実施の形態1で説明したように、SiC層30およびSiC基板11を有する。ドレイン電極112は、SiC基板11との間にSiC層30を挟むように、SiC層30上に設けられている。バッファ層121は、SiC層30との間にSiC基板11を挟むように、SiC基板11上に設けられている。
バッファ層121は、導電型がn型であり、その厚さはたとえば0.5μmである。またバッファ層121におけるn型の導電性不純物の濃度は、たとえば5×1017cm-3である。
耐圧保持層122は、バッファ層121上に形成されており、また導電型がn型の炭化ケイ素からなる。たとえば、耐圧保持層122の厚さは10μmであり、そのn型の導電性不純物の濃度は5×1015cm-3である。
The breakdown
この耐圧保持層122の表面には、導電型がp型である複数のp領域123が互いに間隔を隔てて形成されている。p領域123の内部において、p領域123の表面層にn+領域124が形成されている。また、このn+領域124に隣接する位置には、p+領域125が形成されている。一方のp領域123におけるn+領域124上から、p領域123、2つのp領域123の間において露出する耐圧保持層122、他方のp領域123および当該他方のp領域123におけるn+領域124上にまで延在するように、酸化膜126が形成されている。酸化膜126上にはゲート電極110が形成されている。また、n+領域124およびp+領域125上にはソース電極111が形成されている。このソース電極111上には上部ソース電極127が形成されている。
On the surface of the breakdown
酸化膜126と、半導体層としてのn+領域124、p+領域125、p領域123および耐圧保持層122との界面から10nm以内の領域における窒素原子濃度の最大値は1×1021cm-3以上となっている。これにより、特に酸化膜126下のチャネル領域(酸化膜126に接する部分であって、n+領域124と耐圧保持層122との間のp領域123の部分)の移動度を向上させることができる。
The maximum value of the nitrogen atom concentration in the region within 10 nm from the interface between the
次に半導体装置100の製造方法について説明する。なお図7〜図10においてはSiC基板11〜19(図1)のうちSiC基板11の近傍における工程のみを示すが、SiC基板12〜SiC基板19の各々の近傍においても、同様の工程が行なわれる。
Next, a method for manufacturing the
まず基板準備工程(ステップS110:図6)にて、半導体基板80(図1および図2)が準備される。半導体基板80の導電型はn型とされる。
First, in the substrate preparation step (step S110: FIG. 6), the semiconductor substrate 80 (FIGS. 1 and 2) is prepared. The conductivity type of the
図7を参照して、エピタキシャル層形成工程(ステップS120:図6)により、バッファ層121および耐圧保持層122が、以下のように形成される。
Referring to FIG. 7,
まず基板80の表面上にバッファ層121が形成される。バッファ層121は、導電型がn型の炭化ケイ素からなり、たとえば厚さ0.5μmのエピタキシャル層である。またバッファ層121における導電型不純物の濃度は、たとえば5×1017cm-3とされる。
First, the
次にバッファ層121上に耐圧保持層122が形成される。具体的には、導電型がn型の炭化ケイ素からなる層が、エピタキシャル成長法によって形成される。耐圧保持層122の厚さは、たとえば10μmとされる。また耐圧保持層122におけるn型の導電性不純物の濃度は、たとえば5×1015cm-3である。
Next, the breakdown
図8を参照して、注入工程(ステップS130:図6)により、p領域123と、n+領域124と、p+領域125とが、以下のように形成される。
Referring to FIG. 8,
まず導電型がp型の不純物が耐圧保持層122の一部に選択的に注入されることで、p領域123が形成される。次に、n型の導電性不純物を所定の領域に選択的に注入することによってn+領域124が形成され、また導電型がp型の導電性不純物を所定の領域に選択的に注入することによってp+領域125が形成される。なお不純物の選択的な注入は、たとえば酸化膜からなるマスクを用いて行われる。
First, an impurity having a p-type conductivity is selectively implanted into a part of the breakdown
このような注入工程の後、活性化アニール処理が行われる。たとえば、アルゴン雰囲気中、加熱温度1700℃で30分間のアニールが行われる。 After such an implantation step, an activation annealing process is performed. For example, annealing is performed in an argon atmosphere at a heating temperature of 1700 ° C. for 30 minutes.
図9を参照して、ゲート絶縁膜形成工程(ステップS140:図6)が行われる。具体的には、耐圧保持層122と、p領域123と、n+領域124と、p+領域125との上を覆うように、酸化膜126が形成される。この形成はドライ酸化(熱酸化)により行われてもよい。ドライ酸化の条件は、たとえば、加熱温度が1200℃であり、また加熱時間が30分である。
Referring to FIG. 9, a gate insulating film forming step (step S140: FIG. 6) is performed. Specifically,
その後、窒素アニール工程(ステップS150)が行われる。具体的には、一酸化窒素(NO)雰囲気中でのアニール処理が行われる。この処理の条件は、たとえば加熱温度が1100℃であり、加熱時間が120分である。この結果、耐圧保持層122、p領域123、n+領域124、およびp+領域125の各々と、酸化膜126との界面近傍に、窒素原子が導入される。
Thereafter, a nitrogen annealing step (step S150) is performed. Specifically, an annealing process is performed in a nitrogen monoxide (NO) atmosphere. For example, the heating temperature is 1100 ° C. and the heating time is 120 minutes. As a result, nitrogen atoms are introduced in the vicinity of the interface between each of the breakdown
なおこの一酸化窒素を用いたアニール工程の後、さらに不活性ガスであるアルゴン(Ar)ガスを用いたアニール処理が行われてもよい。この処理の条件は、たとえば、加熱温度が1100℃であり、加熱時間が60分である。 Note that an annealing process using an argon (Ar) gas that is an inert gas may be performed after the annealing process using nitrogen monoxide. The conditions for this treatment are, for example, a heating temperature of 1100 ° C. and a heating time of 60 minutes.
図10を参照して、電極形成工程(ステップS160:図6)により、ソース電極111およびドレイン電極112が、以下のように形成される。
Referring to FIG. 10,
まず酸化膜126上に、フォトリソグラフィ法を用いて、パターンを有するレジスト膜が形成される。このレジスト膜をマスクとして用いて、酸化膜126のうちn+領域124およびp+領域125上に位置する部分がエッチングにより除去される。これにより酸化膜126に開口部が形成される。次に、この開口部においてn+領域124およびp+領域125の各々と接触するように導電体膜が形成される。次にレジスト膜を除去することにより、上記導体膜のうちレジスト膜上に位置していた部分の除去(リフトオフ)が行われる。この導体膜は、金属膜であってもよく、たとえばニッケル(Ni)からなる。このリフトオフの結果、ソース電極111が形成される。
First, a resist film having a pattern is formed on the
なお、ここでアロイ化のための熱処理が行なわれることが好ましい。たとえば、不活性ガスであるアルゴン(Ar)ガスの雰囲気中、加熱温度950℃で2分の熱処理が行なわれる。 In addition, it is preferable that the heat processing for alloying is performed here. For example, heat treatment is performed for 2 minutes at a heating temperature of 950 ° C. in an atmosphere of argon (Ar) gas that is an inert gas.
再び図5を参照して、ソース電極111上に上部ソース電極127が形成される。また、基板80の裏面上にドレイン電極112が形成される。以上により、半導体装置100が得られる。
Referring to FIG. 5 again,
なお本実施の形態における導電型が入れ替えられた構成、すなわちp型とn型とが入れ替えられた構成を用いることもできる。 Note that a structure in which the conductivity types in this embodiment are switched, that is, a structure in which the p-type and the n-type are replaced can also be used.
また縦型DiMOSFETを例示したが、本発明の半導体基板を用いて他の半導体装置が製造されてもよく、たとえばRESURF−JFET(Reduced Surface Field-Junction Field Effect Transistor)またはショットキーダイオードが製造されてもよい。 Although a vertical DiMOSFET is illustrated, other semiconductor devices may be manufactured using the semiconductor substrate of the present invention. For example, a RESURF-JFET (Reduced Surface Field-Junction Field Effect Transistor) or a Schottky diode is manufactured. Also good.
(付記1)
本発明の半導体基板は、以下の製造方法で作製されたものである。
(Appendix 1)
The semiconductor substrate of the present invention is manufactured by the following manufacturing method.
互いに対向する第1の表面および第1の裏面と第1の表面および第1の裏面をつなぐ第1の側面とを有しかつ単結晶構造を有する第1の炭化珪素基板と、互いに対向する第2の表面および第2の裏面と第2の表面および第2の裏面をつなぐ第2の側面とを有しかつ単結晶構造を有する第2の炭化珪素基板とが準備される。第1および第2の裏面の各々が一の方向を向き、かつ第1および第2の側面が互いに対向するように、第1および第2の炭化珪素基板が配置される。この配置する工程の後に、第1および第2の裏面を互いにつなぎ、かつ第1および第2の側面が互いに対向する空間を埋めるように、第1および第2の炭化珪素基板上に炭化珪素層が分子線エピタキシ法によって形成される。 A first silicon carbide substrate having a first crystal surface and a first back surface facing each other and a first side surface connecting the first surface and the first back surface and having a single crystal structure, and a first silicon carbide substrate facing each other And a second silicon carbide substrate having a single crystal structure and a second side surface connecting the second surface and the second back surface and a second side surface connecting the second surface and the second back surface. The first and second silicon carbide substrates are arranged such that each of the first and second back surfaces faces one direction and the first and second side surfaces face each other. After this disposing step, the silicon carbide layer is formed on the first and second silicon carbide substrates so as to connect the first and second back surfaces to each other and to fill a space where the first and second side surfaces oppose each other. Is formed by molecular beam epitaxy.
(付記2)
本発明の半導体装置は、以下の製造方法で作製された半導体基板を用いて作製されたものである。
(Appendix 2)
The semiconductor device of the present invention is manufactured using a semiconductor substrate manufactured by the following manufacturing method.
互いに対向する第1の表面および第1の裏面と第1の表面および第1の裏面をつなぐ第1の側面とを有しかつ単結晶構造を有する第1の炭化珪素基板と、互いに対向する第2の表面および第2の裏面と第2の表面および第2の裏面をつなぐ第2の側面とを有しかつ単結晶構造を有する第2の炭化珪素基板とが準備される。第1および第2の裏面の各々が一の方向を向き、かつ第1および第2の側面が互いに対向するように、第1および第2の炭化珪素基板が配置される。この配置する工程の後に、第1および第2の裏面を互いにつなぎ、かつ第1および第2の側面が互いに対向する空間を埋めるように、第1および第2の炭化珪素基板上に炭化珪素層が分子線エピタキシ法によって形成される。 A first silicon carbide substrate having a first crystal surface and a first back surface facing each other and a first side surface connecting the first surface and the first back surface and having a single crystal structure, and a first silicon carbide substrate facing each other And a second silicon carbide substrate having a single crystal structure and a second side surface connecting the second surface and the second back surface and a second side surface connecting the second surface and the second back surface. The first and second silicon carbide substrates are arranged such that each of the first and second back surfaces faces one direction and the first and second side surfaces face each other. After this disposing step, the silicon carbide layer is formed on the first and second silicon carbide substrates so as to connect the first and second back surfaces to each other and to fill a space where the first and second side surfaces oppose each other. Is formed by molecular beam epitaxy.
今回開示された実施の形態および実施例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て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 embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and should not be construed as being 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.
本発明の半導体基板の製造方法は、単結晶構造を有する炭化珪素からなる部分を含む半導体基板の製造方法に、特に有利に適用され得る。 The method for manufacturing a semiconductor substrate of the present invention can be particularly advantageously applied to a method for manufacturing a semiconductor substrate including a portion made of silicon carbide having a single crystal structure.
11 SiC基板(第1の炭化珪素基板)、12 SiC基板(第2の炭化珪素基板)、13〜19 SiC基板、30 SiC層(炭化珪素層)、80 半導体基板、81 加熱体、100 半導体装置。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記第1および第2の裏面の各々が一の方向を向き、かつ前記第1および第2の側面が互いに対向するように、前記第1および第2の炭化珪素基板を配置する工程と、
前記配置する工程の後に、前記第1および第2の裏面を互いにつなぎ、かつ前記第1および第2の側面が互いに対向する空間を埋めるように、前記第1および第2の炭化珪素基板上に炭化珪素層を分子線エピタキシ法によって形成する工程とを備えた、半導体基板の製造方法。 A first silicon carbide substrate having a first crystal surface and a first back surface facing each other and a first side surface connecting the first surface and the first back surface and having a single crystal structure, and facing each other Preparing a second silicon carbide substrate having a single crystal structure and having a second surface and a second back surface and a second side surface connecting the second surface and the second back surface; ,
Disposing the first and second silicon carbide substrates such that each of the first and second back surfaces faces one direction and the first and second side surfaces oppose each other;
After the arranging step, the first and second silicon carbide substrates are formed on the first and second silicon carbide substrates so that the first and second back surfaces are connected to each other and the first and second side surfaces are opposed to each other. Forming a silicon carbide layer by a molecular beam epitaxy method.
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013011751A1 (en) * | 2011-07-20 | 2013-01-24 | 住友電気工業株式会社 | Silicon carbide substrate, semiconductor device, method for producing silicon carbide substrate, and method for manufacturing semiconductor device |
| JPWO2013011751A1 (en) * | 2011-07-20 | 2015-02-23 | 住友電気工業株式会社 | Silicon carbide substrate, semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US9105756B2 (en) | 2011-07-20 | 2015-08-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon carbide substrate, semiconductor device, and methods for manufacturing them |
| JP2015221750A (en) * | 2011-07-20 | 2015-12-10 | 住友電気工業株式会社 | Silicon carbide substrate, semiconductor device and production method of them |
| JP2016153371A (en) * | 2011-07-20 | 2016-08-25 | 住友電気工業株式会社 | Silicon carbide substrate |
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