[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

本申请是申请日为2004年12月21日、申请号为200480039187.0、发明名称为“半导体装置的制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及使用了碳化硅半导体基板的半导体装置的制造方法。

背景技术

在使用了碳化硅(SiC)半导体基板的半导体装置的制造工序中，通过离子注入和之后进行的退火(热处理)而在碳化硅半导体基板的表面上形成杂质区域。

离子注入后的退火，例如在配置于石英管(tube)内的石墨(graphite)制的感受器(suscepter)上，将离子注入后的碳化硅半导体基板的表面(器件形成面)朝上装载，在该状态下，向盘绕在石英管外表面的线圈提供高频电力，通过使感受器高频感应加热而实现。退火时的感受器的温度为1600～1800℃，通过来自该高温的感受器的受热，激活注入到碳化硅半导体基板的表面的离子(杂质)。

但是，在如上所述的退火的方法中，碳化硅半导体基板的表面的Si原子通过升华而进入到环境气氛中，另外，在碳化硅半导体基板的表面上，发生Si原子或C原子的移动(migration)，其结果是，SiC的晶体结构发生变化，存在碳化硅半导体基板的表面变粗糙的问题。

另外，作为其它的现有技术，有如下方法：使碳化硅制的盖帽(cap)接触到装载于感受器上的碳化硅半导体基板的表面，在以该盖帽覆盖碳化硅半导体基板的表面的状态下，进行碳化硅半导体基板的退火，但即使在该方法中，也存在碳化硅半导体基板上发生表面粗糙的危险。即，在碳化硅半导体基板的表面接触碳化硅制的盖帽时，由于Si原子的升华在高温侧发生，所以若碳化硅半导体基板比碳化硅制的盖帽温度高，则碳化硅半导体基板表面的Si原子升华，其表面的SiC晶体结构发生变化。另外，由于升华后的Si原子会从高温侧向低温侧移动，所以在碳化硅制的盖帽比碳化硅半导体基板温度高时，Si原子从碳化硅制的盖帽升华，该升华后的Si原子会附着在碳化硅半导体基板的表面上。所以，无论碳化硅半导体基板和碳化硅制的盖帽中的哪一个温度高，都存在碳化硅半导体基板的表面变粗糙的危险。

进而，在特开2001—68428号公报中，公开了如下方案：通过在碳化硅半导体基板的表面上形成保护膜并进行退火，从而防止在该退火时的碳化硅半导体基板的表面粗糙或从碳化硅半导体基板的表面开始的杂质(硼)原子的扩散。但是，在该方案涉及的方法中，必须在退火之后通过等离子蚀刻等去除保护膜，由于制造工序数增加、制造成本也提高，所以不能称之为优选的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体装置的制造方法，其不会带来制造工序数的增加等，能够防止由退火引起的碳化硅半导体基板的表面粗糙。

本发明的半导体装置的制造方法，是在碳化硅半导体基板的表面上形成杂质区域来制造半导体装置的方法，该方法包括：基板保持工序，使碳化硅半导体基板以其背面接触碳制的感受器的状态进行保持；发热部件接触工序，使碳制的发热部件与选择性地离子注入了杂质元素的碳化硅半导体的表面接触；和热处理工序，在上述发热部件与碳化硅半导体的表面接触的状态下，热处理该碳化硅半导体，上述发热部件接触工序，是使上述发热部件接触由上述感受器保持的碳化硅半导体基板的表面的工序，上述热处理工序，是通过进行高频感应加热使上述感受器及发热部件发热而完成热处理的工序。

根据本发明，可在发热部件接触到碳化硅半导体基板的表面的状态下进行热处理(退火)。

在该热处理时，若发热部件比碳化硅半导体基板温度高，则不会引起从碳化硅半导体基板的表面向发热部件的Si原子的升华。另外，由于构成发热部件的碳超过3000℃也不会融化，所以即使进行比较高温(1600～1800℃)的退火，也不会发生碳从发热部件开始熔融或升华，发热部件的碳也不会附着到碳化硅半导体基板的表面上。进而，若将热处理时间设为短时间，则还可以防止在碳化硅半导体基板的表面发生Si原子或C原子的移动。因此，根据上述方法，不会带来制造工序的增加等，且能够防止碳化硅半导体基板的表面粗糙。

上述半导体装置的制造方法，优选还包括使碳化硅半导体基板以其背面接触碳制的感受器的状态进行保持的基板保持工序，上述发热部件接触工序，是使上述发热部件接触由上述感受器保持的碳化硅半导体基板的表面的工序，上述热处理工序，是通过进行高频感应加热使上述感受器及发热部件发热而完成热处理的工序。