本發(fā)明涉及碳化硅外延晶片的制造方法、碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法及碳化硅外延晶片的制造裝置。

背景技術(shù)：

近年，與硅半導(dǎo)體相比帶隙、絕緣擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度、飽和漂移速度、導(dǎo)熱度都相對(duì)較大的碳化硅(下面記為sic)半導(dǎo)體主要作為電力控制用功率器件材料而受到矚目。事實(shí)上，使用了該sic半導(dǎo)體的功率器件能夠?qū)崿F(xiàn)電力損耗的大幅降低、小型化等，能夠?qū)崿F(xiàn)電源電力變換時(shí)的節(jié)能化，因此在電動(dòng)汽車的高性能化、太陽能電池系統(tǒng)等的高功能化等實(shí)現(xiàn)低碳社會(huì)的方面成為關(guān)鍵器件。作為功率器件，列舉出mosfet(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor)、肖特基勢(shì)壘二極管、igbt(insulatedgatebipolartransistor)以及各種二極管等。

在制作sic功率器件時(shí)，大多在sic塊狀單晶襯底之上，預(yù)先通過熱cvd法(熱化學(xué)氣相沉積法)等使半導(dǎo)體器件的有源區(qū)域進(jìn)行外延生長(zhǎng)。在這里所謂的有源區(qū)域是對(duì)晶體中的摻雜密度及膜厚進(jìn)行了精密控制而形成的包含生長(zhǎng)方向軸的剖面區(qū)域。除了塊狀單晶襯底以外還需要上述這種外延生長(zhǎng)層的理由在于，根據(jù)器件的規(guī)格，摻雜密度及膜厚大致已確定，另外，通常，作為摻雜密度及膜厚的精度而言，要求比塊狀單晶襯底更高的精度。

下面，將向sic塊狀單晶襯底之上形成了外延生長(zhǎng)層的晶片稱為外延晶片。碳化硅半導(dǎo)體裝置是對(duì)碳化硅外延晶片實(shí)施各種加工而制作的，但如果存在由于碳化硅襯底及碳化硅外延生長(zhǎng)層的生長(zhǎng)時(shí)的不良而引起的碳化硅外延晶片的缺陷，則會(huì)在碳化硅半導(dǎo)體裝置局部地出現(xiàn)無法保持高電壓的部位，產(chǎn)生漏電流。如果這種缺陷的密度增加，則碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造時(shí)的良品率降低。

作為碳化硅外延晶片的制造裝置，公開了例如由包覆(coating)了碳化硅后的石墨制的部件形成承受器的裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。另外，公開了下述技術(shù)，即，為了減少在外延膜的形成時(shí)向承受器的由原料氣體而引起的膜的附著，而在包覆了碳化硅后的石墨制承受器的表面覆蓋有sio2膜或者si3n4膜(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。

專利文獻(xiàn)1：日本專利第4534978號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2013-16562號(hào)公報(bào)

在生長(zhǎng)爐的內(nèi)壁也會(huì)附著碳化硅，由于該碳化硅在構(gòu)造上較脆，因此容易成為碳化硅顆粒。如果碳化硅顆粒附著于碳化硅晶片的表面，則以該部位為起點(diǎn)而產(chǎn)生掉落物缺陷、三角缺陷等晶體缺陷，存在器件的成品率變差這樣的問題。另外，在將sio2膜或者si3n4膜覆蓋于承受器的表面的情況下，如果使碳化硅進(jìn)行外延生長(zhǎng)，則這些膜與碳化硅的密接性差，容易產(chǎn)生碳化硅顆粒，存在晶體缺陷進(jìn)一步增大這樣的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是為了解決上述課題而提出的，其目的在于得到能夠?qū)w缺陷少的碳化硅外延晶片進(jìn)行制造的碳化硅外延晶片的制造方法、碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法及碳化硅外延晶片的制造裝置。

本發(fā)明涉及的碳化硅外延晶片的制造方法的特征在于，具有：穩(wěn)定化工序，使在生長(zhǎng)爐的內(nèi)壁附著的碳化硅進(jìn)行氮化、氧化或者氮氧化而得到穩(wěn)定化；搬入工序，在所述穩(wěn)定化工序之后，將襯底搬入至所述生長(zhǎng)爐內(nèi)；以及生長(zhǎng)工序，在所述搬入工序之后，將工藝氣體導(dǎo)入至所述生長(zhǎng)爐內(nèi)，在所述襯底之上使碳化硅外延層進(jìn)行生長(zhǎng)而制造碳化硅外延晶片。

發(fā)明的效果

在本發(fā)明中，通過在進(jìn)行外延生長(zhǎng)之前使在生長(zhǎng)爐的內(nèi)壁附著的碳化硅進(jìn)行氮化而得到穩(wěn)定化，從而能夠?qū)μ蓟桀w粒的產(chǎn)生進(jìn)行抑制。由此，能夠制造由碳化硅顆粒引起的晶體缺陷少的碳化硅外延晶片。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的碳化硅外延晶片的制造裝置的剖視圖。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的碳化硅外延晶片的制造方法的流程圖。

圖3是表示對(duì)進(jìn)行了氮化工序的情況下和未進(jìn)行氮化工序的情況下的碳化硅外延晶片的晶片表面缺陷密度進(jìn)行比較的結(jié)果的圖。

圖4是表示使用通過本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的方法制造的碳化硅外延晶片而制造出的mosfet的剖視圖。

圖5是表示使用通過本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的方法制造的碳化硅外延晶片而制造出的肖特基勢(shì)壘二極管的剖視圖。

圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的碳化硅外延晶片的制造方法的流程圖。

圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的碳化硅外延晶片的制造方法的生長(zhǎng)時(shí)序圖。

圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5涉及的碳化硅外延晶片的制造方法的流程圖。

標(biāo)號(hào)的說明

1生長(zhǎng)爐，2碳化硅襯底，3晶片托架，4第1氣體導(dǎo)入口，6第2氣體導(dǎo)入口，7氣體排氣口

具體實(shí)施方式

參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的碳化硅外延晶片的制造方法、碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法及碳化硅外延晶片的制造裝置進(jìn)行說明。對(duì)相同或?qū)?yīng)的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，有時(shí)省略重復(fù)說明。

實(shí)施方式1.

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的碳化硅外延晶片的制造裝置的剖視圖。在進(jìn)行外延生長(zhǎng)的生長(zhǎng)爐1內(nèi)，設(shè)置有對(duì)碳化硅襯底2進(jìn)行載置的晶片托架3。第1氣體導(dǎo)入口4將載氣和原料氣體導(dǎo)入至生長(zhǎng)爐1內(nèi)，作為用于使碳化硅外延層進(jìn)行生長(zhǎng)的工藝氣體。第1氣體排氣口5將工藝氣體從生長(zhǎng)爐1排出。

在外延生長(zhǎng)工序中，在碳化硅襯底2之上生長(zhǎng)出碳化硅外延層，但與此同時(shí)，在生長(zhǎng)爐1的內(nèi)壁、晶片托架3以及其他爐內(nèi)部件處也附著碳化硅外延膜的生成物，呈樹枝狀生長(zhǎng)。并且，由于氣體導(dǎo)入時(shí)的氣流的變動(dòng)，構(gòu)造上脆弱的樹枝狀的細(xì)的部位被切斷及剝離，產(chǎn)生碳化硅顆粒。

該碳化硅顆粒會(huì)由于在外延生長(zhǎng)工序中從開始導(dǎo)入工藝氣體起至達(dá)到所設(shè)定的壓力為止發(fā)生的氣流的變動(dòng)而大量地產(chǎn)生。如果以在碳化硅襯底2的外延生長(zhǎng)面附著有碳化硅顆粒的狀態(tài)進(jìn)行外延生長(zhǎng)，則會(huì)以碳化硅顆粒為起點(diǎn)發(fā)生異常生長(zhǎng)，形成掉落物缺陷及三角缺陷等晶體缺陷。

因此，第2氣體導(dǎo)入口6將穩(wěn)定化氣體導(dǎo)入至生長(zhǎng)爐1內(nèi)，該穩(wěn)定化氣體用于使在生長(zhǎng)爐1的內(nèi)壁附著的碳化硅進(jìn)行氮化而得到穩(wěn)定化。第2氣體排氣口7將穩(wěn)定化氣體從生長(zhǎng)爐1排出。氣體導(dǎo)入條件控制部8對(duì)工藝氣體及穩(wěn)定化氣體的導(dǎo)入條件進(jìn)行控制。第2氣體導(dǎo)入口6經(jīng)由氣體流量控制裝置和壓力控制裝置，與穩(wěn)定化氣體的氣瓶連接。

作為用于氮化的穩(wěn)定化氣體，使用氮?dú)狻h3氣體等含有氮元素的氣體。由于穩(wěn)定化氣體不是蝕刻氣體，因此無需擔(dān)心在承受器氮化工序中晶片托架3或者生長(zhǎng)爐1內(nèi)的部件的保護(hù)膜即sic覆膜被蝕刻，容易進(jìn)行管理。

另外，設(shè)置有使在生長(zhǎng)爐1的內(nèi)壁附著的碳化硅的最表面進(jìn)行氮化或者使碳化硅膜的最表面原子形成氮末端的氮化專用的第2氣體導(dǎo)入口6和第2氣體排氣口7。由此，能夠?qū)λ街奶蓟韪咝У剡M(jìn)行氮化，因此能夠使碳化硅膜的結(jié)合狀態(tài)穩(wěn)定化而對(duì)碳化硅顆粒的產(chǎn)生進(jìn)行抑制。

對(duì)晶片進(jìn)行載置的晶片托架3的載置面以及碳化硅襯底2的外延生長(zhǎng)面與生長(zhǎng)爐1的頂棚面相對(duì)。因此，在位于與碳化硅襯底2的外延生長(zhǎng)面相對(duì)的位置處的生長(zhǎng)爐1的頂棚面附著的碳化硅顆粒與在生長(zhǎng)爐1的其他部位附著的碳化硅顆粒相比容易成為晶體缺陷的誘因。另外，由于生長(zhǎng)爐1的頂棚面所附著的碳化硅顆粒的量比生長(zhǎng)爐1的其他部位多，因此需要重點(diǎn)地進(jìn)行氮化。因此，第2氣體導(dǎo)入口6在生長(zhǎng)爐1的側(cè)面的上部與晶片托架3相比設(shè)置于上方。由此，承受器氮化用氣體沿生長(zhǎng)爐1的頂棚面進(jìn)行流動(dòng)，因此能夠高效地使在與碳化硅襯底2的外延生長(zhǎng)面相對(duì)的生長(zhǎng)爐1的頂棚面附著的碳化硅顆粒進(jìn)行氮化。

第2氣體排氣口7是穩(wěn)定化氣體專用的氣體排氣口，在生長(zhǎng)爐1的下部與晶片托架3相比設(shè)置于下方。由此，生長(zhǎng)爐1的側(cè)面和晶片托架3的下部區(qū)域也能夠得到氮化，因此能夠使生長(zhǎng)爐1內(nèi)整體進(jìn)行氮化。

在外延生長(zhǎng)工序中，在生長(zhǎng)爐1內(nèi)，外延生長(zhǎng)用工藝氣體沿水平方向(圖1的紙面的左右方向)進(jìn)行流動(dòng)，因此第1氣體排氣口5設(shè)置于第1氣體導(dǎo)入口4的相反側(cè)。這是為了在碳化硅襯底2之上使碳化硅外延膜均勻地進(jìn)行生長(zhǎng)所需的結(jié)構(gòu)。

在氮化工序中，既可以使用外延生長(zhǎng)用第1氣體排氣口5，也可以使用穩(wěn)定化氣體專用的第2氣體排氣口7。在氮化工序時(shí)使用第1氣體排氣口5的情況下，能夠有效地對(duì)生長(zhǎng)爐1的頂棚面(頂面)和晶片托架3進(jìn)行氮化。另一方面，在氮化工序時(shí)使用第2氣體排氣口7的情況下，能夠使生長(zhǎng)爐1內(nèi)整體進(jìn)行氮化。這樣，由于通過對(duì)氣體排氣口進(jìn)行組合而能夠?qū)σ某惺芷鞯膮^(qū)域進(jìn)行選擇，因此更優(yōu)選設(shè)置獨(dú)立的氣體排氣口。另外，氮化專用的第2氣體排氣口7能夠與外延生長(zhǎng)用第1氣體排氣口5同時(shí)進(jìn)行使用，能夠共用外延生長(zhǎng)用真空泵、壓力調(diào)整閥等。

另外，氣體導(dǎo)入條件控制部8對(duì)與第1氣體導(dǎo)入口4及第2氣體導(dǎo)入口6連接的氣體流量控制裝置和壓力控制裝置進(jìn)行控制，對(duì)工藝氣體或穩(wěn)定化氣體的氣體流量或壓力進(jìn)行控制，以在后面敘述的氮化條件下實(shí)施氮化。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的碳化硅外延晶片的制造方法的流程圖。下面，使用圖1、2對(duì)碳化硅外延晶片的制造方法進(jìn)行說明。

首先，從第1氣體導(dǎo)入口4將穩(wěn)定化氣體導(dǎo)入至生長(zhǎng)爐1內(nèi)，使在生長(zhǎng)爐1的內(nèi)壁附著的碳化硅進(jìn)行氮化而得到穩(wěn)定化(步驟s1)。將該工序稱為氮化工序(穩(wěn)定化工序)。另外，如果在將晶片托架3搬入至生長(zhǎng)爐1內(nèi)的狀態(tài)下進(jìn)行氮化工序，則也能夠?qū)υ诰屑?附著的碳化硅進(jìn)行氮化。

在這里，對(duì)氮化工序的條件進(jìn)行說明。首先，使生長(zhǎng)爐1內(nèi)升溫至900度。在保持為900度的狀態(tài)下從第2氣體導(dǎo)入口6以流量10slm對(duì)例如nh3氣體進(jìn)行供給。在將nh3氣體供給5分鐘之后，停止氣體供給，使生長(zhǎng)爐1內(nèi)的溫度降溫至室溫。由此，使在生長(zhǎng)爐1的內(nèi)壁以及晶片托架3附著的碳化硅的最表面進(jìn)行氮化，或者使碳化硅膜的最表面原子形成氮末端。在這里，使用nh3作為氮化用穩(wěn)定化氣體，但n2、其他含有氮元素的氣體也具有同樣的效果。另外，氮化時(shí)的生長(zhǎng)爐1內(nèi)的溫度不限于900度，如果能夠使碳化硅的最表面原子形成氮末端，則也可以為室溫。

接下來，將碳化硅襯底2搬入至生長(zhǎng)爐1內(nèi)而載置于晶片托架3(步驟s2)。接下來，將工藝氣體導(dǎo)入至生長(zhǎng)爐1內(nèi)，在碳化硅襯底2之上使碳化硅外延層進(jìn)行生長(zhǎng)而制造碳化硅外延晶片(步驟s3)。具體地說，在將生長(zhǎng)爐1加熱至1650℃之后，從第1氣體導(dǎo)入口4將原料氣體供給至生長(zhǎng)爐1內(nèi)，由此在碳化硅襯底2的表面之上外延生長(zhǎng)出膜厚10μm的碳化硅膜。例如，作為si原子的供給源而將甲硅烷氣體(sih4)以流量500sccm進(jìn)行供給，作為c原子的供給源而將丙烷氣體(c3h8)以流量200sccm進(jìn)行供給。使用氮?dú)庾鳛閚型摻雜。另外，作為n型摻雜而對(duì)氮?dú)膺M(jìn)行供給，以使得在襯底界面處載流子濃度為1×10¹⁷/cm³，在有源區(qū)域處載流子濃度為8×10¹⁵/cm³。然后，停止原料氣體的供給，降溫至室溫。這樣，制造出外延晶片。然后，將完成的碳化硅外延晶片從生長(zhǎng)爐1搬出(步驟s4)。

這樣，通過在進(jìn)行外延生長(zhǎng)之前使在生長(zhǎng)爐1的內(nèi)壁附著的碳化硅進(jìn)行氮化而得到穩(wěn)定化，從而能夠?qū)μ蓟桀w粒的產(chǎn)生進(jìn)行抑制。由此，能夠制造由碳化硅顆粒引起的晶體缺陷少的碳化硅外延晶片。另外，通過使用該碳化硅外延晶片制造碳化硅半導(dǎo)體裝置，從而能夠制造出廉價(jià)且高成品率的sic器件。

圖3是表示對(duì)進(jìn)行了氮化工序的情況下和未進(jìn)行氮化工序的情況下的碳化硅外延晶片的晶片表面缺陷密度進(jìn)行比較的結(jié)果的圖。在這里，表面缺陷密度是使用共焦點(diǎn)光學(xué)系統(tǒng)掃描型顯微鏡這一表面檢查裝置(例如，“レーザーテック”公司制造的sica6x)進(jìn)行測(cè)量的?？芍谶M(jìn)行了氮化工序的實(shí)施方式1的情況下，表面缺陷密度為0.06/cm²，是極低的密度，與之相對(duì)地，在不進(jìn)行氮化工序的現(xiàn)有技術(shù)的情況下，表面缺陷密度為0.6/cm²，是前者的10倍之多。

圖4是表示使用通過本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的方法制造的碳化硅外延晶片而制造出的mosfet的剖視圖。由于該碳化硅外延晶片的晶體缺陷少，因此能夠以高的元件成品率制造mosfet。在碳化硅襯底2之上形成有碳化硅外延生長(zhǎng)層9。在碳化硅外延生長(zhǎng)層9的表層，選擇性地形成有多個(gè)作為p型雜質(zhì)而含有鋁(a1)的基極區(qū)域10。在基極區(qū)域10的表層，形成有作為n型雜質(zhì)而含有氮(n)的源極區(qū)域11。綿延在碳化硅外延生長(zhǎng)層9、基極區(qū)域10以及源極區(qū)域11的局部之上而形成有由氧化硅構(gòu)成的柵極絕緣膜12。柵極電極13隔著柵極絕緣膜12而形成在由一對(duì)源極區(qū)域11夾著的碳化硅外延生長(zhǎng)層9之上。源極電極14是在未形成柵極絕緣膜12的n型源極區(qū)域11之上形成的。漏極電極15形成于碳化硅襯底2的背面。

圖5是表示使用通過本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的方法制造的碳化硅外延晶片而制造出的肖特基勢(shì)壘二極管的剖視圖。由于該碳化硅外延晶片的晶體缺陷少，因此能夠以高的元件成品率制造肖特基勢(shì)壘二極管。在碳化硅外延生長(zhǎng)層9的表層，選擇性地形成有多個(gè)作為p型雜質(zhì)而含有鋁(a1)的離子注入?yún)^(qū)域16。肖特基電極17是橫跨在由離子注入?yún)^(qū)域16夾著的碳化硅外延生長(zhǎng)層9、離子注入?yún)^(qū)域16的局部之上而形成的。歐姆電極18形成于碳化硅襯底2的背面。

實(shí)施方式2.

圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的碳化硅外延晶片的制造方法的流程圖。在實(shí)施方式2的制造方法中使用的制造裝置與實(shí)施方式1相同。

首先，與實(shí)施方式1相同地實(shí)施步驟s1～4。接下來，在將碳化硅外延晶片從生長(zhǎng)爐1搬出之后，反復(fù)進(jìn)行步驟s1～s4而對(duì)多個(gè)碳化硅外延晶片進(jìn)行制造。通過這樣交替地反復(fù)進(jìn)行氮化工序和外延生長(zhǎng)，從而能夠使在生長(zhǎng)爐1的內(nèi)壁以及晶片托架3附著的碳化硅膜的結(jié)合狀態(tài)始終穩(wěn)定化。因此，與在進(jìn)行1次氮化工序后連續(xù)地進(jìn)行多個(gè)成膜處理的情況相比，沉積膜穩(wěn)定，能夠大量地制作晶體缺陷少的碳化硅外延晶片。

實(shí)施方式3.

圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的碳化硅外延晶片的制造方法的生長(zhǎng)時(shí)序圖。在本實(shí)施方式中，也與實(shí)施方式1的步驟s3相同地，在將生長(zhǎng)爐1加熱至1650℃之后，通過從第1氣體導(dǎo)入口4將原料氣體供給至生長(zhǎng)爐1內(nèi)，由此在碳化硅襯底2的表面之上外延生長(zhǎng)出膜厚10μm的碳化硅膜。例如，作為si原子的供給源而將甲硅烷氣體(sih4)以流量500sccm進(jìn)行供給，作為c原子的供給源而將丙烷氣體(c3h8)以流量200sccm進(jìn)行供給。使用氮?dú)庾鳛閚型摻雜。另外，作為n型摻雜而對(duì)氮?dú)膺M(jìn)行供給，以使得在襯底界面處載流子濃度為1×10¹⁷/cm³，在有源區(qū)域處載流子濃度為8×10¹⁵/cm³。然后，停止原料氣體的供給，降溫至室溫。

在本實(shí)施方式中，在外延生長(zhǎng)工序之后的降至室溫為止的降溫過程中，從第2氣體導(dǎo)入口6將例如nh3氣體以流量10slm供給至生長(zhǎng)爐1內(nèi)。此時(shí)，作為氣體排氣口，既可以使用第1氣體排氣口5，也可以使用被設(shè)置為氮化氣體專用的第2氣體排氣口7。這樣，使在生長(zhǎng)爐1的內(nèi)壁以及晶片托架3附著的碳化硅的最表面進(jìn)行氮化，或者使碳化硅的最表面原子形成氮末端。其結(jié)果，能夠使碳化硅膜的結(jié)合狀態(tài)更加穩(wěn)定化，在接下來實(shí)施的外延生長(zhǎng)工序中幾乎不會(huì)產(chǎn)生碳化硅顆粒。因此，能夠形成由碳化硅顆粒引起的晶體缺陷被大幅地減少的碳化硅外延晶片。由此，能夠減少碳化硅外延晶片的晶體陷，與此同時(shí)，使由氮化工序?qū)μ蓟柰庋泳闹圃旃?jié)拍造成的影響變小。

實(shí)施方式4.

本發(fā)明的實(shí)施方式4的制造方法與實(shí)施方式1所示的流程圖相同，但將生長(zhǎng)爐1和晶片托架3從碳化硅外延晶片的制造裝置中取出，使用其他氮化專用的裝置實(shí)施氮化工序。除此以外與實(shí)施方式1的制造方法相同。

在外延晶片的制造裝置的結(jié)構(gòu)上無法設(shè)置氮化專用的氣體配管、氣體排氣口的情況下，也可以如本實(shí)施方式這樣使用與外延生長(zhǎng)工序不同的氮化專用的制造裝置而實(shí)施氮化工序。氮化專用的制造裝置只要能夠使在生長(zhǎng)爐1的內(nèi)壁和晶片托架3附著的碳化硅膜的最表面進(jìn)行氮化、或者使碳化硅膜的最表面原子形成氮末端即可。如實(shí)施方式1所示，例如既可以將生長(zhǎng)爐1保持為900度而供給nh3氣體進(jìn)行熱氮化，也可以利用例如等離子發(fā)光而進(jìn)行氮化，氮化的方法不限定于此。

另外，如果預(yù)先準(zhǔn)備了多臺(tái)完成氮化工序后的晶片托架3，則能夠在制造出外延晶片之后，從碳化硅外延晶片的制造裝置取出晶片托架3，換裝為完成氮化工序后的晶片托架3，與實(shí)施方式1相比能夠縮短制造節(jié)拍。由此，能夠減少碳化硅外延晶片的晶體缺陷，與此同時(shí)，使由氮化工序?qū)μ蓟柰庋泳闹圃旃?jié)拍造成的影響變小。

實(shí)施方式5.

圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5涉及的碳化硅外延晶片的制造方法的流程圖。本實(shí)施方式涉及的碳化硅外延晶片的制造裝置與實(shí)施方式1相同，但第2氣體導(dǎo)入口6經(jīng)由氣體流量控制裝置和壓力控制裝置而與氧化或者氮氧化用穩(wěn)定化氣體的氣瓶連接。穩(wěn)定化氣體可以為o2、no、n2o、nh3、h2o、其他含有氧元素的氣體、其他含有氮元素的氣體的任意者。

接下來，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式5中的碳化硅外延晶片的制造方法進(jìn)行說明。首先，從第2氣體導(dǎo)入口6將穩(wěn)定化氣體導(dǎo)入至生長(zhǎng)爐1內(nèi)，使在生長(zhǎng)爐1的內(nèi)壁以及晶片托架3附著的碳化硅膜進(jìn)行氧化或者氮氧化(步驟s11)。將該工序稱為氧化工序或者氮氧化工序(穩(wěn)定化工序)。另外，如果在將晶片托架3搬入至生長(zhǎng)爐1內(nèi)的狀態(tài)下進(jìn)行氮化工序，則也能夠?qū)υ诰屑?附著的碳化硅進(jìn)行氧化或者氮氧化。

在這里，對(duì)氧化工序或者氮氧化工序的條件進(jìn)行說明。首先，使生長(zhǎng)爐1內(nèi)升溫至600度。在保持為600度的狀態(tài)下從第2氣體導(dǎo)入口6以流量10slm對(duì)例如o2氣體進(jìn)行供給。在將o2氣體供給5分鐘之后，停止氣體供給，使生長(zhǎng)爐1內(nèi)的溫度降溫至室溫。由此，使在生長(zhǎng)爐1的內(nèi)壁以及晶片托架3附著的碳化硅的最表面進(jìn)行氧化，或者使碳化硅膜的最表面原子形成氧末端。在這里使用o2作為氧化用氣體，但no、n2o、h2o、其他含有氧元素的氣體、或者其他含有氮元素的氣體也能夠同樣地進(jìn)行氧化或者氮氧化。另外，氧化時(shí)的生長(zhǎng)爐1內(nèi)的溫度不限于600度，如果能夠使碳化硅的最表面原子形成氧末端，則也可以為室溫。與進(jìn)行氮氧化的情況相同地，如果能夠?qū)μ蓟璧淖畋砻孢M(jìn)行氮氧化或者使最表面原子以氧或氮形成末端，則可以使用任何溫度及氣體流量的條件。

接下來，將碳化硅襯底2搬入至生長(zhǎng)爐1內(nèi)而載置于晶片托架3(步驟s12)。接下來，將工藝氣體導(dǎo)入至生長(zhǎng)爐1內(nèi)，在碳化硅襯底2之上使碳化硅外延層進(jìn)行生長(zhǎng)而制造碳化硅外延晶片(步驟s13)。然后，將完成的碳化硅外延晶片從生長(zhǎng)爐1搬出(步驟s14)。

這樣，通過在進(jìn)行外延生長(zhǎng)之前使在生長(zhǎng)爐1的內(nèi)壁附著的碳化硅進(jìn)行氧化或者氮氧化而得到穩(wěn)定化，從而能夠?qū)μ蓟桀w粒的產(chǎn)生進(jìn)行抑制。由此，能夠制造由碳化硅顆粒引起的晶體缺陷少的碳化硅外延晶片。另外，通過使用該碳化硅外延晶片制造碳化硅半導(dǎo)體裝置，從而能夠制造出廉價(jià)且高成品率的sic器件。另外，即使將實(shí)施方式2～4涉及的制造方法中的氮化工序置換為實(shí)施方式5的氧化工序或者氮氧化工序，也得到同樣的效果。

使用共焦點(diǎn)光學(xué)系統(tǒng)掃描型顯微鏡這一表面檢查裝置(例如，“レーザーテック”公司制造的sica6x)對(duì)通過本實(shí)施方式制造出的外延晶片進(jìn)行了表面缺陷密度的測(cè)量，在進(jìn)行了氧化工序的實(shí)施方式5的情況下，表面缺陷密度為0.05/cm²，是極低的密度。因此，與實(shí)施方式1的氮化工序相同地，通過氧化工序或者氮氧化工序也能夠使碳化硅膜的結(jié)合狀態(tài)更加穩(wěn)定化，能夠?qū)μ蓟桀w粒的產(chǎn)生進(jìn)行抑制。

以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行了說明，但以上的記述僅僅是對(duì)本發(fā)明的可應(yīng)用的方案進(jìn)行了例示，本發(fā)明并不限定于此。本發(fā)明可以在其發(fā)明的范圍內(nèi)，將各實(shí)施方式自由地進(jìn)行組合、變形、或者省略。