(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素半導体装置を製造する方法であって、
炭化珪素半導体の第１の表面に第１の酸化膜を形成する工程と、
前記第１の酸化膜を除去する工程と、
前記炭化珪素半導体において前記第１の酸化膜が除去されることにより露出した第２の表面に、前記炭化珪素半導体装置を構成する第２の酸化膜を形成する工程とを備え、
前記第１の酸化膜を除去する工程と、前記第２の酸化膜を形成する工程との間において、前記炭化珪素半導体は大気が遮断された雰囲気内に配置され、
前記第１の酸化膜を除去する工程は、８００℃以上炭化珪素の昇華温度以下で水素ガス、塩化水素ガス、フッ化硫黄ガスおよびフッ化炭素ガスからなる群から選択される少なくとも１つを含むガスを用いてエッチングする工程を含む、炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１の酸化膜を形成する工程と、前記第１の酸化膜を除去する工程との間において、前記炭化珪素半導体は大気が遮断された雰囲気内に配置される、請求項１に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１の酸化膜を形成する工程では、前記炭化珪素半導体の前記第１の表面に形成されたダメージ層を酸化する、請求項１または２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１の酸化膜を除去する工程は、酸素を含まない雰囲気で１２００℃以上炭化珪素の昇華温度以下で前記第１の酸化膜を熱分解する工程を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１の酸化膜を除去する工程と前記第２の酸化膜を形成する工程との間において、前記炭化珪素半導体の温度差を５００℃以下に保持する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第２の酸化膜を形成する工程では、前記第１の酸化膜を除去する工程で用いる装置を用いて、前記第２の酸化膜を形成する、請求項５に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１の酸化膜を形成する工程と、前記第１の酸化膜を除去する工程と、前記第２の酸化膜を形成する工程とのそれぞれの間において、前記炭化珪素半導体の温度差を５００℃以下に保持する、請求項２に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１の酸化膜を形成する工程で用いる装置と、前記第１の酸化膜を除去する工程で用いる装置と、前記第２の酸化膜を形成する工程で用いる装置とが同一である、請求項７に記載の炭化珪素半導体装置の製造方法。
【請求項９】
炭化珪素半導体装置を製造する装置であって、
炭化珪素半導体の第１の表面に第１の酸化膜を形成するための第１の形成部と、
前記第１の酸化膜を除去するための除去部と、
前記除去部で、前記炭化珪素半導体において前記第１の酸化膜が除去されることにより露出した第２の表面に、前記炭化珪素半導体装置を構成する第２の酸化膜を形成するための第２の形成部と、
前記炭化珪素半導体を搬送可能に前記除去部と前記第２の形成部とを接続する第１の接続部とを備え、
前記第１の接続部における前記炭化珪素半導体を搬送させる領域は、大気の遮断が可能である、炭化珪素半導体装置の製造装置。
【請求項１０】
前記炭化珪素半導体を搬送可能に前記第１の形成部と前記除去部とを接続する第２の接続部をさらに備え、
前記第２の接続部における前記炭化珪素半導体を搬送させる領域は、大気の遮断が可能である、請求項９に記載の炭化珪素半導体装置の製造装置。
【請求項１１】
炭化珪素半導体装置を製造する装置であって、
炭化珪素半導体の第１の表面に第１の酸化膜を形成するための第１の形成部と、
前記第１の酸化膜を除去し、かつ前記炭化珪素半導体において前記第１の酸化膜が除去されることにより露出した第２の表面に、前記炭化珪素半導体装置を構成する第２の酸化膜を形成するための第２の形成部と、前記炭化珪素半導体を搬送可能に前記第１の形成部と前記第２の形成部とを接続する接続部とを備えた、炭化珪素半導体装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素（ＳｉＣ）半導体装置の製造方法および製造装置に関し、より特定的には酸化膜を有するＳｉＣ半導体装置の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体デバイスの製造方法において、表面に付着している付着物を除去するために洗浄を行なっている。このような洗浄方法として、たとえば、特開平６−３１４６７９号公報（特許文献１）に開示の技術が挙げられる。この特許文献１の半導体基板の洗浄方法は、以下のように行なうことが開示されている。まず、シリコン（Ｓｉ）基板をオゾンを含む超純水で洗浄してＳｉ酸化膜を形成し、このＳｉ酸化膜の内部や表面にパーティクルおよび金属不純物を取り込む。次に、このＳｉ基板を希フッ酸水溶液で洗浄してＳｉ酸化膜をエッチング除去し、同時にパーティクルおよび金属不純物を除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３１４６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に開示の洗浄方法を用いてＳｉＣ半導体装置を製造すると、以下の問題があることを本発明者は初めて明らかにした。ＳｉＣ半導体装置として、たとえばＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）を製造する場合には、たとえばＳｉＣ基板上にＳｉＣエピタキシャル層を形成し、このエピタキシャル層の表面を洗浄し、この表面上にゲート酸化膜を形成する。仮に、エピタキシャル層の表面を上記特許文献１の洗浄方法により洗浄しても、洗浄後の表面に不純物が付着する。この表面上にゲート酸化膜を形成しても、エピタキシャル層とゲート酸化膜との界面に不純物が存在することで、ＳｉＣ半導体装置の特性が悪くなるという問題がある。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、特性を向上できるＳｉＣ半導体装置の製造方法およびＳｉＣ半導体装置の製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者が鋭意研究した結果、上記課題は、洗浄後のエピタキシャル層を大気中またはクリーン度の低い雰囲気に配置することに起因していることを見い出した。
【０００７】
そこで、本発明のＳｉＣ半導体装置の製造方法は、ＳｉＣ半導体の第１の表面に第１の酸化膜を形成する工程と、第１の酸化膜を除去する工程と、ＳｉＣ半導体において第１の酸化膜が除去されることにより露出した第２の表面に、ＳｉＣ半導体装置を構成する第２の酸化膜を形成する工程とを備え、第１の酸化膜を除去する工程と、第２の酸化膜を形成する工程との間において、ＳｉＣ半導体は大気が遮断された雰囲気内に配置される。
【０００８】
本発明のＳｉＣ半導体装置の製造方法によれば、第１の酸化膜を形成する工程において、ＳｉＣ半導体の第１の表面に付着していた不純物、パーティクルなどを第１の酸化膜に取り込むことができる。第１の酸化膜を除去する工程により、ＳｉＣ半導体の第１の表面に付着していた不純物、パーティクルなどを除去することで清浄化された第２の表面を形成することができる。不純物、パーティクルなどが除去されたＳｉＣ半導体を大気が遮断された雰囲気内に配置することで、大気中の不純物、パーティクルなどがＳｉＣ半導体の第２の表面に再付着することを抑制できるので、ＳｉＣ半導体の第２の表面を清浄に維持することができる。第２の酸化膜を形成する工程において、清浄に維持されたＳｉＣ半導体の第２の表面に、ＳｉＣ半導体装置を構成する第２の酸化膜を形成することができるので、ＳｉＣ半導体の第２の表面と第２の酸化膜との界面に存在する不純物、パーティクルなどを低減できる。したがって、特性を向上できるＳｉＣ半導体装置を製造することができる。
【０００９】
上記ＳｉＣ半導体装置の製造方法において好ましくは、第１の酸化膜を形成する工程と、第１の酸化膜を除去する工程との間において、ＳｉＣ半導体は大気が遮断された雰囲気内に配置される。
【００１０】
これにより、第１の酸化膜を除去した後のみでなく、第１の酸化膜を形成した後にも、不純物、パーティクルなどが再付着することを抑制できる。このため、ＳｉＣ半導体と第２の酸化膜との界面に存在する不純物、パーティクルなどをより低減できる。したがって、より特性を向上できるＳｉＣ半導体装置を製造することができる。
【００１１】
上記ＳｉＣ半導体装置の製造方法において好ましくは、第１の酸化膜を形成する工程では、ＳｉＣ半導体の第１の表面に形成されたダメージ層を酸化する。
【００１２】
これにより、第１の酸化膜を除去する工程を実施すると、ＳｉＣ半導体の第１の表面に形成されたダメージ層も併せて除去することができる。このため、ＳｉＣ半導体の特性を向上できるので、特性をより向上できるＳｉＣ半導体を製造することができる。
【００１３】
上記ＳｉＣ半導体装置の製造方法において好ましくは、第１の酸化膜を除去する工程は、酸素（Ｏ）を含まない雰囲気で１２００℃以上ＳｉＣの昇華温度以下で第１の酸化膜を熱分解する工程、および、１０００℃以上ＳｉＣの昇華温度以下で水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、フッ化硫黄ガス（ＳＦ6）およびフッ化炭素ガス（ＣＦ4）からなる群から選択される少なくとも１つを含むガスを用いてエッチングする工程の少なくとも一方を含む。
【００１４】
これにより、ウエット洗浄（液相を含む洗浄）をせずに第１の酸化膜を容易に除去できるので、ウエット洗浄による汚染を防止することができる。
【００１５】
上記ＳｉＣ半導体装置の製造方法において好ましくは、第１の酸化膜を除去する工程と第２の酸化膜を形成する工程との間において、ＳｉＣ半導体の温度差を５００℃以下に保持する。
【００１６】
これにより、第１の酸化膜を除去する工程と第２の酸化膜を形成する工程との間で温度が低下することを抑制することで、昇温時間を削減できるため、スループットを向上することができる。
【００１７】
上記ＳｉＣ半導体装置の製造方法において好ましくは、第２の酸化膜を形成する工程では、第１の酸化膜を除去する工程で用いる装置を用いて、第２の酸化膜を形成する。
【００１８】
同じ装置を用いて、第１の酸化膜を除去できるとともに、第２の酸化膜を形成できるので、第１の酸化膜を除去する工程と第２の酸化膜を形成する工程との間で温度が低下することを抑制できる。これにより、第１の酸化膜を除去する工程と第２の酸化膜を形成する工程との移行により昇温時間を削減できるため、スループットを向上することができる。
【００１９】
上記ＳｉＣ半導体装置の製造方法において好ましくは、第１の酸化膜を形成する工程と、第１の酸化膜を除去する工程と、第２の酸化膜を形成する工程とのそれぞれの間において、ＳｉＣ半導体の温度差を５００℃以下に保持する。
【００２０】
これにより、第１の酸化膜を形成する工程、第１の酸化膜を除去する工程および第２の酸化膜を形成する工程の間で温度が低下することを抑制できるので、スループットをより向上することができる。
【００２１】
上記ＳｉＣ半導体装置の製造方法において好ましくは、第１の酸化膜を形成する工程で用いる装置と、第１の酸化膜を除去する工程で用いる装置と、第２の酸化膜を形成する工程で用いる装置とが同一である。
【００２２】
同じ装置を用いて、第１の酸化膜を形成し、かつ第１の酸化膜を除去し、かつ第２の酸化膜を形成できるので、第１の酸化膜を形成する工程と、第１の酸化膜を除去する工程と、第２の酸化膜を形成する工程との移行により温度が低下することを抑制できる。このため、スループットをより向上することができる。
【００２３】
本発明の一の局面におけるＳｉＣ半導体装置の製造装置は、第１の形成部と、除去部と、第２の形成部と、第１の接続部とを備えている。第１の形成部は、ＳｉＣ半導体の第１の表面に第１の酸化膜を形成する。除去部は、第１の酸化膜を除去する。第２の形成部は、除去部で、ＳｉＣ半導体において第１の酸化膜が除去されることにより露出した第２の表面に、ＳｉＣ半導体装置を構成する第２の酸化膜を形成する。第１の接続部は、ＳｉＣ半導体を搬送可能に、除去部と第２の形成部とを接続する。第１の接続部におけるＳｉＣ半導体を搬送させる領域は、大気の遮断が可能である。
【００２４】
本発明の一の局面におけるＳｉＣ半導体の製造装置によれば、第１の形成部において、ＳｉＣ半導体の第１の表面に付着していた不純物、パーティクルなどを取り込むように第１の酸化膜を形成することができる。除去部において第１の酸化膜を除去することにより、ＳｉＣ半導体の第１の表面に付着していた不純物、パーティクルなどを除去することで清浄化された第２の表面を形成することができる。第１の接続部により、不純物、パーティクルなどが除去された第２の表面を有するＳｉＣ半導体を大気が遮断された雰囲気内に配置することができるので、大気中の不純物、パーティクルなどがＳｉＣ半導体の第２の表面に再付着することを抑制でき、ＳｉＣ半導体の第２の表面を清浄に維持することができる。第２の形成部において、清浄に維持されたＳｉＣ半導体の第２の表面に、ＳｉＣ半導体装置を構成する第２の酸化膜を形成することができるので、ＳｉＣ半導体の第２の表面と第２の酸化膜との界面に存在する不純物、パーティクルなどを低減できる。したがって、特性を向上できるＳｉＣ半導体装置を製造することができる。
【００２５】
上記一の局面におけるＳｉＣ半導体の製造装置において好ましくは、ＳｉＣ半導体を搬送可能に第１の形成部と除去部とを接続する第２の接続部をさらに備え、第１の接続部におけるＳｉＣ半導体を搬送させる領域は、大気の遮断が可能である。
【００２６】
第２の接続部により、第１の酸化膜を形成した後、および、第１の酸化膜を除去した後、不純物、パーティクルなどが再付着することを抑制できる。このため、ＳｉＣ半導体と第２の酸化膜との界面に存在する不純物、パーティクルなどをより低減できる。したがって、より特性を向上できるＳｉＣ半導体装置を製造することができる。
【００２７】
本発明の他の局面におけるＳｉＣ半導体装置の製造装置は、第１の形成部と、第２の形成部とを備えている。第１の形成部は、ＳｉＣ半導体の第１の表面に第１の酸化膜を形成する。第２の形成部は、第１の酸化膜を除去し、かつＳｉＣ半導体において第１の酸化膜が除去されることにより露出した第２の表面に、ＳｉＣ半導体装置を構成する第２の酸化膜を形成する。
【００２８】
本発明の他の局面におけるＳｉＣ半導体の製造装置によれば、第１の形成部において、ＳｉＣ半導体の第１の表面に付着していた不純物、パーティクルなどを取り込むように第１の酸化膜を形成することができる。第２の形成部において第１の酸化膜を除去することにより、ＳｉＣ半導体の第１の表面に付着していた不純物、パーティクルなどを除去することで清浄化された第２の表面を形成することができる。同じ第２の形成部においてＳｉＣ半導体装置を構成する第２の酸化膜を形成することができるので、第１の酸化膜を除去してから第２の酸化膜を形成するまでの間に、不純物、パーティクルなどが除去された第２の表面を有するＳｉＣ半導体を大気が遮断された雰囲気内に配置することができる。これにより、大気中の不純物、パーティクルなどがＳｉＣ半導体の第２の表面に再付着することを抑制でき、ＳｉＣ半導体の第２の表面を清浄に維持した状態でＳｉＣ半導体装置を構成する第２の酸化膜を形成することができる。このため、ＳｉＣ半導体の第２の表面と第２の酸化膜との界面に存在する不純物、パーティクルなどを低減できる。したがって、特性を向上できるＳｉＣ半導体装置を製造することができる。
【００２９】
上記他の局面におけるＳｉＣ半導体装置の製造装置において好ましくは、第１の形成部と第２の形成部とは、同一である。
【００３０】
これにより、第１の酸化膜を形成した後、および、第１の酸化膜を除去した後、不純物、パーティクルなどが再付着することを抑制できる。このため、ＳｉＣ半導体と第２の酸化膜との界面に存在する不純物、パーティクルなどをより低減できる。したがって、より特性を向上できるＳｉＣ半導体装置を製造することができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本発明のＳｉＣ半導体装置の製造方法および製造装置によれば、洗浄後のＳｉＣ半導体は大気が遮断された雰囲気内に配置されるので、ＳｉＣ半導体とＳｉＣ半導体装置を構成する酸化膜との界面に存在する不純物、パーティクルなどを低減できる。したがって、特性を向上したＳｉＣ半導体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置の製造装置を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置の各製造工程を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置の各製造工程を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置の各製造工程を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置の各製造工程を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置の各製造工程を概略的に示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置の各製造工程を概略的に示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置の各製造工程を概略的に示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置の各製造工程を概略的に示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２におけるＳｉＣ半導体装置の製造装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００３４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置の製造装置を示す模式図である。図１を参照して、本発明の一実施の形態におけるＳｉＣ半導体装置の製造装置１０を説明する。
【００３５】
図１に示すように、ＳｉＣ半導体装置の製造装置１０は、第１の形成部１１と、除去部１２と、第２の形成部１３と、第１の接続部１４と、第２の接続部１５とを備えている。除去部１２と、第２の形成部１３とは、第１の接続部１４により接続されている。第１の形成部１１と除去部１２とは、第２の接続部１５により接続されている。除去部１２、第２の形成部１３および第１の接続部１４の内部は大気から遮断されており、内部は互いに連通可能である。第１の形成部１１、除去部１２および第２の接続部１５の内部は大気から遮断されており、内部は互いに連通可能である。
【００３６】
第１の形成部１１は、ＳｉＣ半導体の第１の表面に第１の酸化膜を形成する。第１の形成部１１は、たとえば熱酸化装置、プラズマ発生装置、オゾン水などのＯを含む溶液を用いて第１の酸化膜を形成する装置などが用いられる。
【００３７】
除去部１２は、第１の形成部１１で形成した第１の酸化膜を除去する。除去部１２は、たとえば熱分解装置、ガスを用いたエッチング装置、プラズマ発生装置、フッ化水素（ＨＦ）などの溶液を用いて第１の酸化膜を除去する装置などが用いられる。
【００３８】
第１の形成部１１および除去部１２で用いるプラズマ発生装置は、特に限定されず、たとえば平行平板型ＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）装置、ＩＣＰ（Inductive Coupled Plasma：誘導結合プラズマ）型ＲＩＥ装置、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance：電子サイクロトロン共鳴）型ＲＩＥ装置、ＳＷＰ（Surface Wave Plasma：表面波プラズマ）型ＲＩＥ装置などが用いられる。
【００３９】
第２の形成部１３は、除去部１２で、ＳｉＣ半導体において第１の酸化膜が除去されることにより露出した第２の表面に、ＳｉＣ半導体装置（図９参照）を構成する第２の酸化膜を形成する。第２の形成部１３は、たとえば熱酸化装置、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学蒸着）装置などが用いられる。
【００４０】
第１の接続部１４は、ＳｉＣ半導体を搬送可能に除去部１２と第２の形成部１３とを接続する。第２の接続部１５は、ＳｉＣ半導体を搬送可能に第１の形成部１１と除去部１２とを接続する。第１および第２の接続部１４、１５においてＳｉＣ半導体を搬送させる領域（内部空間）は、大気の遮断が可能である。
【００４１】
ここで、大気の遮断（大気を遮断した雰囲気）とは、大気が混入しない雰囲気を意味し、たとえば、不活性ガスや窒素ガスよりなる雰囲気、真空である。具体的には、大気を遮断した雰囲気は、たとえば窒素（Ｎ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ラドン（Ｒｎ）、またはこれらの組み合わせからなるガスが充填された雰囲気である。また、大気を遮断した雰囲気は、たとえば１Ｐａ以下、好ましくは０．１Ｐａ以下である。
【００４２】
本実施の形態では、第１の接続部１４は、除去部１２の内部と第２の形成部１３との内部とを連結している。第１の接続部１４は、除去部１２から搬出されるＳｉＣ半導体を第２の形成部１３へ搬送するための空間を内部に有する。つまり、第１の接続部１４は、ＳｉＣ半導体を大気に開放しないように、除去部１２から第２の形成部１３へ搬送するために設置されている。
【００４３】
同様に、第２の接続部１５は、第１の形成部１１の内部と除去部１２の内部とを連結している。第２の接続部１５は、第１の形成部１１から搬出されるＳｉＣ半導体を除去部１２へ搬送するための空間を内部に有する。つまり、第２の接続部１５は、ＳｉＣ半導体を大気に開放しないように、第１の形成部１１から除去部１２へ搬送するために設置されている。なお、第２の接続部１５は省略されてもよい。
【００４４】
第１および第２の接続部１４、１５は、内部でＳｉＣ半導体が搬送可能であるような大きさを有する。また第１および第２の接続部１４、１５は、ＳｉＣ半導体をサセプタに載置した状態で搬送可能である大きさを有していてもよい。第１の接続部１４は、たとえば除去部１２の出口と第２の形成部１３の入口とを接続するロードロック室である。第２の接続部１５は、たとえば第１の形成部１１の出口と、除去部１２の入口とを連結するロードロック室である。
【００４５】
また、製造装置１０は、第１の接続部１４の内部に配置されるとともに、除去部１２から第２の形成部１３へＳｉＣ半導体を搬送するための第１の搬送部をさらに備えていてもよい。同様に、製造装置１０は、第２の接続部１５の内部に配置されるとともに、第１の形成部１１から除去部１２へＳｉＣ半導体を搬送するための第２の搬送部をさらに備えていてもよい。第１の搬送部と第２の搬送部とは、同一であっても異なっていてもよい。
【００４６】
また、製造装置１０は、第１および第２の接続部１４、１５を覆う断熱部材をさらに備えていてもよい。また、製造装置１０は、第１および第２の接続部１４、１５の外周に配置され、第１および第２の接続部１４、１５を加熱する加熱部をさらに備えていてもよい。この場合、第１の形成部１１、除去部１２および第２の形成部１３との間での温度差を低減できるので、搬送によるＳｉＣ半導体の温度低下を抑制できる。
【００４７】
また、製造装置１０は、第１の接続部１４内に配置され、かつ除去部１２の内部と第２の形成部１３との内部とを遮断するための第１の遮断部をさらに備えていてもよい。また製造装置１０は、第２の接続部１５内に配置され、かつ第１の形成部１１の内部と除去部１２の内部とを遮断するための第２の遮断部をさらに備えていてもよい。第１および第２の遮断部は、たとえばそれぞれの連通部を塞ぐことが可能な弁や扉などを用いることができ、複数あってもよい。
【００４８】
また、製造装置１０は、内部の雰囲気ガスを排出するための真空ポンプや、内部の雰囲気ガスを置換するための置換ガスボンベをさらに備えていてもよい。真空ポンプや置換ガスボンベは、第１の形成部１１、除去部１２、第２の形成部１３、第１の接続部１４および第２の接続部１５のそれぞれに接続されていてもよく、少なくともいずれか１つに接続されていてもよい。
【００４９】
なお、製造装置１０は、上記以外の様々な要素を含んでいてもよいが、説明の便宜上、これらの要素の図示および説明は省略する。
【００５０】
また、図１では、第１の接続部１４は除去部１２と第２の形成部１３との間のみを連結し、第２の接続部１５は第１の形成部１１と除去部１２との間のみを連結する形状を示したが、特にこれに限定されない。たとえば第１および第２の接続部１４、１５として、たとえば大気を遮断したチャンバを用い、このチャンバ内に第１の形成部１１、除去部１２および第２の形成部１３が配置されていてもよい。
【００５１】
図２は、本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。図３〜図１０は、本発明の実施の形態１におけるＳｉＣ半導体装置の各製造工程を概略的に示す断面図である。続いて、図１〜図１０を参照して、本発明の一実施の形態におけるＳｉＣ半導体装置の製造方法を説明する。本実施の形態では、図１に示すＳｉＣ半導体の製造装置１０を用いて、ＳｉＣ半導体装置の一例としてＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）を製造する。
【００５２】
図２および図３に示すように、まず、表面２ａを有するＳｉＣ基板２を準備する（ステップＳ１）。ＳｉＣ基板２は、特に限定されないが、たとえば以下の方法により準備することができる。
【００５３】
具体的には、たとえば、昇華法、ＣＶＤ法、ＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Epitaxy：ハイドライド気相成長）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy：分子線エピタキシ）法、ＯＭＶＰＥ（OrganoMetallic Vapor Phase Epitaxy：有機金属気相成長）法などの気相成長法、フラックス法、高窒素圧溶液法などの液相成長法などにより成長されたＳｉＣインゴットを準備する。その後、ＳｉＣインゴットから表面を有するＳｉＣ基板を切り出す。切り出す方法は特に限定されず、ＳｉＣインゴットからスライスなどによりＳｉＣ基板を切り出す。
【００５４】
次いで、切り出したＳｉＣ基板の表面を研磨する。研磨する面は、表面のみでもよく、表面と反対側の裏面をさらに研磨してもよい。研磨する方法は特に限定されないが、表面を平坦にするとともに、傷などのダメージを低減するために、たとえばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学機械研磨）を採用することができる。ＣＭＰでは、研磨剤としてコロイダルシリカ、砥粒としてダイヤモンド、酸化クロム、固定剤として接着剤、ワックスなどを用いる。なお、ＣＭＰと併せて、あるいは代わりに、電界研磨法、化学研磨法、機械研磨法などの他の研磨をさらに行なってもよい。また研磨を省略してもよい。
【００５５】
その後、ＳｉＣ基板の表面を洗浄する。洗浄する方法は特に限定されないが、たとえば、熱酸化などにより酸化膜を形成した後に、その酸化膜を熱分解、熱エッチングなどにより除去することによる洗浄を採用することができる。なお洗浄を省略してもよい。
【００５６】
これにより、図３に示す表面２ａを有するＳｉＣ基板２を準備することができる。このようなＳｉＣ基板２として、たとえば導電型がｎ型であり、抵抗が０．０２Ωｃｍの基板を用いる。
【００５７】
次に、図２および図４に示すように、ＳｉＣ基板２の表面２ａ上に、気相成長法、液相成長法などにより、エピタキシャル層１２０を形成する（ステップＳ２）。本実施の形態では、たとえば以下のようにエピタキシャル層１２０を形成する。
【００５８】
具体的には、図４に示すように、ＳｉＣ基板２の表面２ａ上に、バッファ層１２１を形成する。バッファ層１２１は、たとえば導電型がｎ型のＳｉＣからなり、たとえば厚さが０．５μｍのエピタキシャル層である。またバッファ層１２１における導電性不純物の濃度は、たとえば５×１０17ｃｍ-3である。
【００５９】
その後、図４に示すように、バッファ層１２１上に耐圧保持層１２２を形成する。耐圧保持層１２２として、気相成長法、液相成長法などにより、導電型がｎ型のＳｉＣからなる層を形成する。耐圧保持層１２２の厚さは、たとえば１５μｍである。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。
【００６０】
次に、図２および図５に示すように、エピタキシャル層１２０にイオン注入する（ステップＳ３）。本実施の形態では、図５に示すように、ｐ型ウエル領域１２３と、ｎ+ソース領域１２４と、ｐ+コンタクト領域１２５とを、以下のように形成する。まず導電型がｐ型の不純物を耐圧保持層１２２の一部に選択的に注入することで、ウエル領域１２３を形成する。その後、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ソース領域１２４を形成し、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コンタクト領域１２５を形成する。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。このマスクは、不純物の注入後にそれぞれ除去される。
【００６１】
このようなイオン注入するステップＳ３の後、活性化アニール処理が行われてもよい。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。
【００６２】
またイオン注入するステップＳ３の後、さらに、有機洗浄、酸洗浄、ＲＣＡ洗浄などの表面洗浄化を行ってもよい。
【００６３】
これらの工程により、図５に示すように、ＳｉＣ基板２と、ＳｉＣ基板２上に形成されたエピタキシャル層１２０とを備えたエピタキシャルウエハ１００を準備することができる。
【００６４】
次に、エピタキシャルウエハ１００（ＳｉＣ半導体）の表面１００ａ（第１の表面）を洗浄する。具体的には、図２および図６に示すように、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａに、第１の酸化膜３を形成する（ステップＳ４）。第１の酸化膜３は、たとえば酸化シリコンである。本実施の形態のステップＳ４では、図１に示す製造装置１０の第１の形成部１１で第１の酸化膜３を形成する。
【００６５】
第１の酸化膜３の形成方法は、特に限定されず、たとえばＯを含む溶液、Ｏプラズマ、Ｏガスを含む雰囲気での熱酸化などを用いて、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａを酸化する方法が用いられる。
【００６６】
Ｏを含む溶液は、たとえばオゾン水が挙げられる。ＳｉＣが安定した化合物であることを考慮すると、たとえば３０ｐｐｍ以上の濃度を有するオゾン水を用いることが好ましい。この場合、オゾンの分解を抑制できるとともに、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａとオゾンとの反応速度を高めることができるので、表面１００ａに第１の酸化膜３を容易に形成することができる。
【００６７】
また、Ｏガスを含む熱酸化は、ＳｉＣが安定した化合物であることを考慮すると、たとえば７００℃以上の温度のドライ雰囲気で行なうことが好ましい。なお、ドライ雰囲気とは、気相中で第１の酸化膜３を形成することを意味し、意図しない液相成分を含んでいてもよい。
【００６８】
また、Ｏプラズマとは、Ｏ元素を含むガスから生成されるプラズマを意味し、たとえばＯガスをプラズマ発生装置に供給することにより発生させることができる。「Ｏプラズマにより第１の酸化膜３を形成する」とは、Ｏ元素を含むガスを用いたプラズマにより第１の酸化膜３を形成することを意味する。言い換えると、Ｏ元素を含むガスから生成されるプラズマによって処理されることにより、第１の酸化膜３を形成することを意味する。
【００６９】
このステップＳ４において、表面１００ａに付着した不純物、パーティクルを除去することを目的とする場合には、たとえば１分子層以上１０ｎｍ以下の厚み（表面１００ａからＳｉＣ基板２に向けた方向の厚み）の第１の酸化膜３を形成する。１分子層以上の厚みを有する第１の酸化膜３を形成することで、表面１００ａに付着している不純物、パーティクルなどを第１の酸化膜３の表面や内部に取り込むことができる。１０ｎｍ以下の厚みの酸化膜を形成することで、後述するステップＳ５で第１の酸化膜３は除去されやすくなる。表面１００ａの不純物、パーティクルを取り込んで酸化する場合には、液相による洗浄（ウエット洗浄）および気相による洗浄（ドライ洗浄）を用いることができる。
【００７０】
エピタキシャルウエハ１００にイオン注入や活性化アニール処理などにより表面１００ａがダメージを受け、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａに形成されたダメージ層を除去することを目的とする場合には、このステップＳ４においてダメージ層を酸化する。この場合、たとえば１０ｎｍを超えて１００ｎｍ以下の厚みを有する第１の酸化膜３を形成する。ダメージ層を酸化することで、表面１００ａに付着した不純物、パーティクルなどを第１の酸化膜３に取り込むこともできる。ダメージ層を酸化する場合には、気相による洗浄（ドライ洗浄）を採用する。ここで、ダメージ層は、他の領域に比べて表面荒れなどが生じているので、たとえばＳＩＭＳ分析を行なうことで、非注入領域に比べて過剰にＳｉもしくはＣが存在していることにより特定される。
【００７１】
次に、図１を参照して、第１の形成部１１で第１の酸化膜３を形成したエピタキシャルウエハ１００を、除去部１２へ搬送する。このとき、エピタキシャルウエハ１００は大気が遮断された雰囲気である第２の接続部１５内で搬送される。言い換えると、第１の酸化膜３を形成するステップＳ４と第１の酸化膜３を除去するステップＳ５との間では、エピタキシャルウエハ１００は大気が遮断された雰囲気内に配置される。これにより、第１の酸化膜３が形成された後に、エピタキシャルウエハ１００の表面１０１ａに大気中に含まれる不純物が付着することを抑制できる。
【００７２】
次に、図２および図７に示すように、第１の酸化膜３を除去する（ステップＳ５）。本実施の形態のステップＳ５では、図１に示す製造装置１０の除去部１２で第１の酸化膜３を除去する。
【００７３】
第１の酸化膜３の除去方法は、特に限定されず、たとえばウエットエッチング、ドライエッチング、熱分解、Ｆプラズマなどを用いることができる。
【００７４】
ウエットエッチングは、たとえばＨＦ、ＮＨ4Ｆ（フッ化アンモニウム）などの溶液を用いて第１の酸化膜３を除去する。
【００７５】
ドライエッチングは、８００℃以上ＳｉＣの昇華温度以下、好ましくは１０００℃以上ＳｉＣの昇華温度以下で、水素ガス、塩化水素ガス、フッ化硫黄ガスおよびフッ化炭素ガスからなる群から選択される少なくとも１つを含むガスを用いて、第１の酸化膜３を除去することが好ましい。８００℃以上の水素ガス、塩化水素ガス、フッ化硫黄ガスおよびフッ化炭素ガスは、第１の酸化膜３を還元する効果が高い。この観点から１０００℃以上がより好ましい。第１の酸化膜がＳｉＯxの場合、水素ガスはＳｉＯxをＨ2ＯとＳｉＨyとに分解し、塩化水素ガスはＳｉＯxをＨ2ＯとＳｉＣｌzとに分解する。ＳｉＣの昇華温度以下にすることで、エピタキシャルウエハ１００の劣化を抑制できる。また、ドライエッチングは、反応を促進できる観点から、減圧下で行なうことが好ましい。
【００７６】
熱分解は、Ｏを含まない雰囲気で１２００℃以上ＳｉＣの昇華温度以下で、第１の酸化膜３を熱分解することが好ましい。１２００℃以上のＯを含まない雰囲気でエピタキシャルウエハ１００の表面１００ａに形成された第１の酸化膜３を加熱すると、第１の酸化膜３を容易に熱分解することができる。ＳｉＣの昇華温度以下にすることで、エピタキシャルウエハ１００の劣化を抑制できる。また、熱分解は、反応を促進できる観点から、減圧下で行なうことが好ましい。
【００７７】
Ｆプラズマとは、Ｆ元素を含むガスから生成されるプラズマを意味し、たとえば四フッ化炭素（ＣＦ4）、三フッ化メタン（ＣＨＦ3）、フロン（Ｃ2Ｆ6）、六フッ化硫黄(ＳＦ6)、三フッ化窒素(ＮＦ3)、二フッ化キセノン(ＸｅＦ2)、フッ素(Ｆ2)、および三フッ化塩素(ＣｌＦ3)の単独ガスあるいは混合ガスをプラズマ発生装置に供給することにより発生させることができる。「Ｆプラズマにより第１の酸化膜３を除去する」とは、Ｆ元素を含むガスを用いたプラズマにより第１の酸化膜３を除去することを意味する。言い換えると、Ｆ元素を含むガスから生成されるプラズマによって処理されることにより、第１の酸化膜３を除去することを意味する。
【００７８】
このステップＳ５を実施することにより、ステップＳ４で不純物、パーティクルなどを取り込んだ第１の酸化膜３を除去するので、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａの不純物、パーティクルなどを除去できる。これにより、図７に示すように、不純物、パーティクルなどが低減された表面１０１ａ（第２の表面）を有するエピタキシャルウエハ１０１を形成することができる。
【００７９】
また、ステップＳ４でダメージ層を酸化させた第１の酸化膜３を形成した場合には、ステップＳ５を実施することにより、ダメージ層もさらに除去できる。これにより、図７に示すように、不純物、パーティクルなどが低減された表面１０１ａを有するエピタキシャルウエハ１０１を形成することができる。これにより、図７に示すように、不純物、パーティクルなどが低減され、かつダメージ層が除去された表面１０１ａを有するエピタキシャルウエハ１０１を形成することができる。
【００８０】
なお、上記ステップＳ４およびＳ５を繰り返してもよい。また必要に応じて、他の薬液での洗浄工程、純水リンス工程、乾燥工程などを追加して実施してもよい。他の薬液は、たとえば硫酸と過酸化水素水とを含むＳＰＭが挙げられる。ステップＳ２前にＳＰＭで洗浄する場合には有機物を除去することもできる。ただし、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５と、後述するゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６との間に他の工程が追加される場合には、他の工程への移行時においてもエピタキシャルウエハは大気が遮断された雰囲気内に配置される。
【００８１】
次に、図１を参照して、除去部１２で第１の酸化膜３を除去したエピタキシャルウエハ１０１を、第２の形成部１３へ搬送する。このとき、エピタキシャルウエハ１００は大気が遮断された雰囲気である第２の接続部１５内で搬送される。言い換えると、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５と第２の酸化膜としてのゲート酸化膜を形成するステップＳ６との間では、エピタキシャルウエハ１０１は大気が遮断された雰囲気内に配置される。これにより、第１の酸化膜３が除去された後に、エピタキシャルウエハ１０１の表面１０１ａに大気中に含まれる不純物が付着することを抑制できる。
【００８２】
次に、図２および図８に示すように、エピタキシャルウエハ１０１において第１の酸化膜３が除去されることにより露出した表面１０１ａ（第２の表面）に、ＳｉＣ半導体装置を構成する第２の酸化膜としてのゲート酸化膜１２６を形成する（ステップＳ６）。具体的には、図８に示すように、耐圧保持層１２２と、ウエル領域１２３と、ソース領域１２４と、コンタクト領域１２５との上を覆うように、ゲート酸化膜１２６を形成する。この形成はたとえば熱酸化（ドライ酸化）により行なうことができる。熱酸化は、たとえばＯ2、Ｏ3、Ｎ２Ｏなどの酸素元素を含む雰囲気中で高温に加熱する。熱酸化の条件は、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。なお、ゲート酸化膜１２６の形成は、熱酸化に限定されず、たとえばＣＶＤ法、スパッタリング法などにより形成してもよい。ゲート酸化膜１２６は、たとえば５０ｎｍの厚みを有するシリコン酸化膜からなる。
【００８３】
第１の酸化膜３を除去するステップＳ５と、ゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６との間において、洗浄された表面１０１ａを有するエピタキシャルウエハ１０１の温度差を５００℃以下に保持することが好ましい。この場合、ステップＳ５とステップＳ６との間でのエピタキシャルウエハの温度差が小さいため、スループットを向上できる。第１の酸化膜３を形成するステップＳ４と、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５と、ゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６とのそれぞれの間において、エピタキシャルウエハ１０１の温度差を５００℃以下に保持することがより好ましい。この場合、ステップＳ４開始からステップＳ６終了までの間において、エピタキシャルウエハの温度差が小さいため、スループットを向上できる。
【００８４】
また、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５と、ゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６との間において、洗浄された表面１０１ａを有するエピタキシャルウエハ１０１を８００℃以上に保持することが好ましく、１０００℃以上に保持することがより好ましい。この場合、ステップＳ５とステップＳ６との間でのエピタキシャルウエハの温度の低下を抑制できるため、スループットを向上できる。また、第１の酸化膜３を形成するステップＳ４と、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５と、ゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６とのそれぞれの間において、エピタキシャルウエハ１００、１０１を８００℃以上に保持することが好ましく、１０００℃以上に保持することがより好ましい。この場合、ステップＳ４開始からステップＳ６終了までの間において、エピタキシャルウエハの温度の低下を抑制できるため、スループットを向上できる。
【００８５】
その後、窒素アニールを行なう（ステップＳ７）。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、ウエル領域１２３、ソース領域１２４、およびコンタクト領域１２５の各々と、ゲート酸化膜１２６との界面近傍に、窒素原子を導入することができる。
【００８６】
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ガスを用いたアニール処理を行ってもよい。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。
【００８７】
この窒素アニール工程（ステップＳ７）の後、さらに、有機洗浄、酸洗浄、ＲＣＡ洗浄などの表面洗浄化を行ってもよい。
【００８８】
次に、図２、図９および図１０に示すように、電極を形成する（ステップＳ８）。まず、図９に示すソース電極１１１を、以下のように形成する。具体的には、ゲート酸化膜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を形成する。このレジスト膜をマスクとして用いて、ゲート酸化膜１２６のうちソース領域１２４およびコンタクト領域１２５上に位置する部分をエッチングにより除去する。これによりゲート酸化膜１２６に開口部１２６ａを形成する。たとえば蒸着法により、この開口部１２６ａにおいてソース領域１２４およびコンタクト領域１２５の各々と接触するように導電体膜を形成する。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。
【００８９】
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。
【００９０】
その後、図１０に示すように、たとえば蒸着法により、ソース電極１１１上に上部ソース電極１２７を形成する。また、たとえば蒸着法により、ＳｉＣ基板２の裏面上にドレイン電極１１２を形成する。
【００９１】
またゲート電極１１０をたとえば以下のように形成する。予めゲート酸化膜１２６上の領域に位置する開口パターンを有するレジスト膜を形成し、当該レジスト膜の全面を覆うようにゲート電極を構成する導電体膜を形成する。そして、レジスト膜を除去することによって、ゲート電極となるべき導電体膜の部分以外の導電体膜を除去（リフトオフ）する。この結果、図１０に示すように、ゲート酸化膜１２６上にゲート電極１１０を形成することができる。
【００９２】
以上の工程（ステップＳ１〜Ｓ８）を実施することにより、図１０に示すＳｉＣ半導体装置としてのＭＯＳＦＥＴ１０２を製造することができる。
【００９３】
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。
【００９４】
また、ＭＯＳＦＥＴ１０２を作製するためにＳｉＣ基板２を用いているが、基板の材料はＳｉＣに限定されず、他の材料の結晶を用いて作製されてもよい。また、ＳｉＣ基板２が省略されてもよい。
【００９５】
以上説明したように、本実施の形態におけるＳｉＣ半導体装置の一例としてのＭＯＳＦＥＴ１０２の製造方法は、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５と、第２の酸化膜としてのＭＯＳＦＥＴ１０２を構成するゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６との間において、ＳｉＣ半導体としてのエピタキシャルウエハ１００は大気が遮断された雰囲気内に配置される。
【００９６】
本実施の形態におけるＳｉＣ半導体装置の一例としてのＭＯＳＦＥＴ１０２の製造装置１０は、エピタキシャルウエハ１０１を搬送可能に除去部１２と第２の形成部１３とを接続する第１の接続部１４を備え、第１の接続部１４におけるエピタキシャルウエハ１０１を搬送させる領域は、大気の遮断が可能である。
【００９７】
本発明のＭＯＳＦＥＴ１０２の製造方法および製造装置によれば、第１の酸化膜を形成するステップＳ４において、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａに付着していたチタン（Ｔｉ）などの不純物、パーティクルなどを第１の酸化膜３に取り込むことができる。第１の酸化膜３を除去するステップＳ５により、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａに付着していた不純物、パーティクルなどを除去することができる。不純物、パーティクルなどが除去された表面１０１ａを有するエピタキシャルウエハ１０１を大気が遮断された雰囲気内（第１の接続部１４）に配置することで、大気中の不純物、パーティクルなどが洗浄後のエピタキシャルウエハ１０１の表面１０１ａに再付着することを抑制できるので、ゲート酸化膜１２６形成前のエピタキシャルウエハ１０１の表面１０１ａを清浄に維持することができる。ゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６において、この状態のエピタキシャルウエハ１０１の表面１０１ａに、ＳｉＣ半導体装置を構成するゲート酸化膜１２６を形成することができるので、エピタキシャルウエハ１０１とゲート酸化膜１２６との界面に存在する不純物、パーティクルなどを低減できる。また、エピタキシャルウエハ１０１の表面１０１ａを清浄に維持できるので、表面１０１ａ上に形成するゲート酸化膜１２６中に存在する不純物、パーティクルなども低減することができる。さらに、ゲート酸化膜１２６の膜質も向上できる。したがって、ＭＯＳＦＥＴ１０２の逆方向電圧印加時の耐圧を向上できるとともに、順方向電圧印加時の動作の安定性および長期信頼性を向上することができる。よって、特性を向上できるＭＯＳＦＥＴ１０２を製造することができる。
【００９８】
本実施の形態では、エピタキシャルウエハの表面に第１の酸化膜３を形成し、第１の酸化膜３を除去することで表面を洗浄した後に、エピタキシャルウエハが大気暴露されることに起因した再汚染の可能性を低減している。ＳｉＣは安定な化合物であるので、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａに第１の酸化膜３を形成することはＳｉと比べて容易ではない。このため、ＳｉＣ半導体であるエピタキシャルウエハ１００の表面１００ａを洗浄した後に、エピタキシャルウエハ１０１を大気に暴露せずに次のステップ（ゲート酸化膜を形成するステップＳ６）に搬送することは、洗浄を簡略化でき、製造するＳｉＣ半導体装置の特性の向上に大きく寄与する。
【００９９】
また、大気が遮断された雰囲気の第１の接続部１４内にエピタキシャルウエハ１０１を配置することで、第１の酸化膜３を除去する除去部１２と第２の形成部１３との間で互いにパーティクル、不純物などの汚染物質を持ち込みにくくなる。同様に、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５およびゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６の各ステップ間からの汚染の持ち込みの可能性を低減できる。このため、除去部１２および第２の形成部１３の清浄化を維持できるので、製造するＳｉＣ半導体装置の特性の向上に大きく寄与する。
【０１００】
本実施の形態におけるＳｉＣ半導体装置の一例であるＭＯＳＦＥＴ１０２の製造方法において好ましくは、第１の酸化膜３を形成するステップＳ４と、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５と、ゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６との間において、エピタキシャルウエハ１００、１０１は大気が遮断された雰囲気内に配置される。
【０１０１】
本実施の形態におけるＳｉＣ半導体装置の一例であるＭＯＳＦＥＴ１０２の製造装置１０において好ましくは、エピタキシャルウエハ１００を搬送可能に第１の形成部１１と除去部１２とを接続する第２の接続部１５をさらに備え、第２の接続部１５におけるエピタキシャルウエハ１０１を搬送させる領域は、大気の遮断が可能である。
【０１０２】
これにより、エピタキシャルウエハの洗浄工程開始から終了まで大気に暴露されることを抑制でき、かつ洗浄工程終了からゲート酸化膜形成までエピタキシャルウエハ１０１を大気に暴露されることを抑制できる。このため、洗浄中および洗浄後のエピタキシャルウエハ１００、１０１の表面１００ａ、１０１ａが再汚染されることを抑制できるので、特性をより向上できるＳｉＣ半導体装置を製造することができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態では、ＳｉＣ半導体装置としてＭＯＳＦＥＴの製造方法を例に挙げて説明したが、本発明は、表面を有するＳｉＣエピタキシャルウエハと、この表面に形成されるＳｉＣ半導体装置を構成する酸化膜（ＳｉＣ半導体装置として残る酸化膜）とを備えた半導体装置に適用できる。ＳｉＣエピタキシャルウエハは、表面からイオン注入されたものと、イオン注入されていないものとを含む。つまり、本発明は、たとえばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などの絶縁ゲート型電界効果部を有する半導体装置や、ＪＦＥＴ（Junction Field-Effect Transistor：接合電界効果トランジスタ）などの酸化膜を備えたＳｉＣ半導体装置全般に適用できる。
【０１０４】
（実施の形態２）
図１１は、本発明の実施の形態２におけるＳｉＣ半導体装置の製造装置の模式図である。図１１などを参照して、本実施の形態２におけるＳｉＣ半導体装置の製造装置を説明する。
【０１０５】
図１１に示すように、本実施の形態の製造装置２０は、チャンバ２１と、第１のガス供給部２２と、第２のガス供給部２３と、真空ポンプ２４とを備えている。第１のガス供給部２２、第２のガス供給部２３および真空ポンプ２４は、チャンバ２１と接続されている。
【０１０６】
チャンバ２１は、内部にエピタキシャルウエハ１００、１０１（図５〜図７参照）を収容する。チャンバ２１は、たとえばプラズマ発生装置を用いることができる。
【０１０７】
第１のガス供給部２２は、エピタキシャルウエハ１００に第１の酸化膜３（図６参照）を形成するため、およびＳｉＣ半導体装置（本実施の形態ではＭＯＳＦＥＴ１０２）を構成する酸化膜（本実施の形態ではゲート酸化膜１２６）を形成する（図８参照）ために用いられるガスをチャンバ２１に供給する。第１のガス供給部２２は、たとえばＯを含むガスを供給する。
【０１０８】
第２のガス供給部２３は、エピタキシャルウエハ１００に形成した第１の酸化膜３を除去するために用いられるガスをチャンバ２１に供給する。第２のガス供給部２３は、たとえばＨ2ガス、ＨＣｌガスなどのＳｉとＯとを還元するガスをチャンバ２１に供給する。
【０１０９】
真空ポンプ２４は、チャンバ２１の内部を真空にする。このため、第１のガス供給部２２によりエピタキシャルウエハ１００に第１の酸化膜３を形成した後に、チャンバ２１の内部を真空にして、第２のガス供給部２３により第１の酸化膜３を除去できる。また、第１の酸化膜３を除去した後に、チャンバ２１の内部を真空にして、第１のガス供給部２２によりＳｉＣ半導体装置を構成する第２の酸化膜（ゲート酸化膜１２６）をエピタキシャルウエハ１０１に形成することができる。なお、真空ポンプ２４は省略されてもよい。
【０１１０】
なお、図１１に示す製造装置２０は、上記以外の様々な要素を含んでいてもよいが、説明の便宜上、これらの要素の図示および説明は省略する。
【０１１１】
本実施の形態におけるＳｉＣ半導体装置の製造方法は、図９に示すＭＯＳＦＥＴ１０２を製造し、基本的には実施の形態１と同様であるが、図１１に示す製造装置２０を用いる点において異なる。このため、第１の酸化膜を形成するステップＳ４と第１の酸化膜を除去するステップＳ５との間、および、第１の酸化膜を除去するステップＳ５とゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６との間において、エピタキシャルウエハはチャンバ２１内に配置されるので、大気が遮断された雰囲気内に配置される。
【０１１２】
また、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５で用いる装置を用いて第２の酸化膜としてのゲート酸化膜１２６を形成することができる。言い換えると、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５とゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６とは同じ装置で実施される。このため、第１の酸化膜を除去するステップＳ５とゲート酸化膜を形成するステップＳ６との間において、エピタキシャルウエハの温度をできるだけ下げないように（たとえば５００℃以下に）維持することもできる。また、第１の酸化膜を除去するステップＳ５とゲート酸化膜を形成するステップＳ６との間において、エピタキシャルウエハの温度を８００℃以上に、好ましくは１０００℃以上に保持することもできる。
【０１１３】
さらに、本実施の形態では、第１の酸化膜３を形成するステップＳ４と、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５と、ゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６とは、同じ装置で実施される。このため、第１の酸化膜３を形成するステップＳ４と第１の酸化膜３を除去するステップＳ５との間、および、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５とゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６との間において、エピタキシャルウエハの温度をできるだけ下げないように（たとえば５００℃以下に）維持することもできる。また、第１の酸化膜を形成するステップＳ４と第１の酸化膜を除去するステップＳ５との間、および、第１の酸化膜を除去するステップＳ５とゲート酸化膜を形成するステップＳ６との間において、エピタキシャルウエハの温度を８００℃以上、好ましくは１０００℃以上に保持することもできる。
【０１１４】
また、第１の酸化膜３を形成するステップＳ４終了後、および、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５終了後、チャンバ２１の内部を真空ポンプ２４で真空引き（たとえば０．１Ｐａ以下まで真空引き）をすることが好ましい。言い換えると、第１の酸化膜３を形成するステップＳ４と第１の酸化膜３を除去するステップＳ５との間のガス切替時、および、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５とゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６との間のガス切替時に、雰囲気の圧力を減圧（たとえば０．１Ｐａ以下まで減圧）することが好ましい。これにより、チャンバ２１内の残留ガスを低減することができるので、第２または第１のガス供給部２３、２２を用いた置換ガス導入時の気相反応によるパーティクルの発生を低減できる。たとえば第１の酸化膜３がＳｉＯxの場合、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５とゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６との切替時、第１の酸化膜３を除去するステップＳ５で分解されたＳｉを低減することで、この残留するＳｉと、ゲート酸化膜１２６を形成するために導入するＯ2ガスとが反応してなるＳｉＯ2パーティクルの発生を低減できる。このため、エピタキシャルウエハの表面をより清浄にすることができる。つまり、ガス切替に伴うパーティクル発生を抑制できる。
【０１１５】
以上より、本実施の形態におけるＳｉＣ半導体の製造装置２０によれば、第１の酸化膜３を除去し、かつエピタキシャルウエハ１００において第１の酸化膜３が除去されることにより露出した表面に、ＳｉＣ半導体装置としてのＭＯＳＦＥＴ１０２を構成する第２の酸化膜としてのゲート酸化膜１２６）を形成するためのチャンバ２１を備えている。このため、不純物、パーティクルなどが除去されたエピタキシャルウエハ１０１を大気が遮断された雰囲気内（チャンバ２１内）に配置することで、大気中の不純物、パーティクルなどがエピタキシャルウエハ１０１の表面１０１ａに再付着することを抑制できるので、ゲート酸化膜１２６形成前のエピタキシャルウエハ１０１の表面１０１ａを清浄に維持することができる。ゲート酸化膜１２６を形成するステップＳ６において、この状態のエピタキシャルウエハ１０１の表面１０１ａに、ＳｉＣ半導体装置としてのＭＯＳＦＥＴ１０２を構成するゲート酸化膜１２６を形成することができるので、エピタキシャルウエハ１０１とゲート酸化膜１２６との界面に存在する不純物、パーティクルなどを低減できる。また、エピタキシャルウエハ１０１の表面１０１ａを清浄に維持できるので、ゲート酸化膜１２６中に存在する不純物、パーティクルなども低減することができる。さらに、表面１０１ａ上に形成するゲート酸化膜１２６の膜質も向上できる。したがって、ＭＯＳＦＥＴ１０２の逆方向電圧印加時の耐圧を向上できるとともに、順方向電圧印加時の動作の安定性および長期信頼性を向上することができる。よって、特性を向上できるＭＯＳＦＥＴ１０２を製造することができる。
【０１１６】
なお、本実施の形態では、エピタキシャルウエハ１００の表面１００ａに第１の酸化膜３を形成するための第１の形成部と、第１の酸化膜３を除去し、かつエピタキシャルウエハ１００において第１の酸化膜３が除去されることにより露出した表面１０１ａに、ＭＯＳＦＥＴ１０２を構成するゲート酸化膜１２６を形成するための第２の形成部とは同じである製造装置２０を例に挙げて説明した。しかし、本発明は、第１の形成部と第２の形成部とは、異なる装置であってもよい。つまり、本発明の製造装置は、第２の形成部が図１１に示す構成であり、第２の形成部と別に第１の形成部が配置されていてもよい。この場合、製造装置は、ＳｉＣ半導体を搬送可能に第１の形成部と第２の形成部とを接続する接続部をさらに備え、この接続部におけるＳｉＣ半導体を搬送させる領域は、大気の遮断が可能であることが好ましい。
【０１１７】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、各実施の形態の特徴を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、今回開示された実施の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の形態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。
【符号の説明】
【０１１８】
２  ＳｉＣ基板、２ａ，１００ａ，１０１ａ  表面、３  第１の酸化膜、１０，２０  製造装置、１１  第１の形成部、１２  除去部、１３  第２の形成部、１４  第１の接続部、１５  第２の接続部、２１  チャンバ、２２  第１のガス供給部、２３  第２のガス供給部、２４  真空ポンプ、１００，１０１  エピタキシャルウエハ、１０２  ＭＯＳＦＥＴ、１１０  ゲート電極、１１１，１２７  ソース電極、１１２  ドレイン電極、１２０  エピタキシャル層、１２１  バッファ層、１２２  耐圧保持層、１２３  ウエル領域、１２４  ソース領域、１２５  コンタクト領域、１２６  ゲート酸化膜、１２６ａ  開口部、１２９  ドレイン領域、１３１  ｐ型ＳｉＣ層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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