(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面（１２ａ）側にドリフト層（１２）が形成された半導体基板（１０）を準備する準備工程と、
前記準備工程の実施後、チャンバ（２０２）の内部空間（２０８）に設けられたサセプタ（２０４）に対し、前記一面が前記内部空間にさらされるように前記半導体基板を配置し、回転軸が前記半導体基板の板厚方向に沿うように前記サセプタを回転させるとともに、前記内部空間を加熱し、且つ、前記チャンバに設けられた導入口（２０２ａ）から前記内部空間にソースガス及びドーパントガスを導入するとともに、前記一面に対して前記ソースガス及び前記ドーパントガスを前記板厚方向と直交する方向に流して、前記一面を通った前記ソースガス及び前記ドーパントガスを前記チャンバに設けられた排気口（２０２ｂ）から排気し、前記一面上にエピ層（１４）をエピタキシャル成長させるエピ工程と、
前記エピ工程の実施後、前記エピ層の一部に不純物をドープしてソース領域（１６）を形成するドープ工程と、
前記ドープ工程の実施後、前記エピ層を貫通するトレンチ（２０）を形成するとともに、形成した前記トレンチにゲート電極（２４）を形成するトレンチ工程と、
を備え、
前記エピ工程は、
前記エピ層として、チャネルを形成する第１エピ層（１４ａ）を前記一面上にエピタキシャル成長させる第１エピ工程と、
前記第１エピ工程の実施後、前記第１エピ工程よりも前記内部空間の圧力を低くして、前記第１エピ層における前記ドリフト層と反対側の面上に、前記エピ層として、前記ドープ工程で不純物がドープされる第２エピ層（１４ｂ）をエピタキシャル成長させる第２エピ工程と、
を有している半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記準備工程では、複数の前記半導体基板を準備し、
前記エピ工程では、複数の前記半導体基板を前記サセプタに配置し、前記サセプタを回転させることで、複数の前記半導体基板に前記エピ層を形成する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記準備工程では、１つの前記半導体基板を準備し、
前記エピ工程では、前記板厚方向の投影視において、前記一面の中心と、前記サセプタの回転中心と、が一致するように、１つの前記半導体基板を前記サセプタに配置し、前記サセプタを回転させることで、１つの前記半導体基板に前記エピ層を形成する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記エピ工程では、前記第１エピ工程の実施後に前記第２エピ工程を連続して実施する請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記エピ工程では、前記第１エピ工程の実施後に前記第１エピ層を検査する検査工程を実施し、前記検査工程の実施後に前記第２エピ工程を実施する請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記ドープ工程では、前記ドリフト層に較べて不純物濃度の高い前記ソース領域を形成する請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１エピ工程では、前記内部空間の圧力を８．０ｋＰａ以上、且つ、１１．０ｋＰａ以下とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２エピ工程では、前記内部空間の圧力を４．５ｋＰａ以上、且つ、８．０ｋＰａ未満とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板をエピタキシャル成長させてエピ層を形成する工程と、エピ層を貫通するトレンチを形成する工程と、を備える半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のように、トレンチゲート構造のＭＯＳＦＥＴの製造方法が知られている。この製造方法では、ｎ＋型基板の表面にｎ−型ドリフト層を形成する。そして、ｎ−型ドリフト層の表面上に、ｐ型ベース領域をエピタキシャル成長させる。次に、ｐ型ベース領域の一部に対してイオン注入することによりｎ＋型ソース領域を形成する。
【０００３】
そして、ｐ型ベース領域及びｎ＋型ソース領域を貫通して、ｎ−型ドリフト領域に達するように、トレンチを形成する。トレンチを形成した後、ゲート電極をトレンチ内に形成する。以上により、トレンチゲート構造のＭＯＳＦＥＴを製造することができる。このＭＯＳＦＥＴでは、ゲート電極にゲート電圧を印加すると、ｐ型ベース領域におけるトレンチの内壁面を形成する部分がチャネルとなって、ソース電極とドレイン電極との間に電流を流す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８３５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ｐ型ベース領域をエピタキシャル成長する工程では、一般的に、チャンバの内部空間に設けられたサセプタに対し、ｎ＋型基板にｎ−型ドリフト層が形成されたウエハを配置する。そして、回転軸がウエハの板厚方向に沿うようにサセプタを回転させる。
【０００６】
また、この工程では、チャンバの内部空間に対し、チャンバの導入口からソースガス及びドーパントガスを導入する。そして、ウエハに対してソースガス及びドーパントガスをウエハの板厚方向と直交する方向に流して、ソースガス及びドーパントガスをチャンバの排気口から排気する。
【０００７】
さらに、この工程では、チャンバを加熱することで、ソースガス及びドーパントガスを分解して析出させる。ソースガス及びドーパントガスの分解成分がウエハと反応し、ｐ型ベース領域がエピタキシャル成長する。サセプタを回転させるのは、ウエハにおける特定の箇所においてガスとの反応量が多くなるのを抑制するためである。
【０００８】
ソースガスは、ドーパントガスに較べて分解し易い。よって、ソースガスは、ドーパントガスに較べて分解するのに掛かる時間が短く、内部空間に導入されると導入口付近で分解する。ｐ型ベース領域の膜厚は、主にソースガスの分解量に応じて決定される。内部空間の圧力に応じて、内部空間におけるソースガスの分解量の分布が変化する。
【０００９】
例えば、ソースガスの分解成分が導入口付近に留まり易くなるように、内部空間の圧力を高くして、ソースガスの流れを遅くする。これによれば、サセプタの回転中心付近におけるソースガスの分解量は、サセプタの回転中心付近から導入口側の部分に較べて少なくなる。サセプタが回転しているため、ウエハにおいてサセプタの回転中心から遠い部分は、導入口側に近い部分を通ることで、ソースガスの分解量が多い部分を通る。これに対し、ウエハにおけるサセプタの回転中心に近い部分は、ソースガスの分解量が多い部分を通らないため、サセプタの回転中心から遠い部分に対してｐ型ベース領域の膜厚が薄くなり易い。
【００１０】
これに対し、サセプタの回転中心付近におけるソースガスの分解量が多くなるように、内部空間の圧力を低くして、ソースガスの流れを速くする。これによれば、ウエハにおけるサセプタの回転中心に近い部分におけるｐ型ベース領域の膜厚が厚くなり易い。
【００１１】
このように、ウエハの各箇所によってｐ型ベース領域の膜厚が異なる場合には、トレンチを形成する工程においてトレンチの深さを制御し難い。詳しく言うと、ｎ−型ドリフト層に対するトレンチの深さを制御し難くなり、例えばトレンチがｐ型ベース領域を貫通しない虞もある。これによれば、ＭＯＳＦＥＴにおけるオン抵抗や閾値電圧等の性能にばらつきが生じる虞がある。
【００１２】
ドーパントガスは、ソースガスに較べて分解し難い。すなわち、ドーパントガスは、ソースガスに較べて分解するのに時間が掛かる。内部空間の圧力が低い場合、ドーパントガスの流れは相対的に速くなる。これによれば、ドーパントガスが内部空間に導入されてから分解するまでに進む距離は長くなる。そのため、ドーパントガスの一部は、ウエハに到達した後に分解する。これによれば、ソースガスの分解量に対するドーパントガスの分解量の割合は、ウエハの各箇所で異なることとなる。したがって、内部空間の圧力が低い場合、ウエハの各箇所でｐ型ベース領域の不純物濃度がばらつき易い。ｐ型ベース領域はチャネルを形成するため、ｐ型ベース領域の不純物濃度のばらつきが大きくなると、ＭＯＳＦＥＴの閾値電圧にばらつきが生じる虞がある。
【００１３】
これに対し、内部空間の圧力が高い場合、ドーパントガスの流れは相対的に遅くなる。これによれば、ドーパントガスが内部空間に導入されてから分解するまでに進む距離は短くなる。そのため、ドーパントガスは、導入口付近で分解し易い。すなわち、ドーパントガスの大部分は、ソースガスと同様に、導入口付近で分解する。そのため、内部空間の圧力が高い場合、ソースガスの分解量に対するドーパントガスの分解量の割合は、ウエハの各箇所で均一になり易い。したがって、内部空間の圧力が高い場合、ウエハの各箇所でｐ型ベース領域の不純物濃度が均一になり易い。
【００１４】
以上によれば、ウエハの各箇所でｐ型ベース領域の不純物濃度のばらつきを抑制するためには、内部空間の圧力を高くする必要がある。しかしながら、内部空間の圧力を高くすると、ウエハにおいて、サセプタの回転中心に近い部分におけるｐ型ベース領域の膜厚が厚くなり、ウエハの各箇所によってｐ型ベース領域の膜厚がばらつくこととなる。
【００１５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、チャネルを形成する部分の不純物濃度のばらつきを抑制しつつ、トレンチの深さを制御し易い半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として下記の実施形態における具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。
【００１７】
本発明のひとつは、
一面（１２ａ）側にドリフト層（１２）が形成された半導体基板（１０）を準備する準備工程と、
準備工程の実施後、チャンバ（２０２）の内部空間（２０８）に設けられたサセプタ（２０４）に対し、一面が内部空間にさらされるように半導体基板を配置し、回転軸が半導体基板の板厚方向に沿うようにサセプタを回転させるとともに、内部空間を加熱し、且つ、チャンバに設けられた導入口（２０２ａ）から内部空間にソースガス及びドーパントガスを導入するとともに、一面に対してソースガス及びドーパントガスを板厚方向と直交する方向に流して、一面を通ったソースガス及びドーパントガスをチャンバに設けられた排気口（２０２ｂ）から排気し、一面上にエピ層（１４）をエピタキシャル成長させるエピ工程と、
エピ工程の実施後、エピ層の一部に不純物をドープしてソース領域（１６）を形成するドープ工程と、
ドープ工程の実施後、エピ層を貫通するトレンチ（２０）を形成するとともに、形成したトレンチにゲート電極（２４）を形成するトレンチ工程と、
を備え、
エピ工程は、
エピ層として、チャネルを形成する第１エピ層（１４ａ）を一面上にエピタキシャル成長させる第１エピ工程と、
第１エピ工程の実施後、第１エピ工程よりも内部空間の圧力を低くして、第１エピ層におけるドリフト層と反対側の面上に、エピ層として、ドープ工程で不純物がドープされる第２エピ層（１４ｂ）をエピタキシャル成長させる第２エピ工程と、
を有している。
【００１８】
上記方法において第１エピ工程では、第２エピ工程に較べて内部空間の圧力を高くしている。そのため、半導体基板の各箇所で第１エピ層の不純物濃度がばらつくのを抑制することができる。よって、エピ層においてチャネルを形成する部分の不純物濃度がばらつくのを抑制することができる。
【００１９】
また上記方法において、第１エピ工程では、内部空間の圧力を高くしているため、半導体基板において、サセプタの回転中心に近い部分における第１エピ層の膜厚が薄くなり易く、且つ、サセプタの回転中心から遠い部分における第１エピ層の膜厚が厚くなり易い。これに対し、第２エピ工程では、第１エピ工程に較べて内部空間の圧力を低くしている。そのため、半導体基板において、サセプタの回転中心に近い部分における第２エピ層の膜厚が厚くなり易く、且つ、サセプタの回転中心から遠い部分における第２エピ層の膜厚が薄くなり易い。
【００２０】
よって、第２エピ工程では、第１エピ層が薄くなり易い部分に対し、厚い第２エピ層を形成することができる。また、第２エピ工程では、第１エピ層が厚くなり易い部分に対し、薄い第２エピ層を形成することができる。すなわち、第２エピ工程では、エピ層の膜厚を均一化するように、第２エピ層を形成している。したがって、エピ層の膜厚がばらつくのを抑制することができる。
【００２１】
エピ層の膜厚がばらつくのを抑制することで、トレンチ工程において、ドリフト層に対するトレンチの深さを制御し易く、且つ、エピ層に対してトレンチを貫通させ易い。すなわち、トレンチ工程においてトレンチの深さを制御し易い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】準備工程について説明するための断面図である。
【図４】エピ工程について説明するための断面図である。
【図５】ドープ工程について説明するための断面図である。
【図６】トレンチ工程について説明するための断面図である。
【図７】トレンチ工程について説明するための断面図である。
【図８】図７のＶIII−ＶIII線に沿う断面図である。
【図９】エピ工程において、エピタキシャル成長装置の概略構成を示す断面図である。
【図１０】エピ工程において、サセプタに対するウエハの配置を示す平面図である。
【図１１】エピ工程において、ソースガスの分解量について説明するための平面図である。
【図１２】エピ工程において、ウエハの位置に対するエピ層の膜厚分布を示す図である。
【図１３】エピ工程において、エピ層の膜厚のばらつきにおける圧力特性を示す図である。
【図１４】エピ工程において、ウエハの位置に対するエピ層の不純物濃度の分布を示す図である。
【図１５】エピ工程において、エピ層の不純物濃度のばらつきにおける圧力特性を示す図である。
【図１６】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法のエピ工程において、サセプタに対するウエハの配置を示す平面図である。
【図１７】エピ工程において、ウエハの位置に対するエピ層の膜厚分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図面を参照して説明する。なお、複数の実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。ｎ＋基板の板厚方向をＺ方向と示す。すなわち、Ｚ方向が特許請求の範囲に記載の板厚方向に相当する。また、Ｚ方向に直交する特定の方向をＸ方向、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向と示す。
【００２４】
（第１実施形態）
先ず、図１及び図２に基づき、半導体装置１００の概略構成について説明する。
【００２５】
半導体装置１００は、ＳｉＣ基板を用いて形成されたトレンチゲート型のＭＯＳＦＥＴである。図１及び図２に示すＭＯＳＦＥＴと同じ構造のＭＯＳＦＥＴがＸ方向及びＹ方向に隣り合うように設けられている。半導体装置１００は、ｎ＋型基板１０と、ｎ−型層１２と、エピ層１４と、を備えている。
【００２６】
ｎ＋型基板１０は、ｎ型のＳｉＣ基板である。ｎ＋型基板１０におけるＺ方向側の一面上には、ｎ−型層１２が形成されている。ｎ＋型基板１０は、特許請求の範囲に記載の半導体基板に相当する。ｎ−型層１２は、ドリフト層を形成するものである。ｎ−型層１２は、不純物濃度がｎ＋型基板１０よりも低くされている。ｎ−型層１２におけるｎ＋型基板１０と反対側の一面１２ａ上には、エピ層１４が形成されている。
【００２７】
エピ層１４は、エピタキシャル成長により形成されたものである。エピ層１４は、ｎ−型層１２の一面１２ａ上に形成された第１エピ層１４ａと、第１エピ層１４ａに対してｎ−型層１２と反対側に形成された第２エピ層１４ｂと、を有している。第１エピ層１４ａは、チャネルを形成するものである。第１エピ層１４ａは、ｐ型とされている。
【００２８】
第２エピ層１４ｂにおいてＸＹ平面の所定箇所には、ソース領域１６が形成されている。よって、第２エピ層１４ｂは、ソース領域１６と、ソース領域１６が形成されていないボディ領域１８と、を有している。ソース領域１６は、第２エピ層１４ｂにおいてＺ方向の全体に形成されている。図１では、便宜上、第１エピ層１４ａ及び第２エピ層１４ｂの境界を破線で示している。ソース領域１６は、ｎ型とされており、ｎ−型層１２よりも不純物の濃度が高くされている。ボディ領域１８は、ｐ型とされている。
【００２９】
半導体装置１００には、トレンチ２０が形成されている。トレンチ２０は、エピ層１４をＺ方向に貫通している。詳しく言うと、トレンチ２０は、第１エピ層１４ａ、及び、第２エピ層１４ｂのソース領域１６を貫通している。また、トレンチ２０は、ｎ−型層１２の一面１２ａにも、Ｚ方向に所定深さを有して形成されている。
【００３０】
半導体装置１００は、ゲート絶縁膜２２と、ゲート電極２４と、層間絶縁膜２６と、ソース電極２８と、ゲート配線３０と、ドレイン電極３２と、をさらに備えている。ゲート絶縁膜２２は、トレンチ２０の内壁面を覆っている。またゲート絶縁膜２２は、ソース領域１６における第２エピ層１４ｂと反対側の面上において、トレンチ２０の開口の周縁部にも形成されている。
【００３１】
ゲート電極２４は、トレンチ２０が囲む空間内において、ゲート絶縁膜２２の内側に配置されている。層間絶縁膜２６は、ゲート電極２４とソース電極２８とを絶縁するものである。層間絶縁膜２６は、ゲート電極２４に対してｎ−型層１２と反対側であって、ゲート電極２４及びソース電極２８の間に形成されている。層間絶縁膜２６には、ソース電極２８がソース領域１６及びボディ領域１８と接触するためのコンタクトホール２６ａが形成されている。
【００３２】
ソース電極２８は、コンタクトホール２６ａが形成された箇所において、第２エピ層１４ｂのソース領域１６及びボディ領域１８に対して、第１エピ層１４ａと反対側に形成されている。ソース電極２８には、ソース端子が電気的に接続されている。
【００３３】
また、図２に示すように、層間絶縁膜２６には、コンタクトホール２６ａとは別に、ゲート配線３０がゲート電極２４と接触するためのコンタクトホール２６ｂが形成されている。ゲート配線３０は、コンタクトホール２６ｂが形成された箇所において、ゲート電極２４に対してｎ−型層１２と反対側に配置され、ゲート電極２４と接触している。ゲート配線３０は、ゲート端子と電気的に接続され、ゲート端子とゲート電極２４とを電気的に中継している。ドレイン電極３２は、ｎ＋型基板１０に対してｎ−型層１２と反対側の面に形成されている。ドレイン電極３２には、ドレイン端子が電気的に接続されている。
【００３４】
半導体装置１００において、ゲート電極２４にゲート電圧を印加すると、第１エピ層１４ａにおけるゲート絶縁膜２２と接する部分がｎ型に反転してチャネルとなる。これにより、ソース電極２８とドレイン電極３２との間に電流を流すことができる。半導体装置１００における閾値電圧は、第１エピ層１４ａの不純物濃度に応じて変化する。
【００３５】
次に、図３〜図８に基づき、半導体装置１００の製造方法について説明する。
【００３６】
先ず、図３に示すように、ｎ＋型基板１０にｎ−型層１２が形成されたウエハＷを準備する準備工程を実施する。ｎ−型層１２は、例えば、エピタキシャル成長によって形成される。
【００３７】
準備工程の実施後、図４に示すように、ｎ−型層１２の一面１２ａ上にエピ層１４をエピタキシャル成長させるエピ工程を実施する。詳しく言うと、エピ工程は、第１エピ層１４ａをエピタキシャル成長させる第１エピ工程と、第２エピ層１４ｂをエピタキシャル成長させる第２エピ工程と、を有している。
【００３８】
第１エピ工程では、一面１２ａ上に第１エピ層１４ａをエピタキシャル成長させる。第２エピ工程では、第１エピ層１４ａにおけるｎ−型層１２と反対側の面上に第２エピ層１４ｂをエピタキシャル成長させる。エピ工程については、下記で詳細に説明する。
【００３９】
エピ工程の実施後、図５に示すように、第２エピ層１４ｂに不純物をドープしてソース領域１６を形成するドープ工程を実施する。ドープ工程では、先ず、第２エピ層１４ｂにおける第１エピ層１４ａと反対側の一面１４ｃ上にマスクを形成する。次に、ソース領域１６を形成予定の領域に対してマスクが開口するようにフォトリソグラフィ工程を行う。フォトリソグラフィ工程の実施後、マスク上からｎ型不純物のイオン注入及び活性化を行うことで、ソース領域１６を形成する。そして、第２エピ層１４ｂに形成されたマスクを除去する。
【００４０】
ドープ工程の実施後、図６及び図７に示すように、トレンチ２０を形成するとともに、形成したトレンチ２０にゲート電極２４を形成するトレンチ工程を実施する。トレンチ工程では、先ず、ソース領域１６及びボディ領域１８の一面１４ｃ上にマスクを形成する。そして、トレンチ２０を形成予定の領域に対してマスクが開口するようにフォトリソグラフィ工程を行う。
【００４１】
フォトリソグラフィ工程の実施後、異方性エッチングを行うことでトレンチ２０を形成する。このとき、トレンチ２０が、エピ層１４を貫通するとともにｎ−型層１２へ達するように、エッチングを行う。すなわち、トレンチ２０におけるＺ方向の深さがエピ層１４の膜厚よりも深くなるように、エッチングを行う。そして、ソース領域１６及びボディ領域１８に形成されたマスクを除去する。以上により、図６に示すトレンチ２０を形成することができる。
【００４２】
次に、トレンチ２０の内壁面上、及び、一面１４ｃ上にゲート絶縁膜２２を成膜するとともに、ゲート絶縁膜２２上にポリシリコン層を成膜する。そして、マスクを用いて、ポリシリコン層及びゲート絶縁膜２２をパターニングする。このパターニングでは、トレンチ２０が囲む空間内に、ゲート電極２４をなすポリシリコン層、及び、ゲート電極２４を残す。また、このパターニングでは、一面１４ｃ上におけるトレンチ２０の開口の周縁部にゲート絶縁膜２２を残す。
【００４３】
次に、一面１４ｃ上に層間絶縁膜２６を成膜する。そして、層間絶縁膜２６をパターニングすることで、コンタクトホール２６ａ及びコンタクトホール２６ｂを形成する。以上により、図７及び図８に示す層間絶縁膜２６を形成することができる。
【００４４】
次に、コンタクトホール２６ａ及びコンタクトホール２６ｂ内を埋めるように電極材料を成膜し、成膜した電極材料をパターニングする。これにより、ソース電極２８、及び、ゲート配線３０を形成する。そして、ｎ＋型基板１０に対してｎ−型層１２と反対側の面にドレイン電極３２を形成する。以上により、図１に示した半導体装置１００を製造することができる。
【００４５】
次に、図９及び図１０に基づき、エピ工程において用いるエピタキシャル成長装置２００について説明する。
【００４６】
エピ工程では、図９に示すエピタキシャル成長装置２００を用いてエピ層１４を形成する。エピタキシャル成長装置２００は、チャンバ２０２と、サセプタ２０４と、加熱用ランプ２０６と、を有している。
【００４７】
チャンバ２０２は、サセプタ２０４が設けられた内部空間２０８を形成している。サセプタ２０４は、ウエハＷを搭載するものである。サセプタ２０４は、ウエハＷを搭載する搭載面２０４ａを有している。以下、搭載面２０４ａと直交する方向をＡ方向と示す。図１０に示すように、搭載面２０４ａの平面形状は、略真円形状をなしている。サセプタ２０４は、回転可能に構成されている。サセプタ２０４の回転軸は、搭載面２０４ａの中心Ｏを通り、Ａ方向に沿った方向である。すなわち、搭載面２０４ａの中心Ｏは、サセプタ２０４の回転中心である。
【００４８】
チャンバ２０２には、ガスを内部空間２０８に導入するための導入口２０２ａが設けられている。導入口２０２ａは、ガスを供給するボンベと接続されている。このボンベには、ガスの流量を調整するフローメータが設けられている。また、チャンバ２０２には、内部空間２０８からガスを排気するための排気口２０２ｂが設けられている。排気口２０２ｂは、内部空間２０８のガスを吸引するためのポンプと接続されている。例えば、ポンプ及びフローメータにより、内部空間２０８の圧力を制御することができる。
【００４９】
導入口２０２ａ及び排気口２０２ｂは、Ａ方向と直交する一方向であるＢ方向に並んで設けられている。チャンバ２０２において、Ｂ方向の一端に導入口２０２ａが設けられ、Ｂ方向の他端に排気口２０２ｂが設けられている。これにより、導入口２０２ａから導入されたガスは、内部空間２０８においてＢ方向に流れる。よって、ガスは、サセプタ２０４の搭載面２０４ａに沿ってＢ方向に流れる。図１０の白抜き矢印は、ガスが流れる方向を示している。
【００５０】
内部空間２０８に導入するガスは、シリコンソースガス、ドーパントガス、及び、キャリアガスである。シリコンソースガス及びドーパントガスは、ウエハＷをエピタキシャル成長させるためのガスである。シリコンソースガスとしては、例えば、シランやプロパンを採用することができる。ドーパントガスとしては、例えば、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を採用することができる。キャリアガスとしては、例えば、水素を採用することができる。
【００５１】
加熱用ランプ２０６は、内部空間２０８、サセプタ２０４、及び、ウエハＷを加熱するためのものである。複数の加熱用ランプ２０６が、チャンバ２０２におけるＡ方向の両側に配置されている。加熱用ランプ２０６を制御することで、チャンバ２０２の内部空間、サセプタ２０４、及び、ウエハＷの温度を制御する。加熱用ランプ２０６としては、例えば、ハロゲンランプを採用することができる。なおウエハＷの加熱方法としては、高周波を用いた誘導加熱を採用することもできる。
【００５２】
次に、図９及び図１０に基づき、エピタキシャル成長装置２００を用いたエピ工程の詳細について説明する。
【００５３】
エピ工程の第１エピ工程では、先ず、ポンプにより内部空間２０８を所定の減圧雰囲気とする。この状態で、トランスファチャンバ準備室からウエハＷを内部空間２０８に搬送し、搭載面２０４ａにウエハＷを配置する。このとき、一面１２ａが内部空間２０８にさらされるように、ウエハＷを配置する。すなわち、Ａ方向において、サセプタ２０４、ｎ＋型基板１０、ｎ−型層１２の順に並ぶように、ウエハＷを配置する。この配置により、ガスは、一面１２ａに沿ってＢ方向に流れる。
【００５４】
本実施形態では、図１０に示すように、３枚のウエハＷを搭載面２０４ａの周方向に等間隔に並べて配置する。すなわち本実施形態のエピ工程では、複数枚のウエハＷを同時に処理するバッチ処理を行う。なお、エピ工程において同時に処理するウエハＷの枚数は、３枚に限定されない。エピ工程において同時に処理するウエハＷの枚数を、２枚としてもよく、４枚以上としてもよい。
【００５５】
本実施形態では、ウエハＷにおいてオリフラが他の部分に較べてサセプタ２０４の中心Ｏから最も遠くなるように、ウエハＷを配置する。以下、ウエハＷにおけるオリフラが形成された部分をＢｏｔｔｏｍ、ウエハＷの中心をＣｅｎｔｅｒ、ウエハＷにおけるＢｏｔｔｏｍと反対側の端部をＴｏｐ、と示す。すなわち、ウエハＷにおけるサセプタ２０４の中心Ｏに最も近い部分がＴｏｐ、中心Ｏから最も離れた部分がＢｏｔｔｏｍとなる。
【００５６】
ウエハＷを搭載面２０４ａに配置した後、サセプタ２０４を回転させる。次に、ボンベのフローメータを調整し、内部空間２０８にガスを導入する。そして、加熱用ランプ２０６により、チャンバ２０２を加熱し、内部空間２０８の温度を例えば１６００℃から１７００℃にする。
【００５７】
第１エピ工程では、例えば、内部空間２０８の圧力を、８．０ｋＰａ以上、且つ、１１．０ｋＰａ以下の値とする。本実施形態では、内部空間２０８の圧力を、８．０ｋＰａより大きく、且つ、１０．３ｋＰａ以下の値とする。この圧力で、第１エピ層１４ａが０．５〜３．０μｍ程度の膜厚となるようにウエハＷにエピタキシャル成長させる。第１エピ層１４ａを所定の膜厚にした後、第１エピ工程を終了する。
【００５８】
第１エピ層１４ａを形成した後、ウエハＷを内部空間２０８から取り出すことなく第２エピ工程を実施する。すなわち、第１エピ工程の実施後に連続して第２エピ工程を実施する。第２エピ工程では、第１エピ工程に較べて内部空間２０８の圧力を低くする。例えば、内部空間２０８の圧力を、４．５ｋＰａ以上、且つ、８．０ｋＰａ未満の値とする。本実施形態では、内部空間２０８の圧力を、５．０ｋＰａ以上、且つ、８．０ｋＰａ未満の値とする。この圧力で、第２エピ層１４ｂが０．２〜１．０μｍ程度の膜厚となるようにウエハＷにエピタキシャル成長させる。第２エピ層１４ｂを所定の膜厚にした後、第２エピ工程を終了する。
【００５９】
次に、図１１〜図１３に基づき、エピ工程を実施した場合におけるエピ層１４の膜厚について説明する。
【００６０】
図１１では、搭載面２０４ａにおけるＢ方向の位置として位置Ｂ１、位置Ｂ２、位置Ｂ３、位置Ｂ４、位置Ｂ５、及び、位置Ｂ６を示している。なお図１１では、ウエハＷが導入口２０２ａに最も近づいた場合の配置、及び、ウエハＷが導入口２０２ａから最も遠ざかった場合における配置を破線で示している。
【００６１】
位置Ｂ１は、Ｂ方向において、ウエハＷが導入口２０２ａに最も近づいた場合におけるＢｏｔｔｏｍの位置である。位置Ｂ２は、Ｂ方向において、ウエハＷが導入口２０２ａに最も近づいた場合におけるＣｅｎｔｅｒの位置である。位置Ｂ３は、Ｂ方向において、ウエハＷが導入口２０２ａに最も近づいた場合におけるＴｏｐの位置である。位置Ｂ４は、Ｂ方向において、ウエハＷが導入口２０２ａから最も遠ざかった場合におけるＴｏｐの位置である。位置Ｂ５は、Ｂ方向において、ウエハＷが導入口２０２ａから最も遠ざかった場合におけるＣｅｎｔｅｒの位置である。位置Ｂ６は、Ｂ方向において、ウエハＷが導入口２０２ａから最も遠ざかった場合におけるＢｏｔｔｏｍの位置である。
【００６２】
ソースガス及びドーパントガスは、内部空間２０８に導入されると昇温する。ソースガス及びドーパントガスは、昇温により分解して析出する。ソースガス及びドーパントガスの分解成分がウエハＷと反応し、エピ層１４がエピタキシャル成長する。ソースガスは、ドーパントガスに較べて分解し易い。よって、ソースガスは、内部空間２０８に導入されると、導入口２０２ａ付近で分解する。エピ層１４の膜厚は、主にソースガスの分解量に応じて決定される。すなわち、ドーパントガスは、エピ層１４の膜厚を厚くするのに寄与し難い。
【００６３】
内部空間２０８の圧力に応じて、ソースガスの流速が変化する。ソースガスの流速に応じて、内部空間２０８におけるソースガスの分解量の分布が変化する。ソースガスの分解量の分布に応じて、エピ層１４の膜厚分布が変化する。以上によれば、内部空間２０８の圧力に応じて、エピ層１４の膜厚分布が変化する。
【００６４】
図１２において、黒三角は内部空間２０８の圧力を５．０ｋＰａとした場合の実験結果、黒丸は圧力を８．０ｋＰａとした場合の実験結果、黒四角は圧力を１０．３ｋＰａとした場合の実験結果である。これら複数の実験結果は、圧力以外の条件であるガスの流量、温度、及び、時間等を互いに等しくした場合の実験結果である。
【００６５】
内部空間２０８の圧力が高いと、ソースガスは、流れが遅くなる。これによれば、ソースガスの分解成分は、内部空間２０８において導入口２０２ａ付近に留まり易い。１０．３ｋＰａの実験結果では、ウエハＷにおいてＢｏｔｔｏｍからＴｏｐに向かうほど膜厚が薄くなっている。これによれば、位置Ｂ１から位置Ｂ３へ向かうほどソースガスの分解量が少なくなっていることが想定される。また、位置Ｂ４及び位置Ｂ５におけるソースガスの分解量は、エピ層１４の膜厚に影響しないほど少ないことが想定される。
【００６６】
圧力を低くすることにより、ソースガスの流れは速くなる。これにより、排気口２０２ｂ側におけるソースガスの分解量が多くなる。８．０ｋＰａの実験結果では、１０．３ｋＰａの実験結果に較べて、ウエハＷの各箇所においてエピ層１４の膜厚が平坦となっている。この実験結果から、位置Ｂ１から位置Ｂ３までのソースガスの分解量がほぼ均一になっていることが想定される。この実験結果においても、位置Ｂ４及び位置Ｂ５におけるソースガスの分解量は、エピ層１４の膜厚に影響しないほど少ないことが想定される。
【００６７】
５．０ｋＰａの実験結果では、ウエハＷにおけるＴｏｐ側の膜厚が、Ｃｅｎｔｅｒ及びＢｏｔｔｏｍに較べて厚くなっている。この実験結果は、８．０ｋＰａの実験結果に較べて排気口２０２ｂ側におけるソースガスの分解量が多くなっていることを示している。
【００６８】
５．０ｋＰａの実験結果では、８．０ｋＰａの実験結果に較べて位置Ｂ４から位置Ｂ５までの範囲におけるソースガスの分解量が多くなっていることが想定される。また、位置Ｂ５から位置Ｂ６までの範囲におけるソースガスの分解量は、位置Ｂ４から位置Ｂ５までの範囲におけるソースガスの分解量に較べて少ないことが想定される。これにより、ウエハＷにおいて、ＴｏｐからＣｅｎｔｅｒまでの範囲では、ＣｅｎｔｅｒからＢｏｔｔｏｍまでの範囲に較べてエピ層１４の膜厚が厚くなっている。
【００６９】
図１３は、エピ工程において内部空間２０８の圧力を５．０ｋＰａから１０．３ｋＰａまで変化させた場合におけるエピ層１４の膜厚のばらつきを示す実験結果である。詳しく言うと、図１２では、エピ層１４の膜厚のばらつきとして、標準偏差を３倍した３σを平均値で除算した値を示している。
【００７０】
図１３に示すように、内部空間２０８の圧力が８．０ｋＰａの実験結果では、ばらつきが最小となる。８．０ｋＰａから圧力を上げると、エピ層１４の膜厚のばらつきが大きくなる。８．０ｋＰａよりも圧力が高い場合には、Ｂｏｔｔｏｍ側に対するＴｏｐ側の膜厚が薄くなり易く、エピ層１４の膜厚のばらつきが大きくなる。これに対し、８．０ｋＰａから圧力を下げた場合には、Ｂｏｔｔｏｍ側に対するＴｏｐ側の膜厚が厚くなり易く、エピ層１４の膜厚のばらつきが大きくなる。以上によれば、内部空間２０８の圧力が低いほど、サセプタ２０４の中心Ｏから遠い部分に対して近い部分のエピ層１４の膜厚が厚くなり易い。
【００７１】
第１エピ工程では、内部空間２０８の圧力を８．０ｋＰａよりも高くすることで、第１エピ層１４ａにおいてＴｏｐ側の膜厚を薄くするとともにＢｏｔｔｏｍ側の膜厚を厚くする。そして、第２エピ工程では、内部空間２０８の圧力を８．０ｋＰａよりも低くすることで、第２エピ層１４ｂにおいてＴｏｐ側の膜厚を厚くするとともにＢｏｔｔｏｍ側の膜厚を薄くする。
【００７２】
次に、図１４及び図１５に基づき、エピ工程を実施した場合におけるエピ層１４の不純物濃度について説明する。
【００７３】
ドーパントガスは、ソースガスに較べて分解し難いため、ソースガスに較べて分解するのに時間が掛かる。内部空間２０８の圧力が低い場合、ドーパントガスの流れは相対的に速くなる。これによれば、ドーパントガスが内部空間２０８に導入されてから分解するまでに進む距離は長くなる。そのため内部空間２０８の圧力が低い場合、ドーパントガスは、内部空間２０８に導入されても、導入口２０２ａ付近で分解し難い。よって、ドーパントガスの一部は、位置Ｂ１に到達した後に分解する。これによれば、ソースガスの分解量に対するドーパントガスの分解量の割合は、ウエハＷの各箇所で異なることとなる。したがって、内部空間２０８の圧力が低い場合、ウエハＷの各箇所でエピ層１４の不純物濃度がばらつき易い。
【００７４】
これに対し、内部空間２０８の圧力が高い場合、ドーパントガスの流れは相対的に遅くなる。これによれば、ドーパントガスが内部空間２０８に導入されてから分解するまでに進む距離は短くなる。そのため、ドーパントガスは、内部空間２０８に導入されると、導入口２０２ａ付近で分解し易い。すなわち、ドーパントガスの大部分は、ソースガスと同様に、導入口２０２ａ付近で分解する。言い換えると、ドーパントガスは、内部空間２０８においてソースガスと同じ領域で分解し易い。そのため、内部空間２０８の圧力が高い場合、ソースガスの分解量に対するドーパントガスの分解量の割合は、ウエハＷの各箇所で均一になり易い。したがって、内部空間２０８の圧力が高い場合、ウエハＷの各箇所でエピ層１４の不純物濃度が均一になり易い。
【００７５】
また、エピ層１４の不純物濃度は、オリフラの位置や、ウエハＷの粗密によっても変化する。ウエハＷの粗密とは、ウエハＷの各箇所において周囲にウエハＷが存在しているか否かである。ウエハＷが密にされている範囲ほど、ドーパントガスの分解成分が分散し易く、エピ層１４の不純物濃度が低くなり易い。サセプタ２０４の中心Ｏに近い部分では、３つのウエハＷが近づくように配置されており、ウエハＷが密にされている。よって、ウエハＷにおけるＴｏｐからＣｅｎｔｅｒまでの範囲では、エピ層１４の不純物濃度が低くなり易い。一方、ウエハＷにおけるＣｅｎｔｅｒからＢｏｔｔｏｍまでの範囲は、周囲にウエハＷがなく、且つ、Ｂｏｔｔｏｍにオリフラが形成されているため、ウエハＷが粗にされている。よって、ウエハＷにおけるＣｅｎｔｅｒからＢｏｔｔｏｍまでの範囲では、エピ層１４の不純物濃度が高くなり易い。
【００７６】
図１４において、黒三角は内部空間２０８の圧力を５．０ｋＰａとした場合の実験結果、黒丸は圧力を８．０ｋＰａとした場合の実験結果、黒四角は圧力を１０．３ｋＰａとした場合の実験結果である。図１４の実験結果は、ボンベから導入口２０２ａに流すガスの流量をほぼ一定とした場合の実験結果である。なお図１４では、縦軸である不純物濃度の値について、特定の値を基準にした比によって示している。
【００７７】
図１４に示すように、１０．３ｋＰａの実験結果では、ウエハＷの各箇所におけるエピ層１４の不純物濃度が高くされている。１０．３ｋＰａの実験結果において、ドーパントガスの大部分は、ソースガスと同様に、導入口２０２ａ付近で分解していると想定される。
【００７８】
８．０ｋＰａの実験結果では、１０．３ｋＰａの実験結果に較べて、エピ層１４の不純物濃度が全ての箇所で低くなっている。これは、内部空間２０８の圧力が１０．３ｋＰａから８．０ｋＰａに下がることで、ドーパントガスが分解するのに時間が掛かり、導入口２０２ａから位置Ｂ６までに分解するドーパントガスの量が少なくなっているからである。
【００７９】
また、８．０ｋＰａの実験結果では、ウエハＷにおけるＢｏｔｔｏｍからＣｅｎｔｅｒまでの範囲において、Ｃｅｎｔｅｒに近づくほど不純物濃度が上がっている。これは、ドーパントガスにおける分解量がＢｏｔｔｏｍからＣｅｎｔｅｒへ向かうほど多くなっていることを示している。なお８．０ｋＰａの実験結果において、ウエハＷにおけるＴｏｐからＣｅｎｔｅｒまでの範囲では、ＣｅｎｔｅｒからＢｏｔｔｏｍまでの範囲に較べて不純物濃度が低くなっている。これは、ウエハＷにおけるＴｏｐからＣｅｎｔｅｒまでの範囲では、ウエハＷが密になっているからであると想定される。
【００８０】
５．０ｋＰａの実験結果では、８．０ｋＰａの実験結果に較べて、エピ層１４の不純物濃度が全ての箇所で低くなっている。これは、内部空間２０８の圧力が８．０ｋＰａから５．０ｋＰａに下がることで、ドーパントガスが分解するのに時間が掛かり、導入口２０２ａから位置Ｂ６までに分解するドーパントガスの量が少なくなっているからである。また、５．０ｋＰａの実験結果においても、ウエハＷにおけるＢｏｔｔｏｍからＣｅｎｔｅｒの範囲において、Ｃｅｎｔｅｒに近づくほど不純物濃度が上がっている。さらに、５．０ｋＰａの実験結果においても、ウエハＷにおけるＴｏｐからＣｅｎｔｅｒまでの範囲では、ＣｅｎｔｅｒからＢｏｔｔｏｍまでの範囲に較べて不純物濃度が低くなっている。
【００８１】
図１５は、エピ工程において内部空間２０８の圧力を５．０ｋＰａから１０．３ｋＰａまで変化させた場合におけるエピ層１４の不純物濃度のばらつきを示す実験結果である。詳しく言うと、図１５では、エピ層１４の不純物濃度のばらつきとして、標準偏差を３倍した３σを平均値で除算した値を示している。図１５に示すように、内部空間２０８の圧力を高くするほど、エピ層１４の不純物濃度のばらつきは、小さくなっている。
【００８２】
このような実験結果を踏まえ、第１エピ工程では、第２エピ工程に較べて内部空間２０８の圧力を高くすることで、第２エピ層１４ｂに較べて第１エピ層１４ａにおける不純物濃度のばらつきを小さくする。
【００８３】
ところで、図１２及び図１３に基づき、エピ工程において、内部空間２０８の圧力を変化させることなく８．０ｋＰａ程度でほぼ一定として、エピ層１４を形成する方法が考えられる。この方法では、エピ層１４の膜厚がばらつくのを抑制することができる。しかしながら、内部空間２０８の圧力を８．０ｋＰａ程度でほぼ一定とする方法では、圧力を８．０ｋＰａより高くする場合に較べ、エピ層１４の不純物濃度がばらつく虞がある。本実施形態では、第１エピ工程において内部空間２０８の圧力を８．０ｋＰａよりも高くしているため、圧力を８．０ｋＰａで一定とする方法に較べて、チャネルを形成する部分の不純物濃度のばらつきを小さくすることができる。
【００８４】
次に、上記した半導体装置１００の製造方法の効果について説明する。
【００８５】
本実施形態において第１エピ工程では、第２エピ工程に較べて内部空間２０８の圧力を高くしている。そのため、ウエハＷの各箇所で第１エピ層１４ａの不純物濃度がばらつくのを抑制することができる。よって、エピ層１４においてチャネルを形成する部分の不純物濃度がばらつくのを抑制することができる。
【００８６】
また第１エピ工程では、内部空間２０８の圧力を高くしているため、ウエハＷにおいて中心Ｏに近い部分における第１エピ層１４ａの膜厚が薄くなり易く、且つ、中心Ｏから遠い部分における第１エピ層１４ａの膜厚が厚くなり易い。これに対し、第２エピ工程では、第１エピ工程に較べて内部空間２０８の圧力を低くしている。そのため、ウエハＷにおいて、中心Ｏに近い部分における第２エピ層１４ｂの膜厚が厚くなり易く、且つ、中心Ｏから遠い部分における第２エピ層１４ｂの膜厚が薄くなり易い。
【００８７】
よって、第２エピ工程では、第１エピ層１４ａが薄くなり易い部分に対し、厚い第２エピ層１４ｂを形成することができる。また、第２エピ工程では、第１エピ層１４ａが厚くなり易い部分に対し、薄い第２エピ層１４ｂを形成することができる。すなわち、第２エピ工程では、エピ層１４の膜厚を均一化するように、第２エピ層１４ｂを形成している。したがって、エピ層１４の膜厚がばらつくのを抑制することができる。
【００８８】
エピ層１４の膜厚がばらつくのを抑制することで、トレンチ工程において、ｎ−型層１２に対するトレンチ２０の深さを制御し易く、且つ、エピ層１４に対してトレンチ２０を貫通させ易い。すなわち、トレンチ工程においてトレンチ２０の深さを制御し易い。
【００８９】
また、本実施形態では、エピ工程において複数枚のウエハＷをサセプタ２０４の搭載面２０４ａに配置して、複数枚のウエハＷにエピ層１４を形成している。これによれば、１枚のウエハＷを搭載面２０４ａに配置してエピ層１４を形成する方法に較べて、複数枚のウエハＷを処理するための時間を短縮することができる。
【００９０】
また、本実施形態では、第１エピ工程の実施後に第２エピ工程を連続して実施している。これによれば、第１エピ工程の実施後に内部空間２０８からウエハＷを取り出す場合に較べて、エピ工程の処理時間を短縮することができる。
【００９１】
なお、本実施形態では、ウエハＷにおいてオリフラが他の部分に較べてサセプタ２０４の中心Ｏから最も遠くなるように、ウエハＷを配置する例を示した。しかしながら、搭載面２０４ａにおけるオリフラの位置は、これに限定するものではない。
【００９２】
（第２実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体装置１００の製造方法と共通する部分についての説明は割愛する。
【００９３】
本実施形態の準備工程では、１枚のウエハＷを準備する。そして、エピ工程では、図１６に示すように、１枚のウエハＷをサセプタ２０４の搭載面２０４ａ上に配置する。すなわち、本実施形態のエピ工程では、１枚のみのウエハＷを処理する枚葉処理を行う。本実施形態のエピ工程においても、第１実施形態と同様に、第１エピ層１４ａを形成する第１エピ工程を実施した後、内部空間２０８の圧力を低くして、第２エピ層１４ｂを形成する第２エピ工程を実施する。
【００９４】
エピ工程では、Ａ方向の投影視において、ウエハＷの中心と、サセプタ２０４の中心Ｏと、が一致するように、ウエハＷを搭載面２０４ａに配置する。これにより、Ａ方向の投影視において、ウエハＷの中心を、サセプタ２０４の回転中心と一致させる。
【００９５】
図１７は、内部空間２０８の圧力を１０．３ｋＰａとした場合における実験結果を示している。図１７の実験結果では、ウエハＷにおいて、Ｃｅｎｔｅｒにおけるエピ層１４の膜厚が最も薄くされている。ウエハＷにおいてＣｅｎｔｅｒからＢｏｔｔｏｍへ向かうほど、エピ層１４の膜厚が厚くなっている。同様に、ウエハＷにおいてＣｅｎｔｅｒからＴｏｐへ向かうほど、エピ層１４の膜厚が厚くなっている。
【００９６】
ウエハＷにおいてＴｏｐ及びＢｏｔｔｏｍは、サセプタ２０４の中心Ｏからの距離が互いにほぼ等しい。そのため、ウエハＷにおいてＴｏｐ及びＢｏｔｔｏｍにおけるエピ層１４の膜厚は、互いにほぼ等しくなっている。
【００９７】
この実験結果では、内部空間２０８の圧力が高く、導入口２０２ａ側にソースガスの分解成分が留まっていることが想定される。すなわち、サセプタ２０４の中心Ｏ付近では、中心Ｏよりも導入口２０２ａ側の範囲に較べて、ソースガスの分解量は少ない。そのため、ウエハＷにおいて、Ｃｅｎｔｅｒにおけるエピ層１４の膜厚は、Ｔｏｐ及びＢｏｔｔｏｍにおけるエピ層１４の膜厚に較べて薄くなっている。
【００９８】
本実施形態におけるウエハＷのＴｏｐからＣｅｎｔｅｒまでの範囲、及び、ＢｏｔｔｏｍからＣｅｎｔｅｒまでの範囲の夫々は、第１実施形態におけるウエハＷのＢｏｔｔｏｍからＴｏｐまでの範囲に対応している。よって、１０．３ｋＰａの実験結果において、第１実施形態でＢｏｔｔｏｍからＴｏｐへ向かうほどエピ層１４の膜厚が薄くなるのに対応し、本実施形態ではＢｏｔｔｏｍからＣｅｎｔｅｒへ向かうほどエピ層１４の膜厚が薄くなる。同様に、第１実施形態でＢｏｔｔｏｍからＴｏｐへ向かうほどエピ層１４の膜厚が薄くなるのに対応し、本実施形態ではＴｏｐからＣｅｎｔｅｒへ向かうほどエピ層１４の膜厚が薄くなる。
【００９９】
内部空間２０８の圧力を１０．３ｋＰａから下げると、第１実施形態でＢｏｔｔｏｍに対してＴｏｐにおけるエピ層１４の膜厚が厚くなるのに対応し、本実施形態ではＢｏｔｔｏｍ及びＴｏｐに対してＣｅｎｔｅｒにおけるエピ層１４の膜厚が厚くなる。なお本実施形態では、第１実施形態と同様に、内部空間２０８の圧力を低くするほど、エピ層１４の不純物濃度のばらつきが小さくなる。
【０１００】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【０１０１】
上記実施形態では、第１エピ工程の実施後に、連続して第２エピ工程を実施する例を示したが、これに限定するものではない。第１エピ工程の実施後に、第１エピ層１４ａを検査する検査工程を実施してもよい。検査工程では、内部空間２０８からウエハＷを取り出し、第１エピ層１４ａの膜厚や不純物濃度を検査する。そして、検査工程の実施後に、ウエハＷを内部空間２０８に再度搬送して、第２エピ工程を実施する。
【０１０２】
上記実施形態においてＳｉＣ基板であるｎ＋型基板１０を用いて半導体装置１００を形成する例を示したが、これに限定するものではない。Ｓｉ基板を用いて半導体装置１００を形成する例を採用することもできる。また上記実施形態では、エピ層１４のドーパントをｐ型としたが、これに限定するものではない。エピ層１４のドーパントをｎ型としてもよい。
【０１０３】
上記実施形態では、第１エピ工程において内部空間２０８の圧力を８．０ｋＰａ以上としたが、これに限定するものではない。第１エピ工程における内部空間２０８の圧力は、第２エピ工程における内部空間２０８の圧力よりも高ければよい。例えば、第１エピ工程における内部空間２０８の圧力を７．５ｋＰａ以上、且つ、１１．０ｋＰａ以下とする例を採用することもできる。
【０１０４】
上記実施形態では、第２エピ工程において内部空間２０８の圧力を８．０ｋＰａ未満としたが、これに限定するものではない。第２エピ工程における内部空間２０８の圧力は、第１エピ工程における内部空間２０８の圧力よりも低ければよい。例えば、第２エピ工程における内部空間２０８の圧力を４．５ｋＰａ以上、且つ、８．５ｋＰａ以下とする例を採用することもできる。
【符号の説明】
【０１０５】
１０…ｎ＋型基板、１２…ｎ−型層、１２ａ…一面、１４…エピ層、１４ａ…第１エピ層、１４ｂ…第２エピ層、１４ｃ…一面、１６…ソース領域、１８…ボディ領域、２０…トレンチ、２２…ゲート絶縁膜、２４…ゲート電極、２６…層間絶縁膜、２６ａ…コンタクトホール、２６ｂ…コンタクトホール、２８…ソース電極、３０…ゲート配線、３２…ドレイン電極、１００…半導体装置、２００…エピタキシャル成長装置、２０２…チャンバ、２０２ａ…導入口、２０２ｂ…排気口、２０４…サセプタ、２０４ａ…搭載面、２０６…加熱用ランプ、２０８…内部空間
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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