(57)【要約】  横型ＣＶＤ装置の横一列に並んだ複数の噴射孔（８）に対して主面が平行になるように炭化珪素基板（２）を配置する。複数の噴射孔（８）から原料ガスを供給して炭化珪素基板（２）の主面の上に炭化珪素エピタキシャル成長層（１０）をエピタキシャル成長させる。複数の噴射孔（８）から供給される原料ガスは複数の系統ラインに分割され、それぞれ個別のマスフローコントローラー（９ａ〜９ｌ）により制御される。炭化珪素基板（２）の主面の上における原料ガスの流速は１ｍ／ｓｅｃより大きい。
2018185850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横型ＣＶＤ装置の横一列に並んだ複数の噴射孔に対して主面が平行になるように炭化珪素基板を配置する工程と、
前記複数の噴射孔から原料ガスを供給して前記炭化珪素基板の前記主面の上に炭化珪素エピタキシャル成長層をエピタキシャル成長させる工程とを備え、
前記複数の噴射孔から供給される前記原料ガスは複数の系統ラインに分割され、それぞれ個別のマスフローコントローラーにより制御され、
前記炭化珪素基板の前記主面の上における前記原料ガスの流速は１ｍ／ｓｅｃより大きいことを特徴とする炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項２】
前記炭化珪素エピタキシャル成長層をエピタキシャル成長させる際に前記複数の噴射孔から供給される前記原料ガスの流速は均一であることを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項３】
前記炭化珪素エピタキシャル成長層に含まれる不純物濃度のウエハ面内均一性が２％以下となるように前記原料ガスの流量が前記複数の系統ラインごとに調整されることを特徴とする請求項１又は２に記載の炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項４】
不純物の原料ガスの流量が前記複数の系統ラインごとに調整されることを特徴とする請求項３に記載の炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項５】
炭素の原料ガスの流量が前記複数の系統ラインごとに調整されることを特徴とする請求項３に記載の炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項６】
珪素の原料ガスの流量は固定されていることを特徴とする請求項５に記載の炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の方法により製造した炭化珪素エピタキシャルウエハを用いて炭化珪素半導体装置を製造することを特徴とする炭化珪素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、炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法及び炭化珪素半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シリコン半導体に比べてバンドギャップ、絶縁破壊電界強度、飽和ドリフト速度、熱伝導度がいずれも相対的に大きい炭化珪素半導体が、主に電力制御用パワーデバイス材料として注目されている。このような炭化珪素半導体装置は、電力損失の大幅な低減、小型化などが可能であり、電源電力変換時の省エネルギー化が実現できるため、電気自動車の高性能化、太陽電池システム等の高機能化等、低炭素社会実現の上でキーデバイスとなる。炭化珪素半導体装置には、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ショットキバリアダイオード、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）及び各種ダイオード等が挙げられる。【０００３】
炭化珪素半導体装置を製造する場合、炭化珪素バルク単結晶基板上に、半導体デバイスの活性領域となる炭化珪素エピタキシャル成長層を予め熱ＣＶＤ法（熱化学気相堆積法）等によりエピタキシャル成長させる。ここでいう活性領域とは、結晶中における不純物濃度及び膜厚が精密に制御された上で作りこまれている成長方向軸を含む断面領域である。このようなエピタキシャル成長層が必要とされる理由は、デバイスの仕様により、不純物濃度及び膜厚がほぼ既定され、通常、その精度としてバルク単結晶基板のそれらより高いものが求められるためである。【０００４】
炭化珪素バルク単結晶基板上に炭化珪素エピタキシャル成長層をエピタキシャル成長させたウエハを、以下、炭化珪素エピタキシャルウエハと称する。炭化珪素半導体装置は、炭化珪素エピタキシャルウエハに様々な加工を施して作製される。炭化珪素エピタキシャル成長層のエピタキシャル成長時のドーパントとして使用される窒素の取り込み量がウエハ面内で均一でない場合がある。所望の不純物濃度が得られていない領域で製造された炭化珪素半導体装置では、高電圧が保持できないなど、炭化珪素半導体装置の製造時の良品率が低下する問題がある。窒素の取り込み量のウエハ面内の不均一の原因として、エピタキシャル成長装置のサセプタの温度がその周辺部と中央部とで異なっていることで、ウエハ上に流れる原料ガス濃度が周辺部と中央部とで僅かに変化することが挙げられる。【０００５】
膜厚分布及び抵抗率分布に優れたシリコン膜のエピタキシャル成長方法として、チャンバーの幅方向中央部側と周辺部側とで適宜変化させた原料ガスを、複数のインジェクタから吹き出させる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、シリコン膜のエピタキシャル成長方法として、処理炉内のガス流速を２ｍ／分以上の層流のキャリアガスを流下させる方法も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本特開平６−２３２０６０号公報
【特許文献２】日本特開平８−２３６４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
シリコン膜の成長温度が１０００度〜１２００度であるのに対し、炭化珪素エピタキシャル成長層の成長温度は１５００度〜１７００度と５００度程度異なる。このため、原料ガスの分解効率に起因するチャンバー内のガス濃度分布及びサセプタの温度分布が大きく異なる。従って、シリコン膜のエピタキシャル成長方法を用いて炭化珪素をエピタキシャル成長させるだけでは、不純物濃度のウエハ面内均一性と膜厚分布を両立させることが困難である。【０００８】
また、炭化珪素半導体における不純物濃度の制御は、ドーパントである窒素ガス流量制御だけでなく、シリコン原料と炭素原料の割合によって大きく変化する。従って、炭化珪素エピタキシャル成長層の成長に従来のシリコン膜の成長技術を転用することは困難である。【０００９】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は不純物濃度のウエハ面内均一性が良好なエピタキシャルウエハを製造することができる炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法及び炭化珪素半導体装置の製造方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法は、横型ＣＶＤ装置の横一列に並んだ複数の噴射孔に対して主面が平行になるように炭化珪素基板を配置する工程と、前記複数の噴射孔から原料ガスを供給して前記炭化珪素基板の前記主面の上に炭化珪素エピタキシャル成長層をエピタキシャル成長させる工程とを備え、前記複数の噴射孔から供給される前記原料ガスは複数の系統ラインに分割され、それぞれ個別のマスフローコントローラーにより制御され、前記炭化珪素基板の前記主面の上における前記原料ガスの流速は１ｍ／ｓｅｃより大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、複数の噴射孔から供給される原料ガスは複数の系統ラインに分割され、それぞれ個別のマスフローコントローラーにより制御され、炭化珪素基板の主面の上における原料ガスの流速は１ｍ／ｓｅｃより大きい。これにより、不純物濃度のウエハ面内均一性が良好なエピタキシャルウエハを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る炭化珪素エピタキシャルウエハの製造装置を示す断面図である。
【図２】成長炉の内部を示す上面図である。
【図３】インジェクタを示す正面図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る炭化珪素半導体装置を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態４に係る炭化珪素半導体装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法及び炭化珪素半導体装置の製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る炭化珪素エピタキシャルウエハの製造装置を示す断面図である。成長炉１内に、炭化珪素基板２を載置するウエハホルダー３が設けられている。成長炉１は石英管である。インジェクタ４が成長炉１内に原料ガスを供給する。ガス排気口５が成長炉１内に供給されたガスを成長炉１から排出する。ウエハホルダー３の上下にそれぞれサセプタ６が設けられている。成長炉１の外側に誘導コイル７が設けられている。
【００１５】
図２は、成長炉の内部を示す上面図である。図３は、インジェクタを示す正面図である。インジェクタ４には、ガス噴射孔を有する複数の噴射孔８が横一列に配置されている。各噴射孔８からプロパンガス、モノシランガス、窒素ガスが供給される。インジェクタ４は複数の系統ラインに分割されて、複数の噴射孔８から供給される原料ガスは系統ラインに分割され、それぞれ個別のマスフローコントローラー９ａ〜９ｌにより制御されている。本実施の形態では、インジェクタ４は中央部と２つの周辺部の３つの系統ラインに分割されている。また、それぞれの原料ガスは水素ガスで希釈されて成長炉１に供給される。
【００１６】
続いて、本発明の実施の形態１に係る炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法について説明する。まず、主面となる（０００１）面（Ｃ面）に対する＜１１−２０＞方向へのオフ角が４度の４Ｈ−ＳｉＣバルク単結晶基板である炭化珪素基板２を準備する。機械研磨及び酸性又はアルカリ性の薬液を用いた化学機械研磨により炭化珪素基板２の平坦化処理を行う。次に、アセトンを用いた超音波洗浄により有機物を除去する。次に、炭化珪素基板２に対して、いわゆるＲＣＡ洗浄を行う。即ち、７５度（±５度）に加熱したアンモニア水と過酸化水素水の混合液（１：９）に炭化珪素基板２を１０分間浸した後、７５度（±５度）に加熱した塩酸と過酸化水素水（１：９）に浸す。更に、体積比率で５％程度のフッ酸を含む水溶液に炭化珪素基板２を浸した後、純水により置換処理を施す。ここで、炭化珪素基板２のオフ角は４度に限ったものではなく、２度〜１０度程度の範囲内であり、化学機械研磨により平坦化処理が施されたものであればよい。
【００１７】
次に、炭化珪素基板２を横型ＣＶＤ装置の成長炉１内に導入しウエハホルダー３の上に載置する。横一列に並んだ複数の噴射孔８に対して主面が平行になるように炭化珪素基板２を配置する。次に、成長炉１内に還元性ガスとして例えば水素ガスを導入する。この水素ガスはキャリアガスを兼ねている。次に、反応炉の真空度が例えば５ｋＰａ程度に一定に保持されるように圧力を制御する。次に、反応炉を１６５０度程度まで加熱し、還元性ガス雰囲気中でアニールを実施する。
【００１８】
次に、複数の噴射孔８から原料ガスを供給して炭化珪素基板２の主面の上に炭化珪素エピタキシャル成長層１０をエピタキシャル成長させて炭化珪素エピタキシャルウエハ１１を製造する。原料ガスには、例えば、Ｓｉ原料としてシランガス（ＳｉＨ４）を用い、Ｃ原料としてプロパンガス（Ｃ３Ｈ８）を用いる。Ｎ型ドーピングに窒素ガスを用いる。インジェクタ４の中央部の噴射孔８から供給されるＳｉＨ４ガスの流量を５００ｓｃｃｍ、Ｃ３Ｈ８ガスの流量を２００ｓｃｃｍ、窒素ガスの流量を１０ｓｃｃｍとする。インジェクタ４の２つの周辺部からそれぞれ供給されるＳｉＨ４ガスの流量を５００ｓｃｃｍ、Ｃ３Ｈ８ガスの流量を２００ｓｃｃｍ、窒素ガスの流量を８ｓｃｃｍとする。これにより、炭化珪素エピタキシャル成長層１０を膜厚１０μｍで成膜する。また、活性領域で不純物濃度が８×１０１５／ｃｍ３となるように窒素ガスを制御している。このとき、炭化珪素基板２の主面の上における原料ガスの流速が１．１８ｍ／秒となるように、キャリアガスである水素流量を制御する。その後、原料ガスの供給を停止し、室温まで降温させる。
【００１９】
製造した炭化珪素エピタキシャルウエハの不純物濃度をＣＶ測定装置により計測すると、炭化珪素エピタキシャル成長層１０に含まれる不純物濃度のウエハ面内均一性σ／ｍｅａｎ（ウエハ面内における不純物濃度の平均値に対する標準偏差の割合）は２％以下と極めて良好であった。この炭化珪素エピタキシャルウエハを用いて炭化珪素半導体装置を製造することで、高歩留なデバイスを得ることができる。
【００２０】
表１は、炭化珪素エピタキシャルウエハの成長工程時において炭化珪素基板面上のガス流速を変化させた時の不純物濃度のウエハ面内均一性を調べた結果を示している。ここで、ガス流速はキャリアガスである水素流量を変化させたり、成長炉１の圧力を変化させることで制御できる。また、炭化珪素エピタキシャルウエハを用いてＭＯＳＦＥＴを製造し、ウエハ面内で不純物濃度が規定値を外れることで不良となるＭＯＳＦＥＴがゼロとなる場合を○とし、不良がゼロ以外である場合を×とした。
【表１】
2018185850.tif 000003
【００２１】
ガス流速が１ｍ／秒より小さい場合には不良が発生する。これは原料ガスが炭化珪素基板２の主面に十分に到達していないか、又は到達しても成長炉１内の上流側で多くのガスを消費することで、中央付近まで到達せず、不純物濃度のウエハ面内均一性を悪化させたと推測される。一方、ガス流速を１ｍ／秒より大きくすることで不純物濃度の均一性は良好に制御でき、不純物濃度が外れることによる不良発生はゼロとなる。
【００２２】
以上説明したように、本実施の形態では、複数の噴射孔８から供給される原料ガスが複数の系統ラインに分割され、それぞれ個別のマスフローコントローラー９ａ〜９ｌにより制御され、炭化珪素基板２の主面の上における原料ガスの流速は１ｍ／ｓｅｃより大きい。これにより、不純物濃度のウエハ面内均一性が良好なエピタキシャルウエハを製造することができる。
【００２３】
また、炭化珪素エピタキシャル成長層１０をエピタキシャル成長させる際に複数の噴射孔８から供給される原料ガスの流速は均一であることが好ましい。これにより、成長炉１内のガス濃度を制御しやすくなり、膜厚のウエハ面内均一性が向上する。噴射孔８の個数に合わせて供給ガス流量を調整することで、複数の噴射孔８から供給される原料ガスの流速を均一とすることができる。
【００２４】
具体的には、実施の形態１のインジェクタ４は、中央部の噴射孔８は５個で周辺部の噴射孔８はそれぞれ５個である。一方、例えば、中央部の噴射孔８が９個、周辺部の噴射孔８がそれぞれ３個である場合、中央部ではＳｉＨ４ガスの流量を９００ｓｃｃｍ、Ｃ３Ｈ８ガスの流量を３６０ｓｃｃｍ、窒素ガスの流量を１８ｓｃｃｍとし、周辺部の２箇所ではＳｉＨ４ガスの流量を３００ｓｃｃｍ、Ｃ３Ｈ８ガスの流量を１２０ｓｃｃｍ、窒素ガスの流量を４．８ｓｃｃｍとする。このように中央部のインジェクタに接続される供給ガス流量を、周辺部の３倍にすることで、各噴射孔から流れるガスを均一とすることができる。このとき、キャリアガスである水素流量についても同様の調整を行えばよい。
【００２５】
なお、本実施の形態では３つに分割されたインジェクタ４を使用したが、分割数は３つに限られたものでなく、例えば４つ又は５つに分割されたものでも同様の効果を得ることができる。ただし、分割数を多くするとガス系統の増加に伴い、ＭＦＣ数と配管本数が増えて装置構成が複雑となるため、分割数は多くとも１０程度以下にすることが好ましい。
【００２６】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法について説明する。実施の形態１と同様の製造装置を使用する。３つに分割されたインジェクタ４の中央部からの複数の噴射孔８から供給されるＳｉＨ４ガスの流量を５００ｓｃｃｍ、Ｃ３Ｈ８ガスの流量を２００ｓｃｃｍ、窒素ガスの流量を１０ｓｃｃｍとする。インジェクタ４の２つの周辺部からそれぞれ供給されるＳｉＨ４ガスの流量を５００ｓｃｃｍ、Ｃ３Ｈ８ガスの流量を２２０ｓｃｃｍ、窒素ガスの流量を１０ｓｃｃｍとする。これにより、炭化珪素エピタキシャル成長層１０を膜厚１０μｍで成膜する。また、活性領域で不純物濃度が８×１０１５／ｃｍ３となるように窒素ガスを制御している。このとき、炭化珪素基板２の主面の上における原料ガスの流速が１．１８ｍ／秒となるように、キャリアガスである水素流量を制御する。その他の製造方法は実施の形態１と同様である。
【００２７】
製造した炭化珪素エピタキシャルウエハの不純物濃度をＣＶ測定装置により計測すると、不純物濃度のウエハ面内均一性σ／ｍｅａｎは２％以下と極めて良好であった。この炭化珪素エピタキシャルウエハを用いて炭化珪素半導体装置を製造することで、高歩留なデバイスを得ることができる。
【００２８】
実施の形態１では３つに分割されたインジェクタ４の中央部と周辺部で、不純物の原料ガスである窒素ガスの流量を調整した。これに対し、実施の形態２では、中央部と周辺部で、炭素の原料ガスであるＣ３Ｈ８ガスの流量を調整する。これは、不純物濃度の制御方法として、珪素の原料ガスと炭素の原料ガスの割合によって窒素のドーピング効率をウエハ面内で調整する手法を取り入れたものである。この場合でも、不純物濃度のウエハ面内均一性を調整することができる。また、珪素の原料ガスであるＳｉＨ４ガスの流量を固定する方が膜厚のウエハ面内均一性を制御しやすいので好ましい。
【００２９】
実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係る炭化珪素半導体装置を示す断面図である。この装置は、実施の形態１又は２に係る方法により製造した炭化珪素エピタキシャルウエハ１１を用いて製造したＭＯＳＦＥＴである。
【００３０】
炭化珪素エピタキシャル成長層１０の表層にｐ型不純物としてアルミニウムを選択的にドープすることで複数のｐ型ベース領域１２が形成されている。ｐ型ベース領域１２の表層にｎ型不純物として窒素をドープすることでｎ型ソース領域１３が形成されている。炭化珪素エピタキシャル成長層１０、ｐ型ベース領域１２及びｎ型ソース領域１３の一部の上に亘って、酸化珪素からなるゲート絶縁膜１４が形成されている。ゲート電極１５が、一対のｎ型ソース領域１３によって挟まれた炭化珪素エピタキシャル成長層１０の領域に、ゲート絶縁膜１４を介して対向して形成されている。ゲート絶縁膜１４が形成されていないｎ型ソース領域１３上にソース電極１６が形成されている。ドレイン電極１７が炭化珪素基板２の裏面に形成されている。
【００３１】
実施の形態１又は２に係る方法により製造した炭化珪素エピタキシャルウエハ１１は不純物濃度のウエハ面内均一性が良好であるため、ＭＯＳＦＥＴを高い素子歩留まりで製造することができる。
【００３２】
実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４に係る炭化珪素半導体装置を示す断面図である。この装置は、実施の形態１又は２に係る方法により製造した炭化珪素エピタキシャルウエハ１１を用いて製造したショットキバリアダイオードである。
【００３３】
炭化珪素エピタキシャル成長層１０の表層にｐ型不純物としてアルミニウムを選択的にドープすることで複数のイオン注入領域１８が形成されている。ショットキ−電極１９が、イオン注入領域１８に挟まれた炭化珪素エピタキシャル成長層１０の領域上とイオン注入領域１８の一部上に跨って形成されている。オーミック電極２０が炭化珪素基板２の裏面に形成されている。
【００３４】
実施の形態１又は２に係る方法により製造した炭化珪素エピタキシャルウエハ１１は不純物濃度のウエハ面内均一性が良好であるため、ショットキバリアダイオードを高い素子歩留まりで製造することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
２  炭化珪素基板、８  噴射孔、１０  炭化珪素エピタキシャル成長層
【図１】
2018185850.tif 000004
【図２】
2018185850.tif 000005
【図３】
2018185850.tif 000006
【図４】
2018185850.tif 000007
【図５】
2018185850.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月25日(2017.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横型ＣＶＤ装置の横一列に並んだ複数の噴射孔に対して主面が平行になるように炭化珪素基板を配置する工程と、
前記複数の噴射孔から原料ガス及びキャリアガスを供給して前記炭化珪素基板の前記主面の上に炭化珪素エピタキシャル成長層をエピタキシャル成長させるエピタキシャル成長工程とを備え、
前記複数の噴射孔から供給される前記原料ガスは複数の系統ラインに分割され、それぞれ個別のマスフローコントローラーにより制御され、
前記エピタキシャル成長工程の際に前記複数の噴射孔から供給される前記原料ガス及び前記キャリアガスの流速が均一となるように、前記系統ラインごとの前記噴射孔の個数に合わせて前記原料ガス及び前記キャリアガスの流量が調整され、
前記炭化珪素基板の前記主面の上における前記原料ガスの流速は１ｍ／ｓｅｃより大きいことを特徴とする炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項２】
前記炭化珪素エピタキシャル成長層に含まれる不純物濃度のウエハ面内均一性が２％以下となるように前記原料ガスの流量が前記複数の系統ラインごとに調整されることを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項３】
不純物の原料ガスの流量が前記複数の系統ラインごとに調整されることを特徴とする請求項２に記載の炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項４】
炭素の原料ガスの流量が前記複数の系統ラインごとに調整されることを特徴とする請求項２に記載の炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項５】
珪素の原料ガスの流量は固定されていることを特徴とする請求項４に記載の炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の方法により製造した炭化珪素エピタキシャルウエハを用いて炭化珪素半導体装置を製造することを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法は、横型ＣＶＤ装置の横一列に並んだ複数の噴射孔に対して主面が平行になるように炭化珪素基板を配置する工程と、前記複数の噴射孔から原料ガス及びキャリアガスを供給して前記炭化珪素基板の前記主面の上に炭化珪素エピタキシャル成長層をエピタキシャル成長させるエピタキシャル成長工程とを備え、前記複数の噴射孔から供給される前記原料ガスは複数の系統ラインに分割され、それぞれ個別のマスフローコントローラーにより制御され、前記エピタキシャル成長工程の際に前記複数の噴射孔から供給される前記原料ガス及び前記キャリアガスの流速が均一となるように、前記系統ラインごとの前記噴射孔の個数に合わせて前記原料ガス及び前記キャリアガスの流量が調整され、前記炭化珪素基板の前記主面の上における前記原料ガスの流速は１ｍ／ｓｅｃより大きいことを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月2日(2017.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横型ＣＶＤ装置の横一列に並んだ複数の噴射孔に対して主面が平行になるように炭化珪素基板を配置する工程と、
前記複数の噴射孔から原料ガス及びキャリアガスを供給して前記炭化珪素基板の前記主面の上に炭化珪素エピタキシャル成長層をエピタキシャル成長させるエピタキシャル成長工程とを備え、
前記複数の噴射孔から供給される前記原料ガス及び前記キャリアガスは複数の系統ラインに分割され、それぞれ個別のマスフローコントローラーにより制御され、
前記複数の系統ラインは第１及び第２の系統ラインを有し、
前記第１の系統ラインに接続された１つの前記噴射孔から供給される前記原料ガスの総流量が、前記第２の系統ラインに接続された１つの前記噴射孔から供給される前記原料ガスの総流量とは異なっており、
前記エピタキシャル成長工程の際に前記複数の噴射孔から供給される前記原料ガス及び前記キャリアガスの流速が均一となるように、前記系統ラインごとの前記噴射孔の個数に合わせて前記原料ガス及び前記キャリアガスの流量が調整され、
前記炭化珪素基板の前記主面の上における前記原料ガスの流速は１ｍ／ｓｅｃより大きいことを特徴とする炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項２】
横型ＣＶＤ装置の横一列に並んだ複数の噴射孔に対して主面が平行になるように炭化珪素基板を配置する工程と、
前記複数の噴射孔から原料ガス及びキャリアガスを供給して前記炭化珪素基板の前記主面の上に炭化珪素エピタキシャル成長層をエピタキシャル成長させるエピタキシャル成長工程とを備え、
前記複数の噴射孔から供給される前記原料ガスは複数の系統ラインに分割され、それぞれ個別のマスフローコントローラーにより制御され、
前記複数の系統ラインは第１及び第２の系統ラインを有し、
前記第１の系統ラインに接続された前記噴射孔の個数は前記第２の系統ラインに接続された前記噴射孔の個数と異なり、
前記エピタキシャル成長工程の際に前記複数の噴射孔から供給される前記原料ガス及び前記キャリアガスの流速が均一となるように、前記系統ラインごとの前記噴射孔の個数に合わせて前記原料ガス及び前記キャリアガスの流量が調整され、
前記炭化珪素基板の前記主面の上における前記原料ガスの流速は１ｍ／ｓｅｃより大きいことを特徴とする炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項３】
前記炭化珪素エピタキシャル成長層に含まれる不純物濃度のウエハ面内均一性が２％以下となるように前記原料ガスの流量が前記複数の系統ラインごとに調整されることを特徴とする請求項１又は２に記載の炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項４】
不純物の原料ガスの流量が前記複数の系統ラインごとに調整されることを特徴とする請求項３に記載の炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項５】
炭素の原料ガスの流量が前記複数の系統ラインごとに調整されることを特徴とする請求項３に記載の炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項６】
横型ＣＶＤ装置の横一列に並んだ複数の噴射孔に対して主面が平行になるように炭化珪素基板を配置する工程と、
前記複数の噴射孔から原料ガス及びキャリアガスを供給して前記炭化珪素基板の前記主面の上に炭化珪素エピタキシャル成長層をエピタキシャル成長させるエピタキシャル成長工程とを備え、
前記複数の噴射孔から供給される前記原料ガスは複数の系統ラインに分割され、それぞれ個別のマスフローコントローラーにより制御され、
前記エピタキシャル成長工程の際に前記複数の噴射孔から供給される前記原料ガス及び前記キャリアガスの流速が均一となるように、前記系統ラインごとの前記噴射孔の個数に合わせて前記原料ガス及び前記キャリアガスの流量が調整され、
前記炭化珪素基板の前記主面の上における前記原料ガスの流速は１ｍ／ｓｅｃより大きく、
前記炭化珪素エピタキシャル成長層に含まれる不純物濃度のウエハ面内均一性が２％以下となるように前記原料ガスの流量が前記複数の系統ラインごとに調整され、
炭素の原料ガスの流量が前記複数の系統ラインごとに調整され、
珪素の原料ガスの流量は固定されていることを特徴とする炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の方法により製造した炭化珪素エピタキシャルウエハを用いて炭化珪素半導体装置を製造することを特徴とする炭化珪素半導体装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法は、横型ＣＶＤ装置の横一列に並んだ複数の噴射孔に対して主面が平行になるように炭化珪素基板を配置する工程と、前記複数の噴射孔から原料ガス及びキャリアガスを供給して前記炭化珪素基板の前記主面の上に炭化珪素エピタキシャル成長層をエピタキシャル成長させるエピタキシャル成長工程とを備え、前記複数の噴射孔から供給される前記原料ガス及び前記キャリアガスは複数の系統ラインに分割され、それぞれ個別のマスフローコントローラーにより制御され、前記複数の系統ラインは第１及び第２の系統ラインを有し、前記第１の系統ラインに接続された１つの前記噴射孔から供給される前記原料ガスの総流量が、前記第２の系統ラインに接続された１つの前記噴射孔から供給される前記原料ガスの総流量とは異なっており、前記エピタキシャル成長工程の際に前記複数の噴射孔から供給される前記原料ガス及び前記キャリアガスの流速が均一となるように、前記系統ラインごとの前記噴射孔の個数に合わせて前記原料ガス及び前記キャリアガスの流量が調整され、前記炭化珪素基板の前記主面の上における前記原料ガスの流速は１ｍ／ｓｅｃより大きいことを特徴とする。
【国際調査報告】
2018185850.tif 000009
2018185850.tif 000010