[發明專利]制造碳化硅襯底的方法

無效

• 申請號: 201080025658.8
• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN102471928A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 西口太郎;佐佐木信;原田真;沖田恭子;井上博揮;并川靖生
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B33/06;H01L21/203
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 韓峰;孫志湧

技術領域

本發明涉及一種制造碳化硅襯底的方法。

背景技術

SiC(碳化硅)襯底近年來越來越多地被用作用于制造半導體器件的半導體襯底。SiC具有比更普遍使用的Si(硅)寬的帶隙。因此，包含SiC襯底的半導體器件的優勢在于擊穿電壓高、導通電阻低以及高溫環境中特性降低較少。

為了有效率地制造半導體器件，要求襯底具有的尺寸不小于特定尺寸。根據美國專利No.7,314,520(專利文獻1)，可以制造不小于76mm(3英寸)的SiC襯底。

引用列表

專利文獻

PTL?1：美國專利No.7314520

發明內容

技術問題

工業上，SiC單晶襯底的尺寸仍然限定于大約100mm(4英寸)。因此，不利地是，不能利用大單晶襯底來有效率地制造半導體器件。在使用六方晶系的SiC中的除了(0001)面之外的面的屬性的情況下，這種不利變得尤為嚴重。在下文中，將描述這一點。

通常通過切片借助于在(0001)面中生長獲得的SiC晶錠來制造缺陷小的SiC單晶襯底，這造成層錯的可能性較小。因此，通過不平行于晶錠的生長表面切片晶錠，來獲得具有除(0001)面之外的面取向的單晶襯底。這使得難以充分地確保單晶襯底的尺寸，或者晶錠中的許多部分不能有效利用。為此，特別難以有效地制造采用除了SiC的(0001)面之外的面的半導體器件。

考慮利用具有支撐部并且多個小單晶襯底在其上連接的碳化硅襯底，來代替困難地增加這種SiC單晶襯底的尺寸。通過根據需求增加單晶襯底的數目，可以使碳化硅襯底的尺寸制造得更大。然而，在這種支撐部和單晶襯底相連接的情況下，連接的強度會不足。

考慮到上述問題，提出了本發明，并且本發明的目的是提供一種制造碳化硅襯底的方法，該碳化硅襯底可以使單晶襯底和支撐部之間的連接強度增加。

解決問題

本發明的制造碳化硅襯底的方法包括以下步驟。

準備至少一個單晶襯底，每個單晶襯底具有背面且由碳化硅制成。準備具有主面且由碳化硅制成的支撐部。支撐部的主面的至少一部分具有凹凸起伏。支撐部和至少一個單晶襯底堆疊，使得每個至少一個單晶襯底的背面和形成有凹凸起伏的支撐部的主面彼此接觸。為了連接每個至少一個單晶襯底的背面與連接部，加熱支撐部和至少一個單晶襯底，使得支撐部的溫度超過碳化硅的升華溫度，并且每個至少一個單晶襯底的溫度低于支撐部的溫度。

由于通過本發明中的支撐部的凹凸起伏確保了在支撐部和單晶襯底之間的空腔，所以單晶襯底的溫度可以可靠地設定為低于支撐部的溫度。這使得更可靠地發生與升華再結晶反應相關聯的、從支撐部向單晶襯底的質量轉移。因此，可以增加單晶襯底和支撐部之間的連接強度。

優選，準備支撐部的步驟包括形成主面以及在主面上形成凹凸起伏的步驟。因此，可以獨立地形成主面和形成凹凸起伏。

優選，形成凹凸起伏的步驟包括研磨表面以便使主面粗糙的步驟。優選，研磨主面的步驟包括在一個線性方向上研磨主面的步驟。

優選，形成凹凸起伏的步驟包括向主面施加預定表面特征的步驟。優選，表面特征包括沿著第一方向、在主面上延伸的多個凹進部。優選，表面特征包括沿著與第一方向交叉的第二方向、在主面上延伸的凹進部。優選，表面特征包括以圓周方向上、在主面上延伸的凹進部。

在準備支撐部的步驟中，可以在主面上形成具有晶體結構畸變的表面層。優選，在堆疊支撐部和至少一個單晶襯底的步驟之前，化學地去除表面層的至少一部分。

優選，至少一個單晶襯底具有六方晶系結構，并且相對于{0001}面具有大于或等于50°且小于或等于65°的偏離角。

優選，該凹凸起伏具有隨機方向。因此，凹凸起伏的各向異性變得更小。

優選，準備支撐部的步驟包括通過切片形成主面的步驟。凹凸起伏通過切片來形成。因此，由于不需要進行僅用于形成凹凸起伏的獨立步驟，所以可以簡化制造碳化硅襯底的步驟。

優選，每個至少一個單晶襯底的背面通過切片來形成。

優選，在具有高于10^-1Pa且低于10⁴Pa的壓力的氣氛中進行加熱步驟。

發明的有利效果

如上面所描述的，根據本發明的制造碳化硅襯底的方法，可以增加單晶襯底和支撐部之間的連接強度。

附圖說明

圖1是示意性示出本發明的第一實施例中的碳化硅襯底的構造的平面圖。

圖2是沿著圖1中的線II-II截取的示意截面圖。