[發(fā)明專利]碳化硅晶錠、碳化硅襯底及其制造方法、坩鍋以及半導(dǎo)體襯底

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080042620.1
• 申請(qǐng)日: 2010-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN102549715A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佐佐木信;原田真;西口太郎;沖田恭子;井上博揮;并川靖生;藤原伸介
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 住友電氣工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L21/20
• 分類號(hào): H01L21/20;H01L21/336;H01L29/12;H01L29/78
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 韓峰;孫志湧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種碳化硅(SiC)晶錠、SiC襯底、制造SiC晶錠的方法、制造SiC襯底的方法、坩鍋以及半導(dǎo)體襯底。

背景技術(shù)

近年來，已經(jīng)采用SiC襯底用作制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底。SiC具有比已經(jīng)普遍采用的Si(硅)大的帶隙寬度。因此，采用SiC襯底的半導(dǎo)體器件有利地具有高耐壓、低導(dǎo)通電阻，或具有在高溫環(huán)境下較少可能劣化的特性。

為了有效率地制造這種半導(dǎo)體器件，在某種程度上需要大的襯底尺寸。根據(jù)美國專利No.7314520(專利文獻(xiàn)1)，可以制造76mm(3英寸)或更大的SiC襯底。

引用列表

專利文獻(xiàn)

PTL?1：美國專利No.7314520。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

在制造諸如公開于上述專利文獻(xiàn)1中的相對(duì)大尺寸的SiC襯底時(shí)，會(huì)出現(xiàn)如下問題。

通過從對(duì)應(yīng)于在不易受堆疊缺陷的(0001)面處生長而獲取的、基本上為圓柱形(當(dāng)從生長面觀察時(shí)，其基本上是圓形的)的SiC晶錠切片來制造具有很少缺陷的SiC襯底。因此，在制造具有(0001)面作為主表面的矩形SiC襯底的情況下，將基本上平行于生長面來切割SiC襯底。這意味著除了SiC晶錠中內(nèi)接矩形區(qū)域之外的部分將不用于SiC襯底，這對(duì)SiC晶錠來說是一種浪費(fèi)。換言之，當(dāng)由這種SiC晶錠生產(chǎn)的SiC襯底時(shí)，這種SiC晶錠的浪費(fèi)是明顯的。這導(dǎo)致SiC襯底的制造成本高的問題。

此外，在上述情況下，從圓柱形SiC晶錠加工具有矩形主表面的SiC襯底是繁瑣的。該繁瑣的加工過程導(dǎo)致SiC襯底的制造成本高的問題。

本發(fā)明旨在解決上述問題且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種SiC晶錠及其制造方法以及一種坩鍋，從而可以降低SiC襯底的制造成本。本發(fā)明的另一目的是提供一種SiC襯底及其制造方法以及一種半導(dǎo)體襯底，從而可以降低成本。

問題的解決方案

本發(fā)明的碳化硅(SiC)晶錠包括具有四個(gè)邊的底面，該四個(gè)邊在與底面的延伸方向相交的方向上從底面延伸，且生長面與側(cè)面連接，并位于相對(duì)于底面的相反側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的SiC晶錠，獲得基本上為矩形固體的SiC晶錠。通過在平行于底面或者與底面相交的方向上對(duì)晶錠進(jìn)行切片，可以制造四邊形SiC襯底。由于生長面以及四個(gè)側(cè)面中的每一個(gè)的面取向與底面的面取向不同，所以可以容易地生產(chǎn)基于側(cè)面、底面和生長面中任一者的具有所期望面取向的主表面的SiC襯底。對(duì)于制造具有所期望的形狀、所期望的取向等的SiC襯底來說，可以制造SiC晶錠，這允許減少材料浪費(fèi)以及減少處理工序。因此，可以實(shí)現(xiàn)SiC晶錠，其允許降低SiC襯底的制造成本。

優(yōu)選地，對(duì)于上述SiC晶錠來說，底面、側(cè)面和生長面中至少一個(gè)是{0001}面、{1-100}面、{11-20}面或相對(duì)于這些面具有10°以內(nèi)的傾斜的面。

因?yàn)榭梢曰谶@些面來制造SiC襯底，所以有利于制造具有所期望的面取向等的SiC襯底。因此，可以實(shí)現(xiàn)SiC晶錠，其允許降低SiC襯底的制造成本。

優(yōu)選地，上述SiC晶錠還包括被形成為接觸底面的籽晶襯底。接觸底面的籽晶襯底的主表面對(duì)應(yīng)于{0001}面，或相對(duì)于該面具有10°以內(nèi)的傾斜。

即使通過具有籽晶襯底的SiC晶錠以及在籽晶襯底上形成的具有底面、側(cè)面和生長面的晶體，也能在制造SiC襯底中減少SiC晶錠的材料浪費(fèi)并減少處理工序。此外，因?yàn)樽丫бr底的主表面具有上述面取向，所以可以使SiC晶錠的結(jié)晶度良好。

本發(fā)明的SiC襯底由上述SiC晶錠來生產(chǎn)。因?yàn)楸景l(fā)明的SiC襯底基于SiC晶錠的底面、四個(gè)側(cè)面或生長面來生產(chǎn)，所以可以減少晶錠的材料浪費(fèi)以及減少處理工序。因此，可以以較低成本來制造SiC襯底。

在上述SiC襯底的制造方法中，SiC襯底包括具有相對(duì)于{0001}面的大于或等于50°且小于或等于65°的偏離角的主表面。因此，與生產(chǎn)在具有{0001}面的主表面的SiC襯底上的裝置相比，制造的SiC襯底允許較高溝道遷移率。

本發(fā)明的坩堝包括第一部分和第二部分。第一部分形成其中設(shè)置原材料的區(qū)域。第二部分連接至第一部分，并形成其中設(shè)置籽晶襯底以面對(duì)原材料的區(qū)域。第二部分的橫截面形狀是四邊形或倒角四邊形。