[發(fā)明專利]SiC外延晶片及其制造方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201080056408.0 | 申請(qǐng)日： | 2010-12-08 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN102656297A | 公開（公告）日： | 2012-09-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 武藤大祐;百瀬賢治;小田原道哉 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 昭和電工株式會(huì)社 |
| 主分類號(hào)： | C30B29/36 | 分類號(hào)： | C30B29/36;C23C16/02;C23C16/42;C30B25/16;C30B25/20;H01L21/205 |
| 代理公司： | 北京市中咨律師事務(wù)所 11247 | 代理人： | 段承恩;楊光軍 |
| 地址： | 日本*** | 國(guó)省代碼： | 日本;JP |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | sic 外延 晶片 及其 制造 方法 | ||
1.一種SiC外延晶片，是在以0.4°～5°的偏離角傾斜的4H-SiC單晶基板上形成了SiC外延層的SiC外延晶片，其特征在于，所述SiC外延層的表面的三角形的缺陷密度為1個(gè)/cm2以下。
2.一種SiC外延晶片，是在以0.4°～5°的偏離角傾斜的4H-SiC單晶基板上形成了SiC外延層的SiC外延晶片，其特征在于，所述SiC外延層中的層積缺陷的密度為1個(gè)/cm2以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的任一項(xiàng)所述的SiC外延晶片，其特征在于，在所述SiC外延層的面方向的膜厚分布為2%以下，并且面方向的載流子濃度分布為10%以下的同時(shí)，在室溫下所述SiC外延晶片的主面翹曲成凸?fàn)睿撏共康那拾霃皆?0m~1000m的范圍。
4.一種SiC外延晶片的制造方法，是在以0.4°～5°的偏離角傾斜的4H-SiC單晶基板上形成了SiC外延層的SiC外延晶片的制造方法，其特征在于，
具有：在通過氣體蝕刻將表面清潔化了的所述基板上，以碳化硅的外延生長(zhǎng)所需要的量的碳和硅的原子數(shù)比C/Si成為0.7~1.2的方式供給含硅氣體和含碳?xì)怏w，在高于1600℃且為1800℃以下的溫度下外延生長(zhǎng)碳化硅膜，
所述碳化硅膜的外延生長(zhǎng)，（1）在使用偏離角為0.4°~2°的4H-SiC單晶基板的情況下，在將外延生長(zhǎng)碳化硅膜的生長(zhǎng)溫度設(shè)為1600~1640℃時(shí)，將生長(zhǎng)速度設(shè)為1~3μm/小時(shí)進(jìn)行，在將生長(zhǎng)溫度設(shè)為1640~1700℃時(shí)，將生長(zhǎng)速度設(shè)為3~4μm/小時(shí)進(jìn)行，在將生長(zhǎng)溫度設(shè)為1700~1800℃時(shí)，將生長(zhǎng)速度設(shè)為4~10μm/小時(shí)進(jìn)行，（2）在使用偏離角為2°～5°的4H-SiC單晶基板的情況下，在將外延生長(zhǎng)碳化硅膜的生長(zhǎng)溫度設(shè)為1600~1640℃時(shí)，將生長(zhǎng)速度設(shè)為2~4μm/小時(shí)進(jìn)行，在將生長(zhǎng)溫度設(shè)為1640~1700℃時(shí)，將生長(zhǎng)速度設(shè)為4~10μm/小時(shí)進(jìn)行，在將生長(zhǎng)溫度設(shè)為1700~1800℃時(shí)，將生長(zhǎng)速度設(shè)為10~20μm/小時(shí)進(jìn)行。
5.一種SiC外延晶片的制造方法，其特征在于，具備：
準(zhǔn)備在室溫下主面被加工成凸?fàn)睿哂?.4°~5°的偏離角的4H-SiC單晶基板的工序；和
在通過氣體蝕刻將表面清潔化了的所述基板上，以碳化硅的外延生長(zhǎng)所需要的量的碳和硅的原子數(shù)比C/Si成為0.7~1.2的方式供給含硅氣體和含碳?xì)怏w，在高于1600℃且為1800℃以下的溫度下外延生長(zhǎng)碳化硅膜的工序。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的SiC外延晶片的制造方法，其特征在于，所述外延生長(zhǎng)碳化硅膜的工序，（1）在使用偏離角為0.4°~2°的4H-SiC單晶基板的情況下，在將外延生長(zhǎng)碳化硅膜的生長(zhǎng)溫度設(shè)為1600~1640℃時(shí)，將生長(zhǎng)速度設(shè)為1~3μm/小時(shí)進(jìn)行，在將生長(zhǎng)溫度設(shè)為1640~1700℃時(shí)，將生長(zhǎng)速度設(shè)為3~4μm/小時(shí)進(jìn)行，在將生長(zhǎng)溫度設(shè)為1700~1800℃時(shí)，將生長(zhǎng)速度設(shè)為4~10μm/小時(shí)進(jìn)行，（2）在使用偏離角為2°～5°的4H-SiC單晶基板的情況下，在將外延生長(zhǎng)碳化硅膜的生長(zhǎng)溫度設(shè)為1600~1640℃時(shí)，將生長(zhǎng)速度設(shè)為2~4μm/小時(shí)進(jìn)行，在將生長(zhǎng)溫度設(shè)為1640~1700℃時(shí)，將生長(zhǎng)速度設(shè)為4~10μm/小時(shí)進(jìn)行，在將生長(zhǎng)溫度設(shè)為1700~1800℃時(shí)，將生長(zhǎng)速度設(shè)為10~20μm/小時(shí)進(jìn)行
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的任一項(xiàng)所述的SiC外延晶片的制造方法，其特征在于，所述凸部的曲率半徑在10m~1000m的范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求4~7的任一項(xiàng)所述的SiC外延晶片的制造方法，其特征在于，同時(shí)地進(jìn)行所述含硅氣體和所述含碳?xì)怏w的供給。
9.根據(jù)權(quán)利要求4~7的任一項(xiàng)所述的SiC外延晶片的制造方法，其特征在于，具備：在通過所述氣體蝕刻將表面清潔化之前進(jìn)行研磨直到所述4H-SiC單晶基板的表面的晶格無序?qū)幼優(yōu)?nm以下的工序。
10.根據(jù)權(quán)利要求4~7的任一項(xiàng)所述的SiC外延晶片的制造方法，其特征在于，在氫氣氛下在1400~1800℃的溫度下進(jìn)行所述氣體蝕刻。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的SiC外延晶片的制造方法，其特征在于，在所述氣體蝕刻中，向所述氫氣氛中添加含硅氣體和/或含碳?xì)怏w來進(jìn)行。
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