[發明專利]襯底、半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201280030546.0
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN103608899A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 石橋惠二
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;C30B29/36
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

1.一種具有前表面（11）和背表面（12）的襯底（1），在所述襯底（1）中，所述前表面（11）的至少一部分由單晶碳化硅構成，

所述襯底具有：不大于0.5nm的、在所述前表面（11）處的表面粗糙度Ra的平均值，并且所述表面粗糙度Ra的標準偏差不大于0.2nm；不小于0.3nm并且不大于10nm的、在所述背表面（12）處的表面粗糙度Ra的平均值，并且所述表面粗糙度Ra的標準偏差不大于3nm；以及不小于110mm的所述前表面（11）的直徑。

2.根據權利要求1所述的襯底，其中

在所述單晶碳化硅中的氮濃度不高于2×10¹⁹/cm³。

3.根據權利要求2所述的襯底，其中

在所述單晶碳化硅中的氮濃度不低于4×10¹⁸/cm³并且不高于2×10¹⁹/cm³。

4.根據權利要求1至3中的任何一項所述的襯底，其中

滿足關系表達式100≤D/T≤1000和0≤Wb/T≤0.2，其中，D表示所述前表面（11）的直徑，T表示所述襯底（1）的厚度，并且Wb表示所述背表面（12）的翹曲。

5.根據權利要求1至4中的任何一項所述的襯底，其中

所述前表面（11）具有不小于125mm并且不大于300mm的直徑。

6.根據權利要求1至5中的任何一項所述的襯底，其中

在所述前表面（11）的所述一部分中的碳化硅的晶體結構是4H型，并且

所述前表面（11）的所述一部分包括具有相對于{0001}面不小于0.1°并且不大于10°的偏離角的晶面。

7.根據權利要求1至5中的任何一項所述的襯底，其中

在所述前表面（11）的所述一部分中的碳化硅的晶體結構是4H型，并且

所述前表面（11）的所述一部分包括具有相對于{03-38}面不大于4°的偏離角的晶面。

8.根據權利要求1至5中的任何一項所述的襯底，其中

在所述前表面（11）的所述一部分中的碳化硅的晶體結構是4H型，并且

所述前表面（11）的所述一部分包括具有相對于{000-1}面不小于0.01°并且不大于6°的偏離角的晶面。

9.根據權利要求1至8中的任何一項所述的襯底（1），由一片單晶碳化硅構成。

10.一種半導體器件，包括：

根據權利要求1至9中的任何一項所述的襯底（1）；

外延層（102），所述外延層由碳化硅構成并且形成在所述襯底（1）的所述前表面（11）上；以及

在所述外延層（102）上形成的電極（122，121）。

11.一種制造襯底的方法，包括以下步驟：

制備由碳化硅構成的錠（S11，S12）；

通過將所述錠切片，來獲得具有前表面和背表面并且所述前表面的直徑不小于110mm的襯底（S13）；以及

拋光所述襯底的所述前表面和所述背表面（S20），其中

在所述拋光步驟（S20）中，通過控制在所述拋光步驟（S20）中的阻力系數，來拋光所述前表面和所述背表面，使得在所述前表面處的表面粗糙度Ra的平均值不大于0.5nm并且所述表面粗糙度Ra的標準偏差不大于0.2nm，并且使得在所述背表面處的表面粗糙度Ra的平均值不小于0.3nm并且不大于10nm，并且所述表面粗糙度Ra的標準偏差不大于3nm。

12.一種制造半導體器件的方法，包括以下步驟：

制備根據權利要求1至9中的任何一項所述的襯底（S100）；

在所述襯底的所述前表面上形成由碳化硅構成的外延層（S200）；以及

在所述外延層上形成電極（S400）。