[發明專利]碳化硅半導體襯底、制造碳化硅半導體襯底的方法、以及制造碳化硅半導體器件的方法

有效

• 申請號: 201480043414.0
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN105453219B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 堀井拓;增田健良
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: H01L21/20
• 分類號: H01L21/20;H01L21/205;H01L21/265;H01L21/336;H01L29/06;H01L29/12;H01L29/78
• 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

1.一種碳化硅半導體襯底，包括：

基礎襯底，所述基礎襯底具有主表面，并且由單晶碳化硅制成，所述主表面具有不小于100mm的外徑；

外延層，所述外延層形成在所述主表面上；以及

變形抑制層，所述變形抑制層形成在所述基礎襯底的與所述主表面相反的背側表面上，

其中，當襯底溫度為室溫時，所述碳化硅半導體襯底具有不小于-100μm且不大于100μm的翹曲量，并且當襯底溫度為400℃時，所述碳化硅半導體襯底具有不小于-1.5mm且不大于1.5mm的翹曲量。

2.根據權利要求1所述的碳化硅半導體襯底，其中，所述變形抑制層具有不大于單晶碳化硅的熱膨脹系數的90％或不小于單晶碳化硅的熱膨脹系數的110％的熱膨脹系數。

3.根據權利要求1所述的碳化硅半導體襯底，其中，所述變形抑制層具有不大于5μm的厚度。

4.根據權利要求2所述的碳化硅半導體襯底，其中，所述變形抑制層具有不大于5μm的厚度。

5.根據權利要求1至權利要求4中的任一項所述的碳化硅半導體襯底，其中，所述變形抑制層由從由氧化硅、碳、鋁、鈦、鎳、鉑和金組成的組中選擇的至少一種材料制成。

6.一種制造碳化硅半導體襯底的方法，包括以下步驟：

制備具有主表面并且由單晶碳化硅制成的基礎襯底，所述主表面具有不小于100mm的外徑；

在所述主表面上形成外延層；以及

在所述基礎襯底的與所述主表面相反的背側表面上形成變形抑制層，

其中，在將雜質離子注入到所述外延層中之前進行形成所述變形抑制層的步驟。

7.根據權利要求6所述的制造碳化硅半導體襯底的方法，其中，在形成所述變形抑制層的步驟中，當所述基礎襯底的所述主表面在形成所述外延層的步驟之后以凹陷形式翹曲時，所述變形抑制層被形成為具有比單晶碳化硅的熱膨脹系數小的熱膨脹系數，并且當所述基礎襯底的所述主表面在形成所述外延層的步驟之后以凸起形式翹曲時，所述變形抑制層被形成為具有比單晶碳化硅的熱膨脹系數大的熱膨脹系數。

8.根據權利要求7所述的制造碳化硅半導體襯底的方法，其中，在形成所述變形抑制層的步驟中，具有比單晶碳化硅的熱膨脹系數小的熱膨脹系數的所述變形抑制層由氧化硅和碳中的至少一種制成，并且具有比單晶碳化硅的熱膨脹系數大的熱膨脹系數的所述變形抑制層由從由鋁、鈦、鎳、鉑和金組成的組中選擇的至少一種制成。

9.根據權利要求6至權利要求8中的任一項所述的制造碳化硅半導體襯底的方法，其中，在形成所述變形抑制層的步驟中，所述變形抑制層被形成為具有不大于單晶碳化硅的熱膨脹系數的90％或不小于單晶碳化硅的熱膨脹系數的110％的熱膨脹系數。

10.一種制造碳化硅半導體器件的方法，包括以下步驟：

制備具有主表面并且由單晶碳化硅制成的基礎襯底，所述主表面具有不小于100mm的外徑；

在所述主表面上形成外延層；

通過在所述基礎襯底的與所述主表面相反的背側表面上形成變形抑制層來制備碳化硅半導體襯底；以及

將雜質離子注入到所述碳化硅半導體襯底中，

其中，在形成所述變形抑制層之后注入所述雜質離子。