[發(fā)明專利]碳化硅半導(dǎo)體襯底、制造碳化硅半導(dǎo)體襯底的方法、以及制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480043414.0
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN105453219B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 堀井拓;增田健良
• 申請（專利權(quán)）人: 住友電氣工業(yè)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(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11219
• 代理人: 李蘭,孫志湧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種碳化硅半導(dǎo)體襯底、制造碳化硅半導(dǎo)體襯底的方法，以及制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法，特別地，涉及一種即使在高溫下熱處理時也具有高平坦度的碳化硅半導(dǎo)體襯底、制造碳化硅半導(dǎo)體襯底的方法，以及制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法。

背景技術(shù)

近年來，已經(jīng)采用碳化硅(SiC)晶體作為用于制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底。SiC具有大于已經(jīng)被更廣泛地采用的硅(Si)的帶隙。因此，采用SiC的半導(dǎo)體器件有利地具有高擊穿電壓、低導(dǎo)通電阻，以及不太可能在高溫環(huán)境下下降的特性。

而且，為了有效地制造碳化硅半導(dǎo)體器件，碳化硅半導(dǎo)體襯底已經(jīng)開始提供有更大直徑。但是，當(dāng)碳化硅半導(dǎo)體襯底具備例如約6英寸的外徑時，碳化硅半導(dǎo)體襯底變得不平坦。

日本專利公布No.2012-214376描述了具有至少約75毫米(3英寸)直徑、小于約5μm的形變、小于約5mm的翹曲以及小于約2.0μm的TTV的SiC晶片。具體地，其描述了SiC晶錠被薄切割成晶片形式，并且薄切割的晶片置于雙面研磨機上以利用比彎曲晶片所需的向下的力小的向下的力開始研磨工藝，由此生產(chǎn)具有低形變、翹曲以及TTV的晶片。

引用文獻(xiàn)列表

專利文獻(xiàn)

PTD1：日本專利公布No.2012-214376

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

但是，即使碳化硅半導(dǎo)體襯底在室溫下具有分別落入日本專利公布No.2012-214376中描述的范圍的翹曲以及TTV，也證實某些碳化硅半導(dǎo)體襯底由于高溫?zé)崽幚矶哂械推教苟取＠纾ǔＴ谥圃焯蓟璋雽?dǎo)體器件的方法中，在高溫下借助離子注入執(zhí)行摻雜；但是難以將具有低平坦度的碳化硅半導(dǎo)體襯底吸取至注入裝置的靜電卡盤臺上，并且在某些情況下，已經(jīng)證實襯底不利地破裂。

而且，向這種具有低平坦度的碳化硅半導(dǎo)體襯底的離子注入會造成以下區(qū)域的形成：具有垂直于離子注入方向的表面的區(qū)域，以及具有不垂直于離子注入方向而是相對于離子注入方向傾斜的表面的區(qū)域。這導(dǎo)致碳化硅半導(dǎo)體襯底中形成的雜質(zhì)區(qū)的形狀的改變。

而且，這種在高溫下導(dǎo)致的低平坦度在具有不小于100mm的大直徑的碳化硅半導(dǎo)體襯底中是特別嚴(yán)重的問題。具體地，即使具有大直徑(特別地，不小于100mm)的碳化硅半導(dǎo)體襯底用于有效地獲得碳化硅半導(dǎo)體器件，如上所述造成的低平坦度也會使得難以生產(chǎn)具有優(yōu)良良率的碳化硅半導(dǎo)體器件。

已經(jīng)提出本發(fā)明以解決上述問題。本發(fā)明具有的一個主要目的是提供一種即使在高溫下也具有高平坦度的碳化硅半導(dǎo)體襯底、制造碳化硅半導(dǎo)體襯底的方法，以及制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法。另一目的是提供一種用于利用具有大直徑的碳化硅半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)具有優(yōu)良良率的碳化硅半導(dǎo)體器件的制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法。

解決問題的技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的碳化硅半導(dǎo)體襯底包括：具有外徑不小于100mm的主表面并且由單晶碳化硅制成的基礎(chǔ)襯底；形成在主表面上的外延層；以及形成在基礎(chǔ)襯底的與主表面相反的背側(cè)表面上的變形抑制層。

根據(jù)本發(fā)明的制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟：制備具有外徑不小于100mm的主表面并且由單晶碳化硅制成的基礎(chǔ)襯底；在主表面上形成外延層；以及在基礎(chǔ)襯底的與主表面相反的背側(cè)表面上形成變形抑制層。

根據(jù)本發(fā)明的制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟：制備具有外徑不小于100mm的主表面并且由單晶碳化硅制成的基礎(chǔ)襯底；在主表面上形成外延層；以及通過在基礎(chǔ)襯底的與主表面相反的背側(cè)表面上形成變形抑制層來制備碳化硅半導(dǎo)體襯底；以及將雜質(zhì)離子注入到碳化硅半導(dǎo)體襯底中。

發(fā)明的有利效果

根據(jù)本發(fā)明，即使在高溫下也可獲得具有高平坦度的碳化硅半導(dǎo)體襯底。而且，可提供制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法以生產(chǎn)具有優(yōu)良良率的碳化硅半導(dǎo)體器件。

附圖說明

圖1是根據(jù)一個實施例的碳化硅半導(dǎo)體襯底的示意圖。

圖2是用于說明碳化硅半導(dǎo)體襯底中的翹曲量的定義的示意圖。

圖3是用于說明碳化硅半導(dǎo)體襯底中的翹曲量的定義的示意圖。

圖4是根據(jù)該實施例的制造碳化硅半導(dǎo)體襯底的方法的流程圖。

圖5示出根據(jù)該實施例的制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法。

圖6示出根據(jù)該實施例的制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法。

圖7示出根據(jù)該實施例的制造碳化硅半導(dǎo)體器件的方法。

圖8是根據(jù)該實施例的碳化硅半導(dǎo)體器件的示意圖。