[發明專利]半導體晶圓的制造方法

有效

• 申請號: 201680065719.0
• 申請日: 2016-11-08
• 公開（公告）號: CN108474138B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 金子忠昭;久津間保德;蘆田晃嗣
• 申請（專利權）人: 學校法人關西學院
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B19/04;C30B19/12
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;呂秀平

1.一種半導體晶圓的制造方法，其特征在于包含：

第1工序，在所述第1工序中，通過在SiC基板的表面形成凸部，并在Si蒸氣壓力下加熱該SiC基板，對該SiC基板進行蝕刻；

第2工序，在所述第2工序中，通過一邊在進行了所述第1工序的所述SiC基板的所述凸部側配置碳供給部件，一邊使Si熔液夾在其間且進行加熱，根據亞穩態溶劑外延法使所述SiC基板的所述凸部外延生長而形成外延層，通過進行該外延生長，使包含螺旋位錯的外延層在作為c軸方向的垂直方向上比不包含螺旋位錯的外延層大幅地生長，然后除去包含該螺旋位錯的外延層的至少一部分；和

第3工序，在所述第3工序中，通過在進行了所述第2工序的所述SiC基板上再次進行所述亞穩態溶劑外延法，使得不包含螺旋位錯的外延層彼此在作為a軸方向的水平方向生長而互相以分子層級連接，進而在所述SiC基板的表面即作為0001面的Si面或作為000-1面的C面生成至少1個大面積的單晶4H-SiC的半導體晶圓。

2.根據權利要求1所述的半導體晶圓的制造方法，其特征在于，所述SiC基板的偏離角為4°以下，在所述第2工序及所述第3工序中使用的所述亞穩態溶劑外延法中，使用多晶的3C-SiC作為所述碳供給部件，并將加熱溫度設定在1600℃以上且2000℃以下，Si的壓力為10^-5Torr以上。

3.根據權利要求1所述的半導體晶圓的制造方法，其特征在于，在所述第2工序及所述第3工序中，根據所述亞穩態溶劑外延法，在所述SiC基板的作為000-1面的C面形成外延層。

4.根據權利要求1所述的半導體晶圓的制造方法，其特征在于，在所述第2工序及所述第3工序中，根據所述亞穩態溶劑外延法，在所述SiC基板的作為0001面的Si面形成外延層。

5.根據權利要求1所述的半導體晶圓的制造方法，其特征在于，在所述第1工序中，通過對所述SiC基板照射激光而形成互相交叉的多條溝，從而在該SiC基板上形成凸部，

在所述第2工序中，對包含所述螺旋位錯的外延層照射激光，除去該外延層。

6.根據權利要求5所述的半導體晶圓的制造方法，其特征在于，所述凸部的上面是矩形，

所述凸部的作為c軸方向的垂直方向的長度為20μm～40μm，

所述凸部上面的作為a軸方向的水平方向的一邊的長度為50μm～100μm，

鄰接的所述凸部所形成的間隔為400μm～1000μm。

7.根據權利要求5所述的半導體晶圓的制造方法，其特征在于，在所述第2工序中，包含螺旋位錯的外延層的作為c軸方向的垂直方向的長度，是不包含螺旋位錯的外延層的作為c軸方向的垂直方向的長度的2倍以上。

8.根據權利要求7所述的半導體晶圓的制造方法，其特征在于，在所述第2工序中，

從包含螺旋位錯的所述凸部生長的外延層的作為c軸方向的垂直方向的長度約為250μm，作為a軸方向的水平方向的長度約為400μm，

從不包含螺旋位錯的所述凸部生長的外延層的作為c軸方向的垂直方向的長度約為100μm，作為a軸方向的水平方向的長度約為400μm。

9.根據權利要求1所述的半導體晶圓的制造方法，其特征在于，在所述第3工序中，以不包含螺旋位錯的外延層能在作為a軸方向的水平方向生長4mm的條件進行所述亞穩態溶劑外延法。

10.根據權利要求1所述的半導體晶圓的制造方法，其特征在于，當在垂直于＜1-100＞方向及＜11-20＞方向的方向觀察所述SiC基板時，以連接鄰接的所述凸部的中央彼此的虛線成為等邊三角形的方式形成所述凸部。

11.根據權利要求1所述的半導體晶圓的制造方法，其特征在于，在所述第2工序及所述第3工序中，以外延層的六角形狀的頂點彼此接觸的方式進行所述亞穩態溶劑外延法。