[發明專利]碳化硅外延襯底及制造碳化硅半導體器件的方法

在審

• 申請號: 201680078363.4
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN108463871A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 伊東洋典;西口太郎;平塚健二
• 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;C23C16/42;H01L21/20
• 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

根據本公開的碳化硅外延襯底包括：具有第一主表面的碳化硅單晶襯底；在碳化硅單晶襯底上的第一碳化硅層，第一碳化硅層具有第一濃度的載流子；以及在第一碳化硅層上的第二碳化硅層，第二碳化硅層具有小于第一濃度的第二濃度的載流子，第二碳化硅層包括與第一主表面相反的第二主表面。在載流子沿第一碳化硅層和第二碳化硅層層疊的層疊方向上的濃度分布中，載流子濃度在第一濃度和第二濃度之間改變的過渡區具有小于或等于1μm的寬度。第二濃度的標準差與第二濃度的平均值的比率小于或等于5％，該比率定義為在距第二主表面的中心60mm內的中心區中的第二濃度的均勻性。中心區具有小于或等于0.5nm的算術平均粗糙度。

技術領域

本公開涉及一種碳化硅外延襯底和用于制造碳化硅半導體器件的方法。本申請主張基于2016年2月10日申請的日本專利申請2016-023939號的優先權，其全部內容在此通過引用作為參考。

背景技術

日本專利特開2014-103363號公報(專利文獻1)公開了一種用于制造碳化硅半導體襯底的方法。該制造方法包括使用氨氣和氮氣作為摻雜氣體形成第一碳化硅層和第二碳化硅層。

引用列表

專利文件

PTD 1：日本專利特開2014-103363號公報

發明內容

根據本公開的碳化硅外延襯底包括：具有第一主表面的碳化硅單晶襯底；在碳化硅單晶襯底上的第一碳化硅層，所述第一碳化硅層具有第一濃度的載流子；以及在第一碳化硅層上的第二碳化硅層，所述第二碳化硅層具有第二濃度的載流子，第二碳化硅層包括與第一主表面相反的第二主表面，所述第二濃度小于所述第一濃度。在沿著第一碳化硅層和第二碳化硅層被層疊的層疊方向上的載流子的濃度分布中，過渡區具有小于或等于1μm的寬度，在所述過渡區中，載流子的濃度在第一濃度和第二濃度之間改變。第二濃度的標準差與第二濃度的平均值的比率小于或等于5％，該比率被定義為在距第二主表面的中心60mm內的中心區中的第二濃度的均勻性。中心區具有小于或等于0.5nm的算術平均粗糙度(Sa)。

附圖說明

圖1是示出根據本實施例的碳化硅外延襯底的配置的示意性平面圖。

圖2是示出根據本實施例的碳化硅外延襯底的配置的示意性橫截面圖。

圖3是示出載流子濃度的測量位置的示意性平面圖。

圖4是示出Sa和Ra的測量位置的示意性平面圖。

圖5是示出根據本實施例的用于制造碳化硅外延襯底的方法的流程圖。

圖6是碳化硅單晶襯底的示意圖。

圖7是示出用于執行根據本發明的用于制造碳化硅外延襯底的方法的成膜設備的配置的局部示意性橫截面圖。

圖8示出了根據本實施例的用于制造碳化硅外延襯底的示例性方法。

圖9示出了根據比較例的用于制造碳化硅外延襯底的示例性方法。

圖10示出了通過圖8所示的制造方法制造的根據本實施例的碳化硅外延襯底中的氮原子的示例性濃度分布。

圖11示出了通過圖9所示的制造方法制造的根據比較例的碳化硅外延襯底中的氮原子的示例性濃度分布。

圖12示出了用于支撐多個碳化硅單晶襯底的示例性襯底支架。

圖13是示出根據本實施例的用于制造碳化硅半導體器件的方法的流程圖。

圖14是示出根據本實施例的用于制造碳化硅半導體器件的方法的第一步驟的示意性橫截面圖。

圖15是示出根據本實施例的用于制造碳化硅半導體器件的方法的第二步驟的示意性橫截面圖。