[發(fā)明專利]p型SiC外延晶片及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780070214.8
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN109937468A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 石橋直人;深田啟介;坂東章
• 申請（專利權）人: 昭和電工株式會社
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;C23C16/42;C30B25/16;C30B29/36;H01L21/20
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 王瀟悅;段承恩

提供一種p型SiC外延晶片的制造方法，具有設定原料氣體中的C元素與Si元素的比率即投入原料C/Si比的工序；以及在上述原料氣體、分子內(nèi)包含Cl的Cl系氣體以及分子內(nèi)包含Al和C的摻雜劑氣體存在的成膜氣氛下在基板上形成p型SiC外延膜而得到Al摻雜劑濃度為1×10¹⁸cm^?3以上的p型SiC外延晶片的工序，上述投入原料C/Si比基于包含上述摻雜劑氣體所含的C元素的成膜氣氛中的C元素與Si元素的比率即總氣體C/Si比來設定，上述投入原料C/Si比與上述總氣體C/Si比不同，上述投入原料C/Si比為0.8以下。

技術領域

本發(fā)明涉及p型SiC外延晶片及其制造方法。

本申請基于2016年12月28日在日本提出的專利申請2016-255541號要求優(yōu)先權，并將其內(nèi)容援引于此。

背景技術

碳化硅(SiC)的絕緣擊穿電場比硅(Si)大1個數(shù)量級，帶隙比硅(Si)大3倍。另外，碳化硅(SiC)的導熱率比硅(Si)高3倍左右。因此，碳化硅(SiC)被期待應用于功率器件、高頻器件、高溫運作器件等中。

為了使用SiC來制作器件，需要添加控制電特性的摻雜劑。已知有作為n型摻雜劑的氮和磷、作為p型摻雜劑的鋁和硼等。進行了將這些摻雜劑高濃度地摻雜于外延膜中來降低外延膜電阻的嘗試。

對于摻雜有n型摻雜劑的n型SiC外延膜，進行了大量研究。與此相對，對于摻雜有p型摻雜劑的p型SiC外延膜并未進行充分的研究而僅為作出在實驗室水平上的報告的程度。

例如，在非專利文獻1和非專利文獻2中記載了能夠使用作為原料氣體的硅烷和丙烷、作為摻雜劑氣體的三甲基鋁(TMA)來制作p型SiC外延膜。

難以使用鋁進行高濃度地摻雜。因此，為了使用鋁進行高濃度地摻雜，在專利文獻1中采用同時摻雜氮的共摻雜的做法。

另一方面，在SiC外延生長中，因微小顆粒而引起的三角缺陷的產(chǎn)生構成問題。因此，要求降低缺陷的產(chǎn)生。在SiC外延生長中，若為了增大生長速度而提升Si原料氣體的供給量，則容易產(chǎn)生因Si凝聚引起的缺陷。為了防止該缺陷的產(chǎn)生，一般進行的是利用包含Cl的氣體。

在非專利文獻3中記載了為了得到高品質(zhì)外延膜而使用分子中包含Cl的Cl系氣體的方法。作為包含Cl的氣體，除如HCl那樣的不包含Si的氣體以外，還使用如氯硅烷那樣的包含Si的氣體。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2014-187113號公報

非專利文獻

非專利文獻1：Marcin Zielinski et al.,Mat.Sci.Forum Vol.858,pp 137-142.

非專利文獻2：N.Nordell and A.Schoner.Journal of Electronic Materials,Vol26,No.3,1997,p187-192.

非專利文獻3：Henrik Pedersen et al.,Chem.Rev.2012,112,2434-2453.

發(fā)明內(nèi)容

在近年來的SiC器件的開發(fā)中，為了得到低電阻的外延膜，要求被高濃度地摻雜的p型外延晶片。然而，在如專利文獻1那樣的共摻雜的方法中，導致高濃度地包含對遷移率造成影響的n型雜質(zhì)，這并非典型。