[發明專利]碳化硅單晶襯底、碳化硅外延襯底及它們的制造方法

有效

• 申請號: 201910216446.0
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN110079862B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 本家翼;沖田恭子
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B25/20;B24B37/10;C23C16/32;H01L21/205;H01L21/304
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王海川;穆德駿

1.一種碳化硅單晶襯底，其包括第一主面和與第一主面相反的第二主面，

所述第一主面具有150mm以上的最大直徑，

所述第一主面包括第一中心區域，所述第一中心區域不包括距所述第一主面的外周3mm以內的區域，

當將所述第一中心區域劃分為各自具有250μm邊長的第一正方形區域時，各個所述第一正方形區域具有小于0.2nm的算術平均粗糙度(Sa)，且各個所述第一正方形區域中的氧濃度為5原子％以上且小于20原子％，

其中所述第二主面為將要在其上形成碳化硅外延層的表面。

2.根據權利要求1的碳化硅單晶襯底，其中

所述第二主面包括第二中心區域，所述第二中心區域不包括距所述第二主面的外周3mm以內的區域，且

當將所述第二中心區域劃分為各自具有250μm邊長的第二正方形區域時，各個所述第二正方形區域具有小于0.2nm的算術平均粗糙度(Sa)。

3.根據權利要求1或2的碳化硅單晶襯底，其中

在所述第一主面上未形成機械拋光刮痕。

4.一種碳化硅外延襯底，其包括：

根據權利要求1～3中任一項的碳化硅單晶襯底；和

碳化硅外延層，所述碳化硅外延層設置在所述碳化硅單晶襯底的所述第二主面上，

各個所述第一正方形區域具有小于1.5nm的算術平均粗糙度(Sa)。

5.一種碳化硅單晶襯底的制造方法，其包括如下步驟：

通過對碳化硅單晶進行切片而準備包括第一主面和與第一主面相反的第二主面的碳化硅襯底；和

將包括形成在所述碳化硅襯底的所述第一主面側的加工損傷層的層除去，

在將所述加工損傷層除去之后，所述第一主面包括第一中心區域，所述第一中心區域不包括距所述第一主面的外周3mm以內的區域，

所述方法還包括對所述第一中心區域中的氧濃度進行測定的步驟，

所述第一主面具有150mm以上的最大直徑，

在所述除去包括加工損傷層的層的步驟中，將包括所述加工損傷層的層除去1.5μm以上，

當將所述第一中心區域劃分為各自具有250μm邊長的第一正方形區域時，各個所述第一正方形區域中的氧濃度為5原子％以上且小于20原子％，

其中所述第二主面為將要在其上形成碳化硅外延層的表面。

6.根據權利要求5的碳化硅單晶襯底的制造方法，其中

各個所述第一正方形區域具有小于0.2nm的算術平均粗糙度(Sa)。

7.根據權利要求5或6的碳化硅單晶襯底的制造方法，其中

所述將包括加工損傷層的層除去的步驟包括在所述第一主面上實施化學機械拋光的步驟。

8.根據權利要求7的碳化硅單晶襯底的制造方法，其中

所述在第一主面上實施化學機械拋光的步驟包括如下步驟：

在第一拋光速率下實施第一化學機械拋光；以及

在所述實施第一化學機械拋光的步驟之后，在比所述第一拋光速率慢的第二拋光速率下實施第二化學機械拋光。

9.根據權利要求5、6和8中任一項的碳化硅單晶襯底的制造方法，其中

所述第二主面包括第二中心區域，所述第二中心區域不包括距所述第二主面的外周3mm以內的區域，且

當將所述第二中心區域劃分為各自具有250μm邊長的第二正方形區域時，各個所述第二正方形區域具有小于0.2nm的算術平均粗糙度(Sa)。

10.根據權利要求5、6和8中任一項的碳化硅單晶襯底的制造方法，其中

在所述第一主面上未形成機械拋光刮痕。

11.一種碳化硅外延襯底的制造方法，包括如下步驟：

通過根據權利要求5～10中任一項的碳化硅單晶襯底的制造方法準備碳化硅單晶襯底；以及

在所述碳化硅單晶襯底的所述第二主面上形成碳化硅外延層，

在所述形成碳化硅外延層的步驟之后，各個所述第一正方形區域具有小于1.5nm的算術平均粗糙度(Sa)。