[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

本發明涉及碳化硅單晶襯底、碳化硅外延襯底及它們的制造方法。碳化硅單晶襯底(1)包括第一主面(1b)和與第一主面(1b)相反的第二主面(1a)。所述第一主面(1b)具有100mm以上的最大直徑。所述第一主面(1b)包括第一中心區域(IRb)，所述第一中心區域(IRb)為不包括從外周向內延伸3mm的區域(ORb)的第一主面(1b)。當將所述第一中心區域(IRb)劃分為各自具有250μm邊長的第一正方形區域時，各個第一正方形區域具有小于0.2nm的算術平均粗糙度(Sa)且具有5原子％以上且小于20原子％的氧濃度。因此，提供有效降低真空吸附失效發生的碳化硅單晶襯底和碳化硅外延襯底以及所述襯底的制造方法。

本申請是申請日為2015年2月9日、國際申請號為PCT/JP2015/053509、中國申請號為201580017272.5的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及碳化硅單晶襯底、碳化硅外延襯底及它們的制造方法，且特別地涉及一種碳化硅單晶襯底、碳化硅外延襯底及它們的制造方法，所述碳化硅單晶襯底包括具有100mm以上的最大直徑的主面。

背景技術

近年來，為了使得半導體裝置如MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)具有更高的擊穿電壓、更低的損耗以及可在高溫環境下使用等，已經越來越多地將碳化硅用作用于半導體裝置的材料。碳化硅是比硅具有更寬帶隙的寬帶隙半導體，硅是已經常規并被廣泛地用作用于半導體裝置的材料。因此，通過將碳化硅用作用于半導體裝置的材料，可以實現半導體裝置的更高的擊穿電壓、更低的導通電阻等。由碳化硅制成的半導體裝置的另外的優勢在于，與由硅制成的半導體裝置相比，在用于高溫環境下時性能劣化小。

通過對例如由升華法形成的碳化硅錠進行切片，形成用于制造半導體裝置的碳化硅襯底。日本特開2009-105127號公報(專利文獻1)描述了一種碳化硅晶片的制造方法。根據該碳化硅晶片的制造方法，對自SiC錠切片切割的工件的表面進行研磨和拋光，從而將工件的表面平滑成鏡面。在使工件的表面平滑之后，對工件的背面進行研磨。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-105127號公報

發明內容

發明要解決的技術問題

然而，通過日本特開2009-105127號公報中所述的方法制造的碳化硅襯底在實施器件工藝時不能始終通過真空吸附式吸盤穩定地固定。

為了解決上述問題而完成了本發明，本發明的目的是提供能夠降低真空吸附失效的碳化硅單晶襯底、碳化硅外延襯底以及它們的制造方法。

解決技術問題的技術方案

本發明的碳化硅單晶襯底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100mm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％。

本發明的碳化硅單晶襯底的制造方法包括如下步驟。通過對碳化硅單晶進行切片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。將包括形成在碳化硅襯底的第一主面側的加工損傷層的層除去。在將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。對第一中心區域中的氧濃度進行測定。第一主面具有100mm以上的最大直徑。在除去包括加工損傷層的層的步驟中，將包括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％。

發明的有益效果