[發(fā)明專利]碳化硅外延基板、碳化硅半導(dǎo)體裝置及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010534386.X
• 申請日: 2016-04-06
• 公開（公告）號: CN111799324A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 和田圭司;西口太郎;日吉透
• 申請（專利權(quán)）人: 住友電氣工業(yè)株式會社
• 主分類號: H01L29/16
• 分類號: H01L29/16;H01L21/02;H01L21/306;H01L29/04;H01L29/34;H01L29/40;H01L21/336;H01L29/739;H01L29/78;C23C16/32;C23C16/56;C30B25/02;C30B25/20;C30B2
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 陳海濤;王海川

本發(fā)明涉及碳化硅外延基板、碳化硅半導(dǎo)體裝置及其制造方法。所述碳化硅外延基板包含：碳化硅外延基板，其包含：碳化硅單晶基板；和在所述碳化硅單晶基板上形成的外延層；所述碳化硅單晶基板具有4H?SiC的多型，所述外延層的表面中的算術(shù)平均粗糙度為0.1nm以下，在所述表面中，胡蘿卜狀缺陷的缺陷密度為0.1個/cm²以下，作為梯形凹陷的梯形缺陷的缺陷密度為0.1個/cm²以下，當(dāng)在俯視圖中觀察時，所述梯形缺陷各自包含與11?20方向相交的上底部和下底部。所述外延層具有優(yōu)異的表面性質(zhì)，因此可以預(yù)期在所述外延層上形成的氧化硅膜的壽命和可靠性得到改善。

本發(fā)明專利申請是基于申請日為2016年4月6日，發(fā)明名稱為“碳化硅外延基板的制造方法、碳化硅外延基板、碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法和碳化硅半導(dǎo)體裝置”，申請?zhí)枮?01680021301.X的中國專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及碳化硅外延基板的制造方法、碳化硅外延基板、碳化硅半導(dǎo)體裝置的制造方法和碳化硅半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

日本特開2013-34007號公報(專利文獻(xiàn)1)公開了以沒有短臺階聚并為特征的碳化硅外延基板。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-34007號公報

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本公開的目的是通過化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)縮短研磨碳化硅外延基板的表面的步驟中的生產(chǎn)節(jié)拍時間。

技術(shù)方案

本公開的一個方面的碳化硅外延基板的制造方法包括在碳化硅單晶基板上外延生長第一層的步驟，和在所述第一層的最外表面形成第二層的步驟，所述第二層具有不同于所述第一層的化學(xué)組成或密度。所述第二層的厚度對所述第一層的厚度的比率大于0％且小于等于10％。

本公開的一個方面的碳化硅外延基板包含碳化硅單晶基板、在所述碳化硅單晶基板上形成的作為外延層的第一層、和在所述第一層的最外表面形成的第二層。所述第二層具有不同于所述第一層的化學(xué)組成或密度。所述第二層的厚度對所述第一層的厚度的比率大于0％且小于等于10％。

本公開的一個方面的碳化硅外延基板包含碳化硅單晶基板、和在所述碳化硅單晶基板上形成的外延層。所述外延層的表面中的算術(shù)平均粗糙度為0.1nm以下。在所述外延層的表面中，胡蘿卜狀缺陷(キャロット欠陥)的缺陷密度為0.1個/cm²以下，并且作為梯形凹陷的梯形缺陷的缺陷密度為0.1個/cm²以下。當(dāng)在俯視圖中觀察時，所述梯形缺陷各自包含與11-20方向相交的上底部和下底部。所述上底部的寬度為0.1μm以上且100μm以下。所述下底部的寬度為50μm以上且5000μm以下。所述上底部包含突起部。所述下底部包含多個臺階聚并。

本公開一個方面的碳化硅半導(dǎo)體裝置包含：碳化硅外延基板，所述碳化硅外延基板包含碳化硅單晶基板和外延層，所述碳化硅單晶基板具有第一主面和位于所述第一主面相反側(cè)的第二主面，所述外延層在所述第一主面上形成并且在所述碳化硅單晶基板所在側(cè)的相反側(cè)具有第三主面。所述碳化硅半導(dǎo)體裝置還包含在所述第三主面上形成的氧化硅膜、與第三主面?zhèn)冗B接的第一電極、和與第二主面?zhèn)冗B接的第二電極。所述氧化硅膜的厚度為10nm以上且100nm以下。在25℃的環(huán)境下和20mA/cm²的恒定電流密度下進(jìn)行的經(jīng)時絕緣擊穿測定中的擊穿電荷量為60C/cm²以上。

有益效果

根據(jù)上述說明，通過CMP可以縮短在研磨所述碳化硅外延基板的表面的步驟中的生產(chǎn)節(jié)拍時間。

附圖說明