[发明专利]制造半导体衬底的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造半导体衬底的方法，并且具体来讲，涉及制造包括碳化硅衬底的半导体衬底的方法。

背景技术

近来，越来越多地采用SiC衬底作为用于制造半导体器件的半导体衬底。与更广泛使用的Si(硅)相比，SiC具有更宽的带隙。因此，包括SiC衬底的半导体器件在高反向击穿电压、低导通电阻以及高温环境下其特性降低程度小方面是有利的。

为了有效率地制造半导体器件，要求衬底的尺寸不小于特定尺寸。根据美国专利7314520(专利文献1)，可以制造不小于76mm(3英寸)的SiC衬底。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利7314520

发明内容

本发明要解决的问题

在工业上，SiC衬底的尺寸保持大致100mm(4英寸)这么小，并且因此仍然不能够使用大尺寸的衬底来有效率地制造半导体器件。尤其在六面晶系的SiC中利用与(0001)平面不同的平面的特性的情况下，以上问题尤为严重，以下将对此进行描述。

通常通过以下步骤来制造具有较少缺陷的SiC衬底：将不太可能发生堆叠故障的(0001)平面生长而得到的SiC晶锭进行切割。因此，通过不平行于生长表面来切割出具有不同于(0001)平面的平面取向的SiC衬底。因此难以确保衬底的尺寸足够大，或者不能有效利用晶锭的大部分。因此，尤其难以使用SiC的不同于(0001)平面的平面来有效率地制造半导体器件。

替代吃力地增大SiC衬底尺寸，使用上面布置有支撑部和多个小SiC衬底的半导体衬底是可行的。可以根据需要，通过增加SiC衬底的数目来使这个半导体衬底的尺寸增大。

然而，在这个半导体衬底中，在相邻的SiC衬底之间创建间隙。在这个间隙中，在制造包括这个半导体衬底的半导体器件的过程期间，有可能引入外来物质。这些外来物质的代表是：例如，在制造半导体器件的过程中使用的清洁液或抛光剂或者大气中的灰尘。这种外来物质导致制造良率降低，并且导致制造半导体器件的效率降低。

根据上述问题来做出本发明，并且本发明的目的在于提供制造大尺寸的半导体衬底的方法，使得能以高良率来制造半导体器件。

解决问题的方法

根据本发明的制造半导体衬底的方法具有以下步骤。

准备具有第一和第二碳化硅衬底的多个碳化硅衬底以及支撑部。所述第一碳化硅衬底具有面对所述支撑部并位于一个平面上的第一背面、相对于所述第一背面相反的第一正面以及将所述第一背面和所述第一正面彼此连接的第一侧面。所述第二碳化硅衬底具有面对所述支撑部并位于一个平面上的第二背面、相对于所述第二背面相反的第二正面以及将所述第二背面和所述第二正面彼此连接的第二侧面。所述第二侧面被布置成使得在所述第一和第二正面之间具有开口的间隙被形成在所述第二侧面和所述第一侧面之间。加热所述支撑部以及所述第一和第二碳化硅衬底，使得从所述第一和第二侧面产生升华物，并由此形成封闭所述开口的接合部。所述加热步骤具有以下步骤。将第一辐射平面的温度设定成第一温度，在垂直于所述一个平面并且远离所述支撑部的方向上从所述多个碳化硅衬底延伸的第一空间中，所述第一辐射平面面对所述多个碳化硅衬底。将第二辐射平面的温度设定成高于所述第一温度的第二温度，在垂直于所述一个平面并且远离所述多个碳化硅衬底的方向上从所述支撑部延伸的第二空间中，所述第二辐射平面面对所述支撑部。将第三辐射平面的温度设定成低于所述第二温度的第三温度，沿着所述一个平面从所述间隙延伸的第三空间中，所述第三辐射平面面对多个碳化硅衬底。

根据本制造方法，将在第三空间面对多个碳化硅衬底的第三辐射平面的温度设定成低于第二温度的第三温度。因此，与来自具有第二温度的第二辐射平面的热辐射的影响相比，来自第三辐射平面的热辐射对间隙的影响更少。因此，由于来自第三辐射平面的热辐射，导致第一和第二辐射平面之间的温度差而产生的、沿着间隙的温度梯度的干扰变少。因此，由于可以更可靠地形成以上的温度梯度，因此可以更可靠地产生封闭间隙的开口的升华物。即，用本制造方法得到的半导体衬底中的间隙的开口更被可靠地封闭。因此，在制造包括该半导体衬底的半导体器件的过程中，间隙中不太可能引入外来物质，并因此由于外来物质导致的良率降低得到抑制。另外，通过增加碳化硅衬底的数目，可以容易地增大半导体衬底的尺寸。因此，得到能以良好的良率制造半导体器件的大尺寸半导体衬底。