[发明专利]碳化硅衬底

说明书

技术领域

本发明涉及碳化硅衬底，特别是具有单晶结构的碳化硅衬底。

背景技术

与硅相比，碳化硅具有更优异的一些特性，诸如大带隙、大的最大介电击穿电场和大的热导率。因此，已经考虑使用碳化硅衬底来制造半导体装置。例如，非专利文献1，Hiroshi YANO等人，“在用于功率转换晶体管的SiC MOSFET的反转层中的高通道迁移率”(″High Channel Mobility in Inversion Layer of SiC MOSFETs for Power Switching Transistors″)，日本应用物理快报(Jpn.J.Appl.Phys.)，第39卷(2000)，第2008～2011页，公开了MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。此外，该文献公开了，当在碳化硅衬底的(11-20)面上制造MOSFET时，在<1-100>方向上的漏电流变得比在<0001>方向上的漏电流大3倍。因此，当使用这种碳化硅衬底制造半导体装置时，必须掌握在碳化硅衬底的面内方向中的取向。为了掌握碳化硅衬底的晶体取向，专利文献1(日本特开2009-081290)公开了一种形成取向平面的方法。

此外，为了有效地制造半导体装置，要求衬底具有某种程度以上的大尺寸。根据专利文献2(美国专利7314520)，可以制造76mm(3英寸)以上的碳化硅衬底。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本特开2009-081290号公报

专利文献2：美国专利7314520

非专利文献

非专利文献1：Hiroshi YANO等人，“在用于功率转换晶体管的SiC MOSFET的反转层中的高通道迁移率”(″High Channel Mobility in Inversion Layer of SiC MOSFETs for Power Switching Transistors″)，日本应用物理快报(Jpn.J.Appl.Phys.)，第39卷(2000)，第2008～2011页

发明内容

技术问题

作为探讨制造碳化硅衬底的方法的结果，本发明人发现了可以工业制造尺寸为150mm(6英寸)以上的碳化硅衬底的方法。当在这种大碳化硅衬底中形成取向平面时，所需研削量由于衬底的大尺寸而变大。然而，碳化硅比硅硬。因此，不易进行大量研削。

鉴于上述问题而完成了本发明，本发明的目的在于提供使得可掌握晶体取向且易于制造的碳化硅衬底。

问题的解决方案

本发明的碳化硅衬底具有单晶结构且包含第一圆形表面和第二圆形表面及侧面。所述第一圆形表面设置有具有第一形状的第一凹口部。所述第二圆形表面与第一圆形表面对向且设置有具有第二形状的第二凹口部。所述侧面将所述第一与第二圆形表面彼此连接。所述第一与第二凹口部彼此对向。所述侧面具有将所述第一与第二凹口部彼此连接的第一凹陷部。

优选地，所述碳化硅衬底对于所述碳化硅衬底的给定翻转操作具有不对称性。以这种方式，可以将所述碳化硅衬底的前面与背面彼此区别。

优选地，所述第一圆形表面包含具有与所述第一形状不同的第三形状的第三凹口部。此外，所述第二圆形表面包含具有与所述第二形状不同的第四形状的第四凹口部。所述第三凹口部与所述第四凹口部彼此对向。所述侧面具有将第三凹口部与第四凹口部连接的第二凹陷部。

优选地，所述第一凹陷部对于翻转操作具有不对称性。

优选地，所述第一与第二形状彼此不同。

优选地，所述第一与第二形状相同且对于翻转操作具有不对称性。

优选地，所述第一圆形表面具有与所述第二圆形表面不同的表面粗糙度。因此，可以将所述碳化硅衬底的前面与背面彼此区别。

优选地，所述第一与第二圆形表面中的一个具有小于10nm的表面粗糙度Ra且另一个具有10nm以上的表面粗糙度Ra。表面粗糙度Ra通过使用原子力显微镜(AFM)测量具有10μm边的正方形区域来确定。

优选地，所述第一与第二圆形表面各自具有15cm以上的直径。

优选地，所述单晶结构具有六方晶体。所述第一凹口部位于从所述第一圆形表面的中心向<11-20>方向和<1-100>方向中的一个方向延伸的轴朝所述第一圆形表面的正投影。

优选地，所述碳化硅衬底具有10/cm²以下的微管密度。