[发明专利]碳化硅基板、半导体装置及SOI晶圆

说明书

技术领域

本发明涉及碳化硅基板、半导体装置及SOI晶圆，特别涉及用于搭载在高频区域操作的半导体元件的碳化硅基板及使用该碳化硅基板的半导体装置与SOI晶圆。

背景技术

以往以来，在高频区域操作的半导体元件被用于手机及各种通讯设备等电子装置，各种介电质陶瓷作为安装这种半导体元件用的基板材料被提出。

在这些介电质陶瓷中，碳化硅由于兼具高机械强度与稳定的化学特性而为公众所知，然而以往的机械零件等所使用的碳化硅在高频区域中的损失大，并不适合作为搭载高频用半导体元件的基板材料。

因此，例如专利文献1公开了通过增加热处理等使高频区域中的损失降低的由多结晶碳化硅构成的碳化硅基板。

[先前技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]特开2009-260117号公报

发明内容

发明要解决的课题

如果使用这样一种碳化硅基板，通过在碳化硅基板的表面上搭载半导体元件，或着在碳化硅基板上通过绝缘膜形成硅层后，通过使用该硅层来形成元件，可以制作高频损失少的半导体装置。

但是，由于专利文献1公开的碳化硅基板，热传导率不高，如果搭载发热量大的半导体元件，可能无法充分地进行散热。

另外，专利文献1公开的碳化硅基板，虽然具有高绝缘性，但如上所述，其热传导率不高，在要求绝缘性及热传导性均优异的情况下，并不适合。

本发明是为了解决这种以往的问题而完成的，其目的在于提供高频损失少，且显示优异散热性的碳化硅基板。

另外，本发明的目的还在于提供显示优异的绝缘性与散热性的碳化硅基板。

进而，本发明的目的还在于提供使用这种碳化硅基板的半导体装置及SOI晶圆。

用以解决课题的手段

关于本发明的第1种碳化硅基板，具有由多结晶碳化硅构成的第1层、及由形成于第1层的表面上的多结晶碳化硅构成的第2层，第2层具有比第1层更小的高频损失，且第1层具有比第2层更大的热传导率。

优选地，第2层表面侧在频率20GHz的高频损失为2dB/mm以下、热传导率为200W/mK以上。

另外，第2层优选地具有碳化硅基板总厚度的20％以下、且10μm以上的厚度。

关于本发明的第2种碳化硅基板，具有由多结晶碳化硅构成的第1层、及由形成于第1层的表面上的多结晶碳化硅构成的第2层，第2层具有比第1层更大的比电阻，第1层具有比第2层更大的热传导率。

优选地，第2层的表面侧的比电阻为10⁴Ωcm以上，且热传导率为200W/mK以上。

在第1种碳化硅基板及第2种碳化硅基板中，第1层可以在含有氮气的气氛中通过CVD法形成，第2层可以在不含有氮气的气氛中通过CVD法形成。

关于本发明的半导体装置，具备上述的碳化硅基板、及接合于碳化硅基板的第2层的表面上的半导体元件。

另外，关于本发明的SOI晶圆，具备上述的碳化硅基板、及形成于碳化硅基板的第2层的表面上的绝缘层、及形成于绝缘层的表面上的硅层。

发明的效果：

通过本发明，具备分别由多结晶碳化硅构成的第1层及第2层，第2层具有比第1层更小的高频损失，第1层具有比第2层更大的热传导率，可以获得高频损失少、且显示优异的散热性的碳化硅基板。

附图说明

图1为本发明的实施例1的碳化硅基板的剖面图。

图2为第2碳化硅层的厚度与碳化硅基板整体的高频损失的关系曲线图。

图3为第2碳化硅层的厚度与碳化硅基板整体的热传导率的关系曲线图。

图4为实施例2的半导体装置的剖面图。

图5为实施例3的SOI晶圆的剖面图。

附图标记

1第1碳化硅层  2第2碳化硅层  3半导体元件  4绝缘层  5硅层

S碳化硅基板

具体实施方式

以下，依据附图来说明本发明的实施例。

实施例1

图1表示实施例1的碳化硅基板S。碳化硅基板S具有由厚度D1的第1碳化硅层1、及形成于第1碳化硅层1的表面上的厚度D2的第2碳化硅层2构成的2层构造。第1碳化硅层1及第2碳化硅层2，都是由多结晶碳化硅构成，第2碳化硅层2具有比第1碳化硅层1更小的高频损失，第1碳化硅层1具有在厚度方向上比第2碳化硅层2更大的热传导率。

例如，相对于第1碳化硅层1的热传导率为260W/mK，第2碳化硅层2的热传导率为约100W/mK。