[发明专利]碳化硅半导体衬底

说明书

本发明提供一种碳化硅半导体衬底，包括：基础衬底，所述基础衬底具有主表面，并且由单晶碳化硅制成，所述主表面具有不小于125mm的外径；以及外延层，所述外延层形成在所述主表面上；当衬底温度为室温时，所述碳化硅半导体衬底具有不小于‑100μm且不大于100μm的翘曲量，并且当衬底温度为400℃时，所述碳化硅半导体衬底具有不小于‑1.5mm且不大于1.5mm的翘曲量。

本申请是国家申请号为201480043442.2(国际申请号PCT/JP2014/065712，国际申请日2014年6月13日，发明名称“碳化硅半导体衬底、制造碳化硅半导体衬底的方法、以及制造碳化硅半导体器件的方法”)之申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种碳化硅半导体衬底、制造碳化硅半导体衬底的方法，以及制造碳化硅半导体器件的方法，特别地，涉及一种即使在高温下热处理时也具有高平坦度的碳化硅半导体衬底、制造碳化硅半导体衬底的方法，以及制造碳化硅半导体器件的方法。

背景技术

近年来，已经采用碳化硅(SiC)晶体作为用于制造半导体器件的半导体衬底。SiC具有大于已经被更广泛地采用的硅(Si)的带隙。因此，采用SiC的半导体器件有利地具有高击穿电压、低导通电阻，以及不太可能在高温环境下下降的特性。

而且，为了有效地制造碳化硅半导体器件，碳化硅半导体衬底已经开始提供有更大直径。但是，当碳化硅半导体衬底具备例如约6英寸的外径时，碳化硅半导体衬底变得不平坦。

日本专利公布No.2012-214376描述了具有至少约75毫米(3英寸)直径、小于约5μm的形变、小于约5mm的翘曲以及小于约2.0μm的TTV的SiC晶片。具体地，其描述了SiC晶锭被薄切割成晶片形式，并且薄切割的晶片置于双面研磨机上以利用比弯曲晶片所需的向下的力小的向下的力开始研磨工艺，由此生产具有低形变、翘曲以及TTV的晶片。

引用文献列表

专利文献

PTD1：日本专利公布No.2012-214376

发明内容

技术问题

但是，即使碳化硅半导体衬底在室温下具有分别落入日本专利公布No.2012-214376中描述的范围的翘曲以及TTV，也证实某些碳化硅半导体衬底由于高温热处理而具有低平坦度。例如，通常在制造碳化硅半导体器件的方法中，在高温下借助离子注入执行掺杂；但是难以将具有低平坦度的碳化硅半导体衬底吸取至注入装置的静电卡盘台上，并且在某些情况下，已经证实衬底不利地破裂。

而且，向这种具有低平坦度的碳化硅半导体衬底的离子注入会造成以下区域的形成：具有垂直于离子注入方向的表面的区域，以及具有不垂直于离子注入方向并相对于离子注入方向倾斜的表面的区域。这导致碳化硅半导体衬底中形成的杂质区的形状的改变。

而且，这种在高温下导致的低平坦度在具有不小于100mm的大直径的碳化硅半导体衬底中是特别严重的问题。具体地，即使具有大直径(特别地，不小于100mm)的碳化硅半导体衬底用于有效地获得碳化硅半导体器件，如上所述造成的低平坦度也会使得难以生产具有优良良率的碳化硅半导体器件。

已经提出本发明以解决上述问题。本发明具有的一个主要目的是提供一种即使在高温下也具有高平坦度的碳化硅半导体衬底、制造碳化硅半导体衬底的方法，以及制造碳化硅半导体器件的方法。另一目的是提供一种用于利用具有大直径的碳化硅半导体衬底生产具有优良良率的碳化硅半导体器件的制造碳化硅半导体器件的方法。

解决问题的技术方案

根据本发明的碳化硅半导体衬底包括：具有外径不小于100mm的主表面并且由单晶碳化硅制成的基础衬底；以及形成在主表面上的外延层。碳化硅半导体衬底当衬底温度为室温时具有不小于-100μm且不大于100μm的翘曲量，并且当衬底温度为400℃时具有不小于-1.5mm且不大于1.5mm的翘曲量。