[发明专利]SiC外延晶片的评价方法及制造方法

说明书

本发明涉及SiC外延晶片的评价方法及制造方法。该SiC外延晶片的评价方法包括：准备具有杂质浓度为1×10supgt;18/supgt;cmsupgt;‑3/supgt;以上的高浓度外延层的SiC外延晶片的步骤；对所述杂质浓度为1×10supgt;18/supgt;cmsupgt;‑3/supgt;以上的高浓度外延层照射激发光的步骤；以及经由430nm以下波段的带通滤光器观测所述激发光的照射面的第1观察步骤。

技术领域

本发明涉及SiC外延晶片的评价方法及制造方法。

本申请基于2017年12月6日在日本申请的专利申请2017-234586号要求优先权，将其内容援引至此。

背景技术

碳化硅(SiC)与硅(Si)相比，绝缘击穿电场大一个数量级，带隙大3倍，热导率高3倍左右。因此，期待着碳化硅(SiC)应用于功率器件、高频器件、高温工作器件等。

为了促进SiC器件的实用化，正在谋求高品质的SiC外延晶片及高品质的外延生长技术的建立。

SiC器件形成于SiC外延晶片，该SiC外延晶片具备SiC基板和层叠在该基板上的外延层。SiC基板对采用升华再结晶法等生长出的SiC的块单晶进行加工而得到。外延层通过化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition：CVD)等制备，成为器件的活性区域。

更具体而言，外延层在将从(0001)面向11-20方向具有偏离角(日语：オフ角)的面作为生长面的SiC基板上形成。外延层在SiC基板上进行台阶流生长(step flow growth)(从原子台阶开始的横向生长)，成为4H-SiC。

在SiC外延晶片中，作为对SiC器件引起致命的缺陷的器件致命缺陷(killerdefect)之一，已知有基底面位错(Basal plane dislocation：BPD)。例如，由于向双极器件施加了正向电流时流动的少数载流子的复合能量，从SiC基板延续到外延层的BPD扩展而成为高阻抗的堆垛层错(stacking fault)。并且，在器件内产生高阻抗部时，器件的可靠性会降低。因此，到目前为止已经进行了这样延续到外延层的BPD的减少。

SiC基板中的BPD的大多数能够转换成在形成外延层时不产生缺陷扩展的穿透刃型位错(Threading edge dislocation：TED)。该转换率目前能实现99.9％以上，外延层中因BPD导致的器件不良几乎能够忽略不计。另一方面，最近，已经明确了转换成TED的SiC基板中的BPD在向正向流动了大电流时会在外延层中形成堆垛层错。如果对此不加抑制，即便提高了向TED的转换率，也不能说完全消除了因BPD导致的器件不良。于是，作为该抑制手段，想到了不使少数载流子在基板中的BPD附近进行复合是有效的。

在专利文献1以及2中记载了通过在SiC基板上层叠被进行杂质掺杂成高浓度的外延层，能够抑制在向器件施加了正向电流时少数载流子向基板中的BPD的到达概率，能够防止因其扩展而导致的高阻抗堆垛层错的形成。

现有技术文献

专利文献1：国际公开第2017/094764号

专利文献2：国际公开第2017/104751号

发明内容

发明要解决的课题

外延层内的BPD的确定，一般而言通过光致发光法(PL法)进行。例如，向SiC外延晶片照射313nm的激发光，经由供660nm以上的波段通过的带通滤光器(band pass filter)来观测照射面。在照射面内存在BPD的情况下，该部位会发光。

另一方面，在使用了高浓度外延层的情况下，对于高浓度外延层内的BPD而言，由于在该波段中周围的发光比BPD的发光强，因此会看不见。

即，无法确定在高浓度外延层内存在的BPD。