[发明专利]碳化硅单晶衬底、碳化硅外延衬底及它们的制造方法

权利要求书

1.一种碳化硅单晶衬底，其包括第一主面和与第一主面相反的第二主面，

所述第一主面具有150mm以上的最大直径，

所述第一主面包括第一中心区域，所述第一中心区域不包括距所述第一主面的外周3mm以内的区域，

当将所述第一中心区域划分为各自具有250μm边长的第一正方形区域时，各个所述第一正方形区域具有小于0.2nm的算术平均粗糙度(Sa)，且各个所述第一正方形区域中的氧浓度为5原子％以上且小于20原子％，

其中所述第二主面为将要在其上形成碳化硅外延层的表面。

2.根据权利要求1的碳化硅单晶衬底，其中

所述第二主面包括第二中心区域，所述第二中心区域不包括距所述第二主面的外周3mm以内的区域，且

当将所述第二中心区域划分为各自具有250μm边长的第二正方形区域时，各个所述第二正方形区域具有小于0.2nm的算术平均粗糙度(Sa)。

3.根据权利要求1或2的碳化硅单晶衬底，其中

在所述第一主面上未形成机械抛光刮痕。

4.一种碳化硅外延衬底，其包括：

根据权利要求1～3中任一项的碳化硅单晶衬底；和

碳化硅外延层，所述碳化硅外延层设置在所述碳化硅单晶衬底的所述第二主面上，

各个所述第一正方形区域具有小于1.5nm的算术平均粗糙度(Sa)。

5.一种碳化硅单晶衬底的制造方法，其包括如下步骤：

通过对碳化硅单晶进行切片而准备包括第一主面和与第一主面相反的第二主面的碳化硅衬底；和

将包括形成在所述碳化硅衬底的所述第一主面侧的加工损伤层的层除去，

在将所述加工损伤层除去之后，所述第一主面包括第一中心区域，所述第一中心区域不包括距所述第一主面的外周3mm以内的区域，

所述方法还包括对所述第一中心区域中的氧浓度进行测定的步骤，

所述第一主面具有150mm以上的最大直径，

在所述除去包括加工损伤层的层的步骤中，将包括所述加工损伤层的层除去1.5μm以上，

当将所述第一中心区域划分为各自具有250μm边长的第一正方形区域时，各个所述第一正方形区域中的氧浓度为5原子％以上且小于20原子％，

其中所述第二主面为将要在其上形成碳化硅外延层的表面。

6.根据权利要求5的碳化硅单晶衬底的制造方法，其中

各个所述第一正方形区域具有小于0.2nm的算术平均粗糙度(Sa)。

7.根据权利要求5或6的碳化硅单晶衬底的制造方法，其中

所述将包括加工损伤层的层除去的步骤包括在所述第一主面上实施化学机械抛光的步骤。

8.根据权利要求7的碳化硅单晶衬底的制造方法，其中

所述在第一主面上实施化学机械抛光的步骤包括如下步骤：

在第一抛光速率下实施第一化学机械抛光；以及

在所述实施第一化学机械抛光的步骤之后，在比所述第一抛光速率慢的第二抛光速率下实施第二化学机械抛光。

9.根据权利要求5、6和8中任一项的碳化硅单晶衬底的制造方法，其中

所述第二主面包括第二中心区域，所述第二中心区域不包括距所述第二主面的外周3mm以内的区域，且

当将所述第二中心区域划分为各自具有250μm边长的第二正方形区域时，各个所述第二正方形区域具有小于0.2nm的算术平均粗糙度(Sa)。

10.根据权利要求5、6和8中任一项的碳化硅单晶衬底的制造方法，其中

在所述第一主面上未形成机械抛光刮痕。

11.一种碳化硅外延衬底的制造方法，包括如下步骤：

通过根据权利要求5～10中任一项的碳化硅单晶衬底的制造方法准备碳化硅单晶衬底；以及

在所述碳化硅单晶衬底的所述第二主面上形成碳化硅外延层，

在所述形成碳化硅外延层的步骤之后，各个所述第一正方形区域具有小于1.5nm的算术平均粗糙度(Sa)。