[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有效

专利信息
申请号: 201910216446.0 申请日: 2015-02-09
公开(公告)号: CN110079862B 公开(公告)日: 2021-05-07
发明(设计)人: 本家翼;冲田恭子 申请(专利权)人: 住友电气工业株式会社
主分类号: C30B29/36 分类号: C30B29/36;C30B25/20;B24B37/10;C23C16/32;H01L21/205;H01L21/304
代理公司: 中原信达知识产权代理有限责任公司 11219 代理人: 王海川;穆德骏
地址: 日本大阪*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 碳化硅 衬底 外延 它们 制造 方法
【说明书】:

本发明涉及碳化硅单晶衬底、碳化硅外延衬底及它们的制造方法。碳化硅单晶衬底(1)包括第一主面(1b)和与第一主面(1b)相反的第二主面(1a)。所述第一主面(1b)具有100mm以上的最大直径。所述第一主面(1b)包括第一中心区域(IRb),所述第一中心区域(IRb)为不包括从外周向内延伸3mm的区域(ORb)的第一主面(1b)。当将所述第一中心区域(IRb)划分为各自具有250μm边长的第一正方形区域时,各个第一正方形区域具有小于0.2nm的算术平均粗糙度(Sa)且具有5原子%以上且小于20原子%的氧浓度。因此,提供有效降低真空吸附失效发生的碳化硅单晶衬底和碳化硅外延衬底以及所述衬底的制造方法。

本申请是申请日为2015年2月9日、国际申请号为PCT/JP2015/053509、中国申请号为201580017272.5的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及碳化硅单晶衬底、碳化硅外延衬底及它们的制造方法,且特别地涉及一种碳化硅单晶衬底、碳化硅外延衬底及它们的制造方法,所述碳化硅单晶衬底包括具有100mm以上的最大直径的主面。

背景技术

近年来,为了使得半导体装置如MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)具有更高的击穿电压、更低的损耗以及可在高温环境下使用等,已经越来越多地将碳化硅用作用于半导体装置的材料。碳化硅是比硅具有更宽带隙的宽带隙半导体,硅是已经常规并被广泛地用作用于半导体装置的材料。因此,通过将碳化硅用作用于半导体装置的材料,可以实现半导体装置的更高的击穿电压、更低的导通电阻等。由碳化硅制成的半导体装置的另外的优势在于,与由硅制成的半导体装置相比,在用于高温环境下时性能劣化小。

通过对例如由升华法形成的碳化硅锭进行切片,形成用于制造半导体装置的碳化硅衬底。日本特开2009-105127号公报(专利文献1)描述了一种碳化硅晶片的制造方法。根据该碳化硅晶片的制造方法,对自SiC锭切片切割的工件的表面进行研磨和抛光,从而将工件的表面平滑成镜面。在使工件的表面平滑之后,对工件的背面进行研磨。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2009-105127号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而,通过日本特开2009-105127号公报中所述的方法制造的碳化硅衬底在实施器件工艺时不能始终通过真空吸附式吸盘稳定地固定。

为了解决上述问题而完成了本发明,本发明的目的是提供能够降低真空吸附失效的碳化硅单晶衬底、碳化硅外延衬底以及它们的制造方法。

解决技术问题的技术方案

本发明的碳化硅单晶衬底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100mm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%。

本发明的碳化硅单晶衬底的制造方法包括如下步骤。通过对碳化硅单晶进行切片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。将包括形成在碳化硅衬底的第一主面侧的加工损伤层的层除去。在将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。对第一中心区域中的氧浓度进行测定。第一主面具有100mm以上的最大直径。在除去包括加工损伤层的层的步骤中,将包括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%。

发明的有益效果

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