[发明专利]SiC基板、SiC外延晶片及其制造方法

说明书

提供一种在SiC外延晶片的制造中难以破裂的SiC基板。本发明的SiC基板(1)具备：第1主面(1a)、配置于第1主面(1a)的相反侧的第2主面(1b)及连结于第1主面(1a)和第2主面(1b)的外周(1c)，存在于SiC基板的周端部(1A)的、由中空部和从该中空部延伸的位错线连结而成的复合缺陷的密度为0.01个/cm²以上且10个/cm²以下。

技术领域

本发明涉及SiC基板、SiC外延晶片及其制造方法。

本申请基于2018年10月16日在日本提出申请的特愿2018-195266号主张优先权，将其内容援引于此。

背景技术

与硅(Si)相比，碳化硅(SiC)具有绝缘击穿电场大一个数量级、带隙大3倍、热导率高3倍左右等特性。由于碳化硅具有这些特性，所以被期待着应用于功率器件、高频器件、高温工作器件等。因此，近年来，SiC外延晶片已经开始用于上述那样的半导体器件。

要促进SiC器件的实用化，高品质的晶体生长技术、高品质的外延生长技术的建立是不可或缺的。

一般而言，SiC器件是使用SiC外延晶片来制作的，该SiC外延晶片通过利用化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition：CVD)等使成为器件的活性区域的SiC外延层(膜)在SiC单晶基板(有时也简称作SiC基板)上生长而得到，该SiC单晶基板通过从利用升华再结晶法等生长出的SiC的块状单晶加工而得到。

更具体而言，一般来说，SiC外延晶片是在将从(0001)面向11-20方向具有偏角(off angle)的面作为生长面的SiC单晶基板上进行台阶流动生长(step flow growth)(从原子台阶开始的横向生长)而使4H的SiC外延层生长的晶片。

在SiC单晶基板中包含微管(micropipe)等各种缺陷。已知，这些缺陷在SiC外延晶片制作时、即在SiC单晶基板上使SiC的外延层生长的期间向外延层中传播，因此可能给各种器件的工作造成不良影响。

尤其是，微管是致命性的缺陷，在1个SiC单晶基板上制作了多个器件的情况下，形成在微管上的器件作为不良品来处理(例如，参照专利文献1)。因而，降低SiC单晶基板中的微管密度的基板制作技术、降低微管从SiC单晶基板向外延层传播的晶体生长技术的开发正在推进。

在此，微管是直径为亚微米(sub-μm)以上且几微米(severalμm)以下左右的中空的晶体缺陷且是在六方晶系碳化硅的c轴方向上传播的晶体缺陷。另外，一般认为微管是通常具有较大的伯格斯矢量(Burgers vector)的螺旋位错为了缓和应变能(strain energy)而形成的。

发明内容

发明所要解决的课题

在市售的SiC基板(例如，尺寸为6英寸、厚度为350μm的4H-SiC单晶基板)中存在一定数量的在SiC外延层的生长期间破裂的SiC基板。

当在SiC外延层的生长期间基板破裂时，不仅基板变得不能使用，也会对生长炉的运转造成障碍。

发明人深入研究了该破裂的原因，结果查明，除了原因不明的以外，关于在SiC外延层的生长期间破裂的SiC基板中的、相当的比例的SiC基板，破裂的原因是由存在于SiC基板的边缘部(周端部)的微管状的缺陷(复合缺陷)引起的。该微管状的缺陷典型地是具有直径(或在不能近似为圆形的形状的情况下的最大长度)为5μm以上且500μm以下左右的中空部且附随从该中空部分延伸的位错线的缺陷，但不限于此。尤其是，在是中空部分从基板的表面贯通至背面的中空贯通缺陷的情况下，很多时候会导致SiC基板的破裂。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种在SiC外延晶片的制造中不易破裂的SiC基板、SiC外延晶片及SiC外延晶片的制造方法。