[发明专利]碳化硅外延衬底和制造碳化硅半导体器件的方法

说明书

一种碳化硅外延衬底包括碳化硅衬底、碳化硅外延膜和复合缺陷。复合缺陷包括扩展缺陷和基面位错。扩展缺陷包括从位于碳化硅衬底与碳化硅外延膜之间的边界处的起点起在11‑20方向上延伸的第一区域和沿着1‑100方向延伸的第二区域。第一区域在1‑100方向上具有从起点起朝向第二区域增加的宽度。基面位错包括连续到起点并沿着1‑100方向延伸的第三区域和沿着与1‑100方向相交的方向延伸的第四区域。当主表面的面积是第一面积并且外接于复合缺陷的四边形的面积是第二面积时，通过将第二面积除以第一面积而获得的值不大于0.001。

技术领域

本公开涉及一种碳化硅外延衬底和制造碳化硅半导体器件的方法。本申请要求于2018年5月9日提交的日本专利申请No.2018-090301的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

背景技术

WO 2009/035095(PTL 1)公开了一种碳化硅单晶衬底，其中螺纹边缘位错阵列的位错阵列密度为10个阵列/cm²或更小。

引用列表

专利列表

PTL 1：WO 2009/035095

发明内容

根据本公开的碳化硅外延衬底包括碳化硅衬底、碳化硅外延膜和复合缺陷。碳化硅外延膜在碳化硅衬底上。复合缺陷在碳化硅外延膜中。碳化硅外延膜的主表面是相对于{0001}面以不小于2°且不大于6°的偏离角倾斜的表面。复合缺陷包括扩展缺陷和基面位错。扩展缺陷包括从位于碳化硅衬底与碳化硅外延膜之间的边界处的起点起沿着11-20方向延伸的第一区域和沿着1-100方向延伸的第二区域。第一区域在1-100方向上具有从起点起朝向第二区域增加的宽度。扩展缺陷由具有与形成碳化硅外延膜的碳化硅的多型不同的多型的碳化硅制成。基面位错包括连续到起点并且沿着1-100方向延伸的第三区域和沿着与1-100方向相交的方向延伸的第四区域。当在与主表面垂直的方向上观察时，第四区域的端部位于沿着第二区域的直线上。当主表面的面积是第一面积并且外接于复合缺陷的四边形的面积是第二面积时，通过将第二面积除以第一面积而获得的值不大于0.001。

根据本公开的碳化硅外延衬底包括碳化硅衬底和碳化硅外延膜。碳化硅外延膜在碳化硅衬底上并且具有不小于15μm的厚度。碳化硅外延膜的主表面是相对于{0001}面以不小于2°且不大于6°的偏离角倾斜的表面。碳化硅外延衬底不具有复合缺陷。复合缺陷包括扩展缺陷和基面位错。扩展缺陷包括从位于碳化硅衬底与碳化硅外延膜之间的边界处的起点起在11-20方向上延伸的第一区域和沿着1-100方向延伸的第二区域。第一区域在1-100方向上具有从起点起朝向第二区域增加的宽度。扩展缺陷由具有与形成碳化硅外延膜的碳化硅的多型不同的多型的碳化硅制成。基面位错包括连续到起点并且沿着1-100方向延伸的第三区域和沿着与1-100方向相交的方向延伸的第四区域。当在与主表面垂直的方向上观察时，第四区域的端部位于沿着第二区域的直线上。

附图说明

图1是示出根据本实施例的碳化硅外延衬底的配置的示意性平面图。

图2是图1中的区域II的放大示意性平面图。

图3是图1中的区域II的放大示意性透视图。

图4是沿着图2中的IV-IV线的示意性横截面视图。

图5是沿着图2中的V-V线的示意性横截面视图。

图6是沿着图2中的VI-VI线的示意性横截面视图。

图7是示出根据本实施例的碳化硅外延衬底的内周边区域和外周边区域的示意性平面图。

图8是示出根据本实施例的碳化硅外延衬底的变形例的配置的放大示意性平面图。

图9是示出根据本实施例的碳化硅外延衬底的变形例的配置的放大示意性透视图。