[发明专利]碳化硅外延基板、碳化硅半导体装置及其制造方法

说明书

本发明涉及碳化硅外延基板、碳化硅半导体装置及其制造方法。所述碳化硅外延基板包含：碳化硅外延基板，其包含：碳化硅单晶基板；和在所述碳化硅单晶基板上形成的外延层；所述碳化硅单晶基板具有4H‑SiC的多型，所述外延层的表面中的算术平均粗糙度为0.1nm以下，在所述表面中，胡萝卜状缺陷的缺陷密度为0.1个/cm²以下，作为梯形凹陷的梯形缺陷的缺陷密度为0.1个/cm²以下，当在俯视图中观察时，所述梯形缺陷各自包含与11‑20方向相交的上底部和下底部。所述外延层具有优异的表面性质，因此可以预期在所述外延层上形成的氧化硅膜的寿命和可靠性得到改善。

本发明专利申请是基于申请日为2016年4月6日，发明名称为“碳化硅外延基板的制造方法、碳化硅外延基板、碳化硅半导体装置的制造方法和碳化硅半导体装置”，申请号为201680021301.X的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及碳化硅外延基板的制造方法、碳化硅外延基板、碳化硅半导体装置的制造方法和碳化硅半导体装置。

背景技术

日本特开2013-34007号公报(专利文献1)公开了以没有短台阶聚并为特征的碳化硅外延基板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-34007号公报

发明内容

技术问题

本公开的目的是通过化学机械研磨(CMP)缩短研磨碳化硅外延基板的表面的步骤中的生产节拍时间。

技术方案

本公开的一个方面的碳化硅外延基板的制造方法包括在碳化硅单晶基板上外延生长第一层的步骤，和在所述第一层的最外表面形成第二层的步骤，所述第二层具有不同于所述第一层的化学组成或密度。所述第二层的厚度对所述第一层的厚度的比率大于0％且小于等于10％。

本公开的一个方面的碳化硅外延基板包含碳化硅单晶基板、在所述碳化硅单晶基板上形成的作为外延层的第一层、和在所述第一层的最外表面形成的第二层。所述第二层具有不同于所述第一层的化学组成或密度。所述第二层的厚度对所述第一层的厚度的比率大于0％且小于等于10％。

本公开的一个方面的碳化硅外延基板包含碳化硅单晶基板、和在所述碳化硅单晶基板上形成的外延层。所述外延层的表面中的算术平均粗糙度为0.1nm以下。在所述外延层的表面中，胡萝卜状缺陷(キャロット欠陥)的缺陷密度为0.1个/cm²以下，并且作为梯形凹陷的梯形缺陷的缺陷密度为0.1个/cm²以下。当在俯视图中观察时，所述梯形缺陷各自包含与11-20方向相交的上底部和下底部。所述上底部的宽度为0.1μm以上且100μm以下。所述下底部的宽度为50μm以上且5000μm以下。所述上底部包含突起部。所述下底部包含多个台阶聚并。

本公开一个方面的碳化硅半导体装置包含：碳化硅外延基板，所述碳化硅外延基板包含碳化硅单晶基板和外延层，所述碳化硅单晶基板具有第一主面和位于所述第一主面相反侧的第二主面，所述外延层在所述第一主面上形成并且在所述碳化硅单晶基板所在侧的相反侧具有第三主面。所述碳化硅半导体装置还包含在所述第三主面上形成的氧化硅膜、与第三主面侧连接的第一电极、和与第二主面侧连接的第二电极。所述氧化硅膜的厚度为10nm以上且100nm以下。在25℃的环境下和20mA/cm²的恒定电流密度下进行的经时绝缘击穿测定中的击穿电荷量为60C/cm²以上。

有益效果

根据上述说明，通过CMP可以缩短在研磨所述碳化硅外延基板的表面的步骤中的生产节拍时间。

附图说明