[发明专利]一种碳化硅单晶衬底、制备方法及半导体器件

权利要求书

1.一种碳化硅单晶衬底，其特征在于，包括第一表面(10)和第二表面，所述第一表面(10)包括钉扎区(110)和制件区(120)，所述钉扎区(110)为人工设置的势阱，以将所述钉扎区(110)周围区域的位错集中于所述钉扎区(110)，所述第一表面(10)上设置多个所述钉扎区(110)；

所述制件区(120)用于制作包含所述碳化硅单晶衬底的半导体器件，所述制件区(120)周围设置有所述钉扎区(110)，以使得所述制件区(120)中心区域的位错密度小于边缘区域。

2.如权利要求1所述的碳化硅单晶衬底，其特征在于，多个所述钉扎区(110)均匀设置于所述第一表面(10)上，所述制件区(120)周围均匀设置有多个所述钉扎区(110)。

3.如权利要求2所述的碳化硅单晶衬底，其特征在于，所述钉扎区(110)为边长为40μm～100μm的正方形，所述制件区(120)为矩形区域且所述制件区(120)的四个顶点上均设置有所述钉扎区(110)。

4.如权利要求3所述的碳化硅单晶衬底，其特征在于，所述制件区(120)为正方形区域。

5.如权利要求3所述的碳化硅单晶衬底，其特征在于，所述制件区(120)可以制作单个半导体器件，也可以制作多个半导体器件。

6.如权利要求1所述的碳化硅单晶衬底，其特征在于，所述制件区(120)的位错密度小于3000个/cm²。

7.如权利要求1所述的碳化硅单晶衬底，其特征在于，所述制件区(120)的螺型位错密度小于500个/cm²。

8.如权利要求1所述的碳化硅单晶衬底，其特征在于，所述制件区(120)的刃型位错密度小于1500个/cm²。

9.如权利要求1所述的碳化硅单晶衬底，其特征在于，所述制件区(120)的基平面位错密度小于1000个/cm²。

10.一种碳化硅单晶衬底的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1-9任一项所述的碳化硅单晶衬底，所述制备方法包括以下步骤：

加工籽晶生长面：确定好所需碳化硅单晶衬底的钉扎区形状及分布，在籽晶的生长面上按照钉扎区的形状制作图形；

退火：将加工后的籽晶在惰性气体的保护下进行退火处理，处理时间为第一预设时长；

生长碳化硅单晶：将退火处理后的籽晶装炉，并使用传统物理气相传输法进行碳化硅单晶的生长；

切割碳化硅单晶：使用多线切割工艺将生长完成后的碳化硅单晶加工为所需厚度的晶片；

研磨抛光：对加工后的碳化硅单晶晶片进行研磨、抛光及清洗，即获得如权利要求1-9任一项所述的碳化硅单晶衬底。

11.如权利要求10所述的碳化硅单晶衬底的制备方法，其特征在于，在加工籽晶生长面步骤中，在籽晶生长面上制作图形的方法为涂抹、蒸镀、磁控溅射镀、浸润和粘贴中的一种或多种。

12.如权利要求10所述的碳化硅单晶衬底的制备方法，其特征在于，在加工籽晶生长面步骤中，在籽晶生长面上制作图形的材质为石墨。

13.如权利要求10所述的碳化硅单晶衬底的制备方法，其特征在于，在加工籽晶生长面步骤中，在籽晶生长面上制作图形的材质为铌、铼、锇、钽、钼、钨和铱中的一种或多种。

14.如权利要求10所述的碳化硅单晶衬底的制备方法，其特征在于，在加工籽晶生长面步骤中，在籽晶生长面上制作图形的材质为碳化铌、碳化铼、碳化锇、碳化钽、碳化钼、碳化钨和碳化铱中的一种或多种。