[发明专利]制造碳化硅衬底的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造碳化硅衬底的方法。

背景技术

SiC(碳化硅)衬底近年来越来越多地被用作用于制造半导体器件的半导体衬底。SiC具有比更普遍使用的Si(硅)宽的带隙。因此，包含SiC衬底的半导体器件的优势在于击穿电压高、导通电阻低以及高温环境中特性降低较少。

为了有效率地制造半导体器件，要求衬底具有的尺寸不小于特定尺寸。根据美国专利No.7,314,520(专利文献1)，可以制造不小于76mm(3英寸)的SiC衬底。

引用列表

专利文献

PTL 1：美国专利No.7314520

发明内容

技术问题

工业上，SiC单晶衬底的尺寸仍然限定于大约100mm(4英寸)。因此，不利地是，不能利用大单晶衬底来有效率地制造半导体器件。在使用六方晶系的SiC中的除了(0001)面之外的面的属性的情况下，这种不利变得尤为严重。在下文中，将描述这一点。

通常通过切片借助于在(0001)面中生长获得的SiC晶锭来制造缺陷小的SiC单晶衬底，这造成层错的可能性较小。因此，通过不平行于晶锭的生长表面切片晶锭，来获得具有除(0001)面之外的面取向的单晶衬底。这使得难以充分地确保单晶衬底的尺寸，或者晶锭中的许多部分不能有效利用。为此，特别难以有效地制造采用除了SiC的(0001)面之外的面的半导体器件。

考虑利用具有支撑部并且多个小单晶衬底在其上连接的碳化硅衬底，来代替困难地增加这种SiC单晶衬底的尺寸。通过根据需求增加单晶衬底的数目，可以使碳化硅衬底的尺寸制造得更大。然而，在这种支撑部和单晶衬底相连接的情况下，连接的强度会不足。

考虑到上述问题，提出了本发明，并且本发明的目的是提供一种制造碳化硅衬底的方法，该碳化硅衬底可以使单晶衬底和支撑部之间的连接强度增加。

解决问题

本发明的制造碳化硅衬底的方法包括以下步骤。

准备至少一个单晶衬底，每个单晶衬底具有背面且由碳化硅制成。准备具有主面且由碳化硅制成的支撑部。支撑部的主面的至少一部分具有凹凸起伏。支撑部和至少一个单晶衬底堆叠，使得每个至少一个单晶衬底的背面和形成有凹凸起伏的支撑部的主面彼此接触。为了连接每个至少一个单晶衬底的背面与连接部，加热支撑部和至少一个单晶衬底，使得支撑部的温度超过碳化硅的升华温度，并且每个至少一个单晶衬底的温度低于支撑部的温度。

由于通过本发明中的支撑部的凹凸起伏确保了在支撑部和单晶衬底之间的空腔，所以单晶衬底的温度可以可靠地设定为低于支撑部的温度。这使得更可靠地发生与升华再结晶反应相关联的、从支撑部向单晶衬底的质量转移。因此，可以增加单晶衬底和支撑部之间的连接强度。

优选，准备支撑部的步骤包括形成主面以及在主面上形成凹凸起伏的步骤。因此，可以独立地形成主面和形成凹凸起伏。

优选，形成凹凸起伏的步骤包括研磨表面以便使主面粗糙的步骤。优选，研磨主面的步骤包括在一个线性方向上研磨主面的步骤。

优选，形成凹凸起伏的步骤包括向主面施加预定表面特征的步骤。优选，表面特征包括沿着第一方向、在主面上延伸的多个凹进部。优选，表面特征包括沿着与第一方向交叉的第二方向、在主面上延伸的凹进部。优选，表面特征包括以圆周方向上、在主面上延伸的凹进部。

在准备支撑部的步骤中，可以在主面上形成具有晶体结构畸变的表面层。优选，在堆叠支撑部和至少一个单晶衬底的步骤之前，化学地去除表面层的至少一部分。

优选，至少一个单晶衬底具有六方晶系结构，并且相对于{0001}面具有大于或等于50°且小于或等于65°的偏离角。

优选，该凹凸起伏具有随机方向。因此，凹凸起伏的各向异性变得更小。

优选，准备支撑部的步骤包括通过切片形成主面的步骤。凹凸起伏通过切片来形成。因此，由于不需要进行仅用于形成凹凸起伏的独立步骤，所以可以简化制造碳化硅衬底的步骤。

优选，每个至少一个单晶衬底的背面通过切片来形成。

优选，在具有高于10^-1Pa且低于10⁴Pa的压力的气氛中进行加热步骤。

发明的有利效果

如上面所描述的，根据本发明的制造碳化硅衬底的方法，可以增加单晶衬底和支撑部之间的连接强度。

附图说明

图1是示意性示出本发明的第一实施例中的碳化硅衬底的构造的平面图。

图2是沿着图1中的线II-II截取的示意截面图。