[发明专利]具有碳化硅衬底的复合衬底

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合衬底，具体地涉及一种具有多个碳化硅衬底的复合衬底。

背景技术

近年来，已采用化合物半导体作为用于制造半导体器件的半导体衬底。例如，与更为常用的硅的带隙相比，碳化硅具有更大的带隙。因而，使用碳化硅衬底的半导体器件具有击穿电压高、导通电阻低以及高温环境下特性下降可能性较小的优点。

为了有效率地制造这样的半导体器件，衬底在尺寸上需要大到某种程度。根据美国专利No.7314520(专利文献1)，可以制造76mm(3英寸)或更大的碳化硅衬底。

引用文件列表

专利文献

PTL 1：美国专利No.7314520

发明内容

技术问题

工业上，碳化硅衬底的尺寸仍被限制在大约100mm(4英寸)。所以，不利的是，不能使用大的半导体衬底来有效率地制造半导体器件。在六方晶系碳化硅中利用除了(0001)面以外的面的特性的情况中，这个不利之处变得尤其严重。下文中，将对此进行说明。

通常，缺陷少的碳化硅衬底是通过对在(0001)面中生长得到的碳化硅晶锭进行切片来制造的，这使层错的可能性较小。因而，具有除了(0001)面以外的面取向的碳化硅衬底是通过以不平行于晶锭生长表面的方式对晶锭切片而得到的。这使得难以充分确保衬底的尺寸，或者晶锭中很多部分不能被有效地利用。为此，要有效率地制造使用除了碳化硅的(0001)面以外的面的半导体器件尤其困难。

代替增大这样的具有如上所述困难的碳化硅衬底的尺寸，考虑使用具有多个碳化硅衬底和与多个碳化硅衬底中的每个衬底相连接的支撑部的复合衬底。即使支撑部具有高的晶体缺陷密度，也不太可能出现问题。因而，可以相对较容易地准备大的支撑部。根据需要，通过增大设置在支撑部上的碳化硅衬底的数目，可以增大复合衬底的尺寸。

尽管在复合衬底中碳化硅衬底中的每个和支撑部彼此连接，但相邻碳化硅衬底不会彼此连接或者不会充分地彼此连接。因此，会在相邻的碳化硅衬底之间形成间隙。如果利用具有这样的间隙的复合衬底来制造半导体器件，则在制造工作中可能会有异物残留在该间隙中。特别地，用于CMP(化学机械抛光)的抛光剂可能残留在其中。

鉴于上述问题而做出了本发明，并且本发明的目的是要提供一种能够防止异物残留在复合衬底中提供的多个碳化硅衬底之间的间隙中的复合衬底。

问题的解决方案

本发明的复合衬底包括支撑部、第一和第一碳化硅衬底以及封闭部。第一碳化硅衬底具有与支撑部相连接的第一背面、与第一背面相反的第一正面以及将第一背面和第一正面彼此连接的第一侧面。第二碳化硅衬底具有与支撑部相连接的第二背面、与第二背面相反的第二正面以及将第二背面和第二正面彼此连接的第二侧面，并且在第一侧面和第二侧面之间形成有间隙。封闭部封闭间隙。

根据该复合衬底，可以得到具有与第一和第二碳化硅衬底的面积的总和相对应的面积的复合衬底。以此方式，与单独使用第一和第二碳化硅衬底中的每个制造半导体器件的情况相比，可以更有效率地制造半导体器件。

此外，根据该复合衬底，第一和第二碳化硅衬底之间的间隙由封闭部封闭。因此，在使用复合衬底制造半导体器件的工艺中，可以防止异物累积在间隙中。

应该注意的是，虽然以上说明是关于第一和第二碳化硅衬底做出的，但并非意图排除还使用另外的碳化硅衬底的情况。

优选地，所述第一和第二碳化硅衬底中的每个衬底具有单晶结构。通过组合第一和第二碳化硅衬底，其中每个均难以具有大面积的碳化硅衬底所提供的面积实质上可以较大。以此方式，可以有效率地制造具有单晶碳化硅的半导体器件。

优选地，所述封闭部由碳化硅制成。因此，封闭部可以被用作半导体器件中由碳化硅制成的部分。

优选地，所述封闭部具有在第一和第二碳化硅衬底上外延生长的至少一部分。以此方式，封闭部的晶体结构可以被优化为适合于半导体器件。

优选地，所述支撑部由碳化硅制成。因此，第一和第二碳化硅衬底中的每个衬底与支撑部的物理特性可以彼此相近。

优选地，所述支撑部具有的微管密度比第一和第二碳化硅衬底中的每个衬底的微管密度高。因此，可以使用具有更多微管缺陷的支撑部，从而进一步有利于复合衬底的制造。

优选地，所述间隙具有100μm或更小的宽度。以此方式，间隙可以由封闭部更牢靠地封闭。

优选地，所述封闭部具有不小于间隙的宽度的1/100的厚度。因此，间隙可以由封闭部更牢靠地封闭。