[发明专利]碳化硅衬底、半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种碳化硅衬底，包括：

第一主表面；以及

第二主表面，所述第二主表面与所述第一主表面相反，

包括所述第一主表面和所述第二主表面中的至少一个主表面的区域由单晶碳化硅制成，

硫原子以不小于60×10¹⁰原子/cm²且不大于2000×10¹⁰原子/cm²存在于所述一个主表面中，并且作为杂质的碳原子以不小于3at％且不大于25at％存在于所述一个主表面中。

2.根据权利要求1所述的碳化硅衬底，其中，氯原子以不大于3000×10¹⁰原子/cm²存在于所述一个主表面中。

3.根据权利要求1或2所述的碳化硅衬底，其中，氧原子以不小于3at％且不大于30at％存在于所述一个主表面中。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的碳化硅衬底，其中，金属杂质以不大于4000×10¹⁰原子/cm²存在于所述一个主表面中。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的碳化硅衬底，其中，当以Rq评价时，所述一个主表面具有不大于0.5nm的表面粗糙度。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的碳化硅衬底，具有不小于110mm的直径。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的碳化硅衬底，具有不小于125mm且不大于300mm的直径。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的碳化硅衬底，其中，

所述单晶碳化硅具有4H结构，并且

所述一个主表面相对于所述单晶碳化硅的{0001}面具有不小于0.1°且不大于10°的偏离角。

9.根据权利要求1至7中的任一项所述的碳化硅衬底，其中，

所述单晶碳化硅具有4H结构，并且

所述一个主表面相对于所述单晶碳化硅的{03-38}面具有不大于4°的偏离角。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的碳化硅衬底，包括：

基底层；

单晶碳化硅层，所述单晶碳化硅层形成在所述基底层上，

其中，所述一个主表面是所述单晶碳化硅层的在与面对所述基底层的一侧相反的一侧的表面。

11.一种半导体器件，包括：

碳化硅衬底，所述碳化硅衬底具有第一主表面和与所述第一主表面相反的第二主表面，所述碳化硅衬底的包括所述第一主表面和所述第二主表面中的至少一个主表面的区域由单晶碳化硅制成，硫原子以不小于60×10¹⁰原子/cm²且不大于2000×10¹⁰原子/cm²存在于所述一个主表面中，并且作为杂质的碳原子以不小于3at％且不大于25at％存在于所述一个主表面中；

外延生长层，所述外延生长层形成在所述碳化硅衬底的所述一个主表面上；以及

电极，所述电极形成在所述外延生长层上。

12.一种制造碳化硅衬底的方法，包括以下步骤：

制备单晶碳化硅的晶体；

通过切割所述晶体，得到具有第一主表面和与所述第一主表面相反的第二主表面的衬底；

将所述第一主表面和所述第二主表面中的至少一个主表面平面化；以及

对所述衬底的平面化的表面执行精整处理，

在对所述衬底的表面执行精整处理的步骤中，调节所述一个主表面中的硫原子和作为杂质的碳原子的存在比率，使得硫原子以不小于60×10¹⁰原子/cm²且不大于2000×10¹⁰原子/cm²存在于所述一个主表面中，并且作为杂质的碳原子以不小于3at％且不大于25at％存在于所述一个主表面中。

13.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：

制备碳化硅衬底，所述碳化硅衬底具有第一主表面和与所述第一主表面相反的第二主表面，所述碳化硅衬底的包括所述第一主表面和所述第二主表面中的至少一个主表面的区域由单晶碳化硅制成，硫原子以不小于60×10¹⁰原子/cm²且不大于2000×10¹⁰原子/cm²存在于所述一个主表面中，并且作为杂质的碳原子以不小于3at％且不大于25at％存在于所述一个主表面中；

在所述碳化硅衬底的所述一个主表面上形成外延生长层；以及

在所述外延生长层上形成电极。