[发明专利]SiC外延晶片的制造方法

说明书

本发明提高在第1温度和第2温度下进行SiC外延生长时、可以抑制升温中的台阶聚束等的表面缺陷的产生的SiC外延晶片的制造方法。具备：向以带有不足5°的偏离角的4H‑SiC(0001)作为主面的SiC块状衬底上供给Si供给气体和C供给气体、在1480℃以上1530℃以下的第1温度进行第1外延生长的第1工序；停止Si供给气体和C供给气体的供给、将SiC块状衬底从第1温度向第2温度升温的第2工序；向在第2工序中被升温了的SiC块状衬底上供给Si供给气体和C供给气体、在第2温度下进行第2外延生长的第3工序。

技术领域

本发明涉及在SiC(Silicon Carbide)功率器件等中使用的SiC外延晶片的制造方法。

背景技术

就碳化硅即SiC而言，能带隙、绝缘破坏电场强度、饱和漂移速度、导热率与Si(Silicon)相比均相对地大。因此，SiC功率器件可以进行功率损失的大幅的降低、小型化等，可实现电源功率变换时的节能化，因此，为了电动汽车的高性能化、太阳能电池系统等的高功能化等低碳社会的实现而受到关注。

为了制作SiC功率器件，需要预先在SiC块状衬底上使成为器件的活性区域的SiC外延层通过热CVD(Chemical Vapor Deposition)法(热化学气相沉积法)等进行外延生长。在此所称的活性区域为包含根据期望的器件规格而将晶体中的掺杂密度及膜厚精密地控制了的生长方向轴的截面区域。将形成了这样的SiC外延层的SiC块状衬底称为SiC(碳化硅)外延晶片。SiC功率器件中，要求数百V～数十kV等的高耐压规格，因此，需要SiC外延层的膜厚数μm～数百μm厚地形成。另外，在成为活性区域的SiC外延层的表面产生的缺陷使器件特性劣化，因此，期望从SiC块状衬底降低缺陷密度。

在SiC的外延生长中，一般进行在设置了比0°大的偏离角度(off-angle)的SiC块状衬底进行热CVD生长的台阶流外延。存在于SiC块状衬底表面的研磨伤、微小的凹凸等的表面缺陷容易转移(引き継がれ)到SiC外延层。为了抑制SiC块状衬底的表面缺陷的转移，降低SiC外延生长初期的生长温度而减慢生长速度是有效果的。但是，在 需要厚膜的SiC外延层中，为了SiC外延晶片的制造的生产能力提高，为了加快生长速度，期望在高温下进行生长。

因此，提案有以下方法：以不足1500℃的温度进行第1外延生长后，以1500℃以上的温度进行第2外延生长而制造SiC外延晶片(例如，参照专利文献1)。根据以往方法，在第1外延生长中，以抑制来自SiC块状衬底的表面缺陷的转移的目的而降低生长温度、以在通过第1外延生长而形成了的SiC外延层之上以高速进行第2外延生长的目的而提高生长温度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-284298号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1中，公开有当在具有8°的偏离角规格的SiC块状衬底上进行利用以往的碳化硅外延制造方法的外延生长时，得到表面形状良好的外延晶片。近年来，虽然SiC块状衬底的偏离角规格的主流是4°，但在偏离角规格为8°的情况和4°的情况下，生长机构不同。因此，使用偏离角规格为4°的SiC块状衬底从进行第1外延生长的第1温度升温到进行第2外延生长的第2温度的期间持续供给作为原料气体的Si供给气体和C供给气体时，使SiC器件的特性劣化的台阶聚束(step bunching)等的表面缺陷在升温中产生、在其之上进行第2外延生长时，存在在最终得到的SiC外延晶片的表面上形成台阶聚束等的表面缺陷这样的缺陷。

本发明是为了解决上述那样的问题点而进行的发明，其目的在于，提供在从第1温度到第2温度的升温中、可抑制台阶聚束等的表面缺陷的产生的SiC外延晶片的制造方法。

用于解决课题的手段