[发明专利]制造碳化硅外延基板的方法、制造碳化硅半导体装置的方法以及制造碳化硅外延基板的设备

说明书

在形成碳化硅层的步骤中，当X轴代表以百分比表示通过将硅烷的流量除以氢气的流量而获得的值的第一值且Y轴代表以sccm表示氨气的流量的第二值时，所述第一值和所述第二值落在由XY平面坐标中的第一坐标、第二坐标、第三坐标和第四坐标包围的四边形区域内。所述第一坐标为(0.05，6.5×10^‑4)。所述第二坐标为(0.05，4.5×10^‑3)。所述第三坐标为(0.22，1.2×10^‑2)。所述第四坐标为(0.22，1.3×10^‑1)。在所述形成碳化硅层的步骤之后，所述碳化硅层的载流子浓度的平均值为1×10¹⁵cm^‑3以上且2×10¹⁶cm^‑3以下。

技术领域

本公开涉及制造碳化硅外延基板的方法、制造碳化硅半导体装置的方法以及制造所述碳化硅外延基板的设备。本申请要求基于2015年9月29日提交的日本专利申请2015-191489号的优先权，并通过引用将其全部内容并入本文中。

背景技术

日本特开2014-170891号公报(专利文献1)公开了在碳化硅单晶基板上外延生长碳化硅层的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-170891号公报

发明内容

本公开的制造碳化硅外延基板的方法包括如下步骤。将碳化硅单晶基板放置在反应室中的步骤。通过向反应室供应包含硅烷、氨气和氢气的混合气体而在碳化硅单晶基板上形成碳化硅层的步骤。碳化硅单晶基板具有100mm以上的最大直径。在形成碳化硅层的步骤中，当X轴代表以百分比表示通过将硅烷的流量除以氢气的流量而获得的值的第一值且Y轴代表以sccm表示氨气的流量的第二值时，第一值和第二值落在由XY平面坐标中的第一坐标、第二坐标、第三坐标和第四坐标包围的四边形区域内。第一坐标为(0.05，6.5×10^-4)。第二坐标为(0.05，4.5×10^-3)。第三坐标为(0.22，1.2×10^-2)。第四坐标为(0.22，1.3×10^-1)。在形成碳化硅层20之后，碳化硅层20的载流子浓度的平均值为1×10¹⁵cm^-3以上且2×10¹⁶cm^-3以下。

本公开的制造碳化硅外延基板的设备包括反应室、气体供应部和控制部。反应室构造为能够加热碳化硅单晶基板。气体供应部构造为能够向反应室供应包含硅烷、氨气和氢气的混合气体。控制部构造为能够控制从气体供应部供应到反应室的混合气体的流量。控制部构造为能够控制硅烷的流量、氨气的流量和氢气的流量，使得当X轴代表以百分比表示通过将硅烷的流量除以氢气的流量而获得的值的第一值且Y轴代表以sccm表示氨气的流量的第二值时，第一值和第二值落在由XY平面坐标中的第一坐标、第二坐标、第三坐标和第四坐标包围的四边形区域内。第一坐标为(0.05，6.5×10^-4)。第二坐标为(0.05，4.5×10^-3)。第三坐标为(0.22，1.2×10^-2)。第四坐标为(0.22，1.3×10^-1)。

附图说明

图1为示出本实施方案的制造碳化硅外延基板的设备的构造的局部示意剖视图。

图2显示了在本实施方案的制造碳化硅外延基板的方法中SiH₄流量/H₂流量(％)与NH₃流量(sccm)之间的关系。

图3为示意性显示本实施方案的制造碳化硅外延基板的方法的流程图。

图4为显示本实施方案的制造碳化硅外延基板的方法的第一步骤的示意剖视图。