[发明专利]SiC外延晶片的制造方法

说明书

一种SiC外延晶片的制造方法，是在SiC单晶基板上具有外延层的SiC外延晶片的制造方法，具有：在使所述外延层结晶生长时，在开始结晶生长的初期在第1条件下形成外延层的一部分的工序；和在与所述第1条件相比使Cl/Si比减少、并且使C/Si比增加了的第2条件下形成SiC外延层的一部分的工序，所述第1条件下的C/Si比为0.6以下、Cl/Si比为5.0以上。

技术领域

本发明涉及SiC外延晶片的制造方法。本申请基于在2015年12月24日在日本申请的专利申请2015-250942要求优先权，在此援引其内容。

背景技术

碳化硅(SiC)具有许多优异特性。例如，与硅(Si)相比，绝缘击穿电场大一个数量级，带隙大3倍，而且热导率高3倍左右。期待着碳化硅(SiC)应用于功率器件、高频器件、高温工作器件等。

为了促进SiC器件的实用化，高品质的SiC外延晶片以及高品质的外延生长技术的确立是不可缺少的。

SiC器件使用SiC外延晶片来制作。SiC外延晶片是在SiC单晶基板上利用化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition：CVD)等使成为器件的活性区域的外延层(膜)生长而得到的，所述SiC单晶基板是由采用升华再结晶法等生长出的SiC块状单晶进行加工而得到的。

例如，在将从(0001)面向11-20方向具有偏离角(off angle)的面作为生长面的SiC单晶基板上，使SiC进行台阶流生长(从原子台阶开始的横向生长)，从而使4H的外延层生长。

在SiC外延晶片中所含的缺陷，有在外延层表面显露出来的具有特征性形状的被称为胡萝卜缺陷(胡萝卜型缺陷、胡萝卜状缺陷)的缺陷。胡萝卜缺陷作为在外延层表面显现的缺陷是与三角缺陷、彗星型缺陷等并列的代表性的缺陷。由于胡萝卜缺陷数量多，并且在形状上也大至数十微米，因此希望在要求晶体的完整性的半导体器件用外延晶片制造中其减少(专利文献1～3)。

已弄清了胡萝卜缺陷的结构由基底面层错和棱柱型层错构成，在SiC外延生长的领域作为能够辨别的缺陷被定义。认为胡萝卜缺陷是由于基板内的贯穿位错等在外延生长时转换而生成的。

作为使胡萝卜缺陷密度降低的方法，曾提出了一些方法。在专利文献1中记载了下述方法：在使第1外延层生长后，使生长停止并进行表面的腐蚀，然后使第2外延层生长。在专利文献2中记载了一种设置具有低的C/Si比的原料气体组成的抑制层的方法。在专利文献3中记载了一种使用下述基板的方法，所述基板是在CMP加工中使由特定的螺旋位错引起的凹陷成为一定形状的基板。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2007-525402号公报

专利文献2：日本特开2008-74664号公报

专利文献3：国际公开第2014/196394号

发明内容

然而，存在以下问题：当使C/Si比过低时，在外延生长中容易产生Si滴(droplet)。Si滴是过量的Si原子在基板表面凝结而成的，会使起因于它的晶体缺陷产生。

例如，当在专利文献2的C/Si比低的条件下使SiC外延层实际地生长时，不能够同时实现：抑制胡萝卜缺陷和抑制滴的产生。也就是说，稳定地得到胡萝卜缺陷少的外延晶片的方法尚未可知。

如上述那样，当要减少胡萝卜缺陷而使C/Si比降低时，变得容易产生Si滴。因此，需求能够同时抑制胡萝卜缺陷和Si滴的产生的SiC外延晶片的制造方法。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是得到能够同时抑制胡萝卜缺陷和Si滴的产生的SiC外延晶片的制造方法。