碳化硅单晶衬底及用于制造所述碳化硅单晶衬底的方法技术

一种碳化硅单晶衬底(1)，其包括第一主表面(1a)、第二主表面(1b)和圆周边缘部(3)。第二主表面(1b)与第一主表面(1a)相反。圆周边缘部(3)连接第一主表面(1a)和第二主表面(1b)。当沿着与第一主表面(1a)垂直的方向观察时，圆周边缘部(3)具有：直线形的定向平面部(OF1)，具有第一半径(R1)的第一圆弧部(A1)，和连接定向平面部(OF1)和第一圆弧部(A1)并具有小于第一半径(R1)的第二半径(R2)的第二圆弧部(A2)。提供了一种能够抑制在碳化硅外延膜的表面中的级差的发生的碳化硅单晶衬底、及用于制造所述碳化硅单晶衬底的方法。

Silicon carbide single crystal substrate and method for manufacturing the same

A silicon carbide single crystal substrate (1) includes a first main surface (1a), a second main surface (1b) and a circumferential edge portion (a). The second main surface (1b) is opposite to the first main surface (1a). The peripheral edge portion (3) is connected to the first main surface (1a) and the second main surface (1b). Along with the first principal surface (1a) to observe the vertical direction, the circumferential edge part (3) has a linear directional plane (OF1), having a first radius (R1) of the first arc part (A1), and connected with the directional plane (OF1) and the first arc part (A1) and less than the first radius (R1) second (R2 second) radius of the arc part (A2). A silicon carbide single crystal substrate capable of suppressing the occurrence of a difference in the surface of a silicon carbide epitaxial film and a method for manufacturing the silicon carbide single crystal substrate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及碳化硅单晶衬底及用于制造所述碳化硅单晶衬底的方法。
技术介绍
近年来，为了在半导体装置中实现高击穿电压和低损耗等，开始采用碳化硅作为构成半导体装置的材料。例如，日本特开2013-89937号公报(专利文献1)描述了包括：准备由单晶碳化硅构成的晶锭，通过对晶锭进行切片而得到碳化硅衬底，并且对碳化硅衬底的表面进行研磨。引文列表专利文献专利文献1：日本特开2013-89937号公报
技术实现思路
技术问题当在碳化硅单晶衬底上形成碳化硅外延膜时，在碳化硅外延膜的表面中可能发生级差(滑移)。本公开的目的是提供一种能够抑制碳化硅外延膜的表面中的级差的发生的碳化硅单晶衬底、及其制造方法。技术方案根据本公开的碳化硅单晶衬底包括第一主表面、第二主表面和圆周边缘部。第二主表面与第一主表面相反。圆周边缘部连接第一主表面和第二主表面。当沿着垂直于第一主表面的方向观察时，圆周边缘部具有直线形的定向平面部、具有第一半径的第一圆弧部、和连接定向平面部和第一圆弧部并具有小于第一半径的第二半径的第二圆弧部。根据本公开的用于制造碳化硅单晶衬底的方法包括以下。制备具有第一主表面、与第一主表面相反的第二主表面、以及连接第一主表面和第二主表面的圆周边缘部的碳化硅单晶衬底。当沿着垂直于第一主表面的方向观察时，圆周边缘部具有直线形的定向平面部、具有第一半径的第一圆弧部、和在定向平面部和第一圆弧部之间的接触点。此外，在旋转所述碳化硅单晶衬底的同时研磨第一圆弧部、接触点和定向平面部。通过研磨第一圆弧部、接触点和定向平面部形成连接定向平面部和第一圆弧部并具有小于第一半径的第二半径的第二圆弧部。专利技术的有益效果根据本公开，能够提供能够抑制碳化硅外延膜的表面中的级差的发生的碳化硅单晶衬底及其制造方法。附图说明图1是示出根据实施例的碳化硅单晶衬底的结构的示意平面视图。图2是图1中的区域II的放大图。图3是沿图1中的线III-III截取的示意剖视图。图4是示出根据本实施例的用于制造碳化硅单晶衬底的方法的第一步骤的示意平面视图。图5是示出根据本实施例的用于制造碳化硅单晶衬底的方法的第一步骤的示意剖面图。图6是示出磨石的研磨表面附近的配置的示意剖视图。图7是示出根据本实施例的用于制造碳化硅单晶衬底的方法的第二步骤的示意平面视图。图8是示出根据本实施例的用于制造碳化硅单晶衬底的方法的第三步骤的示意平面视图。图9是示出根据本实施例的用于制造碳化硅单晶衬底的方法的第四步骤的示意平面视图。图10是示出根据本实施例的用于制造碳化硅单晶衬底的方法的第二至第四步骤的示意剖面图。图11是示出根据本实施例的用于制造碳化硅单晶衬底的方法的第五步骤的示意剖面图。图12是示出根据本实施例的用于制造碳化硅单晶衬底的方法的第六步骤的示意剖面图。图13是示出根据本实施例的碳化硅单晶衬底的变型的配置的示意平面视图。具体实施方式[实施例的描述]本专利技术人对当在碳化硅单晶衬底上形成碳化硅外延膜时在碳化硅外延膜的表面中发生级差(滑移)的原因进行了努力研究，结果，已经获得了以下发现。例如，当将碳化硅单晶衬底放置在用于形成外延膜的基座上时，在定向平面部和圆弧形圆周边缘部之间的接触点附近可能与基座接触，由此接触点附近可能被损坏。如果损坏严重，则在接触点附近发生碎裂。在外延膜的表面中出现的级差归因于在接触点附近发生的损坏。作为努力研究的结果，本专利技术人发现，通过倒角接触点的附近并形成具有小于圆弧形圆周边缘部的第一半径的第二半径的圆弧部，可以消除接触点附近的损坏，并且可以有效地抑制在碳化硅单晶衬底上形成的外延膜的表面中的级差的发生。(1)根据本公开的碳化硅单晶衬底1包括第一主表面1a、第二主表面1b、和圆周边缘部3。第二主表面1b与第一主表面1a相反。圆周边缘部3连接第一主表面1a和第二主表面1b。当沿着垂直于第一主表面1a的方向观察时，圆周边缘部3具有直线形的定向平面部OF1、具有第一半径R1的第一圆弧部A1、和连接定向平面部OF1和第一圆弧部A1且具有比第一半径R1小的第二半径R2的第二圆弧部A2。由此，可以有效地抑制在碳化硅单晶衬底1上形成的碳化硅外延膜的表面中的级差的发生。(2)优选地，在根据上述(1)的碳化硅单晶衬底1中，第二半径R2大于或等于50μm且小于或等于500μm。当第二半径R2大于或等于50μm时，可以有效地消除接触点附近的损坏，从而可以更有效地抑制外延膜表面中的级差的发生。当第二半径R2小于或等于500μm时，可以抑制由于直线形的定向平面部OF1太短而导致的不对准的发生。(3)优选地，根据上述(1)或(2)的碳化硅单晶衬底1中，第一主表面1a具有大于或等于100mm且小于或等于200mm的最大直径W1。当第一主表面1a具有大的最大直径W1时，由第一圆弧部A1和定向平面部OF1形成的角度变小，并且接触点附近变得尖锐，因此在接触点附近可能产生破裂。因此，可以特别有效地抑制在其第一主表面1a具有大于或等于100mm且小于或等于200mm的最大直径W1的碳化硅单晶衬底1中的碳化硅外延膜的表面中的级差的发生。(4)优选地，在根据如上所述的(1)至(3)中任一项的碳化硅单晶衬底1中，构成碳化硅单晶衬底1的材料为六方晶系碳化硅。当从碳化硅单晶衬底1的重心G观察时，定向平面部OF1位于[1-100]方向。在这种情况下，当从该重心G观察时，第二圆弧部A2位于[11-20]方向。六方晶系碳化硅具有在[11-20]方向的位置容易断裂的属性。因此，通过在该位置设置第二圆弧部A2，能够有效地抑制破裂。(5)根据本公开的用于制造碳化硅单晶衬底1的方法包括以下步骤。制备具有第一主表面1a、与第一主表面1a相反的第二主表面1b、和连接第一主表面1a和第二主表面1b的圆周边缘部3的碳化硅单晶衬底1。在从与第一主表面1a垂直的方向观察时，圆周边缘部3具有直线形的定向平面部OF1、具有第一半径R1的第一圆弧部A1、以及在定向平面部OF1与第一圆弧部A1之间的接触点B2。此外，在旋转碳化硅单晶衬底1的同时研磨第一圆弧部A1、接触点B2和定向平面部OF1。通过研磨第一圆弧部A1、接触点B2和定向平面部OF1形成连接定向平面部OF1和第一圆弧部A1并且具有小于第一半径R1的第二半径R2的第二圆弧部A2。由此，可以有效地抑制在碳化硅单晶衬底1上形成的碳化硅外延膜的表面中的级差的发生。(6)优选地，在根据上述(5)的用于制造碳化硅单晶衬底1的方法中，研磨第一圆弧部A1、接触点B2和定向平面部OF1包括在以第一力将第一圆弧部A1按压在磨石2上的同时，研磨第一圆弧部A1，在第二力将接触点B2按压在磨石2上的同时，研磨接触点B2，并且在以第三力将定向平面部OF1按压在磨石上的同时研磨定向平面部OF1。第二力大于第一力，并且第三力大于第二力。由此，可以在防止碳化硅单晶衬底1中的裂纹和碎片的同时，有效地形成第二圆弧部A2。(7)优选地，在根据上述(6)的用于制造碳化硅单晶衬底1的方法中，磨石2的结合剂6为树脂。使用树脂的结合剂6具有高强度和高弹性，因此可以比使用金属的结合剂更适合用于在高圆周速度条件下的研磨。(8)优选地，在根据上述(6)或(7)的用于制造碳化硅单晶衬底1的方法中，与圆周边缘部3邻接的磨石2的研磨表面2a具有大于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化硅单晶衬底，包括：第一主表面；与所述第一主表面相反的第二主表面；和连接所述第一主表面和所述第二主表面的圆周边缘部，当沿着垂直于所述第一主表面的方向观察时，所述圆周边缘部具有：直线形的定向平面部，具有第一半径的第一圆弧部，以及连接所述定向平面部和所述第一圆弧部并具有小于所述第一半径的第二半径的第二圆弧部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.08 JP 2014-1822921.一种碳化硅单晶衬底，包括：第一主表面；与所述第一主表面相反的第二主表面；和连接所述第一主表面和所述第二主表面的圆周边缘部，当沿着垂直于所述第一主表面的方向观察时，所述圆周边缘部具有：直线形的定向平面部，具有第一半径的第一圆弧部，以及连接所述定向平面部和所述第一圆弧部并具有小于所述第一半径的第二半径的第二圆弧部。2.根据权利要求1所述的碳化硅单晶衬底，其中，所述第二半径大于或等于50μm且小于或等于500μm。3.根据权利要求1或2所述的碳化硅单晶衬底，其中，所述第一主表面具有大于或等于100mm且小于或等于200mm的最大直径。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的碳化硅单晶衬底，其中，构成所述碳化硅单晶衬底的材料是六方晶系碳化硅，并且当从所述碳化硅单晶衬底的重心观察时，所述定向平面部位于[1-100]方向。5.一种用于制造碳化硅单晶衬底的方法，包括：制备碳化硅单晶衬底，所述碳化硅单晶衬底具有第一主表面、与所述第一主表面相反的第二主表面、以及连接所述第一主表面和所述第二主表面的圆周边缘部，当沿着垂直于所述第一主表面的方向观察时，所述圆周边缘部具有直线形的定向平面部、具有第一半径的第一圆弧部、以及在所述定向平面部和所述第一圆弧部之间的接触点；以及在旋转所述碳化硅单晶衬底的同时研磨所述第一圆弧部、所述接触点和所述定向平面部，通过研磨所述第一圆弧部、所述接触点和所述定向平面部来形成第二圆弧部，所述第二圆弧部连接所述定向平面部和...

【专利技术属性】
技术研发人员：冲田恭子，本家翼，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP