SiC外延晶片及SiC外延晶片的制造方法技术

目的在于得到硼的含有量在面内的任意位置处都少且有效面积大的SiC外延晶片及其制造方法。该SiC外延晶片具备SiC基板和层叠于所述SiC基板的SiC的外延层，所述外延层包含决定导电型的杂质和导电型与所述杂质不同的硼，在所述外延层中，所述硼的浓度在面内的任意位置处都小于1.0

【技术实现步骤摘要】
SiC外延晶片及SiC外延晶片的制造方法


[0001]本专利技术涉及SiC外延晶片及SiC外延晶片的制造方法。

技术介绍

[0002]碳化硅(SiC)与硅(Si)相比，绝缘击穿电场大一个数量级，带隙为3倍大，热传导率为3倍左右高。期待着将碳化硅(SiC)应用于功率器件、高频器件、高温工作器件等。
[0003]对于SiC器件的实用化的促进，要求高品质的SiC外延晶片及高品质的外延生长技术的确立。
[0004]SiC器件形成于SiC外延晶片。SiC外延晶片具备SiC基板和层叠在SiC基板上的外延层。SiC基板通过从用升华再结晶法等生长出的SiC的块(bulk)单晶加工而得到。
[0005]外延层通过化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition：CVD)等而制作，成为器件的活性区域。
[0006]外延层有时具有决定外延层的导电型的杂质和与杂质不同的导电型的硼(例如，专利文献1～3)。硼使漂移层内的有效的载流子浓度降低，有时成为缩短双极型器件的载流子寿命的原因。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2019
‑
121690号公报
[0010]专利文献2：国际公开第2006/008941号
[0011]专利文献3：国际公开第2018/193664号

技术实现思路

[0012]专利技术所要解决的课题
[0013]硼包含于在制造中使用的构件等，因此难以完全除去。若在外延层内存在硼浓度高的部分，则该部分难以通用地应用于器件。在外延晶片的面内硼浓度高的部位的比例越高，则能够通用地应用于器件的有效面积越少。在专利文献1～3中，关于外延层内的硼浓度的面内均匀性，没有记载。
[0014]本专利技术鉴于上述问题而完成，目的在于得到硼的含有量在面内的任意位置处都少、有效面积大的SiC外延晶片及其制造方法。
[0015]用于解决课题的技术方案
[0016]本专利技术为了解决上述课题，提供以下的技术方案。
[0017](1)第1方案的SiC外延晶片具备SiC基板和层叠于所述SiC基板的SiC的外延层，所述外延层包含决定导电型的杂质和导电型不同于所述杂质的硼，在所述外延层中，所述硼的浓度在面内的任意位置处都小于1.0
×
10
14
cm
‑3。
[0018](2)在上述方案的SiC外延晶片中，直径可以为150mm以上。
[0019](3)在上述方案的SiC外延晶片中，直径可以为200mm以上。
[0020](4)第2方案的SiC外延晶片的制造方法，包括使用在SiC基板的载置面的上方具有气体供给口的纵型炉而在SiC基板上将SiC的外延层成膜的成膜工序，所述成膜工序包括一边按照第1升温速度、第2升温速度、第3升温速度的顺序变更升温速度、一边升温至成膜温度的升温工序，所述第1升温速度比所述第2升温速度快，所述第2升温速度比所述第3升温速度快，所述第1升温速度为100℃/min以上。
[0021](5)在上述方案的SiC外延晶片的制造方法中，可以在成膜温度下，使所述SiC基板的所述载置面的中心的高度位置比外周的高度位置高30μm以上。
[0022](6)在上述方案的SiC外延晶片的制造方法的所述成膜工序中，可以从所述SiC基板的背面供给吹扫气体。所述吹扫气体例如从比所述SiC基板的外周靠内侧20mm以上处供给。
[0023](7)可以将上述方案的SiC外延晶片的制造方法的所述升温工序所需的时间设为300秒以上且750秒以下。
[0024]专利技术效果
[0025]在上述方案的SiC外延晶片中，硼的含有量在面内的任意位置处都少，有效面积大。另外，上述方案的SiC外延晶片的制造方法能够在面内的任意位置处都使硼的含有量少。
附图说明
[0026]图1是第1实施方式的SiC外延晶片的剖视图。
[0027]图2是第1实施方式的SiC外延晶片的俯视图。
[0028]图3是第1实施方式的SiC外延晶片的成膜装置的示意图。
[0029]图4是第1实施方式的SiC外延晶片的成膜工艺的一例。
[0030]图5是第1实施方式的SiC外延晶片的成膜装置的SiC基板附近的放大图。
[0031]附图标记说明
[0032]1…
SiC基板，2
…
外延层，10
…
SiC外延晶片，20
…
腔室，21
…
主体，22
…
气体供给口，23
…
气体排出口，30
…
支承体，40
…
基座，41
…
支承部，42
…
外周部，43
…
贯通孔，50
…
下部加热器，60
…
上部加热器，100
…
成膜装置，G
…
成膜气体，RS
…
升温工序，S1
…
第1升温工序，S2
…
第2升温工序，S3
…
第3升温工序，T1
…
成膜温度，Δh
…
高低差，d
…
距离，p1
…
中心，p2
…
点。
具体实施方式
[0033]以下，关于本实施方式，一边适当参照附图，一边详细进行说明。在以下的说明中使用的附图，为了使本专利技术的特征容易理解，有时为了方便而将成为特征的部分放大地示出，各构成要素的尺寸比率等有时与实际不同。在以下的说明中例示的材质、尺寸等是一例，本专利技术不限定于它们，能够在不变更其主旨的范围内适当变更而实施。
[0034]图1是第1实施方式的SiC外延晶片10的剖视图。图2是第1实施方式的SiC外延晶片10的俯视图。SiC外延晶片10具有SiC基板1和外延层2。SiC外延晶片10例如是直径为150mm以上的圆板。SiC外延晶片10的直径也可以为200mm以上。
[0035]SiC基板1例如是从SiC晶锭切割出的。SiC晶锭例如使用升华法而在SiC晶种上生
长。SiC基板1例如将从(0001)向<11
‑
20>方向具有偏离角的面设为生长面。SiC基板1包含杂质。杂质例如是氮。
[0036]SiC基板1的俯视形状例如是圆形。SiC基板1的直径例如为150mm以上。对于SiC基板1，也可以将圆的一部分开槽口。被开槽口的部分被称作定向平面(orientation flat)OF。定向平面OF用于SiC基板1的方位等的确认。
[0037]外延层2层叠于SiC基板1上。外延层2例如通过化学气相沉积法(CVD法)而形成。外延层2是SiC的单晶膜。外延层2例如也可以由多层形成。例如，外延层2也本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SiC外延晶片，具备SiC基板和层叠于所述SiC基板的SiC的外延层，所述外延层包含决定导电型的杂质和导电型不同于所述杂质的硼，在所述外延层中，所述硼的浓度在面内的任意位置处都小于1.0
×
10
14
cm
‑3。2.根据权利要求1所述的SiC外延晶片，直径为150mm以上。3.根据权利要求1或2所述的SiC外延晶片，直径为200mm以上。4.一种SiC外延晶片的制造方法，包括使用在SiC基板的载置面的上方具有气体供给口的纵型炉而在SiC基板上将SiC的外延层成膜的成膜工序，所述成膜工序包括一边按照第1升温速度、第2升温速度、第3升...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中健胜，梅田喜一，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：