DE202013012603U1 - Siliziumkarbid-Substrat und Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Siliziumkarbid-Substrat, umfassend: eine erste Hauptoberfläche; und eine zweite Hauptoberfläche gegenüber der ersten Hauptoberfläche, ein Gebiet aus einkristallinem Siliziumkarbid, das wenigstens eine Hauptoberfläche der ersten und der zweiten Hauptoberfläche aufweist, wobei nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 Schwefelatome in der einen Hauptoberfläche vorhanden sind, und nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-% Kohlenstoffatome als Verunreinigung wobei in der einen Hauptoberfläche vorhanden sind.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Siliziumkarbid-Substrat und eine Halbleitervorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Siliziumkarbid-Substrat, das geeignet ist, Halbleiterbauelementeigenschaften im Hinblick auf deren Leistung zu verbessern, und eine das Substrat verwendende Halbleitervorrichtung.
  • STAND DER TECHNIK
  • In den letzten Jahren ist Siliziumkarbid vermehrt als ein Material zur Ausbildung einer Halbleitervorrichtung verwendet worden, um eine höhere Durchschlagsspannung und einen geringeren Verlust einer Halbleitervorrichtung zu erzielen und diese in einer Umgebung mit hoher Temperatur und dergleichen zu verwenden. Da Siliziumkarbid im Vergleich zu einem aus Nitrid, wie z.B. Galliumnitrid, hergestellten Halbleiter eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit aufweist, ist es hervorragend als Substrat für eine Halbleitervorrichtung für Hochleistungsanwendung mit hoher Spannung und großem Strom verwendbar.
  • Zur Bildung einer hochwertigen Epitaxie-Schicht auf einem Substrat kann das Substrat vor der Bildung der Epitaxie-Schicht einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden. Beispielsweise beschreibt die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-163307 (Patentdokument 1) ein Nitrid-Substrat mit einer Oberflächenschicht, die 3 Atom-% bis 25 Atom-% Kohlenstoff und 5 × 1010 Atome/cm2 bis 200 × 1010 Atome/cm2 eines p-Typ-Metallelements umfasst. Dadurch wird ein Nitrid-Substrat mit einer stabilisierten Oberfläche erhalten.
  • ZITATIONSLISTE
  • PATENTLITERATUR
    • PTL 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-163307
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Jedoch ändert sich der Oberflächenzustand in Abhängigkeit zum Substratmaterial, wodurch es zu Unterschieden in der Oberflächenoxidation und zu einer einfachen Adsorption oder Anhaftung einer Verunreinigung auf der Oberfläche kommt. Selbst bei Anwendung des in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-163307 beschriebenen Verfahrens auf ein Siliziumkarbid-Substrat, ist es daher schwierig, ein Siliziumkarbid-Substrat mit einer stabilisierten Oberfläche zu erhalten.
  • Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung eines solchen Problem konzipiert, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Siliziumkarbid-Substrat mit einer stabilisierten Oberfläche und eine das Substrat verwendende Halbleitervorrichtung bereitzustellen.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Der Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchte die Beziehung zwischen dem Zustand einer Oberfläche eines Siliziumkarbid-Substrats und der Eigenschaften einer das Substrat verwendenden Halbleitervorrichtung. Als Ergebnis hat der Erfinder herausgefunden, dass die Eigenschaften der Halbleitervorrichtung durch das Vorhandensein eines Verunreinigungselements in einer Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats, auf dem eine epitaktisch gewachsene Schicht ausgebildet werden soll, beeinflusst werden. Der Erfinder hat auch herausgefunden, dass sich die Eigenschaften der Halbleitervorrichtung in Abhängigkeit vom Typ des Verunreinigungselements ändern.
  • Insbesondere wird beim Auftreten vieler Verunreinigungen in der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats das epitaktische Wachstum gehemmt, weil eine Gitteranpassung mit dem Substrat erschwert wird. Ferner verschlechtert sich bei Bildung einer natürlichen Oxidschicht aus Sauerstoff in einer Atmosphäre auf der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats die Qualität einer Epitaxie-Schicht, die durch eine Gitteranpassung mit dem Substrat aufgewachsen wird. Zudem haftet Silizium (Si) als Verunreinigung aus der Atmosphäre wahrscheinlich auf der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats. Wird der Siliziumanteil erhöht, wird eine Stapelschicht an einer Grenzfläche zwischen dem Siliziumkarbid-Substrat und der Epitaxie-Schicht gebildet, wodurch sich ein Widerstand an der Grenzfläche verringert. Verringert sich der Widerstand an der Grenzfläche, streut Strom in Richtung des Substrats, wodurch es zu einer Verschlechterung der Eigenschaften der Halbleitervorrichtung kommt. Die Verschlechterung der Eigenschaften der Halbleitereinrichtung aufgrund des Leckstroms ist insbesondere in einer lateralen Halbleitervorrichtung erheblich.
  • Als Ergebnis ernsthafter Untersuchung hat der Erfinder die folgenden Erkenntnisse erhalten. Aufgrund des Vorhandenseins von bestimmten Mengen an Schwefelatomen und Kohlenstoffatomen als eine Verunreinigung in der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats, werden eine Oxidation der Oberfläche und eine Zunahme der Verunreinigungen unterdrückt, wodurch eine Verschlechterung in der Qualität der auf der Oberfläche gebildeten Epitaxie-Schicht verhindert werden kann. Aufgrund des Vorhandenseins bestimmter Mengen an Schwefelatomen und Kohlenstoffatomen als eine Verunreinigung in der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats, wird darüber hinaus Silizium als Verunreinigung daran gehindert, an der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats anzuhaften. Somit kann eine Verringerung des Widerstandes an der Grenzfläche zwischen dem Siliziumkarbid-Substrat und der Epitaxie-Schicht unterdrückt werden. Als Ergebnis kann die Ausbeute einer unter Verwendung des Siliziumkarbid-Substrats hergestellten Halbleitervorrichtung verbessert werden.
  • Wie zuvor beschrieben, wurde herausgefunden, dass aufgrund des Vorhandenseins bestimmter Mengen an Schwefelatomen und Kohlenstoffatomen als eine Verunreinigung in der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats, die Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats stabilisiert wird, und die Ausbeute einer unter Verwendung des Substrats gebildeten Halbleitervorrichtung verbessert werden kann.
  • Ein Siliziumkarbid-Substrat gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine erste Hauptoberfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die gegenüber der ersten Hauptoberfläche ausgebildet ist, auf. Ein Gebiet, das wenigstens eine Hauptoberfläche der ersten und der zweiten Hauptoberfläche aufweist, ist aus einkristallinem Siliziumkarbid gebildet. In der einen Hauptoberfläche sind Schwefelatome von nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 vorhanden, und in der einen Hauptoberfläche sind Kohlenstoffatome als Verunreinigung von nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-% vorhanden.
  • Gemäß dem Siliziumkarbid-Substrat gemäß der vorliegenden Erfindung, beträgt das vorhandene Verhältnis (bzw. Existenzverhältnis) der Schwefelatome in der einen Oberfläche nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2, und das vorhandene Verhältnis der Kohlenstoffatome als Verunreinigung beträgt nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-%. Da das vorhandene Verhältnis der Schwefelatome nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 beträgt und das vorhandene Verhältnis der Kohlenstoffatome als Verunreinigung nicht weniger als 3 Atom-% beträgt, weist das Siliziumkarbid-Substrat eine stabilisierte Oberfläche auf. Da zudem das vorhandene Verhältnis der Schwefelatome nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 und das vorhandene Verhältnis der Kohlenstoffatome als Verunreinigung nicht mehr als 25 Atom-% beträgt, kann eine Beschränkung des epitaktischen Wachstums aufgrund erschwerter Gitteranpassung mit dem Substrat verhindert werden. Folglich kann ein Siliziumkarbid-Substrat gebildet werden, das in der Lage ist, die Ausbeute einer Halbleitervorrichtung zu verbessern.
  • Es wird angemerkt, dass das Existenzverhältnis der Schwefelatome in der Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats beispielsweise durch TXRF (Totalreflexions-Röntgenfluoreszenz) oder dergleichen gemessen werden kann. Weiterhin kann das Existenzverhältnis der Kohlenstoffatome in der Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats durch AES (Auger-Elektronenspektroskopie), XPS (Röntgenphotoelektronenspektroskopie) oder dergleichen gemessen werden. Bei der Messung durch diese Analyseverfahren wird das Existenzverhältnis eines Verunreinigungselements auf der Grundlage von Informationen in einem Gebiet von der Hauptoberfläche bis zu einer Tiefe von etwa 5 nm gemessen. Das heißt, in der vorliegenden Anmeldung bezeichnet das Existenzverhältnis eines Elements in der Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats das Existenzverhältnis des Elements in einem Gebiet von der Hauptoberfläche bis zu einer Tiefe von etwa 5 nm. Da anhand XPS die Bindungsenergie ermittelbar ist, sollte beachtet werden, dass diese den Siliziumkarbid bildenden Kohlenstoff und den in organischen Substanzen enthaltenen Kohlenstoff und dergleichen, der an einer Oberfläche haftet, das heißt, Kohlenstoff als Verunreinigung, separat ermitteln kann. Insbesondere wird durch die Beobachtung einer Peak-Verschiebung (chemische Veränderung) in XPS-Spektren Kohlenstoff bei etwa 281 bis 283 eV als Kohlenstoff aus Si-C bestimmt, und Kohlenstoff bei etwa 284 bis 293 eV wird als Kohlenstoff als Verunreinigung, der auf einer Oberfläche eines Substrats haftet, bestimmt.
  • Die Kohlenstoffatome als Verunreinigung beziehen sich zum Beispiel auf Kohlenstoffatome, die als Verunreinigung am Siliziumkarbid-Substrat anhaften. Mit anderen Worten, die Kohlenstoffatome als Verunreinigung beziehen sich auf Kohlenstoffatome, die keine Siliziumkarbidbindung aufweisen. Beispiele für die Kohlenstoffatome als Verunreinigung umfassen Kohlenstoffatomen in einem gebundenen Zustand, wie beispielsweise C-C, C-H, C=C, C-OH oder O=C-OH. Vorzugsweise sind in dem Siliziumkarbid-Substrat Chloratome von nicht mehr als 3000 × 1010 Atome/cm2 in der einen Hauptoberfläche vorhanden. Dadurch kann die Verschlechterung der Qualität einer Epitaxie-Schicht unterdrückt werden. Ferner weist das Siliziumkarbid-Substrat eine stabilisierte Oberfläche auf. Folglich kann ein Siliziumkarbid-Substrat bereitgestellt werden, das in der Lage ist, die Ausbeute einer Halbleitervorrichtung zu verbessern.
  • Es wird angemerkt, dass das Existenzverhältnis der Chloratome in der Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats beispielsweise durch TXRF oder dergleichen gemessen werden kann. Vorzugsweise sind in dem Siliziumkarbid-Substrat Sauerstoffatome von nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 30 Atom-% in der einen Hauptoberfläche vorhanden. Da das Existenzverhältnis der Sauerstoffatome nicht weniger als 3 Atom-% beträgt, weist das Siliziumkarbid-Substrat eine stabilisierte Oberfläche auf. Da ferner das Existenzverhältnis der Sauerstoffatome nicht mehr als 30 Atom-% beträgt, kann eine Verschlechterung der Qualität der Epitaxie-Schicht unterdrückt werden. Folglich kann ein Siliziumkarbid-Substrat gebildet werden, das in der Lage ist, die Ausbeute einer Halbleitervorrichtung zu verbessern.
  • Es wird angemerkt, dass das Existenzverhältnis der Sauerstoffatome in der Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats durch AES, XPS oder dergleichen gemessen werden kann.
  • Vorzugsweise ist in dem Siliziumkarbid-Substrat eine Metallverunreinigung von nicht mehr als 4000 × 1010 Atome/cm2 in der einen Hauptoberfläche vorhanden. Dadurch kann eine Verschlechterung der Qualität der Epitaxie-Schicht verhindert werden. Ferner weist das Siliziumkarbid-Substrat eine stabilisierte Oberfläche auf. Folglich kann ein Siliziumkarbid-Substrat gebildet werden, das in der Lage ist, die Ausbeute einer Halbleitervorrichtung zu verbessern. Es wird angemerkt, dass das Existenzverhältnis der Metallverunreinigung in der Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats beispielsweise durch TXRF oder dergleichen gemessen werden kann.
  • Vorzugsweise weist in dem Siliziumkarbid-Substrat die eine Hauptoberfläche eine Oberflächenrauheit von nicht mehr als 0,5 nm auf, wenn diese als eine quadratische Rauheit Rq (siehe die japanischen Industriestandards: JIS) berechnet wird. Dies ermöglicht eine einfache Ausbildung einer qualitativ hochwertigen Epitaxie-Schicht auf der einen Hauptoberfläche. Als ein Ergebnis kann ein Siliziumkarbid-Substrat gebildet werden, das in der Lage ist, die Ausbeute einer Halbleitervorrichtung zu verbessern.
  • Es wird angemerkt, dass die Oberflächenrauheit der Hauptoberfläche beispielsweise mit einem AFM (Rasterkraftmikroskop), einem optischen Interferenzrauheitsmesser, einem Rauheitsmesser mit Fühler oder dergleichen gemessen werden kann.
  • Vorzugsweise hat das Siliziumkarbid-Substrat einen Durchmesser von nicht weniger als 110 mm. Bei der Herstellung einer Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Substrats mit derartig großem Durchmesser kann die Herstellungseffizienz der Halbleitervorrichtung verbessert und die Herstellungskosten unterdrückt werden.
  • Vorzugsweise hat das Siliziumkarbid-Substrat einen Durchmesser von nicht weniger als 125 mm und nicht mehr als 300 mm. Aus Sicht der Produktivitätsverbesserung ist ein großflächiges Substrat mit einem Durchmesser von etwa 125 mm oder mehr wünschenswert. Weist das Substrat einen Durchmesser von mehr als 300 mm auf, erhöht sich die Verteilung der Oberflächenverunreinigungen in der Ebene. Ferner ist ein fortschrittliches Regelungsverfahren erforderlich, um eine Wölbung des Substrats zu verhindern. Somit ist es wünschenswert, dass das Siliziumkarbid-Substrat einen Durchmesser von nicht mehr als 300 mm aufweist.
  • Vorzugsweise weist das einkristalline Siliziumkarbid in dem Siliziumkarbid-Substrat eine 4H-Struktur auf. Die eine Hauptoberfläche hat einen Abweichungswinkel von nicht weniger als 0,1° und nicht mehr als 10° bezogen auf eine {0001}-Ebene des einkristallinen Siliziumkarbids.
  • Siliziumkarbid mit einer 4H-Struktur, das hexagonales Siliziumkarbid ist, kann durch Wachsen in einer <0001>-Richtung effektiv gezüchtet werden. Außerdem kann ein Substrat mit einem kleinen Abweichungswinkel, insbesondere einem Abweichungswinkel von nicht mehr als 10° relativ zu der {0001}-Ebene, von einem in der <0001>-Richtung gewachsenen Kristall effizient hergestellt werden. Auf der anderen Seite ist ein gutes epitaktisches Wachstum auf einfache Weise durchführbar, indem die eine Hauptoberfläche mit einem Abweichungswinkel von nicht weniger als 0,1° relativ zu der {0001}-Ebene gebildet wird.
  • Vorzugsweise weist das einkristalline Siliziumkarbid in dem Siliziumkarbid-Substrat eine 4H-Struktur auf. Die eine Hauptoberfläche hat einen Abweichungswinkel von nicht mehr als 4° bezogen auf eine {03-38}-Ebene des einkristallinen Siliziumkarbids.
  • Dadurch können eine Verhinderung des Leckstroms, eine Verbesserung der Kanalmobilität und dergleichen in einer Halbleitervorrichtung, die unter Verwendung des Substrats hergestellt wird, auf einfache Weise erzielt werden.
  • Das Siliziumkarbid-Substrat weist eine Basisschicht und eine einkristalline Siliziumkarbidschicht, die auf der Basisschicht gebildet ist, auf. Die eine Hauptoberfläche ist eine Oberfläche der einkristallinen Siliziumkarbidschicht, die auf einer Seite gegenüber einer der Basisschicht zugewandten Seite angeordnet ist.
  • Dadurch kann auf relativ kostengünstige Weise ein Siliziumkarbid-Substrat beispielsweise durch Herstellen eines kostengünstigen Trägersubstrats als Basisschicht, insbesondere eines Substrats aus einkristallinem Siliziumkarbid mit einer hohen Störstellendichte, eines polykristallinen Siliziumkarbid-Substrats oder eines Trägersubstrats aus Keramik, und durch Anordnen eines Substrats aus einem hochqualitativen Siliziumkarbid-Einkristall auf dem Trägersubstrat gefertigt werden. Insbesondere kann, da es schwierig ist, ein Siliziumkarbid-Substrat mit großem Durchmesser zu erhalten, ein kostengünstiges Siliziumkarbid-Substrat mit großem Durchmesser beispielsweise durch Anordnen einer Vielzahl von einkristallinen Siliziumkarbid-Substraten, die eine gute Qualität, aber eine geringe Größe auf einem Trägersubstrat aufweisen, nebeneinander in der Draufsicht gesehen erhalten werden, um ein Siliziumkarbid-Substrat mit einer Vielzahl von einkristallinen Siliziumkarbidschichten, die nebeneinander auf einer Basisschicht entlang einer Hauptoberfläche der Basisschicht angeordnet sind, herzustellen.
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Siliziumkarbid-Substrat, eine Epitaxie-Schicht und eine Elektrode auf. Das Siliziumkarbid-Substrat weist eine erste Hauptoberfläche und eine zweite Hauptoberfläche gegenüber der ersten Hauptoberfläche auf. Ein Gebiet, das zumindest eine Hauptoberfläche der ersten und der zweiten Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats aufweist, ist aus einkristallinem Siliziumkarbid gebildet. In der einen Hauptoberfläche sind nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 Schwefelatome vorhanden, und es sind nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-% Kohlenstoffatome als Verunreinigung in der einen Hauptoberfläche vorhanden. Die Epitaxie-Schicht ist auf der einen Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats gebildet. Die Elektrode ist auf der Epitaxie-Schicht gebildet.
  • Gemäß der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Siliziumkarbid-Substrat eine stabilisierte Oberfläche auf, da das vorhandene Verhältnis der Schwefelatome nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und das vorhandene Verhältnis der Kohlenstoffatome als Verunreinigung nicht weniger als 3 Atom-% beträgt. Da zusätzlich das vorhandene Verhältnis der Schwefelatome nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 und das vorhandene Verhältnis der Kohlenstoffatome als Verunreinigung nicht mehr als 25 Atom-% beträgt, kann eine Einschränkung beim epitaktischen Aufwachsen aufgrund einer erschwerten Gitteranpassung mit dem Substrat verhindert werden. Folglich kann die Ausbeute der Halbleitervorrichtung verbessert werden.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, können gemäß dem Siliziumkarbid-Substrat und der das Substrat verwendenden Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Siliziumkarbid-Substrat mit einer stabilisierten Oberfläche und eine das Substrat verwendende Halbleitervorrichtung bereitgestellt werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Querschnittansicht, die eine Struktur eines Siliziumkarbid-Substrats einer ersten Ausführungsform zeigt.
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das schematisch als erläuterndes Beispiel die Herstellung des Siliziumkarbid-Substrats der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht zur Darstellung dder Herstellung des Siliziumkarbid-Substrats der ersten Ausführungsform.
  • 4 ist eine schematische Draufsicht zur Darstellung der Herstellung des Siliziumkarbid-Substrats der ersten Ausführungsform.
  • 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht zur Darstellung der Herstellung des Siliziumkarbid-Substrats der ersten Ausführungsform.
  • 6 ist eine schematische Querschnittansicht, die eine Struktur eines lateralen MESFETs der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das schematisch als erläuterndes Beispiel die Herstellung des lateralen MESFETs der ersten Ausführungsform zeigt.
  • 8 ist eine schematische Querschnittansicht, die eine Struktur eines Siliziumkarbid-Substrats einer zweiten Ausführungsform zeigt.
  • 9 ist ein Flussdiagramm, das schematisch als erläuterndes Beispiel die Herstellung des Siliziumkarbid-Substrats der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es wird angemerkt, dass in den unten erwähnten Zeichnungen gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht wiederholt beschrieben werden. Ferner wird in der vorliegenden Beschreibung eine einzelne Orientierung durch [ ] dargestellt, eine Gruppenorientierung durch < > dargestellt, eine einzelne Ebene durch ( ) dargestellt und eine Gruppenebene durch { } dargestellt. Zudem sollte ein negativer Index kristallographisch durch "–" (Strich) über einer Ziffer angegeben werden, wird jedoch in der vorliegenden Beschreibung durch Setzen des negativen Vorzeichens vor der Ziffer gekennzeichnet.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Zuerst wird ein Siliziumkarbid-Substrat als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bezugnehmend auf 1 ist ein Siliziumkarbid-Substrat 1 in der vorliegenden Ausführungsform vollständig aus einkristallinem Siliziumkarbid gebildet und weist eine erste Hauptoberfläche 1A und eine zweite Hauptoberfläche 1B, die gegenüber der ersten Hauptoberfläche angeordnet ist, auf. In wenigstens einer Hauptoberfläche der ersten und zweiten Hauptoberfläche 1A und 1B (z.B. erste Hauptoberfläche 1A) sind nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 Schwefelatome und nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-% Kohlenstoffatome als Verunreinigung vorhanden.
  • Da das vorhandene Verhältnis (bzw. das Existenzverhältnis) an Schwefelatomen nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und das vorhandene Verhältnis an Kohlenstoffatomen als Verunreinigung nicht weniger als 3 Atom-% betragen, weist das Siliziumkarbid-Substrat eine stabilisierte Oberfläche auf. Da zudem das vorhandene Verhältnis an Schwefelatomen nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 und das vorhandene Verhältnis an Kohlenstoffatomen als Verunreinigung nicht mehr als 25 Atom-% betragen, kann eine Einschränkung beim epitaktischen Wachstum aufgrund einer erschwerten Gitteranpassung mit dem Substrat verhindert werden. Folglich kann ein Siliziumkarbid-Substrat gebildet werden, das in der Lage ist, die Ausbeute der Halbleitervorrichtung zu verbessern.
  • Der Anteil der in der einen Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 vorhandenen Schwefelatome beträgt vorzugsweise nicht weniger als 80 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 800 × 1010 Atome/cm2, und noch bevorzugter nicht weniger als 120 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 600 × 1010 Atome/cm2.
  • Der Anteil der in der einen Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 vorhandenen Kohlenstoffatome als die Verunreinigung beträgt vorzugsweise nicht weniger als 7 Atom-% und nicht mehr als 21 Atom-%, und noch bevorzugter nicht weniger als 10 Atom-% und nicht mehr als 18 Atom-%.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind nicht mehr als 3000 × 1010 Atome/cm2 Chloratome in der einen Hauptoberfläche des Silizium-Carbid-Substrats 1 vorhanden. Der Anteil an Chloratomen beträgt vorzugsweise nicht mehr als 1300 × 1010 Atome/cm2 und noch bevorzugter nicht mehr als 100 × 1010 Atome/cm2. Dadurch kann ein Siliziumkarbid-Substrat gebildet werden, das in der Lage ist, die Ausbeute der Halbleitervorrichtung zu verbessern.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 30 Atom-% Sauerstoffatome in der einen Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 vorhanden. Der Anteil an Sauerstoffatomen beträgt vorzugsweise nicht weniger als 5 Atom-% und nicht mehr als 21 Atom-%, und noch bevorzugter nicht weniger als 9 Atom-% und nicht mehr als 15 Atom-%. Dadurch kann ein Siliziumkarbid-Substrat gebildet werden, das in der Lage ist, die Ausbeute der Halbleitervorrichtung zu verbessern.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform beträgt eine Metallverunreinigung in der einen Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 nicht mehr als 4000 × 1010 Atome/cm2. Der Metallverunreinigungsanteil beträgt vorzugsweise nicht mehr als 900 × 1010 Atome/cm2, und noch bevorzugter nicht mehr als 80 × 1010 Atome/cm2. Beispiele für die Metallverunreinigung umfassen Ti (Titan), Cr (Chrom), Fe (Eisen), Ni (Nickel), Cu (Kupfer), Zn (Zink), Ca (Kalzium), K (Kalium), Al (Aluminium) und dergleichen. Durch die Verringerung der Metallverunreinigungsmenge kann die Qualität einer Epitaxie-Schicht verbessert werden.
  • Die eine Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 weist gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Oberflächenrauheit von nicht mehr als 0,5 nm, wenn diese in Rq als quadratische Rauheit (siehe die japanischen Industriestandards: JIS) berechnet wird. Dies ermöglicht eine einfache Ausbildung einer qualitativ hochwertigen Epitaxie-Schicht auf der einen Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1. Als ein Ergebnis kann ein Siliziumkarbid-Substrat gebildet werden, das in der Lage ist, die Ausbeute einer Halbleitervorrichtung zu verbessern. Rq beträgt vorzugsweise nicht mehr als 0,3 nm, und noch bevorzugter nicht mehr als 0,1 nm.
  • Vorzugsweise weist das Siliziumkarbid-Substrat 1 einen Durchmesser von nicht weniger als 110 mm auf. Die Verwendung eines großflächigen Substrats führt zu einer Erhöhung der Anzahl der Chips, die erhalten werden können. Dadurch können die Kosten und die Produktivität bei einer Gerätefertigung verbessert werden. Ferner weist das Siliziumkarbid-Substrat 1 vorzugsweise einen Durchmesser von nicht weniger als 125 mm und nicht mehr als 300 mm auf. Aus Sicht der Produktivitätsverbesserung ist ein großflächiges Substrat erstrebenswert. Wenn jedoch das Substrat einen Durchmesser von mehr als 300 mm aufweist, erhöht sich die in einer Ebene liegende Verteilung der Oberflächenverunreinigungen. Ferner ist ein fortschrittliches Regelungsverfahren erforderlich, um eine Wölbung des Substrats zu verhindern.
  • Vorzugsweise weist das einkristalline Siliziumkarbid, das das Substrat bildet, eine 4H-Struktur auf, und die eine Hauptoberfläche umfasst einen Abweichungswinkel von nicht weniger als 0,1° und nicht mehr als 10° bezogen auf eine {0001}-Ebene des einkristallinen Siliziumkarbids. Vorzugsweise ist die eine Hauptoberfläche eine Fläche, die von einer {000-1}-Ebene um 0,01 bis 5° abweicht.
  • Vorzugsweise weist das einkristalline Siliziumkarbid, das das Substrat bildet, eine 4H-Struktur auf, und die eine Hauptoberfläche umfasst einen Abweichungswinkel von nicht mehr als 4° relativ zu einer {03-38}-Ebene. Vorzugsweise ist die eine Hauptoberfläche eine Fläche, die von einer {01-11}-Ebene oder einer {01-12}-Ebene um nicht mehr als 4° abweicht, oder eine Fläche, die von einer {0-33-8}-Ebene, einer {0-11-1}-Ebene oder eine {0-11-2}-Ebene um nicht mehr als 4° abweicht. Dadurch wird eine besonders gute Oxidschicht erhalten, und somit können gute Eigenschaften in einer Halbleitervorrichtung, wie etwa einem MOSFET (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor), erhalten werden.
  • Als nächstes wird die Herstellung des Siliziumkarbid-Substrats 1 als erläuterndes Beispiel beschrieben. Bezugnehmend auf die 2 wird bei der Herstellung des Siliziumkarbid-Substrats 1 zuerst ein Kristallwachstumsschritt als Schritt (S10) durchgeführt. In diesem Schritt (S10), wird beispielsweise durch ein nachstehend beschriebenes Sublimationsverfahren einkristallines Siliziumkarbid hergestellt.
  • Zuerst werden ein Impfkristall aus Einkristall-Siliziumkarbid und ein Pulverausgangsmaterial aus Siliziumkarbid in einen Behälter aus Graphit eingeführt. Anschließend wird das Pulverausgangsmaterial erwärmt, wodurch Siliziumkarbid sublimiert und auf dem Impfkristall rekristallisiert wird. Bei diesem Vorgang schreitet die Rekristallisation fort, während eine gewünschte Verunreinigung, wie Stickstoff, zugeführt wird. Sobald dann ein Kristall mit einer gewünschten Größe auf dem Impfkristall gewachsen ist, wird der Heizvorgang gestoppt und ein Kristall aus einkristallinem Siliziumkarbid aus dem Behälter entnommen.
  • Als nächstes wird ein Ingot-Formungsschritt als Schritt (S20) durchgeführt. In diesem Schritt (S20) wird der in Schritt (S10) hergestellte Kristall aus einkristallinem Siliziumkarbid zu einem Ingot 10 verarbeitet, der beispielsweise eine zylindrische Form, wie in 3 gezeigt, aufweist. Bei dieser Gelegenheit wird vorzugsweise, da das Wachsen von hexagonalem Siliziumkarbid in der <0001>-Richtung das Kristallwachstum effektiv fördern kann, während das Auftreten eines Defekts verhindert werden kann, der Ingot 10 derart gebildet, dass dessen Längsrichtung, wie in 3 gezeigt, der <0001>-Richtung entspricht.
  • Als nächstes wird ein Schneideschritt als Schritt (S30) durchgeführt. In diesem Schritt (S30) wird ein Substrat durch Schneiden des in Schritt (S20) erhaltenen Ingots 10 hergestellt. Insbesondere mit Bezug auf die 4 wird zunächst der erzeugte säulenförmige (zylindrische) Ingot 10 derart platziert, dass ein Abschnitt seiner Seitenfläche durch eine Haltevorrichtung 20 gehalten wird. Anschließend, während ein Draht 9 in einer Richtung entlang einer Richtung des Durchmessers des Ingots 10 verläuft, nähert sich der Ingot 10 dem Draht 9 entlang einer Schnittrichtung α senkrecht zur Laufrichtung, und somit kommt der Ingot 10 mit dem Draht 9 in Kontakt. Dann wird der Ingot 10 entlang der Schnittrichtung α weiterbewegt, sodass der Ingot 10 geschnitten werden kann. Somit wird das in 5 gezeigte Siliziumkarbid-Substrat 1 erhalten. Bei dieser Gelegenheit wird der Ingot 10 so geschnitten, dass die Hauptoberfläche 1A des Siliziumkarbid-Substrats 1 eine gewünschte Ebenen-Orientierung aufweist.
  • Ferner wird eine Oberflächenplanarisierungsschritt als Schritt (S40) durchgeführt. In diesem Schritt (S40) werden eine Schleifbearbeitung, eine Polierbearbeitung und dergleichen auf der Hauptoberfläche 1a des Siliziumkarbid-Substrats 1 durchgeführt, um die Rauheit einer in Schritt (S30) gebildeten Schnittfläche (d.h., die Hauptoberfläche 1A) zu reduzieren. Bei der Schleifbearbeitung wird ein Diamantschleifstein als Werkzeug verwendet, wobei der Schleifstein so platziert wird, dass er dem Siliziumkarbid-Substrat 1 zugewandt ist, und so gedreht wird, um mit konstanter Geschwindigkeit in dasselbe zu schneiden und dadurch eine Oberfläche des Substrats zu entfernen. Die Hauptoberfläche 1A kann durch Entfernen ihrer Unebenheit planarisiert und ihre Dicke angepasst werden. Bei der Polierbearbeitung kann eine gewünschte Oberflächenrauheit durch Einstellen einer Körnung der Schleifkörner aus Diamant oder dergleichen erhalten werden. Als Oberflächenplatte kann eine Oberflächenplatte aus einem Metall, wie Eisen, Kupfer, Zinn, einer Zinnlegierung, oder dergleichen, eine Verbundoberflächenplatte aus einem Metall und einem Harz oder ein Poliertuch verwendet werden. Das Verwenden einer Hartmetalloberflächenplatte kann eine Geschwindigkeit verbessern. Mit einer weichen Oberflächenplatte kann die Oberflächenrauheit verringert werden.
  • Als nächstes wird eine Oberflächenbearbeitungsschritt als Schritt (S50) durchgeführt. In diesem Schritt (S50) können durch Trockenätzen, CMP (chemisch-mechanisches Polieren) oder dergleichen auf der Hauptoberfläche 1A des Siliziumkarbid-Substrats 1 die Mengen der Schwefelatome, der Kohlenstoffatome als Verunreinigung, der Chloratome, der Sauerstoffatome und der Metallverunreinigung, die auf der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats vorhanden sind, die Oberflächenrauheit des Siliziumkarbid-Substrats und dergleichen so gesteuert werden, dass sie innerhalb gewünschter Bereiche liegen.
  • Während beispielsweise Läppen, Polieren oder dergleichen zum Steuern der Oberflächenrauheit des Siliziumkarbid-Substrat verwendet werden können, wird vorzugsweise eine CMP-Behandlung zum Glanzpolieren verwendet, um die Oberflächenrauheit zu verringern und die Oberflächenzusammensetzung zu steuern. Es ist erforderlich, dass die Schleifkörner für das CMP-Verfahren aus einem weicheren Material als Siliziumkarbid gebildet sind, um die Oberflächenrauheit und das Auftreten einer prozessbeschädigten Schicht zu verringern, und vorzugsweise wird kolloidales Siliziumdioxid oder Quarzstaub dafür verwendet. Eine CMP-Lösung weist vorzugsweise einen pH-Wert von nicht mehr als 4 und nicht weniger als 9,5 auf, und noch bevorzugter einen pH-Wert von nicht mehr als 2 oder nicht weniger als 10,5, um deren chemische Aktivität zu erhöhen. Der pH-Wert der CMP-Lösung ist steuerbar durch Zugabe: einer anorganischen Säure, wie Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure; einer organischen Säure, wie Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure, Zitronensäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Bernsteinsäure, Phthalsäure, Fumarsäure: einer anorganischen Base, wie KOH, NaOH oder NH4OH; eines organischen Alkali, wie Cholin, Amin oder TMAH; oder eines Salzes davon. Ferner ist es bevorzugt, ein Oxidationsmittel hinzuzufügen. Als Oxidationsmittel können Hypochlorsäure oder ein Salz davon, eine chlorierte Isocyanursäure, wie Trichlorisocyanursäure, chloriertes Isocyanur, wie Natriumdichlorisocyanur, ein Permanganat, wie Kaliumpermanganat, ein Dichromat, wie Kaliumdichromat, ein Bromat, wie Kaliumbromat, ein Thiosulfat, wie Natriumthiosulfat, Salpetersäure, Schwefelsäure, Salzsäure, wässriges Wasserstoffperoxid, Ozon oder dergleichen verwendet werden. Der pH-Wert kann ebenfalls durch Zugabe des Oxidationsmittels gesteuert werden.
  • Zur pH-Wert-Einstellung wird vorzugsweise Schwefelsäure oder Sulfat verwendet, weil es die Steuerung der in der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats vorhandenen Schwefelmenge erleichtert. Außerdem wird vorzugsweise eine organische Säure, eine organische Base oder ein Salz davon zur pH-Wert-Einstellung verwendet, da diese die Steuerung der in der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats vorhandenen Kohlenstoffmenge erleichtern. Beispiele der organischen Säure umfassen Carbonsäure, und Beispiele für das organische Alkali umfassen Cholin, TMAH (Tetramethylammoniumhydroxid) und dergleichen.
  • Wässriges Wasserstoffperoxid wird vorzugsweise als Oxidationsmittel verwendet, weil es die Steuerung der in der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats vorhandenen Sauerstoffmenge erleichtert. Die Chlormenge in der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats kann unter Verwendung eines chlorhaltigen Oxidationsmittels gesteuert werden. Zur Steuerung der Oberflächenzusammensetzung des Siliziumkarbid-Substrats, zur Steuerung der Oberflächenrauheit und zur Verbesserung der Geschwindigkeit, wird vorzugsweise x und y so gewählt, dass sie –50x + 700 ≤ y ≤ –50x + 1800 erfüllen, wobei x einen pH-Wert der Lösung und y ein Oxidations-Reduktions-Potential kennzeichnen. Indem das Oxidations-Reduktions-Potential so gesteuert wird, dass es innerhalb eines geeigneten Bereichs liegt, um die Oxidationskraft der Lösung zu steuern, kann die Menge an Sauerstoff in der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats gesteuert werden, und die Oberflächenrauheit und eine Poliergeschwindigkeit sind derart steuerbar, dass sie in angemessenen Bereichen liegen.
  • Zur Steuerung der Oberflächenzusammensetzung des Siliziumkarbid-Substrats, zur Steuerung der Oberflächenrauheit und zur Verbesserung der Geschwindigkeit, wird vorzugsweise ein Widerstandskoeffizient R (m2/s), der unter Verwendung einer Viskosität η (mPa·s) einer Polierflüssigkeit, eines Flüssigkeitsdurchsatzes Q (m3/s), einer Fläche S (m2) einer Polieroberflächenplatte, eines Polierdrucks P (kPa) und einer Umfangsgeschwindigkeit V (m/s) (hier R = η × Q × V/S × P) dargestellt wird, auf 2,0 × 10–15 bis 8,0 × 10–14 (m2/s) eingestellt. Durch Steuern des Widerstandskoeffizienten kann ein während des Polierens durch die Reibung zwischen dem Poliertuch und dem Substrat auf das Substrat aufgebrachter Widerstand gesteuert werden. Ferner ist die Oberflächenzusammensetzung wirksam steuerbar, und die Oberflächenrauheit und die Poliergeschwindigkeit können so gesteuert werden, dass sie innerhalb angemessener Bereiche liegen.
  • Bezugnehmend auf das Polieren einer Rückfläche, ist es bevorzugt, die rückseitige Oberfläche durch Polieren mit feinen Diamantschleifkörnern zu bearbeiten. Obwohl die CMP-Behandlung die Oberflächenrauheit verringern kann, entstehen Probleme hinsichtlich der Kosten und der Produktivität. Die Diamantschleifkörner haben vorzugsweise eine Korngröße von 0,1 µm bis 3 µm. Als Oberflächenplatte kann eine Oberflächenplatte aus einem Metall, wie Zinn, eine Zinn-Legierung oder dergleichen, eine Harzoberflächenplatte oder ein Poliertuch verwendet werden. Das Verwenden einer Metalloberflächenplatte kann die Geschwindigkeit erhöhen. Das Verwenden eines Poliertuchs kann die Oberflächenrauheit reduzieren. Zur Bestimmung eines angemessenen Bereichs für die Oberflächenrauheit wird der Widerstandskoeffizient R (m2/s) vorzugsweise auf 1,0 × 10–18 bis 3,0 × 10–17 eingestellt. Durch die Steuerung des Widerstandskoeffizienten, kann ein Widerstand, der beim Polieren durch Reibung zwischen der Oberflächenplatte und dem Substrat auf das Substrat aufgebracht wird, über dem gesamten Substrat gleichmäßig ausgebildet und für die Bearbeitung der entsprechenden Oberfläche auf einen angemessenen Bereich eingestellt werden, und es kann die in einer Ebene liegende Verteilung der Rauheit verringert werden. Die Rückfläche weist vorzugsweise eine Rauheit Rq von 0,3 nm bis 10 nm auf. Eine gute Epitaxie-Schicht kann durch Stabilisierung des Kontakts mit einem Suszeptor gewachsen werden, um die Temperaturverteilung während des epitaktischen Wachstums zu vereinheitlichen und um einen Verzug beim Erhitzen zu unterdrücken.
  • Es wird ein Trockenätzverfahren durchgeführt, um die Mengen an Schwefelatomen, an Kohlenstoffatomen als Verunreinigung, an Chloratomen, an Sauerstoffatomen, und an Metallverunreinigungen, die auf der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 vorhanden sind, die Oberflächenrauheit des Siliziumkarbid-Substrats 1 und dergleichen derart zu steuern, dass sie innerhalb der gewünschten Bereiche liegen. Zum Beispiel kann die Menge an Schwefelatomen in der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 unter Verwendung eines Gases auf Schwefelbasis, wie Schwefelwasserstoff, gesteuert werden. Die Menge an Kohlenstoffatomen als Verunreinigung in der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 kann unter Verwendung eines Gases auf Kohlenstoffbasis, wie Methan, Ethan, Propan oder Acetylen gesteuert werden. Die Menge an Sauerstoffatomen in der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 kann durch Verwendung von Sauerstoffgas gesteuert werden. Die Menge an Chloratomen in der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 kann mit Chlor oder einem chlorhaltigen Gas, wie Bortrichlorid, gesteuert werden. Zusätzlich kann die Kohlenstoffmenge auch durch Ätzen und Reduzieren von Silizium in dem Substrat unter Verwendung eines Gases auf Chlorbasis oder eines Gases auf Fluorbasis gesteuert werden.
  • Anschließend wird ein Reinigungsschritt als Schritt (S60) durchgeführt. In diesem Schritt (S60) wird Fremdmaterial, das während des Prozesses bis Schritt (S50) auf der Oberfläche anhaftet, durch Reinigen entfernt. Die vorhandenen Atomverhältnisse, wie beispielsweise der Schwefelatome und der Kohlenstoffatome, in der Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats sind so einstellbar, dass sie durch Auswählen einer chemischen Lösung, Anwenden von Ultraschall, Überlaufzirkulation der chemischen Lösung in einem Reinigungsbehälter, und Entfernen von Teilchen unter Verwendung eines Filters in dem Reinigungsschritt innerhalb der gewünschten Bereiche liegen. Als chemische Lösung kann eine anorganische Säure, ein anorganisches Alkali, einer organischen Säure oder ein organisches Alkali verwendet werden. Ein Oxidationsmittel, wie wässriges Wasserstoffperoxid, kann zur Verbesserung der Reinigungswirkung verwendet werden. Der Ultraschall kann eine Frequenz von 50 kHz bis 2 MHz haben. Der Filter für die Zirkulation der chemischen Lösung weist vorzugsweise einen Porendurchmesser von nicht weniger als 50 nm und nicht mehr als 5 µm auf. Durch die obigen Schritte wird das Siliziumkarbid-Substrat 1 der vorliegenden Ausführungsform fertiggestellt.
  • In dem Siliziumkarbid-Substrat 1 der vorliegenden Ausführungsform werden in dem Schritt des Durchführens der Bearbeitungsbehandlung auf der Oberfläche des Substrats die Existenzverhältnisse der Schwefelatome und der Kohlenstoffatome als Verunreinigung in der einen Hauptoberfläche derart eingestellt, dass nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 Schwefelatome in der einen Hauptoberfläche vorhanden sind, und nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-% Kohlenstoffatome als Verunreinigung in der einen Hauptoberfläche vorhanden sind. Da das vorhandene Schwefelatomverhältnis nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und das vorhandene Kohlenstoffatomverhältnis als Verunreinigung nicht weniger als 3 Atom-% beträgt, weist das Siliziumkarbid-Substrat eine stabilisierte Oberfläche auf. Da zudem das vorhandene Schwefelatomverhältnis nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 und das vorhandene Kohlenstoffatomverhältnis als Verunreinigung nicht mehr als 25 Atom-% beträgt, kann eine Beschränkung des epitaktischen Wachstums aufgrund erschwerter Gitteranpassung mit dem Substrat verhindert werden. Folglich kann ein Siliziumkarbid-Substrat bereitgestellt werden, das in der Lage ist, die Ausbeute einer Halbleitervorrichtung zu verbessern.
  • Als nächstes wird eine Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Bezugnehmend auf die 6 weist ein lateraler MESFET (Metallhalbleiter-Feldeffekttransistor) als eine Halbleitervorrichtung 100 in der vorliegenden Ausführungsform hauptsächlich ein p−Typ Siliziumkarbid-Substrat 103 und eine n-Typ Siliziumkarbid−Epitaxie-Schicht 102 auf. Der laterale MESFET umfasst ein n+-Typ Source-Verunreinigungsgebiet 111 und ein n+-Typ Drain-Verunreinigungsgebiet 114 in einem Gebiet mit einer bestimmten Tiefe von der Hauptoberfläche der n-Typ Siliziumkarbid-Epitaxie-Schicht 102 auf einer dem p-Typ Siliziumkarbid-Substrat 103 abgewandten Seite auf (eine obere Seite in der 6). Eine Source-Elektrode 121 und eine Drain-Elektrode 124 sind auf der jeweiligen oberen Hauptoberfläche des n+-Typ Source-Verunreinigungsgebiets 111 und des n+-Typ Drain-Verunreinigungsgebiets 114 gebildet. Eine Gate-Elektrode 122 ist zwischen der Source-Elektrode 121 und der Drain-Elektrode 124 ausgebildet. Eine Zwischenschicht-Isolierschicht 106 ist zwischen der Source-Elektrode 121 und der Gate-Elektrode 122, und zwischen der Gate-Elektrode 122 und die Drain-Elektrode 124 angeordnet. Eine Substratrückflächenelektrode 127 ist auf einer Hauptoberfläche des p-Typ Siliziumkarbid-Substrats 103 auf einer der n-Typ Siliziumkarbid-Epitaxie-Schicht 102 abgewandten Seite angeordnet (eine untere Seite in der 6). Es wird darauf hingewiesen, dass der p-Typ und der n-Typ der oben beschriebenen Komponenten vertauscht werden können.
  • Zum Beispiel ist das p−Typ Siliziumkarbid-Substrat 103 aus p-Typ Siliziumkarbid gebildet. Die Bezeichnung p-Typ bedeutet mit einer niedrigen p-Typ Verunreinigungskonzentration, einem hohen Widerstand und semi-isolierenden Eigenschaften. Insbesondere ist das p−Typ Siliziumkarbid-Substrat 103 aus einem Siliziumkarbid-Substrat mit einer Dicke von nicht weniger als 100 µm und nicht mehr als 400 µm und einer Boratomkonzentration als Verunreinigung von 1 × 1015 cm–3 gebildet. Ferner ist die n−Typ Siliziumkarbid-Epitaxie-Schicht 102 aus einer Epitaxie-Schicht mit einer niedrigen n-Typ Verunreinigungskonzentration ausgebildet. Insbesondere weist die n−Typ Siliziumkarbid-Epitaxie-Schicht 102 eine Dicke von etwa 1 µm und eine Stickstoffatomkonzentration als Verunreinigung von 1 × 1017 cm–3 auf. Zudem sind das n+-Typ Source-Verunreinigungsgebiet 111 und das n+-Typ Drain-Verunreinigungsgebiet 114 jeweils aus einer n-Typ Injektionsschicht gebildet. Die Bezeichnung n+-Typ bedeutet mit einer hohen n-Typ Fremdstoffkonzentration. Insbesondere ist das n+-Typ Source-Verunreinigungsgebiet 111 eine etwa 0,4 µm dicke n-Typ Injektionsschicht, die etwa 1 × 1019 cm–3 Stickstoffatome umfasst. Ein n−Typ Siliziumkarbid-Substrat kann Stickstoff als Verunreinigung enthalten. Eine p-Typ Siliziumkarbid-Epitaxie-Schicht kann Aluminium als Verunreinigung enthalten.
  • Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform der MESFET als beispielhafte Halbleitervorrichtung 100 beschrieben wurde, ist die Halbleitervorrichtung nicht darauf beschränkt. Die Halbleitervorrichtung 100 kann zum Beispiel einen HEMT (Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit), einen lateralen JFET (Sperrschicht-Feldeffekttransistor), einen lateralen MOSFET, einen HFET (Feldeffekttransistor mit Heteroübergang) oder dergleichen umfassen.
  • Als nächstes wird als ein Beispiel die Herstellung des lateralen MESFETs als Halbleitervorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Bezugnehmend auf die 7, wird zuerst für den MESFET des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Siliziumkarbid-Substrat-Herstellungsschritt als Schritt (S110) durchgeführt. In diesem Schritt (S110) wird das Siliziumkarbid-Substrat 1 wie oben beschrieben hergestellt. Insbesondere wird das Siliziumkarbid-Substrat 1 derart ausgebildet, dass in wenigstens einer Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 Schwefelatome vorhanden sind, und nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-% Kohlenstoffatome als Verunreinigung vorhanden sind.
  • Als nächstes wird ein Epitaxie-Wachstumsschritt als Schritt (S120) durchgeführt. Insbesondere wird die Siliziumkarbid-Epitaxie-Schicht 102 auf der einen Hauptoberfläche gebildet, in der nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 Schwefelatome vorhanden sind, und nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-% Kohlenstoffatome als Verunreinigung vorhanden sind.
  • Als nächstes wird ein Ionenimplantationsschritt als Schritt (S121) durchgeführt. In diesem Schritt (S121) werden das n+-Typ Source-Verunreinigungsgebiet 111 und das n+-Typ Drain-Verunreinigungsgebiet 114 durch Ausführen der Ionenimplantation auf der Epitaxie-Schicht 102 in dem Schritt (S120) ausgebildet.
  • Als nächstes wird ein Aktivierungsausglühschritt als Schritt (S122) durchgeführt. In diesem Schritt (S122) wird zum Beispiel eine Wärmebehandlung zum Erhitzen auf etwa 1600°C bis 1900°C durchgeführt. Dadurch wird die in Schritt (S121) implantierte Verunreinigung aktiviert. Als nächstes wird ein Elektrodenbildungsschritt als Schritt (S130) durchgeführt. In diesem Schritt (S130) wird die Substratrückflächenelektrode 127 auf einer Seite des Siliziumkarbid-Substrats 103 gebildet, die gegenüber einer Seite davon liegt, auf der die Siliziumkarbid-Epitaxie-Schicht 102 gebildet wird. Dadurch wird der MESFET als Halbleitervorrichtung 100 fertiggestellt.
  • Im Folgenden werden die Funktion und die Wirkung der Halbleitervorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • In der Halbleitervorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform wird das Siliziumkarbid-Substrat 1 mit einer stabilisierten Oberfläche verwendet. Somit wird die Epitaxie-Schicht 102 mit hoher Qualität auf dem Siliziumkarbid-Substrat 1 ausgebildet. Ferner kann die Bildung einer Schicht mit niedrigem Widerstand an einer Grenzfläche zwischen dem Siliziumkarbid-Substrat 1 und der Epitaxie-Schicht 102 unterdrückt werden. Folglich kann die Ausbeute der Halbleitervorrichtung 100 verbessert werden.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Als nächstes wird ein Siliziumkarbid-Substrat einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Bezugnehmend auf die 8, weist das Siliziumkarbid-Substrat 1 der zweiten Ausführungsform grundsätzlich den gleichen Aufbau und den gleichen Effekt wie das Siliziumkarbid-Substrat 1 der ersten Ausführungsform auf. Jedoch unterscheidet sich das Siliziumkarbid-Substrat 1 der zweiten Ausführungsform von dem der ersten Ausführungsform dadurch, dass es eine Basisschicht 11 und eine Einkristall-Siliziumkarbidschicht 12 aufweist.
  • Insbesondere mit Bezug auf die 8 umfasst das Siliziumkarbid-Substrat 1 der zweiten Ausführungsform die Basisschicht 11 und die Einkristall-Siliziumkarbidschicht 12, die auf der Basisschicht 11 ausgebildet ist. Ferner entspricht eine Hauptoberfläche 12A der Einkristall-Siliziumkarbidschicht 12 auf einer Seite gegenüber einer der Basisschicht 11 zugewandten Seite der Hauptoberfläche 1A in der ersten Ausführungsform. Das heißt, in dem Siliziumkarbid-Substrat 1 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Gebiet mit einer Hauptoberfläche 12A aus Einkristall-Siliziumkarbid gebildet. Das vorhandene Schwefelatomverhältnis in einer Hauptoberfläche 12A beträgt nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2, und das vorhandene Kohlenstoffatomverhältnis als eine Verunreinigung in einer Hauptoberfläche 12A beträgt nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-%.
  • In dem Siliziumkarbid-Substrat 1 der vorliegenden Ausführungsform wird ein preiswertes Trägersubstrat, beispielsweise ein Substrat aus Einkristall-Siliziumkarbid mit einer hohen Störstellendichte, ein polykristallines Siliziumkarbid-Substrat oder ein Trägersubstrat aus Keramik als die Basisschicht 11 verwendet, und ein Substrat aus hochqualitativem Siliziumkarbid-Einkristall (Plattensubstrat) wird auf der Basisschicht 11 angeordnet, um als Einkristall-Siliziumkarbidschicht 12 zu dienen. Somit dient das Siliziumkarbid-Substrat 1 der vorliegenden Ausführungsform als ein Siliziumkarbid-Substrat, das geringe Herstellungskosten aufweist. Ferner weist in der vorliegenden Ausführungsform das Siliziumkarbid-Substrat 1 eine Struktur auf, in der eine Vielzahl von Einkristall-Siliziumkarbidschichten 12 auf der Basisschicht 11 mit einem großen Durchmesser nebeneinander, in der Draufsicht gesehen, angeordnet sind. Folglich dient das Siliziumkarbid-Substrat 1 der vorliegenden Ausführungsform als ein Siliziumkarbid-Substrat, das geringe Herstellungskosten und einen großen Durchmesser aufweist.
  • Mit anderen Worten ist das Siliziumkarbid-Substrat 1 der vorliegenden Ausführungsform ein Siliziumkarbid-Verbundsubstrat, das aus einem Stärkeretentionsabschnitt (Basisschicht 11) und einem Oberflächenabschnitt (Plattensubstrate) gebildet ist. Der Stärkeretentionsabschnitt des Siliziumkarbid-Verbundsubstrats muss nicht notwendigerweise aus einkristallinem Siliziumkarbid gebildet sein, solange es eine Wärmebeständigkeit und Festigkeit aufweist, und es ist nur notwendig, dass der Oberflächenabschnitt aus Einkristall-Siliziumkarbid gebildet ist. Vom Standpunkt der Wärmebeständigkeit und Festigkeit, ist der Stärkeretentionsabschnitt vorzugsweise aus Siliziumkarbid gebildet. Das Siliziumkarbid, das den Stärkeretentionsabschnitt bildet, kann aus einem durch Dampfphasenwachstum gebildeten polykristallinen Körper, aus einem gesinterten Körper aus einem anorganischen oder organischen Ausgangsmaterial oder aus einem monokristallinen Körper gebildet sein. Da der Oberflächenabschnitt epitaktisch aufgewachsen wird, ist es erforderlich, dass dieser aus Einkristall-Siliziumkarbid gebildet ist.
  • Als nächstes wird als ein erläuterndes Beispiel die Herstellung des Siliziumkarbid-Substrats beschrieben. Bezugnehmend auf die 9 werden, wie in der ersten Ausführungsform, zuerst zur Herstellung des Siliziumkarbid-Substrats die Schritte (S10) bis (S30) ausgeführt. Danach wird ein Einkristallsubstrat-Formungsschritt als Schritt (S31) durchgeführt. In diesem Schritt (S31) wird ein aus den Schritten (S10) bis (S30) erhaltenes Substrat in eine Form gebracht, die geeignet ist, die in 8 gezeigte Einkristall-Siliziumkarbidschicht 12 zu bilden. Insbesondere wird beispielsweise eine Vielzahl von rechteckigen Substraten durch Formen des aus den Schritten (S10) bis (S30) erhaltenen Substrats hergestellt.
  • Als nächstes wird ein Bondingschritt (bzw. Verbindungsschritt) als Schritt (S32) durchgeführt. In diesem Schritt (S32) wird die Vielzahl der in Schritt (S31) hergestellten Substrate auf einem separat hergestellten Trägersubstrat nebeneinander, in der Draufsicht betrachtet, z.B. in einer Matrixanordnung, angeordnet. Danach werden die in Schritt (S31) hergestellten Substrate mit dem Trägersubstrat verbunden, indem diese einer Wärmebehandlung durch Erhitzen auf eine vorbestimmte Temperatur unterworfen werden, und so wird ein Strukturkörper, wie in 8 gezeigt, erhalten, in dem die Vielzahl von Einkristall-Siliziumkarbidschichten 12 auf der Basisschicht 11 nebeneinander, in der Draufsicht gesehen, angeordnet sind.
  • Das Verbinden (bzw. Bonden) der Basisschicht 11 mit den Einkristall-Siliziumkarbidschichten 12 kann unter Verwendung einer dicht aufeinanderfolgenden Sublimation oder eines Klebstoffs erfolgen. Der Klebstoff kann jeder organische und anorganische Klebstoff sein, solange dieser seine Festigkeitseigenschaft bewahren kann. Ferner kann als Klebstoff ein Polymer, wie Polycarbosilan, das Silizium und Kohlenstoff umfasst und bei Erhitzung eine SiC-Bindung bildet, verwendet werden.
  • Danach werden, wie in der obigen Ausführungsform, die Schritte (S40) bis (S60) durchgeführt, wodurch das Siliziumkarbid-Substrat 1 der zweiten Ausführungsform fertiggestellt wird.
  • Da das fertiggestellte Siliziumkarbid-Verbundsubstrat 1 keine Einschränkungen hinsichtlich der Orientierung und Größe des Kristallwachstums aufweist, kann ein Substrat mit der gewünschten Ebenen-Orientierung und Größe erhalten werden. Ferner kann ein kostengünstiger Polykristall oder Sinterkörper als Trägersubstrat verwendet werden. Zusätzlich können die Einkristall-Siliziumkarbidschichten 12 ausgedünnt werden. Somit kann das Siliziumkarbid-Verbundsubstrat 1, in dem das Trägersubstrat mit den Einkristall-Siliziumkarbidschichten 12 miteinander verbunden sind, verglichen mit dem Einkristall-Siliziumkarbidsubstrat gleicher Größe, kostengünstig hergestellt werden.
  • [Beispiel 1]
  • Es wurde ein Experiment durchgeführt, um den Einfluss der vorhandenen Verhältnisse der Schwefelatome und der Kohlenstoffatome als eine Verunreinigung in einer Hauptoberfläche eines Siliziumkarbid-Substrats auf die Ausbeute einer Halbleitervorrichtung zu untersuchen.
  • Ein Siliziumkarbid-Einkristall wird mit dem Sublimation-Verfahren gezüchtet. Es wurde das Siliziumkarbid-Substrat 1 mit einem Durchmesser von 80 mm als Keimsubstrat verwendet. Das Keimsubstrat wies eine einer (0001)-Ebene entsprechende Hauptoberfläche auf. Eine gewachsene Oberfläche, eine darunterliegende Substratoberfläche, und ein Außenumfang des Siliziumkarbid-Einkristalls wurden mit einer Außenumfangsschleifmaschine geschliffen, um einen Ingot aus dem Siliziumkarbid-Einkristall zu erhalten. Das Schneiden des Ingots wurde unter Verwendung einer Mehrdrahtsäge durchgeführt. Der Ingot wurde so geschnitten, dass eine Hauptoberfläche des geschnittenen Siliziumkarbid-Substrats 1 (im Folgenden auch als eine Oberfläche bezeichnet) als eine Oberfläche dienen konnte, die 4° von der (0001)-Ebene abwich. Das geschnittene Siliziumkarbid-Substrat 1 wies eine Dicke von 400 µm auf. Das Siliziumkarbid-Substrat 1 wies einen spezifischen Widerstand von 2 × 105 Ωcm auf. Nach dem Schneiden wurde ein Abfasungsvorgang auf einem Außenumfang des Substrats durchgeführt. Das dem Abfasungsvorgang unterworfene Substrat wies einen Durchmesser von 76,2 mm auf. Vorderflächen und Rückflächen des Substrats wurden nacheinander abgeflacht, um ein Substrat zum epitaktischen Aufwachsen zu erhalten. Die Rückfläche wurde unter Verwendung eines Diamantschleifsteins einem Abschleifprozess unterzogen, und danach wurde sie zur Glanzpolitur einem Polierprozess unterzogen, so dass die Oberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 einen Rq-Wert von 0,3 bis 10 nm aufwies. Eine Vorschub-Schleifmaschine wurde für den Abschleifprozess verwendet, und ein keramisch gebundener Sinterschleifstein mit einer Mesh-Größe von #2400 und einem Konzentrationsgrad von 150 wurde als der Schleifstein verwendet. In dem Polierprozess wurde ein Läppprozess durchgeführt. Eine Oberflächenplatte aus Zinn wurde als Oberflächenplatte verwendet. Die Diamant-Suspension wies eine Korngröße von 1 µm auf.
  • Zur Bearbeitung der Vorderfläche wurden eine Schleifbearbeitung, eine Läppbearbeitung und danach ein CMP-Verfahren durchgeführt. Kolloidales Siliziumdioxid mit einer mittleren Korngröße von 30 nm wurde als Schleifkörner für die CMP-Suspension eingesetzt. Zur Verbesserung der Rate und Steuerung der Oberflächenzusammensetzung wurde Schwefelsäure, Weinsäure und wässriges Wasserstoffperoxid als chemische Komponenten der Suspension hinzugefügt. In dem Beispiel der vorliegenden Erfindung wurden x- und y-derart eingestellt, dass sie die Bedingung –50x + 700 ≤ y ≤ –50x + 1800 erfüllen, wobei x einen pH-Wert der Suspension und y ein Oxidations-Reduktions-Potential darstellen.
  • Es wurde ein Wildlederpoliertuch verwendet. Ferner wurde in dem Beispiel der vorliegenden Erfindung ein Widerstandskoeffizient R (m2/s), der unter Verwendung der Viskosität η (mPa·s) einer Polierflüssigkeit, des Flüssigkeitsdurchsatzes Q (m3/s), der Fläche S (m2) einer Polieroberflächenplatte, des Polierdrucks P (kPa) und der Umfangsgeschwindigkeit V (m/s) (hier R = η × Q × V/S × P) dargestellt wird, auf 2,0 × 10–15 bis 8,0 × 10–14 (m2/s) eingestellt.
  • Zur Bestimmung der Zusammensetzung der Oberfläche wurde der Anteil an Schwefelatomen (S) durch TXRF gemessen, und der Anteil an Kohlenstoffatomen (C) als Verunreinigung wurde durch XPS gemessen. Es wurden Vorrichtungen unter Verwendung von Substraten (Probennummern 1-1 bis 1-11) mit gesteuerten (kontollierten) Oberflächenzusammensetzungen hergestellt. Die gefertigten Vorrichtungen wurden zur Herstellung von lateralen MESFETs verwendet. Die Ausbeuten der MESFETs wurden berechnet. Bei der Berechnung der Ausbeuten wurde ein MESFET mit einer Gate-Stromdichte von 1 × 10–6 A/cm2 mit einer daran angelegten Gate-Spannung von 5 V als gut ermittelt. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Ausbeuten der MESFETs, die durch Verändern der Existenzverhältnisse der Schwefelatome und der Kohlenstoffatome als die Verunreinigung in der Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 hergestellt wurden. [Tabelle 1]
    Probe Einheit 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9 1-10 1-11
    S ×1010 Atome/cm2 45 45 60 60 120 400 800 2000 2000 2500 2500
    C Atom-% 2 3 2 3 7 15 21 25 30 25 30
    Geräteausbeute % 37 42 44 61 68 74 63 54 35 32 27
  • Probennummern 1-4 bis 1-8 sind MESFETs gemäß der vorliegenden Erfindung und die übrigen sind MESFETs gemäß den Vergleichsbeispielen. In dem Siliziumkarbid-Substrat 1, das die MESFETs der Beispiele der vorliegenden Erfindung bildet, sind in der Oberfläche des Substrats nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 Schwefelatome vorhanden, und in der Oberfläche des Substrats sind nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-% Kohlenstoffatome als Verunreinigung vorhanden. Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurde bestätigt, dass die MESFETs der Beispiele der vorliegenden Erfindung bessere Ausbeuten als jene der MESFETs der Vergleichsbeispiele erzielen.
  • [Beispiel 2]
  • Es wurde ein Experiment durchgeführt, um den Einfluss des vorhandenen Verhältnisses von Chloratomen in einer Hauptoberfläche eines Siliziumkarbid-Substrats auf die Ausbeute einer Halbleitervorrichtung zu untersuchen.
  • Die Oberflächenzusammensetzung wurde durch Ändern der CMP-Bedingungen gesteuert. Zur Verbesserung einer Rate und Steuerung der Oberflächenzusammensetzung wurden Natriumsulfat, Natriummalat und Natriumdichlorisocyanurat als chemische Komponenten der Suspension hinzugefügt. Kolloidales Siliziumdioxid mit einer mittleren Korngröße von 50 nm wurde für die Schleifkörner der Suspension für das CMP verwendet. Es wurde ein Wildlederpoliertuch verwendet. Ferner wurde in dem Beispiel der vorliegenden Erfindung der Widerstandskoeffizient R (m2/s) auf einen Bereich von 3,0 × 10–15 bis 8,0 × 10–15 (m2/s) eingestellt. In dem Beispiel der vorliegenden Erfindung wurden x- und y-derart gesteuert, dass sie die Bedingung –50x + 1100 ≤ y ≤ –50x + 1800 erfüllen, wobei x einen pH-Wert der Suspension und y ein Oxidations-Reduktions-Potential darstellen. Die anderen Bedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 1. Laterale MESFETs wurden unter Verwendung der Substrate (Proben 2-1 bis 2-5) mit gesteuerten Oberflächenzusammensetzungen erzeugt, und Ausbeuten der MESFETs wurden wie in Beispiel 1 berechnet. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der Ausbeuten der MESFETs, die durch Ändern des vorhandenen Verhältnisses der Chloratome in der Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 hergestellt wurden. [Tabelle 2]
    Probe Einheit 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5
    S ×1010 Atome/cm2 900 900 900 900 900
    C Atom-% 20 20 20 20 20
    Cl ×1010 Atome/cm2 100 900 1300 3000 4000
    Geräteausbeute % 69 66 64 62 57
  • Die Probennummern 2-1 bis 2-4 sind MESFETs gemäß der vorliegenden Erfindung und die Probennummer 2-5 ist ein MESFET gemäß einem Vergleichsbeispiel. In dem Siliziumkarbid-Substrat 1, das die MESFETs der Beispiele der vorliegenden Erfindung bildet, sind in der Oberfläche des Substrats nicht mehr als 3000 × 1010 Atome/cm2 Chloratome vorhanden. Wie in Tabelle 2 gezeigt, wurde bestätigt, dass die MESFETs der Beispiele der vorliegenden Erfindung bessere Ausbeuten erzielen als das Beispiel des MESFETs des Vergleichsbeispiels.
  • [Beispiel 3]
  • Es wurde ein Experiment durchgeführt, um den Einfluss des vorhandenen Verhältnisses von Sauerstoffatomen in einer Hauptoberfläche eines Siliziumkarbid-Substrats auf die Ausbeute einer Halbleitervorrichtung zu untersuchen.
  • Die Oberflächenzusammensetzung wurde durch Ändern der CMP-Bedingungen gesteuert. Zur Verbesserung einer Rate und Steuerung der Oberflächenzusammensetzung wurden Natriumhydrogensulfat, Natriumcarbonat, TMAH und wässriges Wasserstoffperoxid als chemische Komponenten der Suspension hinzugefügt. Kolloidales Siliziumdioxid mit einer mittleren Korngröße von 50 nm wurde für die Schleifkörner der Suspension für das CMP verwendet. Es wurde ein Wildlederpoliertuch verwendet. In dem Beispiel der vorliegenden Erfindung wurde der Widerstandskoeffizient R (m2/s) auf einen Bereich von 3,0 × 10–15 bis 8,0 × 10–15 (m2/s) eingestellt. In dem Beispiel der vorliegenden Erfindung wurden x- und y-derart eingestellt, dass sie die Bedingung –50x + 700 ≤ y ≤ –50x + 1100 erfüllen, wobei x einen pH-Wert der Suspension und y ein Oxidations-Reduktions-Potential darstellen. Die anderen Bedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 1.
  • Laterale MESFETs wurden unter Verwendung der Substrate (Proben 3-1 bis 3-8) mit gesteuerten Oberflächenzusammensetzungen erzeugt, und Ausbeuten der MESFETs wurden wie in Beispiel 1 berechnet. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse der Ausbeuten der MESFETs, die durch Ändern des vorhandenen Verhältnisses der Sauerstoffatome in der Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 hergestellt wurden. [Tabelle 3]
    Probe Einheit 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 3-8
    S ×1010 Atome/cm2 800 800 800 800 800 800 800 800
    C Atom-% 22 22 22 22 22 22 22 22
    O Atom-% 2 3 5 9 15 21 30 35
    Geräteausbeute % 60 63 65 69 68 64 62 58
  • Probennummern 3-2 bis 3-7 sind MESFETs gemäß den Beispielen der vorliegenden Erfindung und Probennummern 3-1 und 3-8 sind MESFETs gemäß der Vergleichsbeispiele. In dem Siliziumkarbid-Substrat 1, das die MESFETs der Beispiele der vorliegenden Erfindung bildet, sind in der Oberfläche des Substrats nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 30 Atom-% vorhanden. Wie in Tabelle 3 gezeigt, wurde bestätigt, dass die MESFETs der Beispiele der vorliegenden Erfindung bessere Ausbeuten erzielen als die Beispiele des MESFETs des Vergleichsbeispiels.
  • [Beispiel 4]
  • Es wurde ein Experiment durchgeführt, um den Einfluss des vorhandenen Verhältnisses einer Metallverunreinigung in einer Hauptoberfläche eines Siliziumkarbid-Substrats auf die Ausbeute einer Halbleitervorrichtung zu untersuchen.
  • Die Oberflächenzusammensetzung wurde durch Ändern der CMP-Bedingungen gesteuert. Zur Verbesserung einer Rate und Steuerung der Oberflächenzusammensetzung wurden Natriumsulfat, Natriummalat und Natriumdichlorisocyanurat als chemische Komponenten der Suspension hinzugefügt. Kolloidales Siliziumdioxid mit einer mittleren Korngröße von 50 nm wurde für die Schleifkörner der Suspension für das CMP verwendet. Es wurde ein Wildlederpoliertuch verwendet. Ferner wurde in dem Beispiel der vorliegenden Erfindung der Widerstandskoeffizient R (m2/s) auf 3,0 × 10–15 bis 8,0 × 10–15 (m2/s) eingestellt. In dem Beispiel der vorliegenden Erfindung wurden x- und y-derart gesteuert, dass sie die Bedingung –50x + 1100 ≤ y ≤ –50x + 1800 erfüllen, wobei x einen pH-Wert der Suspension und y ein Oxidations-Reduktions-Potential darstellen. Die anderen Bedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 1.
  • Laterale MESFETs wurden unter Verwendung der Substrate (Proben 4-1 bis 4-5) mit gesteuerten Oberflächenzusammensetzungen erzeugt, und Ausbeuten der MESFETs wurden wie in Beispiel 1 berechnet. Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse der Ausbeuten der MESFETs, die durch Ändern des vorhandenen Verhältnisses der Metallverunreinigung in der Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 hergestellt wurden. [Tabelle 4]
    Probe Einheit 4-1 4-2 4-3 4-4 4-5
    S ×1010 Atome/cm2 70 70 70 70 70
    C Atom-% 3 3 3 3 3
    Metall ×1010 atome/cm2 9 80 900 4000 5000
    Geräteausbeute % 70 67 66 64 62
  • Probennummern 4-1 bis 4-4 sind MESFETs gemäß den Beispielen der vorliegenden Erfindung und Probe Nr. 4-5 ist ein MESFET gemäß einem Vergleichsbeispiel. In dem Siliziumkarbid-Substrat 1, das die MESFETs der Beispiele der vorliegenden Erfindung bildet, sind in der Oberfläche des Substrats nicht mehr als 4000 × 1010 Atome/cm2 Metallverunreinigungen vorhanden. Wie in Tabelle 4 gezeigt, wurde bestätigt, dass die MESFETs der Beispiele der vorliegenden Erfindung bessere Ausbeuten erzielen als das Beispiel des MESFET des Vergleichsbeispiels.
  • [Beispiel 5]
  • Es wurde ein Experiment durchgeführt, um den Einfluss einer Oberflächenrauheit einer Hauptoberfläche eines Siliziumkarbid-Substrats auf die Ausbeute einer Halbleitervorrichtung zu untersuchen.
  • In dem vorliegenden Beispiel wurde ein Siliziumkarbid-Substrat mit einem Durchmesser von 125 mm verwendet. Die Oberflächenzusammensetzung wurde durch Ändern der CMP-Bedingungen gesteuert. Kolloidales Siliziumdioxid mit einer mittleren Korngröße von 20 bis 100 nm wurde für die Schleifkörner der Suspension für das CMP verwendet. Es wurde ein Wildlederpoliertuch verwendet. Ferner wurde in dem Beispiel der vorliegenden Erfindung der Widerstandskoeffizient R (m2/s) auf 2,0 × 10–15 bis 5,0 × 10–15 (m2/s). In dem Beispiel der vorliegenden Erfindung wurden x- und y-derart gesteuert, dass sie die Bedingung –50x + 700 ≤ y ≤ –50x + 1100 erfüllen, wobei x einen pH-Wert der Suspension und y ein Oxidations-Reduktions-Potential darstellen. Die anderen Bedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 1.
  • Laterale MESFETs wurden unter Verwendung der Substrate (Proben 5-1 bis 5-4) mit gesteuerten Oberflächenzusammensetzungen erzeugt, und Ausbeuten der MESFETs wurden wie in Beispiel 1 berechnet. Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse der Ausbeute der MESFETs, die durch Ändern des vorhandenen Verhältnisses der Oberflächenrauheit in der Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats 1 hergestellt wurden. [Tabelle 5]
    Probe Einheit 5-1 5-2 5-3 5-4
    S ×1010 Atome/cm2 60 60 60 60
    O Atom-% 4 4 4 4
    Rauigkeit nm 0,1 0,3 0,5 1
    Geräteausbeute % 71 70 68 64
  • Probennummern 5-1 bis 5-3 sind MESFETs gemäß den Beispielen der vorliegenden Erfindung und Probennummer 5-4 ist ein MESFET gemäß einem Vergleichsbeispiel. In dem Siliziumkarbid-Substrat 1, das die MESFETs der Beispiele der vorliegenden Erfindung bildet, weist die Oberfläche des Substrats eine in Rq berechnete Oberflächenrauheit von nicht mehr als 0,5 nm auf. Wie in Tabelle 5 gezeigt, wurde bestätigt, dass die MESFETs der Beispiele der vorliegenden Erfindung bessere Ausbeuten erreichen als das Beispiel des MESFETs des Vergleichsbeispiels.
  • [Beispiel 6]
  • Es wurde ein Experiment durchgeführt, um den Einfluss einer Ebenen-Orientierung einer Hauptoberfläche eines Siliziumkarbid-Substrats auf die Ausbeute einer Halbleitervorrichtung zu untersuchen.
  • Es wurde ein Substrat mit einer Hauptoberfläche entsprechend der (000-1)-Ebene hergestellt. Das Einkristall-Substrat wies einen Durchmesser von 110 mm auf. Zur Steuerung der Oberflächenzusammensetzung und Rauheit in geeignete Bereiche, wurde kolloidales Siliziumdioxid mit einer Korngröße von 10 nm verwendet, und ein Widerstandskoeffizient R (m2/s) wurde in dem Beispiel der vorliegenden Erfindung auf 5,0 × 10–14 bis 8,0 × 10–14 (m2/s) eingestellt. In dem Beispiel der vorliegenden Erfindung wurden x- und y-derart gesteuert, dass sie die Bedingung –50x + 700 ≤ y ≤ –50x + 1100 erfüllen, wobei x einen pH-Wert der Suspension und y ein Oxidations-Reduktions-Potential darstellen. Die anderen Bedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 1. Die MESFETs wurden unter Verwendung des Siliziumkarbid-Substrats 1 mit der der (000-1)-Ebene entsprechenden Hauptoberfläche erzeugt.
  • Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse davon. Probennummern 6-3 bis 6-8 sind MESFETs gemäß den Beispielen der vorliegenden Erfindung und die übrigen sind MESFETs gemäß den Vergleichsbeispielen. Es wurde bestätigt, dass die MESFETs der Beispiele der vorliegenden Erfindung, die das Siliziumkarbid-Substrat 1 mit einer Oberfläche, in der nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 Schwefelatome und nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-% Kohlenstoffatome als Verunreinigung vorhanden sind, verwenden, eine bessere Ausbeuten erzielen als jene der MESFETs, die Substrate mit Oberflächenzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele verwenden. [Tabelle 6]
    Probe Einheit 6-1 6-2 6-3 6-4 6-5 6-6 6-7 6-8 6-9 6-10
    S ×1010 Atome/cm2 40 60 60 80 120 600 800 2000 2000 2700
    C Atom-% 3 2 3 7 10 18 21 25 29 25
    Geräteausbeute % 41 45 60 62 70 71 64 53 32 36
  • [Beispiel 7]
  • Es wurde ein Experiment durchgeführt, um den Einfluss einer Ebenen-Orientierung einer Hauptoberfläche eines Siliziumkarbid-Substrats auf die Ausbeute einer Halbleitervorrichtung zu untersuchen.
  • Ein Siliziumkarbid-Einkristall wurde anhand des Sublimation-Verfahrens gezüchtet. Ein Siliziumkarbid-Substrat mit einem Durchmesser von 80 mm wurde als Keimsubstrat verwendet. Das Keimsubstrat wies eine der (0001)-Ebene entsprechende Hauptoberfläche auf. Ein gewachsene Oberfläche, einer darunterliegenden Substratoberfläche und ein Außenumfang des Siliziumkarbid-Einkristalls mit einem Außenumfang wurden mit einer Außenumfangschleifmaschine geschliffen, um einen Siliziumkarbid-Ingot zu erhalten. Das Schneiden wurde mit einer Mehrdrahtsäge durchgeführt. Zur Erlangung einer geschnittenen Substratoberfläche entsprechend {03-38}, wurde der Ingot in eine Drahtsägevorrichtung mit einer Neigung von 54,7° von einer Drahtlaufrichtung eingesetzt und geschnitten. Ein geschnittenes Substrat wies eine Dicke von 250 µm auf. Ein Außenumfang des geschnittenen Substrats wurde vereinzelt, um Substratplatten von 20 mm × 30 mm zu erhalten.
  • Ein polykristallines Siliziumkarbid wurde anhand des Sublimation-Verfahrens gezüchtet. Ein Ingot mit einem Durchmesser von 155 mm wurde durch Bearbeitung des Außenumfangs erhalten. Der Ingot wurde mit einer Mehrdrahtsäge geschnitten, um ein polykristallines Substrat mit einer Dicke von 500 µm zu erhalten. Die rechteckigen Einkristall-Substrate wurden auf dem darunterliegenden polykristallinen Substrat angeordnet und durch dicht aufeinanderfolgender Sublimation verbunden. Ein Außenumfang des verbundenen Verbundsubstrats wurde bearbeitet, um ein Substrat mit einem Durchmesser von 150 mm und einer Dicke von 750 µm zu erhalten. In dem Beispiel der vorliegenden Erfindung wurden x- und y-derart eingestellt, dass sie die Bedingung –50x 700 ≤ y ≤ –50x 1100 erfüllen, wobei x einen pH-Wert der Suspension und y ein Oxidations-Reduktions-Potential darstellen. Ferner wurde in dem Beispiel der vorliegenden Erfindung ein Widerstandskoeffizient R (m2/s) auf 5,0 × 10–15 bis 1,0 × 10–14 (m2/s) eingestellt. Die anderen Bedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 1. MESFETs wurden unter Verwendung des Siliziumkarbid-Substrats 1, deren Hauptoberfläche der (03-38)-Ebene entspricht, hergestellt.
  • Tabelle 7 zeigt Ergebnisse davon. Probennummern 7-2 bis 7-5 sind MESFETs gemäß den Beispielen der vorliegenden Erfindung, und die übrigen sind MESFETs gemäß den Vergleichsbeispielen. Es wurde bestätigt, dass die MESFETs der Beispiele der vorliegenden Erfindung, die das Siliziumkarbid-Substrat 1 verwenden, das eine Oberfläche aufweist, in der Schwefelatome von nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 vorhanden sind, und Kohlenstoffatome von nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-% als Verunreinigung vorhanden sind, eine bessere Ausbeute als jene MESFETs erzielen, die Substraten mit Oberflächenzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele verwenden. [Tabelle 7]
    Probe Einheit 7-1 7-2 7-3 7-4 7-5 7-6
    S ×1010 Atome/cm2 40 60 300 500 2000 2600
    C Atom-% 2 3 12 16 25 30
    Geräteausbeute % 36 62 75 73 55 31
  • Es sollte verstanden werden, dass die hierin offenbarten Ausführungsformen und Beispiele als beispielhaft und in keiner Hinsicht als einschränkend zu erachten sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird vielmehr durch den Umfang der Ansprüche als durch die obige Beschreibung definiert und soll alle Modifikationen innerhalb des Umfangs und der dem Umfang äquivalenten Bedeutung der Ansprüche umfassen.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1: Siliziumkarbid-Substrat; 1A: erste Hauptoberfläche; 1B: zweite Hauptoberfläche; 9: Draht; 10: Ingot; 11: Basisschicht; 12: Einkristalline Siliziumkarbidschicht; 12A: Hauptoberfläche; 20: Haltevorrichtung; 100: Halbleitervorrichtung; 102: Epitaxie-Schicht; 103: Siliziumkarbid-Substrat; 106: Zwischenschicht-Isolierschicht; 111: Source-Verunreinigungsgebiet; 114: Drain-Verunreinigungsgebiet; 121: Source-Elektrode; 122: Gate-Elektrode; 124: Drain-Elektrode; 127: Substratrückflächenelektrode.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2010-163307 [0003, 0005]

Claims (11)

  1. Siliziumkarbid-Substrat, umfassend: eine erste Hauptoberfläche; und eine zweite Hauptoberfläche gegenüber der ersten Hauptoberfläche, ein Gebiet aus einkristallinem Siliziumkarbid, das wenigstens eine Hauptoberfläche der ersten und der zweiten Hauptoberfläche aufweist, wobei nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 Schwefelatome in der einen Hauptoberfläche vorhanden sind, und nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-% Kohlenstoffatome als Verunreinigung wobei in der einen Hauptoberfläche vorhanden sind.
  2. Siliziumkarbid-Substrat nach Anspruch 1, wobei nicht mehr als 3000 × 1010 Atome/cm2 Chloratome in der einen Hauptoberfläche vorhanden sind.
  3. Siliziumkarbid-Substrat nach Anspruch 1 oder 2, wobei nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 30 Atom-% Sauerstoffatome in der einen Hauptoberfläche vorhanden sind.
  4. Siliziumkarbid-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei nicht mehr als 4000 × 1010 Atome/cm2 einer Metallverunreinigung in der einen Hauptoberfläche vorhanden ist.
  5. Siliziumkarbid-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die eine Hauptoberfläche eine in Rq berechnete Oberflächenrauheit von nicht mehr als 0,5 nm aufweist.
  6. Siliziumkarbid-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das einen Durchmesser von nicht weniger als 110 mm aufweist.
  7. Siliziumkarbid-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das einen Durchmesser von nicht weniger als 125 mm und nicht mehr als 300 mm aufweist.
  8. Siliziumkarbid-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das einkristalline Siliziumkarbid eine 4H-Struktur aufweist, und wobei die eine Hauptoberfläche einen Abweichungswinkel von nicht weniger als 0,1° und nicht mehr als 10° bezogen auf eine {0001}-Ebene des einkristallinen Siliziumkarbids aufweist.
  9. Siliziumkarbid-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das einkristalline Siliziumkarbid eine 4H-Struktur aufweist, und wobei die eine Hauptoberfläche einen Abweichungswinkel von nicht mehr als 4° bezogen auf eine {03-38}-Ebene des einkristallinen Siliziumkarbids aufweist.
  10. Siliziumkarbid-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend: eine Basisschicht; und eine einkristalline Siliziumkarbidschicht, die auf der Basisschicht ausgebildet ist, wobei die eine Hauptoberfläche eine Oberfläche der einkristallinen Siliziumkarbidschicht auf einer Seite, die gegenüber einer der Basisschicht zugewandten Seite vorgesehen ist, bildet.
  11. Halbleitervorrichtung, umfassend: ein Siliziumkarbid-Substrat mit einer ersten Hauptoberfläche und einer zweiten Hauptoberfläche gegenüber der ersten Hauptoberfläche, einem Gebiet aus einkristallinem Siliziumkarbid, das wenigstens eine Hauptoberfläche der ersten und der zweiten Hauptoberfläche aufweist, wobei nicht weniger als 60 × 1010 Atome/cm2 und nicht mehr als 2000 × 1010 Atome/cm2 Schwefelatome in der einen Hauptoberfläche vorhanden sind, und wobei nicht weniger als 3 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-% Kohlenstoffatome in der einen Hauptoberfläche als Verunreinigung vorhanden sind; eine Epitaxie-Schicht, die auf der einen Hauptoberfläche des Siliziumkarbid-Substrats gebildet ist; und eine auf der Epitaxie-Schicht gebildete Elektrode.
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202012013565U1 (de) 2011-07-20 2017-11-14 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Siliziumkarbidsubstrat und Halbleitervorrichtung
JP5803786B2 (ja) 2012-04-02 2015-11-04 住友電気工業株式会社 炭化珪素基板、半導体装置およびこれらの製造方法
SE1430022A1 (sv) * 2013-07-01 2015-01-02 Billiga semi-isolerande SiC-substrat
JPWO2015059987A1 (ja) * 2013-10-22 2017-03-09 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 研磨用組成物およびそれを用いた研磨加工方法
JP6028754B2 (ja) 2014-03-11 2016-11-16 トヨタ自動車株式会社 ＳｉＣ単結晶基板の製造方法
JP5839069B2 (ja) 2014-03-28 2016-01-06 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶基板、炭化珪素エピタキシャル基板およびこれらの製造方法
US9230991B2 (en) * 2014-04-16 2016-01-05 Stmicroelectronics, Inc. Method to co-integrate oppositely strained semiconductor devices on a same substrate
CN106537568B (zh) * 2014-07-30 2019-07-12 三菱电机株式会社 半导体装置的制造方法及半导体装置
JP6395299B2 (ja) * 2014-09-11 2018-09-26 国立研究開発法人産業技術総合研究所 炭化珪素半導体素子及び炭化珪素半導体素子の製造方法
DE112015004795T5 (de) * 2014-10-23 2017-10-12 Sumitomo Electric Industries Ltd. Siliziumkarbidsubstrat und Verfahren zur Herstellung desselben
JP6448314B2 (ja) * 2014-11-06 2019-01-09 株式会社ディスコ 研磨液及びＳｉＣ基板の研磨方法
JP2016092247A (ja) * 2014-11-06 2016-05-23 株式会社ディスコ ＳｉＣ基板の研磨方法
JP6656829B2 (ja) 2014-11-07 2020-03-04 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
CN107109191B (zh) * 2014-11-07 2022-03-15 福吉米株式会社 研磨用组合物
JP6352174B2 (ja) * 2014-12-26 2018-07-04 昭和電工株式会社 炭化珪素単結晶インゴットの側面加工方法
EP3253909B1 (de) * 2015-02-05 2018-12-19 Dow Silicones Corporation Ofen für beimpfte sublimation von kristallen mit grossem bandabstand
JP5943131B2 (ja) * 2015-09-02 2016-06-29 住友電気工業株式会社 炭化珪素基板、半導体装置およびこれらの製造方法
JP6579889B2 (ja) * 2015-09-29 2019-09-25 昭和電工株式会社 炭化珪素単結晶基板の製造方法
KR102402395B1 (ko) * 2015-10-27 2022-05-27 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 내장형 디스플레이 패널 및 터치 디스플레이 디바이스
JP6260603B2 (ja) * 2015-11-05 2018-01-17 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶基板、炭化珪素エピタキシャル基板およびこれらの製造方法
JP6597381B2 (ja) * 2016-02-22 2019-10-30 住友電気工業株式会社 炭化珪素基板の製造方法、炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法および炭化珪素半導体装置の製造方法
JP6602263B2 (ja) * 2016-05-30 2019-11-06 株式会社東芝 半導体装置、半導体装置の製造方法、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機
JP7233361B2 (ja) * 2017-05-12 2023-03-06 東洋炭素株式会社 サセプタ、エピタキシャル基板の製造方法、及びエピタキシャル基板
JP6465193B2 (ja) * 2017-11-28 2019-02-06 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶基板および炭化珪素エピタキシャル基板
JPWO2020235225A1 (de) * 2019-05-17 2020-11-26
CN113658849A (zh) * 2021-07-06 2021-11-16 华为技术有限公司 复合衬底及其制备方法、半导体器件、电子设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010163307A (ja) 2009-01-14 2010-07-29 Sumitomo Electric Ind Ltd Ｉｉｉ族窒化物基板、それを備える半導体デバイス、及び、表面処理されたｉｉｉ族窒化物基板を製造する方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3848700B2 (ja) * 1996-05-10 2006-11-22 株式会社イオン工学研究所 炭化ケイ素半導体装置
JP2958443B2 (ja) * 1996-12-26 1999-10-06 工業技術院長 ｎ型シリコンカーバイト半導体
JP3043689B2 (ja) * 1997-11-17 2000-05-22 日本ピラー工業株式会社 単結晶ＳｉＣ及びその製造方法
JP3809464B2 (ja) * 1999-12-14 2006-08-16 独立行政法人理化学研究所 半導体層の形成方法
EP1306890A2 (de) * 2001-10-25 2003-05-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Halbleitersubstrat und -bauelement aus SiC und Verfahren zu deren Herstellung
JP3742877B2 (ja) 2002-03-22 2006-02-08 独立行政法人産業技術総合研究所 ＳｉＣ単結晶薄膜の作製法
US7601441B2 (en) * 2002-06-24 2009-10-13 Cree, Inc. One hundred millimeter high purity semi-insulating single crystal silicon carbide wafer
JP4057470B2 (ja) 2003-06-05 2008-03-05 三菱電機株式会社 半導体装置
JP2005047753A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Tadahiro Omi 炭化珪素製品、その製造方法、及び、炭化珪素製品の洗浄方法
JP3764157B2 (ja) * 2003-10-10 2006-04-05 東洋炭素株式会社 高純度炭素系材料及びセラミックス膜被覆高純度炭素系材料
US7314521B2 (en) 2004-10-04 2008-01-01 Cree, Inc. Low micropipe 100 mm silicon carbide wafer
DE102005024073A1 (de) 2005-05-25 2006-11-30 Siltronic Ag Halbleiter-Schichtstruktur und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Schichtstruktur
CA2636776A1 (en) 2006-01-30 2007-08-02 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device
US8980445B2 (en) 2006-07-06 2015-03-17 Cree, Inc. One hundred millimeter SiC crystal grown on off-axis seed
KR20090089362A (ko) 2006-11-10 2009-08-21 스미토모덴키고교가부시키가이샤 탄화규소 반도체 장치 및 그 제조 방법
US8138583B2 (en) 2007-02-16 2012-03-20 Cree, Inc. Diode having reduced on-resistance and associated method of manufacture
JP4964672B2 (ja) 2007-05-23 2012-07-04 新日本製鐵株式会社 低抵抗率炭化珪素単結晶基板
TWI421965B (zh) * 2007-12-20 2014-01-01 Saint Gobain Ceramics 處理半導體製程元件之方法及其形成之元件
JP4880624B2 (ja) 2008-01-28 2012-02-22 東洋炭素株式会社 気相成長用サセプター及びその製造方法
JP2009188100A (ja) * 2008-02-05 2009-08-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素半導体装置の製造方法
JP5469840B2 (ja) * 2008-09-30 2014-04-16 昭和電工株式会社 炭化珪素単結晶基板の製造方法
US8057174B2 (en) 2008-10-09 2011-11-15 General Electric Company Method for controlling a wind turbine using a wind flow model
EP2394787B1 (de) * 2009-02-04 2019-05-29 Hitachi Metals, Ltd. Herstellungsverfahren für siliziumkarbid-einzelkristallsubstrat
JP2011071204A (ja) 2009-09-24 2011-04-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体基板の製造方法
JP5365454B2 (ja) 2009-09-30 2013-12-11 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体基板、エピタキシャル基板及び半導体デバイス
JP4513927B1 (ja) 2009-09-30 2010-07-28 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体基板、エピタキシャル基板及び半導体デバイス
JP5833297B2 (ja) 2010-05-11 2015-12-16 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体基板、エピタキシャル基板及び半導体デバイス
DE202012013565U1 (de) 2011-07-20 2017-11-14 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Siliziumkarbidsubstrat und Halbleitervorrichtung
JP5803786B2 (ja) 2012-04-02 2015-11-04 住友電気工業株式会社 炭化珪素基板、半導体装置およびこれらの製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010163307A (ja) 2009-01-14 2010-07-29 Sumitomo Electric Ind Ltd Ｉｉｉ族窒化物基板、それを備える半導体デバイス、及び、表面処理されたｉｉｉ族窒化物基板を製造する方法

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Publication number Publication date
CN106367811B (zh) 2019-03-05
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US20130256700A1 (en) 2013-10-03
JP5803786B2 (ja) 2015-11-04
US20160343808A1 (en) 2016-11-24

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