TW201207173A - Silicon carbide substrate and method for producing same - Google Patents

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201207173 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種碳化矽基板及其製造方法，更特定而 §，係關於一種將複數個單晶區域經由接合層而接合之碳 化矽基板及其製造方法。 & 【先前技術】 近年來，為了能夠實現半導體裝置之高耐壓化、低損耗 化、及於高溫環境下使用等，正在推進採用碳化矽來作為 構成半導體裝置之材料。與先前以來作為構成半導體農置 之材料而廣泛使用之矽相比，碳化矽係帶隙較大的寬帶隙 半導體。因此，藉由採用碳化矽作為構成半導體裝置之材 料，可達成半導體裝置之高耐壓化、導通電阻之降低等。 又，與採用矽作為材料之半導體裝置相比，採用碳化矽作 為材料之半導體裝置亦具有於高溫環境下使用之情形時之 特性之下降較小的優點。 於此狀況之下，對用於半導體裝置之製造之碳化矽結晶 及碳化矽基板之製造方進行各種研究，提出各種方案（例 如，參照M· Nakabayashi，et al.，「Growth of Crack-free 100 mm-diameter 4H-SiC Crystals with Low Micropipe

Densities」’ Mater· Sci. Forum，vols. 600-603，2009 年， p_3-6.(非專利文獻1))。 先行技術文獻 非專利文獻 非專利文獻 1 : M. Nakabayashi，et al.，「Growth of Crack- 156417.doc 201207173 free 100 mm-diameter 4H-SiC Crystals with Low Micropipe

Densities」，Mater. Sci. Forum，vols. 600-603, 2009年，p.3-6. 【發明内容】 發明所欲解決之問題 然而’碳化矽於常壓下不具有液相。又，結晶成長溫度 非常高’為2000°C以上，從而成長條件之控制或其穩定化 較為困難。因此’碳化矽單晶難以一方面維持高品質一方 面大口徑化，從而不易獲得大口徑之高品質之碳化石夕基 板。而且，由於大口徑之碳化矽基板之製作困難，因此存 在以下問題：不僅碳化矽基板之製造成本上漲，而且於使 用該碳化矽基板製造半導體裝置時，每1批次之生產個數 變少，半導體裝置之製造成本變高。又，認為藉由有效地 利用製造成本較高之碳化矽單晶作為基板’可降低半導體 裝置之製造成本。 因此，本發明之目的在於提供一種能夠實現使用有碳化 矽基板之半導體裝置之製造成本之降低的碳化矽基板及其 製造方法。 解決問題之技術手段 本發明之碳化矽基板之製造方法包含：準備複數個含有 反化石夕（SiC)之單晶體之步驟；形成集合體之步驟^將單晶 體彼此連接之步驟；及對集合體進行切片之步驟。形成集 合體^步驟中，係配置成將含有石夕⑶)之接合層失持於複 數個單晶體之間而排列’形成單晶體之集合體。將單晶體 彼此連接之步驟中’係藉由加熱集合體而使接合層之至少 156417.doc 201207173 一部分碳化矽化，並且藉由接合層中已碳化矽化之部分， 經由接合層而將鄰接之單晶體彼此連接。對集合體進行切 片之步驟中，係、對將單晶體彼此連接後之集纟體進行切 片。 如此，將複數個單晶體藉由已碳化矽化之接合層而連 接，形成較大的碳化矽錠後，對該錠進行切片藉此可高 效地獲得複數塊較之對單一之單晶體進行切片所得之尺寸 更大之尺寸的碳化矽基板。因此，若使用尺寸較大的碳化 矽基板來製造半導體裝置，則可使丨塊碳化矽基板上可形 成之半導體裝置（晶片）之數量多於先前。該結果為，可降 低半導體裝置之製造成本。 又，如上所述形成較大的錠，並對該錠進行切片，藉此 獲得本發明之碳化矽基板，故而與將厚度較薄的單晶體接 合並逐塊形成碳化矽基板之情形相比，可一次製造複數塊 碳化矽基板。因此，與將單晶體接合並逐塊形成碳化矽基 板之情形相比，碳化矽基板之製造成本亦可降低。 本發明之碳化矽基板包括含有碳化矽之複數個單晶區 域、及連接層。連接層係含有碳化石夕並且位於複數個單晶 . 區域之間，將單晶區域彼此連接。單晶區域係形成為自碳 化矽基板之第1主表面到達位於與該第1主表面相反側之第 2主表面為止。單晶區域之結晶性於自第i主表面至第之主 表面為止之厚度方向上實質上相同。複數個單晶區域中， 第1主表面中之結晶方位相互不同。連接層較之單晶區域 之結晶性更差。 156417.doc 201207173 藉此，成為複數個單晶區域藉由接合層而連接之狀態， 含有导一之单晶區域之碳化石夕基板相比，可實現主 表面之面積較大的碳化矽基板。因此，於形成半導體裝置 時可由1塊碳化矽基板而獲得更多的半導體裝置，故而可 降低半導體裝置之製造成本。 又，單晶區域中，自第丨主表面至第2主表面為止之厚度 方向上結晶性大致相同，故而於形成立式元件之情形時該 石反化矽基板之厚度方向上之特性並不會成為問題。 發明之效果 根據本發明，可提供一種能夠降低半導體裝置之製造成 本之碳化矽基板及其製造方法。 【實施方式】 以下’根據圖式說明本發明之實施形態。再者，於以下 之圖式中，對於相同或相當之部分標記相同之參照編號， 不重複其說明。 參照圖1〜圖8，說明本發明之碳化矽基板之製造方法。 如圖1所示，首先，實施準備複數個單晶體之步驟 (S10)。具體而言’如圖2所示，準備複數個碳化矽（sic)單 晶鍵1。 其次，實施經由含矽層而將複數個單晶體排列配置之步 驟（S20)。具體而言，如圊2所示，將複數個Sic單晶錠1配 置成使相互對向之端面經由Si層2而接觸。此處，圖2係表 示將SiC單晶錠1以經由Si層2而接觸之方式排列所構成之 集合體之立體模式圖。由圖2及圖3亦可知，於該步驟 156417.doc 201207173 (S20)中’ SiC單晶錠丨係於相互對向之端面分別與&層2接 觸之狀態下配置。作為Si層2，只要係以Si為主成八之層 則可使用任意形態之層。例如，作為Si層2， 、. P 1使用以Si 為主成分之薄片狀構件、或者將以基板切割成特定之妒狀 者等。又，亦可於Sic單晶錠i之端面上使用例如⑽ (Chemlcal Vapor Dep〇siti〇n，化學氣相沈積）法等而形成以 膜，並將該Si膜用作Si層2。 又，如圖2所示排列之Sic單晶錠"交 ,, /、、、'〇日日万位 大支-致。例如，於圖2所示之集合體中，Sic單晶 面(上部表面)亦可成為c面或_、或者其他任 "、〇日日 再者，雖如此複數個Sic單晶旋丨之纟士曰 X» ^ 、、口曰日万位 ’、·、、 但由於加工步驟中之孕罢望而热 “ 7^之°吳差4而難以使該等結晶 方U全一致。因此，關於複數個Sic單晶鍵…士 :;例：相對於作為1個基準之Sic翠晶鍵i之特定：：曰 方位，其他SiC單晶錠！之對應之結晶方位 卢，= 又角幻較佳為5。以内，更佳為】。以内。為移角度（父 八人如圖1所示，於含有碳之環境争實祐敎幸 驟陶。具體而言，使用於产 ‘、，、處理之步 上述隼人體、衣兄中3有碳之氣體來加熱 上这集。體。例如’亦可使用乙块 環境氣體，實祐如政μ 寻工焱孔體作為 下條件之熱處理：使環 上且大氣壓以下之“ 衣碰力為1 paa 1900。。以下，使加敎伴持…1r、今CU上且 之程度。 "'、保持時間為10分鐘以上且6小時以下 其結果為’如圖4所示，於以層2(參照圖3)之上端部及下 J56417.doc 201207173 端。P自供給之碳與以層2中之碎發生反應而形成Sic 層3此處’圖4係用以說明圖】之步驟⑻〇)中之處理對象 物即集合體之狀況之剖面模式圖。再者，圖顿對應於圖 士圖4所不’成為相鄰之SiC單晶錠1彼此藉由Sic層3而 連接之狀態°該加層3亦可藉由使Si層2之-部分炫融且

SiC液相成長而形成。再者，為形成训層3，可使用任意 之熱處理條件。 ’' 其人如圖1所示，實施擴大SiC部之步驟（S40)。具體 而5，藉由熱處理，將圖4所示之SiC層3之間殘存之Si層2 (參照圖4)如圖5所示轉換為批層4。 ;、步驟（S40)中’為將以層2轉換為如層4可使用任意 之方法°例如’可沿著SiC單晶鍵1之間之間隙（應形成SiC 層之區域）（/α著圆5之上下方向、或集合體之厚度方向）而 形成胤度梯度，使用所謂昇華法自SiC層3侧向Si層2側使 S::成長。又’亦可沿著該間隙之圖5中之上下方向而形 成/皿度刀佈，藉由溶液成長而自SiC層3側使SiC成長。 又:玄步驟（S40)甲，使用例如乙快、丙烧等之碳化石夕氣 體作為％衩氣體，實施如下條件之熱處理：使環境壓力為 Pa以上且大氣壓以下’使加熱溫度為μ⑽。c以上且 900 C以下，使加熱保持時間為1 〇分鐘以上且6小時以 下。 人如圖1所不，實施後處理步驟（S50)。具體而言， 如上所述由自Si層2(參照圖2)轉換為SiC層3、4之區域（以 156417.doc 201207173 下亦無為接合層）而去除殘存之石夕（Si)，藉此使該接合層 之主成分為SiC。於該步驟(85〇)中，例如，如圖6所示， :熱處理爐1〇之内部將含有训單晶们與上述接合層之集 體搭載於曰曰座！ i上，並使熱處理爐i 〇之内部為減虔環境 之狀態下，藉由加熱器12並經由晶座u而加熱該集合體。 再者，熱處理爐1G之内部係可由以下方式調整其壓力：藉 由真二泵13而使内部之環境氣體經由連接於該熱處理爐⑺ 之配管14而排出。該結果為，可使矽自上述接合層昇華 從而可使該接合層中之主成分為SiC。 再者，於該後處理步驟（S50)中，如圖7所示，亦可將含 有SiC單晶錠丨與接合層之集合體（亦稱為接合錠）浸潰於硝 氟酸溶液21中’並自該接合層去除矽。此處，s6係用以 說明後處理步驟（S5〇)中之製程之一例的模式圖，圖7係用 以說明後處理步驟（S50)中之製程之另一例的模式圖。 其次，如圖1所示，實施切片步驟（S60)。具體而言，自 上述步驟（sio)〜(S50)所獲得之將複數個Sic單晶錠丨藉由連 接層連接後之集合體（接合錠）上，切下任意的面方位於主 表面上露出之Sic貼合基板30(參照圖8)。該結果為，如圖8 所示，可獲得將第1區域31與第2區域32藉由貼合區域33連 接而成之貼合基板即SiC貼合基板30。再者，該步驟（S6〇) 中所用之裝置，可利用使用有線鋸或刀片（例如内徑切斷 刀片或外极切斷刀片等）之先前周知之任意的切斷裝置。 如此，可獲得本發明之SiC貼合基板30。 此處’圖8所示之貼合區域33係對應於圖6所示之Sic層 156417.doc 201207173 3'4。又’第i區域31與第2區域32分別為_所示之s 晶錠！之-部分。而且，第1區域31與第2區域別 之結晶方位（例如<0001>方向）相互雖於某程度上為一疋 但並非完全平行。此種結晶方位之 1致 此认^ U係可藉由例如X射 線、-堯射之特定面之繞射方位定而檢 饱州出。例如，藉由以極 圖㈣efi㈣法檢測全天空方位測定之峰值方位之偏移 的方法而可確認上述結晶方位之不同。 又，第i區域3!與第2區域32中，其厚度方向上之結 大致相同。此處，所謂結晶性， 曰日 B丨土 J根據藉由XRD(X-ray dlffraeti°n，X射線繞射）測定之繞射角度之半頻寬來评 價。又，如上所述所謂「結晶性於厚度方向上大致相 同」，具體而言係指上述資料於上述厚度方向上之不均為 特定之值以下（例如，資料之不均相對於平均值細〇%以 内）。又，若根據上述結晶性之評價手法進行測定，則較 之第1區域31及第2區域32，貼合區域33之結晶性更差。 再者，於圖i所示之步驟（S2〇)中，如圖2所示係將训單 晶錠m矩陣狀配置複數行x複數列而構成，但亦可為其他 配置。參照圖9及圖10,說明Sic單晶錢k集合體之構成 之變形例。再者’圖9及圖1◦係將複數個SiC單晶錠i彙集 而形成之集合體之平面模式圖。 例如，如圖9料，圖i之步驟（S2〇)中之含有複數個W 單晶錠1之集合體中，於特定之方向(圖9中沿著上下方向 之方向）上將複數個SiC單晶錠i經由排歹,】而成之行成 為複數行（圖9中為2行，但亦可為3行以上）係相互經由Si層 156417.doc •10· 201207173 2並與該Si層2接觸之狀態。該集合體亦可為各行中之^層2 於該特定方向上之位置於每_行皆不同之構成。於該情曰形 時，成為Si層2於SiC單晶錠r角部朝3個方向延伸之構 成。另一方面，圖2及圖3所示之集合體中之Sic單晶錠丨之 配置中，成為Si層2自該角部朝4個方向延伸之狀態。因 此，圖9所示之配置更可減少與該角部鄰接之以層2之體 積〜、’、σ果為於形成將S i C單晶錠1彼此以（來源於s丨層2 之）SlC層3、4而連接之構造之情形時，以層2之體積於_ 上述角部附近變大，故而可抑制產生無法由以層2而充分 形成SiC層3、4(無法形成藉由Sic層3、4而將鄰接之训單 晶錠1彼此充分接合之連接構造）之問題。 又，圖1之步驟（S20)中之含有複數個Sic單晶錠丨之集合 體中’亦可採用如圖H)所示之配置。於圖1G中，沉單晶 錠1之平面形狀成為六角形狀。而且，以將該平面形狀為 六角形狀（亦即具有六角柱狀之外形）之加單晶錠ι之端面 經由Si層2而接觸之方式構成集合體。藉由此種構成，於 S/C單晶錠個角部中_2朝3個方向延伸，故而可獲 传與圖9所示之集合體相同之效果。 又於上述奴化矽基板之製造方法中於步驟 中亦可以覆蓋應成為接合層之層即^層2上之方式而如 圖或圊12所示配置上覆構件5。再者，圖"及圖^ 2係對 應於圖3。以下，參照_及圖12，說明^之步驟㈣）中 之含有SiC單晶錠丨之集合體之構成的變形例。 如圖11及圖12所示，於作為加工對象物之训單晶鍵κ 156417.doc 201207173 間配置有Si層2之加工對象物即集合體中，亦可以覆蓋該“ 層2上之方式而配置上覆構件5。作為該上覆構件5，可使 用例如SiC製之基板》上覆構件5之平面形狀只要為基本上 沿著Si層2之平面形狀而覆蓋該“層2之上部端面之構成， 則可為任意之形狀。例如，亦可配置成將較小尺寸之基板 (例如SiC基板）沿著Si層2之上端而排列複數個。藉此二於 進行將Si層2轉換為SiC層3等之熱處理時(實施步驟(S3〇)或 步驟（S40)時），可抑制例如Si自所形成之Sic層3、4等升化 並散逸。 又，如圖12所示，亦可於該上覆構件5下配置上覆“層 6。藉由配置此種上覆Si層6 ’可使上覆構件5與沉單晶鍵 1之間之密著性更加提高。再者，亦可替代上覆以層6而配 置含有碳（C)之層（上覆碳層）。 又，如圖13所示，亦可替代使用上述之上覆 以覆蓋排列有複數個SiC單晶錠丨之第丨層“之上部表面之 方式，來配置排列有另外複數個Sic單晶錠丨之第2層42。 第1層41與第2層42係經由中間以層7而積層。第14】及第 2層42中’成為鄰接之Sic單晶錠R端面分別與應成為接 合層之Si層2接觸之狀態。 此時車乂佳為使與SiC單晶錠1之端面接觸之以層2於俯 視時之位置與PM及第2層42錯開（使僅一部分重疊， 其他大部分區域不重疊）。藉此’對於第1層41，可將第2 層42用作與上述上覆構件發揮相同效果之構件。又，藉由 如此形成將队單晶錄1堆積2層、或3層以上之複數層㈣ 156417.doc 201207173 之構造’可獲得更大之Sic單晶之集合體（貼合鍵）。 其次，一面參照圖14及圖15，„面說明，之步驟（s2〇) 之其他變形例。圖14、圖15係對應於圖3。 如圖14所示’於圖i之步驟(S2〇)中，於基材“上介隔空 隙46而排列配置SiC單晶錠卜巾卫·，以覆蓋該空隙仏之方 式而配置上覆6。進而，於上覆以層6上配置含有以。之 上覆構件5。於該狀態下，將圖14所示之整個集合體加熱 至特定之溫度為止，藉此使上覆以層6熔融。該溫度只要 為上覆Si層6熔融之溫度（高於石夕之溶點之溫度），且為低於 碳化矽昇華之溫度即可。於該熱處理中，例如可使加熱溫 度為MCHTC以上且190(rc以下，更佳為15〇(^以上且 1800 C以下。而且，藉由上覆以層6溶融所形成之熔融时 流入至圖丨4所示之空隙46中。其後，若使溫度降低至矽之 熔點以下，則流入至上述空隙46中之熔融Si會再次固化。 該結果為，如圖15所示，成為於Sic單晶錠丨之間之空隙 中將流入Si層52作為固體而配置之狀態。又，成為上述上 覆構件5覆蓋流入Si層52之上部端面之狀態。如此，可獲 得圖2及圖3所示之應成為貼合Sic單晶錠i之狀態之集合 體。而且，對於如此之流入Si層52,亦可藉由實施圖"斤 示之步驟（S30)〜步驟（S50)而轉換為SiC層。該結果為可 形成將SiC單晶錠1彼此藉由含有Sic層之接合層（貼合層）而 連接之單晶錠集合體（貼合錠）。然後，藉由實施圖丨之步驟 (S60)而可獲得SiC貼合基板。再者，亦可將上述各實施形 態之構成加以適當組合。 156417.doc 201207173 、下列舉本發明之特徵性構成，但其中具有與上述說 明局部重複之部分。 本發明之碳化矽基板之製造方法係Sic貼合基板之製造 方法，其包括：準備複數個含有碳化矽（Sic)之單晶體之步 驟（S1〇);形成集合體之步驟（圖1之步驟（S20));將單晶體 彼此連接之步驟（圖丨之步驟（S30));及對集合體進行切片 之步驟(圖1之步驟(S60))。形成集合體之步驟(S20)中，係 配置成將含有矽（Si)之接合層（8丨層2、中間^層7、流入^ 層52)夾持於複數個單晶體（Sic單晶錠丨）之間而排列，形成 單晶體之集合體。將8汜單晶錠i彼此連接之步驟即上述步 驟（S30)令，係藉由加熱集合體而使接合層（^層2、中間以 層7、流入Si層52)之至少一部分碳化矽化，並且藉由接合 層中已碳化矽化之部分，經由接合層而將鄰接之Sic單晶 錠1彼此連接。對集合體進行切片之切片步驟（S6〇)中係 對將S i C單晶鍵1彼此連接後之集合體進行切片。 如此，將複數個SiC單晶錠1藉由已碳化矽化之接合層即 SiC層3、4而連接，形成較大的碳化矽錠（貼合錠）後，對該 錠進行切片，藉此可高效地獲得複數塊較之對含有單一之 單晶體之錠進行切片所得之尺寸更大之尺寸的碳化矽基板 (SiC貼合基板30)。而且，若使用尺寸較大的Sic貼合基板 30來製造半導體裝置，則可使於合基板3〇上可形 成之半導體裝置（晶片）之數量多於先前。該結果為，可降 低半導體裝置之製造成本。 又，如上所述形成較大的錠，並對該錠進行切片，藉此 156417.doc 201207173 獲得本發明之碳化矽基板（SiC貼合基板30)，故而與將厚度 較薄的單晶體接合並逐塊形成SiC貼合基板（碳化矽基板）之 情形相比，可一次製造複數塊SiC貼合基板。因此，與將 • 厚度較薄的單晶體接合並逐塊形成碳化矽基板（Sic貼合基 板）之情形相比’ SiC貼合基板30之製造成本亦可降低。 上述碳化矽基板之製造方法亦可進而包括於上述連接之 步驟（圖1之步驟（S3 0))之後且上述切片之步驟（圖1之步驟 (S60)之前，自接合層上去除矽之步驟（圖1之步驟（S5〇))。 於該情形時’可使接合層即SiC層3、4中不殘存石夕（Si)， 故而可抑制產生因該SiC層3、4(SiC貼合基板30中之貼合 區域33)中殘存有矽而導致之問題。例如，若具有該接合 層之碳化矽基板（SiC貼合基板30)之接合層即貼合區域33中 殘存有矽，則於對SiC貼合基板30進行熱處理等時當該熱 處理溫度到達矽之熔點附近之情形時，可能會將矽自貼合 區域33向外部排出。若如此將矽自貼合區域33向外部排出 後，則該貼合區域33之密度下降，其結果會使該貼合區域 33之強度降低之可能性上升。若如此貼合區域33之強度降 低，則可能導致SiC貼合基板30破損、或者所排出之矽對 於SiC貼合基板30之處理造成惡劣影響。然而，藉由實施 - 上述步驟（S50)可抑制上述問題之產生。 於上述碳化矽基板之製造方法中，於上述連接之步驟 (圖1之步驟（S30))中，亦可使用液相成長法αρΕ(π叭比 phase epitaxy)法）而使接合層（以層2、中間以層？、流入w 層52)之至少一部分碳化矽化。於該情形時，可使“層2之 156417.doc _ ι<. 201207173 一部分確實碳化矽化。 於上述碳化矽基板之製造方法中，於連接之步驟（圖【之 步驟（S30))中，接合層（8丨層2及中間以層7)之一部分碳化矽 化又，上述石反化石夕基板之製造方法亦可進而包含以下步 驟：於連接之步驟即圖丨之步驟（S3〇)之後，以沿著接合層 之延伸方向（例如沿著Si層2之延伸方向即厚度方向）形成溫 度梯度之方式而加熱集合體，藉此自已碳化矽化之接合層 之σ卩分（Sic層3)向接合層中未碳化矽化之部分（例如圖4 之Si層2)而使碳化矽成長（圖丨之步驟（S4〇))。又上述連接 之步驟（圖1之步驟（S3〇))中，亦可於含有碳之環境中加熱 上述集合體。 於°亥情形時，可提高已碳化石夕化之接合層中之碳化石夕之 比例。因此’可使藉由已碳化矽化之接合層（圖6之SiC層 3、4 ’亦稱為連接層）而連接SiC單晶錠1間之連接強度提 而0 於上述碳化矽基板之製造方法中，於形成集合體之步驟 (圖1之步驟（S20))中，亦可使用以矽為主成分之薄片狀構 件作為接合層（Si層2 '中間Si層7)。於該情形時，藉由將 薄片狀構件配置於SiC單晶錠1之間，可容易地構成集合 體。 於上述碳化矽基板之製造方法中，形成集合體之步驟 (圖1之步驟（S20))亦可包含以下步驟：將複數個sic單晶錠 1配置成如圖14所示介隔間隙而排列；以覆蓋間隙之方式 配置以石夕為主成分之接合構件（圖14之上覆Si層6);及加熱 156417.doc •16· 201207173 該接合構件(上覆Si層6)並使其熔融，使已熔融之接合構件 流入至間隙而形成接合層（流入Si層52)。 於該情形時，由於已熔融之接合構件流入至間隙，故而 可將已熔融之上覆以層6配置於間隙之各個角落。因此， 可由該流人Si層52而填充間隙，故而可使接合構件（亦即流 入Si層52)與SiC單晶錠i之端面（間㉟中露出之表面）確實接 觸。因此，對於流入Si層52已碳化石夕化之部分，可更確實 地進行該部分與SiC單晶錠1之連接。 於上述碳切基板之製造方法中，於形成集合體之步驟 (圖1之步驟(S20))中’亦可使用化學氣相成長法（㈣法）而 形成接合層（Si層2 '中間Si層7)。於該情形時，可替代準 備薄片狀之接合層並個別配置於Sic單晶錠匕間之步驟， 對介隔特定之間隙而排列之複數個批單晶鍵！，於該間隙 使用CVD法而一次形成以層2。因此，可簡化形成集合體 之步驟(圖1之步驟(S20)) ’其結果可降低训貼合基板之 製造成本。 於上述碳化石夕基板之製造方法中，於連接之步驟（圖^ 步驟(S30))中，亦可於以覆蓋接合層⑶層之、中間撕、 或流入Si層52)之端面之方式而配置有蓋構件(上覆構件” 之狀態下加熱集合體。於該情形時，圖i之步驟(s3〇)中於 接合層（Si層2)之-部分碳切化時，可抑制㈣ 排出」或者可抑制Si層2暫時溶融並自配置有印之區域 (SiC單晶錠i之間之間隙）使已溶融之以層2接合層流出。 於上述碳切基板之製造方法中，蓋構件（上覆構件5) 156417.doc 201207173 亦可將碳化矽（SiC)及碳（c)之任一 者作為主成分。於該情 形時，由於上覆構件5係藉由 棺田熔點充分高的材料而構成， 故而可防止上覆構件5因上述步 v鄉（S30)中之熱處理而受到 損傷。 於上述碳化矽基板之製造方法ψ 乃在中’於連接之步驟（圖1之 步驟（S30))中，於上覆構件5盥 果口體之間亦可配置中間層 (上覆Si層6)。於該情形時，作為中間層之材料，與上覆構 件5之材質不同，可選擇與集合體（沉單晶錠i或作為接合 層之Si層2)之密著性優異之材料。因此，藉由上覆構件认 上覆Si層6可確實覆蓋作為接合層之以層2之端面。 於上述碳化矽基板之製造方法中，中間層（上覆^層6)亦 可將石夕⑼及碳（C)之任-者作為主成分。尤其於使用石夕作 為中間層之情形時，可更加提高中間層與集合體之密著 性0 本發明之碳化矽基板即SiC貼合基板30係包括：含有碳 化矽之複數個單晶區域（圖8之第1區域31及第2區域32)、及 接合層（貼合區域33)。貼合區域33含有碳化矽（Sic)並且位 於複數個單晶區域（第1區域3 1及第2區域32)之間，將單晶 區域（第1區域31及第2區域32)彼此連接。單晶區域（第1區 域31及第2區域32)形成為自SiC貼合基板30之第1主表面（圖 8之上側之主表面）到達位於與該第1主表面相反側之第2主 表面（圖8之SiC貼合基板30之位於下側之背面）為止。單晶 區域（第1區域31及第2區域32)之結晶性於自第1主表面至第 2主表面為止之厚度方向上實質上相同。複數個單晶區域 156417.doc -18· 201207173 (第1區域31及第2區域32)中，第！主表面中之結晶方位相互 不同。貼合區域33較之單晶區域（第丨區域31及第2區域32) 之結晶性更差。 若如此，則由於複數個單晶區域（第丨區域31及第2區域 32)成為藉由貼合區域33而連接之狀態，故而與含有單一 之單晶區域之碳化矽基板相比，可實現主表面之面積較大 的碳化石夕基板（SiC貼合基板30)。因此，於形成半導體裝置 時可由1塊碳化矽基板而獲得更多的半導體裝置，故而可 降低半導體裝置之製造成本。 又’單晶區域（第1區域31及第2區域32)中，自第1主表 面至第2主表面為止於厚度方向上結晶性大致相同，故而 於形成立式元件之情形時並不會產生因該sic貼合基板Μ 之尽度方向上之結晶性局部劣化而導致的問題。 應認為，本次揭示之實施形態之所有方面為例示而非限 制性者。本發明之範圍係藉由申請專利範圍而非上述說明 所揭示，其設法包含與申請專利範圍均等之意義及範圍内 之所有的變更。 產業上之可利用性 本發明對於將碳化矽之單晶體貼合複數個而成之構造之 基板可特別有利地應用。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之碳化矽基板之製造方法之流程圖。 圖2係用以說明圖丨所示之碳化矽基板之製造方法之模式 156417.doc 201207173 圖3係圖2之線段III-III之剖面模式圖。 圖4係用以說明圖1所不之碳化碎基板之製造方法之模气 圖。 圖5係用以說明圖1所示之碳化矽基板之製造方法之模式 圖。 圖6係用以說明圖1所示之碳化矽基板之製造方法之模式 圖。 圖7係用以說明圖1所示之碳化石夕基板之製造方法之模式 圖0 圖8係用以說明圖丨所示之碳化矽基板之製造方法之模式 圖。 圖9係用以說明圖i所示之步驟（S2〇)中的SiC單晶錠之配 置之另一例之平面模式圖。 圖ίο係用以說明圖i所示之步驟（S2〇)中的sic單晶錠之 配置之另一例之平面模式圖。 圖11係表示圖1之步驟（S20)中的製鋥 7 τ j裒杈之變形例之剖面模 —變形例之剖 圖12係表示圖！之步驟（S2〇)中的製程之另 面模式圖。 的製程之另一變形例之剖 的製程之另一變形例之剖 的製程之另一變形例之剖 圖13係表示圖1之步驟（S2〇)中 面模式圖。 圖14係表示圖1之步驟（S2〇)中 面模式圖。 圖15係表示圖i之步驟（S2〇)中 156417.doc •20- 201207173 面模式圖。 【主要元件符號說明】 1 Sic單晶錠 2 Si層 3、4 SiC層 5 上覆構件 6 上覆Si層 7 中間Si層 10 熱處理爐 11 晶座 12 加熱器 13 真空泵 14 配管 21 硝氟酸溶液 30 SiC貼合基板 31 第1區域 32 第2區域 33 貼合區域 41 第1層 42 第2層 45 基材 46 空隙 52 流入S i層 S10〜S60 步驟 156417.doc 21

Claims (1)

1. 201207173 七、申請專利範圍： 1. 一種碳化矽基板之製造方法，其包括： 步驟（S10)，準備複數個含有碳化矽之單晶體（丨）； 步驟（S20) ’配置成將含有矽之接合層（2、7、52)夾持 於複數個上述單晶體（1)之間而排列，形成上述單晶體 ‘ （1)之集合體； 步驟（S3 0)’藉由加熱上述集合體，而使上述接合層 (2、7、52)之至少一部分碳化矽化，並且藉由上述接合 層（2、7、52)中上述已碳化矽化之部分，經由上述接合 層（2、7、52)而將鄰接之上述單晶體（1)彼此連接；及 步驟（S60) ’對將上述單晶體（1)彼此連接後之上述集 合體進行切片。 2·如請求項1之碳化矽基板之製造方法，其中上述連接之 v驟（S30)中，使用液相成長法而使上述接合層（2、7、 52)之至少一部分碳化矽化。 3.如請求項1之碳化矽基板之製造方法，其中上述連接之 步驟（S30)中’使上述接合層（2、7、52)之—部分碳化石夕 化， ^而L括以下步驟：於上述連接之步驟（㈣)之後，以 :述接合層（2、7、52)之延伸方向形成溫度梯度之 / &上述集合體’藉此自上述已碳化矽化之上述 接合層（2、7、A 山 ）之一口P分向上述接合層（2、7、52)中 I化^Mb之部分而使碳化石夕成長。 4· 如請求jg , 之妷化矽基板之製造方法，其十上述連接之 I56417.doc 201207173 步驟（S30)中，於含有碳之環境中加熱上述集合體。 5. 如請求項1之碳化矽基板之製造方法，其中上述形成集 合體之步驟（S20)中，使用以矽為主成分之薄片狀構件作 為上述接合層（2、7)。 6. 如請求項丨之碳化矽基板之製造方法，其中.上述形成集 合體之步驟（S20)包括以下步驟： 將複數個上述單晶體（1)配置成介隔間隙而排列； 以覆蓋上述間隙之方式而配置以矽為主成分之接合構 件（6);及 加熱上述接合構件（6)並使其熔融，使已熔融之上述接 合構件（6)流入至上述間隙而形成上述接合層（52)。 7·如請求項1之碳化矽基板之製造方法，其中上述形成集 合體之步驟（S20)中，使用化學氣相成長法而形成上述接 合層（2、7)。 8. 如請求項1之碳化矽基板之製造方法，其中上 步驟（S30)中，於以覆蓋上述接合層（2、52)之端面之方 式而配置有蓋構件（5)之狀態下加熱上述集合體。 9. 如請求項8之碳化矽基板之製造方法，其中上述蓋構件 (5 )係以石夕及碳之任一者作為主成分。 10. 如請求項8之碳化矽基板之製造方法，其中上述連接之 步驟（S30)中’於上述蓋構件（5)與上述集合體之間配置 有中間層（6)。 11. 如請求項10之碳化矽基板之製造方法，其中上述中間層 (6)係以碳化矽及碳之任一者作為主成分。 156417.doc 201207173 12. 一種碳化矽基板，其係碳化矽基板（3〇)，包括： 含有碳化矽之複數個單晶區域（3 1、32);及 連接層（33)，其含有碳化矽並且位於複數個上述單晶 區域（31、32)之間，將上述單晶區域（31、32)彼此連 接； 上述單晶區域（31、32)形成為自上述碳化矽基板之第1 主表面到達位於與上述第丨主表面相反側之第2主表面為 止， 上述單晶區域（3 1、32)中之結晶性於自上述第1主表面 至上述第2主表面為止之厚度方向上為相同， 複數個上述單晶區域（31、32)中’上述第1主表面中之 結晶方位相互不同， 上述連接層（33)較之上述單晶區域（31、32)之結晶性 更差。 156417.doc