碳化硅衬底、碳化硅晶片、碳化硅半导体装置的制作方法

专利2025-12-27  12


本发明涉及由碳化硅(以下也称作sic)构成的sic衬底及使用它的sic晶片、sic半导体装置。


背景技术:

1、以往,提出了在由sic构成的衬底上使sic的外延层生长而构成sic晶片、利用该sic晶片形成了mosfet等半导体元件的sic半导体装置(例如参照非专利文献1)。另外,mosfet是metal oxide semiconductor field effect transistor(金属氧化物半导体场效应晶体管)的简称。

2、上述那样的sic半导体装置例如为以下这样的结构。即,sic半导体装置具有n型的衬底、配置在衬底上的n型的漂移层、配置在漂移层上的p型的基体(base)层、和形成在基体层的表层部的n型的源极区域。此外,sic半导体装置具有以将源极区域贯通而达到漂移层的方式形成的沟槽栅构造、与基体层及源极区域电连接的第1电极以及与衬底连接的第2电极。

3、这样的sic半导体装置如以下这样制造。即,首先,在衬底上配置n型的外延层而构成sic晶片。接着,进行离子注入、活化退火等而形成基体层、源极区域等并且形成沟槽栅构造。然后,将sic晶片以芯片单位分割来进行制造。

4、现有技术文献

5、非专利文献

6、非专利文献1:s.harada et al,first demonstration of dynamiccharacteristics for sic superjunction mosfet realized using multi-epitaxialgrowth method ieee international electron devices meeting(iedm),pp.8.2.1,dec.2018.


技术实现思路

1、此外,根据本发明人的研究,确认了在制造上述那样的sic半导体装置时,有可能在进行离子注入、活化退火等时sic晶片发生翘曲。并且,如果在发生了翘曲的状态下进行各制造工序,则sic晶片破裂、或成为发生sic半导体装置的特性不良等的原因。

2、本发明鉴于上述问题,目的在于提供能够抑制翘曲的发生的sic衬底及使用它的sic晶片、sic半导体装置。

3、在本公开的一技术方案中,sic衬底的通过共振法测量的杨氏模量在500℃时为475gpa以上。

4、由此,在sic衬底上使外延层生长而构成sic晶片,在使用该sic晶片制造半导体装置时,能够抑制sic晶片的翘曲。

5、在本公开的一技术方案中,sic晶片具备上述sic衬底和在sic衬底上形成的外延层,外延层的膜厚为4~40μm。

6、由此,由于使用上述的sic衬底构成sic晶片,所以在使用sic晶片制造半导体装置时能够抑制sic晶片的翘曲。

7、在本公开的一技术方案中,sic半导体装置具备上述sic衬底和在sic衬底上形成的外延层,形成有使电流沿着衬底和外延层的层叠方向流动的半导体元件。

8、由此,由于使用上述的sic衬底构成sic半导体装置,所以能够抑制特性变动的发生。



技术特征:

1.一种碳化硅衬底,其特征在于,

2.如权利要求1所述的碳化硅衬底,其特征在于,

3.如权利要求1所述的碳化硅衬底,其特征在于,

4.如权利要求1所述的碳化硅衬底,其特征在于,

5.一种碳化硅晶片,其特征在于,

6.如权利要求5所述的碳化硅晶片,其特征在于,

7.如权利要求6所述的碳化硅衬底,其特征在于,

8.一种碳化硅半导体装置,其特征在于,


技术总结
碳化硅衬底具备通过共振法测量的杨氏模量在500℃时为475GPa以上的衬底(10)。碳化硅晶片具备上述碳化硅衬底和形成在上述碳化硅衬底上的外延层(20)。上述外延层的膜厚为4~40μm。碳化硅半导体装置具备:上述碳化硅衬底;外延层(20),形成在上述碳化硅衬底上;以及半导体元件,使电流沿着上述碳化硅衬底和上述外延层的层叠方向流动。

技术研发人员:上东秀幸
受保护的技术使用者:株式会社电装
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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