碳化硅襯底制造技術(shù)

第一單晶襯底（11）具有第一側(cè)表面且由碳化硅構(gòu)成。第二單晶襯底（12）具有與第一側(cè)表面相對的第二側(cè)表面且由碳化硅構(gòu)成。接合部（BD），在第一和第二側(cè)表面之間，使第一和第二側(cè)表面彼此連接且由碳化硅構(gòu)成。接合部的至少一部分具有多晶結(jié)構(gòu)。因此，可以提供一種能夠以高產(chǎn)量制造半導(dǎo)體器件的大尺寸碳化硅襯底。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種碳化硅襯底。
技術(shù)介紹
近年來，越來越多地采用碳化硅襯底作為用于制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底。碳化硅(SiC)比更通常使用的硅(Si)帶隙大。因此，有利地，包括碳化硅襯底的半導(dǎo)體器件具有高反向擊穿電壓和低導(dǎo)通電阻，或者在高溫環(huán)境下不容易劣化的性質(zhì)。為了通過使用半導(dǎo)體襯底有效率地制造半導(dǎo)體器件，襯底的尺寸應(yīng)該大到一定程度。根據(jù)US專利No. 7314520 (PTL)，可以制造76mm (3英寸)或更大的碳化硅襯底。引用列表專利文獻(xiàn)PTL US 專利 No. 7314520
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
技術(shù)問題工業(yè)上，很難制造具有大約IOOmm或更大尺寸的碳化硅襯底。因此，很難有效率地制造使用大襯底的半導(dǎo)體器件。在使用六方晶系的SiC中的除了(0001)面之外的面的性質(zhì)的情況下，這種缺點(diǎn)變得尤其嚴(yán)重，這將在下面描述。通常通過切割由在不太可能造成堆垛層錯的(0001)面上生長獲得的碳化硅錠來制造具有較少缺陷的碳化硅襯底。因此，通過不平行于錠的生長面切割錠，獲得了具有除(0001)面之外的面取向的碳化硅襯底。因此，很難確保足夠大小的襯底，或者錠的大部分不能被有效率地使用。為此，有效地制造利用SiC的除(0001)面之外的面的半導(dǎo)體器件是尤其困難的?？紤]使用具有支撐部分且在該支撐部分上布置了多個高質(zhì)量的單晶襯底的碳化硅襯底，以代替困難地增加碳化硅襯底的尺寸。由于支撐部分不必具有這種高質(zhì)量，所以制備大的支撐部分相對容易。因此，通過增加放置在這種大支撐部分上的單晶襯底的數(shù)目，可以獲得具有必要尺寸的碳化硅襯底。然而，在碳化硅襯底中，不可避免地會在相鄰單晶襯底之間形成間隙。在使用這種碳化硅襯底制造半導(dǎo)體器件的工藝期間，外來物質(zhì)很容易積聚在間隙中。示例性的外來物質(zhì)是在制造半導(dǎo)體器件的工藝中使用的清洗液體或拋光劑或者氣氛中的塵埃。很難通過清洗完全移除外來物質(zhì)，因?yàn)樗鼈兇嬖谟谛￠g隙中。因此，外來物質(zhì)導(dǎo)致制造良率降低，這造成在制造半導(dǎo)體器件時較低的效率?？紤]到上述問題，提出了本專利技術(shù)，其目的是提供一種能夠以高良率制造半導(dǎo)體器件的大尺寸碳化硅襯底。解決問題的方案根據(jù)本專利技術(shù)的碳化硅襯底具有第一和第二單晶襯底和接合部。第一單晶襯底具有第一側(cè)表面，并且其由碳化娃構(gòu)成。第二單晶體襯底具有與第一側(cè)表面相對的第二側(cè)表面，并且其由碳化硅構(gòu)成。接合部在第一和第二側(cè)表面之間將第一和第二側(cè)表面彼此連接，并且其由碳化硅構(gòu)成。接合部的至少一部分具有多晶結(jié)構(gòu)。根據(jù)該碳化硅襯底，由于利用接合部掩埋第一和第二單晶體襯底之間，也就是，第一和第二側(cè)表面之間的間隙的至少一部分，所以在利用該碳化硅襯底制造半導(dǎo)體器件時，可以抑制外來物質(zhì)積聚在該間隙中。由于由此可以防止由這些外來物質(zhì)造成的良率降低，所以能夠以高良率制造半導(dǎo)體器件。另外，由于接合部的至少一部分具有多晶結(jié)構(gòu)，所以，與接合部整個具有單晶結(jié)構(gòu)的情況相比，能夠減輕接合部上的應(yīng)力。由此，可以抑制源于應(yīng)力的碳化硅襯底翹曲。第一和第二單晶襯底可以分別具有第一和第二背表面。該碳化硅襯底可以進(jìn)一步具有支撐部分，該支撐部分接合到第一和第二背表面中的每一個。由此，與第一和第二單晶襯底僅利用接合部彼此連接的情況相比，第一和第二單晶襯底可以更可靠地彼此耦合。第一和第二單晶襯底可以分別具有第一和第二前表面。接合部可形成為在平面圖 中在第一和第二前表面之間直線延伸。接合部的具有多晶結(jié)構(gòu)的部分在直線延伸的方向上的長度不小于接合部的整體長度的1%且不大于100%。由于該比例不低于1%，所以可以更可靠地減輕上述應(yīng)力。接合部的具有多晶結(jié)構(gòu)的部分在直線延伸的方向上的長度不小于接合部的整體長度的10%。由此，更充分地減輕了上述應(yīng)力。碳化硅襯底的平面圖中的最大長度相對于碳化硅襯底的厚度的比率不低于50且不高于500。當(dāng)該比率不低于50時，可以充分確保平面圖中碳化硅襯底的尺寸。另外，當(dāng)該比率不高于500時，可以進(jìn)一步抑制碳化硅襯底的翹曲。碳化硅襯底的平面圖中的最大長度不小于100_。由此，獲得了具有足夠尺寸的碳化硅襯底。專利技術(shù)的有利效果從上面的描述顯然地，本專利技術(shù)能夠提供一種大尺寸、較少的翹曲、并且能夠以高良率制造半導(dǎo)體器件的碳化娃襯底。附圖說明圖I是示意性示出在本專利技術(shù)的第一實(shí)施例中的碳化硅襯底的構(gòu)造的平面圖。圖2是沿著圖I中的線II - II的示意性橫截面圖。圖3A是圖I中碳化硅襯底的部分橫截面圖，示出包括具有單晶結(jié)構(gòu)的接合部的區(qū)域。圖3B是圖I中碳化硅襯底的部分橫截面圖，示出包括具有多晶結(jié)構(gòu)的接合部的區(qū)域。圖4是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第一實(shí)施例中的碳化硅結(jié)構(gòu)的方法的第一步驟的平面圖。圖5是沿著圖4中的線V - V的示意橫截面圖。圖6是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第一實(shí)施例中的碳化硅結(jié)構(gòu)的方法的第二步驟的橫截面圖。圖7是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第一實(shí)施例中的碳化硅結(jié)構(gòu)的方法的第三步驟的部分橫截面圖。圖8A是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第一實(shí)施例中的碳化硅結(jié)構(gòu)的方法的第四步驟的部分橫截面圖，示出了形成單晶結(jié)構(gòu)接合部的區(qū)域。圖8B是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第一實(shí)施例中的碳化硅結(jié)構(gòu)的方法的第四步驟的部分橫截面圖，示出了形成多晶結(jié)構(gòu)接合部的區(qū)域。圖9是示出接合部中的多晶結(jié)構(gòu)的比率和碳化硅襯底的翹曲之間關(guān)系的一個實(shí)例的曲線圖。圖10是示出碳化硅襯底在平面圖中的最大長度相對于碳化硅襯底的厚度與碳化硅襯底的翹曲之間的關(guān)系的一個實(shí)例的曲線圖。 圖11是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第二實(shí)施例中的碳化硅襯底的方法的第一步驟的橫截面圖。圖12是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第二實(shí)施例中的碳化硅襯底的方法的第二步驟的橫截面圖。圖13是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第二實(shí)施例中的碳化硅襯底的方法的第三步驟的橫截面圖。圖14是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第二實(shí)施例中的第一變形的碳化硅襯底的方法的一個步驟的橫截面圖。圖15是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第二實(shí)施例中的第二變形的碳化硅襯底的方法的一個步驟的橫截面圖。圖16是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第二實(shí)施例中的第三變形的碳化硅襯底的方法的一個步驟的橫截面圖。圖17是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第三實(shí)施例中的碳化硅襯底的方法的一個步驟的橫截面圖。圖18是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第三實(shí)施例的變形中的碳化硅襯底的方法的第一步驟的橫截面圖。圖19是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第三實(shí)施例的變形中的碳化硅襯底的方法的第二步驟的橫截面圖。圖20是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第三實(shí)施例的變形中的碳化硅襯底的方法的第三步驟的橫截面圖。圖21是示意性示出本專利技術(shù)的第四實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的部分橫截面圖。圖22是用于制造本專利技術(shù)的第四實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件的方法的示意性流程圖。圖23是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的方法的第一步驟的部分橫截面圖。圖24是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的方法的第二步驟的部分橫截面圖。圖25是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的方法的第三步驟的部分橫截面圖。圖26是示意性示出用于制造本專利技術(shù)的第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的方法的第四步驟的部分橫截面圖。具體實(shí)施例方式在下文中將參考附圖描述本專利技術(shù)的實(shí)施例。(第一實(shí)施例)參考圖I和2，本實(shí)施例中的碳化硅襯底80具有支撐部分30、被支撐部分3本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：井上博揮，原田真，堀勉，藤原伸介，
申請(專利權(quán))人：住友電氣工業(yè)株式會社，
類型：
國別省市：