JP6703915B2 - 炭化珪素半導体基板、炭化珪素半導体基板の製造方法、半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体基板の構成を示す断面図である。図1に示すように、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体基板は、n型炭化珪素基板(第1導電型の炭化珪素基板)1の第1主面(おもて面)、例えば(0001)面(Si面)、にn+型炭化珪素バッファ層(第1導電型のバッファ層)2が堆積されている。
次に、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体基板の製造方法について説明する。図2は、実施の形態1にかかる炭化珪素半導体基板の製造途中の状態を示す断面図である。まず、n型の炭化珪素でできたn型炭化珪素基板1を用意する。n型炭化珪素基板1は、例えば、不純物濃度が5×1018/cm3である炭化珪素単結晶基板である。そして、このn型炭化珪素基板1のおもて面上に、n型炭化珪素基板1の外周部のおもて面を覆うカバー治具21を載置する。この際、n型炭化珪素基板1とカバー治具21との間に隙間ができないように、カバー治具21を載置する。
図4は、実施の形態2にかかる炭化珪素半導体基板の構成を示す断面図である。図4に示すように、実施の形態2にかかる炭化珪素半導体基板は、n型炭化珪素基板1の第1主面、例えば(0001)面、にn+型炭化珪素バッファ層2とn型炭化珪素エピタキシャル層4(第1導電型のエピタキシャル層)が堆積されている。
次に、実施の形態2にかかる炭化珪素半導体基板の製造方法について説明する。図5、図6は、実施の形態2にかかる炭化珪素半導体基板の製造途中の状態を示す断面図である。まず、n型の炭化珪素でできたn型炭化珪素基板1を用意する。このn型炭化珪素基板1のおもて面上に、n型の不純物、例えば窒素原子をドーピングしながら炭化珪素でできたn型炭化珪素エピタキシャル層4を、例えば2μm程度の厚さまでエピタキシャル成長させる。n型炭化珪素エピタキシャル層4を形成するためのエピタキシャル成長の条件を、例えば不純物濃度が1×1015/cm3〜1×1018/cm3程度となるように設定してもよい。ここまでの状態が図5に示されている。
2 n+型炭化珪素バッファ層
3 n型耐圧維持層
4 n型炭化珪素エピタキシャル層
5 マスク
21 カバー治具
Claims (11)
- 端部から所定の幅までの外周部と、該外周部以外の中央部とからなる第1導電型の炭化珪素基板と、
前記炭化珪素基板の前記中央部のおもて面に設けられ、前記炭化珪素基板の導電型を決める第1の不純物と前記第1の不純物と異なるライフタイムキラーとなる元素とが添加された、前記第1の不純物の濃度が1.0×1018/cm3以上の第1導電型のバッファ層と、
前記炭化珪素基板の前記外周部のおもて面に設けられた、前記第1の不純物の濃度が前記バッファ層の濃度より低い第1導電型のエピタキシャル層と、
を含むことを特徴とする炭化珪素半導体基板。 - 前記エピタキシャル層は、耐圧維持層であり、
前記耐圧維持層は、前記バッファ層の前記炭化珪素基板側に対して反対側の表面にも設けられることを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素半導体基板。 - 前記バッファ層の前記炭化珪素基板側に対して反対側の表面、および、前記エピタキシャル層の前記炭化珪素基板側に対して反対側の表面に設けられた、前記第1の不純物の濃度が前記バッファ層の濃度より低い第1導電型の耐圧維持層をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素半導体基板。
- 前記所定の幅は、0.1mm以上、30mm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の炭化珪素半導体基板。
- 端部から所定の幅までの外周部と、該外周部以外の中央部とからなる第1導電型の炭化珪素基板の前記中央部のおもて面に、前記炭化珪素基板の導電型を決める第1の不純物と前記第1の不純物と異なるライフタイムキラーとなる元素とが添加された、前記第1の不純物の濃度が1.0×1018/cm3以上の第1導電型のバッファ層を形成する工程と、
前記炭化珪素基板の前記外周部のおもて面、および、前記バッファ層の前記炭化珪素基板側に対して反対側の表面に、前記第1の不純物の濃度が前記バッファ層の濃度より低い第1導電型の耐圧維持層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする炭化珪素半導体基板の製造方法。 - 前記バッファ層は、前記外周部を覆うカバー治具を前記炭化珪素基板のおもて面に載置した後、エピタキシャル成長により形成することを特徴とする請求項5に記載の炭化珪素半導体基板の製造方法。
- 端部から所定の幅までの外周部と、該外周部以外の中央部とからなる第1導電型の炭化珪素基板のおもて面に、前記炭化珪素基板の導電型を決める第1の不純物の濃度が前記炭化珪素基板の濃度より低い第1導電型のエピタキシャル層を形成する工程と、
前記エピタキシャル層の前記炭化珪素基板の前記中央部と対向する領域に、前記第1の不純物と前記第1の不純物と異なるライフタイムキラーとなる元素とが添加された、前記第1の不純物の濃度が1.0×1018/cm3以上の第1導電型のバッファ層を形成する工程と、
前記エピタキシャル層および前記バッファ層の前記炭化珪素基板側に対して反対側の表面に、前記第1の不純物の濃度が前記バッファ層の濃度より低い第1導電型の耐圧維持層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする炭化珪素半導体基板の製造方法。 - 前記バッファ層は、前記中央部と対向する領域に開口部を有するマスクを前記エピタキシャル層の表面に形成した後、イオン注入により形成することを特徴とする請求項7に記載の炭化珪素半導体基板の製造方法。
- 前記所定の幅は、0.1mm以上、30mm以下であることを特徴とする請求項5〜8のいずれか一つに記載の炭化珪素半導体基板の製造方法。
- 端部から所定の幅までの外周部と、該外周部以外の中央部とからなる第1導電型の炭化珪素基板と、
前記炭化珪素基板の前記中央部のおもて面に設けられ、前記炭化珪素基板の導電型を決める第1の不純物と前記第1の不純物と異なるライフタイムキラーとなる元素とが添加された、前記第1の不純物の濃度が1.0×1018/cm3以上の第1導電型のバッファ層と、
前記炭化珪素基板の前記外周部のおもて面に設けられた、前記第1の不純物の濃度が前記バッファ層の濃度より低い第1導電型のエピタキシャル層と、
を含む炭化珪素半導体基板を有することを特徴とする半導体装置。 - 端部から所定の幅までの外周部と、該外周部以外の中央部とからなる第1導電型の炭化珪素基板と、
前記炭化珪素基板の前記中央部のおもて面に設けられ、前記炭化珪素基板の導電型を決める第1の不純物と前記第1の不純物と異なるライフタイムキラーとなる元素とが添加された、前記第1の不純物の濃度が1.0×1018/cm3以上の第1導電型のバッファ層と、
前記炭化珪素基板の前記外周部のおもて面に設けられた、前記第1の不純物の濃度が前記バッファ層の濃度より低い第1導電型のエピタキシャル層と、
を含む炭化珪素半導体基板を用いる工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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