專利名稱：碳化硅襯底和制造碳化硅襯底的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碳化硅襯底和制造碳化硅襯底的方法。
背景技術(shù)：
與硅(Si)相比，碳化硅(SiC)具有寬的帶隙、高的最大擊穿電場和高的熱導(dǎo)率，載流子遷移率與硅幾乎一樣高，并具有高的飽和電子漂移速度和高的耐受電壓。因此，期望將碳化硅應(yīng)用于需要具有更高效率、更高耐受電壓和更高容量的半導(dǎo)體器件中。已知的這種半導(dǎo)體器件的一種為SiC的MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)(例如，非專利文獻(xiàn)1)。非專利文獻(xiàn)1公開了，當(dāng)在SiC襯底的(11-20)面上制造MOSFET 時，沿<1-100>方向上的漏電流為沿<0001〉方向上的漏電流的3倍。如上所述，已知的是， 即使在同一面上制造MOSFET時，晶體取向(面取向)仍對電子遷移率具有強(qiáng)烈的影響?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1 =Hiroshi YANO et al.，“ High Channel Mobility in Inversion Layer of SiC MOSFETs for Power Switching Transistors, " Jpn. J. App1. Phys. Vol.39 (2000)pp. 2008-2011。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題通常，半導(dǎo)體襯底具有在其外周一部分中形成的取向平面以有助于晶體取向的調(diào)準(zhǔn)和識別。已知在非專利文獻(xiàn)1中形成了取向平面以用于識別在SiC襯底的(11-20)面上的<0001〉方向。本發(fā)明人注意到了主面的面取向基本上為{03-38}的SiC襯底在半導(dǎo)體器件加工中的應(yīng)用。然而，在基本上以103-38}面作為主面的SiC襯底上形成取向平面的方法是未知的。在不含取向平面的情況下，難以確定面的方向、極性面等，這可能導(dǎo)致在不期望的方向上制造半導(dǎo)體器件。因此，本發(fā)明提供了一種限定面取向的SiC襯底、以及制造所述SiC襯底的方法。解決問題的手段本發(fā)明人進(jìn)行了認(rèn)真的研究，從而識別了用于在主面上形成取向平面的面取向， 所述主面相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不超過65°的角度并在 <11-20>方向上以不小于-10°且不超過10°的角度傾斜。結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)，在這種主面上制造的半導(dǎo)體器件在<11-20>方向上以不小于-10°且不超過10°的角度傾斜的方向上具有高的通道遷移率(channel mobility)。因此，根據(jù)本發(fā)明一個方面的SiC襯底包含與<11-20>方向平行的第一取向平面 (第一取向平面)、以及第二取向平面(第二取向平面)，所述第二取向平面(第二取向平面)處于與所述第一取向平面交叉的方向上，且其長度與所述第一取向平面。
根據(jù)本發(fā)明一個方面的SiC襯底包含第一取向平面和第二取向平面。通過確定第一取向平面相對短還是長，可以識別第一取向平面。由于所述第一取向平面表示高通道遷移率的<11-20>方向，所以可以在SiC襯底中通過第一取向平面來識別高通道遷移率的方向。即，能夠限定面取向。當(dāng)利用以此方式限定面取向的SiC襯底來制造半導(dǎo)體器件時，可以在高遷移率的方向上形成通道，這導(dǎo)致可制造性能得到改進(jìn)的半導(dǎo)體器件。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明一個方面的SiC襯底中，第二取向平面與第一取向平面垂直。因此，能夠更清晰地限定指示高通道遷移率方向的第一取向平面。優(yōu)選地，在根據(jù)一個方面的SiC襯底中，分別具有第一取向平面和第二取向平面的側(cè)面在與主面垂直的方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。因此，所述側(cè)面基本上垂直于所述主面，并因此易于以改進(jìn)的加工性對其進(jìn)行處理。根據(jù)本發(fā)明另一個方面的SiC襯底具有主面，所述主面具有矩形平面形狀，且相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11_20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。所述主面具有與<11-20>方向平行的第一邊、處于與所述第一邊垂直的方向上的第二邊、以及將所述第一邊連接到所述第二邊的第三邊。 所述第三邊在所述第一邊延伸的方向上投影的長度與所述第三邊在所述第二邊延伸的方向上投影的長度不同。在根據(jù)本發(fā)明另一個方面的SiC襯底中，所述主面具有第三邊，同時所述第三邊在第一邊延伸的方向上投影的長度與所述第三邊在第二邊延伸的方向上投影的長度不同。 通過確定沿第一邊投影的第三邊的長度是相對短還是相對長，能夠?qū)λ龅谝贿呥M(jìn)行識別。由于第一邊表示高通道遷移率的<11-20>方向，所以在SiC襯底中能夠?qū)Ω咄ǖ肋w移率的方向進(jìn)行識別。即，能夠限定面取向。當(dāng)利用以此方式限定面取向的SiC襯底制造半導(dǎo)體器件時，能夠在高遷移率方向上形成通道，這導(dǎo)致可制造性能得到改進(jìn)的半導(dǎo)體器件。根據(jù)本發(fā)明還另一個方面的SiC襯底具有主面，所述主面具有矩形平面形狀，且相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11_20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。所述主面具有與<11-20>方向平行的第一邊、 處于與所述第一邊垂直的方向上的第二邊、以及在將所述第一邊連接到所述第二邊的拐角附近形成的標(biāo)記。在根據(jù)本發(fā)明還另一個方面的SiC襯底中，所述主面具有在將所述第一邊連接到所述第二邊的拐角附近處的標(biāo)記。因此，通過確定相對于所述第一邊要形成標(biāo)記的位置，能夠?qū)λ龅谝贿呥M(jìn)行識別。因?yàn)樗龅谝贿叡硎靖咄ǖ肋w移率的<11_20>方向，所以在SiC 襯底中能夠?qū)Ω咄ǖ肋w移率的方向進(jìn)行識別。即，能夠限定面取向。當(dāng)利用以此方式限定面取向的SiC襯底制造半導(dǎo)體器件時，能夠在高遷移率方向上形成通道，這導(dǎo)致可制造性能得到改進(jìn)的半導(dǎo)體器件。優(yōu)選地，在根據(jù)還另一個方面的SiC襯底中，所述標(biāo)記為用激光照射的標(biāo)記、或由金剛石筆形成的刮痕。因此，能夠容易地形成所述標(biāo)記。優(yōu)選地，在根據(jù)另一個方面和還另一個方面的SiC襯底中，所述第一邊與所述第二邊的長度不同。
因此，通過確定所述第一邊是相對短還是相對長，能夠容易地識別所述第一邊。優(yōu)選地，在根據(jù)另一個方面和還另一個方面的SiC襯底中，分別具有所述第一邊和第二邊的側(cè)面在與主面垂直的方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。因此，所述側(cè)面基本上垂直于所述主面，并因此易于以改進(jìn)的加工性對其進(jìn)行處理。關(guān)于根據(jù)本發(fā)明一個方面的SiC襯底，根據(jù)一個方面的制造方法包括下列步驟。 準(zhǔn)備SiC錠。從所述錠切割SiC襯底，所述SiC襯底具有主面，該主面具有圓形或橢圓形平面形狀，并相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在 <11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。在所述SiC襯底上形成第一取向平面和第二取向平面，所述第一取向平面與<11-20>方向平行，所述第二取向平面處于與所述第一取向平面交叉的方向上且其長度與所述第一取向平面不同。關(guān)于根據(jù)本發(fā)明一個方面的SiC襯底，根據(jù)另一個方面的制造方法包括下列步驟。準(zhǔn)備SiC錠。在所述錠上形成第一取向平面和第二取向平面的步驟，所述第一取向平面與<11-20>方向平行，所述第二取向平面處于與所述第一取向平面交叉的方向上且其長度與所述第一取向平面不同。從具有所述第一取向平面和第二取向平面的錠切割SiC襯底，所述SiC襯底具有主面，所述主面具有圓形或橢圓形平面形狀，并相對于{0001}面在 <1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。關(guān)于根據(jù)本發(fā)明一個方面的SiC襯底，利用根據(jù)一個方面和另一個方面的制造方法，能夠制造SiC襯底，所述SiC襯底具有與高通道遷移率的<11-20>方向平行的第一取向平面和長度與所述第一取向平面不同的第二取向平面。因此，能夠制造根據(jù)上述本發(fā)明一個方面對面取向進(jìn)行限定的SiC襯底。關(guān)于根據(jù)本發(fā)明另一個方面的SiC襯底，根據(jù)一個方面的制造方法包括下列步驟。準(zhǔn)備SiC錠。切割SiC襯底，所述SiC襯底具有主面，所述主面具有矩形平面形狀，并相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11_20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。在所述切割步驟中以如下方式從所述錠切割所述SiC襯底，即，使得所述主面具有與<11-20>方向平行的第一邊、處于與所述第一邊垂直的方向上的第二邊以及將所述第一邊連接到所述第二邊的第三邊，其中所述第三邊在所述第一邊延伸的方向上投影的長度與所述第三邊在所述第二邊延伸的方向上投影的長度不同。關(guān)于根據(jù)本發(fā)明另一個方面的SiC襯底，根據(jù)另一個方面的制造方法包括下列步驟。準(zhǔn)備SiC錠。對所述錠進(jìn)行加工，從而在相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于 50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜的面上具有與<11-20>方向平行的第一邊、處于與所述第一邊垂直的方向上的第二邊、以及將所述第一邊連接到所述第二邊的第三邊，其中所述第三邊在所述第一邊延伸的方向上投影的長度與所述第三邊在所述第二邊延伸的方向上投影的長度不同。從所述錠切割SiC 襯底，所述SiC襯底具有主面，所述主面具有矩形平面形狀，并相對于{0001}面在<1-100> 方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于 10°的角度傾斜。
關(guān)于根據(jù)本發(fā)明另一個方面的SiC襯底，利用根據(jù)一個方面和另一個方面的制造方法，能夠制造SiC襯底，所述SiC襯底具有與高通道遷移率的<11-20>方向平行的第一邊和可被用于識別所述第一邊的第三邊。因此，能夠制造根據(jù)上述本發(fā)明另一個方面限定面取向的SiC襯底。根據(jù)還另一個方面制造SiC襯底的方法包括下列步驟。準(zhǔn)備SiC錠。切割SiC 襯底，所述SiC襯底具有主面，所述主面具有矩形平面形狀，并相對于{0001}面在<1-100> 方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于 10°的角度傾斜。所述切割步驟包括從所述錠切割所述碳化硅襯底的步驟，使得所述襯底具有與<11-20>方向平行的第一邊和處于與所述第一邊垂直的方向上的第二邊，以及在所述主面中在將所述第一邊連接到第二邊的拐角附近形成標(biāo)記的步驟。利用根據(jù)本發(fā)明還另一個方面制造SiC襯底的方法，能夠制造SiC襯底，所述SiC 襯底具有與高通道遷移率的<11-20>方向平行的第一邊和可被用于識別所述第一邊的標(biāo)記。因此，能夠制造根據(jù)上述本發(fā)明還另一個方面對面取向進(jìn)行限定的SiC襯底。發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明的SiC襯底和制造所述SiC襯底的方法，能夠限定面取向。


圖1為示意性顯示本發(fā)明實(shí)施方案1的SiC襯底的透視圖。圖2示意性顯示了本發(fā)明實(shí)施方案1的SiC襯底的平面圖和側(cè)視圖。圖3為說明本發(fā)明實(shí)施方案1的SiC襯底主面的晶體取向的示意圖。圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案1制造SiC襯底的方法的流程圖。圖5為示意性顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案1形成的SiC錠的側(cè)視圖。圖6為示意性顯示本發(fā)明實(shí)施方案1的具有第一取向平面和第二取向平面的錠的側(cè)視圖。圖7為顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案1制造SiC襯底的方法的變形例l(first variation)的流程圖。圖8為示意性顯示在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案1制造SiC襯底的方法的變形例1中從錠切割的SiC襯底的平面圖。圖9為示意性顯示在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案1制造SiC襯底的方法的變形例2中的錠的側(cè)視圖。圖10為示意性顯示本發(fā)明實(shí)施方案2的SiC襯底的透視圖。圖11示意性顯示了本發(fā)明實(shí)施方案2的SiC襯底的平面圖和側(cè)視圖。圖12為顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案2制造SiC襯底的方法的流程圖。圖13為示意性顯示本發(fā)明實(shí)施方案2的具有第一至第三邊的SiC錠的透視圖。圖14為顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案2制造SiC襯底的方法的變形例的流程圖。圖15為示意性顯示在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案2制造SiC襯底的方法的變形例中的錠的平面圖。圖16為示意性顯示本發(fā)明實(shí)施方案3的SiC襯底的透視圖。圖17示意性顯示了本發(fā)明實(shí)施方案3的SiC襯底的平面圖和側(cè)視圖。
圖18為顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案3制造SiC襯底的方法的流程圖。圖19為示意性顯示本發(fā)明實(shí)施方案3的錠的平面圖。圖20為示意性顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案3從錠切割的襯底的平面21為示意性顯示實(shí)施方案的DM0SFET的橫斷面視圖。圖22說明了根據(jù)實(shí)施方案在與<11-20>方向所成的角度與通道遷移率之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行說明。應(yīng)注意，在附圖中對相同或相應(yīng)的部分指定相同的參考符號，并不再重復(fù)對其進(jìn)行說明。在本說明書中，利用 <> 表示集體取向，利用0表示單獨(dú)面，并利用H表示集體面。盡管在晶體學(xué)方面在負(fù)指數(shù)頂上附上 “-”(橫杠)，但是在本說明書中在負(fù)指數(shù)之前附上負(fù)號。實(shí)施方案1參考圖1 3，對本發(fā)明一個實(shí)施方案的SiC襯底10進(jìn)行說明。如圖1和2中所示，SiC襯底10具有主面11、第一取向平面12和第二取向平面13。主面11具有圓形或橢圓形平面形狀。當(dāng)從上方觀察主面11時，所述圓形或橢圓形形狀因第一取向平面12和第二取向平面13而部分地包含直線部分。就這點(diǎn)而論，本文中所使用的短語“主面11具有圓形或橢圓形平面形狀”包括在平面形狀中圓形或橢圓形形狀部分具有缺口的情況。主面11相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。主面11可以在<11-20>方向上傾斜0°，S卩，可以在<11-20>方向上不傾斜。優(yōu)選的是，所述主面11相對于{03-38} 面在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。參考圖3，對主面11的面取向進(jìn)行說明。主面11包含在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜的方向和方向X。方向X位于<0001〉方向和<1-100>方向之間。即，方向X表示在{0001}面和{1-100}面之間的面，并表示相對于{0001}面傾斜 α的面。在本實(shí)施方案中，α不小于50°且不大于65°。所述{03-38}面位于{0001}面和{1-100}面之間，且同時α為約55° (54. 7° )。 換言之，所述{03-38}面相對于<0001〉軸方向以約35° (35. 3° )傾斜。因此，{03-38}面具有露出Si的表面(Si面)和露出C(碳)的表面(C面)的極性，如同{0001}面。如圖2中所示，第一取向平面12與<11-20>方向平行。優(yōu)選的是述第二取向平面 13在與第一取向平面12交叉的方向上，并與第一取向平面12垂直。在本實(shí)施方案中，第二取向平面13與方向X平行。第一取向平面12的長度L12與第二取向平面13的長度L13不同。盡管在本實(shí)施方案中第一取向平面12的長度L12比第二取向平面13的長度L13長，但是這不是限制性的。即，關(guān)于第一取向平面12的長度L12與第二取向平面13的長度L13之間的大小，任何關(guān)系都是可接受的。優(yōu)選的是，第一取向平面12的長度L12與第二取向平面13的長度L13 在使得人們能夠視覺分辨大小關(guān)系的程度內(nèi)相互不同。第一取向平面12的長度L12與第二取向平面13的長度L13是指在從上方觀察SiC襯底10時直線部分的長度，如圖2中所示。如果在圖2中所示的向上的方向X和向右的<11-20>方向的條件下，在圖2中的下側(cè)上形成第一取向平面12并在圖2中的左側(cè)上形成第二取向平面13，則主面11的極性在Si面?zhèn)壬?。另外，?OOOl)C面?zhèn)壬闲纬傻诙∠蚱矫?3。這是優(yōu)選的，因?yàn)槟軌虼_定主面11相對于(0001)面傾斜的方向。分別具有第一取向平面12和第二取向平面13的側(cè)面，優(yōu)選在與主面11垂直的方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜，更優(yōu)選在所述方向上以不小于-5°且不大于5°的角度傾斜，還更優(yōu)選與主面11垂直。如果主面11為(03-38)面，則具有第一取向平面12和第二取向平面13的側(cè)面優(yōu)選與相對于(0001)面以不小于且不大于55°的角度傾斜的面垂直。在這種情況下，易于以改進(jìn)的加工性對SiC襯底10進(jìn)行處理?，F(xiàn)在參考圖4 6，對根據(jù)本實(shí)施方案制造SiC襯底的方法進(jìn)行說明。如圖4和5中所示，首先，準(zhǔn)備SiC錠22 (步驟Si)。在步驟Sl處，例如如圖5中所示，在底部襯底21的主面21a上生長SiC錠22。主面21a相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11_20> 方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。因此，錠22的生長方向?yàn)榉较騒，且錠 22的生長表面與底部襯底21的主面21a相同。未對生長方法進(jìn)行特殊限制，例如可使用HVPE (氫化物氣相外延)法、MBE (分子束外延)法、OMVPE(有機(jī)金屬氣相外延)法、升華法、氣相外延法如CVD(化學(xué)氣相淀積)法、 助熔劑法、或液相外延法如高氮壓溶液法。如果需要，諸如在底部襯底21與SiC的組成不同時，將底部襯底21除去。其次，如圖4和6中所示，在錠22上形成第一取向平面12和第二取向平面13，所述第一取向平面12與<11-20>方向平行，所述第二取向平面13處于與第一取向平面12交叉的方向上，且其長度與第一取向平面12不同(步驟S2)。在步驟S2處，優(yōu)選第一取向平面12和第二取向平面13相互交叉。在步驟S2處，通過利用X射線衍射對第一取向平面12和第二取向平面13各自的方向進(jìn)行識別來形成所述第一取向平面12和第二取向平面13。再次，從具有第一取向平面12和第二取向平面13的錠22切割SiC襯底，所述SiC 襯底具有主面，所述主面具有圓形或橢圓形平面形狀，并相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10° 的角度傾斜(步驟S3)。在步驟S3處，分別具有第一取向平面12和第二取向平面13的側(cè)面，優(yōu)選在與主面11垂直的方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜，更優(yōu)選在所述方向上以不小于-5°且不大于5°的角度傾斜，還更優(yōu)選與主面11垂直。未對切割方法進(jìn)行特殊限制，可通過切片等從SiC錠22上切割SiC襯底10。由于在本實(shí)施方案中底部襯底21的主面21a在與方向X垂直的方向上，所以沿與圖5中所示的平面Cl平行的面對SiC襯底10進(jìn)行切割。通過實(shí)施上述步驟Sl S3，能夠制造圖1和2中所示的SiC襯底10。步驟S2和步驟S3可同時或分開實(shí)施。變形例1
現(xiàn)在參考圖7和8，對根據(jù)本實(shí)施方案制造SiC襯底10的方法的變形例1進(jìn)行說明。如圖7中所示，首先，以類似于上述方法的方式準(zhǔn)備SiC錠22 (步驟Si)。其次，如圖7和8中所示，從錠22切割SiC襯底，所述SiC襯底具有主面11，所述主面11具有圓形或橢圓形平面形狀，并相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50° 且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜(步驟 S3)。再次，在圖8中的SiC襯底上形成第一取向平面12和第二取向平面13，所述第一取向平面12與<11-20>方向平行，所述第二取向平面13處于與第一取向平面12交叉的方向上，且其長度與第一取向平面12不同(步驟S4)。未對形成第一取向平面12和第二取向平面13的方法進(jìn)行特殊限制，且例如通過切片來形成它們。通過實(shí)施上述步驟Si、S3和S4，能夠制造圖1和2中所示的SiC襯底10。變形例2現(xiàn)在參考圖7和9，對根據(jù)本實(shí)施方案制造SiC襯底10的方法的變形例2進(jìn)行說明。所述變形例2基本上與變形例1類似，但采用不同的方式準(zhǔn)備SiC錠22。如圖7和9中所示，首先，準(zhǔn)備SiC錠22 (步驟Si)。在步驟Sl處，準(zhǔn)備了例如具有{0001}面作為主面21a的底部襯底21。當(dāng)在底部襯底21的主面21a上生長SiC錠22 時，錠22的生長方向?yàn)?lt;0001〉方向，且錠22的生長表面與底部襯底21的主面21a相同。其次，如圖7和9中所示，從錠22切割SiC襯底，所述SiC襯底具有主面11，所述主面11具有圓形或橢圓形平面形狀，且相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50° 且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜(步驟S3)。如果在步驟S3處平行于底部襯底21的主面21a對SiC襯底進(jìn)行切片，則不能得到上述主面11，因?yàn)镾iC錠22的生長表面與底部襯底21的主面21a相同。因此，在變形例2 中，為了得到上述主面11，沿平面C2對SiC襯底進(jìn)行切割，所述平面C2與相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10° 且不大于10°的角度傾斜的面平行。然后，與在變形例1中一樣，在SiC襯底上形成第一取向平面12和第二取向平面 13，所述第一取向平面12與<11-20>方向平行，所述第二取向平面13處于與第一取向平面 12交叉的方向上，且其長度與第一取向平面12不同(步驟S4)。通過實(shí)施上述步驟Si、S3和S4，能夠制造圖1和2中所示的SiC襯底10?，F(xiàn)在對本實(shí)施方案的SiC襯底10的效果進(jìn)行說明。本實(shí)施方案的SiC襯底10具有與<11-20>方向平行的第一取向平面12、和第二取向平面13，所述第二取向平面13處于與第一取向平面12交叉的方向上，且其長度與第一取向平面12不同。已知的是，即使當(dāng)在同一面上制造SiC半導(dǎo)體器件時，晶體取向(面取向)也對電子遷移率具有強(qiáng)烈的影響。本發(fā)明人注意到了相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度傾斜的面(SiC襯底10的主面11)，且還發(fā)現(xiàn)，在這種面上制造的半導(dǎo)體器件在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜的方向上具有高的通道遷移率。本實(shí)施方案的SiC襯底10具有第一取向平面12和第二取向平面13。通過確定第一取向平面12相對短還是相對長，能夠識別第一取向平面12。由于第一取向平面12表示高通道遷移率的< 11-20>方向，所以在SiC襯底10中能夠識別高通道遷移率的方向。即，能夠?qū)⒏哌w移率的面取向限定在本實(shí)施方案的SiC襯底10中。因此，當(dāng)利用SiC襯底10制造半導(dǎo)體器件時，能夠識別<11-20>方向，這在半導(dǎo)體器件加工期間有助于SiC襯底10的晶片的安置。因此，能夠在高遷移率的方向上形成通道，這導(dǎo)致可制造性能得到改進(jìn)的半導(dǎo)體器件。{03-38}面在加工期間對X射線衍射是禁止面(forbidden plane)，因此其不適合作為基準(zhǔn)面。同時，利用在{03-38}面上的<11-20>軸，能夠容易地將作為低指數(shù)面的 (11-20)面用作基準(zhǔn)。另外，利用在{03-38}面上的(11-20)面的高X射線衍射強(qiáng)度，也能夠容易地將(11-20)面用作基準(zhǔn)以提高加工精度。能夠?qū)⒈緦?shí)施方案的SiC襯底10適當(dāng)?shù)赜糜陔娮悠骷珉p極晶體管、場效應(yīng)晶體管(FET)和自旋FET中，在所述SiC襯底10中，按如上所述能夠清晰地識別高通道遷移率的方向。實(shí)施方案2參考圖10和11，對本實(shí)施方案的SiC襯底30進(jìn)行說明。如圖10和11中所示， SiC襯底30具有主面31，所述主面31具有矩形平面形狀，且相對于{0001}面在<1_100> 方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于 10°的角度傾斜。在本實(shí)施方案中，當(dāng)從上方觀察SiC襯底30時，主面31具有如下形狀， 其具有在四角形的一個角中形成的凹口。主面31具有第一邊31a、第二邊31b和第三邊31c。第一邊31a與<11_20>方向平行。第二邊31b處于與第一邊31a垂直的方向上。在本實(shí)施方案中，第二邊31b與圖3 中所示的方向X平行。第三邊31c將第一邊31a連接到第二邊31b上。第三邊31c在第一邊31a延伸的方向上的長度L31a與第三邊31c在第二邊31b延伸的方向上投影的長度L31b不同。換言之，長度L31a為在<11_20>方向上凹口的寬度，且長度L31b為在方向X上凹口的寬度。盡管在本實(shí)施方案中，長度L31a比長度L31b長，但是這不是限制性的。即，關(guān)于長度L31a與長度之間的大小，任何關(guān)系都是可接受的。 優(yōu)選的是，長度L31a和長度L31b在使得人們能夠視覺分辨大小關(guān)系的程度內(nèi)相互不同。優(yōu)選的是，第一邊31a的長度與第二邊31b的長度不同。在這種情況下，能夠更容易地認(rèn)定第一邊31a和第二邊31b。分別具有第一邊31a和第二邊31b的側(cè)面32和33，優(yōu)選在與主面31垂直的方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜，更優(yōu)選在所述方向上以不小于-5°且不大于 5°的角度傾斜，還更優(yōu)選與主面31垂直。具有第三邊的側(cè)面34優(yōu)選在垂直于主面31的方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜，更優(yōu)選與主面31垂直。在這種情況下， 易于以改進(jìn)的加工性對SiC襯底10進(jìn)行處理。現(xiàn)在參考圖5、12和13，對根據(jù)本實(shí)施方案制造SiC襯底30的方法進(jìn)行說明。如圖5和12中所示，首先，以類似于實(shí)施方案1的方式準(zhǔn)備SiC錠22 (步驟Si)。然后，如圖12和13中所示，在相對于{0001}面在<1_100>方向上以不小于50° 且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜的面上對錠22進(jìn)行加工，使其具有與<11-20>方向平行的第一邊31a、處于與第一邊31a垂直的方向上的第二邊31b、以及將第一邊31a連接到第二邊31b的第三邊31c，其中第三邊31c在第一邊31a延伸的方向上投影的長度與第三邊31c在第二邊31b延伸的方向上投影的長度不同(步驟S5)。然后，如圖10和12中所示，從圖13中所示的錠22上切割SiC襯底30，所述SiC 襯底30具有主面31，所述主面31具有矩形平面形狀，且相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10° 的角度傾斜(步驟S3)。在本實(shí)施方案中，由于錠22的主面31在與方向X垂直的方向上， 所以沿與方向X垂直的面平行的面對SiC襯底30進(jìn)行切割。通過實(shí)施上述步驟Si、S3和S5，能夠制造圖10和11中所示的SiC襯底30。變形例現(xiàn)在參考圖5、14和15，對根據(jù)本實(shí)施方案制造SiC襯底10的方法的變形例進(jìn)行說明。除了同時實(shí)施形成第一邊至第三邊31a、31b和31c的步驟S5以及用于切割的步驟 S3之外，根據(jù)本變形例制造SiC襯底30的方法基本上與根據(jù)上述實(shí)施方案制造SiC襯底 30的方法相類似。具體地，如圖14中所示，首先，以類似于實(shí)施方案1的方式準(zhǔn)備如圖5和15中所示的SiC錠22 (步驟Si)。其次，如圖14和15中所示，從圖15中所示的錠22上切割SiC襯底30，使得SiC 襯底30具有第一邊至第三邊31a、31b和31c (步驟S3)。通過實(shí)施上述步驟Sl和S3，能夠制造圖10和11中所示的SiC襯底30。如上所述，在本實(shí)施方案的SiC襯底30中，主面31具有第三邊31c，其中第三邊 31c在第一邊31a延伸的方向上投影的長度L31a與第三邊31c在第二邊31b延伸的方向上投影的長度L31b不同。通過確定第三邊31c沿第一邊31a投影的長度L31a相對短還是相對長，能夠識別第一邊31a。因?yàn)榈谝贿?1a表示高通道遷移率的<11-20>方向，所以在 SiC襯底30中能夠識別高通道遷移率的方向。即，在本實(shí)施方案的SiC襯底30中能夠?qū)Ω哌w移率的面取向進(jìn)行限定。因此，當(dāng)利用SiC襯底30制造半導(dǎo)體器件時，能夠在高遷移率的方向上形成通道，這導(dǎo)致可制造性能得到改進(jìn)的半導(dǎo)體器件。實(shí)施方案3參考圖6和17，對本實(shí)施方案的SiC襯底40進(jìn)行說明。如圖16和17中所示，本實(shí)施方案的SiC襯底40具有主面41，所述主面41具有矩形平面形狀，且相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10° 且不大于10°的角度傾斜。在本實(shí)施方案中，當(dāng)從上方觀察SiC襯底30時，主面31呈四角形。盡管可以使用另一種矩形平面形狀，但是從增大主面41的面積考慮，優(yōu)選使用四角形。主面41具有第一邊41a、第二邊41b和標(biāo)記(記號)45。第一邊41a與<11_20> 方向平行。第二邊41b處于與第一邊41a垂直的方向上。在本實(shí)施方案中，第二邊41b與圖3中所示的方向X平行。優(yōu)選的是，第一邊41a的長度與第二邊41b的長度不同。盡管關(guān)于第一邊41a的長度與第二邊41b的長度之間的大小，任何關(guān)系都是可接受的，但是優(yōu)選的是，這些長度在使得人們能夠視覺分辨大小關(guān)系的程度內(nèi)相互不同。因此，通過確定第一邊41a是相對短還是相對長，能夠容易地識別第一邊41a。
在將第一邊41a連接到第二邊41b的拐角附近形成標(biāo)記45。優(yōu)選的是，所述標(biāo)記 45為用激光照射的標(biāo)記、或由金剛石筆形成的刮痕。因此，能夠容易地形成標(biāo)記45，并能夠提高標(biāo)記45的加工精度。優(yōu)選的是，在<11-20>方向和方向X之間形成大小和數(shù)目都不同的標(biāo)記45。在本實(shí)施方案中，在<11-20>方向上形成更大量的標(biāo)記45。因此，能夠更容易地識別第一邊41a。優(yōu)選的是，所述標(biāo)記45為上下左右不對稱的記號、數(shù)字等。因此，可容易地確定極性面、以及與第一邊41a的方向相對應(yīng)的晶軸方向。還優(yōu)選的是，在Si面(主面)側(cè)和C面(背面)側(cè)中的一側(cè)上形成標(biāo)記45，所述一側(cè)與用于器件加工中的表面相對。SiC具有透光性能。因此，例如，即使在背面上形成標(biāo)記45且形成不具有透光性能的金屬膜等時，通過對所述主面進(jìn)行研磨，也能夠利用顯微鏡容易地辨認(rèn)出在所述背面上形成的標(biāo)記45。分別具有第一邊41a和第二邊41b的側(cè)面42和43，優(yōu)選在與主面41垂直的方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜，更優(yōu)選在所述方向上以不小于-5°且不大于 5°的角度傾斜，還更優(yōu)選與主面41垂直。在這種情況下，易于以改進(jìn)的加工性對SiC襯底 10進(jìn)行處理?，F(xiàn)在參考圖5和18 20，對根據(jù)本實(shí)施方案制造SiC襯底40的方法進(jìn)行說明。如圖5和18中所示，首先，以類似于實(shí)施方案1的方式準(zhǔn)備SiC錠22 (步驟Si)。然后，切割SiC襯底40，所述SiC襯底40具有主面41，所述主面41具有矩形平面形狀，且相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在 <11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。在該步驟中，如圖19和20中所示，從錠22切割由SiC制成的襯底47，使得襯底47 具有與<11-20>方向平行的第一邊41a和處于與第一邊41a垂直的方向上的第二邊41b (步驟S2)。然后，在襯底47的主面41中在將第一邊41a連接到第二邊41b的拐角附近形成標(biāo)記45 (步驟S6)。在步驟S6處，可將通過用激光照射形成激光照射標(biāo)記的方法、通過金剛石筆形成刮痕的方法等用作形成標(biāo)記45的方法。通過實(shí)施上述步驟Si、S2和S6，能夠制造圖16和17中所示的SiC襯底40。如上所述，在本實(shí)施方案的SiC襯底40中，主面41具有在將第一邊41a連接到第二邊41b的拐角附近的標(biāo)記45。通過確定相對于第一邊41a要形成標(biāo)記45的位置，能夠識別第一邊41a。在本實(shí)施方案中，在第一邊41a的右邊緣上形成標(biāo)記45。另外，在與第一邊41a平行的方向上形成的標(biāo)記45的數(shù)目大于在與第二邊41b平行的方向上形成的標(biāo)記 45的數(shù)目。因此，在本實(shí)施方案中能夠?qū)Φ谝贿?1a進(jìn)行識別。由于第一邊41a表示高通道遷移率的<11-20>方向，所以在SiC襯底40中能夠識別高通道遷移率的方向。即，在本實(shí)施方案的SiC襯底40中能夠?qū)Ω咄ǖ肋w移率的面取向進(jìn)行限定。因此，當(dāng)利用SiC襯底 40制造半導(dǎo)體器件時，能夠在高遷移率方向上形成通道，這導(dǎo)致可制造性能得到改進(jìn)的半導(dǎo)體器件。實(shí)施例在本實(shí)施例中，對通過形成用于識別<11-20>方向的第一取向平面、第三邊或標(biāo)記而產(chǎn)生的效果進(jìn)行了檢驗(yàn)。
具體地，制造了圖21中所示的垂直DM0SFET (雙重離子注入金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，其各自在相對于<11-20>方向不超過-90°的范圍內(nèi)具有通道。更具體地，首先，準(zhǔn)備4H多型的η型SiC襯底以作為SiC襯底110。SiC襯底110 的主面111相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在 <11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。其次，利用CVD法在SiC襯底110的主面111上形成半導(dǎo)體層112，所述半導(dǎo)體層 112由η型雜質(zhì)的濃度比SiC襯底110高的η型SiC制成。半導(dǎo)體層112的主面11 相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11_20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。再次，在已經(jīng)形成半導(dǎo)體層112的區(qū)域之外的區(qū)域中形成氧化物膜以作為離子注入防止掩模，其中所述氧化物膜已經(jīng)通過光刻和腐蝕而形成圖案。其后，將P型雜質(zhì)離子注入半導(dǎo)體層112的主面11 中。因此，在半導(dǎo)體層112的主面11 中形成P型雜質(zhì)擴(kuò)散層114。ρ型雜質(zhì)擴(kuò)散層114呈在<11-20>方向上延伸的條形。然后，在要在半導(dǎo)體層112的主面11 中形成η型雜質(zhì)擴(kuò)散層115的區(qū)域之外的區(qū)域中，形成了氧化物膜以作為離子注入防止掩模，其中所述氧化物膜已經(jīng)通過光刻和腐蝕而形成圖案。其后，將η型雜質(zhì)離子注入ρ型雜質(zhì)擴(kuò)散層114的主面中。因此，在η型雜質(zhì)擴(kuò)散層115的主面中形成了 η型雜質(zhì)擴(kuò)散層115。η型雜質(zhì)擴(kuò)散層115呈在<11_20>方向上延伸的條形。接下來，對包含ρ型雜質(zhì)擴(kuò)散層114和η型雜質(zhì)擴(kuò)散層115的半導(dǎo)體層112進(jìn)行活化退火處理。在所述活化退火處理期間，在氬氣氣氛中在約1700°C的溫度下對包含ρ型雜質(zhì)擴(kuò)散層114和η型雜質(zhì)擴(kuò)散層115的半導(dǎo)體層112進(jìn)行加熱并持續(xù)約30分鐘。因此， 將已經(jīng)按上述注入的ρ型雜質(zhì)擴(kuò)散層114中的ρ型雜質(zhì)離子和η型雜質(zhì)擴(kuò)散層115中的η 型雜質(zhì)離子活化。然后，利用要與包含ρ型雜質(zhì)擴(kuò)散層114和η型雜質(zhì)擴(kuò)散層115的半導(dǎo)體層112 的整個主面11 接觸的干燥氧化(熱氧化)，形成絕緣膜13。在干燥氧化期間，在空氣中于約1200°C的溫度下對包含ρ型雜質(zhì)擴(kuò)散層114和η型雜質(zhì)擴(kuò)散層115的半導(dǎo)體層112的主面11 進(jìn)行加熱并持續(xù)約30分鐘。然后，對包含絕緣膜13的半導(dǎo)體層112進(jìn)行氮?dú)馔嘶鹛幚?。在所述氮?dú)馔嘶鹛幚砥陂g，在一氧化氮(NO)氣體的氣氛中于約1100°C的溫度下對包含絕緣膜13的半導(dǎo)體層 112進(jìn)行加熱并持續(xù)約120分鐘。因此，將距半導(dǎo)體層112與絕緣膜13之間的界面不超過 IOnm的區(qū)域中氮?dú)鉂舛鹊淖畲笾翟O(shè)定為不小于lX1021cm_3。另外，在氬氣氣氛中對已經(jīng)進(jìn)行了氮?dú)馔嘶鹛幚淼陌雽?dǎo)體層112進(jìn)行惰性氣體退火處理。在所述氬氣退火處理期間，在氬氣氣氛下于約1100°c的溫度下對已經(jīng)進(jìn)行了氮?dú)馔嘶鹛幚淼陌雽?dǎo)體層112進(jìn)行加熱并持續(xù)約60分鐘。然后，通過除去一部分絕緣膜113，使按上述形成的絕緣膜113形成圖案。在使得在半導(dǎo)體層112的主面11 中在相對于<11-20>方向士90°的范圍內(nèi)包含通道方向的各種情況中，使絕緣膜113形成圖案。即，在使得在半導(dǎo)體層112的主面11 中通道方向平行于<11-20>方向-90°至<11-20>方向+90°的范圍內(nèi)的任意方向的各種情況中，使絕緣膜113形成圖案。
按如下除去部分絕緣膜113。在絕緣膜113的主面上形成腐蝕掩模，所述腐蝕掩模已經(jīng)通過光刻和腐蝕以露出除去了絕緣膜113的部分而形成圖案。其后，通過腐蝕將絕緣膜113的露出部分除去，從而形成圖21中所示的絕緣膜113。然后，形成源極116，以與通過除去了絕緣膜113的一部分而露出的半導(dǎo)體層112 的主面11 中η型雜質(zhì)擴(kuò)散層115的主面接觸。通過在腐蝕上述絕緣膜113之后露出的半導(dǎo)體層112的主面11 上和腐蝕掩模的主面上進(jìn)行濺射來形成由鎳構(gòu)成的導(dǎo)電膜，然后將所述腐蝕掩模除去，可形成源極116。即，將在腐蝕掩模的主面上形成的導(dǎo)電膜與腐蝕掩模一起除去(舉離(lift off))，僅留下在半導(dǎo)體層112的主面11 上形成的導(dǎo)電膜以作為源極116。對包含源極16的半導(dǎo)體層112進(jìn)行用于合金化的熱處理。在所述用于合金化的熱處理期間，在氬氣氣氛下于約950°C的溫度下對包含源極116的半導(dǎo)體層112進(jìn)行加熱并持續(xù)約2分鐘。然后，在絕緣膜113的主面上形成柵極117。按如下形成柵極117。通過光刻和腐蝕形成在將形成柵極117的部分中具有開口的抗蝕劑掩模，從而覆蓋絕緣膜113的整個主面和源極116的整個主面。通過在抗蝕劑掩模的主面上和在通過所述抗蝕劑掩模的開口而露出的絕緣膜113的主面上進(jìn)行濺射，形成由鋁制成的導(dǎo)電膜。然后，將抗蝕劑掩模除去。 即，將在抗蝕劑掩模的主面上形成的導(dǎo)電膜與抗蝕劑掩模一起除去(舉離)，僅留下在絕緣膜113的主面上形成的導(dǎo)電膜以作為柵極117。然后，在SiC襯底110的背面上形成漏極118。作為漏極118，通過在SiC襯底110 的背面上進(jìn)行濺射來形成由鎳制成的導(dǎo)電膜。通過實(shí)施上述步驟，制造了圖21中所示的各種DM0SFET 100，所述DM0SFET 100各個在相對于<11-20>方向不超過-90°的范圍內(nèi)具有通道。確定了在具有各種通道方向的 DM0SFET 100中，在半導(dǎo)體層112的主面112a (相對于{0001}面在<1_100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜的晶面)中相對于<_2110>方向的角度(° )與通道遷移率(相對值)之間的關(guān)系。將結(jié)果示于圖22中。在圖22中，縱軸表示通道遷移率(相對值)，同時橫軸表示在半導(dǎo)體層112的主面11 中相對于<11-20>方向的角度(° )。在圖22中橫軸上的角度(° )不限制相對于 <11-20>方向傾斜的方向。因此，在橫軸上的-10°是指相對于<11-20>方向以+10°傾斜的方向和以-10°傾斜的方向兩者。在圖22中縱軸上的通道遷移率(相對值)以相對值表示，其中將在半導(dǎo)體層112 的主面11 中<11-20>方向上的通道遷移率假定為1。在圖22中與橫軸上0°角(° )對應(yīng)的部分表示半導(dǎo)體層112的主面11 中的<11-20>方向。如圖22中所示，能夠看出，當(dāng)通道方向在相對于半導(dǎo)體層112的主面11 中的 <11-20>方向(<11-20方向 >)為0°角的方向上時，通道遷移率最高，且通道遷移率傾向于隨著相對于半導(dǎo)體層112的主面11 中的<11-20>方向偏離的增大而降低。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，圖22中所示的趨勢適用于如下所有情況半導(dǎo)體層112的主面11 為相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在 <11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜的晶面。
因此，從獲得高通道遷移率考慮，最優(yōu)選通道方向?yàn)榘雽?dǎo)體層112的主面11 中的<11-20>方向。即使當(dāng)通道方向?yàn)橄鄬τ诎雽?dǎo)體層112的主面11 中的<11-20>方向具有不小于-10°且不大于0°的角度的方向時(即，在<11-20>方向上傾斜士 10°的方向)，所述通道遷移率(相對值)仍大于0. 99，如圖22中所示。因此，DM0SFET 100的通道遷移率在一定程度內(nèi)的變化不易造成通道遷移率的明顯下降。因此發(fā)現(xiàn)，通過形成DM0SFET 100使得DM0SFET 100具有在半導(dǎo)體層112的主面 11 中在<11-20>方向上傾斜士 10°的范圍內(nèi)的通道方向，可以以優(yōu)異的重復(fù)性實(shí)現(xiàn)高通道遷移率。為了按如上所述制造高通道遷移率的半導(dǎo)體器件如DM0SFET，需要對半導(dǎo)體層 112的主面11 中的<11-20>方向進(jìn)行識別。由于半導(dǎo)體層112的主面11 與SiC襯底 110的主面111具有相同的晶體取向，所以需要在SiC襯底110的主面111中識別<11-20> 方向。本發(fā)明的SiC襯底10、30和40分別具有用于識別<11-20>方向的第一取向平面12、 第三邊31c和標(biāo)記45。因此，能夠在半導(dǎo)體層112的主面11 中識別<11_20>方向，從而能夠形成具有高遷移率的通道。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例可確認(rèn)，在相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度傾斜的面上制造的半導(dǎo)體器件中，在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜的方向上，通道遷移率高。還確認(rèn)了，本發(fā)明的SiC襯底10、30和40分別具有用于識別<11_20>方向的第一取向平面12、第三邊31c和標(biāo)記45，使得可制造高通道遷移率的SiC半導(dǎo)體。盡管上面已經(jīng)對本發(fā)明的實(shí)施方案和實(shí)施例進(jìn)行了描述和說明，但是其最初用意是適當(dāng)?shù)貙?shí)施方案和實(shí)施例的特征進(jìn)行合并。此外，應(yīng)理解，本文中公開的實(shí)施方案和實(shí)施例在各方面都是示例性和非限制性的。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書的項(xiàng)限定，而不是由上述說明限定，且本發(fā)明的范圍旨在包括在與權(quán)利要求書的項(xiàng)等價的范圍和含義內(nèi)的所有修改。
17
符號說明
10、30、40、110:SiC 襯底
11、21a、31、41、lll、112a主面
12第一取向平面
13第二取向平面
21底部襯底
22錠
31a,41a 第一邊
31b,41b 第二邊
31c 第三邊
32 34、42、43 側(cè)面
45 標(biāo)記
47 襯底
100 :D0M0SFET
112半導(dǎo)體層
113絕緣膜
114=P型雜質(zhì)擴(kuò)散層
115:n型雜質(zhì)擴(kuò)散層
116源極
117柵極
118漏極
L12、L13、L31a、L31b 長度
Cl、C2 平面
X:方向
權(quán)利要求
1.一種碳化硅襯底(10)，其具有主面(11)，所述主面(11)具有圓形或橢圓形平面形狀，且相對于{0001}面在<1-100> 方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于 10°的角度傾斜；與所述<11-20>方向平行的第一取向平面(1 ；和第二取向平面(13)，所述第二取向平面(1 處于與所述第一取向平面(1 交叉的方向上，且其長度與所述第一取向平面(1 不同。
2.如權(quán)利要求1所述的碳化硅襯底(10)，其中所述第二取向平面(1 與所述第一取向平面(12)垂直。
3.如權(quán)利要求1所述的碳化硅襯底(10)，其中分別具有所述第一取向平面和第二取向平面(12、13)的側(cè)面在與所述主面垂直的方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。
4.一種碳化硅襯底(30)，其具有主面(31)，所述主面(31)具有矩形平面形狀，且相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11_20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜，所述主面(31)具有與<11-20>方向平行的第一邊(31a)，處于與所述第一邊(31a)垂直的方向上的第二邊(31b)，和將所述第一邊(31a)連接到所述第二邊(31b)的第三邊(31c)，其中所述第三邊(31c)在所述第一邊(31a)延伸的方向上投影的長度與所述第三邊(31c) 在所述第二邊(31b)延伸的方向上投影的長度不同。
5.一種碳化硅襯底(40)，其具有主面(41)，所述主面具有矩形平面形狀，且相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11_20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜，所述主面Gl)具有與<11-20>方向平行的第一邊(41a)，處于與所述第一邊(41a)垂直的方向上的第二邊Glb)，和在將所述第一邊(41a)連接到所述第二邊Glb)的拐角附近形成的標(biāo)記05)。
6.如權(quán)利要求5所述的碳化硅襯底(40)，其中所述標(biāo)記05)為用激光照射的標(biāo)記，或由金剛石筆形成的刮痕。
7.如權(quán)利要求5所述的碳化硅襯底(40)，其中所述第一邊(41a)與所述第二邊(41b) 的長度不同。
8.如權(quán)利要求5所述的碳化硅襯底(40)，其中分別具有所述第一邊和第二邊(41a、 41b)的側(cè)面在與所述主面Gl)垂直的方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。
9.一種制造碳化硅襯底(10)的方法，所述方法包括 準(zhǔn)備碳化硅錠的步驟；從所述錠切割碳化硅襯底的步驟，所述碳化硅襯底具有主面，該主面具有圓形或橢圓形平面形狀，并相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜；以及在所述碳化硅襯底上形成第一取向平面(1 和第二取向平面(1 的步驟，所述第一取向平面(1 與<11-20>方向平行，所述第二取向平面(1 處于與所述第一取向平面 (12)交叉的方向上且其長度與所述第一取向平面(1 不同。
10.一種制造碳化硅襯底(10)的方法，所述方法包括 準(zhǔn)備碳化硅錠的步驟；在所述錠上形成第一取向平面(1 和第二取向平面(1 的步驟，所述第一取向平面 (12)與<11-20>方向平行，所述第二取向平面(1 處于與所述第一取向平面(1 交叉的方向上且其長度與所述第一取向平面(1 不同；以及從具有所述第一取向平面和第二取向平面(12、1；3)的錠切割碳化硅襯底，所述碳化硅襯底具有主面，所述主面具有圓形或橢圓形平面形狀，并相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10° 的角度傾斜。
11.一種制造碳化硅襯底(30)的方法，所述方法包括 準(zhǔn)備碳化硅錠的步驟；以及切割碳化硅襯底的步驟，所述碳化硅襯底具有主面(31)，所述主面(31)具有矩形平面形狀，并相對于10001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在 <11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜，在所述切割步驟中以如下方式從所述錠切割所述碳化硅襯底，即，使得所述主面(31) 具有與<11-20>方向平行的第一邊(31a)、處于與所述第一邊(31a)垂直的方向上的第二邊(31b)以及將所述第一邊(31a)連接到所述第二邊(31b)的第三邊(31c)，其中所述第三邊(31c)在所述第一邊(31a)延伸的方向上投影的長度與所述第三邊(31c)在所述第二邊 (31b)延伸的方向上投影的長度不同。
12.一種制造碳化硅襯底(30)的方法，所述方法包括 準(zhǔn)備碳化硅錠的步驟；對所述錠進(jìn)行加工的步驟，所述步驟使得所述錠在相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜的平面上，具有與<11-20>方向平行的第一邊(31a)、處于與所述第一邊(31a)垂直的方向上的第二邊(31b)以及將所述第一邊(31a)連接到所述第二邊(31b)的第三邊 (31c)，其中所述第三邊(31c)在所述第一邊(31a)延伸的方向上投影的長度與所述第三邊 (31c)在所述第二邊(31b)延伸的方向上投影的長度不同；以及從所述錠切割所述碳化硅襯底的步驟，所述碳化硅襯底具有主面(31)，所述主面(31) 具有矩形平面形狀，并相對于10001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11-20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜。
13.—種制造碳化硅襯底GO)的方法，所述方法包括 準(zhǔn)備碳化硅錠的步驟；以及切割碳化硅襯底的步驟，所述碳化硅襯底具有主面，所述主面具有矩形平面形狀，并相對于{0001}面在<1-100>方向上以不小于50°且不大于65°的角度并在<11_20>方向上以不小于-10°且不大于10°的角度傾斜，所述切割步驟包括從所述錠切割所述碳化硅襯底的步驟，使得所述襯底具有與<11-20>方向平行的第一邊(41a)和處于與所述第一邊(41a)垂直的方向上的第二邊Glb)，以及在所述主面Gl)中在將所述第一邊(41a)連接到所述第二邊Glb)的拐角附近形成標(biāo)記(45)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種SiC襯底，其具有與<11-20>方向平行的第一取向平面(12)和第二取向平面(13)，所述第二取向平面(13)處于與所述第一取向平面(12)交叉的方向上且長度與所述第一取向平面(12)不同。本發(fā)明提供了另一種SiC襯底，其具有矩形平面形狀，且所述襯底的主面包括與<11-20>方向平行的第一邊、處于與所述第一邊垂直的方向上的第二邊、和將所述第一邊連接到所述第二邊的第三邊。所述第三邊在所述第一邊延伸的方向上投影的長度與所述第三邊在所述第二邊延伸的方向上投影的長度不同。
文檔編號H01L21/02GK102171787SQ201080002811
公開日2011年8月31日 申請日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月18日
發(fā)明者佐佐木信, 增田健良 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社