專利名稱：制造半導(dǎo)體襯底的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體襯底的方法，并且具體來講，涉及制造包括碳化硅襯底的半導(dǎo)體襯底的方法。
背景技術(shù)：
近來，越來越多地采用SiC襯底作為用于制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底。與更廣泛使用的Si (硅)相比，SiC具有更寬的帶隙。因此，包括SiC襯底的半導(dǎo)體器件在高反向擊穿電壓、低導(dǎo)通電阻以及高溫環(huán)境下其特性降低程度小方面是有利的。為了有效率地制造半導(dǎo)體器件，要求襯底的尺寸不小于特定尺寸。根據(jù)美國(guó)專利 7314520(專利文獻(xiàn)1)，可以制造不小于76mm(3英寸)的SiC襯底。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 美國(guó)專利7314520

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題在工業(yè)上，SiC襯底的尺寸保持大致100mnK4英寸)這么小，并且因此仍然不能夠使用大尺寸的襯底來有效率地制造半導(dǎo)體器件。尤其在六面晶系的SiC中利用與(0001) 平面不同的平面的特性的情況下，以上問題尤為嚴(yán)重，以下將對(duì)此進(jìn)行描述。通常通過以下步驟來制造具有較少缺陷的SiC襯底將不太可能發(fā)生堆疊故障的 (0001)平面生長(zhǎng)而得到的SiC晶錠進(jìn)行切割。因此，通過不平行于生長(zhǎng)表面來切割出具有不同于(0001)平面的平面取向的SiC襯底。因此難以確保襯底的尺寸足夠大，或者不能有效利用晶錠的大部分。因此，尤其難以使用SiC的不同于(0001)平面的平面來有效率地制造半導(dǎo)體器件。替代吃力地增大SiC襯底尺寸，使用上面布置有支撐部和多個(gè)小SiC襯底的半導(dǎo)體襯底是可行的?？梢愿鶕?jù)需要，通過增加SiC襯底的數(shù)目來使這個(gè)半導(dǎo)體襯底的尺寸增大。然而，在這個(gè)半導(dǎo)體襯底中，在相鄰的SiC襯底之間創(chuàng)建間隙。在這個(gè)間隙中，在制造包括這個(gè)半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體器件的過程期間，有可能引入外來物質(zhì)。這些外來物質(zhì)的代表是例如，在制造半導(dǎo)體器件的過程中使用的清潔液或拋光劑或者大氣中的灰塵。這種外來物質(zhì)導(dǎo)致制造良率降低，并且導(dǎo)致制造半導(dǎo)體器件的效率降低。根據(jù)上述問題來做出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供制造大尺寸的半導(dǎo)體襯底的方法，使得能以高良率來制造半導(dǎo)體器件。解決問題的方法根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體襯底的方法具有以下步驟。準(zhǔn)備具有第一和第二碳化硅襯底的多個(gè)碳化硅襯底以及支撐部。所述第一碳化硅襯底具有面對(duì)所述支撐部并位于一個(gè)平面上的第一背面、相對(duì)于所述第一背面相反的第一正面以及將所述第一背面和所述第一正面彼此連接的第一側(cè)面。所述第二碳化硅襯底具有面對(duì)所述支撐部并位于一個(gè)平面上的第二背面、相對(duì)于所述第二背面相反的第二正面以及將所述第二背面和所述第二正面彼此連接的第二側(cè)面。所述第二側(cè)面被布置成使得在所述第一和第二正面之間具有開口的間隙被形成在所述第二側(cè)面和所述第一側(cè)面之間。加熱所述支撐部以及所述第一和第二碳化硅襯底，使得從所述第一和第二側(cè)面產(chǎn)生升華物，并由此形成封閉所述開口的接合部。所述加熱步驟具有以下步驟。將第一輻射平面的溫度設(shè)定成第一溫度，在垂直于所述一個(gè)平面并且遠(yuǎn)離所述支撐部的方向上從所述多個(gè)碳化硅襯底延伸的第一空間中，所述第一輻射平面面對(duì)所述多個(gè)碳化硅襯底。將第二輻射平面的溫度設(shè)定成高于所述第一溫度的第二溫度，在垂直于所述一個(gè)平面并且遠(yuǎn)離所述多個(gè)碳化硅襯底的方向上從所述支撐部延伸的第二空間中，所述第二輻射平面面對(duì)所述支撐部。將第三輻射平面的溫度設(shè)定成低于所述第二溫度的第三溫度，沿著所述一個(gè)平面從所述間隙延伸的第三空間中，所述第三輻射平面面對(duì)多個(gè)碳化硅襯底。根據(jù)本制造方法，將在第三空間面對(duì)多個(gè)碳化硅襯底的第三輻射平面的溫度設(shè)定成低于第二溫度的第三溫度。因此，與來自具有第二溫度的第二輻射平面的熱輻射的影響相比，來自第三輻射平面的熱輻射對(duì)間隙的影響更少。因此，由于來自第三輻射平面的熱輻射，導(dǎo)致第一和第二輻射平面之間的溫度差而產(chǎn)生的、沿著間隙的溫度梯度的干擾變少。因此，由于可以更可靠地形成以上的溫度梯度，因此可以更可靠地產(chǎn)生封閉間隙的開口的升華物。即，用本制造方法得到的半導(dǎo)體襯底中的間隙的開口更被可靠地封閉。因此，在制造包括該半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體器件的過程中，間隙中不太可能引入外來物質(zhì)，并因此由于外來物質(zhì)導(dǎo)致的良率降低得到抑制。另外，通過增加碳化硅襯底的數(shù)目，可以容易地增大半導(dǎo)體襯底的尺寸。因此，得到能以良好的良率制造半導(dǎo)體器件的大尺寸半導(dǎo)體襯底。優(yōu)選地，所述第三溫度低于所述第一溫度。因此，與來自具有第一溫度的第一輻射平面的熱輻射的影響相比，來自第三輻射平面的熱輻射對(duì)間隙的影響更少。因此，由于來自第三輻射平面的熱輻射，導(dǎo)致以上溫度梯度的干擾可以進(jìn)一步減少。優(yōu)選地，通過準(zhǔn)備具有所述支撐部以及所述第一和第二碳化硅襯底的組合襯底來執(zhí)行準(zhǔn)備所述多個(gè)碳化硅襯底和所述支撐部的步驟，并且所述組合襯底的所述第一和第二背面中的每個(gè)被接合到所述支撐部。優(yōu)選地，以上制造方法還包括將所述第一和第二背面中的每個(gè)接合到所述支撐部的步驟。在形成所述接合部的步驟的同時(shí)，執(zhí)行接合所述第一和第二背面中的每個(gè)的步驟。優(yōu)選地，所述支撐部由碳化硅構(gòu)成。優(yōu)選地，以上制造方法還包括以下步驟在具有由接合部封閉的開口的間隙中，在接合部上沉積來自支撐部的升華物。優(yōu)選地，執(zhí)行在所述接合部上沉積來自所述支撐部的升華物的所述步驟，使得具有由接合部封閉的開口的間隙作為整體移入到支撐部中。優(yōu)選地，用布置在所述第三空間外部的熱源來執(zhí)行所述加熱步驟。優(yōu)選地，所述熱源被布置在通過所述第三空間彼此分開的空間之中的、包括所述支撐部的空間中。優(yōu)選地，形成所述第三輻射平面的材料的熱導(dǎo)率低于形成所述第二輻射平面的材
5料的熱導(dǎo)率。優(yōu)選地，形成所述第三輻射平面的材料的熱導(dǎo)率低于形成所述第一輻射平面的材料的熱導(dǎo)率。優(yōu)選地，利用在所述第一至第三空間中分別布置的第一至第三發(fā)熱元件，來執(zhí)行所述加熱步驟。優(yōu)選地，相互獨(dú)立地控制所述第一至第三發(fā)熱元件。優(yōu)選地，以上制造半導(dǎo)體襯底的方法具有對(duì)第一和第二正面中的每個(gè)進(jìn)行拋光的步驟。因此，由于用作半導(dǎo)體襯底的正面的第一和第二正面可以是平坦表面，因此可以在半導(dǎo)體襯底的這個(gè)平坦表面上形成高質(zhì)量的膜。優(yōu)選地，所述第一和第二背面中的每個(gè)是通過切片形成的表面。即，所述第一和第二背面中的每個(gè)是通過切片形成而隨后沒有進(jìn)行拋光的表面。因此，在所述第一和第二背面中的每個(gè)上形成不規(guī)則體。因此，通過對(duì)所述第一和第二背面使用升華法來設(shè)置支撐部的情況下，這些不規(guī)則體中的凹部?jī)?nèi)的空間可以用作升華氣體擴(kuò)展的腔體。優(yōu)選地，在具有的壓力高于KT1Pa且低于IO4Pa的氣氛中，執(zhí)行所述加熱步驟。本發(fā)明的效果如根據(jù)以上的描述可以清楚的是，根據(jù)本發(fā)明，可以提供制造大尺寸半導(dǎo)體襯底的方法，所述襯底使得能以良好的良率來制造半導(dǎo)體器件。


圖1是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例1中的半導(dǎo)體襯底的構(gòu)造的平面圖。圖2是沿著圖1中的線II-II截取的示意性橫截面圖。圖3是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例1中的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的第一步驟的平面圖。圖4是沿著圖3中的線IV-IV截取的示意性橫截面圖。圖5是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例1中的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的第二步驟的橫截面圖。圖6是圖5的局部放大圖。圖7是用于示出本發(fā)明的實(shí)施例1中的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的熱輻射方式的示意圖。圖8是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例1中的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的第三步驟的局部橫截面圖。圖9是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例1中的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的第四步驟的局部橫截面圖。圖10是示意性示出根據(jù)比較例的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的一個(gè)步驟的橫截面圖。圖11是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例2中的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的第一步驟的橫截面圖。圖12是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例2中的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的第二步驟的橫截面圖。
圖13是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例2中的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的第三步驟的橫截面圖。圖14是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例2的第一變形中的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的一個(gè)步驟的橫截面圖。圖15是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例2的第二變形中的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的一個(gè)步驟的橫截面圖。圖16是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例2的第三變形中的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的一個(gè)步驟的橫截面圖。圖17是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例4中的半導(dǎo)體襯底的構(gòu)造的平面圖。圖18是沿著圖17中的線XVIII-XVIII截取的示意性橫截面圖。圖19是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例5中的半導(dǎo)體襯底的構(gòu)造的平面圖。圖20是沿著圖19中的線XX-XX截取的示意性橫截面圖。圖21是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例6中的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的一個(gè)步驟的橫截面圖。圖22是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例7中的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的一個(gè)步驟的橫截面圖。圖23是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例7的比較例的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的一個(gè)步驟的橫截面圖。圖M是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例8中的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的一個(gè)步驟的橫截面圖。圖25是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例9中的半導(dǎo)體襯底的制造方法中的一個(gè)步驟的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式下文中將參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例。(第一實(shí)施例) 參照?qǐng)D1和圖2，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底80a具有支撐部30和由支撐部30支撐的被支撐部10a。被支撐部IOa具有SiC襯底11-19 (碳化硅襯底)。支撐部30將各個(gè)SiC襯底11至19的背面(與圖1所示的表面相反的表面)相互連接，使得SiC襯底11至19相互固定。SiC襯底11至19中的每個(gè)SiC襯底具有在同一平面暴露的正面，例如，SiC襯底11和SiC襯底12分別具有第一正面Fl和第二正面F2 (圖 2)。因此，半導(dǎo)體襯底80a具有的表面大于SiC襯底11至19中的每個(gè)SiC襯底的表面。因此，在使用半導(dǎo)體襯底80a的情況下，與單獨(dú)使用SiC襯底11至19中的每個(gè)SiC襯底的情況相比，可以更有效率地制造半導(dǎo)體器件。另外，優(yōu)選地，支撐部30由能夠經(jīng)受不低于1800°C的溫度的材料制成，并且例如， 其由碳化硅、碳或難熔金屬制成。示例性的難熔金屬是鉬、鉭、鎢、鈮、銥、釕或鋯。注意的是， 當(dāng)在以上的材料之中采用碳化硅作為支撐部30的材料時(shí)，可以使支撐部30的物理特性更接近于SiC襯底11至19的物理特性。此外，在被支撐部IOa中，在SiC襯底11至19之中存在間隙VDa，并且這個(gè)間隙VDa的正面?zhèn)?圖2中的上側(cè))通過接合部Bda來封閉。接合部BDa包括位于第一正面Fl 和第二正面F2之間的部分，使得第一正面Fl和第二正面F2彼此平滑連接?，F(xiàn)在，將描述本實(shí)施例中的半導(dǎo)體襯底80a的制造方法。以下，為了便于進(jìn)行簡(jiǎn)要描述，可以只提及SiC襯底11至19之中的SiC襯底11和12，然而，同樣類似于SiC襯底 11和12來處理SiC襯底13至19。參照?qǐng)D3和圖4，準(zhǔn)備組合襯底80P。組合襯底80P具有支撐部30和SiC襯底組 10 (多個(gè)碳化硅襯底)。SiC襯底組10包括SiC襯底11 (第一碳化硅襯底)和SiC襯底 12 (第二碳化硅襯底)。SiC襯底11具有面對(duì)支撐部30并且位于第一平面PLl ( 一個(gè)平面)上的第一背面 Bi、相對(duì)于第一背面Bl相反并且位于第二平面PL2上的第一正面Fl以及將第一背面Bl和第一正面Fl彼此連接的第一側(cè)面Si。第一背面Bl接合到支撐部30。類似地，SiC襯底12 具有面對(duì)支撐部30并且位于第一平面PLl上的第二背面B2、相對(duì)于第二背面B2相反并且位于第二平面PL2上的第二正面F2以及將第二背面B2和第二正面F2彼此連接的第二側(cè)面S2。第二背面B2接合到支撐部30。第二側(cè)面S2被布置成使得在第一側(cè)面Sl和第二側(cè)面S2之間形成間隙GP，間隙GP在第一正面Fl和第二正面F2之間具有開口 CR。參照?qǐng)D5和圖6，準(zhǔn)備用于加熱組合襯底80P的加熱設(shè)備。加熱設(shè)備具有熱絕緣容器40、加熱器(熱源)50、第一加熱元件91a和第二加熱元件92以及加熱器電源150。熱絕緣容器40由高度熱絕緣性的材料形成。例如，加熱器50是電氣電阻加熱器。第一加熱元件91a和第二加熱元件92具有用于從加熱器50吸收輻射熱并且向著組合襯底80P輻射所得到的熱的功能。即，第一加熱元件91a和第二加熱元件92具有用于加熱組合襯底8(^的功能。例如，第一加熱元件91a和第二加熱元件92由具有低孔隙率的石墨形成。然后，將第一加熱元件91a、組合襯底80P和第二加熱元件92容納在布置有加熱器 50的熱絕緣容器40中。以下將描述它們之間的位置關(guān)系。第一步，將組合襯底80P布置在加熱元件91a上，使得SiC襯底組10面對(duì)第一加熱元件91a的第一輻射平面RPl。因此，在垂直于第一平面PLl且遠(yuǎn)離支撐部30的方向上從SiC襯底組10延伸的第一空間SPl (圖7)中，第一輻射平面RPl面對(duì)SiC襯底組10。第二步，將第二加熱元件92的第二輻射平面RP2布置在組合襯底80P上，以便面對(duì)支撐部30。將第一加熱元件91a和第二加熱元件92中的每個(gè)布置在沿著第一平面PLl 從間隙GP延伸的第三空間SP3(圖7)外部。因此，在垂直于第一平面PLl且遠(yuǎn)離SiC襯底組10的方向上從支撐部30延伸的第二空間SP2(圖7)中，第二輻射平面RP2面對(duì)支撐部 30。第三步，將加熱器50布置在沿著第一平面PLl從間隙GP延伸的第三空間SP3 (圖 7)的外部。更具體來講，將加熱器50布置在通過第三空間彼此分開的空間之中的包括支撐部30的空間(圖5中的第一平面PLl上方的空間)中。因此，在第三空間SP3(圖7)中， 熱絕緣容器40的輻射平面RP3面對(duì)SiC襯底組10。然后，用加熱器50加熱支撐部30以及SiC襯底11和12。以下將描述這個(gè)加熱步
馬聚ο最初，將熱絕緣容器40中的氣氛設(shè)定成通過降低大氣壓力而得到的氣氛。優(yōu)選地，將氣氛的壓力設(shè)定成高于KT1Pa并低于IO4Pa的壓力。
注意的是，以上的氣氛可以是惰性氣體氣氛。例如，可以使用諸如He或Ar的稀有氣體、氮?dú)饣蛘呦∮袣怏w和氮?dú)獾臍怏w混合物作為惰性氣體。在使用這種氣體混合物時(shí)，將氮?dú)獾谋壤O(shè)定為例如60%。另外，處理腔室內(nèi)的壓力優(yōu)選地被設(shè)定成50kPa或更低，并且更優(yōu)選地設(shè)定為IOkPa或更低。然后，將第一加熱元件91a的第一輻射平面RP1、第二加熱元件PR2的第二輻射平面RP2和熱絕緣容器40的第三輻射平面RP3的各個(gè)溫度設(shè)定成第一至第三溫度。第二溫度被設(shè)定成高于第一溫度。另外，第三溫度被設(shè)定成低于第二溫度并且優(yōu)選地低于第一溫度。參照?qǐng)D8，當(dāng)?shù)诙囟缺辉O(shè)定成高于第一溫度時(shí)，第二面ICb上的溫度高于第一面 ICt上的溫度，所述第二面ICb是SiC襯底組10面對(duì)支撐部30的面，第一面ICt是SiC襯底組10面對(duì)第一加熱元件91a的面。即，在SiC襯底組10的厚度方向(圖8中的垂直方向)上產(chǎn)生溫度梯度。這個(gè)溫度梯度造成產(chǎn)生升華物并且使升華物如圖中箭頭所示地行進(jìn)，從SiC襯底11和12的表面，即第一側(cè)面Sl和第二側(cè)面S》之中的更靠近第二面ICb 的處于相對(duì)高溫的間隙GP內(nèi)的區(qū)域行進(jìn)至更靠近第一面ICt的處于相對(duì)低溫的區(qū)域。進(jìn)一步參照?qǐng)D9，以上的升華物形成接合部BDa，接合部BDa以將側(cè)面Sl和S2彼此連接的方式封閉開口 CR。因此，間隙GP(圖8)變成由接合部BDa封閉的間隙VDa(圖9)。注意的是，進(jìn)行驗(yàn)證以上的加熱溫度的實(shí)驗(yàn)。然后，存在以下這類問題在加熱器 50的溫度被設(shè)定成1600°C時(shí)，接合部BDa沒有充分形成，并且在加熱器50的溫度被設(shè)定成 3000°C時(shí)，SiC襯底11和12受損。然而，在1800°C、2000°C和2500°C的每個(gè)溫度處沒有發(fā)現(xiàn)這些問題。另外，在將加熱器50的設(shè)定溫度固定在2000°C的情況下，驗(yàn)證以上加熱期間的氣氛壓力。結(jié)果，在IOOkPa處，沒有接合部BDa形成，而在50kPa處，接合部BDa不太可能形成。然而，在10kPa、100Pa、lPa、0. IPa和0. OOOlPa的每個(gè)壓力處沒有發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題。然后，將如下情況描述為比較例(圖10)假設(shè)加熱器50的一部分位于第一平面 PLl和第二平面PL2之間的空間中。在這種情況下，不是由熱絕緣容器40而是由加熱器50 來實(shí)現(xiàn)第三輻射平面RP3(圖7)中的至少一部分。因此，第三輻射平面RP3的至少一部分的溫度變得高于第二輻射平面RP2的溫度，并且因此出現(xiàn)從第三輻射平面RP3到間隙GP的強(qiáng)熱輻射。這種強(qiáng)熱輻射的影響干擾了間隙GP中的第一面ICt和第二面ICb之間的溫度梯度。因此，由于升華物的行進(jìn)(圖8和圖9中的箭頭)受到干擾，因此沒有形成接合部BDa 或者耗時(shí)地形成接合部BDa。即，在比較例中，開口 CR不太可能封閉。相比之下，根據(jù)本實(shí)施例，由于第三輻射平面RP3(圖7)的溫度(第三溫度)低于第二輻射平面RP2的溫度(第二溫度)，因此與第二輻射平面RP2的熱輻射的影響相比，第三輻射平面RP3的熱輻射對(duì)間隙GP影響更弱。因此，由于第三輻射平面RP3的熱輻射，導(dǎo)致第一輻射平面RPl和第二輻射平面RP2之間的溫度差產(chǎn)生的、沿著間隙GP的溫度梯度干擾減小。因此，由于以上的溫度梯度更可靠地產(chǎn)生，因此通過封閉間隙的開口 CR的升華物形成的接合部BDa可以更可靠地形成。即，利用本制造方法得到的半導(dǎo)體襯底80a(圖1和圖2)的間隙VDa的開口更可靠地被接合部BDa封閉。因此，在制造包括半導(dǎo)體襯底80a的半導(dǎo)體器件的過程中，間隙VDa中不太可能引入外來物質(zhì)，并且因此由于外來物質(zhì)造成的良率降低得到抑制。
另外，半導(dǎo)體襯底80a (圖2)包括各個(gè)SiC襯底的第一正面Fl和第二正面F2作為其上面將形成諸如晶體管的半導(dǎo)體器件的襯底表面。即，與單獨(dú)使用SiC襯底11和12 中的任一個(gè)SiC襯底的情況相比，半導(dǎo)體襯底80a具有的襯底表面更大。因此，通過使用半導(dǎo)體襯底80a可以有效率地制造半導(dǎo)體器件。盡管在本實(shí)施例中SiC襯底組10布置在第一加熱元件91a上，但是諸如石墨片的柔性構(gòu)件可以布置在SiC襯底組10和第一加熱元件91a之間。當(dāng)該構(gòu)件封閉開口 CR(圖 8)時(shí)，更可靠地阻擋升華物在開口 CR中的行進(jìn)(圖8中的箭頭)，并且因此接合部BDa更可能形成在開口 CR中。另外，在接合部BDa形成之前，可以預(yù)先在第一正面Fl和第二正面F2上形成諸如抗蝕劑膜的保護(hù)膜。因此，可以避免在第一正面Fl和第二正面F2上出現(xiàn)升華和再固化。因此，可以防止第一正面Fl和第二正面F2變粗糙。(實(shí)施例2)在本實(shí)施例中，將詳細(xì)描述實(shí)施例1中采用的組合襯底80P(圖3和圖4)的制造方法，具體是參照支撐部30由碳化硅構(gòu)成的情況。以下，為了便于進(jìn)行簡(jiǎn)要描述，可以只提及SiC襯底11至19(圖3和圖4)之中的SiC襯底11和12，然而，同樣類似于SiC襯底11 和12來處理SiC襯底13至19。參照?qǐng)D11，準(zhǔn)備均具有單晶結(jié)構(gòu)的SiC襯底11和12。具體來講，例如，通過沿著 (03-38)平面切割在六方晶系中的(0001)平面生長(zhǎng)的SiC晶錠來準(zhǔn)備SiC襯底11和12。 優(yōu)選地，背面Bl和B2的粗糙度Ra不大于100 μ m。接著，將SiC襯底11和12布置在處理腔室中的第一加熱構(gòu)件81上，使得背面Bl 和B2中的每個(gè)在一個(gè)方向(圖13中向上)上暴露。S卩，當(dāng)二維觀察時(shí)，SiC襯底11和12 并排布置。優(yōu)選地，進(jìn)行以上布置，使得背面Bl和B2彼此對(duì)齊或者第一正面Fl和第二正面 F2彼此對(duì)齊。另外，優(yōu)選地，將SiC襯底11和12之間的最短距離(圖1中的橫向方向上的最短距離)設(shè)定為5mm或更短，更優(yōu)選地Imm或更短，進(jìn)一步優(yōu)選地100 μ m或更短，另外進(jìn)一步優(yōu)選地10 μ m或更短。具體來講，例如，同樣為矩形形狀的襯底被布置成矩陣，使得相互間的距離不大于1mm。然后，如下形成將背面B 1和B2彼此連接的支撐部30 (圖4)。最初，在一個(gè)方向(圖11中向上)上暴露的背面Bl和B2中的每個(gè)和相對(duì)于背面 Bl和B2布置在一個(gè)方向(圖11中的上方)上的固體源材料20的表面SS彼此相對(duì)并且彼此間的距離為Dl。優(yōu)選地，距離Dl的平均值不小于1 μ m且不大于1cm。固體源材料20由SiC制成，并且其優(yōu)選地是具體被實(shí)現(xiàn)為例如SiC晶片的碳化硅的固體塊。代表固體源材料20的SiC的晶體結(jié)構(gòu)不受具體限制。另外，優(yōu)選地，固體源材料20的表面SS具有的粗糙度Ra不大于1mm。為了更可靠地設(shè)置距離Dl (圖11)，可以采用的隔離物83 (圖14)的高度對(duì)應(yīng)于距離D1。當(dāng)距離Dl的平均值不小于大約100 μ m時(shí)，這種方法尤其有效。然后，第一加熱構(gòu)件81將SiC襯底11和12加熱至預(yù)定的襯底溫度。另外，第二加熱構(gòu)件82將固體源材料20加熱至預(yù)定的源材料溫度。當(dāng)將固體源材料20加熱至源材料溫度時(shí)，SiC在固體源材料的表面SS處升華，使得產(chǎn)生升華物，即氣體。將這個(gè)氣體從一個(gè)方向(圖11中的上方)供應(yīng)到背面Bl和B2中的每個(gè)上。優(yōu)選地，將襯底溫度設(shè)定成低于源材料溫度，并且更優(yōu)選地，它們之間的溫度差不小于1°C且不大于100°C。另外，優(yōu)選地，襯底溫度不低于1800°C且不高于2500°C。參照?qǐng)D12，如以上供應(yīng)的氣體被固化并且在背面B 1和B2中的每個(gè)上再結(jié)晶。因此，形成將背面Bl和B2彼此連接的支撐部30p。另外，固體源材料20(圖11)被消耗并且其變小，以由此變成固體源材料20p。主要參照?qǐng)D13，隨著升華進(jìn)一步進(jìn)行，固體源材料20p (圖12)消失。因此，形成將背面Bl和B2彼此連接的支撐部30。優(yōu)選地，在形成支撐部30時(shí)，處理腔室內(nèi)的氣氛是惰性氣體。例如，可以使用諸如He或Ar的稀有氣體、氮?dú)饣蛳∮袣怏w和氮?dú)獾臍怏w混合物作為惰性氣體。在使用這種氣體混合物中，例如，氮?dú)獾谋壤辉O(shè)定為60%。另外，處理腔室中的壓力優(yōu)選地被設(shè)定為 50kPa或更低，并且更優(yōu)選地為IOkPa或更低。另外，優(yōu)選地，支撐部30具有單晶結(jié)構(gòu)。更優(yōu)選地，背面B 1上的支撐部30的晶面相對(duì)于背面Bl的晶面傾斜大不于10°，并且背面B2上的支撐部30的晶面相對(duì)于背面 B2的晶面傾斜不大于10°。當(dāng)在背面Bl和B2中的每個(gè)上外延生長(zhǎng)支撐部30時(shí)，容易地實(shí)現(xiàn)這些角度關(guān)系。注意的是，SiC襯底11、12優(yōu)選地具有六邊形晶體結(jié)構(gòu)，并且更優(yōu)選地晶體結(jié)構(gòu)為 4H-SiC或6H-SiC。另外，優(yōu)選地，SiC襯底11、12和支撐部30由晶體結(jié)構(gòu)相同的SiC單晶來形成。此外，優(yōu)選地，SiC襯底11和12中的每個(gè)中的濃度不同于支撐部30中的雜質(zhì)濃度。更優(yōu)選地，支撐部30中的雜質(zhì)濃度高于SiC襯底11和12中的每個(gè)的雜質(zhì)濃度。注意的是，例如，SiC襯底11、12具有的雜質(zhì)濃度不小于5 X IO16CnT3且不大于5 X IO19CnT3。同時(shí)， 例如，支撐部30具有的雜質(zhì)濃度不小于5X IO16CnT3且不大于5X 1021cm_3。例如，可以采用氮或磷作為以上的雜質(zhì)。另外，優(yōu)選地，第一正面Fl相對(duì)于SiC襯底11的{0001}平面的偏離角不小于50° 且不大于65°，并且第二正面F2相對(duì)于SiC襯底的{0001}平面的偏離角不小于50°且不大于65°。更優(yōu)選地，第一正面Fl的偏離取向和SiC襯底11的<1-100>方向之間的角度不大于5°，并且第二正面F2的偏離取向和襯底12的<1-100>方向之間的角度不大于5°。進(jìn)一步優(yōu)選地，第一正面Fl在SiC襯底11的<1-100>方向上相對(duì)于{03-38}平面的偏離角不小于-3°且不大于5°，并且第二正面F2在SiC襯底12的<1-100>方向上相對(duì)于103-38}平面的偏離角不小于-3°且不大于5°。在上文中，“第一正面Fl在<1-100>方向上相對(duì)于{03-38}平面的偏離角”是指第一正面Fl的法線在<1-100>方向和<0001〉方向延伸所處的投影平面上的正交投影與 {03-38}平面的法線之間形成的角度，并且當(dāng)以上的正交投影更接近平行于<1-100>方向時(shí)，符號(hào)為正，以及當(dāng)以上的正交投影更接近平行于<0001〉方向時(shí)，符號(hào)為負(fù)。在“第二正面F2在<1-100>方向上相對(duì)于{03-38}平面的偏離角”中，情況類似。另外，優(yōu)選地，第一正面Fl的偏離取向與襯底11的<11-20>方向之間的角度不大于5°，并且第二正面F2的偏離取向與襯底12的<11-20>方向之間的角度不大于5°。根據(jù)本實(shí)施例，由于背面Bl和B2中的每個(gè)上形成的支撐部30與SiC襯底11和 12類似地由SiC制成，因此SiC襯底和支撐部30的各種物理特性接近。因此，組合襯底 80P(圖3和圖4)或半導(dǎo)體襯底80a(圖1和圖幻由于各種這些物理特性差異導(dǎo)致的翹曲或裂縫可以得到抑制。另外，通過采用升華法，可以快速地形成高質(zhì)量的支撐部30。另外，如果具體采用近空間升華法作為升華法時(shí)，可以更均勻地形成支撐部30。此外，當(dāng)背面Bl和B2中的每個(gè)與固體源材料20的表面之間的距離Dl (圖11)的平均值不大于Icm時(shí)，可以降低支撐部30的膜厚度分布。另外，當(dāng)距離Dl的平均值不小于 1 μ m時(shí)，可以充分確保SiC的升華空間。此外，在形成支撐部30的步驟中，SiC襯底11和12的溫度被設(shè)定成低于固體源材料20 (圖11)的溫度。因此，升華的SiC可以有效率地固化在SiC襯底11和12上。另外，優(yōu)選地，執(zhí)行布置SiC襯底11和12的步驟，使得SiC襯底11和12之間的最短距離不大于1mm。因此，支撐部30可以被形成為使得更可靠地將SiC襯底11的背面 Bl和SiC襯底12的背面B2彼此連接。此外，優(yōu)選地，支撐部30具有單晶結(jié)構(gòu)。因此，支撐部30的各種物理特性接近類似具有單晶結(jié)構(gòu)的SiC襯底11和12中的每個(gè)的物理特性。進(jìn)一步優(yōu)選地，背面Bl上的支撐部30的晶面相對(duì)于背面Bl的晶面傾斜不大于 10°，以及背面B2上的支撐部30的晶面相對(duì)于背面B2的晶面傾斜不大于10°。因此，支撐部30的各向異性可以接近SiC襯底11和12中的每個(gè)的各向異性。另外，優(yōu)選地，SiC襯底11和12中的每個(gè)的雜質(zhì)濃度不同于支撐部30的雜質(zhì)濃度。因此，可以獲得具有雜質(zhì)濃度不同的兩層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體襯底80a(圖2)。另外，優(yōu)選地，支撐部30的雜質(zhì)濃度高于SiC襯底11和12中的每個(gè)中的雜質(zhì)濃度。因此，支撐部30的電阻率可以小于SiC襯底11和12中的每個(gè)的電阻率。因此，能夠獲得適用于制造其中電流在支撐部30的厚度方向上流動(dòng)的半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底80a， 即垂直型半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底80a。另外，優(yōu)選地，第一正面Fl相對(duì)于SiC襯底11的{0001}平面的偏離角不小于50° 且不大于65°，并且第二正面F2相對(duì)于SiC襯底12的{0001}平面的偏離角不小于50° 且不大于65°。因此，與其中第一正面Fl和第二正面F2是{0001}平面的情況相比，可以提高第一正面Fl和第二正面F2的溝道遷移率。更優(yōu)選地，第一正面Fl的偏離取向和SiC襯底11的<1-100>方向之間的角度不大于5°，并且第二正面F2的偏離取向和SiC襯底12的<1-100>方向之間的角度不大于 5°。因此，可以進(jìn)一步提高第一正面Fl和第二正面F2的溝道遷移率。進(jìn)一步優(yōu)選地，第一正面Fl在SiC襯底11的<1-100>方向上相對(duì)于{03-38}平面的偏離角不小于-3°且不大于5°，并且第二正面F2在SiC襯底12的<1-100>方向上相對(duì)于{03-38}平面的偏離角不小于-3°且不大于5°。因此，可以更進(jìn)一步提高第一正面Fl和第二正面F2的溝道遷移率。另外，優(yōu)選地，第一正面Fl的偏離取向與SiC襯底11的<11-20>方向之間的角度不大于5°，并且第二正面F2的偏離取向與SiC襯底12的<11-20>方向之間的角度不大于5°。因此，與第一正面Fl和第二正面F2是{0001}平面的情況相比，可以提高第一正面Fl 和第二正面F2的溝道遷移率。盡管在上文中以SiC晶片作為固體材料源20的例子，但是固體材料源20不限于此并且例如可以采用SiC粉末或SiC燒結(jié)物。另外，可以采用任何能夠加熱目標(biāo)物的元件作為第一加熱元件81和第二加熱元件82，以及例如，可以采用這種使用石墨加熱器的電阻加熱型元件或者是電感加熱型元件。另外，在圖11中，背面Bl和B2中的每個(gè)與固體材料源20的表面SS完全分隔開。 背面Bl和B2中的每個(gè)可以與固體材料源20的表面SS分隔開，而背面Bl和B2中的每個(gè)與固體材料源20的表面SS部分地彼此接觸。以下描述與這種情況相對(duì)于的兩個(gè)變形。參照?qǐng)D15，在這個(gè)實(shí)例中，通過將代表固體材料源20的SiC晶片翹曲來確保以上的距離。更具體來講，在本實(shí)例中，距離D2局部為零，然而，平均值無例外地超過零。另外， 優(yōu)選地，與距離Dl的平均值類似，距離D2的平均值不小于1 μ m且不大于1cm。參照?qǐng)D16，在這個(gè)實(shí)例中，SiC襯底11至13的翹曲來確保以上的距離。更具體來講，在本實(shí)例中，距離D3局部為零，然而，平均值無例外地超過零。另外，優(yōu)選地，與距離Dl 的平均值類似，距離D3的平均值不小于1 μ m且不大于1cm。注意的是，圖15和圖16中的方法的組合，也就是說，代表固體源材料20的SiC晶片的翹曲并且SiC襯底11至13的翹曲可以確保以上的距離。當(dāng)以上距離的平均值不大于100 μ m時(shí)，圖15和圖16中的每個(gè)中的方法或基于上述兩種方法的組合的方法尤其有效。另外，為了確保以上的距離，SiC襯底11至13中的每個(gè)的背面(例如，背面B 1和背面似)可以是通過切片形成的表面。即，背面可以是通過切片形成但是隨后不進(jìn)行拋光的表面。因此，在每個(gè)背面上都存在不規(guī)則體。因此，這些不規(guī)則體中的凹部?jī)?nèi)的空間可以用于確保以上的距離。(實(shí)施例3)在實(shí)施例1中，在形成接合部BDa(圖2、之前，例如，用根據(jù)實(shí)施例2的方法，將第一背面Bl和第二背面B2中的每個(gè)預(yù)先接合到支撐部30。相比之下，在本實(shí)施例中，在形成接合部BDa的同時(shí)，執(zhí)行將第一背面B 1和第二背面B2中的每個(gè)接合到支撐部30的步驟。即，在本實(shí)施例中，在準(zhǔn)備支撐部30和SiC襯底組10的步驟之后還包括將SiC襯底組10的第一背面Bl和第二背面B2中的每個(gè)接合到支撐部30的步驟，并且在形成接合部BDa(圖2、的同時(shí)來執(zhí)行這個(gè)接合步驟。注意的是，本實(shí)施例在其他方面與實(shí)施例1基本相同，并且因此將不再提供詳細(xì)的描述。根據(jù)本實(shí)施例，在形成接合部BDa的步驟的同時(shí)，執(zhí)行將第一背面Bl和第二背面 B2中的每個(gè)接合到支撐部30的步驟。因此，與單獨(dú)執(zhí)行這些步驟的情況相比，可以簡(jiǎn)化制造半導(dǎo)體襯底80a(圖1和圖2、的過程。在本實(shí)施例的變形中，可以準(zhǔn)備固體源材料20 (圖11)替代支撐部30 (圖5)，作為加熱之前準(zhǔn)備的支撐部，固體源材料20和Si襯底組10可以如實(shí)施例2中布置，并且加熱器50可以如實(shí)施例1中布置。另外，在此，如在實(shí)施例2中的每個(gè)變形中，可以采用圖15 中的構(gòu)造、圖16中的構(gòu)造或基于這些構(gòu)造的組合的構(gòu)造。
(實(shí)施例4)參照?qǐng)D17和圖18，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底80b具有由接合部BDb封閉的間隙 VDb以替代由接合部BDa封閉的間隙VDa(圖2 實(shí)施例1至實(shí)施例3)。現(xiàn)在，將描述制造半導(dǎo)體襯底80b的方法。在本實(shí)施例中，支撐部30由SiC制成，并且即使在如圖9中所示形成接合部BDa 之后，涉及升華的質(zhì)量轉(zhuǎn)移進(jìn)一步繼續(xù)。因此，從支撐部30到封閉的間隙VDa的升華也以不可忽略的程度出現(xiàn)。即，來自支撐部30的升華物沉積在接合部BDa上。因此，SiC襯底 11和12之間的間隙VDa以部分進(jìn)入到支撐部30的方式移動(dòng)，并且由此形成由接合部BDb 封閉的間隙VDb (圖18)。采用根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底80b (圖18)，可以形成厚度比半導(dǎo)體襯底80a(圖 2)的接合部BDa的厚度大的接合部BDb。(實(shí)施例5)參照?qǐng)D19和圖20，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底80c具有由接合部BDc封閉的間隙 VDc以替代由接合部BDb封閉的間隙VDb(圖18 實(shí)施例4)。利用如實(shí)施例4中的方法，通過經(jīng)由間隙VDb (圖18)的位置將整個(gè)間隙VDa(圖2)移入到支撐部30中來得到半導(dǎo)體襯底 80c。根據(jù)本實(shí)施例，可以形成厚度比實(shí)施例4中的接合部BDb的厚度進(jìn)一步更大的接合部BDc。注意的是，間隙VDc可以移動(dòng)，以到達(dá)背面?zhèn)?圖20中的下側(cè))。因此，封閉間隙 VDc變成背面?zhèn)壬系陌疾?。可以通過拋光來去除這個(gè)凹部。(實(shí)施例6)主要參照?qǐng)D21，在本實(shí)施例中，熱絕緣器93被布置成以第三空間(圖7)面對(duì)SiC 襯底組10。即，熱絕緣器93替代熱絕緣容器40來實(shí)現(xiàn)第三輻射平面RP3。熱絕緣器93的熱導(dǎo)率低于形成第二加熱元件92的材料，即第二輻射平面RP2的熱導(dǎo)率，并且優(yōu)選地低于形成由用于第一加熱元件91a(圖5)的材料相同的材料形成的第一加熱元件91b的材料， 即第一輻射平面RP 1的熱導(dǎo)率。例如，這種熱絕緣器93是碳?xì)?。根?jù)本實(shí)施例，可以采用熱絕緣器93，來更可靠地降低第三輻射平面RP3的溫度。另外，當(dāng)熱絕緣器93的熱絕緣功能足夠高時(shí)，通過熱絕緣器93形成的第三輻射平面RP3的溫度可以低于第二輻射平面RP2的溫度，即使加熱器50相對(duì)于SiC襯底組10的位置如圖21中所示，也就是說，即使加熱器50的一部分位于第三空間SP3(圖7)中。因此， 根據(jù)本實(shí)施例，加熱器50布置的自由度高于實(shí)施例1。(實(shí)施例7)參照?qǐng)D22，本實(shí)施例中的加熱設(shè)備是電感加熱爐，并且其具有被加熱元件59 (熱源)和替代加熱器50(圖5)的線圈159。被加熱元件59是例如石墨熔爐并且在熱絕緣容器40中形成基本上封閉的空間。在這個(gè)封閉空間中，布置第一加熱元件91a、第二加熱元件 92、SiC襯底組10和支撐部30。另外，如實(shí)施例6中一樣地布置熱絕緣器93。在本實(shí)施例中的加熱步驟中，最初，作為由線圈159的電感加熱的結(jié)果，被加熱元件59產(chǎn)生熱。作為這個(gè)發(fā)熱的結(jié)果，第一加熱元件91a和第二加熱元件92被加熱。根據(jù)本實(shí)施例，在采用電感加熱爐的情況下，得到如實(shí)施例6—樣的效果。如果沒有采用熱絕緣器93，則構(gòu)造如圖23中所示，也就是說，通過被加熱元件59來實(shí)現(xiàn)第三輻射平面RP3(圖7)。因此，如圖10 (實(shí)施例1的比較例)中的構(gòu)造的情況中一樣，開口 CR(圖 8)不太可能封閉。(實(shí)施例8)參照?qǐng)DM，在本實(shí)施例中，與實(shí)施例7不同，沒有設(shè)置被加熱元件59，而是通過電感加熱對(duì)第一加熱元件91a和第二加熱元件92直接加熱。根據(jù)本實(shí)施例，由于如實(shí)施例1中一樣，通過圖7所示的構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)熱輻射，因此得到如實(shí)施例1中一樣的效果。(實(shí)施例9)參照?qǐng)D25，本實(shí)施例中的加熱設(shè)備具有用于加熱的第一至第三加熱器51至53 (第一至第三發(fā)熱元件)以及第一至第三加熱器電源151至153。第一至第三加熱器51至53分別布置在第一至第三空間SPl至SP3(圖7)中。注意的是，第三加熱器53不必完全布置在第三空間中，并且應(yīng)該只有其至少一部分布置在第三空間中。第一至第三加熱器電源151至153被連接，以便能夠單獨(dú)控制第一至第三加熱器 51至53的發(fā)熱。因此，可以相互獨(dú)立地控制本實(shí)施例中的與第一至第三輻射平面RPl至 RP3(圖7)相對(duì)應(yīng)的表面，即第一加熱元件91a的表面、第二加熱元件92的表面和第三加熱器53的表面的各個(gè)溫度。因此，與第三輻射平面RP3相對(duì)應(yīng)的溫度可以被設(shè)定成低于與第二輻射平面RP2相對(duì)應(yīng)的溫度，但是不會(huì)低得太多。如果不要求像以上一樣精確的溫度控制，則可以消除第一加熱器51和第三加熱器53中的任一個(gè)或者這兩者。(附錄1)利用以下的制造方法來構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底。準(zhǔn)備具有第一碳化硅襯底和第二碳化硅襯底的多個(gè)碳化硅襯底以及支撐部。所述第一碳化硅襯底具有面對(duì)所述支撐部并位于一個(gè)平面上的第一背面、相對(duì)于所述第一背面相反的第一正面以及將所述第一背面和所述第一正面彼此連接的第一側(cè)面。所述第二碳化硅襯底具有面對(duì)所述支撐部并位于一個(gè)平面上的第二背面、相對(duì)于所述第二背面相反的第二正面以及將所述第二背面和所述第二正面彼此連接的第二側(cè)面。所述第二側(cè)面被布置成使得在所述第一正面和所述第二正面之間具有開口的間隙被形成在所述第二側(cè)面和所述第一側(cè)面之間。所述支撐部以及所述第一碳化硅襯底和所述第二碳化硅襯底被加熱，使得從所述第一和第二側(cè)面產(chǎn)生升華物，由此形成封閉所述開口的接合部。所述加熱步驟具有以下步驟。將第一輻射平面的溫度設(shè)定成第一溫度，在垂直于所述一個(gè)平面并且遠(yuǎn)離所述支撐部的方向上從所述多個(gè)碳化硅襯底延伸的第一空間中，所述第一輻射平面面對(duì)所述多個(gè)碳化硅襯底。將第二輻射平面的溫度設(shè)定成高于所述第一溫度的第二溫度，在垂直于所述一個(gè)平面并且遠(yuǎn)離所述多個(gè)碳化硅襯底的方向上從所述支撐部延伸的第二空間中，所述第二輻射平面面對(duì)所述支撐部。將第三輻射平面的溫度設(shè)定成低于所述第二溫度的第三溫度，沿著所述一個(gè)平面從所述間隙延伸的第三空間中，所述第三輻射平面面對(duì)所述多個(gè)碳化硅襯底。應(yīng)該理解，本文公開的這些實(shí)施例就每個(gè)方面而言都是示例性的并非限制性的。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書的條款而非上述描述限定，并且意圖包括與權(quán)利要求的條款等價(jià)的范圍和含義內(nèi)的任何修改形式。工業(yè)可應(yīng)用性根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體襯底的方法可尤其有利地應(yīng)用于制造包括碳化硅襯底的半導(dǎo)體襯底的方法。附圖標(biāo)記的描述10 SiC襯底組(多個(gè)碳化硅襯底)；IOa被支撐層；11 SiC襯底(第一碳化硅襯底)；12 SiC襯底(第二碳化硅襯底)；13至19 SiC襯底；20、20p固體源材料；30、30p支撐部；40熱絕緣容器；59被加熱元件；80a至80c半導(dǎo)體襯底；80P組合襯底；81、91a、 91b第一加熱元件；82、92第二加熱元件；93熱絕緣器；150加熱器電源；151至153第一至第三加熱器電源；以及159線圈。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體襯底的方法，包括以下步驟準(zhǔn)備具有第一和第二碳化硅襯底(11,1 的多個(gè)碳化硅襯底(10)以及支撐部(30)，所述第一碳化硅襯底具有面對(duì)所述支撐部并且位于一個(gè)平面(PLl)上的第一背面、相對(duì)于所述第一背面相反的第一正面、以及將所述第一背面和所述第一正面彼此連接的第一側(cè)面， 所述第二碳化硅襯底具有面對(duì)所述支撐部并且位于所述一個(gè)平面上的第二背面、相對(duì)于所述第二背面相反的第二正面、以及將所述第二背面和所述第二正面彼此連接的第二側(cè)面， 所述第二側(cè)面被布置成使得在所述第二側(cè)面和所述第一側(cè)面之間形成間隙(GP)，所述間隙 (GP)具有在所述第一和第二正面之間的開口 ；以及加熱所述支撐部以及所述第一和第二碳化硅襯底，以從所述第一和第二側(cè)面產(chǎn)生升華物，并由此形成封閉所述開口的接合部， 所述的加熱步驟包括以下步驟將第一輻射平面(RPl)的溫度設(shè)定成第一溫度，在垂直于所述一個(gè)平面并且遠(yuǎn)離所述支撐部的方向上從所述多個(gè)碳化硅襯底延伸的第一空間(SPl)中，所述第一輻射平面面對(duì)所述多個(gè)碳化硅襯底，將第二輻射平面(RP》的溫度設(shè)定成高于所述第一溫度的第二溫度，在垂直于所述一個(gè)平面并且遠(yuǎn)離所述多個(gè)碳化硅襯底的方向上從所述支撐部延伸的第二空間(SP2)中，所述第二輻射平面面對(duì)所述支撐部，以及將第三輻射平面(RP;3)的溫度設(shè)定成低于所述第二溫度的第三溫度，在沿著所述一個(gè)平面從所述間隙延伸的第三空間(SP;3)中，所述第三輻射平面面對(duì)所述多個(gè)碳化硅襯底。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體襯底的方法，其中， 所述第三溫度低于所述第一溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體襯底的方法，其中，通過準(zhǔn)備具有所述支撐部以及所述第一和第二碳化硅襯底的組合襯底來執(zhí)行所述的準(zhǔn)備所述多個(gè)碳化硅襯底和所述支撐部的步驟，并且所述組合襯底的每個(gè)所述第一和第二背面被接合到所述支撐部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體襯底的方法，還包括將所述第一和第二背面中的每個(gè)接合到所述支撐部的步驟，其中，與形成所述接合部的步驟同時(shí)地執(zhí)行所述的接合每個(gè)所述第一和第二背面的步馬聚ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體襯底的方法，其中， 所述支撐部由碳化硅構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造半導(dǎo)體襯底的方法，還包括以下步驟在具有由所述接合部封閉的所述開口的所述間隙中，將來自所述支撐部的升華物沉積在所述接合部上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造半導(dǎo)體襯底的方法，其中，執(zhí)行所述的將來自所述支撐部的升華物沉積在所述接合部上的步驟，以使得具有由所述接合部封閉的所述開口的所述間隙以整體移入到所述支撐部中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體襯底的方法，其中， 利用布置在所述第三空間外部的熱源來執(zhí)行所述的加熱步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造半導(dǎo)體襯底的方法，其中，所述熱源被布置在通過所述第三空間彼此分開的各空間之中的包含有所述支撐部的空間中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體襯底的方法，其中，形成所述第三輻射平面的材料的熱導(dǎo)率低于形成所述第二輻射平面的材料的熱導(dǎo)率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造半導(dǎo)體襯底的方法，其中，形成所述第三輻射平面的材料的熱導(dǎo)率低于形成所述第一輻射平面的材料的熱導(dǎo)率。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體襯底的方法，其中，利用分別布置在所述第一至第三空間中的第一至第三發(fā)熱元件來執(zhí)行所述的加熱步馬聚ο
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造半導(dǎo)體襯底的方法，其中， 相互獨(dú)立地控制所述第一至第三發(fā)熱元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體襯底的方法，其中， 所述第一和第二正面(Fl，^)中的每個(gè)是被拋光的表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體襯底的方法，其中， 所述第一和第二背面(B1，B》中的每個(gè)是通過切片形成的表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體襯底(80)的方法，其中，在具有高于104 且低于IO4Pa的的壓力的氣氛中，執(zhí)行所述的加熱步驟。
全文摘要
加熱多個(gè)碳化硅襯底(10)和支撐部(30)。將第一輻射平面(RP1)的溫度設(shè)定成第一溫度，在垂直于一個(gè)平面(PL1)并且遠(yuǎn)離所述支撐部(30)的方向上從所述多個(gè)碳化硅襯底(10)延伸的第一空間中，所述第一輻射平面(RP1)面對(duì)所述多個(gè)碳化硅襯底(10)。將第二輻射平面(RP2)的溫度設(shè)定成高于所述第一溫度的第二溫度，在垂直于一個(gè)平面(PL1)并且遠(yuǎn)離所述多個(gè)碳化硅襯底(10)的方向上從所述支撐部(30)延伸的第二空間中，所述第二輻射平面(PR2)面對(duì)所述支撐部(30)。將第三輻射平面(RP3)的溫度設(shè)定成低于所述第二溫度的第三溫度，沿著一個(gè)平面(PL1)從所述多個(gè)碳化硅襯底(10)之間的間隙(GP)延伸的第三空間中，所述第三輻射平面(RP3)面對(duì)所述多個(gè)碳化硅襯底(10)。
文檔編號(hào)H01L29/12GK102388434SQ201080016149
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者佐佐木信, 沖田恭子, 原田真, 并川靖生, 西口太郎 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社