專利名稱：碳化硅襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種碳化硅襯底，更具體地涉及ー種實(shí)現(xiàn)抑制在制造半導(dǎo)體器件的エ藝中發(fā)生的翹曲的碳化硅襯底。
背景技術(shù)：
近年來，為了實(shí)現(xiàn)高擊穿電 壓、低損耗以及半導(dǎo)體器件在高溫環(huán)境下的利用，已經(jīng)開始采用碳化硅(SiC)作為用于半導(dǎo)體器件的材料。碳化硅是寬帶隙半導(dǎo)體，其帶隙大于傳統(tǒng)上廣泛用作用于半導(dǎo)體器件的材料的硅的帶隙。因此，通過采用碳化硅作為用于半導(dǎo)體器件的材料，半導(dǎo)體器件能夠具有高擊穿電壓、減小的導(dǎo)通電阻等等。此外，因此有利的是，采用碳化硅作為其材料的半導(dǎo)體器件的特性甚至在高溫環(huán)境下也比采用硅作為其材料的半導(dǎo)體器件的特性劣化更少。采用碳化硅作為其材料的這樣的半導(dǎo)體器件能夠通過在碳化硅襯底上形成有源層、電極等等來制作。制造這樣的半導(dǎo)體器件的エ藝包括利用步進(jìn)機(jī)等等的曝光步驟。在該曝光步驟中，如果碳化硅襯底有翹曲，則通過諸如真空吸盤的方法來減少翹曲以防止曝光失敗。然而，當(dāng)碳化硅襯底的翹曲較大時(shí)，不能夠使用諸如上述真空吸盤的固定方法來充分地減少翹曲。因此，不利的是，發(fā)生曝光失敗。為了解決該問題，已經(jīng)進(jìn)行了研究以減少碳化硅襯底的翹曲。已經(jīng)提出了各種減少翹曲的方法(例如，參見美國專利申請(qǐng)公開No. 2006/0225645 (專利文獻(xiàn) I))。引用列表專利文獻(xiàn)PTL I :美國專利申請(qǐng)公開 No. 2006/022564
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1，將碳化硅襯底的翹曲等等減少到低水平。然而，制造半導(dǎo)體器件的エ藝包括在碳化硅襯底上形成由除了碳化硅之外的材料制成的層(以下稱為“不同類型材料層”)的步驟。不利的是，當(dāng)在碳化硅襯底上形成這樣的不同類型材料層時(shí)，包括專利文獻(xiàn)I的碳化硅襯底的傳統(tǒng)的碳化硅襯底將會(huì)有大的翹曲。鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種即使當(dāng)在碳化硅襯底上形成不同類型材料層時(shí)也實(shí)現(xiàn)抑制翹曲的碳化硅襯底。解決問題的技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的碳化硅襯底包括基礎(chǔ)層，其由碳化硅制成；以及多個(gè)SiC層，其當(dāng)在平面視圖中看時(shí)并排地(side by side)布置在基礎(chǔ)層上并且每個(gè)SiC層由單晶碳化硅制成。間隙形成在相鄰的SiC層之間。本發(fā)明人已經(jīng)研究了用于當(dāng)在襯底上形成不同類型材料層時(shí)減少碳化硅襯底的翹曲的方法。因此，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在由單晶碳化硅制成并且并排地布置在由碳化硅制成的基礎(chǔ)層上的多個(gè)SiC層上，即使形成不同類型材料層時(shí)也能夠減少翹曲。具體地，能夠通過在SiC層之間形成間隙以提供緩沖效果來減少翹曲。因此，根據(jù)本發(fā)明的碳化硅襯底，即使當(dāng)在該碳化硅襯底上形成不同類型材料層時(shí)也能夠抑制翹曲。在碳化硅襯底中，間隙可以具有等于或者小于1_的寬度。在制造半導(dǎo)體器件的エ藝中，需要在完成半導(dǎo)體器件之前利用某種材料填充間隙。如果間隙具有超過Imm的寬度，則變得難以在制造半導(dǎo)體器件的エ藝中填充該間隙。因此，間隙優(yōu)選地等于或者小于
丄臟0在碳化硅襯底中，間隙能夠具有等于或小于碳化硅襯底的厚度的2/3的深度。如果間隙的深度超過襯底的厚度的2/3，則基礎(chǔ)層的硬度變得不足，這使得難以處理碳化硅襯底。因此，優(yōu)選的是，間隙的深度等于或者小于碳化硅襯底的厚度的2/3。
在碳化硅襯底中，可以形成多個(gè)間隙。因此，間隙提供了更大的緩沖效果，從而更可靠地抑制翹曲。在碳化硅襯底中，多個(gè)間隙可以包括延伸而沒有彼此交叉的至少ー對(duì)間隙。在該情況中，該ー對(duì)間隙之間的間隔優(yōu)選地為5mm或更大。在碳化硅襯底中，有源層、電極等等形成在由單晶碳化硅制成的SiC層上，從而制作了在平面視圖中看時(shí)并排布置的半導(dǎo)體器件。因此，如果間隙之間的間隔太小，則難以高效地制作半導(dǎo)體器件。為了解決該問題，在間隙之間的間隔被設(shè)定為5_或更大的情況下，能夠提供下述碳化硅襯底，利用該碳化硅襯底能夠高效地制作半導(dǎo)體器件。在碳化硅襯底中，多個(gè)間隙可以包括彼此交叉的至少ー對(duì)間隙。因此，能夠提供能夠在多個(gè)方向上減少翹曲的碳化硅襯底。在碳化硅襯底中，多個(gè)間隙可以形成為當(dāng)在平面視圖中看時(shí)以格子的形式彼此交叉。以該方式，SiC層能夠高效地設(shè)置在基礎(chǔ)層上。結(jié)果，能夠提供下述碳化硅襯底，利用該碳化硅襯底能夠高效地制作半導(dǎo)體器件。在碳化硅襯底中，基礎(chǔ)層可以具有大于每個(gè)SiC層的雜質(zhì)密度的雜質(zhì)密度。如上所述，在碳化硅襯底中，有源層等等形成在SiC層上，從而制作半導(dǎo)體器件。因此，即使在由于基礎(chǔ)層的雜質(zhì)密度增加而使得基礎(chǔ)層中的缺陷密度等等增加時(shí)，也沒有直接地影響半導(dǎo)體器件的特性。同時(shí)，隨著基礎(chǔ)層的雜質(zhì)密度的増加，基礎(chǔ)層中的電阻率能夠減小。因此，電阻率在碳化硅襯底的厚度方向上減小。結(jié)果，能夠提供適合于制作垂直型半導(dǎo)體器件的碳化硅襯底，該垂直型半導(dǎo)體器件中電流在碳化硅襯底的厚度方向上流動(dòng)。在碳化硅襯底中，基礎(chǔ)層可以具有等于或者大于lX1018atm/cm3的雜質(zhì)密度。因此，電阻率在碳化硅襯底的厚度方向上減小，從而提供了適合于制作垂直型半導(dǎo)體器件的碳化硅襯底。為了進(jìn)ー步減小碳化硅襯底的厚度方向上的電阻率，基礎(chǔ)層的雜質(zhì)密度可以被設(shè)定為I X 102Clatm/cm3或更大。在碳化硅襯底中，SiC層中的每ー個(gè)可以具有下述主表面，其與基礎(chǔ)層相反并且具有相對(duì)于{0001}面不小于50°并且不大于65°的偏離角。通過在〈0001〉方向上生長六角晶系的單晶碳化硅，能夠高效地制作高質(zhì)量的單晶。從在〈0001〉方向上生長的這樣的碳化硅單晶，能夠高效地獲得具有對(duì)應(yīng)于{0001}面的主表面的碳化娃襯底。同時(shí)，通過使用具有這樣的主表面的碳化娃襯底，其具有相對(duì)于{0001}面取向不小于50°并且不大于65°的偏離角，可以制造具有高性能的半導(dǎo)體器件。具體地，例如，通常在制作MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管；金屬氧化物膜-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)中使用的碳化硅襯底的主表面具有相對(duì)于{0001}面取向的大約8°的偏離角。外延生長層形成在該主表面上并且氧化物膜、電極等等形成在該外延生長層上，從而獲得MOSFET。在該MOSFET中，溝道區(qū)域形成在包括外延生長層和氧化物膜之間的界面的區(qū)域中。然而，在具有這樣的結(jié)構(gòu)的MOSFET中，由于襯底的主表面具有相對(duì)于{0001}面取向的大約8°的偏離角，使得多種界面態(tài)形成在外延生長層和氧化物膜之間的界面附近，即形成在其中形成溝道區(qū)域的位置。這阻礙了載流子的運(yùn)動(dòng)，因此減少了溝道遷移率。為了解決該問題，在碳化硅襯底中，使SiC層的與基礎(chǔ)層相反的主表面具有相對(duì)于{0001}面不小于50°并且不大于65°的偏離角，從而減少了界面態(tài)的形成。以該方式，能夠制作允許減小導(dǎo)通電阻的MOSFET。 在碳化娃襯底中，SiC層中的姆ー個(gè)的與基礎(chǔ)層相反的主表面可以具有形成相對(duì)于〈1-100〉方向的5°或更小的角度的偏離取向。該〈1-100〉方向是碳化硅襯底中的代表的偏離取向。使由襯底制造エ藝的劃片エ藝中的變化導(dǎo)致的偏離取向的變化為5°或更小，這允許在碳化硅襯底上容易地形成外延生長層。在碳化硅襯底中，SiC層中的每ー個(gè)的與基礎(chǔ)層相反的主表面可以具有在〈1-100〉方向上相對(duì)于{03-38}面不小于-3°并且不大于5°的偏離角。因此，在使用該碳化硅襯底制作MOSFET的情況下能夠進(jìn)ー步提高溝道遷移率。這里，將偏離角設(shè)定為相對(duì)于103-38}面取向不小于-3°并且不大于+5°是基于下述事實(shí)作為研究溝道遷移率和偏離角之間的關(guān)系的結(jié)果，在該設(shè)定范圍內(nèi)獲得特別高的溝道遷移率。此外，“在〈1-100〉方向上相對(duì)于{03-38}面的偏離角”是指通過上述主表面的法線到由〈1-100〉方向和〈0001〉方向限定的平面的正交投影與{03-38}面的法線形成的角度。正值的符號(hào)對(duì)應(yīng)于正交投影接近與〈1-100〉方向平行的情況，而負(fù)值的符號(hào)對(duì)應(yīng)于正交投影接近與〈0001〉方向平行的情況。應(yīng)注意的是，主表面優(yōu)選地具有基本上{03-38}的面取向，并且主表面更優(yōu)選地具有{03-38}的面取向。這里，表述“主表面具有基本上{03-38}的面取向”意在涵蓋襯底的主表面的面取向包括在偏離角的范圍內(nèi)，從而在考慮襯底的加工精度的情況下能夠?qū)⒚嫒∠蚧旧弦暈閧03-38}。在該情況下，偏離角的范圍例如為相對(duì)于{03-38}的±2°的偏離角的范圍。因此，能夠進(jìn)ー步提高上述溝道遷移率。在碳化娃襯底中，SiC層中的姆ー個(gè)的與基礎(chǔ)層相反的主表面可以具有形成相對(duì)于〈11-20〉方向的5°或更小的角度的偏離取向?！?1-20〉是碳化硅襯底中的代表的偏離取向，與〈1-100〉方向一祥。使由于襯底制造エ藝的劃片エ藝中的變化導(dǎo)致的偏離取向的變化為±5°，這允許在SiC襯底上容易地形成外延生長層。在碳化硅襯底中，SiC層中的每ー個(gè)的與基礎(chǔ)層相反的主表面可以被拋光。這允許在SiC層中的每ー個(gè)的與基礎(chǔ)層相反的主表面上形成高質(zhì)量外延生長層。結(jié)果，例如能夠制造包括高質(zhì)量外延生長層作為有源層的半導(dǎo)體器件。即，通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠獲得下述碳化硅襯底，其允許制造包括形成在SiC層上的外延層的高質(zhì)量半導(dǎo)體器件。發(fā)明的有利效果如從以上描述能夠看到的，根據(jù)本發(fā)明的碳化硅襯底，能夠提供一種即使當(dāng)在碳化硅襯底上形成不同類型材料層時(shí)也實(shí)現(xiàn)抑制翹曲的碳化硅襯底。


圖I是示出碳化硅襯底的結(jié)構(gòu)的示意性橫截面圖。圖2是示出碳化硅襯底的結(jié)構(gòu)的示意性平面圖。圖3是示意性地示出用于制造碳化硅襯底的方法的流程圖。
圖4是示意性地示出用于制造第二實(shí)施例中的碳化硅襯底的方法的流程圖。圖5是用于示出用于制造碳化硅襯底的方法的示意性橫截面圖。圖6是用于示出用于制造碳化硅襯底的方法的示意性橫截面圖。圖7是用于示出用于制造碳化硅襯底的方法的示意性橫截面圖。圖8是示出第三實(shí)施例中的碳化硅襯底的結(jié)構(gòu)的示意性橫截面圖。圖9是示意性地示出用于制造第三實(shí)施例中的碳化硅襯底的方法的流程圖。圖10是用于示出用于制造碳化硅襯底的方法的示意性橫截面圖。圖11是示出第四實(shí)施例中的碳化硅襯底的結(jié)構(gòu)的示意性橫截面圖。圖12是示意性地示出用于制造第四實(shí)施例中的碳化硅襯底的方法的流程圖。圖13是用于示出用于制造碳化硅襯底的方法的示意性橫截面圖。圖14是示出垂直型MOSFET的結(jié)構(gòu)的示意性橫截面圖。圖15是示意性地示出用于制造垂直型MOSFET的方法的流程圖。圖16是用于示出用于制造垂直型MOSFET的方法的示意性橫截面圖。圖17是用于示出用于制造垂直型MOSFET的方法的示意性橫截面圖。圖18是用于示出用于制造垂直型MOSFET的方法的示意性橫截面圖。圖19是用于示出用于制造垂直型MOSFET的方法的示意性橫截面圖。圖20是用于示出翹曲(SORI)的定義的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)注意的是，在以下提及的附圖中，相同或?qū)?yīng)的部分將被給予相同的附圖標(biāo)記并且不進(jìn)行重復(fù)的描述。(第一實(shí)施例)首先，將參考圖I和圖2描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，即第一實(shí)施例。圖I對(duì)應(yīng)于沿著圖2中的線I-I截取的橫截面圖。參考圖I和圖2，本實(shí)施例中的碳化硅襯底I包括基礎(chǔ)層10，其由碳化硅制成；以及多個(gè)SiC層20，當(dāng)在平面視圖中看時(shí)，其并排布置在基礎(chǔ)層10上并且由單晶碳化硅制成。換言之，多個(gè)SiC層20被沿著基礎(chǔ)層10的主表面IOA布置。在相鄰SiC層20的端表面20B之間形成間隙60。在本實(shí)施例的碳化硅襯底I中，間隙60因此形成在SiC層20之間。因此，即使當(dāng)不同類型材料層形成在SiC層20上吋，間隙60提供緩沖效果以減少翹曲。結(jié)果，碳化硅襯底I變?yōu)榧词巩?dāng)其上形成不同類型材料層時(shí)也實(shí)現(xiàn)抑制翹曲的碳化硅襯底。此外，為了獲得通過形成間隙60來抑制翹曲的更可靠的效果，參考圖2，優(yōu)選的是，形成間隙60以當(dāng)在平面視圖中看時(shí)從碳化硅襯底I的端部跨過碳化硅襯底I延伸到其另一端部。這里，間隙60具有可以選擇為任何值的寬度。然而，通過將間隙60的寬度設(shè)定為Imm或更小，能夠在間隙60需要在半導(dǎo)體器件的完成之前被填充有某種材料的情況下容易地填充間隙60。此外，間隙60優(yōu)選地具有等于或者小于100 u m的寬度，更優(yōu)選地，具有等于或者小于10 ii m的寬度。此外，間隙60具有可以被選擇為任何值的深度。然而，通過將間隙60的深度設(shè)定為不大于碳化硅襯底I的厚度的2/3，基礎(chǔ)層10能夠具有足夠的硬度。因此，能夠容易地處理碳化硅襯底I。此外，可以提供一個(gè)間隙60，但是優(yōu)選的是形成多個(gè)間隙60。這樣形成的間隙60 提供更大的緩沖效果，從而更可靠地抑制碳化硅襯底I的翹曲。此外，在形成多個(gè)間隙60的情況下，可以適當(dāng)?shù)夭贾瞄g隙60，但是間隙60可以包括延伸而沒有彼此交叉的至少ー對(duì)間隙60。在該情況下，該ー對(duì)間隙60之間的間隔優(yōu)選地等于或大于5_。以該方式，在使用碳化硅襯底I制造半導(dǎo)體器件時(shí)，防止了由于間隙60的形成而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的制造效率的降低。此外，在形成多個(gè)間隙60的情況下，多個(gè)間隙60優(yōu)選地包括彼此交叉的至少ー對(duì)間隙60。因此，能夠減少多個(gè)方向上的翹曲。在該情況下，使該ー對(duì)間隙60當(dāng)在平面視圖中看時(shí)從碳化硅襯底I的一端跨過碳化硅襯底I延伸到另一端,從而能夠更可靠地減少翹曲。此外，在形成多個(gè)間隙60的情況下，多個(gè)間隙60優(yōu)選地形成為當(dāng)在平面視圖中看時(shí)以格子的形式彼此交叉，如圖I和圖2中所示。這允許SiC層20高效地布置在基礎(chǔ)層10上，從而提高了使用碳化硅襯底I制作半導(dǎo)體器件的效率。此外，在碳化硅襯底I中，可以取決于碳化硅襯底I的使用目的等來適當(dāng)?shù)剡x擇基礎(chǔ)層10和SiC層20中的每ー個(gè)中的雜質(zhì)密度的值。例如，基礎(chǔ)層10可以具有大于SiC層20的雜質(zhì)密度的雜質(zhì)密度。以該方式，能夠在使用碳化硅襯底I來制作垂直型半導(dǎo)體器件的情況下減少半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通電阻，該垂直型半導(dǎo)體器件中電流在碳化硅襯底I的厚度方向上流動(dòng)。更具體地，基礎(chǔ)層10可以具有l(wèi)X1018atm/cm3或更大的雜質(zhì)密度，并且可以具有I X 1020atm/cm3或更大的雜質(zhì)密度。此外，在上述碳化硅襯底I中，SiC層20中的每ー個(gè)的與基礎(chǔ)層10相反的主表面20A可以具有相對(duì)于{0001}面不小于50°并且不大于65°的偏離角。通過使用這樣的碳化硅襯底I制作M0SFET，能夠在溝道區(qū)域中減少界面態(tài)的形成，從而獲得減少了導(dǎo)通電阻的M0SFET。同時(shí)，為了有利于制造，SiC層20的主表面20A可以對(duì)應(yīng)于{0001}面。此外，SiC層20的主表面20A的偏離取向可以形成相對(duì)于〈1_100>方向的5°或更小的角度?！?-100〉方向是碳化硅襯底中的代表的偏離取向。使由襯底制造エ藝的劃片エ藝中的變化導(dǎo)致的偏離取向的變化為5°或更小，這允許在碳化硅襯底I上容易地形成外延生長層。此外，在碳化硅襯底I中，SiC層20的主表面20A優(yōu)選地具有在〈1_100>方向上相對(duì)于{03-38}面不小于-3°并且不大于5°的偏離角。因此，在使用碳化硅襯底I制作MOSFET的情況下，能夠進(jìn)ー步提高溝道遷移率。此外，在碳化硅襯底I中，SiC層20的主表面20A的偏離取向可以形成相對(duì)于〈11-20〉方向的5°或更小的角度?！?1-20〉也是碳化硅襯底中的代表的偏離取向。使由襯底制造エ藝的劃片エ藝中的變化導(dǎo)致的偏離取向的變化為±5°，這允許在碳化硅襯底I上容易地形成外延生長層。此外，在本實(shí)施例的碳化硅襯底I中，SiC層20的主表面20A優(yōu)選地被拋光。這允許在主表面20A上形成高質(zhì)量外延生長層。結(jié)果，可以制造例如包括作為有源層的高質(zhì)量外延生長層的半導(dǎo)體器件。即，通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠獲得下述碳化硅襯底1，其允許 制造包括形成在SiC層20上的外延層的高質(zhì)量半導(dǎo)體器件。下面描述用于制造上述碳化硅襯底I的示例性方法。參考圖3，在用于制造本實(shí)施例中的碳化硅襯底的方法中，首先，作為步驟(SlO)，執(zhí)行襯底制備步驟。在該步驟(SlO)中，參考圖I和圖2，制備基礎(chǔ)襯底10和SiC襯底20，二者都由單晶碳化硅制成。SiC襯底20中的每ー個(gè)具有主表面，該主表面將是通過該制造方法將獲得的SiC層20的主表面20A(參見圖I)。因此，在該情況下，根據(jù)主表面20A的期望的面取向來選擇SiC襯底20的主表面的面取向。這里，例如，制備每個(gè)具有對(duì)應(yīng)于103-38}面的主表面的SiC襯底20。同時(shí)，采用具有大于例如2X IO19CnT3的雜質(zhì)密度的襯底作為基礎(chǔ)襯底10。同時(shí)，對(duì)于SiC襯底20中的每ー個(gè)，采用雜質(zhì)密度小于基礎(chǔ)襯底10的雜質(zhì)密度的襯底。接下來，當(dāng)需要時(shí)執(zhí)行襯底平滑步驟作為步驟(S20)。在該步驟(S20)中，通過例如拋光來平滑基礎(chǔ)襯底10的主表面和SiC襯底20的各主表面(連接表面)。將在下述步驟(S30)中使得主表面彼此接觸。該步驟(S20)不是必要步驟，但是如果執(zhí)行該步驟，則在彼此面對(duì)的基礎(chǔ)襯底10和SiC襯底20之間提供具有均勻尺寸的間隙。因此，在下述步驟
(S40)中，在連接表面處的反應(yīng)(連接)中提高了均勻性。這允許基礎(chǔ)襯底10和SiC襯底20彼此更可靠地連接。同時(shí)，可以省略步驟(S20)，即可以在不拋光將被彼此接觸的基礎(chǔ)襯底10和SiC襯底20的主表面的情況下執(zhí)行步驟(S30)。這減少了碳化硅襯底I的制造成本。此外，為了移除在制作基礎(chǔ)襯底10和SiC襯底20時(shí)由劃片形成的表面中的損壞的層，可以通過例如蝕刻以代替步驟(S20)或者在步驟(S20)之后執(zhí)行蝕刻來執(zhí)行移除損壞層的步驟，并且然后可以執(zhí)行下面描述的步驟(S30)。接下來，執(zhí)行堆疊步驟作為步驟(S30)。在該步驟(S30)中，將多個(gè)SiC襯底20放置在基礎(chǔ)襯底10的主表面IOA上并且與該主表面IOA接觸，從而制作堆疊襯底。在該情況下，當(dāng)在平面視圖中看吋，多個(gè)SiC襯底20被并排布置，并且在相鄰SiC襯底20的端表面20B之間形成間隙60，如圖I和圖2中所示。更具體地，多個(gè)SiC襯底20被以矩陣的形式布置在基礎(chǔ)層10上，從而在相鄰的SiC層20之間形成間隙60。接下來，執(zhí)行連接步驟作為步驟(S40)。在步驟(S40)中，通過加熱堆疊襯底將基礎(chǔ)襯底10和SiC襯底20中的每ー個(gè)彼此連接。利用以上エ藝，能夠容易地制造第一實(shí)施例的碳化硅襯底1，其包括作為基礎(chǔ)層10的基礎(chǔ)襯底10并且包括作為SiC層20的連接到基礎(chǔ)層10的多個(gè)SiC襯底20，其中在相鄰的SiC層20之間形成間隙60。這里，在步驟(S40)中，優(yōu)選的是，將堆疊襯底加熱到落入等于或者高于碳化硅的升華溫度的溫度的范圍內(nèi)。這允許更可靠地將基礎(chǔ)襯底10和SiC襯底20彼此連接。特別地，在堆疊襯底中的基礎(chǔ)襯底10和SiC襯底20之間形成100 u m或更小的間隙的情況下，能夠通過SiC的升華實(shí)現(xiàn)均勻的連接。此外，通過加熱到等于或大于升華溫度的溫度，即使在不執(zhí)行步驟(S20)并且沒有拋光將被彼此接觸的基礎(chǔ)襯底10和SiC襯底20的主表面而執(zhí)行步驟(S30)的情況下也能夠容易地將基礎(chǔ)襯底10和SiC襯底20彼此連接。應(yīng)注意的是，在該步驟(S40)，可以在通過減少大氣空氣的壓力而獲得的氣氛中對(duì)堆疊襯底進(jìn)行加熱。這減少了碳化娃襯底I的制造成本。此外，步驟(S40)中用于堆疊襯底的加熱溫度優(yōu)選地不小于1800°C并且不大于25000C。如果加熱溫度低于1800°C，則會(huì)花費(fèi)很長時(shí)間來連 接基礎(chǔ)襯底10和SiC襯底20，這導(dǎo)致制造碳化硅襯底I的效率降低。另ー方面，如果加熱溫度超過2500°C，則基礎(chǔ)襯底10和SiC襯底20的表面會(huì)變得粗糙，這會(huì)導(dǎo)致在將制作的碳化硅襯底I中產(chǎn)生多種晶體缺陷。此外，在步驟(S40)中，加熱期間的氣氛中的壓カ被設(shè)定為不小于10_5Pa并且不大于IO6Pa0因此，能夠使用簡單的裝置來實(shí)現(xiàn)連接。此外，可以在高于KT1Pa并且低于IO4Pa的壓カ下對(duì)堆疊襯底進(jìn)行加熱。這能夠使用更簡單的裝置來完成上述連接，并且在相對(duì)短時(shí)間內(nèi)提供用于完成連接的氣氛，從而實(shí)現(xiàn)減少碳化硅襯底I的制造成本。此外，步驟(S40)中進(jìn)行加熱時(shí)的氣氛可以是惰性氣體氣氛。在氣氛為惰性氣體氣氛的情況下，惰性氣體氣氛優(yōu)選地包含從由氬、氦和氮組成的組選擇的至少ー種。此外，本實(shí)施例中用于制造碳化硅襯底的上述方法可以進(jìn)一歩包括拋光堆疊襯底中SiC襯底20的主表面的步驟，該主表面對(duì)應(yīng)于SiC襯底20的與基礎(chǔ)襯底10相反的主表面20A。因此，制造了碳化硅襯底1，其中SiC層20的與基礎(chǔ)層10相反的主表面20A已經(jīng)被拋光。這里，可以在將基礎(chǔ)襯底10和SiC襯底20彼此連接之前或者之后執(zhí)行拋光的步驟，只要拋光的步驟是在步驟(SlO)之后執(zhí)行的。(第二實(shí)施例)下面描述本發(fā)明的另ー實(shí)施例，即第二實(shí)施例。參考圖1，第二實(shí)施例中的碳化硅襯底I基本上具有與第一實(shí)施例中的碳化娃襯底I相同的結(jié)構(gòu)并且基本上提供了相同的效果。然而，第二實(shí)施例中的碳化硅襯底I在制造方法上與第一實(shí)施例的碳化硅襯底I不同。參考圖4，在用于制造第二實(shí)施例中的碳化硅襯底I的方法中，首先執(zhí)行襯底制備步驟作為步驟(Sio)。在步驟(SlO)中，與第一實(shí)施例一樣制備SiC襯底，并且制備由碳化娃制成的材料襯底。接下來，參考圖4，執(zhí)行靠近布置步驟作為步驟(S31)。在該步驟(S31)中，參考圖5，通過設(shè)置為彼此面對(duì)的第一加熱器81和第二加熱器82保持多個(gè)SiC襯底20和材料襯底11。在該情況下，SiC襯底20和材料襯底11被布置為使得它們的主表面被設(shè)置為彼此靠近并且彼此面對(duì)，并且其間的間隔不小于Ium并且不大于1cm，例如為大約1mm。這里，SiC襯底20和材料襯底11之間的間隔的適當(dāng)?shù)闹当徽J(rèn)為與在下述步驟(S41)中加熱時(shí)獲得的升華氣體的平均自由程相關(guān)聯(lián)。具體地，每個(gè)SiC襯底20和材料襯底11之間的間隔的平均值可以被設(shè)定為小于在下述步驟(S41)中加熱時(shí)獲得的升華氣體的平均自由程。例如，嚴(yán)格地講，在IPa的壓カ和2000°C的溫度下，原子和分子的平均自由程取決于原子半徑和分子半徑，但是近似為幾厘米至幾十厘米。因此，理想地，間隔被優(yōu)選地設(shè)定為幾厘米或更小。更具體地，SiC襯底20和材料襯底11被布置為彼此靠近，從而它們的主表面彼此面對(duì)并且其間的間隔不小于Ium并且不大于1cm。在間隔的平均值為Icm或更小時(shí)，將在下述步驟(S41)中形成的基礎(chǔ)層10的膜厚度的分布能夠進(jìn)ー步減小。此外，在間隔的平均值為Imm或更小的情況下，將在下述步驟(S41)中形成的基礎(chǔ)層10的膜厚度的分布能夠進(jìn)ー步減小。同時(shí)，在間隔的平均值為I Pm或更大時(shí)，能夠確保用于碳化硅的升華的充分的間隔。應(yīng)注意的是，該升華氣體是通過固體碳化硅的升華形成的氣體，并且包括例如Si、Si2C和SiC2。此外，在SiC襯底20的端表面20B之間，形成預(yù)定寬度的間隙60。接下來，執(zhí)行升華步驟作為步驟(S41)。在該步驟(S41)中，SiC襯底20中的每一個(gè)通過第一加熱器81加熱到預(yù)定襯底溫度。此外，材料襯底11通過第二加熱器82加熱到預(yù)定材料溫度。在該情況下，材料襯底11被加熱以達(dá)到材料溫度，從而從材料襯底的表面升華SiC(碳化硅)。另ー方面，襯底溫度被設(shè)定為低于材料溫度。具體地，例如，襯底溫度被設(shè)定為比材料溫度低不少于1°C并且不超過100°C。襯底溫度優(yōu)選地為1800°C或更大以及2500°C或更小。因此，如圖6中所示，以氣體形式從材料襯底11升華的SiC到達(dá)SiC襯底20的表面并且因此在其上固化，從而形成基礎(chǔ)層10。在保持該狀態(tài)的同時(shí)，如圖7中所示，所有構(gòu)成材料襯底11的SiC被升華并且被轉(zhuǎn)移到SiC襯底20的表面上。因此，步驟 (S41)完成，從而完成了圖I和圖2中所不的碳化娃襯底I。(第三實(shí)施例)下面描述本發(fā)明的又ー實(shí)施例，即第三實(shí)施例。參考圖8，第三實(shí)施例中的碳化硅襯底I具有與第一實(shí)施例中的碳化娃襯底I基本相同的構(gòu)造并且基本上提供了相同的效果。然而，第三實(shí)施例中的碳化娃襯底I與第一實(shí)施例中的碳化娃襯底I的不同之處在于在基礎(chǔ)層10和每個(gè)SiC層20之間提供用作中間層的非晶SiC層40。S卩，在第三實(shí)施例中的碳化硅襯底I中，非晶SiC層40被設(shè)置在基礎(chǔ)層10和SiC層20之間作為由非晶SiC制成的中間層。然后，通過該非晶SiC層40將基礎(chǔ)層10和SiC層20彼此連接。這樣存在的非晶SiC層40容易地提供碳化硅襯底I，其中當(dāng)在平面視圖中看時(shí)基礎(chǔ)層10和并排布置的多個(gè)SiC層20彼此堆疊。以下描述用于制造第三實(shí)施例中的碳化硅襯底I的方法。參考圖9，在用于制造第三實(shí)施例中的碳化硅襯底I的方法中，以與在第一實(shí)施例中相同的方式執(zhí)行碳化硅制備步驟作為步驟(Sio)，以制備基礎(chǔ)襯底10和多個(gè)SiC襯底20。接下來，執(zhí)行Si層形成步驟作為步驟(S22)。在該步驟(S22)，參考圖10，例如，具有大約IOOnm的厚度的Si層41形成在于步驟(SlO)中制備的基礎(chǔ)襯底10的ー個(gè)主表面IOA上。例如，可以使用濺射方法來形成該Si層41。接下來，執(zhí)行堆疊步驟作為步驟(S30)。在該步驟(S30)中，當(dāng)在平面視圖中看吋，在步驟(SlO)中制備的多個(gè)SiC襯底20被并排地布置在步驟(S22)中形成的Si層41上，從而在多個(gè)SiC襯底20的端表面20B之間存在間隙60。以該方式，獲得堆疊襯底，其中多個(gè)SiC襯底20被提供在基礎(chǔ)襯底10上并且在其間插入有Si層41。接下來，執(zhí)行加熱步驟作為步驟(S41)。在該步驟(S41)中，例如在氫氣和丙烷氣的混合氣體氣氛中、在IXlO3Pa的壓カ下、在大約1500°C加熱在步驟(S30)中制作的堆疊襯底3個(gè)小吋。因此，由于主要從基礎(chǔ)襯底10和SiC襯底20的擴(kuò)散使得向Si層41提供碳，由此形成非晶SiC層40，如圖8中所示。以該方式，能夠容易地制造第三實(shí)施例的碳化硅襯底1，其中基礎(chǔ)層10通過非晶SiC層連接到SiC層20，當(dāng)在平面視圖中看吋，SiC層20被并排地布置并且在端表面20B之間具有間隙60。
(第四實(shí)施例)以下描述本發(fā)明的再ー實(shí)施例，即第四實(shí)施例。參考圖11，第四實(shí)施例中的碳化娃襯底I具有與第一實(shí)施例中的碳化娃襯底I基本上相同的構(gòu)造并且基本上提供相同的效果。然而，第四實(shí)施例中的碳化娃襯底I與第一實(shí)施例中的碳化娃襯底I的不同之處在于在基礎(chǔ)層10和每個(gè)SiC層20之間形成中間層70。更具體地，中間層70包含碳以用作導(dǎo)體。這里,這里可使用的中間層70包含例如石墨顆粒和難石墨化碳。優(yōu)選地，中間層70具有包括石墨顆粒和難石墨化碳的碳復(fù)合結(jié)構(gòu)。、換言之，在第四實(shí)施例中的碳化硅襯底I中，包含碳并且因此用作導(dǎo)體的中間層70被設(shè)置在基礎(chǔ)層10和多個(gè)SiC層20中的每ー個(gè)之間，當(dāng)在平面視圖中看時(shí)該SiC層20被并排地布置并且相鄰的端表面20B形成間隙60。此外，基礎(chǔ)層10和SiC層20通過該中間層70彼此連接。這樣存在的中間層70有利于制作其中基礎(chǔ)層10和SiC層20彼此堆疊的碳化娃襯底I。下面描述用于制造第四實(shí)施例中的碳化硅襯底I的方法。參考圖12，在用于制造第四實(shí)施例中的碳化硅襯底I的方法中，以與在第一實(shí)施例中相同的方式執(zhí)行步驟(SlO)。然后，如果需要，以與第一實(shí)施例相同的方式執(zhí)行步驟(S20)。接下來，作為步驟(S23)，執(zhí)行粘合劑施加步驟。在該步驟(S23)中，參考圖13，例如，將碳粘合劑施加到基礎(chǔ)襯底10的主表面10A,從而形成前體(precursor)層71。碳粘合劑能夠由例如樹脂、石墨顆粒和溶劑形成。這里，可使用的示例性樹脂是通過加熱形成為難石墨化碳的樹脂，例如酚醛樹脂?？墒褂玫氖纠匀軇┦欠尤?、甲醛、こ醇等等。此外，以不小于10mg/cm2并且不大于40mg/cm2的量施加碳粘合劑,更優(yōu)選的是，以不小于20mg/cm2并且不大于30mg/cm2的量施加碳粘合劑。此外，施加的碳粘合劑優(yōu)選地具有不大于100 u m的厚度，并且更優(yōu)選地具有不大于50 y m的厚度。接下來，執(zhí)行堆疊步驟作為步驟(S30)。在該步驟(S30)中，參考圖13，多個(gè)SiC襯底20以矩陣的形式放置在前體層71上并且與前體層71接觸，并且在端表面20B之間形成間隙60，該前體層71形成在基礎(chǔ)襯底10的主表面IOA并且與主表面IOA接觸。以該方式，制作了堆疊襯底。接下來，執(zhí)行預(yù)焙步驟作為步驟(S42)。在該步驟(S42)中，加熱堆疊襯底，從而從構(gòu)成前體層71的碳粘合劑移除溶劑成分。具體地，例如，當(dāng)將負(fù)載在堆疊襯底的厚度方向上施加到堆疊襯底的同吋，堆疊襯底被逐漸加熱到落入超過溶劑成分沸點(diǎn)的溫度范圍內(nèi)。優(yōu)選地，在使用夾具等等將基礎(chǔ)襯底10和SiC襯底彼此壓靠的情況下執(zhí)行該加熱。此外，通過盡可能長時(shí)間地執(zhí)行該預(yù)焙(加熱)，粘合劑被脫氣以提高粘合強(qiáng)度。接下來，執(zhí)行燒結(jié)步驟作為步驟(S43)。在該步驟(S43)中，在步驟(S42)中被加熱并且從而被預(yù)焙的具有前體層71的堆疊襯底被加熱到高溫，優(yōu)選地加熱到不小于900°C并且不大于1100°C、例如加熱到1000°C，優(yōu)選地加熱不少于10分鐘并且不超過10小時(shí)、例如加熱I小時(shí)，從而燒結(jié)前體層71。燒結(jié)時(shí)采用的氣氛可以是諸如氬的惰性氣體氣氛。氣氛的壓カ能夠?yàn)槔绱髿鈮?。以該方式，前體層71形成為由是導(dǎo)體的碳制成的中間層70 (參見圖13和圖11)。利用上述エ藝，能夠容易地制造第四實(shí)施例的碳化硅襯底1，其中基礎(chǔ)層10通過中間層70連接到SiC層20，當(dāng)在平面視圖中看時(shí)該SiC層20被并排地布置為并且在端表面20B之間存在間隙60。應(yīng)注意的是，第三和第四實(shí)施例已經(jīng)分別示出了由非晶SiC和碳制成的中間層，但是中間層不限于此。替代地，例如，可以采用由金屬制成的中間層。在該情況下，優(yōu)選地是，采用諸如鎳的、能夠通過形成硅化物與碳化硅歐姆接觸的金屬作為該金屬。(第五實(shí)施例)作為第五實(shí)施例，下面描述了使用本發(fā)明的上述碳化硅襯底制作的一個(gè)示例性半導(dǎo)體器件。參考圖14，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件101是垂直型DiMOSFET (雙注入M0SFET)，并且具有襯底102、緩沖層121、擊穿電壓保持層122、p區(qū)域123、n+區(qū)域124、p.區(qū)域125、氧化物膜126、源電極111、上部源電極127、柵電極110以及形成在襯底102的背側(cè)表面上的漏電極112。具體地，由碳化硅制成的緩沖層121形成在襯底102的前側(cè)表面上，襯底102 由n型電導(dǎo)率的碳化硅制成。采用本發(fā)明的碳化硅襯底作為襯底102，其包括在第一至第四實(shí)施例中的每ー個(gè)中描述的碳化硅襯底I。在采用第一至第四實(shí)施例中的每ー個(gè)中的碳化硅襯底I的情況下，緩沖層121形成在碳化硅襯底I的每個(gè)SiC層20上。緩沖層121具有n型電導(dǎo)率，并且具有例如0. 5iim的厚度。此外，緩沖層121中的具有n型電導(dǎo)率的雜質(zhì)具有例如5X IO17CnT3的濃度。在緩沖層121上形成擊穿電壓保持層122。擊穿電壓保持層122由n型電導(dǎo)率的碳化硅制成，并且具有例如IOym的厚度。此外，擊穿電壓保持層122包括例如5X IO15CnT3的濃度的n型電導(dǎo)率的雜質(zhì)。擊穿電壓保持層122具有表面，該表面中其間具有間隔地形成P型電導(dǎo)率的P區(qū)域123。在p區(qū)域123中的每ー個(gè)中，n+區(qū)域124形成在p區(qū)域123的表面層處。此外，在與n+區(qū)域124相鄰的位置，形成P+區(qū)域125。氧化物膜126形成為在ー個(gè)p區(qū)域123中的n+區(qū)域124、p區(qū)域123、位于兩個(gè)p區(qū)域123之間的擊穿電壓保持層122的暴露部分、另ーP區(qū)域123以及該另ー p區(qū)域123中的n+區(qū)域124上延伸。在氧化物膜126上形成柵電極110。此外，源電極111形成在n+區(qū)域124和P+區(qū)域125上。在源電極111上，形成上部源電極127。此外，漏電極112形成在襯底102的背側(cè)表面上，即形成在與形成有緩沖層121的前側(cè)表面相反的表面上。本實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件101采用本發(fā)明的碳化硅襯底作為襯底102，諸如采用在第一至第四實(shí)施例中的每ー個(gè)中描述的碳化硅襯底I。這里，如上所述，本發(fā)明的碳化硅襯底即使在不同類型材料層形成在碳化硅襯底上時(shí)也實(shí)現(xiàn)抑制翹曲。因此，半導(dǎo)體器件101的特性是穩(wěn)定的。以下參考圖15-圖19描述用于制造圖14中所示的半導(dǎo)體器件101的方法。參考圖15，首先，執(zhí)行襯底制備步驟(S110)。這里制備的是例如由碳化硅制成的并且其主表面對(duì)應(yīng)于(03-38)面的襯底102 (參見圖16)。制備了本發(fā)明的碳化硅襯底作為襯底102，其包括根據(jù)在第一至第四實(shí)施例中描述的制造方法中的每ー個(gè)制造的碳化硅襯底I。可以采用具有n型電導(dǎo)率并且具有0. 02 Q Cm的襯底電阻的襯底作為襯底102 (參見圖16)。接下來，如圖15中所示，執(zhí)行外延層形成步驟(S120)。具體地，在襯底102的前側(cè)表面上形成緩沖層121。緩沖層121形成在用作襯底102的碳化硅襯底I的SiC層20 (參見圖I、圖8、圖11)上。形成外延層作為緩沖層121，其例如由n型電導(dǎo)率的碳化硅制成并且具有0.5 iim的厚度。緩沖層121具有例如5X IO17CnT3的濃度的導(dǎo)電雜質(zhì)。然后，在緩沖層121上形成擊穿電壓保持層122，如圖16中所示。作為擊穿電壓保持層122，使用外延生長方法形成n型電導(dǎo)率的由碳化硅制成的層。擊穿電壓保持層122可以具有例如10 y m的厚度。此外，擊穿電壓保持層122包括例如5X IO15CnT3的濃度的n型電導(dǎo)率的雜質(zhì)。接下來，如圖15中所示，執(zhí)行注入步驟(S130)。具體地，使用通過光刻和蝕刻形成的氧化物膜作為掩膜將P型電導(dǎo)率的雜質(zhì)注入到擊穿電壓保持層122中，從而形成p區(qū)域123，如圖17中所示。此外，在移除這樣使用的氧化物膜之后，通過光刻和蝕刻形成具有新圖案的氧化物膜。使用該氧化物膜作為掩膜，將n型電導(dǎo)率的導(dǎo)電雜質(zhì)注入到預(yù)定區(qū)域中以形成n+區(qū)域124。以類似的方式，注入p型電導(dǎo)率的導(dǎo)電雜質(zhì)以形成P+區(qū)域125。結(jié)果，獲得圖17中所示的結(jié)構(gòu)。在這樣的注入步驟之后，執(zhí)行激活退火エ藝。可以在例如采用氬氣作為氣氛氣體，將加熱溫度設(shè)定在1700°C并且將加熱時(shí)間設(shè)定在30分鐘的條件下執(zhí)行該激活退火エ藝。接下來，如圖15中所示，執(zhí)行柵極絕緣膜形成步驟(S140)。具體地，如圖18中所示，形成氧化物膜126以覆蓋擊穿電壓保持層122、p區(qū)域123、n+區(qū)域124以及p+區(qū)域125。 作為用于形成氧化物膜126的條件，例如，可以執(zhí)行干式氧化(熱氧化)?？梢栽诩訜釡囟缺辉O(shè)定為1200°C并且加熱時(shí)間設(shè)定為30分鐘的條件下執(zhí)行干式氧化。之后，執(zhí)行氮退火步驟(S 150)，如圖15中所示。具體地，在一氧化氮(NO)的氣氛氣體中執(zhí)行退火エ藝。用于該退火エ藝的溫度條件例如為加熱溫度為1100°C并且加熱時(shí)間為120分鐘。結(jié)果，氮原子被引入到氧化物膜126與布置在氧化物膜126下面的擊穿電壓保持層122、p區(qū)域123、n+區(qū)域124以及p+區(qū)域125之間的界面附近中。此外，在使用一氧化氮的氣氛氣體的退火步驟之后，可以使用是惰性氣體的氬(Ar)氣執(zhí)行額外的退火。具體地，使用氬氣的氣氛氣體，可以在加熱溫度被設(shè)定為1100°C并且加熱時(shí)間被設(shè)定為60分鐘的條件下執(zhí)行額外的退火。接下來，如圖15中所示，執(zhí)行電極形成步驟(S160)。具體地，借助光刻方法在氧化物膜126上形成具有圖案的抗蝕劑膜。使用抗蝕劑膜作為掩膜，通過蝕刻移除位于n+區(qū)域124和P+區(qū)域125上面的氧化物膜的部分。之后，諸如金屬的導(dǎo)電膜形成在抗蝕劑膜上并且形成在與n+區(qū)域124和P+區(qū)域125接觸的氧化物膜126的開口中。之后，移除抗蝕劑膜，因此移除位于抗蝕劑膜上的導(dǎo)電膜的部分(剝離)。這里，例如可以使用鎳(Ni)作為導(dǎo)體。結(jié)果，如圖19中所示，能夠獲得源電極111和漏電極112。應(yīng)注意的是，在該情況下，優(yōu)選地執(zhí)行用于合金化的熱處理。具體地，使用是惰性氣體的氬(Ar)氣的氣氛氣體，在加熱溫度被設(shè)定為950°C并且加熱時(shí)間設(shè)定為2分鐘的情況下執(zhí)行熱處理(合金化處理)。之后，在源電極111上，形成上部源電極127(參見圖14)。此外，漏電極112(參見圖14)形成在襯底102的背側(cè)表面上。此外，柵電極110 (參見圖14)形成在氧化物膜126上。以該方式，能夠獲得圖14中所示的半導(dǎo)體器件101。即，通過在碳化硅襯底I的SiC層20上形成外延層和電極來制作半導(dǎo)體器件101。此外，在用于制造本實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件101的方法中，采用了本發(fā)明的碳化硅襯底，該碳化硅襯底即使當(dāng)在襯底上形成不同類型材料層時(shí)也實(shí)現(xiàn)抑制翹曲。因此，抑制了例如步驟(S130)中的曝光失敗，因此能夠以高產(chǎn)率制造半導(dǎo)體器件101。應(yīng)注意的是，在第五實(shí)施例中，示出了垂直型MOSFET作為能夠使用本發(fā)明的碳化硅襯底制作的一個(gè)示例性半導(dǎo)體器件，但是能夠制作的半導(dǎo)體器件不限于此。例如，可以使用本發(fā)明的碳化硅襯底制作各種類型的半導(dǎo)體器件，諸如JFET (結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)以及肖特基勢(shì)壘ニ極管。此外，第五實(shí)施例已經(jīng)示出了通過在主表面對(duì)應(yīng)于(03-38)面的碳化硅襯底上形成用作有源層的外延層來制作半導(dǎo)體器件的情況。然而，能夠用于主表面的晶面不限于此，并且可以采用適合于該使用目的的、包括(0001)面的任何晶面用于主表面。[示例]下面描述本發(fā)明的示例。為了確認(rèn)利用本發(fā)明的碳化硅襯底抑制翹曲的效果的實(shí)驗(yàn)，在本發(fā)明的碳化硅襯底上形成不同類型材料層。具體地，如下地制作本發(fā)明的碳化硅襯底。即，根據(jù)上述第一實(shí)施例中的相同方法，將21個(gè)SiC襯底被并排地布置在基礎(chǔ)襯底上并且連接到基礎(chǔ)襯底?；A(chǔ)襯底的直徑為2英寸，厚度為400 u m,并且由單晶碳化硅制成。SiC襯底中的每ー個(gè)由單晶碳化硅制成，具有每邊為IOmm的正方形平面形狀，并且具有400 的厚度。在該情況下，在相鄰SiC襯底 的端表面之間形成寬度不小于10 y m并且不大于100 u m的間隙(示例)。同時(shí)，為了比較，根據(jù)相同方法形成具有基礎(chǔ)襯底和具有與基礎(chǔ)襯底相同的平面形狀的SiC襯底、并且因此落在本發(fā)明的范圍之外的碳化硅襯底(比較示例)。此外，在示例和比較示例中的每ー個(gè)中的碳化硅襯底的SiC襯底(SiC層)上沉積厚度為3 ilm的W(鎢)膜作為不同類型材料層。測(cè)量W膜的形成之前的碳化硅襯底中的每ー個(gè)的翹曲(SORI)和形成之后的碳化硅襯底中的每ー個(gè)的翹曲(SORI)。這里，參考圖20，翹曲(SORI)的大小由從襯底的主表面90的最小_■乘面91到襯底的主表面90的最大點(diǎn)92的距尚值與從襯底的主表面90的最小ニ乘面91到最小點(diǎn)93的距離值之和來定義。因此，翹曲(SORI)的值始終為正值。[表I]
W膜的形成之前 W膜的形成之后 歹[J5 u m20 u m
比較示例 20 umIOOum如表I中所示，與比較示例的襯底相比，示例的襯底在W膜的形成之前抑制了翹曲，并且還抑制了由于W膜的形成而導(dǎo)致的翹曲增加。由此，確認(rèn)的是，根據(jù)本發(fā)明的碳化硅襯底，能夠提供即使當(dāng)在襯底上形成不同類型材料層時(shí)也實(shí)現(xiàn)抑制翹曲的碳化硅襯底。本發(fā)明的碳化硅襯底能夠用于制作如以上在第五實(shí)施例中描述的半導(dǎo)體器件。換言之，在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，用作有源層的外延層形成在本發(fā)明的碳化硅襯底上。更具體地，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括本發(fā)明的碳化硅襯底；形成在碳化硅襯底上的外延層；以及形成在外延層上的電極。這里公開的實(shí)施例和示例在任何方面都是示例性和非限制性的。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求而不是上述實(shí)施例來限定，并且意在包括落入與權(quán)利要求等價(jià)的范圍和意義內(nèi)的任何修改。エ業(yè)適用性
本發(fā)明的碳化硅襯底特別有利地可應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)抑制在制造半導(dǎo)體器件的エ藝中的翹曲的碳化硅襯底。附圖 標(biāo)記I :碳化硅襯底；10 :基礎(chǔ)層(基礎(chǔ)襯底);IOA :主表面11 :材料襯底；20 :SiC 層(SiC 襯底)；20A:主表面；20B :端表面；40:非晶 SiC 層;41:Si 層；60:間隙;70:中間層;71 :前體層；81 :第一加熱器；82 :第二加熱器；101 半導(dǎo)體器件；102 :襯底；110:柵電極；111:源電極；112:漏電極；121 :緩沖層；122 :擊穿電壓保持層；123 :p 區(qū)域;124:n+區(qū)域；125:p+區(qū)域；126:氧化物膜；127:上部源電極。
權(quán)利要求
1.一種碳化娃襯底(I)，包括 基礎(chǔ)層(10)，所述基礎(chǔ)層由碳化硅制成；以及 多個(gè)SiC層(20)，所述多個(gè)SiC層(20)當(dāng)在平面視圖中看時(shí)并排地布置在所述基礎(chǔ)層(10)上并且每個(gè)SiC層(20)均由單晶碳化硅制成， 間隙(60)形成在相鄰的SiC層(20)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳化硅襯底(I)，其中所述間隙(60)具有等于或者小于1_的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳化硅襯底(I)，其中所述間隙(60)具有等于或者小于所述碳化硅襯底(I)的厚度的2/3的深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳化硅襯底(I)，其中形成多個(gè)所述間隙(60)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳化硅襯底，其中 所述多個(gè)間隙￠0)包括延伸而沒有彼此交叉的至少ー對(duì)間隙(60)，以及 所述ー對(duì)間隙(60)之間的間隔為5mm或更大。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳化硅襯底(I)，其中所述多個(gè)間隙￠0)包括彼此交叉的至少ー對(duì)間隙(60)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳化硅襯底(1)，其中所述多個(gè)間隙￠0)形成為當(dāng)在平面視圖中看時(shí)以格子的形式彼此交叉。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳化硅襯底(I)，其中所述基礎(chǔ)層(10)具有大于所述SiC層(20)中的每ー個(gè)的雜質(zhì)密度的雜質(zhì)密度。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳化硅襯底(I)，其中所述基礎(chǔ)層(10)具有等于或大于IX 1018atm/cm3的雜質(zhì)密度。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳化硅襯底(I)，其中所述SiC層(20)中的每ー個(gè)具有主表面(20A)，所述主表面(20A)與所述基礎(chǔ)層(10)相反并且具有相對(duì)于{0001}面不小于50°并且不大于65°的偏離角。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的碳化硅襯底(I)，其中所述SiC層(20)中的每ー個(gè)的與所述基礎(chǔ)層(10)相反的所述主表面(20A)具有形成相對(duì)于〈1-100〉方向的5°或更小的角度的偏離取向。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的碳化硅襯底(1)，其中所述SiC層(20)中的每ー個(gè)的與所述基礎(chǔ)層(10)相反的所述主表面(20A)具有在〈1-100〉方向上相對(duì)于{03-38}面不小干-3°并且不大于5°的偏離角。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的碳化硅襯底(I)，其中所述SiC層(20)中的每ー個(gè)的與所述基礎(chǔ)層(10)相反的所述主表面(20A)具有形成相對(duì)于〈11-20〉方向的5°或更小的角度的偏離取向。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳化硅襯底(1)，其中所述SiC層(20)中的每ー個(gè)的與所述基礎(chǔ)層(10)相反的所述主表面(20A)被拋光。
全文摘要
公開了一種碳化硅襯底(1)，其即使在由除了碳化硅之外的材料制成的不同類型材料層的情況下也實(shí)現(xiàn)抑制翹曲，該碳化硅襯底(1)包括由碳化硅制成的基礎(chǔ)層(10)；以及當(dāng)在平面視圖中看時(shí)并排地布置在基礎(chǔ)層(10)上并且每個(gè)均由單晶碳化硅制成的多個(gè)SiC層(20)。間隙(60)形成在相鄰的SiC層(20)的端表面(20B)之間。
文檔編號(hào)H01L29/12GK102741973SQ20108004594
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者井上博揮, 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