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公開番号2025065001
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2024164747
出願日2024-09-24
発明の名称高抵抗率多結晶シリコンカーバイド(SiC)基板、及びその製造方法
出願人エスティマイクロエレクトロニクスインターナショナルエヌ.ヴイ.
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/02 20060101AFI20250410BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高抵抗率多結晶基板、及び高抵抗率多結晶基板を製造する方法を提供する
【解決手段】方法は、高い抵抗率(例えば、1×10^5、又は1E+5オームセンチメートル以上)を有する多結晶基板を形成することと、高純度の半導体グレードシリコンを溶融してから、次に種結晶を利用して、単結晶基板の形成を始動することによって、単結晶基板を形成することと、多結晶基板及び単結晶基板が形成されると、多結晶基板の第2の表面を、表面活性化接合(SAB)技術を利用して、単結晶基板の第3の表面に接合することと、単結晶基板の一部分を除去することと、を含む。
【選択図】図4A
特許請求の範囲【請求項１】
デバイスであって、
多結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）ベース基板であって、
第１の表面、
前記第１の表面と対向する第２の表面、
１×１０＾５オームセンチメートル（ｏｈｍ－ｃｍ）以上の抵抗率、及び
０．５ミリメートル（ｍｍ）以上の粒径を含む、多結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）ベース基板と、
前記多結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）ベース基板の前記第１の表面に直接結合された、単結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板と、
を備える、デバイス。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記単結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板は、１マイクロメートル（μｍ）未満の厚さ、及び１マイクロメートル（μｍ）に等しい厚さのうち、少なくとも１つの厚さを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記多結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）ベース基板は、３００マイクロメートル（μｍ）以上の厚さを有する、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記多結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）ベース基板は、３００～５００マイクロメートル（μｍ）の厚さ、３００マイクロメートル（μｍ）に等しい厚さ、及び５００マイクロメートル（μｍ）に等しい厚さのうち、少なくとも１つの厚さを有する、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記多結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）ベース基板の前記抵抗率は、１×１０＾５ｏｈｍ－ｃｍ～１×１０＾１２ｏｈｍ－ｃｍの抵抗率、１×１０＾５ｏｈｍ－ｃｍに等しい抵抗率、及び１×１０＾１２ｏｈｍ－ｃｍに等しい抵抗率のうち、少なくとも１つである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記多結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）ベース基板の前記抵抗率は、１×１０＾５ｏｈｍ－ｃｍ～１×１０＾９ｏｈｍ－ｃｍの抵抗率、１×１０＾５ｏｈｍ－ｃｍに等しい抵抗率、及び１×１０＾８ｏｈｍ－ｃｍに等しい抵抗率のうち、少なくとも１つである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記第１の表面は、５オングストローム（Å）以下の粗さを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記粒径は、５ミリメートル（ｍｍ）以下である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
多結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板であって、
第１の表面、
前記第１の表面と対向する第２の表面、
１×１０＾５ｏｈｍ－ｃｍ以上の抵抗率、及び
０．５ミリメートル（ｍｍ）以上の粒径を含む、多結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板を備える、デバイス。
【請求項１０】
前記多結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板は、３００マイクロメートル（μｍ）以上の厚さを有する、請求項９に記載のデバイス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、高抵抗率多結晶基板、及び高抵抗率多結晶基板を製造する方法を対象とする。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体産業は、シリコンカーバイド（silicon carbide、ＳｉＣ）、とりわけ、デバイス若しくは構成要素（例えば、レーダー、ダイオード、トランジスタ、又は、他の同様若しくは類似の用途）の製造用のＳｉＣに多大な関心を示している。
【０００３】
シリコンカーバイドベースの電子デバイスの開発及び製造は、シリコンカーバイドウエハの形成による電気的特性及び機械的特性などの要因によって制限される。製造されたシリコンカーバイドウエハの多くは抵抗率が低く、このことは最終製品にとって有益である。別の問題は、ウエハの製造から生じる反りの量である。抵抗率が低いほど、電気信号がシリコンカーバイドウエハを通りやすくなるが、その代わり、高抵抗率が望まれる高出力用途（例えば、レーダー）では、シリコンカーバイドウエハの利用が制限される。また、反りの量が増えると、最終的な電子デバイスを製造する際、研磨プロセスなどからの欠陥が発生するか、又は、処理及び製造中の、亀裂若しくは破損したウエハ、若しくは基板の数の増加につながる。
【０００４】
こうした多結晶ＳｉＣウエハは、単一結晶（すなわち、単結晶）ウエハを多結晶ＳｉＣウエハ上に接合する方法によって、製造することができる。例えば、多結晶ＳｉＣウエハと単一結晶（すなわち、単結晶）ＳｉＣウエハを直接接合によって接合し、一体化する、ウエハ製造方法がある。パワーデバイスにおいて、こうした結晶欠陥、低抵抗率、及び高い反りは、パワーデバイスが選択された公差の範囲外で機能するように、これらの要因がパワーデバイスの機能を制限するので、高出力用途では問題となる場合がある。そのような状況では、これらのデバイスは、処分（例えば、廃棄）され得、このことは、歩留まりの減少に起因して製造コストを増加させる。
【発明の概要】
【０００５】
抵抗率が高い多結晶ＳｉＣウエハ又は基板は、多結晶ＳｉＣウエハ若しくは基板が存在するか、又は、高出力電子機器若しくはシステムの製造で利用される高出力電子機器又はシステムの機能にとって、有益である。本開示は、高抵抗率（例えば、１×１０＾５、又は１Ｅ＋５オームセンチメートル以上）であり、かつ反りの少ない、多結晶ＳｉＣウエハ又は基板を含む、ウエハの少なくとも１つの実施形態を提供することを対象とする。高抵抗率多結晶ＳｉＣウエハ又は基板を含むウエハを使用して、又はこのウエハから製造された電子デバイス又は構成要素は、使用時に更に最適化され、結晶欠陥が少ないか、又は全く存在しない。本開示の実施形態に従って形成されたウエハは、既存の多結晶ＳｉＣウエハ又は基板と比較して、抵抗率が高いか、又は非常に高い。
【０００６】
本開示の少なくとも１つの実施形態は、第１の表面、第１の表面と対向する第２の表面、１×１０＾５又は１Ｅ＋５オームセンチメートル以上の抵抗率、及び０．５ミリメートル（ｍｍ）以上の粒径を含む、多結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）ベース基板を備えるものとして、要約される。
【０００７】
いくつかの実施形態において、単結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板は、多結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）ベース基板の第１の表面に結合される。単結晶シリコンカーバイド（ＳｉＣ）は、多結晶シリコンカーバイド基板の抵抗率と同様か、又は等しい抵抗率を有し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態をより良く理解するために、ここで、例として添付の図面を参照する。図面において、同一の参照番号は、文脈上他を意味しない限り、同じ又は類似の要素又は動作を特定する。図面中の要素のサイズ及び相対的比率は、必ずしも一定の縮尺で描かれていない。例えば、これらの要素の一部は、図面の読みやすさを改善するために拡大され、位置付けられ得る。
本開示のウエハの実施形態の斜視側面図を対象とする。
本開示のウエハの代替的な実施形態の斜視図を対象とする。
本開示のウエハの別の代替的な実施形態の平面図を対象とする。
本開示の図３Ａに示されるウエハの別の代替的な実施形態の斜視側面図を対象とする。
本開示のウエハの別の実施形態の図３Ｃに示される断面３Ｃ－３Ｃの強調された拡大図を対象とする。
図１及び図２に示される本開示のウエハの実施形態を製造する方法のフローチャートである。
本開示の図３Ａ～図３Ｃに示されるウエハの別の実施形態を製造する方法のフローチャートである。
本開示の図３Ａ～図３Ｃに示されるウエハの別の実施形態を製造する代替方法のフローチャートである。
本開示の図１及び図２に示されるウエハの実施形態を製造するための、図４Ａに示される製造方法の実施形態の少なくともいくつかのステップの側面図である。
本開示の図１及び図２に示されるウエハの実施形態を製造するための、図４Ａに示される製造方法の実施形態の少なくともいくつかのステップの側面図である。
本開示の図１及び図２に示されるウエハの実施形態を製造するための、図４Ａに示される製造方法の実施形態の少なくともいくつかのステップの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の説明では、デバイス、方法、及び物品の様々な実施形態の完全な理解を提供するために、特定の詳細が記述される。しかしながら当業者には、他の実施形態がこれらの詳細を伴わずに実践され得ることが理解されよう。他の例では、実施形態の説明を不必要に不明瞭にすることを避けるために、例えば、シリコンカーバイド基板又は層（例えば、多結晶シリコンカーバイド、単結晶シリコンカーバイドなど）、半導体製造プロセスなどに関連する周知の構造及び方法は、一部の図において詳細に示されていないか、又は説明されていない。
【００１０】
文脈上特に要求されない限り、以下の明細書及び特許請求の範囲を通して、「含む（comprise）」という語及びその変形、例えば「含む（comprising）」及び「含む（comprises）」は、オープンで包括的な意味で、すなわち「含むが、限定されない」と解釈されるべきである。
（【００１１】以降は省略されています）

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