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公開番号2025136294
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024034714
出願日2024-03-07
発明の名称炭化珪素基板、炭化珪素エピタキシャル基板、炭化珪素半導体装置の製造方法、および炭化珪素結晶の製造方法
出願人住友電気工業株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類C30B 29/36 20060101AFI20250911BHJP(結晶成長)
要約【課題】炭化珪素半導体装置の信頼性を向上可能な炭化珪素基板、炭化珪素エピタキシャル基板、炭化珪素半導体装置の製造方法、および炭化珪素結晶の製造方法を提供する。
【解決手段】炭化珪素基板は、主面を有する。主面は、外縁と、外縁から5mm以内の外周領域と、外周領域に取り囲まれた中央領域とにより形成されている。中央領域における貫通刃状転位の面密度を、中央領域における基底面転位の面密度で割った値は、120以上である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
主面を有する炭化珪素基板であって、
前記主面は、外縁と、前記外縁から５ｍｍ以内の外周領域と、前記外周領域に取り囲まれた中央領域とにより形成されており、
前記中央領域における貫通刃状転位の面密度を、前記中央領域における基底面転位の面密度で割った値は、１２０以上である、炭化珪素基板。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
主面を有する炭化珪素基板であって、
前記主面は、外縁と、前記外縁から５ｍｍ以内の外周領域と、前記外周領域に取り囲まれた中央領域とにより形成されており、
前記中央領域における貫通刃状転位の面密度を、前記中央領域における基底面転位の面密度で割った値は、８０以上であり、
前記中央領域における貫通刃状転位の面密度は、３０００ｃｍ
-2
以上である、炭化珪素基板。
【請求項３】
前記中央領域における基底面転位の面密度は、５０ｃｍ
-2
以下である、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素基板。
【請求項４】
前記中央領域における貫通刃状転位の面密度は、４０００ｃｍ
-2
以上である、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素基板。
【請求項５】
前記主面に垂直な方向に見て、前記中央領域は、前記主面の直径の３分の２の直径を有し、且つ、前記主面の中心を中心とする円に囲まれた第１領域と、前記第１領域を取り囲む第２領域とにより形成されており、
前記第２領域における基底面転位の面密度は、前記第１領域における基底面転位の面密度よりも高い、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素基板。
【請求項６】
前記第１領域における基底面転位の面密度は、２０ｃｍ
-2
以下である、請求項５に記載の炭化珪素基板。
【請求項７】
前記第２領域における基底面転位の面密度は、６０ｃｍ
-2
以下である、請求項５に記載の炭化珪素基板。
【請求項８】
前記第２領域における基底面転位の面密度は、前記第１領域における基底面転位の面密度の３倍以上である、請求項５に記載の炭化珪素基板。
【請求項９】
前記主面の直径は、１５０ｍｍ以上である、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素基板。
【請求項１０】
請求項１または請求項２に記載の炭化珪素基板と、
前記炭化珪素基板上に設けられた炭化珪素エピタキシャル層と、を備える、炭化珪素エピタキシャル基板。
（【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、炭化珪素基板、炭化珪素エピタキシャル基板、炭化珪素半導体装置の製造方法、および炭化珪素結晶の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０１９－１１２２６９号公報（特許文献１）には、基底面転位を有する炭化珪素単結晶基板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１１２２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の目的は、炭化珪素半導体装置の信頼性を向上可能な炭化珪素基板、炭化珪素エピタキシャル基板、炭化珪素半導体装置の製造方法、および炭化珪素結晶の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示に係る炭化珪素基板は、主面を有する。主面は、外縁と、外縁から５ｍｍ以内の外周領域と、外周領域に取り囲まれた中央領域とにより形成されている。中央領域における貫通刃状転位の面密度を、中央領域における基底面転位の面密度で割った値は、１２０以上である。これにより、炭化珪素半導体装置の信頼性を向上することができる。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、炭化珪素半導体装置の信頼性を向上可能な炭化珪素基板、炭化珪素エピタキシャル基板、炭化珪素半導体装置の製造方法、および炭化珪素結晶の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、本実施形態に係る炭化珪素基板の構成を示す平面模式図である。
図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面模式図である。
図３は、本実施形態に係る炭化珪素結晶の製造方法を概略的に説明するフロー図である。
図４は、準備工程を説明するための断面模式図である。
図５は、水素およびアルゴンの流量と、時間との関係を示す模式図である。
図６は、坩堝内の温度と、時間との関係を示す模式図である。
図７は、結晶成長工程を示す断面模式図である。
図８は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造装置の構成を示す断面模式図である。
図９は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の構成を示す断面模式図である。
図１０は、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を概略的に示すフローチャートである。
図１１は、ボディ領域を形成する工程を示す断面模式図である。
図１２は、ソース領域を形成する工程を示す断面模式図である。
図１３は、炭化珪素エピタキシャル層の第３主面にトレンチを形成する工程を示す断面模式図である。
図１４は、ゲート絶縁膜を形成する工程を示す断面模式図である。
図１５は、ゲート電極および層間絶縁膜を形成する工程を示す断面模式図である。
図１６は、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の構成を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［本開示の実施形態の概要］
まず本開示の実施形態の概要について説明する。本明細書の結晶学的記載においては、個別方位を［］、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示す。結晶学上の指数が負であることは、通常、数字の上に”－”（バー）を付すことによって表現されるが、本明細書では数字の前に負の符号を付すことによって結晶学上の負の指数を表現する。
【０００９】
（１）本開示に係る炭化珪素基板は、主面を有する。主面は、外縁と、外縁から５ｍｍ以内の外周領域と、外周領域に取り囲まれた中央領域とにより形成されている。中央領域における貫通刃状転位の面密度を、中央領域における基底面転位の面密度で割った値は、１２０以上である。これにより、炭化珪素半導体装置の信頼性を向上することができる。
【００１０】
（２）本開示に係る炭化珪素基板は、主面を有する。主面は、外縁と、外縁から５ｍｍ以内の外周領域と、外周領域に取り囲まれた中央領域とにより形成されている。中央領域における貫通刃状転位の面密度を、中央領域における基底面転位の面密度で割った値は、８０以上である。中央領域における貫通刃状転位の面密度は、３０００ｃｍ
-2
以上である。これにより、炭化珪素半導体装置の信頼性を向上することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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