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公開番号2025173212
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-27
出願番号2024078691
出願日2024-05-14
発明の名称ウエーハ及び半導体装置
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人iX
主分類H10D 30/66 20250101AFI20251119BHJP()
要約【課題】特性を安定化できるウエーハ及び半導体装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ウエーハは、炭化珪素を含む基板を含む。前記基板は、第1面及び第2面を含む。前記基板は、前記第2面から前記第1面への第1方向において前記第2面と前記第1面との間の第1領域と、前記第1方向において前記第2面と前記第1領域との間の第2領域と、前記第1方向において前記第1領域と前記第1面との間の第3領域と、を含む。前記第1領域は、フッ素及び酸素よりなる群から選択された少なくとも1つを含む第1元素を含む。前記第1領域における前記第1元素の第1濃度は、前記第2領域における前記第1元素の第2濃度よりも高く、前記第3領域における前記第1元素の第3濃度よりも高い。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
炭化珪素を含む基板を備え、
前記基板は、第１面及び第２面を含み、
前記基板は、
前記第２面から前記第１面への第１方向において前記第２面と前記第１面との間の第１領域と、
前記第１方向において前記第２面と前記第１領域との間の第２領域と、
前記第１方向において前記第１領域と前記第１面との間の第３領域と、
を含み、
前記第１領域は、フッ素及び酸素よりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素を含み、
前記第１領域における前記第１元素の第１濃度は、前記第２領域における前記第１元素の第２濃度よりも高く、前記第３領域における前記第１元素の第３濃度よりも高い、ウエーハ。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記基板は、第１位置、第２位置及び第３位置を含み、
前記第１位置は、前記第１領域に含まれ、
前記第２位置は、前記第１方向において前記第２面と前記第１位置との間にあり、
前記第３位置は、前記第１方向において前記第１位置と前記第１面との間にあり、
前記第１方向において、前記基板における前記第１元素の濃度は、前記第１位置において第１ピーク値であり、
前記第２位置における前記第１元素の濃度は、前記第１ピーク値の１／１０であり、
前記第３位置における前記第１元素の濃度は、前記第１ピーク値の１／１０であり、
前記第２位置と前記第３位置との間の前記第１方向に沿う距離は、０．２μｍ以上０．４μｍ以下である、請求項１に記載のウエーハ。
【請求項３】
前記第１元素は、フッ素を含み、
前記第１領域は、フッ素とシリコンとの結合を含む、請求項１に記載のウエーハ。
【請求項４】
前記第１元素は、酸素を含み、
前記第１領域は、シロキサン結合を含む、請求項１に記載のウエーハ。
【請求項５】
前記基板は、前記第１面を含む第４領域をさらに含み、
前記第３領域は、前記第１方向において前記第１領域と前記第４領域との間にあり、
前記第４領域における前記第１元素の第４濃度は、前記第３濃度よりも高い、請求項１～４のいずれか１つに記載のウエーハ。
【請求項６】
前記第２領域において、電圧印加及び紫外線照射の少なくともいずれかにより積層欠陥は拡張し、
前記第３領域において、前記電圧印加及び前記紫外線照射の前記少なくともいずれかにより前記積層欠陥は実質的に拡張しない、請求項１に記載のウエーハ。
【請求項７】
前記基板は、複数の前記第１領域を含み、
前記複数の第１領域は、前記第１方向と交差する平面に沿って設けられ、
前記基板の（０００１）面と、前記第１面と、の間の角度θと、前記複数の第１領域の１つの、前記第１方向に沿う厚さｄと、前記複数の第１領域の間の、前記第１方向と交差する交差方向に沿う距離ｗと、は、
ｗ＜（ｄ／ｔａｎθ）の関係を満たす、請求項１に記載のウエーハ。
【請求項８】
炭化珪素部材をさらに備え、
前記炭化珪素部材は、第２元素を含む第１炭化珪素領域を含み、
前記第２元素は、窒素、リン及びヒ素よりなる群から選択された少なくともいずれかを含み、
前記第１面は、前記第２面と前記第１炭化珪素領域との間にある、請求項１に記載のウエーハ。
【請求項９】
前記炭化珪素部材は、第２炭化珪素領域をさらに含み、
前記第１炭化珪素領域は、前記第１方向において前記基板と前記第２炭化珪素領域との間にあり、
前記第２炭化珪素領域は、ボロン、アルミニウム及びガリウムよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む、請求項８に記載のウエーハ。
【請求項１０】
請求項１に記載のウエーハの前記基板を含む半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ウエーハ及び半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、炭化珪素を含む半導体装置がある。半導体装置において、安定した特性が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－１４６７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、特性を安定化できるウエーハ及び半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、ウエーハは、炭化珪素を含む基板を含む。前記基板は、第１面及び第２面を含む。前記基板は、前記第２面から前記第１面への第１方向において前記第２面と前記第１面との間の第１領域と、前記第１方向において前記第２面と前記第１領域との間の第２領域と、前記第１方向において前記第１領域と前記第１面との間の第３領域と、を含む。前記第１領域は、フッ素及び酸素よりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素を含む。前記第１領域における前記第１元素の第１濃度は、前記第２領域における前記第１元素の第２濃度よりも高く、前記第３領域における前記第１元素の第３濃度よりも高い。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態に係るウエーハを例示する模式的断面図である。
図２は、第１実施形態に係るウエーハを例示するグラフである。
図３（ａ）～図３（ｄ）は、ウエーハの特性を例示する模式的平面図である。
図４は、第１実施形態に係るウエーハを例示する模式的断面図である。
図５は、第２実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るウエーハを例示する模式的断面図である。
図１に示すように、実施形態に係るウエーハ１１０は、基板１８を含む。基板１８は、炭化珪素（ＳｉＣ）を含む。基板１８は、例えば、炭化珪素バルク基板である。基板１８は、例えば、炭化珪素バルク単結晶基板である。１つの例において、基板１８に含まれる炭化珪素は、４Ｈ－ＳｉＣである。基板１８は、３Ｃ－ＳｉＣを含んで良い。基板１８の導電形は、任意である。
【０００９】
基板１８は、第１面Ｆ１及び第２面Ｆ２を含む。第１面Ｆ１は、例えば、上面で良い。第２面Ｆ２は、例えば、下面で良い。第２面Ｆ２から第１面Ｆ１への第１方向Ｄ１をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。第１面Ｆ１及び第２面Ｆ２は、例えば、Ｘ－Ｙ平面に沿う。基板１８は、Ｘ－Ｙ平面に沿う。
【００１０】
基板１８は、第１領域１８ａ、第２領域１８ｂ及び第３領域１８ｃを含む。第１領域１８ａは、第１方向Ｄ１において第２面Ｆ２と第１面Ｆ１との間にある。第２領域１８ｂは、第１方向Ｄ１において第２面Ｆ２と第１領域１８ａとの間にある。第３領域１８ｃは、第１方向Ｄ１において第１領域１８ａと第１面Ｆ１との間にある。
（【００１１】以降は省略されています）

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