[发明专利]衬底、半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种具有前表面（11）和背表面（12）的衬底（1），在所述衬底（1）中，所述前表面（11）的至少一部分由单晶碳化硅构成，

所述衬底具有：不大于0.5nm的、在所述前表面（11）处的表面粗糙度Ra的平均值，并且所述表面粗糙度Ra的标准偏差不大于0.2nm；不小于0.3nm并且不大于10nm的、在所述背表面（12）处的表面粗糙度Ra的平均值，并且所述表面粗糙度Ra的标准偏差不大于3nm；以及不小于110mm的所述前表面（11）的直径。

2.根据权利要求1所述的衬底，其中

在所述单晶碳化硅中的氮浓度不高于2×10¹⁹/cm³。

3.根据权利要求2所述的衬底，其中

在所述单晶碳化硅中的氮浓度不低于4×10¹⁸/cm³并且不高于2×10¹⁹/cm³。

4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的衬底，其中

满足关系表达式100≤D/T≤1000和0≤Wb/T≤0.2，其中，D表示所述前表面（11）的直径，T表示所述衬底（1）的厚度，并且Wb表示所述背表面（12）的翘曲。

5.根据权利要求1至4中的任何一项所述的衬底，其中

所述前表面（11）具有不小于125mm并且不大于300mm的直径。

6.根据权利要求1至5中的任何一项所述的衬底，其中

在所述前表面（11）的所述一部分中的碳化硅的晶体结构是4H型，并且

所述前表面（11）的所述一部分包括具有相对于{0001}面不小于0.1°并且不大于10°的偏离角的晶面。

7.根据权利要求1至5中的任何一项所述的衬底，其中

在所述前表面（11）的所述一部分中的碳化硅的晶体结构是4H型，并且

所述前表面（11）的所述一部分包括具有相对于{03-38}面不大于4°的偏离角的晶面。

8.根据权利要求1至5中的任何一项所述的衬底，其中

在所述前表面（11）的所述一部分中的碳化硅的晶体结构是4H型，并且

所述前表面（11）的所述一部分包括具有相对于{000-1}面不小于0.01°并且不大于6°的偏离角的晶面。

9.根据权利要求1至8中的任何一项所述的衬底（1），由一片单晶碳化硅构成。

10.一种半导体器件，包括：

根据权利要求1至9中的任何一项所述的衬底（1）；

外延层（102），所述外延层由碳化硅构成并且形成在所述衬底（1）的所述前表面（11）上；以及

在所述外延层（102）上形成的电极（122，121）。

11.一种制造衬底的方法，包括以下步骤：

制备由碳化硅构成的锭（S11，S12）；

通过将所述锭切片，来获得具有前表面和背表面并且所述前表面的直径不小于110mm的衬底（S13）；以及

抛光所述衬底的所述前表面和所述背表面（S20），其中

在所述抛光步骤（S20）中，通过控制在所述抛光步骤（S20）中的阻力系数，来抛光所述前表面和所述背表面，使得在所述前表面处的表面粗糙度Ra的平均值不大于0.5nm并且所述表面粗糙度Ra的标准偏差不大于0.2nm，并且使得在所述背表面处的表面粗糙度Ra的平均值不小于0.3nm并且不大于10nm，并且所述表面粗糙度Ra的标准偏差不大于3nm。

12.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：

制备根据权利要求1至9中的任何一项所述的衬底（S100）；

在所述衬底的所述前表面上形成由碳化硅构成的外延层（S200）；以及

在所述外延层上形成电极（S400）。