[发明专利]SiC外延晶片及其制造方法、大凹坑缺陷检测方法、缺陷识别方法

说明书

一种SiC外延晶片，是在具有偏角且基板碳夹杂物密度为0.1～6.0个/cm²的4H‑SiC单晶基板上形成有SiC外延层的SiC外延晶片，在所述SiC外延层中包含的由基板碳夹杂物引起的大凹坑缺陷的密度为0.5个/cm²以下。

技术领域

本发明涉及SiC外延晶片及其制造方法、以及大凹坑(Large-pit)缺陷检测方法、缺陷识别方法。

本申请基于在2016年8月31日在日本申请的专利申请2016-170221号以及在2016年9月23日在日本申请的专利申请2016-185945号要求优先权，在此援引其内容。

背景技术

碳化硅(SiC)具有与硅(Si)相比绝缘击穿电场大1个数量级，另外，带隙大3倍，而且热传导率高3倍左右等的特性，因此期待应用于功率器件、高频器件、高温工作器件等。

为了促进SiC器件的实用化，高品质的结晶生长技术、高品质的外延生长技术的确立是不可欠缺的。

一般地SiC器件使用SiC外延晶片来制作，所述SiC外延晶片是在从采用升华再结晶法等生长出的SiC块状单晶加工得到的SiC单晶基板上利用化学气相沉积法(ChemicalVapor Deposition：CVD)等使成为器件的活性区域的SiC外延层(膜)生长而成的。

关于SiC外延晶片，更具体而言，一般是在以从(0001)面向11-20方向具有偏角的面为生长面的SiC单晶基板上进行台阶流生长(从原子台阶起的横向生长)而使4H的SiC外延层生长。

作为SiC外延晶片的外延层的缺陷，已知：继承SiC单晶基板的缺陷的缺陷和在外延层中新形成的缺陷。作为前者，已知贯通位错、基底面位错、胡萝卜型缺陷等，作为后者，已知三角缺陷等。

例如，胡萝卜型缺陷是当从外延表面侧观察时在台阶流生长方向上较长的棒状缺陷，但一般认为基板的位错(贯通螺旋位错(TSD)或基底面位错(BPD))、基板上的伤作为起点而形成(参照非专利文献1)。

另外，三角缺陷朝向沿着台阶流生长方向(11-20方向)从上游向下游侧三角形的顶点和其对边(底边)依次排列的方向形成，但一般认为是以存在于SiC外延晶片制造时的外延生长前的SiC单晶基板上或外延生长中的外延层内的异物(坠落物(downfall))为起点，3C多晶形层从那里沿着基板的偏角延伸并在外延表面露出所致(参照非专利文献2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-023399号公报

专利文献2：日本特开2016-058499号公报

非专利文献

非专利文献1：J.Hassan et al.,Journal of Crystal Growth 312(2010)1828-1837

非专利文献2：C.Hallin et al.,Diamond and Related Materials 6(1997)1297-1300

发明内容

按照上述的那样，三角缺陷由3C多晶形(多型)构成。由于3C多晶形的电特性与4H多晶形的电特性不同，因此若在4H-SiC外延层中存在三角缺陷，则该部分不能用作为器件。即，三角缺陷作为致命缺陷为人所知。