帶碳化硅膜基板及其制造方法、以及半導(dǎo)體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及帶碳化娃膜基板、半導(dǎo)體裝置W及帶碳化娃膜基板的制造方法。
【背景技術(shù)】 陽(yáng)00引近年，由于碳化娃（SiC)是相比Si具有2倍W上帶隙化36eV~3. 23eV)的寬帶 隙半導(dǎo)體，因此作為高耐壓設(shè)備用材料而受到注目。
[0003] 然而，與Si不同，由于SiC的晶體形成溫度是高溫，難W采用提拉法從液相中制作 單晶錠。因此，提出采用升華法形成SiC單結(jié)晶錠的方法，而上述升華法難W形成大尺寸、 晶體缺陷少的基板。另一方面，由于SiC晶體中的立方晶SiC(3C-SiC)能夠在相對(duì)較低的 溫度形成，因此提出在Si基板（娃基板）上直接進(jìn)行外延生長(zhǎng)的方法。
[0004] 作為使用該外延生長(zhǎng)的SiC基板的制造方法之一，正在研究在氣相中、在Si基板 上層疊3C-SiC的異質(zhì)外延技術(shù)。然而，Si和3C-SiC的晶格常數(shù)分別為5.43 A和4.32 A， 其差大約在20%。另外，熱膨脹系數(shù)Si是2. 55X 10 6K i，3C-SiC是2. 77X 10 6K 1，其差大約 在8%。根據(jù)運(yùn)些，要得到晶體缺陷少的高品質(zhì)外延膜（3C-SiC膜）是非常困難的。此外， 上述的晶格常數(shù)的差和熱膨脹系數(shù)的差的結(jié)果使3C-SiC膜內(nèi)產(chǎn)生大的應(yīng)力，其結(jié)果，產(chǎn)生 晶片翅曲的問(wèn)題。 陽(yáng)0化]上述運(yùn)種晶體缺陷是指所謂的雙晶（Twin)和反相疇界（APB :An ti-Phase Boundary)成為主體。作為減少上述晶體缺陷的方法，例如，專利文獻(xiàn)I公開(kāi)了一種 有效地減少晶體缺陷方法：在成長(zhǎng)底部基板上形成氧化膜等，將該氧化膜等作為掩膜 設(shè)置外延生長(zhǎng)區(qū)域，相對(duì)于生長(zhǎng)區(qū)域的開(kāi)口部的寬度W1，氧化膜等的厚度T設(shè)定在 tan巧4.6° )XWl(tan巧4.6° )倍）W上。在運(yùn)種情況下，開(kāi)口部的寬度W1，例如，假定為 Wl = 0. 5 ym的程度，則作為掩膜的氧化膜等需要T = 0. 7 ym W上的厚度。
[0006] 如果采用目前的工藝技術(shù)，關(guān)于圖案形成的工藝技術(shù)難度并不是如此之高，但是 需要高精度地形成相對(duì)高縱橫尺寸比、圖案化的氧化膜等。另外，因?yàn)檠趸さ鹊暮穸扔邢?對(duì)厚的膜厚，因此產(chǎn)生由于在氧化膜等產(chǎn)生的膜應(yīng)力而使得SiC基板翅曲的問(wèn)題。
[0007] 在先技術(shù)文獻(xiàn) 陽(yáng)00引專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開(kāi)平11-181567號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的之一是：提供具有在娃基板上層疊、降低產(chǎn)生晶體缺陷的3C-SiC膜 的高品質(zhì)帶碳化娃膜基板、能夠制造上述帶碳化娃膜基板的帶碳化娃膜基板的制造方法、 W及具有上述帶碳化娃膜基板的半導(dǎo)體裝置。
[0011] 為解決上述的技術(shù)問(wèn)題及問(wèn)題點(diǎn)或者達(dá)成上述目的，本發(fā)明能夠采用W下的應(yīng)用 例W及實(shí)施方式。
[0012] 設(shè)及本發(fā)明的一種帶碳化娃膜基板，其特征在于，包括：娃基板；在所述娃基板的 一部分上形成的第一掩膜；在所述娃基板和所述第一掩膜上形成的第一碳化娃膜；在所述 第一碳化娃膜的至少一部分上形成的第二掩膜；W及在所述第一碳化娃膜W及所述第二掩 膜上形成的第二碳化娃膜，所述第一掩膜具有多個(gè)使所述娃基板露出的第一開(kāi)口部，所述 第一碳化娃膜形成為覆蓋所述第一開(kāi)口部和所述第一掩膜，并在所述第一掩膜的上部具有 側(cè)面是傾斜面的凹部，所述第二掩膜形成于所述凹部。此外，優(yōu)選地，當(dāng)所述第一開(kāi)口部的 開(kāi)口部分的寬度為W1、所述第一掩膜的厚度為T(mén)1、所述第一開(kāi)口部的所述第一碳化娃膜的 厚度為Dl時(shí)，滿足TKtan巧4.6° )XW1，并且，Dl ^tan巧4.6° ) XWl的關(guān)系。
[0013] 由此，能夠得到具有在娃基板上層疊、降低產(chǎn)生晶體缺陷的3C-SiC膜的高品質(zhì)帶 碳化娃膜基板。
[0014] 優(yōu)選地，在上述的一種帶碳化娃膜基板中，在所述娃基板的俯視觀察中，所述第一 掩膜和所述第二掩膜具有幾乎同樣的形狀。
[0015] 由此，能夠得到具有由于可靠地抑制或者防止第二碳化娃膜中產(chǎn)生晶體缺陷、而 降低了產(chǎn)生晶體缺陷的3C-SiC膜的高品質(zhì)帶碳化娃膜基板。
[0016] 優(yōu)選地，上述的一種帶碳化娃膜基板中，所述娃基板的上表面的面方向構(gòu)成（100) 面。
[0017] 運(yùn)樣娃基板的上表面的面方向構(gòu)成（100)面時(shí)，在運(yùn)個(gè)面上外延生長(zhǎng)而形成的碳 化娃膜沿著（111)面的面方向，成長(zhǎng)晶體缺陷。因此，能夠容易地實(shí)現(xiàn)能夠控制晶體缺陷的 成長(zhǎng)方向、降低晶體缺陷的影響的方法。
[0018] 優(yōu)選地，上述的一種帶碳化娃膜基板中，所述第二碳化娃膜為立方晶碳化娃膜。此 夕F，優(yōu)選地，上述的一種帶碳化娃膜基板中，所述第一碳化娃膜為立方晶碳化娃膜。
[0019] 優(yōu)選地，設(shè)及本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置使用上述記載的一種帶碳化娃膜基板。
[0020] 由此，能夠得到具備高耐壓性能的半導(dǎo)體裝置。
[0021] 設(shè)及本發(fā)明的帶碳化娃膜基板的制造方法，其特征在于，包括：第一工序，在娃基 板上形成第一掩膜；第二工序，形成第一碳化娃膜；第=工序，形成第二掩膜；W及第四工 序，形成第二碳化娃膜，所述第一工序包括：在所述娃基板上形成第一薄膜的工序，W及為 使所述娃基板露出而在所述第一薄膜形成多個(gè)第一開(kāi)口部的工序，在所述第一開(kāi)口部的寬 度為W1、所述第一掩膜的厚度為T(mén)l時(shí)，所述第一開(kāi)口部形成為滿足TKtan巧4.6° ) XWl 的關(guān)系，所述第二工序包括從在所述第一開(kāi)口部露出的所述娃基板表面開(kāi)始外延生長(zhǎng)所述 第一碳化娃膜的工序，所述第一開(kāi)口部的所述第一碳化娃膜的厚度為Dl時(shí)，所述第一碳化 娃膜形成為滿足Dl > tan巧4. 6° ) XWl的關(guān)系，所述第=工序包括：在所述第一碳化娃膜 和所述第一掩膜上形成第二薄膜的工序；W及為使所述第一碳化娃膜露出而在所述第二薄 膜形成多個(gè)第二開(kāi)口部的工序，所述第二開(kāi)口部形成為在俯視觀察中與所述第一開(kāi)口部重 合，所述第四工序包括從所述第二開(kāi)口部開(kāi)始通過(guò)外延生長(zhǎng)而形成所述第二碳化娃膜的工 序。此外，優(yōu)選地，上述的一種帶碳化娃膜基板的制造方法中，所述第二碳化娃膜為立方晶 碳化娃膜。
[0022] 由此，能夠制造具有在娃基板上層疊、降低產(chǎn)生晶體缺陷的3C-SiC膜的高品質(zhì)帶 碳化娃膜基板。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖I是示出本發(fā)明的帶碳化娃膜基板的實(shí)施方式的縱剖視圖。
[0024] 圖2的（a)~（d)是用于說(shuō)明圖1示出的帶碳化娃膜基板的制造方法的縱剖視圖。 [00巧]圖3是用于說(shuō)明降低圖1示出的帶碳化娃膜基板的晶體缺陷的方法的縱剖視圖。
[0026] 符號(hào)說(shuō)明
[0027] 1、帶碳化娃膜基板，2、娃基板，3、SiC膜，4、掩膜，11、晶體缺陷，31、第一 SiC膜， 32、第二SiC膜，35、開(kāi)口部，36、側(cè)面，41、第一掩膜，42、第二掩膜，45、第一開(kāi)口部，46、第二 開(kāi)口部。
【具體實(shí)施方式】
[0028] W下，參照附圖所示的最優(yōu)實(shí)施方式，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明所設(shè)及的帶碳化娃膜基板、 帶碳化娃膜基板的制造方法W及半導(dǎo)體裝置。此外，說(shuō)明所用的附圖是僅用于為了清楚方 便理解，有時(shí)尺寸比例等與實(shí)際情況不同。
[0029] 第一實(shí)施方式
[0030] 本實(shí)施方式是對(duì)帶碳化娃膜基板進(jìn)行說(shuō)明。圖1是示出本發(fā)明的帶碳化娃膜基板 1的實(shí)施方式的縱剖視圖，是從與娃基板2的（Oll)面垂直的方向觀察的圖。此外，在W下 的說(shuō)明中，圖1中的上側(cè)稱為"上"，下側(cè)稱為"下"。
[0031] 如圖1所示，帶碳化娃膜基板（帶立方