带碳化硅膜基板及其制造方法、以及半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及带碳化娃膜基板、半导体装置W及带碳化娃膜基板的制造方法。
【背景技术】 阳00引近年，由于碳化娃（SiC)是相比Si具有2倍W上带隙化36eV~3. 23eV)的宽带 隙半导体，因此作为高耐压设备用材料而受到注目。
[0003] 然而，与Si不同，由于SiC的晶体形成溫度是高溫，难W采用提拉法从液相中制作 单晶锭。因此，提出采用升华法形成SiC单结晶锭的方法，而上述升华法难W形成大尺寸、 晶体缺陷少的基板。另一方面，由于SiC晶体中的立方晶SiC(3C-SiC)能够在相对较低的 溫度形成，因此提出在Si基板（娃基板）上直接进行外延生长的方法。
[0004] 作为使用该外延生长的SiC基板的制造方法之一，正在研究在气相中、在Si基板 上层叠3C-SiC的异质外延技术。然而，Si和3C-SiC的晶格常数分别为5.43 A和4.32 A， 其差大约在20%。另外，热膨胀系数Si是2. 55X 10 6K i，3C-SiC是2. 77X 10 6K 1，其差大约 在8%。根据运些，要得到晶体缺陷少的高品质外延膜（3C-SiC膜）是非常困难的。此外， 上述的晶格常数的差和热膨胀系数的差的结果使3C-SiC膜内产生大的应力，其结果，产生 晶片翅曲的问题。 阳0化]上述运种晶体缺陷是指所谓的双晶（Twin)和反相畴界（APB :An ti-Phase Boundary)成为主体。作为减少上述晶体缺陷的方法，例如，专利文献I公开了一种 有效地减少晶体缺陷方法：在成长底部基板上形成氧化膜等，将该氧化膜等作为掩膜 设置外延生长区域，相对于生长区域的开口部的宽度W1，氧化膜等的厚度T设定在 tan巧4.6° )XWl(tan巧4.6° )倍）W上。在运种情况下，开口部的宽度W1，例如，假定为 Wl = 0. 5 ym的程度，则作为掩膜的氧化膜等需要T = 0. 7 ym W上的厚度。
[0006] 如果采用目前的工艺技术，关于图案形成的工艺技术难度并不是如此之高，但是 需要高精度地形成相对高纵横尺寸比、图案化的氧化膜等。另外，因为氧化膜等的厚度有相 对厚的膜厚，因此产生由于在氧化膜等产生的膜应力而使得SiC基板翅曲的问题。
[0007] 在先技术文献 阳00引专利文献
[0009] 专利文献1 :日本专利特开平11-181567号公报
【发明内容】
[0010] 本发明的目的之一是：提供具有在娃基板上层叠、降低产生晶体缺陷的3C-SiC膜 的高品质带碳化娃膜基板、能够制造上述带碳化娃膜基板的带碳化娃膜基板的制造方法、 W及具有上述带碳化娃膜基板的半导体装置。
[0011] 为解决上述的技术问题及问题点或者达成上述目的，本发明能够采用W下的应用 例W及实施方式。
[0012] 设及本发明的一种带碳化娃膜基板，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个使所述娃基板露出的第一开口部，所述 第一碳化娃膜形成为覆盖所述第一开口部和所述第一掩膜，并在所述第一掩膜的上部具有 侧面是倾斜面的凹部，所述第二掩膜形成于所述凹部。此外，优选地，当所述第一开口部的 开口部分的宽度为W1、所述第一掩膜的厚度为T1、所述第一开口部的所述第一碳化娃膜的 厚度为Dl时，满足TKtan巧4.6° )XW1，并且，Dl ^tan巧4.6° ) XWl的关系。
[0013] 由此，能够得到具有在娃基板上层叠、降低产生晶体缺陷的3C-SiC膜的高品质带 碳化娃膜基板。
[0014] 优选地，在上述的一种带碳化娃膜基板中，在所述娃基板的俯视观察中，所述第一 掩膜和所述第二掩膜具有几乎同样的形状。
[0015] 由此，能够得到具有由于可靠地抑制或者防止第二碳化娃膜中产生晶体缺陷、而 降低了产生晶体缺陷的3C-SiC膜的高品质带碳化娃膜基板。
[0016] 优选地，上述的一种带碳化娃膜基板中，所述娃基板的上表面的面方向构成（100) 面。
[0017] 运样娃基板的上表面的面方向构成（100)面时，在运个面上外延生长而形成的碳 化娃膜沿着（111)面的面方向，成长晶体缺陷。因此，能够容易地实现能够控制晶体缺陷的 成长方向、降低晶体缺陷的影响的方法。
[0018] 优选地，上述的一种带碳化娃膜基板中，所述第二碳化娃膜为立方晶碳化娃膜。此 夕F，优选地，上述的一种带碳化娃膜基板中，所述第一碳化娃膜为立方晶碳化娃膜。
[0019] 优选地，设及本发明的半导体装置使用上述记载的一种带碳化娃膜基板。
[0020] 由此，能够得到具备高耐压性能的半导体装置。
[0021] 设及本发明的带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及为 使所述娃基板露出而在所述第一薄膜形成多个第一开口部的工序，在所述第一开口部的宽 度为W1、所述第一掩膜的厚度为Tl时，所述第一开口部形成为满足TKtan巧4.6° ) XWl 的关系，所述第二工序包括从在所述第一开口部露出的所述娃基板表面开始外延生长所述 第一碳化娃膜的工序，所述第一开口部的所述第一碳化娃膜的厚度为Dl时，所述第一碳化 娃膜形成为满足Dl > tan巧4. 6° ) XWl的关系，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及为使所述第一碳化娃膜露出而在所述第二薄 膜形成多个第二开口部的工序，所述第二开口部形成为在俯视观察中与所述第一开口部重 合，所述第四工序包括从所述第二开口部开始通过外延生长而形成所述第二碳化娃膜的工 序。此外，优选地，上述的一种带碳化娃膜基板的制造方法中，所述第二碳化娃膜为立方晶 碳化娃膜。
[0022] 由此，能够制造具有在娃基板上层叠、降低产生晶体缺陷的3C-SiC膜的高品质带 碳化娃膜基板。
【附图说明】
[0023] 图I是示出本发明的带碳化娃膜基板的实施方式的纵剖视图。
[0024] 图2的（a)~（d)是用于说明图1示出的带碳化娃膜基板的制造方法的纵剖视图。 [00巧]图3是用于说明降低图1示出的带碳化娃膜基板的晶体缺陷的方法的纵剖视图。
[0026] 符号说明
[0027] 1、带碳化娃膜基板，2、娃基板，3、SiC膜，4、掩膜，11、晶体缺陷，31、第一 SiC膜， 32、第二SiC膜，35、开口部，36、侧面，41、第一掩膜，42、第二掩膜，45、第一开口部，46、第二 开口部。
【具体实施方式】
[0028] W下，参照附图所示的最优实施方式，详细说明本发明所设及的带碳化娃膜基板、 带碳化娃膜基板的制造方法W及半导体装置。此外，说明所用的附图是仅用于为了清楚方 便理解，有时尺寸比例等与实际情况不同。
[0029] 第一实施方式
[0030] 本实施方式是对带碳化娃膜基板进行说明。图1是示出本发明的带碳化娃膜基板 1的实施方式的纵剖视图，是从与娃基板2的（Oll)面垂直的方向观察的图。此外，在W下 的说明中，图1中的上侧称为"上"，下侧称为"下"。
[0031] 如图1所示，带碳化娃膜基板（带立方