SEMICONDUCTOR WAFER, SEMICONDUCTOR CHIP, AND METHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR DEVICE

• Main Authors: HAMANO, Kenichi, MITANI, Yoichiro, OHNO, Akihito, MIZOBE, Takuma, KIMURA, Yasuhiro, SAKAI, Masashi, KANAZAWA, Takashi
• Format: Patent
• Language: English; French; Japanese
• Published: 31.05.2018
• Subjects: AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUSPOLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR; BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CHEMISTRY; CRYSTAL GROWTH; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; METALLURGY; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; SEMICONDUCTOR DEVICES; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; SINGLE-CRYSTAL-GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL ORUNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL

This semiconductor wafer comprises: a silicon carbide substrate having a first carrier concentration that is uniform in the thickness direction; a carrier concentration transition layer provided on the silicon carbide substrate; and an epitaxial layer provided on the carrier concentration transition layer, said epitaxial layer having a second carrier concentration that is uniform in the thickness direction, and said second carrier concentration being lower than the first carrier concentration. The carrier concentration of the carrier concentration transition layer has a concentration gradient in the thickness direction. The concentration gradient is configured such that the carrier concentration decreases as the film thickness increases from the interface of a layer directly below the carrier concentration transition layer and the carrier concentration transition layer, and such that the carrier concentration decreases at a lower rate of decrease than the film thickness of the carrier concentration transition layer increases. The carrier concentration of the carrier concentration transition layer has a carrier concentration gradient that falls within a concentration range that is established in advance and lies between a first concentration gradient condition and a second concentration gradient condition. Cette invention concerne une tranche de semi-conducteur, comprenant : un substrat de carbure de silicium ayant une première densité de porteurs qui est uniforme dans la direction de l'épaisseur ; une couche de transition de densité de porteurs disposée sur le substrat de carbure de silicium ; et une couche épitaxiée disposée sur la couche de transition de densité de porteurs, ladite couche épitaxiée ayant une seconde densité de porteurs qui est uniforme dans la direction de l'épaisseur, et ladite seconde densité de porteurs étant inférieure à la première densité de porteurs. La densité de porteurs de la couche de transition de densité de porteurs a un gradient de densité dans la direction de l'épaisseur. Le gradient de densité est configuré de telle sorte que la densité de porteurs diminue à mesure que l'épaisseur de film augmente à partir de l'interface d'une couche disposée directement en dessous de la couche de transition de densité de porteurs et de la couche de transition de densité de porteurs, et de telle sorte que la densité de porteurs diminue à un taux de diminution inférieur à l'augmentation de l'épaisseur de film de la couche de transition de densité de porteurs. La densité de porteurs de la couche de transition de densité de porteurs a un gradient de densité de porteurs qui se situe dans une plage de densités qui est préalablement définie et se situe entre une première condition de gradient de densité et une seconde condition de gradient de densité. 半導体ウエハは、厚さ方向に均一な第一キャリア濃度を有する炭化珪素基板と、前記炭化珪素基板の上に設けられたキャリア濃度遷移層と、前記キャリア濃度遷移層の上に設けられ、厚さ方向に均一な第二キャリア濃度を有し、前記第二キャリア濃度は前記第一キャリア濃度よりも低いエピタキシャル層と、を備える。前記キャリア濃度遷移層のキャリア濃度は、厚さ方向に濃度勾配を有する。前記濃度勾配は、前記キャリア濃度遷移層の直下の層と前記キャリア濃度遷移層との界面から膜厚が増加するほどキャリア濃度が低下するような勾配でありかつ前記キャリア濃度遷移層の前記膜厚が増加するほど小さな低下率でキャリア濃度が低下するような勾配である。前記キャリア濃度遷移層の前記キャリア濃度が、第一濃度勾配条件および第二濃度勾配条件とで挟まれる予め定めた濃度範囲内に収まる前記濃度勾配を有する。