CN102165563A - 碳化硅单晶基板 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种除去了引起结晶缺陷的附着粒子的表面洁净度高的碳化硅单晶基板。通过使用附着于基板的一面的高度为100nm以上的第1附着粒子的密度为1个/cm2以下、并且附着于所述基板的一面的高度小于100nm的第2附着粒子的密度为1500个/cm2以下的碳化硅单晶基板，能够解决所述课题。

Description

碳化硅单晶基板
技术领域
本发明涉及碳化硅单晶基板，特别是涉及表面洁净度高的碳化硅单晶基板。
本申请基于在2008年9月30日在日本提出申请的专利申请2008-252731号要求优先权，将其内容援引于本申请中。
背景技术
近年来，碳化硅(SiC)单晶材料由于具有高功率密度、低损耗的优异半导体特性而作为半导体器件材料受到期待。特别是作为将来的电力电子半导体器件受到关注。
半导体器件一般是在半导体基板的一面使多个半导体层外延生长而形成。由于上述半导体层为薄膜，因此希望上述半导体基板的一面被研磨加工使得其没有凹凸，并且，希望进行洁净化处理以避免存在杂质粒子。在半导体基板的表面附着、残留杂质粒子的情况下，接下来形成的外延生长膜就难以没有缺陷地形成。另外，也使表面氧化膜形成中的工艺成品率显著降低。
因此，曾研究了多种用于除去这种杂质粒子的有效清洁方法。例如，专利文献1涉及一种半导体基板的洗涤方法，公开了组合有氧化和还原工序以及冲淋工序的半导体基板(硅晶片等)的洗涤方法。由此，在除去因半导体基板的加工而产生的微小损伤和/或金属杂质的同时，除去包括半导体基板表面的有机性附着物和微粒子在内的基板上的杂质。
另外，专利文献2涉及一种氮化物系化合物半导体以及化合物半导体的洗涤方法、它们的制造方法以及基板，作为适合于氮化物系化合物半导体的洗涤方法，曾公开了一种使用pH值为7.1以上的洗涤液的洗涤方法。
通过使用上述洗涤方法，可以在现有的硅化合物半导体中，消除杂质粒子的影响，没有缺陷地形成外延生长膜，且提高工艺成品率。
但是，在碳化硅(SiC)化合物半导体的制造工艺中的伴有外延生长的制造工艺中，即使使用采用上述洗涤方法进行了洁净化的半导体基板，依然会在外延生长时产生异常生长等，存在上述薄膜产生结晶缺陷等的情况。
图4是表示以往的碳化硅单晶基板的制作工序的一例的流程图。碳化硅单晶基板的制作工序由表面加工处理工序S110、洗涤处理工序S120以及表面检查工序S130大致构成。在表面检查工序S130中，将合格品作为成品的碳化硅单晶基板出厂。
在表面检查工序S130中判为不合格的基板将再次返回到表面加工处理工序S110，进行必要的表面加工处理，进行洗涤处理工序S120后，再次在表面检查工序S130中进行表面检查。合格的基板作为成品出厂，不合格品持续上述循环直到合格为止。
以往，在表面检查工序S130中的附着粒子(杂质粒子)的检测中，采用使入射光束在半导体基板的表面散射，对其进行目视检查的检测方法、和使用SurfScan(Tencor公司制)等的表面检查装置进行检查的检测方法。再者，SurfScan是使用小波技术「SURF＝Spatial Ultra-efficient Recursive Filtering(空间超高效回归滤波)」的表面检查装置。而且，通过使用各种洁净化处理方法将在此检测出的附着粒子去除，将半导体基板的表面洁净化。
在这种检测-洁净化处理工序中，比用于检测的入射光束的光的波长小的附着粒子，将会超出该方法的光学检测极限，就不会作为应去除的附着粒子的对象。也就是说，只要使用了以往的检测方法，大量残留这种小附着粒子的半导体基板就会作为将被洁净化处理的半导体基板来处理。
这种以往的方法无法检测出的超过光学检测极限的大小的附着粒子的残留，会在外延生长时产生异常生长等，依然存在使上述薄膜产生结晶缺陷等的可能性。
现有专利文献
专利文献1：日本特开2003-282511号公报
专利文献2：日本特开2006-352075号公报
发明内容
本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供一种除去了引起结晶缺陷的附着粒子的表面洁净度(surface cleanliness)高的碳化硅单晶基板。
为达到上述目的，本发明采用了以下的构成。即：
(1)一种碳化硅单晶基板，其特征在于，附着于基板的一面的高度为100nm以上的第1附着粒子的密度为1个/cm2以下，并且，附着于上述基板的一面的高度小于100nm的第2附着粒子的密度为1500个/cm2以下。
(2)根据(1)所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，上述第2附着粒子的密度为100个/cm2以下。
(3)根据(1)或(2)所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，是进行减少附着粒子用表面加工处理工序而形成的，所述减少附着粒子用表面加工处理工序使用浸渗有pH调节剂的研磨布和包含金刚石磨粒的研磨剂对表面进行研磨处理。
(4)根据(3)所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，在上述减少附着粒子用表面加工处理工序之前，利用原子力显微镜(AFM)进行表面检查，测定上述第2附着粒子的密度。
(5)根据(3)或(4)所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，上述pH调节剂将上述碳化硅单晶基板的表面的pH值调节为3以下。
(6)根据(3)～(5)中的任一项所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，上述pH调节剂将上述碳化硅单晶基板的表面的pH值调节为2以下。
(7)根据(3)～(6)中的任一项所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，上述研磨布还浸渗有氧化剂和/或软固体剂。
(8)根据(7)所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，上述软固体剂含有一种以上的金属氧化物，所述金属氧化物为硅、铝、铈或铬中的任意金属的氧化物。
(9)根据(7)或(8)所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，上述氧化剂是含有硫酸、氯、臭氧、次氯酸盐、氟离子、溴离子中的任一种以上的水溶液。
依据上述的构成，可以提供除去了引起结晶缺陷的附着粒子的表面洁净度高的碳化硅单晶基板。
附图说明
图1是表示本发明的碳化硅单晶基板的制作工序的一例的流程图。
图2是表示在减少附着粒子用表面加工处理工序之前的本发明的碳化硅单晶基板的表面状态的AFM照片。
图3是表示在减少附着粒子用表面加工处理工序之后的本发明的碳化硅单晶基板的表面状态的AFM照片。
图4是表示以往的碳化硅单晶基板的制作工序的一例的流程图。
具体实施方式
以下对于用于实施本发明的方式进行说明。
图1是表示作为本发明的实施方式的碳化硅单晶基板的制作工序的一例的流程图。作为本发明的实施方式的碳化硅单晶基板的制作工序，由表面加工处理工序S10、洗涤处理工序S20、表面检查工序S30以及减少附着粒子用表面加工处理工序S15大致构成。
表面加工处理工序S10包括端面加工处理S11、粗加工处理S12、镜面研磨加工处理S13和CMP加工表面处理S14，洗涤处理工序S20包括粗洗涤处理S21、形状检查S22、最终洗涤处理S23。另外，表面检查工序S30包括光学式表面检查S31、利用原子力显微镜(AFM)进行的表面检查(原子力式表面检查)S32。在原子力式表面检查S32中，将已合格的碳化硅单晶基板作为成品出厂。
在表面检查工序S30中判定为不合格的基板，返回到减少附着粒子用表面加工处理工序S15，进行表面加工处理后，进行洗涤处理工序S20，然后再次在表面检查工序S30中进行表面检查。已合格的基板作为成品出厂，不合格品持续上述的循环直到合格为止。
<表面加工处理工序S10>
首先，对切取利用升华法等形成的碳化硅单晶锭而形成的碳化硅单晶晶片(碳化硅单晶基板)实施端面加工处理S11。具体而言，通过磨削等将大致切断成直角的上述碳化硅单晶基板的表面和背面的端面边缘加工成R50-200μm左右的圆弧形状。
接着，对上述碳化硅单晶基板的表面实施粗加工处理S12。粗加工处理S12是如下处理：在上下2片的平坦平台之间夹持上述碳化硅单晶基板，一边供给研磨剂一边使2片平台相互对向地旋转，削去上述碳化硅单晶基板的表面和背面来调整厚度，使平坦度提高。
接着，对上述碳化硅单晶基板的表面实施镜面研磨加工处理S13。镜面研磨加工处理S13是与粗加工处理同样的加工处理方法，是在上下的平台的加工面上贴附无纺布等，供给更微细的研磨剂，由此除去上述碳化硅单晶基板的表面的凹凸和伤痕，以获得光学上平坦的镜面的处理。
接着，对上述碳化硅单晶基板的表面实施CMP(化学机械抛光；Chemical Mechanical Polishing)加工表面处理S14。CMP加工表面处理S14，是通过利用了化学机械性的机理进行的表面加工，来除去在上述碳化硅单晶基板的表面残留的微细伤痕和/或加工损伤层的处理。
例如，在由陶瓷等制成的平坦的台(板)上利用蜡等平坦地贴附数片的上述碳化硅单晶基板，一边向贴有无纺布等的旋转的平台供给加工液，一边通过该板压住上述碳化硅单晶基板的平面并进行旋转，将上述碳化硅单晶基板的表面极薄地除去的处理。由此，可以除去上述碳化硅单晶基板的表面损伤，上述碳化硅单晶基板变为镜面状。再者，在本表面处理中使用的加工液可使用氧化铬等。
CMP加工表面处理S14结束后，上述板被从加工机取下后，除去上述加工液，其后，从上述板剥离镜面状的上述碳化硅单晶基板。被剥离的镜面状的上述碳化硅单晶基板转移至洗涤用容器中，实施洗涤处理工序S20。
再者，优选：在表面加工处理工序S10之后、洗涤处理工序S20之前，供给纯水来洗涤1分钟以上。由此，可以更加减少第2附着粒子。
例如，表面加工处理工序结束后，将板安装于单面加工机，仅供给纯水实施5分钟表面洗涤，其后，从单面加工机取下板并水洗后，从板剥离碳化硅单晶基板。
<洗涤处理工序S20>
接着，对镜面状的上述碳化硅单晶基板实施粗洗涤处理S21。粗洗涤处理S21使用作为半导体基板的洗涤方法的一般的RCA洗涤的处理。所谓RCA洗涤是美国RCA公司开发的半导体基板的洗涤方法，是使用添加了过氧化氢、碱以及酸的药液，在高温下进行洗涤的方法。再者，使用的药剂以及条件等根据各半导体基板制造商而不同。
例如，镜面状的上述碳化硅单晶基板被依次浸渍于下述的药剂槽中。药剂槽是丙酮槽、甲醇槽、纯水槽、SPM槽(硫酸、过氧化氢混合液)、纯水槽、SC1槽(氨和过氧化氢的水溶混合液)、纯水槽、氢氟酸槽、纯水槽、SC2槽(盐酸和过氧化氢的水溶混合液)、纯水槽、氢氟酸槽、纯水槽、IPA槽。再者，在各槽中被浸渍的镜面状的碳化硅单晶基板可根据需要施加摇动和超声波等。在IPA槽中浸渍处理后，从IPA槽提出的镜面状的上述碳化硅单晶基板进行IPA的蒸气干燥而被干燥处理。
接着，进行形状检查S22。在形状检查中，使用平坦度测试机测定镜面状的上述碳化硅单晶基板的平坦度(GSBR、Warp)，同时使用光学测微器测定最终加工厚度。
接着，实施最终洗涤处理S23。最终洗涤处理S22基本上与先前的粗洗涤处理S21同样，但对洗涤液等的残存粒子以及液体的使用次数进行管理，来更加提高洁净度。实施了最终洗涤处理S23的镜面状的上述碳化硅单晶基板被实施接下来的表面检查工序S30。
<表面检查工序S30>
首先，对于碳化硅单晶基板实施光学式表面检查S31。光学式表面检查S31为现有的表面检查方法，可使用主要采用了裸眼或光学显微镜的目视和/或SurfScan(Tencor公司制)，检查表面的伤痕、暗浊以及附着粒子等。
在上述光学式表面检查中作为检测手段使用光，因此被测定对象的大小(高度以及直径)在原理上为光波长以上(100nm以上，即0.1μm以上)。由此，可以掌握高度为100nm以上的附着粒子的大小、数量以及位置。再者，从此以后将高度为100nm以上的附着粒子称呼为第1附着粒子。
上述第1附着粒子的密度优选为1个/cm2以下。通过使上述第1附着粒子的密度为1个/cm2以下，可以抑制起因于第1附着粒子的外延生长时的异常生长。
<原子力式表面检查>
接着，利用原子力显微镜(AFM)实施表面检查(原子力式表面检查)S32。原子力式表面检查S32是利用原子力显微镜(Atomic Force Microscope：AFM)的表面检查，可以观察高度为0.05nm～0.5μm的粒子。由此，可以掌握高度小于100nm的附着粒子的大小、数量以及位置。再者，从此以后将高度小于100nm的附着粒子称呼为第2附着粒子。
上述第2附着粒子的密度优选为1500个/cm2以下，上述第2附着粒子的密度更优选为100个/cm2以下。通过使上述第2附着粒子的密度为1500个/cm2以下，可以抑制起因于第2附着粒子的外延生长时的异常生长。
即，通过不仅降低第1附着粒子的密度，还降低第2附着粒子的密度，可以更加提高碳化硅单晶晶片基板上的表面洁净度，没有缺陷地形成外延生长膜，可以提高碳化硅单晶半导体的工艺成品率。
上述第2附着粒子的材料没有特别限定。例如，可举出研磨剂中所含有的金刚石粒子和/或从基板产生的硅化合物粒子等。作为上述第2附着粒子的大小，较多地看到0.5～2nm的高度的第2附着粒子。
上述第2附着粒子，与碳化硅单晶基板的表面以化学稳定的状态附着。因此，当仅利用以往的洗涤工序时，不能彻底除去第2附着粒子的情况较多。
再者，在使用Si、GaAs、InP等作为基板的情况下，基板表面上的杂质粒子(附着粒子)在基板的表面并不以化学稳定的状态附着，通过应用以往的洗涤工序，不仅是第1附着粒子，第2附着粒子也被容易地除去。
将在原子力式表面检查S32中合格的碳化硅单晶基板作为成品出厂。不合格的碳化硅单晶基板实施减少附着粒子用表面加工处理工序S15。
<减少附着粒子用表面加工处理S15>
减少附着粒子用表面加工处理S15，是使用浸渗有pH调节剂的研磨布和包含金刚石磨粒的研磨剂，对表面进行研磨处理来降低第2附着粒子的密度的工序。
通过调节碳化硅单晶基板的表面的pH，可以减弱碳化硅单晶基板的表面与附着粒子之间的化学键，除去化学稳定地附着的第2附着粒子变得容易。通过在该状态下使用包含金刚石磨粒的研磨剂对表面进行研磨处理，可以除去化学稳定地附着的第2附着粒子。
优选：上述pH调节剂将上述碳化硅单晶基板的表面的pH值调节为3以下，更优选将pH值调节为2以下。通过使碳化硅单晶基板的表面达到酸性，除去化学稳定地附着的第2附着粒子就会变得容易。
优选：使上述研磨布进一步浸渗氧化剂，优选上述氧化剂是含有硫酸、氯、臭氧、次氯酸盐、氟离子、溴离子中的任一种以上的水溶液。通过使碳化硅单晶基板的表面达到酸性，除去化学稳定地附着的第2附着粒子就会变得容易。
优选：上述研磨布进一步浸渗有软固体剂，优选：上述软固体剂含有一种以上的金属氧化物，所述金属氧化物为硅、铝、铈或铬中的任意金属的氧化物。由此，就可以除去化学稳定地附着的第2附着粒子。
在减少附着粒子用表面加工处理工序S15中，组合以上的构成要素进行表面加工处理。
例如，作为第1方法，使用研磨布进行镜面研磨，所述研磨布浸有pH调节剂和金刚石磨粒，所述pH调节剂将碳化硅单晶基板的表面的pH值调节为2以下。
另外，作为第2方法，使用浸有氧化剂以及软固体剂的研磨布进行镜面处理，使用pH调节剂进行调节使得pH值变为3以下，并且，使用含有硅、铝、铈、铬的氧化物之中的一种或一种以上的氧化物的软固体材料，使用含有硫酸、氯、臭氧、次氯酸盐、氟离子、溴离子之中的一种或一种以上的水溶液作为氧化剂进行镜面研磨。
另外，在本实施方式中，在洗涤处理工序S20之后，使用原子力显微镜(AFM)进行表面检查S32，测定第2附着粒子的密度后，进行减少附着粒子用表面加工处理工序S15，但也可以在表面加工处理工序S10之后，进行减少附着粒子用表面加工处理工序S15。
由此，可以减少一个阶段的洗涤处理工序，能够将碳化硅单晶基板的制作工艺高效化。
作为本发明的实施方式的碳化硅单晶基板，为下述构成：附着于基板的一面的高度为100nm以上的第1附着粒子的密度为1个/cm2以下，并且，附着于上述基板的一面的高度小于100nm的第2附着粒子的密度为1500个/cm2以下，因而可以抑制起因于第2附着粒子的外延生长时的异常生长，提高碳化硅单晶半导体的工艺成品率。
作为本发明的实施方式的碳化硅单晶基板，优选是上述第2附着粒子的密度为100个/cm2以下的构成，由于是这种构成，因此可以抑制起因于第2附着粒子的外延生长时的异常生长，进一步提高碳化硅单晶半导体的工艺成品率。
作为本发明的实施方式的碳化硅单晶基板，由于是进行减少附着粒子用表面加工处理工序S15而形成的构成，所述减少附着粒子用表面加工处理工序S15使用浸有pH调节剂的研磨布和包含金刚石磨粒的研磨剂，对表面进行研磨处理，因此，可以抑制起因于第2附着粒子的外延生长时的异常生长，提高碳化硅单晶半导体的工艺成品率。
作为本发明的实施方式的碳化硅单晶基板，由于是在减少附着粒子用表面加工处理工序S15之前，利用原子力显微镜(AFM)进行表面检查S32，以测定上述第2附着粒子的密度的构成，因此，可以抑制起因于第2附着粒子的外延生长时的异常生长，提高碳化硅单晶半导体的工艺成品率。
作为本发明的实施方式的碳化硅单晶基板，由于是pH调节剂将上述碳化硅单晶基板的表面的pH值调节为3以下的构成，因而可以抑制起因于第2附着粒子的外延生长时的异常生长，提高碳化硅单晶半导体的工艺成品率。
作为本发明的实施方式的碳化硅单晶基板，由于是pH调节剂将碳化硅单晶基板的表面的pH值调节为2以下的构成，因而可以抑制起因于第2附着粒子的外延生长时的异常生长，提高碳化硅单晶半导体的工艺成品率。
作为本发明的实施方式的碳化硅单晶基板，由于是研磨布中进一步浸有氧化剂和/或软固体剂的构成，因而可以抑制起因于第2附着粒子的外延生长时的异常生长，提高碳化硅单晶半导体的工艺成品率。
作为本发明的实施方式的碳化硅单晶基板，由于是软固体剂含有硅、铝、铈或铬的任意金属的氧化物中的一种以上的构成，因而可以抑制起因于第2附着粒子的外延生长时的异常生长，提高碳化硅单晶半导体的工艺成品率。
作为本发明的实施方式的碳化硅单晶基板，由于是氧化剂为含有硫酸、氯、臭氧、次氯酸盐、氟离子、溴离子中的任一种以上的水溶液的构成，因而可以抑制起因于第2附着粒子的外延生长时的异常生长，提高碳化硅单晶半导体的工艺成品率。
以下，基于实施例具体说明本发明。但是，本发明并不仅限定于这些实施例。
实施例
(实施例1)
利用图1的流程图所示的碳化硅单晶基板的制作工序制作了碳化硅单晶基板(实施例1样品)。
<表面加工处理工序>
首先，准备直径约50mmΦ的碳化硅单晶基板的(0001)8°倾斜基板，进行规定的端面加工处理。
接着，在上下2片的平坦平台之间夹持碳化硅单晶基板，一边供给研磨剂一边使2片平台相互对向地旋转，削去上述碳化硅单晶基板的表面和背面从而调整厚度，使平坦度提高而进行了粗加工处理。加工磨粒使用了金刚石磨粒。
接着，在上下2片的平坦平台的加工面贴附无纺布等，在上述2片的平台之间夹持碳化硅单晶基板，一边供给更微细的研磨剂一边使2片平台相互对向地旋转，削去上述碳化硅单晶基板的表面和背面从而调整厚度，使平坦度提高而进行了镜面研磨加工处理。此时，使用了更微细的金刚石磨粒。由此，获得了表面粗糙度Ra为5nm左右的光学上平坦的镜面。
接着，在由陶瓷等制成的平坦台(板)上利用蜡等平坦地贴附数片的碳化硅单晶基板，一边向贴有无纺布等的旋转的平台供给加工液，一边通过该板压住碳化硅单晶基板的表面进行旋转，将碳化硅单晶基板的表面极薄地除去，从而进行了上述CMP加工表面处理。
再者，此时，加工面是Si极性面，为表面处理而进行了将C极性面侧贴合在低膨胀玻璃板上的单面研磨。作为加工液，在市售的胶体二氧化硅水溶液中添加了次氯酸系的氧化剂。由此，获得了表面粗糙度Ra为0.05nm以下的加工面。
表面加工处理工序结束后，将板安装于单面加工机，仅供给纯水来实施5分钟的表面洗涤。板直径为380Φ、平台转速为60rpm，加压是在碳化硅单晶基板面上为25kPa。接着，从上述该单面加工机取下板并水洗后，从板剥离碳化硅单晶基板。
<洗涤处理工序>
对剥离了的碳化硅单晶基板进行了粗洗涤处理。粗洗涤处理采用了RCA洗涤：使用添加了过氧化氢、碱以及酸的药液，在高温进行洗涤。
具体而言，依次浸渍于下述的药剂槽中，并施加了摇动和/或超声波等。药剂槽是丙酮槽、甲醇槽、纯水槽、SPM槽(硫酸、过氧化氢混合液)、纯水槽、SC1槽(氨和过氧化氢的水溶混合液)、纯水槽、氢氟酸槽、纯水槽、SC2槽(盐酸和过氧化氢的水溶混合液)、纯水槽、氢氟酸槽、纯水槽、IPA槽。在IPA槽中浸渍处理后，在从IPA槽提出了的状态下进行IPA的蒸气干燥来干燥处理。
接着，利用平坦度测试机以及光学测微器实施形状检查，确认平坦度在允许范围内后，与粗洗涤处理同样地进行了RCA洗涤的最终洗涤处理。
<表面检查工序>
首先，对已最终洗涤处理的碳化硅单晶基板进行暗视场目视检查以及利用SurfScan(Tencor公司制)的光学式表面检查。碳化硅单晶基板未观察到表面的伤痕、暗浊。
继而，进行原子力式表面检查。图2是在原子力式表面检查中获得的碳化硅单晶基板表面的照片。图2所示的测定区域中观测到1个高度为1.2nm的残留附着粒子。通过除了作为以往的表面检查方法的光学式表面检查之外，还进行原子力式表面检查，以往无法检测出的微细附着粒子的残留变得明显。
因此，使用包含金刚石磨粒的研磨剂以及浸有pH调节剂的研磨布，进行了减少附着粒子用表面加工处理工序(镜面研磨加工处理)。此时，利用pH调节剂进行了调节使得碳化硅单晶基板表面的pH值变为1。其后，反复进行上述洗涤处理工序后，再次进行表面检查工序。
在碳化硅单晶基板的暗视场目视检查以及利用SurfScan(Tencor公司制)的光学式表面检查中，碳化硅单晶基板未观察到表面的伤痕、暗浊，0.1μm以上的附着粒子等在整个面上为0个(0个/cm2)。
图3是在原子力式表面检查中获得的碳化硅单晶基板的表面的照片。在图3所示的测定区域中，0.5nm以上且小于100nm的高度的附着粒子1个都没有观测到。这样，通过利用AFM测定碳化硅单晶基板的表面整个面，可知高度为0.5nm以上且小于100nm的高度的附着粒子的密度为100个/cm2。再者，碳化硅单晶基板的表面粗糙度Ra为0.1nm以下。
使该碳化硅单晶基板上外延生长厚度为数μm～数十μm的碳化硅单晶薄膜，制作了碳化硅半导体。在该外延生长工序中产生的异常生长点为120个/cm2。
(实施例2)
表面加工处理工序结束后，将板安装于单面加工机，将仅供给纯水而实施的表面洗涤的时间设为1分钟，除此以外与实施例1同样地进行了碳化硅单晶基板(实施例2样品)的制作。
使用包含金刚石磨粒的研磨剂以及浸有pH调节剂的研磨布，进行调节使得碳化硅单晶基板表面的pH值变为1并进行减少附着粒子用表面加工处理工序(镜面研磨加工处理)后，反复进行上述洗涤处理工序。其后，再次进行表面检查工序。
在碳化硅单晶基板的暗视场目视检查以及利用SurfScan(Tencor公司制)的光学式表面检查中，碳化硅单晶基板未观察到表面的伤痕、暗浊，0.1μm以上的附着粒子等在整个面上为1个(1个/cm2)。
接着，通过利用AFM测定碳化硅单晶基板的表面整个面，可知高度为0.5nm以上且小于100nm的高度的附着粒子的密度为1500个/cm2。
使该碳化硅单晶基板上外延生长厚度为数μm～数十μm的碳化硅单晶薄膜，制作了碳化硅半导体。在该外延生长工序中产生的异常生长点为1700个/cm2。
(比较例1)
使用图4的流程图所示出的以往的碳化硅单晶基板的制作工序，制造了碳化硅单晶基板(比较例1样品)。
首先，与实施例1同样地进行表面加工处理工序后，从加工机取下板，通过水洗除去加工液后，从板剥离碳化硅单晶基板。
接着，与实施例1同样地进行了包括粗洗涤处理、形状检查、最终洗涤处理的洗涤处理工序后，进行表面检查工序。
在碳化硅单晶基板的暗视场目视检查以及利用SurfScan(Tencor公司制)的光学式表面检查中，碳化硅单晶基板未观察到表面的伤痕、暗浊，0.1μm以上的附着粒子等在整个面上为2个(2个/cm2)。
接着，通过利用AFM测定碳化硅单晶基板的表面整个面，可知高度为0.5nm以上且小于100nm的高度的附着粒子的密度为1×104个/cm2。
使该碳化硅单晶基板上外延生长厚度为数μm～数十μm的碳化硅单晶薄膜，制作了碳化硅半导体。在该外延生长工序中产生的异常生长点为2.5×104个/cm2。
将碳化硅单晶基板的制作条件以及检查结果归纳于表1。可知利用AFM检测出的附着粒子数(密度)与异常生长点数(密度)之间存在对应关系。
表1
  检测手段   SurfScan   AFM   目视
  被检测物   附着粒子   附着粒子   异常生长点
  粒子尺寸   ≥0.1μm   0.1μm～0.5nm   -
  实施例1   0(个/cm2)   100(个/cm2)   120(个/cm2)
  实施例2   1(个/cm2)   1500(个/cm2)   1700(个/cm2)
  比较例1   2(个/cm2)   10000(个/cm2)   25000(个/cm2)
产业上的利用可能性
本发明是涉及表面洁净度高的碳化硅单晶基板的发明，在使用碳化硅单晶的大电力功率器件、耐高温元件材料、抗放射线元件材料、高频元件材料等的制造及其利用的产业中具有可利用性。

Claims (9)

1.一种碳化硅单晶基板，其特征在于，附着于基板的一面的高度为100nm以上的第1附着粒子的密度为1个/cm2以下，并且，附着于所述基板的一面的高度小于100nm的第2附着粒子的密度为1500个/cm2以下。
2.根据权利要求1所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，所述第2附着粒子的密度为100个/cm2以下。
3.根据权利要求1所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，是进行减少附着粒子用表面加工处理工序而形成的，所述减少附着粒子用表面加工处理工序使用浸渗有pH调节剂的研磨布和包含金刚石磨粒的研磨剂对表面进行研磨处理。
4.根据权利要求3所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，在所述减少附着粒子用表面加工处理工序之前，利用原子力显微镜(AFM)进行表面检查，测定所述第2附着粒子的密度。
5.根据权利要求3所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，所述pH调节剂将所述碳化硅单晶基板的表面的pH值调节为3以下。
6.根据权利要求3所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，所述pH调节剂将所述碳化硅单晶基板的表面的pH值调节为2以下。
7.根据权利要求3所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，所述研磨布还浸渗有氧化剂和/或软固体剂。
8.根据权利要求7所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，所述软固体剂含有一种以上的金属氧化物，所述金属氧化物为硅、铝、铈或铬中的任意金属的氧化物。
9.根据权利要求7所述的碳化硅单晶基板，其特征在于，所述氧化剂是含有硫酸、氯、臭氧、次氯酸盐、氟离子、溴离子中的任一种以上的水溶液。
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