DE112018003360T5 - SiC-EPITAXIEWAFER UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DESSELBEN - Google Patents

SiC-EPITAXIEWAFER UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DESSELBEN Download PDF

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Abstract

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein SiC-Epitaxiewafer vorgesehen, der Folgendes beinhaltet: ein 4H-SiC-Einkristallsubstrat, das eine Oberfläche mit einem abweichenden Winkel in Bezug auf eine c-Ebene als Hauptfläche und einen Abschrägungsteil auf einem Umfangsteil aufweist; und eine SiC-Epitaxieschicht mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr, die auf dem 4H-SiC-Einkristallsubstrat gebildet ist, in dem eine Dichte eines Grenzflächenversatzes, der sich von einer äußeren Umfangskante der SiC-Epitaxieschicht erstreckt, 10 Linien/cm oder weniger beträgt.

Description

  • TECHNISCHER BEREICH
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen SiC-Epitaxiewafer und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • Es wird die Priorität auf die am 28. Juni 2017 eingereichte japanische Patentanmeldung Nr. 2017-126744 beansprucht, deren Inhalt hierin durch Verweis aufgenommen wird.
  • STAND DER TECHNIK
  • Siliziumkarbid (SiC) weist Eigenschaften auf, bei denen ein elektrisches Durchbruchfeld eine Größenordnung größer ist, eine Bandlücke dreimal größer ist und die Wärmeleitfähigkeit dreimal höher ist als die von Silizium (Si). Da Siliziumkarbid diese Eigenschaften aufweist, wird erwartet, dass das Siliziumkarbid für eine Leistungsvorrichtung, eine Hochfrequenz-Vorrichtung, eine Hochtemperatur-Betriebsvorrichtung und dergleichen angewandt werden kann. Daher wird in den letzten Jahren ein SiC-Epitaxiewafer für die oben genannten Halbleitervorrichtungen verwendet.
  • Um die praktische Anwendung eines SiC-Geräts zu fördern, ist es unerlässlich, eine hochwertige Kristallzuchttechnologie und eine hochwertige Epitaxialwachstumstechnologie zu etablieren.
  • Eine SiC-Vorrichtung wird im Allgemeinen unter Verwendung eines SiC-Epitaxiewafers hergestellt, in dem eine SiC-Epitaxialschicht (Film), die durch chemische Dampfabscheidung (CVD) oder dergleichen zu einem aktiven Bereich der Vorrichtung wird, auf einem SiC-Einkristallsubstrat (in einigen Fällen einfach als SiC-Substrat bezeichnet) aufgewachsen ist, das durch Verarbeitung aus einem SiC-Masseneinkristall erhalten wird, der durch Sublimationsrekristallisation oder dergleichen aufgewachsen ist.
  • Genauer gesagt wird der SiC-Epitaxiewafer im Allgemeinen durch Aufwachsen einer 4H-SiC-Epitaxieschicht auf einem SiC-Einkristallsubstrat erhalten, bei dem eine Oberfläche mit einem abweichenden Winkel von einer (0001)-Ebene in Richtung <11-20> als Wachstumsfläche verwendet wird, und zwar Stufenströmungswachstum (step flow growth)(Wachstum in Querrichtung aus einem atomaren Schritt).
  • Das SiC-Einkristallsubstrat weist im Allgemeinen Kristalldefekte auf, die als Schraubenversatz (TSD), Stufenversatz (TED) oder Basalebenenversatz (BPD) bezeichnet werden, und die Geräteeigenschaften können sich aufgrund dieser Kristalldefekte in einigen Fällen verschlechtern. Diese Versetzungen breiten sich im Wesentlichen vom SiC-Einkristallsubstrat auf den SiC-Epitaxialfilm aus.
  • Andererseits ist bekannt, dass ein Versatz, der als Grenzflächenversatz bezeichnet wird, im SiC-Epitaxialfilm auftritt. Dieser Grenzflächenversatz ist eine Art eines Basalebenenversatzes und erstreckt sich in eine Richtung senkrecht zu einer SiC-Substratversatzrichtung (in einem Fall, in dem die Substratversatzrichtung die <11-20>, <11-100> Richtung ist) in der Nähe einer Grenzfläche zwischen dem SiC-Substrat und dem SiC-Epitaxialfilm.
  • Es wird angenommen, dass der Grenzflächenversatz verlängert wird, um die Spannung in der Nähe der Grenzfläche abzubauen.
  • Darüber hinaus kann nicht nur der vom SiC-Einkristallsubstrat propagierte Stufenversatz, sondern auch die Stufenversatzreihe („TED-Paare 9“ in 8) auf dem SiC-Epitaxialfilm gebildet werden. Insbesondere in einem Fall, in dem zwei Stufenversätze, die während des epitaktischen Wachstums neu erzeugt wurden, gepaart werden und die Versatzrichtung <11-20> ist, sind die Paare der beiden Versätze kontinuierlich in einer Reihe in der Richtung <1-100>, und die Sufenversatzreihe kann gebildet werden. Als Ergebnis der Erzeugung der Stufenversatzreihe weist der Epitaxialfilm eine höhere Versatzdichte auf als das SiC-Einkristallsubstrat, und er kann die Kristallinität im epitaktischen Wachstum verschlechtern. Die Paare von Stufenversätzen sind durch den Basalebenenversatz an deren Basis in Halbschleifenform verbunden.
  • Zitatliste
  • Patentliteratur
  • [Patentdokument 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2008-3477676
  • Nicht-Patentliteratur
  • Nicht-Patentdokument 1] X. Zhangetal., Journal of Applied Physics 102, 093520 (2007)
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Technisches Problem
  • Ein Zusammenhang zwischen der Erzeugung der Stufenversatzreihe und des Grenzflächenversatzes und den Merkmalen eines Röntgentopographiebildes und eines PL-Bildes, die aufgrund von Beobachtungen durch Röntgentopographie, Photolumineszenz (PL) und dergleichen in Nicht-Patentdokument 1 geklärt wurden, wird mit Bezug auf 8 beschrieben.
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch einen SiC-Epitaxiewafer darstellt, in dem ein SiC-Epitaxialfilm auf einem SiC-Einkristallsubstrat gebildet wird. Zum besseren Verständnis sind ein A-Punkt, ein B-Punkt, ein C-Punkt sowie ein AB-Teil und ein BC-Teil dargestellt, die diese verbinden.
  • Im Röntgentopographiebild wird eine L-förmige Versetzung beobachtet. Die L-förmige Versetzung ist, dass der AB-Teil (ein Grenzflächenversatz 14) und der BC-Teil (ein Basalebenenversatz 15) in 8 beobachtet werden. Der BC-Teil durchquert einen SiC-Epitaxialfilm 5, während er auf einer (0001) Basalebene 16 platziert wird, und endet am Punkt C auf einer Oberfläche des SiC-Epitaxialfilms 5. Bei dem L-förmigen Versatz bewegt sich der BC-Teil (der Basalebenenversatz 15) während des epitaktischen Wachstums nach rechts. Dementsprechend erstreckt sich der AB-Teil (der Grenzflächenversatz 14) in die richtige Richtung. Auf diese Weise, wenn sich der AB-Teil (der Grenzflächenversatz 14) nach rechts erstreckt, wird die Stufenversatzreihe (ein „TED-Paar 9“ in 8) sequentiell in einem Abschnitt von C gebildet, und es kann eine Anordnung der Stufenversatzreihe gebildet werden (im Folgenden wird eine Struktur, in der die Stufenversatzreihen in einer Richtung senkrecht zu einer Stufenströmungsrichtung angeordnet sind, als Paaranordnung (eine Paaranordnung 11 in 8) bezeichnet.) Somit sind die Erzeugung der Stufenversatzreihe und der Grenzflächenversatz eng miteinander verbunden.
  • Im Röntgentopographiebild wird der Kontrast schwächer, da ein Bild der Stufenversatzreihe von der Oberfläche aus flacher ist, während es nach rechts geht.
  • Im Röntgentopographiebild werden häufig der gesamte AB-Teil (der Grenzflächenversatz), der BC-Teil (der Basalebenenversatz) und die Sfufenversatzeihe beobachtet.
  • Andererseits wird im Photolumineszenzbild (PL) die Anordnung der Stufenversatzreihe als eine Anordnung von Punkten und der BC-Teil (der Basalebenenversatz) linear beobachtet. Andererseits ist es schwierig, den AB-Teil (den Grenzflächenversatz) zu beobachten.
  • Daher kann bei der Beobachtung der Anordnung von Punkten und eines linearen Musters, das dem BC-Abschnitt (dem Basalebenenversatz) im PL-Bild entspricht, das Vorhandensein des Grenzflächenversatzes bekannt sein.
  • Die Anordnung der Stufenversatzreihen erstreckt sich senkrecht zur Stufenströmungsrichtung, und eine Anordnung von Stufenversatzreihen und eines Grenzflächenversatzes, der sich aus der Erzeugung der Anordnung ergibt, sind parallel zueinander vorhanden. Dementsprechend kann das Vorhandensein eines Grenzflächenversatzes, der sich senkrecht zur Schrittströmungsrichtung erstreckt, durch das Auffinden einer Anordnung von Punkten bestätigt werden. Darüber hinaus erstreckt sich der BC-Teil (der Basalebenenversatz) parallel zur Schrittströmungsrichtung, und ein BC-Teil (der Basalebenenversatz) und ein Grenzflächenversatz, der sich aus dem Auftreten des BC-Teils ergibt, verlaufen senkrecht zueinander. Daher kann das Vorhandensein eines Grenzflächenversatzes, der sich senkrecht zur Schrittströmungsrichtung erstreckt, durch das Auffinden eines linearen Musters bestätigt werden, das dem einen BC-Abschnitt entspricht (dem Basalebenenversatz).
  • Der im Stand der Technik bekannte Grenzflächenversatz wird an einer Stelle auf dem SiC-Substrat erzeugt, an der ein Basalebenenversatz (BPD) vorliegt.
  • Andererseits fanden die jetzigen Erfinder einen neuen Grenzflächenversatz (nachfolgend „Außenkantengrenzflächenversatz“ genannt), die sich von einer äußeren Umfangskante eines SiC-Substrats erstreckt, wenn ein SiC-Epitaxialfilm auf dem SiC-Substrat wächst. Die Erfinder fanden durch eingehende Untersuchungen heraus, dass der Versatz der Außenkante der Grenzfläche durch die Erhöhung der Dicke eines epitaktischen SiC-Films erzeugt wird. Der Grenzflächenversatz des Standes der Technik beginnt an der Stelle des SiC-Substrats, an der sich die BPD befindet. Der von den vorliegenden Erfindern gefundene Grenzflächenversatz (der Außenkantengrenzflächenversatz) unterscheidet sich jedoch von dieser in einem Punkt, in dem der Grenzflächenversatz von einer äußeren Umfangskante des SiC-Substrats ausgeht. Da der Grenzflächenversatz die Zuverlässigkeit eines Gerätes wie bei dem Grenzflächenversatz des Standes der Technik verringert, sollte sie reduziert werden.
  • Der Grund, warum der Versatz der äußeren Grenzfläche bisher nicht gefunden wurde, liegt darin, dass der SiC-Epitaxialschicht, die so dick ist, dass ein Versatz der äußeren Grenzfläche entsteht, nur selten verwendet wird.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorgenannten Umstände gemacht, und ein Ziel ist es, einen SiC-Epitaxiewafer mit einem SiC-Epitaxialfilm mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr und einer geringen Dichte eines Versatzes der Außenkante der Grenzfläche und ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen.
  • Lösung der Aufgabe
  • Die vorliegende Erfindung sieht folgende Mittel vor, um die Aufgaben zu lösen.
    1. (1) Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein SiC-Epitaxiewafer vorgesehen, der Folgendes beinhaltet: ein 4H-SiC-Einkristallsubstrat, das eine Oberfläche mit einem abweichenden Winkel in Bezug auf eine c-Ebene als Hauptfläche und einen Abschrägungsteil auf einem Umfangsteil aufweist; und eine SiC-Epitaxieschicht mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr, die auf dem 4H-SiC-Einkristallsubstrat gebildet ist, wobei eine Dichte eines Grenzflächenversatzes, der sich von einer äußeren Umfangskante der SiC-Epitaxieschicht erstreckt, 10 Linien/cm oder weniger beträgt.
    2. (2) Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein SiC-Epitaxiewafer vorgesehen, der Folgendes beinhaltet: ein 4H-SiC-Einkristallsubstrat, das eine Oberfläche mit einem Auswärtswinkel in Bezug auf eine c-Ebene als Hauptfläche und einen Abschrägungsteil auf einem Umfangsteil aufweist; und eine SiC-Epitaxialschicht mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr, die auf dem 4H-SiC-Einkristallsubstrat gebildet ist, wobei der Abschrägungsteil einen von der Hauptfläche durchgehenden Neigungsteil und einen äußeren Umfangskantenteil beinhaltet und die Breite des Neigungsteils 150 µm oder mehr beträgt.
    3. (3) In dem SiC-Epitaxiewafer gemäß Punkt (1) oder (2) kann die Dichte eines Grenzflächenversatzes in einem Bereich von Mittelpunktswinkeln von 25° bis 155° und 205° bis 335° mit einer Mittellinie in einer Richtung <11-20> 10 Linien/cm oder weniger betragen.
    4. (4) In dem SiC-Epitaxiewafer gemäß einem der Punkte (1) und (3) kann der Abschrägungsteil einen von der Hauptoberfläche durchgehend verlaufenden Neigungsteil und einen äußeren Umfangskantenteil beinhalten, und eine Breite des Neigungsteils kann 150 µm oder mehr betragen.
    5. (5) In dem SiC-Epitaxiewafer gemäß Punkt (2) oder (3) kann eine Dichte eines Grenzflächenversatzes, der sich von einer äußeren Umfangskante der SiC-Epitaxieschicht erstreckt, 10 Linien/cm oder weniger betragen.
    6. (6) Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines SiC-Epitaxiewafers vorgesehen, bei dem ein 4H-SiC-Einkristallsubstrat verwendet wird, wobei das 4H-SiC-Einkristallsubstrat einen Abschrägungsteil in einem Umfangsteil aufweist, wobei der Abschrägungsteil einen von der Hauptoberfläche durchgehend verlaufenden Abschrägungsteil und einen äußeren Umfangskantenteil beinhaltet und eine Breite des Abschrägungsteils 150 µm oder mehr beträgt.
    7. (7) Das Verfahren zur Herstellung eines SiC-Epitaxiewafers gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet vorzugsweise: einen Schritt zum Herstellen des H-SiC-Einkristallsubstrats; und einen Schritt zum Bilden eines SiC-Epitaxialfilms mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr auf dem H-SiC-Einkristallsubstrat, wobei ein SiC-Epitaxialwafer erhalten wird, der das 4H-SiC-Einkristallsubstrat beinhaltet, das einen Abschrägungsteil auf einem Umfangsteil aufweist und eine Oberfläche mit einem Auswärtswinkel in Bezug auf eine c-Ebene als Hauptoberfläche aufweist, und der SiC-Epitaxialfilm, der auf dem 4H-SiC-Einkristallsubstrat gebildet ist und eine Filmdicke von 20 µm oder mehr aufweist, und eine Dichte eines Grenzflächenversatzes, der sich von einer äußeren Umfangskante der SiC-Epitaxialschicht erstreckt, 10 Linien/cm oder weniger beträgt.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung eines SiC-Epitaxiewafers gemäß Punkt (6) oder (7) beinhaltet der Schritt des Bildens eines SiC-Epitaxialfilms mit einer Filmdicke von 20 µm oder vorzugsweise einen Teilschritt zum Bestimmen einer Dicke eines Epitaxialfilms, der Formel (1) unter Verwendung einer Breite des Neigungsteils des zu verwendenden Substrats entspricht, Y = 20 X − 400
    Figure DE112018003360T5_0001
    (in der Formel stellt Y eine Breite (µm) der Neigung und X eine Dicke (µm) eines Epitaxialfilms dar), und
    einen Teilschritt zum Bilden eines SiC-Epitaxialfilms, so dass die Dicke des Epitaxialfilms gleich oder kleiner als die bestimmte Dicke des Epitaxialfilms eingestellt ist, wobei die Formel (1) erfüllt ist, die durch die vorgenannte Formel erhalten wird.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß dem SiC-Epitaxiewafer der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen SiC-Epitaxiewafer mit einem SiC-Epitaxialfilm mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr und einer geringen Dichte eines Außenkantengrenzflächenversatzes bereitzustellen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Schnittansicht der Umgebung eines peripheren Teils eines SiC-Einkristallsubstrats.
    • 2 ist eine schematische Schnittansicht der Umgebung eines peripheren Teils eines SiC-Epitaxiewafers.
    • 3 ist ein schematisches Diagramm, das ein PL-Bild zeigt, das von einem SiC-Epitaxiewafer und einer Beobachtungsposition erhalten wurde, wobei (a) ein PL-Bild an einer Position einer Orientierungsebene ist, (b) ein PL-Bild an einer Position auf einer Seite gegenüber der Orientierungsebene ist und (c) ein schematisches Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen der Position der Orientierungsebene im SiC-Epitaxiewafer und einer Stufenströmungsrichtung zeigt.
    • 4A ist eine schematische Schnittansicht, die zwei Stufen eines SiC-Substrats und das Wachstum eines darauf aufgewachsenen SiC-Epitaxialfilms zeigt, in einem Fall, in dem die Breite eines Neigungsteils groß ist.
    • 4B ist eine schematische Schnittansicht, die zwei Stufen eines SiC-Substrats und das Wachstum eines darauf aufgewachsenen SiC-Epitaxialfilms zeigt, in einem Fall, in dem die Breite eines Neigungsteils gering ist.
    • 5 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Untersuchung einer Beziehung zwischen der Filmdicke eines Epitaxialfilms und dem Vorhandensein oder Fehlen einer Erzeugung eines Versatzes der Außenkante der Grenzfläche zeigt.
    • 6A ist ein konfokales Mikroskopbild, wenn ein geneigtes Teil 170 µm und eine Filmdicke eines SiC-Epitaxialfilms 28 µm beträgt, dargestellt in 5.
    • 6B ist ein PL-Bild, wenn ein geneigtes Teil 170 µm und eine Filmdicke eines SiC-Epitaxialfilms 28 µm beträgt, dargestellt in 5.
    • 7A ist ein PL-Bild, wenn ein geneigtes Teil 150 µm und eine Filmdicke eines SiC-Epitaxialfilms 33 µm beträgt, dargestellt in 5.
    • 7B ist ein PL-Bild, wenn ein geneigtes Teil 0 ist µm und eine Filmdicke eines SiC-Epitaxialfilms 33 µm ist, dargestellt in 5.
    • 8 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch einen SiC-Epitaxiewafer zeigt, in dem ein SiC-Epitaxialfilm auf einem SiC-Einkristallsubstrat gebildet wird, um eine Beziehung zwischen der Erzeugung einer Stufenversatzreihe und eines Grenzflächenversatzes zu veranschaulichen.
  • BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden werden bevorzugte Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Insbesondere ein SiC-Epitaxiewafer und ein Verfahren zu seiner Herstellung nach den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand von Zeichnungen detailliert beschrieben. In den in der folgenden Beschreibung verwendeten Zeichnungen kann ein Merkmalsteil aus Gründen der Übersichtlichkeit vergrößert und in einigen Fällen dargestellt werden, und ein Maßverhältnis jeder Komponente kann nicht mit dem eines tatsächlichen Teils übereinstimmen. Darüber hinaus sind in der folgenden Beschreibung ein Material, eine Dimension und dergleichen exemplarisch zu verstehen. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und kann mit entsprechenden Modifikationen innerhalb des Bereichs, der eine Wirkung zeigt, durchgeführt werden. Das heißt, die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die folgenden Beispiele, und Hinzufügung, Auslassung, Substitution oder Änderung einer Position, der Anzahl, einer Form, eines Materials, einer Konfiguration und dergleichen können in dem Umfang erfolgen, der nicht vom Kern der vorliegenden Erfindung abweicht.
  • (SiC-Epitaxiewafer)
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein SiC-Epitaxiewafer vorgesehen, der Folgendes beinhaltet: ein 4H-SiC-Einkristallsubstrat, das eine Oberfläche mit einem abweichenden Winkel in Bezug auf eine c-Ebene als Hauptfläche und einen Abschrägungsteil auf einem Umfangsteil aufweist; und eine SiC-Epitaxieschicht mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr, die auf dem 4H-SiC-Einkristallsubstrat gebildet ist, wobei eine Dichte eines Grenzflächenversatzes, der sich von einer äußeren Umfangskante der SiC-Epitaxieschicht erstreckt, 10 Linien/cm oder weniger beträgt.
  • Der „Grenzflächenversatz, der sich von einer äußeren Umfangskante aus erstreckt“, kann als „Außenkantengrenzflächenversatz“ bezeichnet werden.
  • Die c-Ebene stellt eine {0001} Oberfläche dar. Die (0001) Ebene in der c-Ebene wird als (0001) Si-Oberfläche bezeichnet.
  • Die Dichte des Grenzflächenversatzes, der sich von der äußeren Umfangskante aus erstreckt, kann beispielsweise aus einem Photolumineszenzbild (PL) gemessen werden. Als PL-Bild kann beispielsweise ein PL-Bild verwendet werden, das bei einer Nahinfrarot-(NIR)-Lichtempfangswellenlänge unter Verwendung eines Photolumineszenzgeräts (SICA88, hergestellt von Lasertec Corporation) erhalten wurde.
  • Der SiC-Epitaxiewafer der vorliegenden Erfindung kann eine SiC-Epitaxialschicht mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr und einer Dichte des Grenzflächenversatzes des Grenzflächenversatzes der Außenkante von Null Linien/cm beinhalten.
  • Darüber hinaus kann der SiC-Epitaxiewafer der vorliegenden Erfindung eine SiC-Epitaxialschicht mit einer Filmdicke von 22 µm oder mehr und einer Dichte des Grenzflächenversatzes des Außenkantengrenzflächenversatzes von Null Linien/cm beinhalten.
  • Darüber hinaus kann der SiC-Epitaxiewafer der vorliegenden Erfindung eine SiC-Epitaxialschicht mit einer Filmdicke von 24 µm oder mehr und einer Dichte des Grenzflächenversatzes des Außenkantengrenzflächenversatzes von Null Linien/cm beinhalten.
  • Darüber hinaus kann der SiC-Epitaxiewafer der vorliegenden Erfindung eine SiC-Epitaxieschicht mit einer Filmdicke von 27 µm oder mehr und einer Dichte des Grenzflächenversatzes des Außenkantengrenzflächenversatzes von Null Linien/cm beinhalten.
  • Darüber hinaus kann der SiC-Epitaxiewafer der vorliegenden Erfindung eine SiC-Epitaxieschicht mit einer Filmdicke von 29 µm oder mehr und einer Dichte des Grenzflächenversatzes des Außenkantengrenzflächenversatzes von Null Linien/cm beinhalten.
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht der Umgebung eines peripheren Teils eines SiC-Einkristallsubstrats.
  • Eine Form des „Abschrägungsteils“, wie sie in der vorliegenden Spezifikation verwendet wird, wird mit 1 beschrieben. In der vorliegenden Spezifikation ist der „Abschrägungsteil“ ein Teil des Umfangsteils des Substrats, der abgeschrägt wird, um zu verhindern, dass ein Substrat absplittert oder Partikel erzeugt werden, und er ist ein Abschnitt, der dünner als die Dicke des Substrats ist.
  • Ein SiC-Einkristallsubstrat 1 weist eine Hauptoberfläche (flacher Teil) 1a und einen Abschrägungsteil 1A auf, der einen Neigungsteil 1Aa und einen äußeren Umfangskantenteil 1Ab im Umfang desselben beinhaltet. Der Abschrägungsteil 1A kann auch nach der folgenden Formel verstanden werden. "Abschrägungsteil 1A = "Neigungsteil 1Aa + "Außenumfangsteil 1Ab" .
    Figure DE112018003360T5_0002
  • Der „Neigungsteil“ ist ein Abschnitt, der kontinuierlich vom flachen Teil 1a des SiC-Einkristallsubstrats verläuft, und ist ein Abschnitt mit einer geneigten Oberfläche, die zu einem Außenumfang mit einem vorbestimmten Winkel von 60° oder weniger (einem Winkel relativ zu einer Ebene, die die Hauptfläche beinhaltet) in Bezug auf den flachen Teil geneigt ist. Die geneigte Oberfläche ist jedoch nicht auf einen Fall einer geneigten Oberfläche mit nur einem Winkel beschränkt und kann eine geneigte Oberfläche mit einer Vielzahl von Winkeln oder eine gekrümmte geneigte Oberfläche mit einer Krümmung sein (kleiner als eine Krümmung des „Außenumfangskantenteils“). Wenn die geneigte Oberfläche eine Krümmung aufweist, bezieht sich ein Winkel der geneigten Oberfläche auf einen Winkel einer tangentialen Ebene. Es kann ein SiC-Einkristallsubstrat mit einem Winkel von 50° oder weniger, 40° oder weniger, 30° oder weniger, 30° oder weniger oder 20° oder weniger als Winkel der geneigten Oberfläche (ein Winkel in Bezug auf eine Ebene einschließlich der Hauptfläche), die der „Neigungsteil“ beinhaltet, verwendet werden. Die in 5 dargestellten Daten, die später beschrieben werden, wurden in einem Fall erhalten, in dem ein SiC-Einkristallsubstrat mit einem Winkel von 30° oder weniger verwendet wurde.
  • Weiterhin ist der „Außenumfangskantenteil“ ein Abschnitt, der auf der äußersten Seite in radialer Richtung im SiC-Einkristallsubstrat angeordnet ist, und ein Abschnitt mit einer gekrümmten Oberfläche mit einer vorbestimmten Krümmung. Die gekrümmte Oberfläche ist jedoch nicht auf eine gekrümmte Oberfläche mit nur einer Krümmung beschränkt und kann eine gekrümmte Oberfläche mit einer Vielzahl von Krümmungen aufweisen oder eine Ebene (z.B. eine vertikale Ebene) auf einem Abschnitt aufweisen, die nicht zum „Neigungsteil“ unter den Abschnitten übergeht, die den „Außenumfangskantenteil“ bilden. Basierend auf einem vermuteten Mechanismus der Erzeugung des Versatzes der Außenkantengrenzfläche, der später beschrieben wird, wenn es eine Struktur ohne „Außenumfangskantenteil“ und vertikal steil auf einer Außenseite vom „Neigungsteil“ gibt, scheint es keinen Ort zu geben, an dem ein Kern gebildet wird, der eine Quelle für zufälliges Wachstum ist, was gut ist. Im Falle dieser Struktur ist es jedoch wahrscheinlich, dass eine Ecke beschädigt wird. Daher wird die Ecke abgerundet, um ein Absplittern der Ecke zu verhindern, so dass im Allgemeinen der „Außenumfangskantenteil“ entsteht.
  • 2 ist eine schematische Schnittansicht der Umgebung eines peripheren Teils eines SiC-Epitaxiewafers.
  • In einem SiC-Epitaxiewafer 10 bezieht sich eine äußere Umfangskante 2a einer SiC-Epitaxieschicht 2 auf die äußerste Seite in radialer Richtung, in der SiC-Epitaxieschicht 2 auf der Hauptfläche (dem flachen Teil) 1a des SiC-Einkristallsubstrats 1.
  • (a) und (b) in 3 zeigen PL-Bilder, die an verschiedenen Positionen des SiC-Epitaxiewafers erhalten wurden. (c) von 3 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen der Position einer Orientierungsebene im SiC-Epitaxiewafer und einer Stufenströmungsrichtung zeigt.
  • (a) von 3 ist ein PL-Bild an einer Position der Orientierungsebene, (b) von 3 ist ein PL-Bild an einer Position auf einer Seite gegenüber der Orientierungsebene.
  • Sowohl in (a) als auch (b) von 3 kann eine Anordnung von Punkten und ein lineares Muster beobachtet werden, das einem BC-Teil (einem Basalebenenversatz) entspricht. Da in (a) von 3 eine Anordnung von Punkten und ein lineares Muster entsprechend dem BC-Teil (dem Basalebenenversatz) beobachtet werden kann, ist bekannt, dass es einen Versatz der Außenkantengrenzfläche gibt. In (b) von 3 ist bekannt, dass es zwei Reihen von Punkten und zwei lineare Muster gibt, die dem BC-Teil (dem Basalebenenversatz) entsprechen.
  • Basierend auf den Ergebnissen der PL-Beobachtung durch die Erfinder ist der Außenkantengrenzflächenversatz in der Nähe der Orientierungsebene am größten, und dann sind viele Versätze der äußeren Kante der Grenzfläche in der Position auf der Seite gegenüber der Orientierungsebene. Andererseits ist an einer Position zwischen der Orientierungsebene und der der Orientierungsebene gegenüberliegenden Seite eine Richtung senkrecht zur äußeren Tangente, d.h. eine geneigte Richtung des Neigungsteils des Abschrägungsteils, nahezu parallel zur Stufenströmungsrichtung. Daher gibt es fast keine Erzeugung des Versatzes der Außenkantengrenzfläche. Der Versatz der Außenkantengrenzfläche wird oft bei 25° bis 155° und 205° bis 335° in Bezug auf den Mittelpunktswinkel zur Mitte des Wafers erzeugt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein SiC-Epitaxiewafer vorgesehen, der Folgendes beinhaltet: ein 4H-SiC-Einkristallsubstrat, das eine Oberfläche mit einem abweichenden Winkel in Bezug auf eine c-Ebene als Hauptfläche und einen Abschrägungsteil auf einem Umfangsteil aufweist; und eine SiC-Epitaxieschicht mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr, die auf dem 4H-SiC-Einkristallsubstrat gebildet ist, wobei der Abschrägungsteil einen von der Hauptfläche und einem äußeren Umfangskantenteil durchgehenden Neigungsteil beinhaltet und die Breite des Neigungsteils 150 µm oder mehr beträgt.
  • Die „Breite des Neigungsteils“ bezieht sich hier auf die Länge in radialer Richtung, wenn der Neigungsteil aus einer Richtung senkrecht zur Hauptfläche betrachtet wird.
  • Der vermutete Mechanismus der Erzeugung des Versatzes der Außenkantengrenzfläche wird in 4 beschrieben.
  • Die 4A und 4B sind schematische Schnittansichten, die zwei Phasen eines SiC-Substrats und das Wachstum eines darauf aufgewachsenen SiC-Epitaxialfilms zeigen (die obere Zeichnung zeigt eine Anfangsphase des Wachstums und die untere Zeichnung zeigt, dass das Wachstum abgeschlossen ist). 4A zeigt einen Fall, in dem die Breite des Neigungsteils groß ist, und 4B zeigt einen Fall, in dem die Breite des Neigungsteils gering ist.
  • In der Anfangsphase des epitaktischen Wachstums wird davon ausgegangen, dass im äußeren Umfangskantenteil 1Ab ein Kern 7 gebildet wird, der Ausgangspunkt des zufälligen Wachstums ist. Der Grund dafür ist wie folgt.
  • Im flachen Teil 1a der Hauptfläche wird der epitaktische Film 5 durch Stufenströmungswachstum gebildet, und auch im Neigungsteil 1Aa wird das Stufenströmungswachstum beibehalten, wenn die c-Ebene dominant ist. Da es üblich ist, ein SiC-Substrat mit einem abweichenden Winkel praktisch zu verwenden, wird davon ausgegangen, dass das Stufenströmungswachstum aufrechterhalten wird und die Wahrscheinlichkeit gering ist, den Kern 7 zu bilden, der den Ausgangspunkt des zufälligen Wachstums ist. Andererseits wird im äußeren Umfangskantenteil 1Ab eine andere Oberfläche als die c-Ebene (eine r-Ebene oder eine m-Ebene) dominant. Dementsprechend kann man davon ausgehen, dass im äußeren Umfangskantenteil 1Ab das Stufenströmungswachstum kaum auftritt und ein zufälliges Wachstum stattfindet.
  • Basierend auf dem vermuteten Mechanismus der Erzeugung des Versatzes der äußeren Grenzfläche mit Bezug auf 4A kann der Grund, warum der Versatz der äußeren Grenzfläche bisher nicht entdeckt wurde, wie folgt angenommen werden.
  • Selbst wenn sich ein polymorpher epitaktischer Film vom Kern 7 erstreckt, der am äußeren Umfangskantenteil 1Ab gebildet wird und bei epitaktischem Wachstum der Ausgangspunkt des zufälligen Wachstums ist, wird der von den vorliegenden Erfindern gefundene Außenkantengrenzflächenversatz dann nicht erzeugt, wenn der Grenzflächenversatz den flachen Teil nicht erreicht, bis die Filmdicke des Epitaxialfilms 5 zu einem gewünschten Wert zunimmt. Im Stand der Technik wird davon ausgegangen, dass, da die gewünschte Schichtdicke des Epitaxialfilms gering war, diese Situation eintritt, d.h. der Grenzflächenversatz den flachen Teil nicht erreicht hat.
  • Andererseits fanden die vorliegenden Erfinder bei dem Versuch, einen dicken Epitaxialfilm mit hoher Qualität bereitzustellen, den Versatz der Außenkante der Grenzfläche im dickschichtigen Epitaxialfilm.
  • Andererseits wird, wie in 4B dargestellt, beim Einsatz eines Substrats mit einem Neigungsteil mit geringer Breite (ein Abstand vom äußeren Umfangskantenteil zum flachen Teil ist kurz) berücksichtigt, dass auch bei einem dünnen Epitaxialfilm die Versetzung der Außenkantengrenzfläche auf dem flachen Teil erzeugt wird.
  • 5 zeigt Ergebnisse der Untersuchung eines Zusammenhangs zwischen einer Filmdicke eines Epitaxialfilms und dem Vorhandensein oder Fehlen einer Erzeugung des Versatzes der Außenkantengrenzfläche, wenn der Neigungsteil eine vorbestimmte Breite aufweist.
  • In der in 5 dargestellten Grafik zeigt das Symbol „0“ an, dass es keinen Versatz der äußeren Kante der Grenzfläche gibt, und das Symbol „X“ zeigt an, dass es einen Versatz der äußeren Kante der Grenzfläche gibt. In der Tabelle zeigt eine gestrichelte Linie eine Grenze an, an der eine Dichte des Versatzes der äußeren Grenzfläche Null ist.
  • Eine Probe, aus der Daten gewonnen wurden, wurde wie folgt entnommen.
    Unter Verwendung eines 4 oder 6 Zoll 4H-SiC-Einkristallsubstrats mit einem abweichenden Winkel von 4° in Bezug auf die (0001) Si-Oberfläche in einer <11-20> Richtung wurden ein bekannter Polierschritt und ein Substratoberflächenreinigungsschritt (Ätzen) durchgeführt. Danach wurde ein epitaktischer SiC-Wachstumsschritt (eine Wachstumstemperatur beträgt 1600°C und ein C/Si-Verhältnis beträgt 1,22) unter Verwendung von Silan und Propan als Ausgangsgase unter Zufuhr von Wasserstoff als Trägergas durchgeführt. Auf diese Weise wurde auf einem SiC-Einkristallsubstrat eine SiC-Epitaxialschicht mit einer vorgegebenen Schichtdicke gebildet, um einen SiC-Epitaxialwafer zu erhalten.
  • In 5 bezieht sich „0 µm Neigungsteil“ auf eine Neigung, bei der ein SiC-Einkristallsubstrat nur angefast wurde und ein Winkel des angefasten Abschnitts 60° überschreitet. Daher ist dieser Abschnitt gemäß der obigen Definition des Neigungsteils nicht im Neigungsteil enthalten (dementsprechend beinhaltet der Abschrägungsteil in diesem SiC-Einkristallsubstrat nur den äußeren Umfangskantenteil).
  • Im Falle der Verwendung eines SiC-Einkristallsubstrats mit „0 µm Neigungsteil“ ergab sich bei einer Schichtdicke des SiC-Epitaxialfilms von 6 µm, 9 µm oder 18 µm kein Versatz der Außenkante der Grenzfläche, aber wenn die Schichtdicke 24 µm oder 33 µm betrug, wurde ein Versatz der Außenkante der Grenzfläche erzeugt. Bei 24 µm und 33 µm betrug die Versatzdichte des Versatzes der äußeren Kante der Grenzfläche jeweils 50 Linien/cm oder mehr.
  • Im Falle der Verwendung eines SiC-Einkristallsubstrats mit „60 µm Neigungsteil“ (ein geneigter Winkel des Neigungsteils betrug 25°) ergab sich bei einer Schichtdicke des SiC-Epitaxialfilms von 12 µm oder 16 µm kein Versatz der Außenkantengrenzfläche, aber wenn die Schichtdicke 33 µm betrug, wurde ein Versatz der Außenkantengrenzfläche erzeugt. Im Falle von 33 µm betrug die Versatzdichte des Versatzes der Außenkantengrenzfläche 24 Linien/cm.
  • Bei Verwendung eines SiC-Einkristallsubstrats mit „150 µm Neigungsteil“ (ein geneigter Winkel des Neigungsteils betrug 23°) ergab sich bei einer Schichtdicke des SiC-Epitaxialfilms von 6 µm, 11 µm, 15 µm oder 18 µm kein Außenkantengrenzflächenversatz, aber bei einer Schichtdicke von 33 µm oder 38 µm wurde der Außenkantengrenzflächenversatz erzeugt. In den Fällen von 33 µm und 38 µm betrug die Versatzdichte des Versatzes der Außenkantengrenzfläche 20 Linien/cm bzw. 41 Linien/cm.
  • Im Falle der Verwendung eines SiC-Einkristallsubstrats mit „170 µm Neigungsteil“ (ein geneigter Winkel des Neigungsteils betrug 23°) ergab sich bei einer Schichtdicke des SiC-Epitaxialfilms von 28 µm kein Versatz der Außenkante der Grenzfläche.
    Für diese Probe zeigt 6A ein Mikroskopbild, das erhalten wurde unter Verwendung eines Konfokalmikroskops (SICA88, hergestellt von Lasertec Corporation), das ein Oberflächeninspektionsgerät ist, das ein konfokales differentielles optisches Interferenzsystem verwendet. Darüber hinaus zeigt 6B ein PL-Bild davon.
  • Im Falle der Verwendung eines SiC-Einkristallsubstrats mit „200 µm Neigungsteil“ (ein geneigter Winkel des Neigungsteils betrug 11°) ergab sich bei einer Schichtdicke des SiC-Epitaxialfilms von 13 µm oder 27,5 µm kein Versatz der Außenkantengrenzfläche, aber wenn die Schichtdicke 32 µm betrug, wurde der Versatz der Außenkantengrenzfläche erzeugt. Im Falle von 32 µm betrug die Versatzdichte des Versatzes der Außenkantengrenzfläche 18 Linien/cm.
  • Wenn in 5 eine horizontale Achse (X-Achse) die Filmdicke des SiC-Epitaxialfilms und eine vertikale Achse (Y-Achse) die Breite des Neigungsteils ist und eine geschätzte Grenze des Vorhandenseins oder Fehlens einer Erzeugung des Versatzes der äußeren Grenzfläche linear dargestellt wird, kann dies als Y=20X-400 (Formel (1)) ausgedrückt werden.
  • Basierend auf der Formel (1) kann bei der Verarbeitung der Breite des Neigungsteils und der Auswahl der Filmdicke des SiC-Epitaxialfilms zur Erfüllung der Ungleichung Y>20X-400 ein SiC-Epitaxialwafer ohne Versatz der Außenkante oder mit einer geringen Dichte des Versatzes der Außenkante erhalten werden.
  • Die Bearbeitung der Breite des Neigungsteils kann nach einem bekannten Verfahren erfolgen. So kann beispielsweise das Konturieren oder ähnliches verwendet werden (siehe Patentschrift 1).
  • Basierend auf 5 und Formel (1) kann bei Verwendung eines SiC-Einkristallsubstrats, bei dem die Breite des Neigungsteils 50 µm beträgt, ein SiC-Epitaxiewafer ohne Dichte des äußeren Grenzflächenversatzes erhalten werden, bis die Dicke des SiC-Epitaxialfilms bei 22 µm ankommt. Darüber hinaus kann bei Verwendung eines SiC-Einkristallsubstrats, bei dem die Breite des Neigungsteils 100 µm beträgt, ein SiC-Epitaxiewafer ohne Dichte des Versatzes der äußeren Grenzfläche erhalten werden, bis die Dicke des SiC-Epitaxialfilms bei 24 µm ankommt. Darüber hinaus kann bei Verwendung eines SiC-Einkristallsubstrats, bei dem die Breite des Neigungsteils 150 µm beträgt, ein SiC-Epitaxiewafer ohne Dichte des Versatzes der äußeren Grenzfläche erhalten werden, bis die Dicke des SiC-Epitaxialfilms bei 27 µm ankommt. Darüber hinaus kann bei Verwendung eines SiC-Einkristallsubstrats, bei dem die Breite des Neigungsteils 200 µm beträgt, ein SiC-Epitaxiewafer ohne Dichte des Versatzes der äußeren Grenzfläche erhalten werden, bis die Dicke des SiC-Epitaxialfilms bei 29 µm ankommt.
  • Die 7A und 7B zeigen ein PL-Bild einer Probe in einem Fall, in dem der Neigungsteil 150 µm ist und die Filmdicke des SiC-Epitaxialfilms 33 µm beträgt, und ein PL-Bild einer Probe in einem Fall, in dem der Neigungsteil 0 µm ist und die Filmdicke des SiC-Epitaxialfilms 33 µm beträgt, dargestellt in 5.
  • Im PL-Bild von 7A kann das Vorhandensein von 7 Linien von Grenzflächenversätzen durch die Anzahl der L-förmigen Versetzungen bestätigt werden, die schematisch in 8 dargestellt sind.
  • Im PL-Bild von 7B kann das Vorhandensein von 50 oder mehr Linien von Grenzflächenversätzen durch die Anzahl der L-förmigen Versätze bestätigt werden, die schematisch in 8 dargestellt sind.
  • Das 4H-SiC-Einkristallsubstrat, das für den SiC-Epitaxiewafer der vorliegenden Erfindung verwendet wird, hat einen abweichenden Winkel von beispielsweise 0,4° oder mehr und 8° oder weniger. Typische Beispiele dafür sind ein abweichender Winkel von 4°.
  • „Verfahren zur Herstellung eines SiC-Epitaxiewafers“.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines SiC-Epitaxiewafers vorgesehen, bei dem ein 4H-SiC-Einkristallsubstrat mit einem Abschrägungsteil in einem Umfangsteil verwendet wird, bei dem der Abschrägungsteil einen von der Hauptoberfläche durchgehenden Neigungsteil und einen äußeren Umfangskantenteil beinhaltet und eine Breite des Neigungsteils 150 µm oder mehr beträgt.
  • Dieses Verfahren kann einen Schritt zur Herstellung des H-SiC-Einkristallsubstrats und einen Schritt zur Bildung eines SiC-Epitaxialfilms mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr auf dem H-SiC-Einkristallsubstrat beinhalten. Der Schritt des Bildens des SiC-Epitaxialfilms mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr kann einen Teilschritt des Bestimmens einer Dicke eines Epitaxialfilms, der die Formel (1) erfüllt, unter Verwendung einer Breite des Neigungsteils des zu verwendenden Substrats und einen Teilschritt des Bildens des SiC-Epitaxialfilms beinhalten, so dass eine Dicke eines herzustellenden SiC-Epitaxialfilms gleich oder kleiner als die Dicke des Epitaxialfilms ist, der die Formel (1) erfüllt, die durch die vorgenannte Formel erhalten wird. Y = 20 X − 400
    Figure DE112018003360T5_0003
    (in der Formel stellt Y eine Breite (µm) der Neigung und X eine Dicke (µm) eines Epitaxialfilms dar).
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung eines SiC-Epitaxiewafers gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann ein bekannter Schritt verwendet werden, mit Ausnahme des Einstellschritts unter Verwendung eines vorbestimmten 4H-SiC-Einkristallsubstrats zur Verwendung des vorgenannten SiC-Wafers (SiC-Substrat). Darüber hinaus wird nach noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines epitaktischen SiC-Wafers bereitgestellt, vorzugsweise ein Verfahren, das Folgendes beinhaltet:
    • einen Schritt zum Auswählen einer Dicke eines Epitaxialfilms aus einem Bereich von 20 µm oder mehr;
    • einen Schritt zum Bestimmen einer Neigungsbreite, die unter Verwendung der ausgewählten Dicke des Epitaxialfilms der Formel (1) entspricht, Y = 20 X − 400
      Figure DE112018003360T5_0004
    • (in der Formel stellt Y eine Breite (µm) der Neigung und X eine Dicke (µm) eines Epitaxialfilms dar);
    • einen Schritt zur Herstellung eines 4H-SiC-Einkristallsubstrats mit einem abgeschrägten Teil auf einem Umfangsteil, in dem eine Neigungsbreite gleich oder größer als ein Wert der bestimmten Breite der Neigung ist, erhalten durch die Formel (1); und
    • einen Schritt zum Aufwachsen eines Epitaxialfilms mit der bestimmten Dicke unter Verwendung des vorbereiteten 4H-SiC-Einkristallsubstrats.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung eines SiC-Epitaxiewafers der vorliegenden Erfindung kann der SiC-Epitaxiewafer der vorliegenden Erfindung vorzugsweise hergestellt werden.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen SiC-Epitaxiewafer mit einem SiC-Epitaxialfilm mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr und einer geringen Dichte eines Außenkantengrenzflächenversatzes dar.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    SiC-Einkristallsubstrat
    1a
    Hauptfläche (Flachteil)
    1A
    Abschrägungsteil
    1Aa
    Neigungsteil
    1Ab
    Außenumfangskantenteil
    2
    SiC-Epitaxialschicht
    2a
    Außenumfangskante
    3
    Breite des Neigungsteils
    4
    Orientierungsebene
    5
    Epitaxialfilm
    9
    TED-Paare
    10
    SiC-Epitaxiewafer
    11
    Paar-Reihe
    12
    Grenzfläche
    13
    Substrat
    14
    Grenzflächenübergang
    15
    Versetzung der Grundplatte
    16
    (0001) Basalebene
    A
    Eine Grenze, wo die Außenkantengrenzflächenversatzdichte Null wird Y=20X-400
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2017126744 [0002]

Claims (9)

  1. SiC-Epitaxiewafer, umfassend: ein 4H-SiC-Einkristallsubstrat, das eine Oberfläche mit einem abweichenden Winkel in Bezug auf eine c-Ebene als Hauptfläche und einen Abschrägungsteil an einem Umfangsteil aufweist; und einen auf dem 4H-SiC-Einkristallsubstrat gebildeten SiC-Epitaxialfilm mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr, wobei die Dichte eines sich von einer äußeren Umfangskante der SiC-Epitaxialschicht erstreckenden Grenzflächenversatzes 10 Linien/cm oder weniger beträgt.
  2. SiC-Epitaxiewafer, umfassend: ein 4H-SiC-Einkristallsubstrat, das eine Oberfläche mit einem abweichenden Winkel in Bezug auf eine c-Ebene als Hauptfläche und einen Abschrägungsteil an einem Umfangsteil aufweist; und einen auf dem 4H-SiC-Einkristallsubstrat gebildeten SiC-Epitaxialfilm mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr, wobei der Abschrägungsteil einen von der Hauptfläche durchgehend verlaufenden Neigungsteil und einen äußeren Umfangskantenteil aufweist, und eine Breite des Neigungsteils 150 µm oder mehr ist.
  3. SiC-Epitaxiewafer nach Anspruch 1, wobei die Dichte des Grenzflächenversatzes in einem Bereich von Mittelpunktswinkeln von 25° bis 155° und 205° bis 335° mit einer Mittellinie in einer <11-20>-Richtung 10 Linien/cm oder weniger beträgt.
  4. SiC-Epitaxiewafer nach Anspruch 1, wobei der Abschrägungsteil einen von der Hauptfläche durchgehend verlaufenden Neigungsteil und einen äußeren Umfangskantenteil aufweist, und eine Breite des Neigungsteils 150 µm oder mehr ist.
  5. SiC-Epitaxiewafer nach Anspruch 2, wobei die Dichte eines Grenzflächenversatzes in einem Bereich von Mittelpunktswinkeln von 25° bis 155° und 205° bis 335° mit einer Mittellinie in einer <11-20>-Richtung 10 Linien/cm oder weniger beträgt.
  6. SiC-Epitaxiewafer nach Anspruch 2, wobei die Dichte eines sich von der äußeren Umfangskante der SiC-Epitaxialschicht erstreckenden Grenzflächenversatzes 10 Linien/cm oder weniger beträgt.
  7. Verfahren zur Herstellung eines epitaktischen SiC-Wafers, wobei ein 4H-SiC-Einkristallsubstrat verwendet wird, wobei das 4H-SiC-Einkristallsubstrat einen Abschrägungsteil in einem Umfangsteil aufweist, wobei der Abschrägungsteil einen von der Hauptfläche fortlaufenden Neigungsabschnitt und einen äußeren Umfangskantenteil aufweist, und eine Breite des Neigungsteils 150 µm oder mehr ist.
  8. Verfahren zur Herstellung eines epitaktischen SiC-Wafers nach Anspruch 7, umfassend: einen Schritt zur Herstellung des H-SiC-Einkristallsubstrats; und einen Schritt zum Bilden eines SiC-Epitaxialfilms mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr auf dem H-SiC-Einkristallsubstrat, wobei ein erhaltener SiC-Epitaxiewafer das 4H-SiC-Einkristallsubstrat, das den Abschrägungsteil auf einem Umfangsteil aufweist und eine Oberfläche mit einem abweichenden Winkel in Bezug auf eine c-Ebene als Hauptfläche aufweist; und den SiC-Epitaxialfilm umfasst, der auf dem 4H-SiC-Einkristallsubstrat gebildet ist und eine Filmdicke von 20 µm oder mehr aufweist, und die Dichte eines sich von einer äußeren Umfangskante der SiC-Epitaxialschicht erstreckenden Grenzflächenversatzes 10 Linien/cm oder weniger beträgt.
  9. Verfahren zur Herstellung eines SiC-Epitaxiewafers nach Anspruch 7, wobei der Schritt zum Bilden des SiC-Epitaxialfilms mit einer Filmdicke von 20 µm oder mehr einen Teilschritt zum Bestimmen einer Dicke eines Epitaxialfilms, der unter Verwendung der Breite des Neigungsteils des zu verwendenden Substrats die Formel (1) erfüllt, Y = 20 X − 400
    Figure DE112018003360T5_0005
     (in der Formel stellt Y eine Breite (µm) der Neigung und X eine Dicke (µm) eines Epitaxialfilms dar), und einen Teilschritt zum Bilden eines SiC-Epitaxialfilms umfasst, so dass die Dicke des Epitaxialfilms auf gleich oder kleiner als die bestimmte Dicke des Epitaxialfilms eingestellt wird, wobei die Formel (1) erfüllt ist, die durch die vorgenannte Formel erhalten wird.
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