JP2002201098A - Method of manufacturing silicon carbide substrate and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method of manufacturing silicon carbide substrate and method of manufacturing semiconductor device

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JP2002201098A JP2000401178A JP2000401178A JP2002201098A JP 2002201098 A JP2002201098 A JP 2002201098A JP 2000401178 A JP2000401178 A JP 2000401178A JP 2000401178 A JP2000401178 A JP 2000401178A JP 2002201098 A JP2002201098 A JP 2002201098A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a 3C-SiC single crystal reduced in generation of stacking fault with good reproducibility. SOLUTION: The method of manufacturing the SiC single crystal is as follows: after forming a plurality of line and space ups and downs on the Si substrate, performing epitaxial growth of a 1st 3C-SiC layer 21 on the surface of Si substrate 11; after removing Si substrate 11 from the 1st 3C-SiC layer 21, performing epitaxial growth of a 2nd 3C-SiC layer 22 on the exposed surface having ups and downs of the 1st 3C-SiC layer 21; flattening the surface.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、3C(立方晶系)
のSiC単結晶の気相成長技術に係わり、特に半導体素
子を製造する上で望ましい結晶性の優れた3C−SiC
単結晶基板の製造方法、及びこの基板を用いた半導体装
置の製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a 3C (cubic) system.
3C-SiC having excellent crystallinity, particularly desirable for manufacturing semiconductor devices,
The present invention relates to a method for manufacturing a single crystal substrate and a method for manufacturing a semiconductor device using the substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、SiC(炭化珪素)の成長は、昇
華法によるバルク結晶成長と、基板上へSi化合物の原
料ガス及びC化合物の原料ガスを供給して反応によって
SiCを生成させる気相エピタキシャル成長法による薄
膜形成とに分類されてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, SiC (silicon carbide) is grown by bulk crystal growth by a sublimation method, and a gas phase in which a source gas of a Si compound and a source gas of a C compound are supplied onto a substrate to generate SiC by reaction. It has been classified into thin film formation by an epitaxial growth method.

【0003】昇華法によるバルク結晶成長では、高温安
定相の結晶多形である六方晶系6HのSiC,同じく六
方晶系であるがやや低温相の4HのSiCの〈000
1〉成長が可能であり、実際にこのような(0001)
SiC基板が販売されるまでになっている。しかしなが
ら、未だマイクロバイブと呼ばれる欠陥の密度が高く、
また基板面積の拡大が困難な状況であった。
[0003] In bulk crystal growth by sublimation, <000 000 of hexagonal 6H SiC which is a polymorph of a high-temperature stable phase and 4H SiC which is also a hexagonal but slightly low-temperature phase is used.
1> Growth is possible, and such (0001)
Until the SiC substrate is sold. However, the density of defects called microvibes is still high,
In addition, it was difficult to increase the substrate area.

【0004】これに対し、単結晶基板上への気相エピタ
キシャル成長法を用いると、不純物添加の制御性が格段
に向上したり、基板面積の拡大により容易に大面積のエ
ピタキシャル成長膜が得られたり、前述のマイクロバイ
ブ密度の低減が実現できたりする。しかしながら、気相
エピタキシャル成長法では、しばしば基板材料とSiC
膜の格子定数の差に起因する欠陥密度の増大が問題にな
る。特に、成長時に用いられる基板として一般的なSi
はSiCとの格子定数差が大きいため、成長される3C
−SiC層内に双晶や反位相領域境界面(APB:Anti
Phase Boundary)の発生が著しく、これがSiC半導
体装置の実現を阻んでいた。
On the other hand, when the vapor phase epitaxial growth method on a single crystal substrate is used, controllability of impurity addition is remarkably improved, and a large-area epitaxial growth film can be easily obtained by enlarging the substrate area. The aforementioned reduction in the microvibe density can be realized. However, in the vapor phase epitaxial growth method, the substrate material and the SiC are often used.
The problem is an increase in defect density due to a difference in lattice constant of the film. In particular, a common Si as a substrate used during growth
Has a large lattice constant difference from SiC,
-Twin or anti-phase region boundary surface (APB: Anti
Phase Boundary) was remarkable, which hindered the realization of the SiC semiconductor device.

【0005】気相エピタキシャル成長法による3C−S
iC膜内の欠陥を低減させる方法として、例えば被成長
基板上に成長領域を設ける工程と、この成長領域にSi
C単結晶をその厚さが、基板の成長面方位に固有な厚さ
と同一又はそれ以上になるように成長させる工程を有
し、固有な厚さ以降の面欠陥を低減する技術が提案され
ている(特公平6−41400号公報)。しかしなが
ら、3C−SiC中に含まれる2種類の反位相領域同士
は、3C−SiCの膜厚増加に対して互いに直交した方
向へと拡大する特性を有しているため、反位相領域境界
界面を効果的に低減することができない。さらに、成長
した3C−SiC表面に形成される超構造の向きを任意
に制御することができないため、例えば離散した成長領
域同士が成長に伴って結合した場合には、この結合部に
新たに反位相領域境界面が形成されてしまい、所望の電
気的特性を実現することができない。
3C-S by vapor phase epitaxial growth
As a method of reducing defects in the iC film, for example, a step of providing a growth region on a growth target substrate,
There has been proposed a technique for growing a C single crystal so that its thickness is equal to or greater than a thickness specific to the growth plane orientation of the substrate, and reducing plane defects after the specific thickness. (Japanese Patent Publication No. 6-41400). However, the two types of anti-phase regions included in 3C-SiC have a characteristic of expanding in a direction orthogonal to each other as the thickness of 3C-SiC increases, so that the anti-phase region boundary interface is formed. It cannot be reduced effectively. Furthermore, since the orientation of the superstructure formed on the surface of the grown 3C-SiC cannot be arbitrarily controlled, for example, when discrete growth regions are combined with each other during the growth, a new anti-reaction occurs at the joint. A phase region boundary surface is formed, and desired electrical characteristics cannot be realized.

【0006】反位相領域境界面を効果的に低減する方法
として、表面法線軸を[100]から[110]方向に
僅かに傾けた(オフ角を導入した)Si(001)面基
板上への成長法が提案された(アブライド・フィジック
ス・レターズ、50巻、1987年、1888頁参
照)。この方法は、基板に微傾斜を付けることで、原子
レベルのステップが一方向に等間隔で導入されるため、
導入されたステップに平行な方向の面欠陥が伝播し、一
方で導入されたステップに垂直な方向(ステップを横切
る方向)への面欠陥の伝播を抑制する効果がある。そし
て、SiCの膜厚増加に伴って、膜中に含まれる2種類
の反位相領域の内、導入されたステップに平行な方向へ
拡大する反位相領域が、直交する方向へ拡大する反位相
領域に比べて優先的に拡大するため、反位相領域境界面
を効果的に低減することができる。しかしながら、この
方法は、SiC/Si界面のステップ密度の増大によ
り、不本意な反位相領域境界面の生成を引き起こしてし
まい、反位相領域境界面の完全解消には至らないと云う
問題があった。
As a method of effectively reducing the anti-phase region boundary surface, a surface normal axis is slightly inclined from the [100] direction to the [110] direction (off-angle is introduced) on a Si (001) plane substrate. A growth method has been proposed (see Abride Physics Letters, vol. 50, 1987, p. 1888). In this method, the substrate is slightly inclined, so that atomic-level steps are introduced at equal intervals in one direction.
The surface defect propagates in a direction parallel to the introduced step, while suppressing the propagation of the surface defect in a direction perpendicular to the introduced step (a direction crossing the step). As the SiC film thickness increases, of the two types of anti-phase regions included in the film, the anti-phase region expanding in the direction parallel to the introduced step becomes the anti-phase region expanding in the orthogonal direction. Since the expansion is preferentially performed as compared with the above, it is possible to effectively reduce the anti-phase region boundary surface. However, this method has a problem in that the step density at the SiC / Si interface is increased, thereby causing an unintended generation of an anti-phase region boundary surface, and the anti-phase region boundary surface is not completely eliminated. .

【0007】これに対して被成長基板表面の全部又は一
部に一方向に平行に伸びる複数の起伏を具備させ、この
基板表面上にSiCを成長させる方法が提案されている
(特開2000−178740号公報)。この方法で
は、SiCの被成長結晶表面は鏡面対称な方位に配向し
たステップが統計的に釣り合った密度で導入されるた
め、被成長基板表面のステップにより不本意に導入され
たSiC層内の反位相領域境界面同士は効果的に会合
し、反位相領域境界面を完全に解消したSiC膜が得ら
れる。さらにこの方法では、オフ角を導入することによ
り個々の成長領域は全て同一方向に拡大する同位相領域
となるため、離散した成長領域同士が成長に伴って結合
した場合でも結合部に反位相領域境界面が生じない利点
がある。
On the other hand, there has been proposed a method of providing a plurality of undulations extending parallel to one direction on all or a part of the surface of a substrate to be grown, and growing SiC on the surface of the substrate (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2000). 178740). According to this method, since the crystal surface of the SiC to be grown is introduced at a density that is statistically balanced with the steps oriented in a mirror-symmetrical orientation, the steps in the SiC layer unintentionally introduced by the steps of the surface of the substrate to be grown are introduced. The phase region boundaries are effectively associated with each other, and an SiC film in which the anti-phase region boundary is completely eliminated can be obtained. Furthermore, in this method, since the individual growth regions are all in-phase regions that expand in the same direction by introducing the off-angle, even when discrete growth regions are coupled with each other during growth, the anti-phase region remains in the coupling portion. There is an advantage that no boundary surface occurs.

【0008】しかしながら、この方法を用いて作製され
た3C−SiC基板を用いて作製される半導体装置でも
所望の特性が得られない。その理由につき本発明者等は
詳細な検討を行った結果、3C−SiC中に多数含まれ
ている(111)面上の積層欠陥が半導体装置の特性を
阻んでいると結論した。例えば、被成長基板として広く
用いられるSi単結晶と3C−SiC単結晶との間では
約20%もの格子定数の差があり、それ故Si基板上に
3C−SiC単結晶を従来の方法で成長させた3C−S
iCには(111)面上の積層欠陥が多数存在する。
However, even with a semiconductor device manufactured using a 3C-SiC substrate manufactured by using this method, desired characteristics cannot be obtained. The present inventors have conducted detailed studies on the reason, and as a result, have concluded that stacking faults on the (111) plane, which are included in a large amount in 3C-SiC, hinder the characteristics of the semiconductor device. For example, there is a difference in lattice constant of about 20% between a Si single crystal widely used as a substrate to be grown and a 3C-SiC single crystal. Therefore, a 3C-SiC single crystal is grown on a Si substrate by a conventional method. 3C-S
iC has many stacking faults on the (111) plane.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このように従来、半導
体装置の素子形成基板としてのSiC単結晶基板を形成
するために、オフ角を導入してSi(001)基板上に
SiC層を成長する方法や、一方向に平行に伸びる起伏
を有した基板上にSiC層を成長する方法などが提案さ
れているが、いずれの方法を用いても、積層欠陥が低減
された3C−SiC単結晶を再現性良く得ることは困難
である。従って、このような結晶性に優れた3C−Si
C単結晶を工業規模で安定に供給し得る製造方法が必要
とされている。
As described above, conventionally, an SiC layer is grown on a Si (001) substrate by introducing an off angle in order to form a SiC single crystal substrate as an element forming substrate of a semiconductor device. A method and a method of growing a SiC layer on a substrate having undulations extending parallel to one direction have been proposed. However, any of the methods can be used to produce a 3C-SiC single crystal with reduced stacking faults. It is difficult to obtain with good reproducibility. Therefore, 3C-Si having such excellent crystallinity is obtained.
There is a need for a manufacturing method capable of stably supplying C single crystals on an industrial scale.

【0010】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、積層欠陥が低減された
3C−SiC単結晶を再現性良く製造し得る炭化珪素単
結晶基板の製造方法、及びこの基板を用いた半導体装置
の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a silicon carbide single crystal substrate capable of producing a 3C—SiC single crystal with reduced stacking faults with good reproducibility. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method and a method for manufacturing a semiconductor device using the substrate.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】(構成)上記課題を解決
するために本発明は次のような構成を採用している。
(Structure) In order to solve the above problem, the present invention employs the following structure.

【0012】即ち本発明は、炭化珪素単結晶基板の製造
方法において、バルク結晶基板(Si基板等の融液成長
法などで成長されたインゴットを、ダイアモンドブレー
ド等で切り出し、所定の厚さに研磨・成形されたウェー
ハ)の表面の少なくとも一部に複数の起伏を形成する工
程と、前記起伏が形成された結晶基板の表面上に立方晶
系の第1のSiC層をエピタキシャル成長する工程と、
第1のSiC層から前記結晶基板を除去する工程、前記
結晶基板の除去により露出した第1のSiC層の表面上
に立方晶系の第2のSiC層をエピタキシャル成長して
その表面を平坦化する工程とを含むことを特徴とする。
That is, according to the present invention, in a method of manufacturing a silicon carbide single crystal substrate, a bulk crystal substrate (an ingot grown by a melt growth method of a Si substrate or the like) is cut out with a diamond blade or the like and polished to a predetermined thickness. A step of forming a plurality of undulations on at least a part of the surface of the formed wafer; and a step of epitaxially growing a cubic first SiC layer on the surface of the crystal substrate having the undulations formed thereon.
Removing the crystal substrate from the first SiC layer, flattening the surface by epitaxially growing a cubic second SiC layer on the surface of the first SiC layer exposed by removing the crystal substrate; And a step.

【0013】また本発明は、炭化珪素単結晶基板の製造
方法において、バルク結晶基板の表面上に立方晶系の第
1のSiC層をエピタキシャル成長する工程と、第1の
SiC層の表面の少なくとも一部に複数の起伏を形成す
る工程と、第1のSiC層から前記結晶基板を除去する
工程と、次いで第1のSiC層の起伏を有する表面上に
立方晶系の第2のSiC層を成長してその表面を平坦化
する工程とを含むことを特徴とする。
The present invention also provides a method of manufacturing a silicon carbide single crystal substrate, comprising the steps of: epitaxially growing a cubic first SiC layer on a surface of a bulk crystal substrate; Forming a plurality of undulations in the portion, removing the crystal substrate from the first SiC layer, and then growing a cubic second SiC layer on the undulated surface of the first SiC layer And flattening the surface.

【0014】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものが挙げられる。 (1) バルク結晶基板は、Si,Ge,又はSiGeであ
ること。
Here, preferred embodiments of the present invention include the following. (1) The bulk crystal substrate is made of Si, Ge, or SiGe.

【0015】(2) 結晶基板の表面に形成する複数の起伏
は、頂部と底部が一方向に連続して形成され、且つ頂部
及び底部が一定間隔で周期的に配置されたラインアンド
スペース状のパターンであること。 (3) 第1のSiC層の表面に形成する複数の起伏は、頂
部と底部が一方向に連続して形成され、且つ頂部及び底
部が一定間隔で周期的に配置されたラインアンドスペー
ス状のパターンであること。
(2) The plurality of undulations formed on the surface of the crystal substrate are line-and-space in which the top and bottom are formed continuously in one direction and the top and bottom are periodically arranged at regular intervals. Be a pattern. (3) The plurality of undulations formed on the surface of the first SiC layer is a line-and-space shape in which the top and bottom are formed continuously in one direction and the top and bottom are periodically arranged at regular intervals. Be a pattern.

【0016】(4) 結晶基板の表面に形成する複数の起伏
は、頂部と底部が一方向に連続して形成され、且つ頂部
及び底部が一定間隔で周期的に配置されたラインアンド
スペース状のパターンを、相互に直交させた格子状のパ
ターンであること。 (5) 第1のSiC層の表面に形成する複数の起伏は、頂
部と底部が一方向に連続して形成され、且つ頂部及び底
部が一定間隔で周期的に配置されたラインアンドスペー
ス状のパターンを、相互に直交させた格子状のパターン
であること。
(4) The plurality of undulations formed on the surface of the crystal substrate is a line and space shape in which the top and bottom are formed continuously in one direction and the top and bottom are periodically arranged at regular intervals. The patterns must be grid-like patterns that are orthogonal to each other. (5) The plurality of undulations formed on the surface of the first SiC layer is a line-and-space shape in which the top and bottom are formed continuously in one direction and the top and bottom are periodically arranged at regular intervals. The patterns must be grid-like patterns that are orthogonal to each other.

【0017】(6) 結晶基板の面方位は(001)であ
り、ラインアンドスペース状のパターンは〈110〉方
向から数度傾けられていること。 (7) 単結晶基板を除去する際に、該基板をその途中まで
機械的に研磨した後に、残りを溶液を用いてエッチング
すること。
(6) The plane orientation of the crystal substrate is (001), and the line and space pattern is inclined several degrees from the <110> direction. (7) When removing a single crystal substrate, the substrate is mechanically polished halfway, and the remainder is etched using a solution.

【0018】また本発明は、半導体装置の製造方法にお
いて、上記の何れかの方法によって第1及び第2のSi
C層からなる立方晶系のn+ 型SiC単結晶基板を形成
する工程と、前記SiC単結晶基板上に立方晶系のn-
型SiC層をエピタキシャル成長する工程とを含むこと
を特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
Forming a cubic n + -type SiC single crystal substrate composed of a C layer; and forming a cubic n on the SiC single crystal substrate.
And epitaxially growing the type SiC layer.

【0019】(作用)本発明によれば、複数の起伏が形
成されたバルク結晶基板の表面上に立方晶系の第1のS
iC層をエピタキシャル成長した後に、第1のSiC層
から結晶基板を除去することによって、表面に複数の起
伏を有するSiC層を形成することができる。
(Operation) According to the present invention, a first cubic S is formed on the surface of a bulk crystal substrate having a plurality of undulations.
By removing the crystal substrate from the first SiC layer after epitaxially growing the iC layer, a SiC layer having a plurality of undulations on the surface can be formed.

【0020】ここで、第1のSiC層の表面層はバルク
結晶基板と接していたために多くの結晶欠陥や歪を含ん
ではいる。しかしながら、例えば熱酸化を行った後に酸
化膜を除去する、或いは反応性イオンエッチングによっ
て最表面を除去することにより、その後に高品質なSi
C単結晶を成長させるためのホモエピタキシャル基板の
表面としては十分な結晶性を有し、かつ所望の複数の起
伏を具備する被成長基板としての役割を果たすことがで
きるのである。そして、この面に複数の起伏を備えてい
るので、SiC単結晶表面の各起伏の斜面において双
晶,反位相領域境界面,積層欠陥などが存在していて
も、先に説明したオフ角の導入効果を得ることができる
ため、これらの欠陥が成長方向に伝播するのを有効に防
止できる。
Here, since the surface layer of the first SiC layer is in contact with the bulk crystal substrate, it contains many crystal defects and strains. However, for example, by removing the oxide film after performing thermal oxidation or removing the outermost surface by reactive ion etching, high quality Si
The surface of the homoepitaxial substrate for growing the C single crystal has sufficient crystallinity and can serve as a substrate to be grown having a plurality of desired undulations. Since this surface has a plurality of undulations, even if twins, anti-phase region boundary surfaces, stacking faults, and the like exist on the slopes of each undulation on the surface of the SiC single crystal, the off-angle of the above-described angle can be obtained. Since the introduction effect can be obtained, the propagation of these defects in the growth direction can be effectively prevented.

【0021】しかも本発明では、第1のSiC層の表面
に特開2000−178740号公報に開示されている
ような一方向に平行に伸びる複数の起伏を形成すること
が可能なため、第1のSiC層の表面には鏡面対称な方
位に配向したステップが統計的に釣り合った密度で導入
される。このため、第1のSiC層の表面のステップに
より不本意に導入されたSiC成長層内の反位相領域境
界面同士は効果的に会合し、反位相領域境界面をほぼ完
全に解消した第2のSiC層が得られる。さらに、オフ
角の導入効果によって、個々の成長領域は全て同一方向
に拡大する同位相領域となるため、離散した成長領域同
士が成長に伴って結合した場合でも、結合部に段差が生
じることはあるものの反位相領域境界面は生じないとい
う利点がある。
In addition, according to the present invention, a plurality of undulations extending in one direction parallel to one direction as disclosed in JP-A-2000-178740 can be formed on the surface of the first SiC layer. In the surface of the SiC layer, steps oriented in a mirror-symmetric direction are introduced at a statistically balanced density. For this reason, the anti-phase region boundaries in the SiC growth layer unintentionally introduced by the step on the surface of the first SiC layer effectively associate with each other, and the second phase in which the anti-phase region boundary is almost completely eliminated. Is obtained. Furthermore, due to the effect of the introduction of the off-angle, the individual growth regions are all in-phase regions that expand in the same direction. Therefore, even when discrete growth regions are coupled with each other during growth, a step may not be generated at the coupling portion. However, there is an advantage that an antiphase region boundary does not occur.

【0022】ここで、第1のSiC層の表面に複数の起
伏を形成するのに機械的な加工手段を用いると、加工損
傷が深さ方向に予想外に形成されてしまい、破砕層を取
り除くのが難しい場合がある。この場合、予めバルク結
晶基板の表面に起伏を形成しておき、その上に第1のS
iC層を成長させ、この成長させたSiC層からバルク
結晶基板を除去することによって露出される面に起伏を
転写する方法が、工程の容易さ、再現性の良さという観
点からも最も望ましい。機械的な加工手段による破砕層
を容易に取り除くことができる場合は、第1のSiC層
に直接的に起伏を形成すればよい。
Here, if mechanical processing means is used to form a plurality of undulations on the surface of the first SiC layer, processing damage is unexpectedly formed in the depth direction, and the crushed layer is removed. Can be difficult. In this case, undulations are formed on the surface of the bulk crystal substrate in advance, and the first S
A method of growing an iC layer and transferring the undulation to a surface exposed by removing the bulk crystal substrate from the grown SiC layer is most desirable also from the viewpoint of easy process and good reproducibility. If the crushed layer can be easily removed by a mechanical processing means, the undulation may be formed directly on the first SiC layer.

【0023】また本発明によれば、複数の起伏を有する
第1のSiC層上の第2のSiC層のエピタキシャル成
長はヘテロエピタキシーではないので、基板の格子定数
の差に起因する応力などによる積層欠陥などの新たな欠
陥を誘発させる要因が無く、再現性に優れる高品質低欠
陥のSiC単結晶基板を製造することができる。しか
も、第2のSiC層を成長する際には第1のSiC層か
らバルク結晶基板が除去されているので、第1のSiC
層にバルク結晶基板との格子不整合の違いによる歪みが
残らない状態で成長を行うことができ、これによっても
格子不整合に起因する積層欠陥の発生を防止することが
できる。
Further, according to the present invention, since the epitaxial growth of the second SiC layer on the first SiC layer having a plurality of undulations is not heteroepitaxy, stacking faults due to stress or the like caused by a difference in the lattice constant of the substrate. Therefore, a high-quality low-defect SiC single crystal substrate having excellent reproducibility can be manufactured without any factor that induces a new defect such as the above. Moreover, since the bulk crystal substrate is removed from the first SiC layer when growing the second SiC layer, the first SiC layer is removed.
The growth can be performed in a state in which no strain remains in the layer due to the difference in lattice mismatch with the bulk crystal substrate, and thus, the occurrence of stacking faults due to the lattice mismatch can be prevented.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.

【0025】(第1の実施形態)図1〜図3は、本発明
の第1の実施形態に係わるSiC単結晶基板の製造方法
を説明するためのものであり、図1はバルク結晶基板の
表面に起伏を形成する工程を示す断面図、図2はバルク
結晶基板上に形成するレジストパターンを示す平面図、
図3はSiC層の成長工程を示す断面図である。
(First Embodiment) FIGS. 1 to 3 illustrate a method of manufacturing a SiC single crystal substrate according to a first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a sectional view showing a step of forming undulations on the surface, FIG. 2 is a plan view showing a resist pattern formed on a bulk crystal substrate,
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the step of growing the SiC layer.

【0026】本実施形態では、バルク結晶基板としては
Si(001)基板を用いた。図1(a)に示すよう
に、このSi基板11の表面を熱酸化した後、フォトリ
ソグラフィー技術を用いて基板表面上に幅1.5μm,
長さ90mm,厚さ1μmのラインアンドスペースから
なるレジストパターン12を形成した。但し、レジスト
パターン12におけるライン方向は図2(a)に示すよ
うに、<110>方向から2°傾けた方向に平行とし
た。
In this embodiment, a Si (001) substrate is used as the bulk crystal substrate. As shown in FIG. 1A, after the surface of the Si substrate 11 is thermally oxidized, the surface of the Si substrate 11 is 1.5 μm wide by photolithography.
A resist pattern 12 having a length of 90 mm and a thickness of 1 μm and consisting of a line and space was formed. However, the line direction in the resist pattern 12 was parallel to the direction inclined by 2 ° from the <110> direction, as shown in FIG.

【0027】この基板をホットプレート上で180℃,
10分間加熱することによって、レジストパターン12
がラインと直交する方向に向かって広がっていき、図1
(b)に示すように、起伏の頂点と底とが滑らかな曲線
でつながった波面状の断面のレジストパターン形状を得
た。次いで、図1(c)に示すように、このレジストパ
ターン12’の断面の起伏形状及び平面的なラインアン
ドスペースの形状をドライエッチングによってSi基板
11に転写した。具体的には、レジスト及びSiのエッ
チング速度がほぼ同じとなる条件でこれらをRIE法で
エッチングすることにより、Si基板11の表面に、頂
部と底部が一方向に連続して形成され、且つ頂部及び底
部が一定間隔で周期的に配置されたラインアンドスペー
ス状の起伏13を形成した。
This substrate was placed on a hot plate at 180 ° C.
By heating for 10 minutes, the resist pattern 12
Spreads out in the direction orthogonal to the line, and FIG.
As shown in (b), a resist pattern having a wavefront cross section in which the top and bottom of the undulation were connected by a smooth curve was obtained. Next, as shown in FIG. 1C, the undulating shape and the planar line-and-space shape of the cross section of the resist pattern 12 'were transferred to the Si substrate 11 by dry etching. Specifically, by etching the resist and the Si by the RIE method under substantially the same etching rate, the top and the bottom are continuously formed in one direction on the surface of the Si substrate 11, and the top and the bottom are formed. And line-and-space undulations 13 whose bottoms are periodically arranged at regular intervals.

【0028】ここで、Si基板11上に形成するレジス
トパターン12は、必ずしも図2(a)に示すようなラ
インアンドスペースのパターンに限らず、図2(b)に
示すように、ラインアンドスペースを相互に直交させた
格子状のパターンであってもよい。
Here, the resist pattern 12 formed on the Si substrate 11 is not necessarily limited to the line-and-space pattern as shown in FIG. 2A, but may be formed as shown in FIG. May be a grid-like pattern in which are orthogonal to each other.

【0029】次いで、Si基板11の表面に残存したレ
ジストを過酸化水素水溶液と硫酸との混合液中で除去し
た後、表面に起伏13が形成されたSi基板11上に、
図3(a)に示すように第1の3C−SiC層21の成
長を行った。ここで、SiC層21の導電型はp型,n
型の何れでも構わないが、一般には高濃度のn型(n +
型)が望ましい。
Next, the laser remaining on the surface of the Si substrate 11 is
The dist is removed in a mixture of aqueous hydrogen peroxide and sulfuric acid.
After that, on the Si substrate 11 having the undulations 13 formed on the surface,
As shown in FIG. 3A, the formation of the first 3C-SiC layer 21 is performed.
Went long. Here, the conductivity type of the SiC layer 21 is p-type, n-type.
Any type may be used, but generally, a high concentration n-type (n +
Type) is desirable.

【0030】SiCの成長は、Si基板表面の炭化工程
と、原料ガスの交互供給によるSiC成長工程とに分け
られる。まず炭化工程では、炉内圧力2.7Paの減圧
アセチレン雰囲気中で上記加工済みSi基板11を室温
から1050℃まで約2時間かけて加熱した。このと
き、アセチレンの供給量は10sccmとした。この炭化工
程の後に、温度をl050℃で保持したままジクロルシ
ランとアセチレンをそれぞれ20sccmで10秒ずつ、各
ガス供給のインターバルを5秒として交互に基板表面に
暴露して、3C−SiC層21の成長を行った。このと
き、炉内圧力は最低で2.7Pa、最大で27Paであ
った。
The growth of SiC is divided into a carbonization step on the surface of the Si substrate and a SiC growth step by alternately supplying a source gas. First, in the carbonization step, the processed Si substrate 11 was heated from room temperature to 1050 ° C. for about 2 hours in a reduced-pressure acetylene atmosphere at a furnace pressure of 2.7 Pa. At this time, the supply amount of acetylene was 10 sccm. After this carbonization step, while maintaining the temperature at 1050 ° C., dichlorosilane and acetylene were alternately exposed to the substrate surface at 20 sccm for 10 seconds each and the gas supply interval was 5 seconds to grow the 3C-SiC layer 21. Was done. At this time, the furnace pressure was 2.7 Pa at the minimum and 27 Pa at the maximum.

【0031】原料ガスの供給サイクル数を増やすことに
より第1の3C−SiC層21の膜厚を増加させ、15
0μmまで成長させた。なお、3C−SiC層21の膜
厚は適宜変更可能であるが、欠陥の少ない良好な結晶を
得るためには50μm以上が望ましい。
By increasing the number of supply cycles of the source gas, the thickness of the first 3C-SiC layer 21 is increased, and
It was grown to 0 μm. The thickness of the 3C-SiC layer 21 can be appropriately changed, but is preferably 50 μm or more in order to obtain a good crystal with few defects.

【0032】次いで、上記の試料を室温まで冷却した後
に取り出し、HFとHNO3 の混酸(HF:HNO3
7:1)に浸すことにより、図3(b)に示すように、
第1の3C−SiC層21からSi基板11を除去し
た。ここで、Si基板11が厚い場合は、その途中まで
機械研磨で削った後に、上記の混酸を用いてエッチング
すればよい。その後、露出した起伏形状の付いた3C−
SiC層21の最表面の高い欠陥密度層を除去するため
にCF4 (40sccm)とO2 (10sccm)をエッチング
ガスとして反応性イオンエッチングを行った。この反応
性イオンエッチングを行う代わりに、3C−SiC層2
1の露出表面の熱酸化を行った後に該酸化膜を除去する
ようにしてもよい。
Next, the above sample was taken out after cooling to room temperature, and a mixed acid of HF and HNO 3 (HF: HNO 3 =
7: 1), as shown in FIG.
The Si substrate 11 was removed from the first 3C-SiC layer 21. Here, when the Si substrate 11 is thick, it may be etched by using the above-described mixed acid after being mechanically polished halfway. After that, 3C-
Reactive ion etching was performed using CF 4 (40 sccm) and O 2 (10 sccm) as an etching gas in order to remove a high defect density layer on the outermost surface of the SiC layer 21. Instead of performing this reactive ion etching, 3C—SiC layer 2
After performing the thermal oxidation of the exposed surface of No. 1, the oxide film may be removed.

【0033】次いで、このような加工処理が施された第
1の3C−SiC層21を加工面を上にして反応容器内
に収容し、第2の3C−SiC層22の成長を行った。
この段階でのSiCの成長は、ホモエピタキシーになる
ので炭化工程は当然省略して良い。炉内圧力2.7Pa
の減圧アセチレン雰囲気中で上記3C−SiC層21を
室温から1050℃まで約5分で加熱した。このとき、
アセチレンの供給量は10sccmとした。この炭化工程の
後に、温度は1050℃で保持したままジクロルシラン
とアセチレンをそれそれ20sccmで10秒ずつ、各ガス
供給のインターバルを5秒として交互に基板表面に暴露
して、3C−SiCの成長を行った。このとき、炉内圧
力は最低で2.7Paで、最大で27Paであった。
Next, the first 3C-SiC layer 21 thus processed was accommodated in a reaction vessel with the processed surface facing upward, and the second 3C-SiC layer 22 was grown.
Since the growth of SiC at this stage results in homoepitaxy, the carbonization step may be omitted. Furnace pressure 2.7 Pa
The 3C-SiC layer 21 was heated from room temperature to 1050 ° C. in about 5 minutes in a reduced-pressure acetylene atmosphere. At this time,
The supply amount of acetylene was 10 sccm. After this carbonization step, while maintaining the temperature at 1050 ° C., dichlorosilane and acetylene were exposed to the substrate surface alternately at 20 sccm for 10 seconds each, and each gas supply interval was 5 seconds to grow 3C-SiC. went. At this time, the furnace pressure was 2.7 Pa at the minimum and 27 Pa at the maximum.

【0034】そして、原料ガスの供給サイクル数を増や
すことにより第2の3C−SiC層22の膜厚を増加さ
せ、100μmまで成長させたところで、原料供給流量
をそれぞれ5sccmまで減らしてほぼ成長速度を1/4に
した状態で、最後の50μmを成長した。
Then, by increasing the number of supply cycles of the source gas, the thickness of the second 3C-SiC layer 22 is increased, and when the second 3C-SiC layer 22 is grown to 100 μm, the source supply flow rate is reduced to 5 sccm and the growth rate is substantially reduced. The last 50 μm was grown in a quarter.

【0035】かくして本実施形態によれば、総厚300
μmの3C−SiC基板を得ることができた。このよう
にして成長した基板表面に対し、AFM観察することに
よって反位相領域境界面密度を測定した結果、観察領域
内では反位相領域境界面の存在は認められなかった。ま
た、積層欠陥の発生状況を調べるために、成長した基板
を(110)面でへき開し、断面の透過電子顕微鏡観察
を行ったが、起伏のパターンを付けておいた付近に若干
の積層欠陥らしきものは観察されたが、それは成長方向
に沿って伝播しておらず、特に起伏から5μm以上離れ
ると積層欠陥は全く観察されなかった。
Thus, according to the present embodiment, the total thickness 300
A 3 μm-μm 3C—SiC substrate was obtained. The surface of the substrate grown in this manner was subjected to AFM observation to measure the density of the anti-phase region boundary surface. As a result, no anti-phase region boundary surface was observed in the observation region. In order to examine the state of occurrence of stacking faults, the grown substrate was cleaved on the (110) plane, and the cross section was observed with a transmission electron microscope. Although it was observed, it did not propagate along the growth direction, and no stacking faults were observed at all more than 5 μm from the undulation.

【0036】このように本実施形態によれば、Si基板
11の表面にラインアンドスペース状の起伏13を設け
ておき、その上に第1の3C−SiC層21をエピタキ
シャル成長することにより、第1の3C−SiC層21
の表面に起伏を転写することができる。そして、このよ
うな起伏を有する第1の3C−SiC層21の表面上に
第2の3C−SiC層22を成長することにより、双
晶,反位相領域境界面,積層欠陥などが成長方向に伝播
するのを有効に防止できる。
As described above, according to the present embodiment, line-and-space undulations 13 are provided on the surface of the Si substrate 11, and the first 3C-SiC layer 21 is epitaxially grown thereon. 3C-SiC layer 21
The undulations can be transferred to the surface of the substrate. Then, by growing the second 3C-SiC layer 22 on the surface of the first 3C-SiC layer 21 having such undulations, twins, anti-phase region boundary surfaces, stacking faults, etc., grow in the growth direction. Propagation can be effectively prevented.

【0037】また、第1の3C−SiC層21の表面に
は鏡面対称な方位に配向したステップが統計的に釣り合
った密度で導入されるため、第2の3C−SiC層22
は反位相領域境界面をほぼ完全に解消したものとなり、
さらにオフ角の導入効果によって反位相領域境界面は生
じない。しかも、Si基板11が除去された状態で第2
の3C−SiC層22を成長するため、SiCとSiと
の格子不整合の違いによる歪みが残らない状態で成長を
行うことができ、これによっても格子不整合に起因する
積層欠陥の発生を防止することができる。
Further, since the steps oriented in mirror-symmetrical directions are introduced into the surface of the first 3C-SiC layer 21 at a statistically balanced density, the second 3C-SiC layer 22 is formed.
Is the anti-phase region boundary almost completely eliminated.
Further, no anti-phase region boundary surface occurs due to the effect of introducing the off angle. Moreover, the second substrate is removed in a state where the Si substrate 11 is removed.
3C-SiC layer 22 can be grown without any distortion remaining due to the difference in lattice mismatch between SiC and Si, thereby also preventing the occurrence of stacking faults due to the lattice mismatch. can do.

【0038】(第2の実施形態)図4は、本発明の第2
の実施形態に係わるSiC単結晶基板の製造工程を示す
断面図である。なお、図3と同一部分には同一符号を付
して、その詳しい説明は省略する。
(Second Embodiment) FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the SiC single crystal substrate according to the embodiment. The same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0039】本実施形態では、図4(a)に示すよう
に、表面が平坦なSi基板11上に第1の3C−SiC
層21をエピタキシャル成長した。このときのSiCの
成長条件は、第1の実施形態と同様とした。即ち、炉内
圧力2.7Paの減圧アセチレン雰囲気中でSi基板1
1を室温から1050℃まで約2時間かけて加熱した後
に、温度をl050℃で保持したままジクロルシランと
アセチレンをそれぞれ20sccmで10秒ずつ、各ガス供
給のインターバルを5秒として交互に基板表面に暴露し
て、3C−SiC層21の成長を行った。SiC層21
の膜厚は、第1の実施形態と同様に150μmとした。
In this embodiment, as shown in FIG. 4A, a first 3C-SiC
Layer 21 was grown epitaxially. The SiC growth conditions at this time were the same as in the first embodiment. That is, the Si substrate 1 was placed in a reduced-pressure acetylene atmosphere at a furnace pressure of 2.7 Pa.
1 was heated from room temperature to 1050 ° C. over about 2 hours, and then dichlorosilane and acetylene were exposed to the substrate surface alternately at 20 sccm for 10 seconds each at a gas supply interval of 5 seconds while maintaining the temperature at 1050 ° C. Then, the 3C-SiC layer 21 was grown. SiC layer 21
Was set to 150 μm as in the first embodiment.

【0040】次いで、図4(b)に示すように、SiC
層21の表面にラインアンドスペースの起伏を形成し
た。この起伏の形成の仕方は、第1の実施形態でSi基
板11に形成したのと同じようにすればよい。即ち、フ
ォトリソグラフィー技術を用いてSiC層21の表面上
にラインアンドスペースからなるレジストパターンを形
成した後に、加熱処理によりレジストパターンを変形さ
せて波面状の断面のレジストパターン形状を得る。そし
て、このレジストパターンの断面の起伏形状及び平面的
なラインアンドスペースの形状をドライエッチングによ
ってSiC層21に転写する。その後、エッチングによ
る破砕層を取り除くために溶液エッチングにより表面を
洗浄処理する。
Next, as shown in FIG.
Line-and-space undulations were formed on the surface of the layer 21. The method of forming the undulations may be the same as that formed on the Si substrate 11 in the first embodiment. That is, after forming a resist pattern composed of lines and spaces on the surface of the SiC layer 21 by using the photolithography technique, the resist pattern is deformed by a heat treatment to obtain a resist pattern shape having a wavy cross section. Then, the undulating shape and the planar line-and-space shape of the cross section of the resist pattern are transferred to the SiC layer 21 by dry etching. After that, the surface is cleaned by solution etching in order to remove a crushed layer by etching.

【0041】次いで、図4(c)に示すように、3C−
SiC層21からSi基板11を除去した。Si基板1
1の除去には、第1の実施形態と同様にHFとHNO3
の混酸を用いた。
Next, as shown in FIG.
The Si substrate 11 was removed from the SiC layer 21. Si substrate 1
HF and HNO 3 are removed in the same manner as in the first embodiment.
Was used.

【0042】次いで、図4(d)に示すように、第1の
3C−SiC層21上に第2の3C−SiC層22をエ
ピタキシャル成長した。このときの成長条件は、第1の
実施形態と同様である。即ち、炉内圧力2.7Paの減
圧アセチレン雰囲気中で3C−SiC層21を室温から
1050℃まで約5分で加熱した後に、温度を1050
℃で保持したままジクロルシランとアセチレンをそれそ
れ20sccmで10秒ずつ、各ガス供給のインターバルを
5秒として交互に基板表面に暴露して第2の3C−Si
C層22の成長を行った。SiC層22の膜厚は、第1
の実施形態と同様に150μmとした。
Next, as shown in FIG. 4D, a second 3C-SiC layer 22 was epitaxially grown on the first 3C-SiC layer 21. The growth conditions at this time are the same as in the first embodiment. That is, after heating the 3C—SiC layer 21 from room temperature to 1050 ° C. in about 5 minutes in a reduced-pressure acetylene atmosphere with a furnace pressure of 2.7 Pa, the temperature is increased to 1050 ° C.
The dichlorosilane and acetylene were exposed to the substrate surface alternately at 20 sccm for 10 seconds each and the gas supply interval was 5 seconds while maintaining the second 3C-Si.
The C layer 22 was grown. The thickness of the SiC layer 22 is the first
The thickness was 150 μm as in the embodiment.

【0043】本実施形態によれば、第1の3C−SiC
層21の表面にラインアンドスペース状の起伏を有する
状態で第2の3C−SiC層22のエピタキシャル成長
を行っているので、第1の実施形態と同様の効果が得ら
れる。
According to this embodiment, the first 3C-SiC
Since the epitaxial growth of the second 3C-SiC layer 22 is performed in a state where the surface of the layer 21 has line-and-space undulations, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0044】(第3の実施形態)図5は、本発明の第3
の実施形態に係わるショットキーダイオードの製造工程
を示す断面図である。なお、図3と同一部分には同一符
号を付して、その詳しい説明は省略する。
(Third Embodiment) FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the Schottky diode according to the embodiment. The same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0045】まず、第1の実施形態と同様にして、図1
(a)〜(c)及び図3(a)〜(c)に示す工程によ
り、第1及び第2の3C−SiC層21,22からなる
3C−SiC基板を作成した。このとき、SiC基板は
高濃度のn型(n+ 型)とした。
First, as in the first embodiment, FIG.
By the steps shown in FIGS. 3A to 3C and FIGS. 3A to 3C, a 3C-SiC substrate including the first and second 3C-SiC layers 21 and 22 was prepared. At this time, the SiC substrate was of a high concentration n type (n + type).

【0046】次いで、図5(a)に示すように、3C−
SiC基板20上にn- 型の3C−SiC層25をエピ
タキシャル成長した。このときの成長条件は、第1の実
施形態で述べた第2の3C−SiC層22の成長の場合
と同様にすればよい。続いて、次いで、図5(b)に示
すように、SiC層25の表面層にArのイオン注入に
よりイオン注入層26を形成し、該層26上にTiAl
からなる電極27を形成した。また、SiC基板20の
裏面側にはPtやAuからなる電極を設けた。
Next, as shown in FIG.
An n -type 3C—SiC layer 25 was epitaxially grown on the SiC substrate 20. The growth conditions at this time may be the same as those for the growth of the second 3C-SiC layer 22 described in the first embodiment. Subsequently, as shown in FIG. 5B, an ion implantation layer 26 is formed on the surface layer of the SiC layer 25 by ion implantation of Ar, and TiAl is formed on the layer 26.
Was formed. Further, an electrode made of Pt or Au was provided on the back surface side of the SiC substrate 20.

【0047】かくして形成されたショットキーダイオー
ドにおいては、3C−SiC基板20が欠陥のない良質
な結晶であるため、その上に形成する3C−SiC層2
5も良質の結晶となり、素子特性の向上を図ることがで
きる。
In the Schottky diode thus formed, since the 3C-SiC substrate 20 is a high-quality crystal having no defect, the 3C-SiC layer 2 formed thereon is formed.
5 also becomes a high-quality crystal, and the element characteristics can be improved.

【0048】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。3CのSiCの成長温度は上記実
施形態に限らず、800〜1200℃の範囲で実施する
ことが可能である。特に、良好な結晶を得る上で900
〜1100℃の範囲の温度が好ましい。実施形態では、
バルク基板結晶としてSi基板を用いているが、これに
限らずGeやSiGeの単結晶基板を用いることも可能
である。また、実施形態では、バルク基板結晶又は第1
のSiC層の表面の全体に起伏を設けたが、素子形成す
る領域が全体でない場合などは、表面の一部に起伏を設
けるようにしてもよい。さらに、起伏の形状や起伏を形
成するための方法等は、仕様に応じて適宜変更可能であ
る。
The present invention is not limited to the above embodiments. The growth temperature of 3C SiC is not limited to the above embodiment, and the growth can be performed in the range of 800 to 1200 ° C. In particular, 900 to obtain good crystals.
Temperatures in the range of 11100 ° C. are preferred. In the embodiment,
Although a Si substrate is used as a bulk substrate crystal, a single crystal substrate of Ge or SiGe can be used without being limited thereto. In the embodiment, the bulk substrate crystal or the first
Although the undulations are provided on the entire surface of the SiC layer, the undulations may be provided on a part of the surface when the element formation region is not the whole. Further, the shape of the undulations, the method for forming the undulations, and the like can be appropriately changed according to the specifications.

【0049】また、本発明のSiC単結晶基板を用いた
半導体装置の製造においては、基板上に形成するSiC
層は必ずしもn- 型層に限るものではなくp型層でもよ
く、形成すべき素子に応じて適宜変更可能である。さら
に、ショットキーダイオードに限らず、各種の素子の製
造に適用できるのも勿論のことである。その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施すること
ができる。
In the manufacture of a semiconductor device using the SiC single crystal substrate of the present invention, the SiC
The layer is not necessarily limited to the n -type layer, but may be a p-type layer, and can be appropriately changed according to the element to be formed. Further, it is needless to say that the present invention can be applied not only to the Schottky diode but also to the manufacture of various elements. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、素
子形成基板として用いるSiC結晶基板の製造に際し
て、バルク結晶基板の表面に形成した複数の起伏を第1
の3C−SiC層に転写、又は第1の3C−SiC層に
複数の起伏を直接形成し、該起伏を有する第1の3C−
SiC層の表面上に第2の3C−SiC層をエピタキシ
ャル成長するようにしているので、反位相領域境界面や
積層欠陥の著しく低減された結晶の完全性が高いSiC
単結晶基板を得ることができる。
As described in detail above, according to the present invention, when manufacturing a SiC crystal substrate used as an element forming substrate, a plurality of undulations formed on the surface of a bulk crystal substrate are firstly formed.
Or a plurality of undulations are directly formed on the first 3C-SiC layer, and the first 3C-
Since the second 3C-SiC layer is epitaxially grown on the surface of the SiC layer, SiC having high crystal perfection with significantly reduced anti-phase region boundary surface and stacking faults is obtained.
A single crystal substrate can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施形態に係わるSiC単結晶基板の製
造方法を説明するためのもので、バルク結晶基板の表面
に起伏を形成する工程を示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a SiC single crystal substrate according to a first embodiment and showing a step of forming undulations on a surface of a bulk crystal substrate.

【図2】第1の実施形態に係わるSiC単結晶基板の製
造方法を説明するためのもので、バルク結晶基板上に形
成するレジストパターンを示す平面図。
FIG. 2 is a plan view for explaining the method for manufacturing the SiC single crystal substrate according to the first embodiment and showing a resist pattern formed on the bulk crystal substrate.

【図3】第1の実施形態に係わるSiC単結晶基板の製
造方法を説明するためのもので、SiC層の成長工程を
示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the SiC single crystal substrate according to the first embodiment and illustrating a step of growing a SiC layer.

【図4】第2の実施形態に係わるSiC単結晶基板の製
造工程を示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a manufacturing process of the SiC single crystal substrate according to the second embodiment.

【図5】第3の実施形態に係わるショットキーダイオー
ドの製造工程を示す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a step of manufacturing the Schottky diode according to the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…Si基板(バルク結晶基板) 12…レジストパターン 13…起伏 20…3C−SiC単結晶基板 21…第1の3C−SiC層 22…第2の3C−SiC層 25…n- 型SiC層 26…イオン注入層 27,28…電極11 ... Si substrate (bulk crystal substrate) 12 ... resist pattern 13 ... undulations 20 ... 3C-SiC single crystal substrate 21: first 3C-SiC layer 22: second 3C-SiC layer 25 ... n - -type SiC layer 26 ... Ion-implanted layer 27,28 ... Electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 四戸 孝 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Fターム(参考) 4G077 AA03 BE08 DB13 ED04 ED06 EE07 TC11 TK04 5F045 AA03 AB06 AC03 AC09 AD14 AE17 AF02 AF03 BB12 DA63 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Takashi Yotsuno, Inventor Takashi Yotsuka, Kawasaki-shi, Kanagawa 1st address, Toshiba R & D Center, Toshiba Corporation F-term (reference) 4G077 AA03 BE08 DB13 ED04 ED06 EE07 TC11 TK04 5F045 AA03 AB06 AC03 AC09 AD14 AE17 AF02 AF03 BB12 DA63

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】バルク結晶基板の表面の少なくとも一部に
複数の起伏を形成する工程と、前記起伏が形成された結
晶基板の表面上に立方晶系の第1のSiC層をエピタキ
シャル成長する工程と、第1のSiC層から前記結晶基
板を除去する工程、前記結晶基板の除去により露出した
第1のSiC層の表面上に立方晶系の第2のSiC層を
エピタキシャル成長してその表面を平坦化する工程とを
含むことを特徴とする炭化珪素単結晶基板の製造方法。
A step of forming a plurality of undulations on at least a part of a surface of a bulk crystal substrate; and a step of epitaxially growing a cubic first SiC layer on the surface of the crystal substrate on which the undulations are formed. Removing the crystal substrate from the first SiC layer; flattening the surface by epitaxially growing a cubic second SiC layer on the surface of the first SiC layer exposed by removing the crystal substrate; A method for manufacturing a silicon carbide single crystal substrate.
【請求項2】バルク結晶基板の表面上に立方晶系の第1
のSiC層をエピタキシャル成長する工程と、第1のS
iC層の表面の少なくとも一部に複数の起伏を形成する
工程と、第1のSiC層から前記結晶基板を除去する工
程と、次いで第1のSiC層の起伏を有する表面上に立
方晶系の第2のSiC層を成長してその表面を平坦化す
る工程とを含むことを特徴とする炭化珪素単結晶基板の
製造方法。
2. A cubic first substrate on a surface of a bulk crystal substrate.
Epitaxially growing a SiC layer of
forming a plurality of undulations on at least a portion of the surface of the iC layer; removing the crystal substrate from the first SiC layer; and then forming a cubic system on the undulated surface of the first SiC layer. Growing a second SiC layer and flattening the surface thereof.
【請求項3】前記結晶基板又は第1のSiC層の表面に
形成する複数の起伏は、頂部と底部が一方向に連続して
形成され、且つ頂部及び底部が一定間隔で周期的に配置
されたラインアンドスペース状のパターンであることを
特徴とする請求項1又は2記載の炭化珪素単結晶基板の
製造方法。
3. The plurality of undulations formed on the surface of the crystal substrate or the first SiC layer are such that a top and a bottom are continuously formed in one direction, and the top and the bottom are periodically arranged at regular intervals. 3. The method of manufacturing a silicon carbide single crystal substrate according to claim 1, wherein the pattern is a line and space pattern.
【請求項4】前記結晶基板又は第1のSiC層の表面に
形成する複数の起伏は、頂部と底部が一方向に連続して
形成され、且つ頂部及び底部が一定間隔で周期的に配置
されたラインアンドスペース状のパターンを、相互に直
交させた格子状のパターンであることを特徴とする請求
項1又は2記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。
4. A plurality of undulations formed on the surface of the crystal substrate or the first SiC layer, a top and a bottom are formed continuously in one direction, and the top and the bottom are periodically arranged at regular intervals. 3. The method for manufacturing a silicon carbide single crystal substrate according to claim 1, wherein the line-and-space pattern is a lattice-like pattern which is orthogonal to each other.
【請求項5】請求項1〜4の何れかに記載の方法によっ
て、第1及び第2のSiC層からなる立方晶系のn+
SiC単結晶基板を形成する工程と、前記SiC単結晶
基板上に立方晶系のn- 型SiC層をエピタキシャル成
長する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
方法。
5. A step of forming a cubic n + -type SiC single crystal substrate comprising first and second SiC layers by the method according to claim 1, and said SiC single crystal. Epitaxially growing a cubic n -type SiC layer on a substrate.
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