JP2005093519A

JP2005093519A - 炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板

Info

Publication number: JP2005093519A
Application number: JP2003321392A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shiomi; 弘塩見; Makoto Sasaki; 信佐々木; Hiroyuki Kinoshita; 博之木下; Makoto Harada; 真原田; Toshihiko Hayashi; 利彦林
Original assignee: Mitsubishi Corp; Kansai Electric Power Co Inc; Sixon Inc; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Corp; Kansai Electric Power Co Inc; Sixon Inc; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2003-09-12
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2023-09-12
Also published as: JP4661039B2

Abstract

【課題】半導体デバイスの製造に好適なＳｉＣ基板を効率的に製造することができるＳｉＣの製造方法とその方法により得られたＳｉＣ基板を提供する。
【解決手段】ＳｉＣからなるインゴッド３を形成する工程と、インゴッド３を切断することによりウエハ４ａを形成する工程と、ウエハ４ａを加熱することによりウエハ４ａの曲率半径を３５ｍ以上とする工程とを含むＳｉＣ基板４の製造方法である。また、上記製造方法により得られたＳｉＣ基板４であって、その表面の欠陥密度が１．１×１０²個／ｃｍ²以上１．０×１０⁹個／ｃｍ²以下であるＳｉＣ基板４である。
【選択図】図３

Description

本発明は炭化珪素（ＳｉＣ）基板の製造方法とＳｉＣ基板に関し、特に半導体デバイスの製造に好適なＳｉＣ基板を効率的に製造することができるＳｉＣ基板の製造方法とその方法により得られたＳｉＣ基板に関する。

ＳｉＣは、シリコン（Ｓｉ）に比べてバンドギャップが約３倍、絶縁破壊電圧が約１０倍、電子飽和速度が約２倍、さらに熱伝導率が約３倍大きく、Ｓｉにない特徴を有している。また、ＳｉＣは熱的かつ化学的に安定な半導体材料であり、これらの特徴を生かして、近年ではＳｉデバイスの物理的な限界を打破するパワーデバイスや高温で動作する耐環境デバイスなどへの応用が期待されている。

一方、光デバイス研究においては短波長化を目指した窒化ガリウム（ＧａＮ）系の材料開発がなされているが、ＳｉＣはＧａＮに対する格子不整合が他の化合物半導体に比べて格段に小さいので、ＳｉＣをＧａＮ層のエピタキシャル成長用の基板として用いることが注目されている。

従来のＳｉＣウエハの製造方法の一連の流れを図５に示す。まず、図５（Ａ）に示すように、ＳｉＣからなる種結晶基板１上にＳｉＣ結晶２をバルク成長させることによりインゴッド３を形成する。このＳｉＣ結晶２のバルク成長は、例えば改良レーリー法を用いて行なわれる。改良レーリー法は、まずＳｉＣ種結晶基板１および粉末状のＳｉＣ結晶２が収納された黒鉛製の坩堝内をアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス雰囲気とし、坩堝内を加熱することによってＳｉＣ結晶２粉末を昇華させる。そして、昇華させたＳｉとＣとからなる蒸気を不活性ガス中で拡散させることにより輸送し、低温に設定されているＳｉＣ種結晶基板１上で凝結させることにより行なわれる。

そして、改良レーリー法により作製されたインゴッド３を水平に所定の厚みに切断することによって、図５（Ｂ）に示すウエハ４ａが形成される。

しかしながら、図５（Ｂ）に示すように、インゴッド３を切断することによって得られるウエハ４ａには反りが生じてしまうという問題があった。ウエハ４ａに反りが生じている場合には、ウエハ４ａを用いた半導体デバイスの製造工程においてフォトリソグラフィ工程やウエハ４ａの真空吸着固定工程等における作業が非常に困難となるため、高品質の半導体デバイスを効率的に製造することができなかった。

ウエハ４ａに生じた反りを解消する方法としては、ウエハ４ａの表面および裏面の両面を研磨する方法がある。しかし、この方法においては、ウエハ４ａの研磨を２度行なう必要があるため効率的でないという問題があった。また、ウエハ４ａの研磨時に、ウエハ４ａが破損してしまうという問題もあった。
特開平１０−１２５９０５号公報特開２０００−２２６２９９号公報

上記事情に鑑みて本発明の目的は、半導体デバイスの製造に好適なＳｉＣ基板を効率的に製造することができるＳｉＣ基板の製造方法とその方法により得られたＳｉＣ基板を提供することにある。

本発明は、ＳｉＣからなるインゴッドを形成する工程と、インゴッドを切断することによりウエハを形成する工程と、ウエハを加熱することによりウエハの曲率半径を３５ｍ以上とする工程とを含むＳｉＣ基板の製造方法である。

ここで、本発明のＳｉＣ基板の製造方法においては、ウエハの加熱温度が８００℃以上２４００℃以下であることが好ましい。

また、本発明のＳｉＣ基板の製造方法において、ウエハの加熱時におけるウエハの表面の最高温度部分と最低温度部分との温度差が１００℃以下であることが好ましい。

また、本発明のＳｉＣ基板の製造方法においては、ウエハを加圧しながら加熱することが好ましい。

また、本発明のＳｉＣ基板の製造方法においては、上記加圧の圧力が、１０Ｐａ以上０．５ＭＰａ以下であることが好ましい。

また、本発明のＳｉＣ基板の製造方法においては、上記加圧が、ＳｉＣからなる加圧板を用いて行なわれることが好ましい。

また、本発明は、上記ＳｉＣ基板の製造方法によって得られたＳｉＣ基板であって、その表面の欠陥密度が１．１×１０²個／ｃｍ²以上１．０×１０⁹個／ｃｍ²以下であるＳｉＣ基板である。

さらに、本発明は、上記ＳｉＣ基板の製造方法によって得られたＳｉＣ基板であって、半導体デバイス用の基板として用いられるＳｉＣ基板である。

本発明によれば、半導体デバイスの製造に好適なＳｉＣ基板を効率的に製造することができるＳｉＣ基板の製造方法とその方法により得られたＳｉＣ基板を提供することができる。

以下、本発明のＳｉＣ基板の製造方法の好ましい一例について説明する。なお、本明細書の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。

図１に本発明のＳｉＣ基板の製造方法に用いられる成長装置の一例の模式的な断面を示す。この成長装置５は、石英管６の内部に設置された黒鉛製の坩堝７と、坩堝７の蓋８と、坩堝７と蓋８の周囲に設置された熱シールドのための黒鉛製のフェルト９と、石英管６の外周に設置されたワークコイル１０とを含む。そして、ＳｉＣからなる種結晶基板１が蓋８の内面に取り付けられており、粉末状のＳｉＣ結晶２が坩堝７の内部に充填されている。

坩堝７の内部をＡｒガス等の不活性ガス雰囲気とし、ワークコイル１０に高周波電流を流すことによって、粉末状のＳｉＣ結晶２を加熱して昇華させる。ここで、坩堝７の内部は、粉末状のＳｉＣ結晶２が充填されている坩堝７の下部側から蓋８がある坩堝７の上部側にかけて次第に低温となるように温度勾配がつけられている。したがって、種結晶基板１の近傍に到達したＳｉＣ結晶２の昇華ガスは、種結晶基板１の表面で過飽和状態となって種結晶基板１上で凝結し、種結晶基板１上にＳｉＣ結晶２がバルク成長する。そして、バルク成長後に、坩堝７の内部を冷却し、種結晶基板１とＳｉＣ結晶２とを成長装置５から取り出すことによって、図２に示すようなインゴッド３が得られる。

そして、図３（Ａ）の模式的断面図に示すインゴッド３が、切断機によって所定の厚みに切断されることにより図３（Ｂ）の模式的断面図に示すウエハ４ａが形成される。このウエハ４ａには反りが生じており、ウエハ４ａの表面にはbasal plane dislocation（基板面転位）等に起因する微小な欠陥が形成されている。

その後、反りが生じているウエハ４ａを加熱炉の内部に設置し、加熱炉の内部をＡｒガス等の不活性ガス雰囲気とした後にウエハ４ａを加熱する。すると、ウエハ４ａを加熱して得られるＳｉＣ基板４は、図３（Ｃ）の模式的断面図に示すように、加熱前よりも平坦になる。

これは、インゴッド３の切断等によって、ウエハ４ａを構成する結晶格子にずれが生じ、この結晶格子のずれをなるべく小さくしようとしてウエハ４ａに反りが生じる。特に、マイクロパイプ等の大型欠陥の周辺では大きな歪み場が存在し、切断等による影響を受けやすいため、結晶格子がずれやすくなるものと考えられる。そして、反りが生じているウエハ４ａを加熱することによって、結晶格子を構成する原子を移動させて原子を再配列させることにより、結晶格子のずれが解消されて反りが矯正される。このように、ウエハ４ａの内部に存在していた歪みが緩和される。それゆえ、ウエハ４ａに生じていた反りが矯正され、平坦なＳｉＣ基板４が得られるのである。

このようにして得られたＳｉＣ基板４の曲率半径は３５ｍ以上であって、５０ｍ以上であることがさらに好ましい。ここで、本明細書においてＳｉＣ基板４の曲率半径は、ＳｉＣ基板４を真横から見たときにＳｉＣ基板４が描く曲線から得られる曲率円の半径を意味する。

曲率半径が３５ｍ以上のＳｉＣ基板４を用いた場合には、半導体デバイスの製造工程においてフォトリソグラフィ工程や真空吸着固定工程等における作業が非常に容易となるため、効率的に高品質の半導体デバイスを製造することができる。また、ＳｉＣ基板４上に半導体層を積層して半導体デバイスを製造する工程においては、Ｓｉ基板を用いる場合（約１０００℃）よりも高い温度（約１５００℃〜１７００℃）でＳｉＣ基板４が加熱されるが、曲率半径が３５ｍ以上のＳｉＣ基板４を用いた場合には、ＳｉＣ基板４の反りによって生じるＳｉＣ基板４内の温度差がほとんどなくなる傾向にあることから、高品質の半導体デバイスを製造することができる傾向にある。特に、曲率半径が５０ｍ以上のＳｉＣ基板４を用いた場合には、ＳｉＣ基板４の加熱時におけるＳｉＣ基板４内の温度がほぼ均一となって、さらに高品質の半導体デバイスを製造することができる傾向にある。

また、半導体デバイスの製造工程における半導体層の成長時または電極の作製時等の加熱工程において、例えば２５℃から１５００℃まで３０分で昇温して加熱するというような急激な温度変化が起こる場合においても、ＳｉＣ基板４の曲率半径が３５ｍ以上であれば、ＳｉＣ基板４内部の歪みが十分に緩和されているため、ＳｉＣ基板４に形状の変化や割れが生じにくい。それゆえ、本発明によって得られたＳｉＣ基板４は、半導体デバイス用の基板として好適に用いられる。

ここで、上述した本発明のＳｉＣ基板の製造方法においては、インゴッド３を切断することによって得られたウエハ４ａの加熱は、ウエハ４ａの加熱時におけるウエハ４ａの表面の最高温度部分と最低温度部分との温度差が１００℃以下であることが好ましい。この場合には、ウエハ４ａの全体に渡って歪みを緩和できることから、より効率的にＳｉＣ基板４の曲率半径を３５ｍ以上とすることができるようになる。ここで、ウエハ４ａの表面の最高温度部分と最低温度部分との温度差が１００℃以下となるように加熱する方法としては、例えば、一定温度に炉内の温度が設定されている加熱炉内でウエハ４ａを加熱する等の、均一に加熱できる環境にウエハ４ａを曝す方法がある。

また、本発明のＳｉＣ基板の製造方法においては、ウエハ４ａを加圧しながら加熱することが好ましい。ここで、ウエハ４ａは、例えば図４の模式的断面図に示すように、ＳｉＣ単結晶、ＳｉＣ焼結体等のＳｉＣからなる加圧板１１ａ、１１ｂの間に挟まれて加圧されることが好ましい。ＳｉＣからなる加圧板１１ａ、１１ｂを用いた場合には、加熱後のＳｉＣ基板表面の炭化を防止することができる。なお、ＳｉＣからなる加圧板の代わりに炭素からなる加圧板を用いることもできる。

ここで、ウエハ４ａは、１０Ｐａ以上０．５ＭＰａ以下で加圧されることが好ましく、１００Ｐａ以上０．０５ＭＰａ以下で加圧されることがより好ましい。ウエハ４ａを１０Ｐａ未満で加圧した場合には、効率的にＳｉＣ基板４の曲率半径を３５ｍ以上とすることができない傾向にあり、ウエハ４ａを０．５ＭＰａよりも大きい圧力で加圧した場合には、ウエハ４ａが破損しやすくなる傾向にある。また、ウエハ４ａを１００Ｐａ以上０．０５ＭＰａ以下で加圧した場合には、ウエハ４ａが破損することなく効率的にＳｉＣ基板４の曲率半径を３５ｍ以上とすることができる傾向にある。

また、ウエハ４ａは、Ａｒガス等の不活性ガス雰囲気下において、８００℃以上２４００℃以下で加熱されることが好ましく、１４００℃以上２４００℃以下で加熱されることがより好ましく、１６００℃以上２４００℃以下で加熱されることがさらに好ましい。ウエハ４ａが８００℃未満で加熱された場合には、原子の移動が十分にできず効率的にＳｉＣ基板４の曲率半径を３５ｍ以上とすることができない傾向にあり、ウエハ４ａが２４００℃より高い温度で加熱された場合には、ウエハ４ａの表面が劣化してしまう傾向にある。また、ウエハ４ａが１４００℃以上２４００℃以下で加熱されることにより、より効率的にＳｉＣ基板４の曲率半径を３５ｍ以上とすることができる傾向にあり、ウエハ４ａが１６００℃以上２４００℃以下で加熱されることにより、さらに効率的にＳｉＣ基板４の曲率半径を３５ｍ以上とすることができる傾向にある。

また、ウエハ４ａの加熱時間は、０．０１時間以上１００時間以下であることが好ましく、１時間以上１０時間以下であることがより好ましい。ウエハ４ａの加熱時間が０．０１時間未満である場合には、原子の移動が十分にできず効率的にＳｉＣ基板４の曲率半径を３５ｍ以上とすることができない傾向にあり、ウエハ４ａの加熱時間が１００時間よりも長い場合には、加熱時間の割にウエハ４ａが平坦にならないため、曲率半径が３５ｍ以上のＳｉＣ基板４を効率的に製造することができない傾向にある。また、ウエハ４ａの加熱時間が１時間以上１０時間以下である場合には、曲率半径が３５ｍ以上のＳｉＣ基板４を、より効率的に製造することができる傾向にある。

また、ＳｉＣ基板４の表面の欠陥密度（表面１ｃｍ²当たりの欠陥の個数）は、１．１×１０²個／ｃｍ²以上１．０×１０⁹個／ｃｍ²以下であることが好ましく、１．１×１０²個／ｃｍ²以上１．１×１０⁸個／ｃｍ²以下であることがさらに好ましい。加熱後のＳｉＣ基板４の欠陥密度が１．１×１０²個／ｃｍ²未満である場合にはＳｉＣ基板４の曲率半径が３５ｍ以上とならない傾向にあり、１．０×１０⁹個／ｃｍ²よりも大きい場合にはＳｉＣ基板４の表面の欠陥が多すぎて高品質の半導体デバイスを製造することができない傾向にある。特に、上記欠陥密度が１．１×１０²個／ｃｍ²以上１．１×１０⁸個／ｃｍ²以下である場合には、より高品質の半導体デバイスを製造することができる傾向にある。

なお、本発明において、「欠陥の個数」は、ウエハ４ａおよびＳｉＣ基板４を水酸化カリウム（ＫＯＨ）等の溶融塩に浸漬させた後に目視できるようになった欠陥をすべてカウントすることによって算出される。また、「欠陥密度」は、上述のようにしてカウントされた欠陥の個数を表面１ｃｍ²当たり換算して算出される。

（実施例１）
図１に示す成長装置５を用いて、ＳｉＣ種結晶基板１上にＳｉＣ結晶２をバルク成長させた。ここで、バルク成長は、坩堝７の内部を１．０×１０⁵ＰａのＡｒガス雰囲気とし、ワークコイル１０に高周波電流を流すことによって、ＳｉＣ種結晶基板１の表面温度がＳｉＣ結晶２の温度よりも低くなるように温度勾配をつけて加熱することによって行われた。

そして、成長装置５から取り出されたＳｉＣ種結晶基板１とＳｉＣ結晶２とからなるインゴッドを、切断機によって切断することによって、厚さ４００μｍの円板状の口径２インチのウエハを作製した。このウエハには反りが生じており、平坦度測定機を用いてこのウエハの曲率半径を調査したところ、曲率半径は３ｍであった。そして、このウエハの表面の欠陥密度は、１．０×１０⁵個／ｃｍ²であった。

その後、この反りが生じているウエハを加熱炉内に設置し、加熱炉内を１．０×１０⁵ＰａのＡｒガス雰囲気とした後、１６００℃で３時間、無加圧で、ウエハ全体に渡って均一に加熱した。加熱後に加熱炉から取り出されたＳｉＣ基板を室温（２５℃）まで冷却した後に、ＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を平坦度測定機を用いて調査した。この調査結果を表１に示す。

なお、ＳｉＣ基板の表面の欠陥密度（個／ｃｍ²）を調査したところ、４．０×１０⁷個／ｃｍ²に増加していた。したがって、この条件においては、basal plane dislocation等の欠陥が形成されることによって原子が再配列されて反りが矯正されたものと考えられる。

（実施例２）
インゴッドを切断して得られたウエハを加熱炉内で７００℃に加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例３）
インゴッドを切断して得られたウエハを加熱炉内で８００℃に加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例４）
インゴッドを切断して得られたウエハを加熱炉内で２４００℃に加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例５）
インゴッドを切断して得られたウエハを加熱炉内で１４００℃に加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例６）
インゴッドを切断して得られたウエハを加熱炉内で０．００５時間加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例７）
インゴッドを切断して得られたウエハを加熱炉内で０．０１時間加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例８）
インゴッドを切断して得られたウエハを加熱炉内で０．５時間加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例９）
インゴッドを切断して得られたウエハを加熱炉内で１時間加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例１０）
インゴッドを切断して得られたウエハを加熱炉内で１０時間加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例１１）
インゴッドを切断して得られたウエハを加熱炉内で１０．５時間加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例１２）
インゴッドを切断して得られたウエハを加熱炉内で１００時間加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例１３）
インゴッドを切断して得られたウエハを加熱炉内で１０５時間加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例１４）
インゴッドを切断して得られたウエハをＳｉＣからなる加圧板の間に挟み、ウエハに５Ｐａの圧力をかけながら加熱炉内で加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例１５）
インゴッドを切断して得られたウエハをＳｉＣからなる加圧板の間に挟み、ウエハに１０Ｐａの圧力をかけながら加熱炉内で加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例１６）
インゴッドを切断して得られたウエハをＳｉＣからなる加圧板の間に挟み、ウエハに５０Ｐａの圧力をかけながら加熱炉内で加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例１７）
インゴッドを切断して得られたウエハをＳｉＣからなる加圧板の間に挟み、ウエハに１００Ｐａの圧力をかけながら加熱炉内で加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例１８）
インゴッドを切断して得られたウエハをＳｉＣからなる加圧板の間に挟み、ウエハに０．０５ＭＰａの圧力をかけながら加熱炉内で加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例１９）
インゴッドを切断して得られたウエハをＳｉＣからなる加圧板の間に挟み、ウエハに０．１ＭＰａの圧力をかけながら加熱炉内で加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

（実施例２０）
インゴッドを切断して得られたウエハをＳｉＣからなる加圧板の間に挟み、ウエハに０．５ＭＰａの圧力をかけながら加熱炉内で加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてＳｉＣ基板（厚さ４００μｍ、口径２インチ）を作製し、このＳｉＣ基板の曲率半径（ｍ）を調査した。この調査結果を表１に示す。

表１に示すように、加熱後の実施例１〜実施例２０のＳｉＣ基板は、すべて曲率半径が５０ｍ以上となっていることが確認された。

ここで、表１に示すように、加熱炉内でウエハを８００℃以上２４００℃以下で加熱して得られた実施例１および実施例３〜実施例５のＳｉＣ基板は、この温度範囲内で加熱されずに得られた実施例２のＳｉＣ基板よりも曲率半径が大きくなっていることがわかった。

また、表１に示すように、加熱炉内でウエハを１４００℃以上２４００℃以下で加熱して得られた実施例１および実施例４〜実施例５のＳｉＣ基板は、１４００℃未満の温度で加熱して得られた実施例２および実施例３のＳｉＣ基板よりも曲率半径が大きくなっていることがわかった。

また、表１に示すように、加熱炉内でウエハを１６００℃以上２４００℃以下で加熱して得られた実施例１および実施例４のＳｉＣ基板は、１６００℃未満の温度で加熱して得られた実施例２、実施例３および実施例５のＳｉＣ基板よりも曲率半径が大きくなっていることがわかった。

また、表１に示すように、加熱炉内でウエハを０．０１時間以上１００時間以下で加熱して得られた実施例７〜実施例１２のＳｉＣ基板は、ウエハを０．００５時間加熱して得られた実施例６のＳｉＣ基板よりも曲率半径が大きくなっていることがわかった。また、実施例１３においては、実施例１２よりも５時間長くウエハを加熱してＳｉＣ基板を製造したが、その曲率半径は実施例１２のＳｉＣ基板とほとんど変わらなかった。

また、表１に示すように、加熱炉内でウエハを１時間以上１０時間以下加熱して得られた実施例９および実施例１０のＳｉＣ基板は、１時間未満で加熱された実施例６〜実施例８のＳｉＣ基板よりも曲率半径が大きくなっていることがわかった。また、実施例１１〜実施例１３においては、ウエハを１０時間よりも長い時間加熱してＳｉＣ基板を作製したが、その曲率半径はあまり大きくなる傾向が見られなかった。

また、表１に示すように、加熱炉内でウエハを加圧しながら実施例１と同様の条件で加熱して得られた実施例１４〜実施例２０のＳｉＣ基板は、実施例１のＳｉＣ基板よりも曲率半径が大きくなっていることがわかった。

また、１０Ｐａ以上０．５ＭＰａ以下の圧力でウエハを加圧しながら加熱して得られた実施例１５〜実施例２０のＳｉＣ基板は、１０Ｐａよりも低い圧力で加圧して得られた実施例１４のＳｉＣ基板よりも曲率半径が大きくなっていた。

また、１００Ｐａ以上０．０５ＭＰａ以下の圧力でウエハを加圧して得られた実施例１７および実施例１８のＳｉＣ基板は、１００Ｐａよりも低い圧力で加圧して得られた実施例１４〜実施例１６のＳｉＣ基板よりも曲率半径が大きくなっていた。また、０．０５ＭＰａよりも大きい圧力で加圧されながら加熱された実施例１９〜実施例２０のＳｉＣ基板の曲率半径は、０．０５ＭＰａで加圧しながら加熱して得られた実施例１８のＳｉＣ基板の曲率半径とほとんど変わらなかった。

（実施例２１）
実施例１のＳｉＣ基板上に半導体層を形成して半導体デバイスを製造したところ、その製造工程においてＳｉＣ基板に形状の変化が生じず、また、ＳｉＣ基板が割れて複数の小片に分かれることもなかった。これは、ＳｉＣ基板内部の歪みが十分に緩和されていたためと考えられる。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明のＳｉＣ基板の製造方法においては、半導体デバイスの製造に好適な曲率半径が３５ｍ以上のＳｉＣ基板を得ることができる。曲率半径が３５ｍ以上のＳｉＣ基板を用いて半導体デバイスを製造する場合には、ＳｉＣ基板が加熱される工程において、反りによって生じるＳｉＣ基板内の温度差がほとんどなくなるだけでなく、ＳｉＣ基板内部の歪みが十分に緩和されているためＳｉＣ基板に形状の変化や割れが生じない。それゆえ、本発明は、半導体デバイス分野に好適に利用され、本発明のＳｉＣ基板は、半導体デバイス用の基板として好適に用いられる。

本発明に用いられる成長装置の一例を示した模式的な断面図である。本発明に用いられるインゴッドの一例を示した模式的な側面図である。（Ａ）は本発明に用いられるインゴッドの一例の模式的な断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すインゴッドを切断することにより形成されたウエハの模式的な断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）に示すウエハを加熱することにより得られたＳｉＣ基板の模式的な断面図である。本発明に用いられるウエハを加圧しながら加熱する方法の一例を示した模式的な断面図である。従来のＳｉＣウエハの製造方法の一連の流れを示した模式的な概念図である。

符号の説明

１ＳｉＣ種結晶基板、２ＳｉＣ結晶、３インゴッド、４ＳｉＣ基板、４ａウエハ、５成長装置、６石英管、７坩堝、８蓋、９フェルト、１０ワークコイル、１１ａ，１１ｂ加圧板。

Claims

炭化珪素からなるインゴッドを形成する工程と、前記インゴッドを切断することによりウエハを形成する工程と、前記ウエハを加熱することにより前記ウエハの曲率半径を３５ｍ以上とする工程と、を含む、炭化珪素基板の製造方法。
前記ウエハの加熱温度が８００℃以上２４００℃以下であることを特徴とする、請求項１に記載の炭化珪素基板の製造方法。
前記ウエハの加熱時における前記ウエハの表面の最高温度部分と最低温度部分との温度差が１００℃以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の炭化珪素基板の製造方法。
前記ウエハを加圧しながら加熱することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の炭化珪素基板の製造方法。
前記加圧の圧力が、１０Ｐａ以上０．５ＭＰａ以下であることを特徴とする、請求項４に記載の炭化珪素基板の製造方法。
前記加圧が、炭化珪素からなる加圧板を用いて行なわれることを特徴とする、請求項４または５に記載の炭化珪素基板の製造方法。
請求項１から６のいずれかに記載の炭化珪素基板の製造方法によって得られた炭化珪素基板であって、その表面の欠陥密度が１．１×１０²個／ｃｍ²以上１．０×１０⁹個／ｃｍ²以下であることを特徴とする、炭化珪素基板。
請求項１から６のいずれかに記載の炭化珪素基板の製造方法によって得られた炭化珪素基板であって、半導体デバイス用の基板として用いられることを特徴とする、炭化珪素基板。