JP2008535761A - 歪み、反り、及びttvが少ない75ミリメートル炭化珪素ウェハ - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明は、同時継続中であり、本願と同じ譲受人に譲渡された以下の米国特許出願第20050145164号、第20050022734号、第20050022727号、第20050164482号、第20060032434号、及び第20050126471号に関係がある。
通例、スライシング・ブレードは、代表的には、内径鋸(inner diameter saw)であり、薄い鋼板を環状に切断し、Niめっき層を堆積することによって準備する。Niめっき層の中では、環状の鋼板の内縁上にダイアモンドの研ぎ粉が埋め込まれている。
また、この薄切り動作は、ワイヤ・ソーの使用によって遂行することができ、ワイヤが切断ブレードの代わりに用いられる。この場合、研ぎ粉は、ワイヤ内に埋め込まれるか、又はスラリに含有し薄切り動作の直前に、スラリをワイヤ上に噴霧する。この場合、同様の厚さ及び平面性のばらつきが観察されている。
図1(a)及び図1(b)を参照すると、従来のラッピング方法では、複数のウェハ2をキャリア4内にセットし、ウェハ2を下位ラッピング・プレート6上に配置し、ウェハ2が下位ラッピング・プレート6上に均一に分散されるようにする。上位ラッピング・プレート8を下降させてウェア2と接触させて、研ぎ粉を、下位ラッピング・プレート6と上位ラッピング・プレート8との間の隙間に供給し、ウェハ2を自転及び回転させる(rotated and revolved)。自転及び回転の間、研ぎ粉によってウェハ2を研磨する。一般によく用いられるスラリを準備するには、ダイアモンド又は窒化硼素粒子を、約10μmの粒子サイズを有する研ぎ粉として、適量の水又はその他の溶剤の中に懸濁させる。
したがって、種結晶使用昇華システムにおいて形成される結晶から薄切りされるウェハにおいて、歪み、反り及びTTVレベルが低く、大型の高品質炭化珪素を生産することは、相変わらず技術及び商業的な目標である。
別の態様では、本発明は、直径が少なくとも約75ミリメートル(3インチ)であり、歪みが約0.4μm未満であり、反りが約0.4μm未満であり、TTVが約0.9μm未満である、SiC半導体ウェハである。
別の態様では、本発明は、直径が少なくとも約75ミリメートル(3インチ)であり、歪みが約5μm未満であり、反りが約5μm未満であり、TTVが約2.0μm未満であるSiCの高品質単結晶ウェハ上における、SiC又はIII−V族材料のエピタキシャル成長方法である。
更に別の態様では、本発明は、直径が少なくとも約75ミリメートル(3インチ)であり、歪みが約5μm未満であり、反りが約5μm未満であり、TTVが約2.0μm未満であるSiCの単結晶基板上に製作した複数の電力、マイクロ波、又はLEDデバイスである。
一態様では、本発明は、直径が少なくとも約75ミリメートル(3インチ)、歪みが約0.5μm未満、更に好ましくは0.4μm未満、最も好ましくは約0.3μm未満、反りが約0.5μm未満、更に好ましくは約0.4μm未満、最も好ましくは約0.3μm未満、そしてTTVが約2.0μm未満、更に好ましくは0.9μm未満、最も好ましくは0.8μm未満である、SiCの高品質単結晶ウェハである。単結晶SiCのプロトタイプは、好ましくは、3C、4H、6H、2H又は15Rである。
したがって、関連する実施形態では、通常直径で示す、結晶の絶対寸法を含むように、本発明を記述し特許請求する。尚、単結晶では、2インチ、3インチ、及び100mmの直径が好ましい。
Claims (31)
- 単結晶のSiCウェハであって、直径が少なくとも約75ミリメートル(3インチ)であり、歪みが約5μm未満であり、反りが約5μm未満であり、TTVが約2.0μm未満であることを特徴とするSiCウェハ。
- 請求項1記載のSiCウェハにおいて、前記歪みが約2μm未満であることを特徴とするSiCウェハ。
- 請求項1記載のSiCウェハにおいて、前記歪みが約1μm未満であることを特徴とするSiCウェハ。
- 請求項1記載のSiCウェハにおいて、前記反りが約2μm未満であることを特徴とするSiCウェハ。
- 請求項1記載のSiCウェハにおいて、前記反りが約1μm未満であることを特徴とするSiCウェハ。
- 請求項1記載のSiCウェハにおいて、前記TTVが約1.5μm未満であることを特徴とするSiCウェハ。
- 請求項1記載のSiCウェハにおいて、前記TTVが約1μm未満であることを特徴とするSiCウェハ。
- 請求項1記載のSiCウェハにおいて、前記結晶は、3C、4H、6H、2H、及び15Rのプロトタイプから成る群から選択されたプロトタイプを有することを特徴とするSiCウェハ。
- 請求項1記載のSiCウェハであって、該ウェハは4Hプロトタイプを有し、
前記ウェハは、歪みが約0.05μm及び約5μmの間であり、反りが約0.05μm及び約5μmの間であり、TTVが約0.5及び2.0μmの間であることを特徴とするSiCウェハ。 - 請求項1記載の半導体ウェハであって、
直径が少なくとも約75ミリメートル(3インチ)である炭化珪素ウェハであって、歪みが約5μm未満であり、反りが約5μm未満であり、TTVが約2.0μm未満である炭化珪素ウェハと、
前記炭化珪素ウェハの前記表面上にある少なくとも1つのIII族窒化物エピタキシャル層と、
を備えていることを特徴とする半導体ウェハ。 - 請求項10記載の半導体ウェハにおいて、前記III族窒化物層は、GaN、AlGaN、AlInGaN、InN、AlInN、及びこれら組み合わせから成る群から選択されることを特徴とする半導体ウェハ。
- 請求項1記載の半導体ウェハにおいて、該ウェハは、
互いに対向するそれぞれの第1及び第2表面と、
前記炭化珪素基板上にある複数のデバイスであって、該デバイスの各々が、
前記基板上に配置されたエピタキシャル層であって、前記エピタキシャル層を第1導電型にするのに適したドーパント原子濃度と、ソース、チャネル、及びドレイン部分のそれぞれとを有する、エピタキシャル層と、
前記チャネル部分上にある金属酸化物層と、
前記金属酸化物層上にあり、バイアスが印加されるとアクティブ・チャネルを形成する金属ゲート・コンタクトと、
からなる、複数のデバイスと、
を備えていることを特徴とする半導体ウェハ。 - 請求項1記載の半導体ウェハにおいて、該ウェハは、
互いに対向するそれぞれの第1及び第2表面と、
前記炭化珪素基板上にある複数のデバイスであって、該デバイスの各々が、
前記基板上にある導電性チャネルと、
前記導電性チャネル上にあるソース及びドレインと、
前記導電性チャネル上の前記ソース及び前記ドレイン間にあり、バイアスを印加するとアクティブ・チャネルを形成する金属ゲート・コンタクトと、
からなる、複数のデバイスと、
を備えていることを特徴とする半導体ウェハ。 - 請求項1記載の半導体ウェハにおいて、該ウェハは、
互いに対向するそれぞれの第1及び第2表面と、
前記単結晶炭化珪素基板上に配置された複数の接合型電界効果トランジスタと、
を備えていることを特徴とする半導体ウェハ。 - 請求項1記載の半導体ウェハにおいて、該ウェハは、
互いに対向するそれぞれの第1及び第2表面と、
前記単結晶炭化珪素基板上に配置された複数のヘテロ電界効果トランジスタと、
を備えていることを特徴とする半導体ウェハ。 - 請求項1記載の半導体ウェハにおいて、該ウェハは、
互いに対向するそれぞれの第1及び第2表面と、
前記単結晶炭化珪素基板上に配置された複数のダイオードと、
を備えていることを特徴とする半導体ウェハ。 - SiCの高品質単結晶の形成方法において、
直径が約75ミリメートル(3インチ)よりも僅かに大きいSiCブールを形成するステップと、
その後、前記ブールを薄切りにして、歪みが約5μm未満、反りが約5μm未満、TTVが約2.0μm未満の少なくとも1つのウェハとするステップと、
その後、前記ウェハを研磨するステップと、
前記歪み、反り、及びTTVを測定するステップと、
を備えていることを特徴とする方法。 - 請求項17記載の方法において、該方法は更に、前記ウェハの各表面における表面損傷レベルが実質的に同一となるように、前記薄切りにしたウェハを研削又はラッピングするステップを備えていることを特徴とする方法。
- 請求項18記載の方法において、該方法は、前記ウェハを大きく折り曲げるために必要な力よりは少ない下方への力によって、前記ウェハをラッピングするステップを備えていることを特徴とする方法。
- 請求項17記載の方法において、該方法は更に、前記研磨したウェハ上に、炭化珪素及びIII族窒化物から成る群から選択された少なくとも1つのエピタキシャル層を成長させるステップを備えていることを特徴とする方法。
- 種結晶使用昇華システムにおいて炭化珪素の高品質バルク単結晶を生産する方法において、
直径が少なくとも約75ミリメートル(3インチ)のSiCブールを成長させるステップと、
前記SiCブールを薄切りにして少なくとも1つのウェハを得るステップと、
その後、内層面損傷が前記ウェハの各側において実質的に同一となるように、ラッピング下方力を、前記ウェハを折り曲げる下方力未満の量に制限しつつ、前記ウェハをラッピングするステップと、
から成ることを特徴とする改善された方法。 - 請求項21記載の方法において、該方法は更に、前記SiCウェハを研磨するステップを備えていることを特徴とする方法。
- 請求項21記載の方法において、SiCブールを成長させるステップは、SiCの種結晶使用昇華成長から成ることを特徴とする方法。
- 請求項23記載の方法において、前記SiCの種結晶使用昇華成長は、単結晶ポリタイプ種結晶使用昇華成長から成ることを特徴とする方法。
- 請求項21記載の方法において、SiCブールを成長させる前記ステップは、3C、4H、6H、2H、及び15Rプロトタイプから成る群から選択したプロトタイプを有するブールを成長させることから成ることを特徴とする方法。
- 高品質半導体ウェハであって、
直径が少なくとも約75ミリメートル(3インチ)である炭化珪素ウェハから成り、
前記ウェハの歪みが約5μm未満である、
ことを特徴とする高品質半導体ウェハ。 - 請求項26記載の高品質半導体ウェハにおいて、前記ウェハの反りは約5μm未満であることを特徴とする高品質半導体ウェハ。
- 請求項26記載の高品質半導体ウェハにおいて、前記ウェハのTTVは約2.0μm未満であることを特徴とする高品質半導体ウェハ。
- 高品質半導体ウェハであって、
直径が少なくとも約75ミリメートル(3インチ)である炭化珪素ウェハから成り、
前記ウェハの反りが約5μm未満である
ことを特徴とする高品質半導体ウェハ。 - 請求項29記載の高品質半導体ウェハにおいて、前記ウェハのTTVは約2.0μm未満であることを特徴とする高品質半導体ウェハ。
- 高品質半導体ウェハであって、
直径が少なくとも約75ミリメートル(3インチ)である炭化珪素ウェハから成り、
前記ウェハのTTVが約2.0μm未満である、
ことを特徴とする高品質半導体ウェハ。
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