JP2009292705A - 炭化珪素エピタキシャル成長用炭化珪素単結晶ウェハ及び炭化珪素エピタキシャルウェハ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エピタキシャル成長面を上として、エピタキシャル成長用炭化珪素単結晶ウェハの形状を上に凸な形状とする。さらに好ましくは、炭化珪素単結晶ウェハのそりが0μm超100μm以下であり、上に凸である形状を持つ部分がウェハ面積全体の60%以上であり、炭化珪素単結晶のc軸と炭化珪素単結晶ウェハ面の法線のなす角が0°以上4°未満、より好ましくは、0°以上1°未満である炭化珪素単結晶ウェハを使用することにより、炭化珪素エピタキシャル膜を製膜する際に炭化珪素エピタキシャル膜中で発生する欠陥の数を減らし、良質の炭化珪素エピタキシャルウェハを製造する。
【選択図】なし
Description
Yu. M. Tairov and V. F. Tsvetkov, Journal of Crystal Growth, 52 (1981) pp.146 Z. G. Herro, B. M. Epelbaum, M. Bickermann, P. Masri, A. Winnacker, J. Cry. Growth, 262 (2004) pp.105. T. Ueda, H. Nishino and H. Matsunam, Journal of Crystal Growth, 104 (1990) pp.695.
エピタキシャル成長用ウェハは、昇華再結晶法等の方法を用いて作製されたインゴットから切り出し、表面を研磨し、さらに場合によっては、表面の研磨によるダメージ層を取り除くための化学的機械的研磨を行って製造される。研磨を行っているために、通常、エピタキシャル成長面には巨視的に見て尖った部分は存在しない。つまり、前述のウェハ表面を表す関数m(s)のs方向に関する1回微分は通常連続であり、2回微分も存在する。図1のように中心部が周辺部に比べて高い場合には、d2m/ds2≦0が表面上の全ての点で満たされ、上に凸の形状の条件が満たされる。
まず、実施例で用いるエピタキシャル成長装置全体について、図5を用いて簡単に説明する。エピタキシャル成長用ウェハを黒鉛製のサセプター上に載せる。黒鉛製のサセプターの周囲には断熱材が配置され、石英管の中に置かれている。黒鉛製のサセプターは、石英管の外側に配置された高周波誘導加熱用のコイルに流される高周波電流により加熱される。また、石英管の中へは、流量を制御されたシランとプロパンからなる原料ガスと搬送ガスである水素が供給されると同時に、排気ポンプを用いて排気が行われ、石英管内部の圧力が調整される。黒鉛製のサセプターの温度は二色温度計により計測され、石英管内部の圧力は圧力計により計測される。制御装置は、所定の原料ガスと搬送ガスを流しながら、石英管内部の圧力が所定の圧力となるように、排気バルブの流量調節バルブを制御する。また、黒鉛製サセプターの温度が所定の温度となるように、高周波電源の出力を制御する。
次に、本発明で開示したエピタキシャル成長用炭化珪素単結晶ウェハを利用して、炭化珪素エピタキシャル成長を行った実施例について説明する。図6は、直径が50mmのエピタキシャル成長用炭化珪素単結晶ウェハの形状を測定したデータで、ウェハ表面の等高線が示されている。一番高い点が白い三角で、一番低い点が黒い三角で記されており、中心部分が最も高く、周辺の部分が低くなっており、面内の全ての領域で上に凸な形状となっている。そりは24μmであった。この基板のポリタイプは4Hであり、c軸から[11-20]方向に、ウェハ面の法線となす角が8°傾いたSi面上にエピタキシャル成長を行った。
図7は、直径76mmのエピタキシャル成長用炭化珪素ウェハの形状を測定したデータで、ウェハ表面の等高線が示されている。一番高い点が白い三角で、一番低い点が黒い三角で記されており、中心部分が最も高く、周辺の部分が低くなっている。図7の上部の領域で図中にあみがけで示した部分では、等高線が内側に曲がっており、ウェハ表面が上に凸ではない形状となっている。この網がけの部分は、ウェハ面積の40%より少なく、残りの60%以上の部分は上に凸な形状となっている。そりは32μmであった。この基板のポリタイプは4Hであり、c軸から[11-20]方向に、ウェハ面の法線となす角が3.5°傾いたSi面上にエピタキシャル成長を行った。
図8は、直径76mmのエピタキシャル成長用炭化珪素ウェハの形状を測定したデータで、ウェハ表面の等高線が示されている。一番高い点が白い三角で、一番低い点が黒い三角で記されており、中心部分がもっとも高く、周辺の部分が低くなっており、面内のすべての領域で上に凸な形状となっている。そりは55μmであった。この基板のポリタイプは4Hであり、c軸から[11-20]方向に、ウェハ面の法線となす角が0.8°傾いたSi面上にエピタキシャル成長を行った。
実施例2と比較するために、図9に示すような等高線を持つ、直径が50mmのエピタキシャル成長用炭化珪素ウェハにエピタキシャル成長を行った。一番高い点が白い三角で、一番低い点が黒い三角で記されており、中心部分が最も低く、周辺の部分が高くなっており、面内の全ての領域で上に凸でない形状となっている。そりは23μmであった。この基板のポリタイプは4Hであり、c軸から[11-20]方向に、ウェハ面の法線となす角が3.5°傾いたSi面を用いてエピタキシャル成長を行った。
Claims (6)
- エピタキシャル成長面を上として、上に凸である形状を持つ部分を有する炭化珪素エピタキシャル成長用の炭化珪素単結晶ウェハ。
- 炭化珪素単結晶ウェハのそりが0μm超100μm以下である請求項1記載の炭化珪素単結晶ウェハ。
- エピタキシャル成長面を上として、上に凸である形状を持つ部分がウェハ面積全体の60%以上である請求項1又は2に記載の炭化珪素単結晶ウェハ。
- 炭化珪素単結晶のc軸と炭化珪素単結晶ウェハ面の法線のなす角が0°以上4°未満である請求項1〜3のいずれかに記載の炭化珪素単結晶ウェハ。
- 炭化珪素単結晶のc軸と炭化珪素単結晶ウェハ面の法線のなす角が0°以上1°未満である請求項1〜3のいずれかに記載の炭化珪素単結晶ウェハ。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の炭化珪素単結晶ウェハ上にエピタキシャル成長を行った炭化珪素エピタキシャルウェハ。
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