JP2012051795A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、以下の手段を提供する。
〔１〕０．４°〜５°のオフ角で傾斜させた４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板上にＳｉＣエピタキシャル層を形成したＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法であって、ガスエッチングによって表面を清浄化した前記基板上に、炭化珪素のエピタキシャル成長に必要とされる量の炭素と珪素の原子数比Ｃ/Ｓｉが０．７〜１．２となるように珪素含有ガス及び炭素含有ガスを供給して、１６００℃より高くかつ１８００℃以下の温度で炭化珪素膜をエピタキシャル成長させることを有し、前記炭化珪素膜のエピタキシャル成長は、（１）オフ角が０．４°〜２°の４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板を用いる場合は、炭化珪素膜をエピタキシャル成長させる成長温度を１６００〜１６４０℃とするときは、成長速度を１〜３μｍ／ｈとして行い、成長温度を１６４０〜１７００℃とするときは、成長速度を３〜４μｍ／ｈとして行い、成長温度を１７００〜１８００℃とするときは、成長速度を４〜１０μｍ／ｈとして行い、（２）オフ角が２°〜５°の４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板を用いる場合は、炭化珪素膜をエピタキシャル成長させる成長温度を１６００〜１６４０℃とするときは、成長速度を２〜４μｍ／ｈとして行い、成長温度を１６４０〜１７００℃とするときは、成長速度を４〜１０μｍ／ｈとして行い、成長温度を１７００〜１８００℃とするときは、成長速度を１０〜２０μｍ／ｈとして行う、ことを特徴とするＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法によって製造されたＳｉＣエピタキシャルウェハであって、０．４°〜５°のオフ角で傾斜させた４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板上にＳｉＣエピタキシャル層を形成したＳｉＣエピタキシャルウェハであって、前記ＳｉＣエピタキシャル層の表面の三角形状の欠陥密度が１個／ｃｍ２以下であることを特徴とするＳｉＣエピタキシャルウェハ。
〔２〕０．４°〜５°のオフ角で傾斜させた４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板上にＳｉＣエピタキシャル層を形成したＳｉＣエピタキシャルウェハであって、ステップバンチングがなく、かつ、前記ＳｉＣエピタキシャル層中の積層欠陥の密度が１個／ｃｍ２以下であることを特徴とするＳｉＣエピタキシャルウェハ。
〔３〕０．４°〜５°のオフ角で傾斜させた４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板上にＳｉＣエピタキシャル層を形成したＳｉＣエピタキシャルウェハであって、短いステップバンチングがなく、かつ、前記ＳｉＣエピタキシャル層中の積層欠陥の密度が１個／ｃｍ ２ 以下であることを特徴とするＳｉＣエピタキシャルウェハ。
〔４〕前記ＳｉＣエピタキシャル層の膜厚分布が２％以下であり、かつ、そのキャリア濃度分布が１０％以下であると共に、室温において前記ＳｉＣエピタキシャルウェハの主面が凸状に反り、該凸の曲率半径が１０ｍ以上１０００ｍ以下の範囲にあることを特徴とする前項〔１〕〜〔３〕のいずれか一項に記載のＳｉＣエピタキシャルウェハ。
ここで、「主面」とは、４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板においてエピタキシャル膜を成長させる面をいう。
また、「膜厚分布」及び「キャリア濃度分布」は、ウェハ上の複数箇所のサンプルを用いて｛（最大値−最小値）／（最大値＋最小値）｝×１００（％）から求める。
また、凸の曲率半径の適切な範囲は４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板のサイズに依存するが、ここでは３〜４インチのものを想定している。
〔１〕０．４°〜５°のオフ角で傾斜させた４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板上にＳｉＣエピタキシャル層を形成したＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法であって、ガスエッチングによって表面を清浄化した前記基板上に、炭化珪素のエピタキシャル成長に必要とされる量の炭素と珪素の原子数比Ｃ/Ｓｉが０．７〜１．２となるように珪素含有ガス及び炭素含有ガスを供給して、１６００℃より高くかつ１８００℃以下の温度で炭化珪素膜をエピタキシャル成長させることを有し、前記炭化珪素膜のエピタキシャル成長は、（１）オフ角が０．４°〜２°の４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板を用いる場合は、炭化珪素膜をエピタキシャル成長させる成長温度を１６００〜１６４０℃とするときは、成長速度を１〜３μｍ／ｈとして行い、成長温度を１６４０〜１７００℃とするときは、成長速度を３〜４μｍ／ｈとして行い、成長温度を１７００〜１８００℃とするときは、成長速度を４〜１０μｍ／ｈとして行い、（２）オフ角が２°〜５°の４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板を用いる場合は、炭化珪素膜をエピタキシャル成長させる成長温度を１６００〜１６４０℃とするときは、成長速度を２〜４μｍ／ｈとして行い、成長温度を１６４０〜１７００℃とするときは、成長速度を４〜１０μｍ／ｈとして行い、成長温度を１７００〜１８００℃とするときは、成長速度を１０〜２０μｍ／ｈとして行う、ことを特徴とするＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法によって製造されたＳｉＣエピタキシャルウェハであって、０．４°〜５°のオフ角で傾斜させた４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板上にＳｉＣエピタキシャル層を形成したＳｉＣエピタキシャルウェハであって、前記ＳｉＣエピタキシャル層の表面の三角形状の欠陥密度が１個／ｃｍ２以下であることを特徴とするＳｉＣエピタキシャルウェハ。
〔２〕０．４°〜５°のオフ角で傾斜させた４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板上にＳｉＣエピタキシャル層を形成したＳｉＣエピタキシャルウェハであって、ステップバンチングがなく、かつ、前記ＳｉＣエピタキシャル層中の積層欠陥の密度が１個／ｃｍ２以下であることを特徴とするＳｉＣエピタキシャルウェハ。
〔３〕０．４°〜５°のオフ角で傾斜させた４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板上にＳｉＣエピタキシャル層を形成したＳｉＣエピタキシャルウェハであって、短いステップバンチングがなく、かつ、前記ＳｉＣエピタキシャル層中の積層欠陥の密度が１個／ｃｍ ２ 以下であることを特徴とするＳｉＣエピタキシャルウェハ。
〔４〕前記ＳｉＣエピタキシャル層の膜厚分布が２％以下であり、かつ、そのキャリア濃度分布が１０％以下であると共に、室温において前記ＳｉＣエピタキシャルウェハの主面が凸状に反り、該凸の曲率半径が１０ｍ以上１０００ｍ以下の範囲にあることを特徴とする前項〔１〕〜〔３〕のいずれか一項に記載のＳｉＣエピタキシャルウェハ。
ここで、「主面」とは、４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板においてエピタキシャル膜を成長させる面をいう。
また、「膜厚分布」及び「キャリア濃度分布」は、ウェハ上の複数箇所のサンプルを用いて｛（最大値−最小値）／（最大値＋最小値）｝×１００（％）から求める。
また、凸の曲率半径の適切な範囲は４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板のサイズに依存するが、ここでは３〜４インチのものを想定している。
Claims (4)
- ０．４°〜５°のオフ角で傾斜させた４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板上にＳｉＣエピタキシャル層を形成したＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法であって、ガスエッチングによって表面を清浄化した前記基板上に、炭化珪素のエピタキシャル成長に必要とされる量の炭素と珪素の原子数比Ｃ/Ｓｉが０．７〜１．２となるように珪素含有ガス及び炭素含有ガスを供給して、１６００℃より高くかつ１８００℃以下の温度で炭化珪素膜をエピタキシャル成長させることを有し、前記炭化珪素膜のエピタキシャル成長は、（１）オフ角が０．４°〜２°の４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板を用いる場合は、炭化珪素膜をエピタキシャル成長させる成長温度を１６００〜１６４０℃とするときは、成長速度を１〜３μｍ／ｈとして行い、成長温度を１６４０〜１７００℃とするときは、成長速度を３〜４μｍ／ｈとして行い、成長温度を１７００〜１８００℃とするときは、成長速度を４〜１０μｍ／ｈとして行い、（２）オフ角が２°〜５°の４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板を用いる場合は、炭化珪素膜をエピタキシャル成長させる成長温度を１６００〜１６４０℃とするときは、成長速度を２〜４μｍ／ｈとして行い、成長温度を１６４０〜１７００℃とするときは、成長速度を４〜１０μｍ／ｈとして行い、成長温度を１７００〜１８００℃とするときは、成長速度を１０〜２０μｍ／ｈとして行う、ことを特徴とするＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法によって製造されたＳｉＣエピタキシャルウェハであって、
０．４°〜５°のオフ角で傾斜させた４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板上にＳｉＣエピタキシャル層を形成したＳｉＣエピタキシャルウェハであって、前記ＳｉＣエピタキシャル層の表面の三角形状の欠陥密度が１個／ｃｍ２以下であることを特徴とするＳｉＣエピタキシャルウェハ。 - ０．４°〜５°のオフ角で傾斜させた４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板上にＳｉＣエピタキシャル層を形成したＳｉＣエピタキシャルウェハであって、ステップバンチングがなく、かつ、前記ＳｉＣエピタキシャル層中の積層欠陥の密度が１個／ｃｍ２以下であることを特徴とするＳｉＣエピタキシャルウェハ。
- ０．４°〜５°のオフ角で傾斜させた４Ｈ−ＳｉＣ単結晶基板上にＳｉＣエピタキシャル層を形成したＳｉＣエピタキシャルウェハであって、短いステップバンチングがなく、かつ、前記ＳｉＣエピタキシャル層中の積層欠陥の密度が１個／ｃｍ ２ 以下であることを特徴とするＳｉＣエピタキシャルウェハ。
- 前記ＳｉＣエピタキシャル層の面方向の膜厚分布が２％以下であり、かつ、面方向のキャリア濃度分布が１０％以下であると共に、室温において前記ＳｉＣエピタキシャルウェハの主面が凸状に反り、該凸の曲率半径が１０ｍ以上１０００ｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＳｉＣエピタキシャルウェハ。
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