JP2017100899A

JP2017100899A - 炭化珪素エピタキシャル成長用基板ホルダー及びエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハの製造方法

Info

Publication number: JP2017100899A
Application number: JP2015233919A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　渉; Wataru Ito; 伊藤　　渉; 崇藍郷; Takashi Aisato; 泰三星野; Taizo Hoshino; 昭義立川; Akiyoshi Tachikawa; 昌芳清水; Masayoshi Shimizu
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp; Nippon Steel and Sumikin Materials Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2017-06-08
Anticipated expiration: 2035-11-30
Also published as: JP6671161B2

Abstract

【課題】熱ＣＶＤ法によるＳｉＣ薄膜のエピタキシャル成長において、ＳｉＣ基板の裏面に意図しない堆積物が原因で表面荒れを起こしたり、裏面のオーミックコンタクトが取れない問題を解決することができるＳｉＣエピタキシャル成長用基板ホルダーと、それを用いたエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハの製造方法を提供する。【解決手段】エピタキシャル成長中に、ＳｉＣ基板２の裏面が暴露される空間６が実質的に該基板の組成を有する気体で満たされた空間となるように、ＳｉＣ基板２を保持する第一の凹部３の底部分に第二の凹部５を形成して、この第二の凹部５にＳｉＣ基板２と同等のドーピング密度を有するＳｉＣダミー基板７を配置した基板ホルダー１を用いるようにする。【選択図】図１

Description

この発明は、炭化珪素単結晶基板上に炭化珪素薄膜を成長させる炭化珪素のエピタキシャル成長に用いられる、炭化珪素単結晶基板を保持する基板ホルダーに関するものであり、また、この基板ホルダーを用いて炭化珪素単結晶基板上に炭化珪素薄膜を成長させ、エピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハを製造する方法に関するものである。

炭化珪素（以下、ＳｉＣと表記する）は、耐熱性及び機械的強度に優れ、物理的、化学的に安定なことから、耐環境性半導体材料として注目されている。また、近年、高周波高耐圧電子デバイス等の基板としてエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハの需要が高まっている。

ＳｉＣ単結晶基板（以下、ＳｉＣ基板という）を用いて、電力デバイスや高周波デバイス等を作製する場合には、通常、ＳｉＣ基板上に熱化学蒸着法（以降、熱ＣＶＤ法と呼ぶ）によってＳｉＣ単結晶薄膜をエピタキシャル成長させたエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハを得るようにする。ＳｉＣ基板上にさらにＳｉＣのエピタキシャル成長膜を形成する理由は、Ｎ型またはＰ型の不純物のドーピング密度を制御した層を使ってデバイス層を形成するためである。

この熱ＣＶＤ法を利用する際には、一般に、熱化学蒸着装置の成長室内のホルダー上にＳｉＣ基板を載せて、ホルダーを回転させながらＳｉＣ基板の直上に例えばシランガスやクロロシランガス等のシリコン原料ガスとプロパンやメタン等の炭化水素ガスとを混合した原料ガスを水素等のキャリアガスと共に供給して、ＳｉＣ単結晶薄膜をエピタキシャル成長させる方法が採用されている（例えば非特許文献１参照）。その際ＳｉＣ基板をホルダーに載せるために、ホルダー表面にＳｉＣ基板の厚さ相当の溝（凹部）を形成しておき、その中にＳｉＣ基板を配置してＳｉＣ基板を固定搭載し、ＳｉＣ基板に対して略水平となるように横から上記のような原料ガスを流すのが一般的である。

このような方法でエピタキシャル成長させると、原料ガスのほとんどはＳｉＣ基板の表面に供給され、ＳｉＣ基板表面で分解・反応が起きてＳｉＣの膜が形成されるため、ＳｉＣ基板の裏面への原料ガスの回り込みとその堆積は軽視される場合が多い。しかしながら、特にＳｉＣ基板のそりが大きい場合などでは、原料ガスを含む水素ガスのごく一部はＳｉＣ基板の裏面に回りこみ、ＳｉＣ基板の裏面に膜が形成される場合がある。ここで形成された膜のドーピング密度は、１Ｅ１９ｃｍ^−３に近い高濃度の窒素がドーピングされたＳｉＣ基板と比較して、大幅に低いドーピング密度となることから、裏面表面において電気抵抗が高い状態となる。この結果、デバイス化した際の裏面電極形成時において、オーミックコンタクトができないという問題を誘発する。

また、エピタキシャル成長の温度は１６００℃を超えるような高温雰囲気にあるため、ホルダーの表面から昇華ガスがＳｉＣ基板の裏面に堆積する現象が起きる。炭素材料からなるホルダーの表面をＳｉＣでコーティングしたホルダーの場合では、シリコンや炭素を含む化合物が昇華し、ＳｉＣ基板の裏面へ無秩序に析出することが起きる。この結果、ＳｉＣ基板の裏面は荒れた状態になることがあり、そのままではデバイス化した際の裏面電極の信頼性低下に繋がる。

このような問題を解決するためには、例えば、エピタキシャル成長後にＳｉＣ基板の裏面を研磨して、低ドーピング密度層を除去するとともに平滑な面を出す必要が発生し、余分なコストと時間がかかる。

上記のようなＳｉＣ基板の裏面に堆積物が形成される問題に対して、特許文献１では、予め裏面に保護膜を形成しておき、表面をエピタキシャル成長させた後に裏面の保護膜を除去する方法を開示している。しかしながらこの方法では、上述したエピタキシャル後の研磨と同じ余分なコストと時間をかける点で問題を解決したことにならない。

また、特許文献２では、サファイア、ダイヤモンド、炭素材料などの基板支持部材をＳｉＣ基板の下に設置する方法を開示している。しかしながら、これにより表面荒れを抑制することはできるが、これらの基板支持部材を使うとドーピング密度がＳｉＣ基板より大幅に低い状態の層がＳｉＣ基板の裏面に形成されるため、上述したオーミックコンタクトができないという問題を解決することはできない。

更に、特許文献３では、ＳｉＣからなるプレートをＳｉＣ基板の下に配置することによって、ＳｉＣ基板の裏面が粗くなる問題を解決する方法を開示している。しかしながら、この方法でエピタキシャル成長を行うとＳｉＣ基板とＳｉＣからなるプレートがお互いに密着して分離することが困難になるという別の問題が発生することが分かった。

特開２０１４−３３０６８号公報特開２０１５−１４６４１６号公報特開２０１２−１５１２２７号公報

Materials Science Forum Vols.45-648(2010),pp77-82

本発明はかかる問題、すなわち、熱ＣＶＤ法によるエピタキシャル成長において、ＳｉＣ基板の裏面に意図しない層が堆積することで裏面が荒れる問題や、低ドーピング密度の層が堆積することでオーミックコンタクトがとれない問題を解決するためになされたものである。

前述した問題を解決することに取り組んだ本発明者らは、裏面への堆積物を回避することは極めて困難であり、それならば堆積があってもその堆積物を制御することで解決できるのではないかと考えた。鋭意検討を行った結果、熱ＣＶＤ法によるエピタキシャル成長時にＳｉＣ基板の裏面が接する空間が実質的に該基板の組成を有する気体で満たされるようにすれば、上記のような裏面の荒れを回避し、かつオーミックコンタクトがとれないといった問題を解決できることを見出すことに至った。そして、そのためには、ＳｉＣ基板の裏面が接する空間にＳｉＣ基板と同等のドーピング密度を有するダミー基板を配置することで、高温に保持された空間が実質的に該基板の組成を有する気体で満たされるようになることから、本発明をなすに至った。

すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。
（１）熱化学蒸着装置の成長室内に配置されて、炭化珪素をエピタキシャル成長させる炭化珪素単結晶基板を保持するための基板ホルダーであって、前記炭化珪素単結晶基板を保持する第一の凹部を備えて、該第一の凹部は、炭化珪素単結晶基板の周辺部が載置されて高さ方向の位置決めをする位置決め段差を有し、この位置決め段差の内側には、前記炭化珪素単結晶基板より小さい炭化珪素ダミー基板を保持するための第二の凹部を備えて、該第二の凹部の深さが前記炭化珪素ダミー基板の厚さよりも深く、前記炭化珪素単結晶基板と前記炭化珪素ダミー基板とが非接触の状態でそれぞれ保持されることを特徴とする炭化珪素エピタキシャル成長用基板ホルダー。
（２）前記第一の凹部を同一平面内に複数備えて、複数の炭化珪素単結晶基板を炭化珪素ダミー基板と共に保持することができる（１）に記載の炭化珪素エピタキシャル成長用基板ホルダー。
（３）該基板ホルダーが、炭化珪素で被覆された炭素材料からなる（１）又は（２）に記載の炭化珪素エピタキシャル成長用基板ホルダー。
（４）熱化学蒸着装置の成長室内に配置された基板ホルダーに炭化珪素単結晶基板を保持して、熱化学蒸着法により炭化珪素単結晶基板上に炭化珪素をエピタキシャル成長させてエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハを製造する方法であって、前記基板ホルダーが、炭化珪素単結晶基板を保持する第一の凹部を備えて、該第一の凹部は、炭化珪素単結晶基板の周辺部が載置されて高さ方向の位置決めをする位置決め段差を有し、この位置決め段差の内側には、前記炭化珪素単結晶基板より小さい炭化珪素ダミー基板を保持する第二の凹部を備えて、該第二の凹部の深さが前記炭化珪素ダミー基板の厚さよりも深く、前記炭化珪素単結晶基板と前記炭化珪素ダミー基板とが非接触の状態でそれぞれ保持されるようにしてエピタキシャル成長を行い、前記炭化珪素ダミー基板として、前記炭化珪素単結晶基板と略同じドーピング密度を有するものを用いることを特徴とするエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハの製造方法。
（５）前記基板ホルダーが第一の凹部を同一平面内に複数備えて、複数の炭化珪素単結晶基板を炭化珪素ダミー基板と共に保持することができる（４）に記載のエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハの製造方法。
（６）前記基板ホルダーが、炭化珪素で被覆された炭素材料からなる（４）又は（５）に記載のエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハの製造方法。

本発明によれば、熱化学蒸着法によるＳｉＣのエピタキシャル成長の際に生ずるＳｉＣ基板の裏面への堆積物を制御できるので、ＳｉＣ基板の裏面の荒れや低ドーピング密度層の形成が回避でき、デバイス化の際の裏面研磨といった余分な工程を省くことでコストと時間を節約することができる。

図１は、本発明による基板ホルダー構造の例（断面図）である。図２は、本発明による基板ホルダー構造の例（斜視図）であり、ホルダー内に複数の溝（凹部）構造を有する例を示した図である。図３は、本発明の基板ホルダーを使ってエピタキシャル成長させたＳｉＣ基板の裏面のＳＩＭＳ分析の結果である。図４は、従来の基板ホルダーを使ってエピタキシャル成長させたＳｉＣ基板の裏面のＳＩＭＳ分析の結果である。

以下、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明の詳細を説明するため、基板ホルダーの断面図を示したものである。基板ホルダー１の第一の凹部３にＳｉＣ基板２が配置され、第一の凹部４に更に第二の凹部５を設けることで、ＳｉＣ基板２の裏面は空間６に面している。空間６には、ＳｉＣ基板２とほぼ同じドーピング密度を持ったＳｉＣダミー基板７が置かれる。エピタキシャル成長時の高温状態のもとでは、このダミー基板７から昇華ガスが発生し、空間６は実質的にＳｉＣ基板２の組成と同等の気体で満たされることになる。

すなわち、本発明の基板ホルダー１は、ＳｉＣをエピタキシャル成長させるＳｉＣ基板２を保持するための第一の凹部３を備えて、この第一の凹部３は、ＳｉＣ基板２の周辺部が載置されて高さ方向の位置決めをする位置決め段差４を有し、この位置決め段差４の内側には、ＳｉＣ基板２より小さいＳｉＣダミー基板７を保持するための第二の凹部５が形成されている。この第二の凹部５の深さ（高さ）h2がＳｉＣダミー基板７の厚さよりも深く（高く）、ＳｉＣ基板２とＳｉＣダミー基板７とが非接触の状態でそれぞれ保持される。

ここで、仮にＳｉＣダミー基板７が無い場合には、エピタキシャル成長時に基板ホルダー１の表面からの昇華ガスや原料ガスの一部が空間６に充満することでＳｉＣ基板２の裏面に望ましくない膜が堆積する。本発明によれば、第二の凹部５にＳｉＣダミー基板７を配置することによってその影響が小さくなり、実質的にＳｉＣ基板２と同成分の膜がＳｉＣ基板２の裏面に形成されるため、低ドープ層の形成の抑制や表面荒れを防ぐことができる。

基板ホルダー１の上面とＳｉＣ基板２の表面とは、理想的には同一高さになるようにするが、ＳｉＣ基板２の厚さによっては、ホルダー上面がＳｉＣ基板の表面より低くなったり高くなったりする。高さの違いが大きすぎると、横から供給される原料ガスの流れが乱されるので、概略、その差が２００μm程度より小さくなるように、第一の凹部３の深さにあった厚さを持つＳｉＣ基板２を使うか、用いるＳｉＣ基板２の厚さにあうように予め適当な深さ（高さ）h1の凹部３を形成しておくことが好ましい。

第一の凹部３はＳｉＣ基板２の形状に合わせて形作られる。一般的にはウェハ形状のＳｉＣ基板２が使用されるので、この場合の第一の凹部３の形状はＳｉＣ基板２と同じか僅かに大きい直径R1を有した円盤状となる。第一の凹部３の内壁面は垂直に切り立っていてもよく、若干傾斜されていても大きな差はないが、第一の凹部３の縁に角部があると堆積物によるパーティクル発生を招きやすいことから、角部は適度にラウンドしている（丸みを有している）のが好ましい。また、ＳｉＣ基板２が円盤状のウェハ形状ではない場合（例えば矩形のものなど）でも、基板ホルダー１内に固定搭載できればよいので、ＳｉＣ基板２に対して相似形でかつ若干大きめの第一の凹部３を形成しておけばよい。

また、第二の凹部５を形成するにあたり、第一の凹部３の形状に対して相似形でかつ若干小さめにしておけばよい。この若干小さめとは、例えば、ＳｉＣ基板２が円盤状であれば、第二の凹部５の直径R2をＳｉＣ基板２の直径より５ｍｍ程度小さくしておけば、第一の凹部３と第二の凹部５の間に形成されるステップ（位置決め段差４）の幅w1は２．５ｍｍ程度となり、第一の凹部３にＳｉＣ基板２を安定して搭載することができる。すなわち、位置決め段差４については、ＳｉＣ基板２の周辺部が載置されてＳｉＣ基板２の高さ方向を位置決めすることができるものであればよい。

また、第二の凹部５の深さ（高さ）h2は、ＳｉＣダミー基板７の厚さに応じて適宜決めるのがよい。すなわち、第二の凹部５の深さh2がＳｉＣダミー基板７の厚さより浅いと、ＳｉＣ基板２とＳｉＣダミー基板７とが直接接触してしまうので、エピタキシャル成長の際に互いに融着してしまう問題が発生する。ここで、第二の凹部５の深さh2がＳｉＣダミー基板７の厚さよりも深すぎると、ＳｉＣ基板２の裏面が接する空間６が大きくなり過ぎて、エピタキシャル原料ガスが入り込む余地が出てくるため、好ましくは、以下の関係になるような第二の凹部５の深さh2とするのがよい。
１００μｍ＞（“第二の凹部の深さh2”−“ＳｉＣダミー基板の厚さ”）＞０μｍ

このような第一及び第二の凹部３，５は、その基板ホルダー１に配置されるＳｉＣ基板２（及びSiCダミー基板７）の数だけ設けられる。図２は、例として３枚のＳｉＣ基板２を搭載可能な基板ホルダー１の斜視図である。この図には、それぞれの凹部の詳細な構造は省略されている。一般的には、熱化学蒸着装置の成長室の大きさに見合ったサイズの基板ホルダー１上に、搭載可能なＳｉＣ基板２の最大数の第一及び第二の凹部を形成すると、１回のエピタキシャル成長で最大枚数のエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハを得ることができるため、効率的であると言える。但し、ホルダー面内のドーピング密度や膜厚の面内均一性を考慮し、ＳｉＣ基板２の搭載数を絞る場合には、当然、最大数より少ない数の第一及び第二の凹部が形成されていても構わない。

また、本発明における基板ホルダー１は、その表面がＳｉＣで被覆された炭素材料からなるものが好ましい。炭素材料は耐熱性が高く、高温強度も強く、さらに炭素材料自体は加工しやすいので、本発明の基板ホルダー１のような構造を作り出すことも比較的容易である。但し、炭素材料が表面に露出していると、エピタキシャル成長時に基板ホルダー１の表面が水素によってエッチングされるために、徐々に表面が荒れてパーティクルが発生しやすくなる。パーティクルはエピタキシャル成長中に飛来すると欠陥の原因となるため、これを回避するためにＳｉＣで被覆されたものが好ましい。

更に、炭素材料の表面を被覆する被覆層は、ＳｉＣに過剰の窒素を取り入れたものとなっていることが好ましい。その理由は、ＳｉＣダミー基板７をＳｉＣ基板２の裏面が接する空間に配置しても、ホルダー表面から少量の昇華ガスが発生するため、窒素が少ない被覆層が形成されていると、ＳｉＣ基板２の裏面にドーピング密度の低い層が形成されてしまう場合があるからである。既に述べたように、このような層が形成されると、オーミックコンタクト不良に繋がる可能性が生じてくる。但し、ＳｉＣの被覆層をＳｉＣ基板なみに高いドーピング密度で形成することは実際には難しいと考えられる。従って、ＳｉＣの被覆層は極力高いドーピング密度となるように形成するのがよく、具体的には１×１０^１６cm^−３〜１×１０^１８cm^−３程度のドーピング密度を有したＳｉＣの被覆層であるのがよい。また、ＳｉＣ基板２の裏面が接する空間６のうちＳｉＣダミー基板７の表面が占める割合を極力高くするのが好ましい。具体的には、ＳｉＣ基板２と略同じドーピング密度を有するものであって、ＳｉＣ基板２の面積の８０％〜９８％程度を占めるＳｉＣダミー基板７を用いるのがよい。ここで、ドーピング密度が略同じであるとは、好適には、ＳｉＣ基板２のドーピング密度とＳｉＣダミー基板７のドーピング密度との差が３０％以内である。

炭素材料の表面を被覆する被覆層の好ましい膜厚は、基板ホルダー１をどの程度連続使用するかによって変わる。すなわち、昇華によって失われる量を勘案して決定される。例えば、エピタキシャル成長の累積膜厚が２００μｍに到達する度に基板ホルダー１の表面のＳｉＣ被覆層が約５０μｍ昇華する温度条件で、１０μｍのエピタキシャル成長を２０回連続して使用したい場合（累積膜厚で２００μｍ）では、ホルダー表面には５０μｍの厚さでＳｉＣの被覆層を形成しておくのが望ましい。このような考え方に立てば、基板ホルダー１の材質をＳｉＣ基板２の材質と同じものにすることができれば、何度でも連続してホルダーを用いることができる。但し、ＳｉＣは加工性が極めて悪く、ホルダーに加工することは容易ではないため、前述の炭素材料にＳｉＣ被覆したホルダーを用いるほうがより好ましい。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は以下の内容に制限されるものではない。

（実施例１）
図２に示したように、同一平面内に３枚のＳｉＣ基板１をＳｉＣダミー基板７と共に保持することができる基板ホルダー１を用いて、熱化学蒸着法によりエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハを製造した。この基板ホルダー１は、直径３５０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円盤状の炭素材料を用いたものであり、ＳｉＣ基板２が搭載される第一の凹部３とＳｉＣダミー基板７が搭載される第二の凹部５との組み合わせが３箇所に設けられて、これらの凹部３，５を含めた基板ホルダー１の表面には、窒素濃度（ドーピング密度）が１Ｅ１６ｃｍ^−３（1×10¹⁶cm^-3）のＳｉＣ被覆層が約５０μｍの厚さで形成されている。このうち、第一の凹部３の直径R1は１０５ｍｍであり、深さ（高さ）h1＝４００μｍの位置に幅w1＝５ｍｍの位置決め段差４を備えている。また、第二の凹部５の直径R2は９５ｍｍであり、深さ（高さ）h2＝３００μｍである。

先ず、この基板ホルダー１の３つの第二の凹部５に対して、それぞれＳｉＣ単結晶からなり、窒素濃度（ドーピング密度）がおよそ８Ｅ１８ｃｍ^−３のＳｉＣダミー基板７（直径93mm、厚さ250μm）を配置し、同じく３つの第一の凹部３に対して、４Ｈ型のＳｉＣ単結晶からなり、窒素濃度（ドーピング密度）がおよそ１Ｅ１９ｃｍ^−３であって、オフ角度が４°のＳｉＣ基板２（直径100mm、厚さ380μm）をそれぞれ配置した。次いで、基板ホルダー１ごと熱化学蒸着装置の成長室内に搭載し、プロパンガスを毎分４０ｃｃ（以下、sccmの単位を使う）、シランガスを１００ｓｃｃｍで水素キャリアガスとともに成長室に導入した。水素ガスの流量は、毎分６０リットル（以下、slmの単位を使う）とした。また、ドーピングガスとして、水素で１％に希釈した窒素/水素混合ガスを１００ｓｃｃｍで導入した。そして、成長雰囲気は５kPaとし、１６００℃で１時間のエピタキシャル成長を実施した。

取り出した３つのエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハの表面（エピタキシャル成長面）について、代表的な評価項目としてエピタキシャル成長膜の膜厚とドーピング密度を、それぞれＦＴＩＲ方式の膜厚計（ナノメトリックス社製）とＣＶ測定装置（フォーディメンジョン社製）を使って評価した。その結果、３つのエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハの平均として、膜厚はおよそ１０μｍ、ドーピング密度は１Ｅ１６ｃｍ^−３であった。

次に、得られたエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハの裏面について、堆積物評価を行った。ここでは、二次イオン質量分析装置（島津製作所製）を使って、堆積物の深さ方向で窒素の濃度がどのように分布しているかを調査した。そのうちの１つのエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハの結果を図３に示す。横軸は、裏面の最表層からの深さを示し、２μｍより深いところがもともとのＳｉＣ基板２の領域である。このＳｉＣ基板２は、前述のとおりドーピング密度がおよそ１Ｅ１９ｃｍ^−３であったが、裏面の表層に堆積した膜（堆積物）のドーピング密度もほぼ同じドーピング密度であることが分かった。他の２つのエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハについても同様のプロファイルを示した。なお、ＳｉＣ基板２の裏面と堆積した膜との界面において、窒素濃度が高くなっている領域が観測されたが（深さが約1.9μmの位置）、これはＳｉＣ基板２の裏面最表層に吸着していた窒素原子の影響であると思われる。

また、得られたエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハについて、エピタキシャル成長膜の簡易的な電気特性を評価した。裏面にＮｉ電極をつけ、電気特性を測定した結果、３つともオーミックコンタクトが取れていることが確認された。更には、光学顕微鏡観察の結果、得られたエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハの裏面はいずれも平滑な面をしており、荒れ等は観察されなかった。

（比較例１）
第二の凹部５が形成されておらず、直径R1＝１０５ｍｍ、深さ（高さ）h1＝４００μｍの第一の凹部３のみを備えた以外は実施例１と同様である基板ホルダーを用いて、３つのＳｉＣ基板２に対して熱化学蒸着法によりエピタキシャル成長膜を成長させた。エピタキシャル成長の条件は、ＳｉＣダミー基板７を使用しない以外は実施例１と同様にした。

得られたエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハについて、その裏面を実施例１と同様にしてＳＩＭＳ分析を行った。１つのエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハから、図４のようなプロファイルが得られた。ＳｉＣ基板の裏面には実施例とほぼ同じだけの堆積物（約２μｍ）が確認されたが、ドーピング密度はＳｉＣ基板２の値より３桁ほど低い値であった。他の２つについても同様であり、ＳｉＣ基板２の裏面には低いドーピング密度の堆積物が形成されていた。

また、得られたエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハを使って、実施例１と同様に簡易的な電気特性を行った。その結果、いずれも健全なオーミックコンタクトが取れないことが分かった。更には、３つのエピタキシャルＳｉＣ単結晶ウェハともに、裏面は全面で荒れていることが光学顕微鏡観察で確認された。

１：基板ホルダー、２：ＳｉＣ基板、３：第一の凹部、４：位置決め段差、５：第二の凹部、６：ＳｉＣ基板の裏面が接する空間、７：ＳｉＣダミー基板。

Claims

熱化学蒸着装置の成長室内に配置されて、炭化珪素をエピタキシャル成長させる炭化珪素単結晶基板を保持するための基板ホルダーであって、前記炭化珪素単結晶基板を保持する第一の凹部を備えて、該第一の凹部は、炭化珪素単結晶基板の周辺部が載置されて高さ方向の位置決めをする位置決め段差を有し、この位置決め段差の内側には、前記炭化珪素単結晶基板より小さい炭化珪素ダミー基板を保持するための第二の凹部を備えて、該第二の凹部の深さが前記炭化珪素ダミー基板の厚さよりも深く、前記炭化珪素単結晶基板と前記炭化珪素ダミー基板とが非接触の状態でそれぞれ保持されることを特徴とする炭化珪素エピタキシャル成長用基板ホルダー。
前記第一の凹部を同一平面内に複数備えて、複数の炭化珪素単結晶基板を炭化珪素ダミー基板と共に保持することができる請求項１に記載の炭化珪素エピタキシャル成長用基板ホルダー。
該基板ホルダーが、炭化珪素で被覆された炭素材料からなる請求項１又は２に記載の炭化珪素エピタキシャル成長用基板ホルダー。
熱化学蒸着装置の成長室内に配置された基板ホルダーに炭化珪素単結晶基板を保持して、熱化学蒸着法により炭化珪素単結晶基板上に炭化珪素をエピタキシャル成長させてエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハを製造する方法であって、前記基板ホルダーが、炭化珪素単結晶基板を保持する第一の凹部を備えて、該第一の凹部は、炭化珪素単結晶基板の周辺部が載置されて高さ方向の位置決めをする位置決め段差を有し、この位置決め段差の内側には、前記炭化珪素単結晶基板より小さい炭化珪素ダミー基板を保持する第二の凹部を備えて、該第二の凹部の深さが前記炭化珪素ダミー基板の厚さよりも深く、前記炭化珪素単結晶基板と前記炭化珪素ダミー基板とが非接触の状態でそれぞれ保持されるようにしてエピタキシャル成長を行い、前記炭化珪素ダミー基板として、前記炭化珪素単結晶基板と略同じドーピング密度を有するものを用いることを特徴とするエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハの製造方法。
前記基板ホルダーが第一の凹部を同一平面内に複数備えて、複数の炭化珪素単結晶基板を炭化珪素ダミー基板と共に保持することができる請求項４に記載のエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハの製造方法。
前記基板ホルダーが、炭化珪素で被覆された炭素材料からなる請求項４又は５に記載のエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハの製造方法。