JP2018058749A - 炭化珪素単結晶育成用の種結晶基板及びその製造方法並びに炭化珪素単結晶の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】坩堝内に装填したSiC原料を加熱して昇華ガスを発生させ、坩堝内に対向配置したSiCからなる種結晶基板上に再結晶させる昇華再結晶法によりSiC単結晶を成長させる際に用いる種結晶基板1であって、炭化珪素単結晶を成長させる成長面に対して反対の種結晶基板の裏面が、機械加工により形成された厚さ0.05μm以上2μm以下の加工変質層14を有する炭化珪素単結晶育成用の種結晶基板。前記成長面は研磨加工による鏡面研磨面を有し、前記種結晶基板の裏面は、(0001)面に対して0.1°以上8°以下のオフ角を有する種結晶基板。
【選択図】図3
Description
また、本発明の別の目的は、上記種結晶基板の製造方法を提供することにある。
(1)坩堝内に装填した炭化珪素原料を加熱して昇華ガスを発生させ、坩堝内に対向配置した炭化珪素からなる種結晶基板上に再結晶させる昇華再結晶法により、炭化珪素単結晶を成長させる際に用いる種結晶基板であって、炭化珪素単結晶を成長させる成長面に対して反対の種結晶基板の裏面が、機械加工により形成された厚さ0.05μm以上2μm以下の加工変質層を有することを特徴とする炭化珪素単結晶育成用の種結晶基板。
(2)前記加工変質層の表面粗さRaが0.01μm以上5μm以下である(1)に記載の種結晶基板。
(3)前記成長面は研磨加工による鏡面研磨面を有する(1)又は(2)に記載の種結晶基板。
(4)前記鏡面研磨面の表面粗さRaが0.0001μm以上5μm以下である(3)に記載の種結晶基板。
(5)前記種結晶基板の裏面は、(0001)面に対して0.1°以上8°以下のオフ角を有する(1)〜(4)のいずれかに記載の種結晶基板。
(6)4インチ口径以上のウェハ製造用の炭化珪素単結晶を成長させるのに用いられる(1)〜(5)のいずれかに記載の種結晶基板。
(8)前記機械加工は、♯1000以上♯8000以下の粒度を有する砥石又は砥粒を用いて行う(7)に記載の種結晶基板の製造方法。
(9)前記機械加工が研削加工である(7)又は(8)に記載の種結晶基板の製造方法。
(10)前記炭化珪素板状体は、少なくとも種結晶基板の裏面が(0001)面に対して0.1°以上8°以下のオフ角を有するように切り出される(7)〜(9)のいずれかに記載の種結晶基板の製造方法。
(12)前記加工変質層の表面粗さRaが0.01μm以上5μm以下である(11)に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
本発明における種結晶基板は、昇華再結晶法においてSiC単結晶を成長させる成長面と反対側である種結晶基板の裏面が、研磨加工による鏡面研磨面ではなく、機械加工が施されて形成された加工変質層を有するものである。
4インチ口径ウェハが製造可能であって、昇華再結晶法により{0001}を主面として成長させた4H型SiC単結晶インゴットを準備した。このSiC単結晶インゴットの外周側面を円筒研削により外形加工して平坦化した後、マルチワイヤーソーを用いて厚さ1.2mmのSiC板状体を切り出した。その際、切り出し面(スライス面)は、{0001}を主面として[11−20]方向へc軸が4°傾斜(オフ角4°)するようにした。
6インチ口径ウェハが製造可能であって、昇華再結晶法により{0001}を主面として成長させた4H型SiC単結晶インゴットを用いた以外は実施例1と同様にし、同じ加工プロセスにより厚さ1.5mm、口径6インチであり、かつ、主面(成長面)がc面からなり4°のオフ角を有する種結晶基板を得た。得られた種結晶基板について、実施例1と同様にして測定及び観察を行ったところ、成長面(鏡面研磨面)の表面粗さRaは0.0005μmであった。また、裏面(研削加工面)の表面粗さRaは0.024μmであった。更に、裏面の加工変質層の厚さは0.70μmであった。なお、成長面側にも僅かながら加工変質層の存在が確認されたものの、その厚みはおよそ0.02μmであった。
実施例2と同様に、6インチ口径ウェハが製造可能であって、昇華再結晶法により{0001}を主面として成長させた4H型SiC単結晶インゴットを用い、成長面とは反対の裏面側の機械研削加工は施さず、その他は同じ加工プロセスにより厚さ1.5mm、口径6インチであり、かつ、主面(成長面)がc面からなり4°のオフ角を有する種結晶基板を得た。得られた種結晶基板について、実施例1と同様にして測定及び観察を行ったところ、成長面(鏡面研磨面)の表面粗さRaは0.0005μmであった。また、裏面(粒径9μm砥粒のラップ研磨面)の表面粗さRaは0.030μmであった。更に、裏面の加工変質層の厚さは1.47μmであった。なお、成長面側にも僅かながら加工変質層の存在が確認されたものの、その厚みはおよそ0.02μmであった。
6インチ口径ウェハが製造可能であって、昇華再結晶法により{0001}を主面として成長させた4H型SiC単結晶インゴットを準備した。このSiC単結晶インゴットの外周側面を円筒研削により外形加工して平坦化した後、マルチワイヤーソーを用いて厚さ1.7mmのSiC板状体を切り出した。その際、切り出し面(スライス面)は、{0001}を主面として[11−20]方向へc軸が4°傾斜(オフ角4°)するようにした。
比較例1と同様にして、6インチ口径で厚さ1.7mmのSiC板状体を切り出した。その後、裏面側はマルチワイヤーソーのスライス面のままとし、表面側のスライス面のみ、定盤片面加工機でラップ研磨した(研磨加工)。その際、ダイヤモンドスラリーにおける砥粒の粒径(平均粒径)を9μm、3μm、1μm、0.5μmの順に段階的に小さくして鏡面研磨面を形成し(スライス後加工1、2、3、4)、厚さ1.5mm、口径6インチであり、かつ、主面(成長面)がc面からなり4°のオフ角を有する種結晶基板を得た。
Claims (12)
- 坩堝内に装填した炭化珪素原料を加熱して昇華ガスを発生させ、坩堝内に対向配置した炭化珪素からなる種結晶基板上に再結晶させる昇華再結晶法により、炭化珪素単結晶を成長させる際に用いる種結晶基板であって、炭化珪素単結晶を成長させる成長面に対して反対の種結晶基板の裏面が、機械加工により形成された厚さ0.05μm以上2μm以下の加工変質層を有することを特徴とする炭化珪素単結晶育成用の種結晶基板。
- 前記加工変質層の表面粗さRaが0.01μm以上5μm以下である請求項1に記載の種結晶基板。
- 前記成長面は研磨加工による鏡面研磨面を有する請求項1又は2に記載の種結晶基板。
- 前記鏡面研磨面の表面粗さRaが0.0001μm以上5μm以下である請求項3に記載の種結晶基板。
- 前記種結晶基板の裏面は、(0001)面に対して0.1°以上8°以下のオフ角を有する請求項1〜4のいずれかに記載の種結晶基板。
- 4インチ口径以上のウェハ製造用の炭化珪素単結晶を成長させるのに用いられる請求項1〜5のいずれかに記載の種結晶基板。
- 坩堝内に装填した炭化珪素原料を加熱して昇華ガスを発生させ、坩堝内に対向配置した炭化珪素からなる種結晶基板上に再結晶させる昇華再結晶法により、炭化珪素単結晶を成長させる際に用いる種結晶基板の製造方法であって、炭化珪素単結晶インゴットから炭化珪素板状体を所定の厚みで切り出した後、炭化珪素単結晶を成長させる成長面側は研磨加工により鏡面研磨面とすると共に、成長面と反対側の裏面は、機械加工により形成された厚さ0.05μm以上2μm以下の加工変質層を有するようにすることを特徴とする炭化珪素単結晶育成用の種結晶基板の製造方法。
- 前記機械加工は、♯1000以上♯8000以下の粒度を有する砥石又は砥粒を用いて行う請求項7に記載の種結晶基板の製造方法。
- 前記機械加工が研削加工である請求項7又は8に記載の種結晶基板の製造方法。
- 前記炭化珪素板状体は、少なくとも種結晶基板の裏面が(0001)面に対して0.1°以上8°以下のオフ角を有するように切り出される請求項7〜9のいずれかに記載の種結晶基板の製造方法。
- 坩堝本体と坩堝蓋体とからなる坩堝の坩堝本体側に装填した炭化珪素原料を加熱して昇華ガスを発生させ、坩堝蓋体側に配置した炭化珪素からなる種結晶基板上に再結晶させる昇華再結晶法により、炭化珪素単結晶を成長させる炭化珪素単結晶の製造方法であって、種結晶基板が、炭化珪素単結晶を成長させる成長面側は研磨加工により形成された鏡面研磨面を有し、それとは反対側は機械加工により形成された厚さ0.05μm以上2μm以下の加工変質層を有して、該加工変質層を坩堝蓋体に接触させるようにして種結晶基板を配置し、炭化珪素単結晶を成長させることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記加工変質層の表面粗さRaが0.01μm以上5μm以下である請求項11に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002308697A (ja) * | 2001-04-05 | 2002-10-23 | Nippon Steel Corp | 炭化珪素単結晶インゴット及びその製造方法並びに炭化珪素単結晶育成用種結晶の装着方法 |
JP2003119098A (ja) * | 2001-10-16 | 2003-04-23 | Denso Corp | 種結晶の固定方法および固定状態の評価方法 |
JP2008280196A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 種結晶の固定方法 |
JP2010116275A (ja) * | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Bridgestone Corp | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
JP2014034485A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Mitsubishi Electric Corp | 単結晶の製造方法 |
JP2015131740A (ja) * | 2014-01-10 | 2015-07-23 | 住友電気工業株式会社 | 種基板、インゴットおよびインゴットの製造方法 |
-
2017
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002308697A (ja) * | 2001-04-05 | 2002-10-23 | Nippon Steel Corp | 炭化珪素単結晶インゴット及びその製造方法並びに炭化珪素単結晶育成用種結晶の装着方法 |
JP2003119098A (ja) * | 2001-10-16 | 2003-04-23 | Denso Corp | 種結晶の固定方法および固定状態の評価方法 |
JP2008280196A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 種結晶の固定方法 |
JP2010116275A (ja) * | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Bridgestone Corp | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
JP2014034485A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Mitsubishi Electric Corp | 単結晶の製造方法 |
JP2015131740A (ja) * | 2014-01-10 | 2015-07-23 | 住友電気工業株式会社 | 種基板、インゴットおよびインゴットの製造方法 |
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