JP2018113303A - SiCエピタキシャルウェハ及びその製造方法 - Google Patents

SiCエピタキシャルウェハ及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】デバイスキラー欠陥となる基底面転位(BPD)及び内在3C三角欠陥が少ないSiCエピタキシャルウェハ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】主面が(0001)面に対して0.4°〜5°のオフ角を有するSiC単結晶基板1と、SiC単結晶基板1上に設けられたエピタキシャル層2と、を有し、エピタキシャル層2はSiC単結晶基板1から外表面まで連なる基底面転位2Aの密度が0.1個/cm以下であり、内在3C三角欠陥密度が0.1個/cm以下であるSiCエピタキシャルウェハ10の製造方法は、第1の成長速度から成長速度が50μm/h以上の第2の成長速度に向かって徐々に成長速度を速めながらSiC単結晶基板1上にSiCをエピタキシャル成長する第1工程と、50μm/h以上の成長速度でSiCをエピタキシャル成長する第2工程とを有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、SiCエピタキシャルウェハ及びその製造方法に関する。
炭化珪素(SiC)は、シリコン(Si)に比べて絶縁破壊電界が1桁大きく、また、バンドギャップが3倍大きく、さらに、熱伝導率が3倍程度高い等の特性を有する。そのため、炭化珪素(SiC)は、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。
SiCデバイスの実用化の促進には、高品質のSiCエピタキシャルウェハ、及び高品質のエピタキシャル成長技術の確立が不可欠である。
SiCデバイスは、昇華再結晶法等で成長させたSiCのバルク単結晶から加工して得られたSiC単結晶基板上に、化学的気相成長法(Chemical Vapor Deposition:CVD)等によってデバイスの活性領域となるエピタキシャル層(膜)を成長させたSiCエピタキシャルウェハを用いて作製されるのが一般的である。
より具体的には、(0001)面から<11−20>方向にオフ角を有する面を成長面とするSiC単結晶基板上にステップフロー成長(原子ステップからの横方向成長)させて4Hのエピタキシャル層を成長させるのが一般的である。
SiCエピタキシャルウェハにおいて、SiCデバイスに致命的な欠陥を引き起こすデバイスキラー欠陥の一つとして、基底面転位(Basal plane dislocation:BPD)が知られている。
SiC単結晶基板中における基底面転位の多くは、エピタキシャル層が形成される際に貫通刃状転位(Threading edge dislocation:TED)に変換される。一方で、エピタキシャル層にそのまま引き継がれる一部の基底面転位は、デバイスキラー欠陥となる。
そのため、SiC単結晶基板からエピタキシャル層に引き継がれる基底面転位の割合を低減し、デバイスキラー欠陥を低減する検討が進められている。
例えば特許文献1には、結晶成長過程における温度を制御することで、SiC単結晶基板に付着した原子のマイグレーションを変化させるような熱ストレスを加え、3インチのSiCエピタキシャルウェハにおける基底面転位密度を10個/cm以下としたことが記載されている。
また、例えば特許文献2には、結晶成長過程におけるCVDの反応物濃度、圧力、温度及びガス流等のパラメータを制御することで、SiCエピタキシャルウェハにおける基底面転位密度を10個/cm以下としたことが記載されている。
さらに、例えば非特許文献1には、エピタキシャル層の成長速度を50μm/hにすることで、SiC単結晶基板からエピタキシャル層に引き継がれるBPDの割合を1%まで低減できることが記載されている。現段階での技術水準では、6インチのSiC単結晶基板表面に存在する基底面転位が100〜5000個/cm程度であるため、1%にするということは、SiCエピタキシャルウェハの表面に10〜50個/cmの基底面転位が生じることを意味する。
また非特許文献2には、C/Si比を高めることで、エピタキシャルウェハ内の基底面転位密度を低減できることが記載されている。
また非特許文献3には、基底面転位密度と内在3C三角欠陥との間にはトレードオフの関係があることが記載されている。
特開2011−219299号公報 特開2015−521378号公報 特開2013−239606号公報
T.Hori,K.Danno and T.Kimoto.Journal of Crystal Growth,306(2007)297−302. W.Chen and M.A.Capano.JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 98,114907(2005). H.Tsuchida,M.Ito,I.Kamata and M.Nagano.Materials Science Forum Vol.615−617(2009)pp67−72.
近年、一つのエピタキシャルウェハからのSiCデバイスの取れ数を高め、製造コストを低減するために、SiCエピタキシャルウェハを6インチ以上のサイズに大型化する試みが進められている。そのため、6インチ以上の大型のSiCエピタキシャルウェハにおいても、基底面転位密度の少ないものが求められている。
しかしながら、上述の文献に記載されたSiCエピタキシャルウェハは、いずれもSiCエピタキシャルウェハのサイズが6インチ以下である。上記条件を、単純に6インチサイズに適用すると、基板面積が大きいためSiC単結晶基板の面内で成膜条件がばらつき、4インチと同等の結果が得られなかった。
また成長速度を大きくしすぎると、三角欠陥等の結晶欠陥が増大するという問題がある。例えば特許文献3の段落0043には、結晶の成長速度が大きすぎると、結晶欠陥が発生するおそれが高まることが記載されている。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、デバイスキラー欠陥となる基底面転位及び内在3C三角欠陥の少ないSiCエピタキシャルウェハ及びその製造方法を得ることを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討の結果、結晶成長条件を高速のエピタキシャル成長条件に向かって漸近させるランピング工程と、高速で結晶をエピタキシャル成長させる高速成長工程と、を設けることで、基底面転位及び内在3C三角欠陥の少ないSiCエピタキシャルウェハが得られることを見出した。
すなわち、本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
(1)本発明の一態様にかかるSiCエピタキシャルウェハは、主面が(0001)面に対して0.4°〜5°のオフ角を有するSiC単結晶基板と、前記SiC単結晶基板上に設けられたエピタキシャル層と、を有し、前記エピタキシャル層は、前記SiC単結晶基板から外表面まで連なる基底面転位密度が0.1個/cm以下であり、内在3C三角欠陥密度が0.1個/cm以下である。
(2)上記態様にかかるSiCエピタキシャルウェハにおいて、前記エピタキシャル層において、前記SiC単結晶基板側の第1領域の基底面転位密度が、前記外表面側の第2領域の基底面転位密度より高くてもよい。
(3)上記態様にかかるSiCエピタキシャルウェハにおいて、前記SiC単結晶基板と前記エピタキシャル層とが同じ導電型であり、前記エピタキシャル層は、前記SiC単結晶基板側からバッファ層とドリフト層とを有し、前記バッファ層のキャリア濃度は、前記ドリフト層より高く、前記バッファ層は、前記第1領域を含んでもよい。
(4)上記態様にかかるSiCエピタキシャルウェハにおいて、前記第1領域の厚みが、1μm以下であってもよい。
(5)上記態様にかかるSiCエピタキシャルウェハにおいて、前記SiC単結晶基板の口径が150mm以上であってもよい。
(6)上記態様にかかるSiCエピタキシャルウェハにおいて、前記エピタキシャル層の厚みが10μm以上であってもよい。
(7)本発明の一態様にかかるSiCエピタキシャルウェハの製造方法は、主面が(0001)面に対して0.4°〜5°のオフ角を有するSiC単結晶基板上にエピタキシャル層を結晶成長するSiCエピタキシャルウェハの製造方法であって、第1の成長速度から成長速度が50μm/h以上の第2の成長速度に向かって徐々に成長速度を速めながら、前記SiC単結晶基板上にSiCをエピタキシャル成長する第1工程と、50μm/h以上の成長速度でSiCをエピタキシャル成長する第2工程と、を有する。
(8)上記態様にかかるSiCエピタキシャルウェハの製造方法における前記第1工程において成長速度の増加率が、0.1μm/(h・sec)〜2.0μm/(h・sec)であってもよい。
本発明の一態様に係るSiCエピタキシャルウェハの製造方法によれば、エピタキシャル層においてSiC単結晶基板から外表面まで連なる基底面転位密度を0.1個/cm以下とし、内在3C三角欠陥密度を0.1個/cm以下にすることができる。
また本発明の一態様に係るSiCエピタキシャルウェハは、SiCデバイスのデバイス動作に大きな影響を与える基底面転位欠陥密度が低く、より高いデバイスの収率(歩留り)や品質を実現できる。
基底面転位及び貫通刃状転位を説明するためのSiCエピタキシャルウェハの断面模式図である。 SiC単結晶基板とエピタキシャル層の界面及びエピタキシャル層内部における転位の挙動を模式的に示した図である。 基底面転位から貫通刃状転位に変換されるタイミングがSiCデバイスへ与える影響の違いを示す模式図である。 フォトルミネッセンス法により特定される内在3C三角欠陥のフォトルミネッセンス像である。 本実施形態にかかるSiCエピタキシャルウェハの製造方法を模式的に示したグラフである。 エピタキシャル層の成長速度を変えて作製した4インチのSiCエピタキシャルウェハ内に含まれる基底面転位密度を示したグラフである。 エピタキシャル層の成長速度を変えて作製した6インチのSiCエピタキシャルウェハ内に含まれる基底面転位密度を示したグラフである。
以下、本実施形態にかかるSiCエピタキシャルウェハおよびSiCエピタキシャルウェハの製造方法について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材質、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
(基底面転位(BPD)、貫通刃状転位(TED))
図1は、基底面転位及び貫通刃状転位を説明するためのSiCエピタキシャルウェハの断面模式図である。
図1に示すSiCエピタキシャルウェハ10は、SiC単結晶基板1上にエピタキシャル層2を有する。
SiC単結晶基板1には、基底面転位(BPD)1Aが存在する。基底面転位とは、文字通りSiC単結晶の基底面である(0001)面(c面)に存在する転位のことである。一般に、SiC単結晶基板1は、(0001)から<11−20>方向にオフセット角を有する面を成長面1aとする。そのため、図1において基底面転位1Aは、成長面1aに対して傾いて存在する。
SiC単結晶基板1中の基底面転位1Aは、エピタキシャル層2のエピタキシャル成長する際に影響を及ぼし、転位はエピタキシャル層2内で以下の3つの挙動を示す。図2は、SiC単結晶基板1とエピタキシャル層2の界面及びエピタキシャル層2内部における転位の挙動を模式的に示した図である。
一つ目の挙動は、図2(a)に示すように、基底面転位1Aとエピタキシャル層2の界面において、基底面転位1Aから貫通刃状転位(TED)2Bへ変換する挙動である。
二つ目の挙動は、図2(b)に示すように、基底面転位1Aがそのままエピタキシャル層2へ引き継がれる挙動である。エピタキシャル層2に引き継がれた転位は、基底面転位2Aとなる。
また三つ目の挙動は、図2(c)に示すように、エピタキシャル層2の内部で基底面転位2Aから貫通刃状転位2Bに変換する挙動である。この挙動は、エピタキシャル層2の成長過程で成長条件を変更等した場合に起こりやすい。
基底面転位と貫通刃状転位は、同じバーガースベクトルを有し、相互に変換可能である。貫通刃状転位とは、結晶の変位方向を示すバーガースベクトルと転位線が直交する結晶欠陥である。結晶欠陥の形状としては、完全な結晶面に1枚の余剰な原子面が刃状に入り込んだ形を有する。
SiCデバイスへ与える悪影響は、基底面転位2Aの方が貫通刃状転位2Bより大きい。例えば、基底面転位を有するバイポーラデバイスの順方向に電流を流すと、ショックレイ型の積層欠陥を形成しながら欠陥が拡大し、デバイスの順方向特性を劣化させる。
そのため、3つの挙動のうち最もSiCデバイスへの影響が小さいのは、図2(a)で示す第1の挙動である。これに対し、3つの挙動のうち最もSiCデバイスへの影響が大きいのは、図2(b)で示す第2の挙動である。
図2(c)で示す第3の挙動の場合は、基底面転位2Aから貫通刃状転位2Bに変換されるタイミングによってSiCデバイスへ与える影響が大きく変わる。図3は、基底面転位2Aから貫通刃状転位2Bに変換されるタイミングがSiCデバイスへ与える影響の違いを示す模式図である。
SiCエピタキシャル層2は、SiC単結基板1側からバッファ層2aとドリフト層2bとを有する場合がある。ドリフト層2bはSiCデバイスが形成される層であり、バッファ層2aはドリフト層2bとSiC単結晶基板1のキャリア濃度の違いを緩和するための層である。バッファ層2aとドリフト層2bの違いは、キャリア濃度の違いにより明確に判断できる。一般的にドリフト層2bは、キャリア濃度がバッファ層2aより低い。
ドリフト層2bはSiCデバイスが形成される層であり、その層内に基底面転位2Aが含まれるとSiCデバイスに悪影響を及ぼす。すなわち図3(b)に示すように、基底面転位2Aから貫通刃状転位2Bの変換がドリフト層2b内で生じた場合は、SiCデバイスに用いるSiCエピタキシャルウェハ10として認容されない。
一方で、バッファ層2aは成長条件を調整する層であり、その層内に基底面転位2Aが含まれたからと言って、直ちにSiCデバイスに悪影響を及ぼすわけではない。すなわち図3(a)に示すように、基底面転位2Aから貫通刃状転位2Bの変換がバッファ層2a内で生じた場合は、SiCデバイスに用いるSiCエピタキシャルウェハ10として認容される。
このように、SiCデバイスへの影響を避けるために、エピタキシャル層2を積層する過程で、SiC単結晶基板1内の基底面転位1Aを貫通刃状転位2Bに高効率で変換することが求められる。また基底面転位から貫通刃状転位への変換するタイミングとしては、図2(a)に示すようなSiC単結晶基板1とエピタキシャル層2の界面、及び、図3(a)で示すようなエピタキシャル層2のバッファ層2a内とすることが求められる。
基底面転位2A及び貫通刃状転位2Bは、表面を選択エッチングすることによって生じるピットの形状およびX線トポグラフによる転位像から識別できる。選択エッチングを用いた方法は破壊検査であり、非破壊で行うことはできない。またX線トポグラフは基板全面を測定することが難しい。
そのため、紫外光を当てた際に欠陥が発光するフォトルミネッセンス光を用いたフォトルミネッセンス像を用いて検出することが好ましい。基底面転位2Aは、紫外光を照射されると、700nm以上の波長の光を発光する。
フォトルミネッセンス像を用いると、デバイスに悪影響を及ぼす態様を漏れなく検出できる。デバイスに悪影響を及ぼす態様とは、基底面転位1Aが変換されずそのままエピタキシャル層2へ引き継がれる場合(図2(b))と、基底面転位2Aがドリフト層2b内で貫通刃状転位2Bに変換する場合(図3(b))と、である。
図2(a)で示す場合は、エピタキシャル層2内に含まれる転位が貫通刃状転位2Bのみであり、700nm以上の波長の光を原則発光しない。積層欠陥の積層方向から見て斜面に当る部分が発光する場合もあるが、これらの欠陥は描像から区別可能である。
また図3(a)で示す場合は、基底面転位2Aが高キャリア濃度のバッファ層2a内に存在する為、フォトルミネッセンス光が散乱され検出されにくい。
すなわち、フォトルミネッセンス像を用いると、制御すべき基底面転位2Aの個数をカウントできる。
(内在3C三角欠陥)
図4は、内在3C三角欠陥を測定した結果を示す。図4(a)は表面顕微鏡画像であり、図4(b)はフォトルミネッセンス像であり、図4(c)は透過型電子顕微鏡(TEM)像である。図4(b)では理解を容易にするように内在3C三角欠陥Tの外周を点線で縁どりしている。
内在3C三角欠陥Tは、紫外光を照射した際に、三角形状に波長540nm〜600nmのフォトルミネセンス光を発光する欠陥を意味する。
内在3C三角欠陥Tは、いわゆる表面三角欠陥とは少し定義が異なる。表面三角欠陥は、光学顕微鏡により三角形状に見える欠陥を意味し、エピタキシャル層2の表面に見える欠陥しかとらえていない。これに対し、内在3C三角欠陥Tは、フォトルミネッセンス像により判定され、エピタキシャル層2の内部に含有されている欠陥まで捉えている。そのため、光学顕微鏡(図4(a))では三角形状の欠陥は見えなくても、フォトルミネッセンス像(図4(b))では三角形状に見える欠陥まで捉えている。
内在3C三角欠陥Tは、ステップフロー成長方向(<11−20>方向)に沿って上流から下流に三角形の頂点とその対辺(底辺)が並ぶような方向を向いて形成される欠陥である。内在3C三角欠陥Tは、エピタキシャル成長前のSiC単結晶基板上に存在した異物(パーティクル)を起点として、そこから基板のオフセット角に沿って3Cの多形の層が伸びて、エピタキシャル層2の表面に露出する。内在3C三角欠陥Tが存在する部分では、透過型電子顕微鏡像(図4(c))における原子配列が変化する。
すなわち、内在3C三角欠陥Tは、エピタキシャル層2内に内在する欠陥であり、3Cの多形を内在する三角形状の欠陥である。3Cの多形のSiCが形成された部分は、その他の4Hの多形からなる正常なエピタキシャル層と電気特性が異なるため、内在3C三角欠陥を含むSiCデバイスは不良品となる。
なお、内在3C三角欠陥は底辺の長さが長くなると、欠陥が占める面積が大きくなるため検出しやすくなる。そのため、内在3C三角欠陥を漏れなく検出するためには、エピタキシャル層2の結晶成長速度を早くする又はエピタキシャル層2の厚みを厚くすることが好ましい。
例えば、エピタキシャル層2の結晶成長速度が50μm/hより小さければエピタキシャル層2の厚みは30μm以上とすることが好ましく、エピタキシャル層2の結晶成長速度が50μm/h以上であればエピタキシャル層2の厚みは10μm以上とすることが好ましい。
(SiCエピタキシャルウェハの製造方法)
本実施形態にかかるSiCエピタキシャルウェハ10の製造方法は、主面が(0001)面に対して0.4°〜5°のオフ角を有するSiC単結晶基板1上にエピタキシャル層2を結晶成長するものである。
まずSiC単結晶基板1を準備する。SiC単結晶基板1の作製方法は特に問わない。例えば、昇華法等で得られたSiCインゴットをスライスすることで得られる。
SiC単結晶基板1には、基底面転位1Aが(0001)面(c面)に沿って存在する。SiC単結晶基板1の成長面1aに露出している基底面転位1Aの個数は、少ない方が好ましいが、特に限定するものではない。現段階での技術水準では、6インチのSiC単結晶基板1の表面(成長面)に存在する基底面転位1Aの個数は1cmあたり1000〜5000個程度である。
次いで、SiC単結晶基板1上にエピタキシャル層2をエピタキシャル成長させ、SiCエピタキシャルウェハ10を作製する。エピタキシャル層2は、例えば化学気相成長(CVD)法等によりSiC単結晶基板1の成長面1a上に、ステップフロー成長(原子ステップから横方向成長)して得られる。
エピタキシャル層2を成長する過程は、第1工程と第2工程とに区分される。図5は、エピタキシャル層2を成長させる成長条件を模式的に示した図である。
図5に示すように、第1工程では、第1の成長速度Vから第2の成長速度Vに向かって成長速度を徐々に早めながら(ランピングしながら)、SiC単結晶基板1上にSiCをエピタキシャル成長する。すなわち、第1工程では成長空間内に供給する原料ガスの量を徐々に増加させる。第1工程において成長空間内に供給する原料ガスの量を徐々に増加させることで、内在3C三角欠陥の発生が抑制される。
内在3C三角欠陥は、SiC単結晶基板上に存在した異物が核となり形成される。成長空間内やSiC基板表面において原料の一部が核生成することにより生じるシリコンドロップレットや基板のポリタイプとは異なるポリタイプのSiCの析出等は、この核の一例である。
シリコンドロップレットや基板のポリタイプとは異なるポリタイプのSiCの析出のような原料の核生成は、成長空間内における原料比の乱れによって生じる。すなわち、原料の核生成は、成長空間内におけるC/Si比の乱れによって生じる。例えば、成長空間内におけるC/Si比が小さくなる(Siが過剰になる)と、シリコンドロップレットが発生しやすくなる。また成長空間内におけるC/Si比が大きくなる(Cが過剰になる)と、成長表面にステップバンチングが形成されやすくなり、それに伴ってテラス幅が大きくなり、基板のポリタイプとは異なるポリタイプのSiCが核生成しやすくなる。
また成長空間内に存在する原料ガスの量が多いと、原子の総量が多いため原子同士が会合する確率が高まる。そのため、C/Si比の僅かな乱れでも核生成が生じる。
またC/Si比は、結晶成長の初期において乱れやすい。原料の投入比を制御していても、C系原料とSi系原料とでは、基板に到達するまでの時間が異なるためである。すなわち、エピタキシャル成長の初期において、C/Si比の理論値とC/Si比の実効値とが異なっている場合がある。
そのため、投入する原料の流量を徐々に増加させずに、大量の原料ガスを一気に供給すると、内在3C三角欠陥の発生確率が高まる。この傾向は、第2の成長速度Vが非常に速い成長条件において顕著である。成長速度が早いということは、供給される原料ガス量が非常に多いためである。
第1工程において第1の成長速度Vは、0.1μm/h〜10μm/hであることが好ましく、1μm/h〜5μm/hであることがより好ましい。当該範囲内であれば、C/Si比を実効値で制御してエピタキシャル成長を行うことができる。
また第1の成長速度Vから第2の成長速度Vに至るまでの成長速度の増加率は、0.1μm/(h・sec)〜2.0μm/(h・sec)であることが好ましく、0.2μm/(h・sec)〜1.0μm/(h・sec)であることがより好ましい。
ここで成長速度の増加率は、単位時間当たりの成長速度の変化率に対応し、図5におけるグラフの傾きに対応する。成長速度の増加率が当該範囲内であれば、供給される原料の流量に急速な変化が見られず、C/Si比を大きく乱すことが避けられる。すなわち、核生成を抑制できる。
第1工程におけるC/Si比は、0.8〜1.2であることが好ましく、0.9〜1.1であることがより好ましい。第1工程において成長するエピタキシャル層は、SiC単結晶基板1と接するため、SiC単結晶基板1を構成する元素のC/Si比に合わせて設定することが好ましい。
第2工程では、50μm/h以上の成長速度でSiCをエピタキシャル成長する。第2工程における成長速度は、50μm/hであればよく、60μm/h以上であることが好ましい。第2工程における成長速度は、第1工程において最終的に到達する第2の成長速度Vのまま一定としてもよいし、変動させてもよい。
エピタキシャル層2が形成される際に、SiC単結晶基板1の基底面転位1Aの多くは、SiC単結晶基板1とエピタキシャル層2の界面(図2(a))又は第1工程の途中(図3(a))で貫通刃状転位2Bに変換される。
SiC単結晶基板1内の基底面転位1Aが、そのままエピタキシャル層2に引き継がれて基底面転位2Aになるよりも、貫通刃状転位2Bに変換して転位の長さを短くした方が、転位のエネルギーが小さくなり安定するためである。一方で一部の基底面転位1Aは、そのままエピタキシャル層2に引き継がれてキラーデバイス欠陥である基底面転位2Aになる。
基底面転位1Aから貫通刃状転位2Bへの変換効率を高め、キラーデバイス欠陥である基底面転位2Aを抑制するためには、第2工程におけるエピタキシャル層の成長速度を早くすることが好ましい。第2工程における成長速度を50μm/h以上とすると、6インチ以上のSiCエピタキシャルウェハ10においても、SiC単結晶基板1から貫通刃状転位2Bに変換せずに延在する基底面転位密度2Aを0.1個/cm以下にできる。
ここで、「6インチ以上」のSiCエピタキシャルウェハ10において、SiC単結晶基板1から貫通刃状転位2Bに変換せずに延在する基底面転位密度2Aを0.1個/cm以下としたという点は非常に重要な点である。従来の4インチ以下のSiCエピタキシャルウェハにおいては、基底面転位密度を比較的低密度に抑えたSiCエピタキシャルウェハの報告がされている。しかしながら、6インチ以上のSiCエピタキシャルウェハにおいては、このような報告はされていない。6インチ以上のSiCエピタキシャルウェハにおいては、SiC単結晶基板の成膜条件がばらついてしまい、4インチと同等の結果を得ることは難しい。
また4インチ以下のSiCエピタキシャルウェハ10では、エピタキシャル層2の成長速度が50μm/h未満の場合においても、たまたま基底面転位密度が0.1個/cm以下となる場合がある。例えば、SiC単結晶基板1自体が有する基底面転位1Aが少ない場合や成膜条件が特定の条件で固定された場合である。
しかし実際には、SiC単結晶基板1の状態は、同一ではなくバッチや枚葉ごとに異なる。また成膜条件も種々の理由で変更する必要がある。そのため、4インチ以下のSiCエピタキシャルウェハ10であっても、基底面転位密度を安定的に低減することは難しい。
第1工程、第2工程におけるC/Si比は、0.8〜1.4であることが好ましい。当該範囲のC/Si比であれば、デバイス動作層として好ましい特性のエピタキシャルウェハを得ることができる。例えば、転位起因のピットを浅くしたい場合は低めのC/Siとし、n型ドーピングのバックグラウンドを下げたい場合は高C/Si比とすることが好ましい。
また第2工程において原料ガスと同時に、Cl元素を有するガス(例えばHClガス)等を成膜空間内に導入することが好ましい。Cl元素を有するガスを同時に導入すると、成長面1aにおいてSiClが形成し、Siドロップレットの発生をより抑制できる。
さらに、成膜環境におけるガス圧を低下させることが好ましい。具体的には、1Torr以上100Torr以下にすることが好ましく、1Torr以上50Torr以下にすることがより好ましい。成膜環境におけるガス圧がこの範囲であれば、エピタキシャル層の成長速度を充分に確保しつつ、気相中でSiCが核生成し、SiC単結晶基板上に付着することを抑えることができる。すなわち、三角欠陥の起点となる異物の発生を避けることができる。
また第2工程において、エピタキシャル層2の成長速度を75μm/h以上とすることが好ましく、300μm/h以下とすることが好ましい。エピタキシャル層2の成長速度を75μm/h以上とすると、基底面転位1Aから貫通刃状転位2Bへの変換効率をより高めることができ、安定的に基底面転位密度を0.1個/cm以下とすることができる。一方で、成長速度が300μm/h以下であれば、C/Si比の乱れを抑え、三角欠陥の発生を抑制することができる。
またエピタキシャル層2を成長させる前に、SiC単結晶基板1の成長面1aにエッチング、研磨等の表面処理を施してもよい。エピタキシャル層2を成長させる前に、SiC単結晶基板1の成長面1aをエッチングまたは研磨することで、成長面1aに残るダメージ(結晶歪、異物)等を除去することができる。
エッチングは、成膜チャンバー内で行うことが好ましい。エッチングガスとしては、水素ガス、塩化水素ガス、シラン(SiH)ガス等を用いることができる。研磨は化学的機械研磨(CMP)等を用いることができる。
またエピタキシャルウェハ10の成長初期にバッファ層2aを形成してもよい。バッファ層2aは、キャリア濃度がエピタキシャル層2のドリフト層2bより高い部分である。バッファ層2aがあると、SiC単結晶1とドリフト層2bの間のキャリア濃度を調整できる。
上述のように、本発明の一態様に係るSiCエピタキシャルウェハの製造方法によれば、成長速度を早めることで、基底面転位1Aから貫通刃状転位2Bへの変換効率を高め、エピタキシャルウェハにおけるSiC単結晶基板1から貫通刃状転位2Bに変換せずに延在する基底面転位密度を0.1個/cm以下とすることができる。
また成長速度を所定の速度以上とすることで、異なるSiC単結晶基板、異なる成膜条件においても、再現性高く安定的に基底面転位密度を0.1個/cm以下とすることができる。
さらに、エピタキシャル層の成長速度を早めることにより発生する可能性の高まる内在3C三角欠陥も、成膜条件等を所定の条件にすることで低減できる。
(SiCエピタキシャルウェハ)
本実施形態にかかるSiCエピタキシャルウェハは、上述の製造方法により得られる。本実施形態にかかるSiCエピタキシャルウェハは、図1に示すように、SiC単結晶基板1と、SiCエピタキシャル層2を有する。
SiC単結晶基板1は、主面が(0001)面に対して0.4°〜5°のオフ角を有する。オフ角が当該範囲であれば、デバイスに求められるオフ角を維持したままエピタキシャル層2を成長できる。
エピタキシャル層2のSiC単結晶基板1から外表面まで連なる基底面転位密度は0.1個/cm以下であり、内在3C三角欠陥密度は0.1個/cm以下である。
基底面転位は、フォトルミネッセンス法により検出される。400nm以下の波長の光を励起光とし、700nm以上の波長で発光するエピタキシャル成長のステップフロー方向に伸びる線状の欠陥を基底面転位として検出した。そして検出されたSiCエピタキシャルウェハ内の基底面転位の数を数え、SiCエピタキシャルウェハの面積で割ることで、基底面転位密度を求めた。
内在3C三角欠陥も、フォトルミネッセンス法により検出される。400nm以下の波長の光を励起光とし、540nm〜600nmの波長で発光する三角形状の欠陥を内在3C三角欠陥として検出した。そして検出されたSiCエピタキシャルウェハ内の基底面転位の数を数え、SiCエピタキシャルウェハの面積で割ることで、内在3C三角欠陥の密度を求めた。
ここで、「SiC単結晶基板1から外表面まで連なる基底面転位密度」とは、図2(b)に示すように、SiC単結晶基板1から貫通刃状転位2Bに変換されずに外表面まで延在する基底面転位2Aの密度を原則意味する。
エピタキシャル層2内に存在する基底面転位2Aには、2つのパターンが存在する。1つは、図2(b)に示すようにSiC単結晶基板1から貫通刃状転位2Bに変換されずに外表面まで延在する基底面転位2Aであり、もう一つは、図3(a)及び(b)に示すように、エピタキシャル層2の内部で貫通刃状転位2Bに変換された基底面転位2Aである。
フォトルミネッセンス像として測定されているものは、前者であり、後者は原則測定されていない。図3(a)に示すように、バッファ層2a内で貫通刃状転位2Bに変換される場合は、フォトルミネッセンス光が散乱し、充分測定されない。また図3(b)に示すドリフト層2bは、原則上述の第2工程で高速成長するため、ドリフト層2b内での貫通刃状転位2Bへの変換はあまり生じない。
またこれらのエピタキシャル層2の内部で貫通刃状転位2Bに変換された基底面転位2Aの一部を同時に測定したとしても、基底面転位2Aを多めに測定しているのであって、SiC単結晶基板1から外表面まで連なる基底面転位密度2Aの密度が0.1個/cm以下であることは変わらない。
基底面転位密度が小さいと、1枚のSiCエピタキシャルウェハからのSiCデバイスを作製する取れ効率(歩留り)を高めることができる。また内在3C三角欠陥密度が小さいと、4Hの多形からなる正常なエピタキシャル層と電気特性が異なる3C多形の部分の占める割合が小さくなるため、SiCデバイスの有効面積及び収率向上に寄与する。
SiC単結晶基板の口径は150mm以上(6インチ以上)であることが好ましい。6インチ以上のSiCエピタキシャルウェハにおいて、基底面転位密度及び内在3C三角欠陥が上述の範囲のSiCエピタキシャルウェハは、今回初めて見出されたものである。
6インチ以上であるということは重要であり、1枚のSiCエピタキシャルウェハから作製することができるSiCデバイスの取れ数を多くすることができ、SiCデバイスの低価格化を実現することができる。SiCデバイスは非常に性能が良い一方でSiデバイスと比較してコストが高い点が課題であるが、大型で基底面転位密度が少ないSiCデバイスはコストの大幅な低減につながる。
エピタキシャル層2は、SiC単結晶基板1側の第1領域の基底面転位密度が、外表面側の第2領域の基底面転位密度より高い。これは、エピタキシャル層2の結晶成長条件が第1工程と第2工程とに分かれていることに起因する。
成長速度を上げるに伴い、基底面転位2Aから貫通刃状転位2Bへの変換が起きやすくなる。成長速度を徐々に上げている第1工程では、変換率が徐々に高まっていく。50μm/hを超える成長速度領域では、ほとんどのBPDをTEDに変換できる。つまり、第2工程で成長したエピタキシャル層は、第1工程で成長したエピタキシャル層より相対的に基底面転位密度が低くなる。
そのため、第1工程で成長したエピタキシャル層が第1領域に対応し、第2工程で成長したエピタキシャル層が第2領域に対応する。第1工程と第2工程は成長条件がなだらかに変化しているため、結晶としての明確な境界は見られないが、基底面転位密度の異なる領域として判別できる。
SiC単結晶基板1とエピタキシャル層2とが同じ導電型の場合、エピタキシャル層2は、SiC単結晶1側からバッファ層2aとドリフト層2bとを有してもよい。バッファ層を設けることで、SiC単結晶基板1とドリフト層2bとのキャリア濃度の違いを調整できる。
第1領域は、バッファ層2a内に含まれることが好ましい。上述のように、第1領域はエピタキシャル層2内において基底面転位密度が相対的に高い。基底面転位2Aはバッファ層2a内であれば、SiCデバイスへ及ぼす影響を小さくできる。すなわち、製造過程において第1工程は、バッファ層2aを形成する過程において行うことが好ましい。
BPDはなるべくエピタキシャル層2に伸展しない方がよい。そのため、第1領域の厚みは、1μm以下であることが好ましい。なお、第1領域の厚みは、エピタキシャル層2を厚み方向に削りながら測定した基底面転位密度から判定する。基底面転位密度が、外表面の基底面転位密度の10倍以上となった研削面からSiC単結晶基板1までの厚みが、第1領域の厚みに対応する。
エピタキシャル層2の厚みは10μm以上であることが好ましい。内在3C三角欠陥はエピタキシャル層2の厚みが厚い方が見出しやすい。そのため、エピタキシャル層2の厚みが当該範囲であれば、内在3C三角欠陥を漏れなく特定できる。
SiCエピタキシャルウェハの形状は、特に限定されない。一般に用いられる円形、オリエンタルフラット(OF)等の切り欠けを有する形状でもよい。
本実施形態にかかるSiCエピタキシャルウェハによれば、SiCデバイスのキラーデバイス欠陥となる基底面転位(BPD)及び内在3C三角欠陥の量が少なく、SiCデバイスの品質が高まる。
また自動車向けのモジュール等は、100A級の大電流を一つのデバイスで扱うため、SiCエピタキシャルウェハから生産されるSiCチップ(SiCデバイスの基板)が、10mm角級に大型化される。このような大型のSiCチップにおいては、基底面転位密度の取れ効率への影響は極めて高く、基底面転位密度を低減できることは極めて重要である。
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
「基底面転位密度の検討」
(実施例1−1〜1−5)
4インチのSiC単結晶基板を準備した。準備したSiC単結晶基板は、4H型のポリタイプであり、主面は4°のオフ角を有する。
次いで、SiC単結晶基板を成長炉内に導入し、成長面に対し水素ガスを用いてガスエッチングを行った。エッチングの温度はエピタキシャル成長時の温度と同一とした。
次いで、エッチング後の4H−SiC単結晶基板の表面に対して、原料ガスとしてシラン、プロパン、キャリアガスとして水素を供給しながら、エピタキシャル層を成長させた。第1工程における第1の成長速度Vを4μm/hとし、第2の成長速度Vを75μm/hとした。第1工程において第1の成長速度Vから第2の成長速度Vに至るまでの成長速度の最大増加率は、0.4μm/(h・sec)とした。
成長速度の最大増加率の計算方法は以下のように求めた。ある成長速度Vになる際のシリコン系の原料ガスの流量をx(sccm)とし、シリコン系の原料ガスの流量の最大増加率をy(sccm/sec)とする。そして、以下の計算式(1)に従い、成長速度の最大増加率を求めた。
「成長速度の最大増加率」=y÷x×V・・・(1)
カーボン系原料はC/Si=0.8〜1.4の比率で、シリコン系原料流量増加に合わせて増加させた。第1工程におけるC/Si比は1.0とし、第2工程におけるC/Si比は1.2とした。
そして作製されたSiCエピタキシャルウェハを(フォトンデザイン社製のフォトルミネッセンスイメージング装置)を用いて、基底面転位密度を評価した。求めた結果を表1及び図6に示す。またSiC単結晶基板1が有する基底面転位1Aの数は、サンプルごとに異なるため同一の条件を異なる4つのサンプルで検討した。その結果を実施例1−2〜1−5として示す。
(実施例2−1)
実施例2−1は、第2の成長速度Vを60μm/hとした点が実施例1−1と異なる。その他の条件は、実施例1−1と同様とした。得られた実施例2−1のSiCエピタキシャルウェハについても基底面転位密度を評価した。求めた結果を表1及び図6に示す。
(比較例1−1〜1−6)
比較例1−1は、第2の成長速度Vを45μm/hとした点が実施例1−1と異なる。その他の条件は、実施例1−1と同様とした。得られた比較例1−1のSiCエピタキシャルウェハについても基底面転位密度を評価した。求めた結果を表1及び図6に示す。またSiC単結晶基板1が有する基底面転位1Aの数は、サンプルごとに異なるため同一の条件を異なる5つのサンプルで検討した。その結果を比較例1−2〜1−6として示す。
(実施例3−1〜3−5)
実施例3−1は、SiC単結晶基板のサイズが6インチである点が実施例1−1と異なる。その他の条件は、実施例1−1と同様とした。
得られた実施例3−1のSiCエピタキシャルウェハについても基底面転位密度を評価した。求めた結果を表2及び図7に示す。またSiC単結晶基板1が有する基底面転位1Aの数は、サンプルごとに異なるため同一の条件を異なる5つのサンプルで検討した。その結果を実施例3−2〜3−5として示す。
(実施例4−1〜4−3)
実施例4−1は、SiC単結晶基板のサイズが6インチである点が実施例2−1と異なる。その他の条件は、実施例2−1と同様とした。
得られた実施例4−1のSiCエピタキシャルウェハについても基底面転位密度を評価した。求めた結果を表2及び図7に示す。またSiC単結晶基板1が有する基底面転位1Aの数は、サンプルごとに異なるため同一の条件を異なる3つのサンプルで検討した。その結果を実施例4−2及び4−3として示す。
(比較例2−1〜2−3)
比較例2−1は、SiC単結晶基板のサイズが6インチである点が比較例1−1と異なる。その他の条件は、比較例1−1と同様とした。
得られた比較例2−1のSiCエピタキシャルウェハについても基底面転位密度を評価した。求めた結果を表2及び図7に示す。またSiC単結晶基板1が有する基底面転位1Aの数は、サンプルごとに異なるため同一の条件を異なる3つのサンプルで検討した。その結果を比較例2−2及び2−3として示す。
表1及び表2に示すように、第2の成長速度Vを50μm/h以上とすると、SiCエピタキシャルウェハの基底面転位密度が0.1個/cm以下であった。これに対し、第2の成長速度Vを50μm/h未満の場合、基底面転位密度が0.1個/cmを超えるものがあった。特に、SiC単結晶基板の大きさが6インチの場合は、基底面転位密度が大きかった。
「内在3C三角欠陥の検討」
(実施例3−1)
実施例3−1のSiCエピタキシャルウェハに紫外光を当てて、発光した540nm〜600nmの波長の光をフォトルミネッセンス光として測定し、内在3C三角欠陥密度を検出した。また同時に共焦点微分干渉光学系表面検査装置(SICA)で測定した表面に表出して見られる表面三角欠陥密度も同時に測定した。その結果を表3に示す。
(比較例3−1)
比較例3−1では、第1工程を行わなかった点が実施例3−1と異なる。比較例3−1の内在3C三角欠陥密度及び表面三角欠陥密度を実施例3−1と同様に測定した。その結果を表3に示す。
(比較例3−2)
比較例3−2では、第1工程を行わず、第2工程における成長速度を7μm/hとした点が実施例3−1と異なる。比較例3−2の内在3C三角欠陥密度及び表面三角欠陥密度を実施例3−1と同様に測定した。その結果を表3に示す。
表3の比較例3−1に示すように第1工程を設けないと、内在3C三角欠陥密度が高くなった。また表3の比較例3−2に示すように第2工程における結晶成長速度を遅くすると、基底面転位密度が高くなった。
これに対し、第1工程を行い第2工程で75μm/hでエピタキシャル成長を行った実施例3−1は、基底転位密度も三角欠陥密度も0.1個/cm以下であった。なお、表面三角欠陥密度はいずれも差が無く、SICAでは内在している三角欠陥まで検出できていないことが確認された。
1…SiC単結晶基板、2…エピタキシャル層、10…SiCエピタキシャルウェハ、1A,2A…基底面転位、2B…貫通刃状転位、T…三角欠陥

Claims (8)

  1. 主面が(0001)面に対して0.4°〜5°のオフ角を有するSiC単結晶基板と、
    前記SiC単結晶基板上に設けられたエピタキシャル層と、を有し、
    前記エピタキシャル層は、前記SiC単結晶基板から外表面まで連なる基底面転位密度が0.1個/cm以下であり、内在3C三角欠陥密度が0.1個/cm以下である、SiCエピタキシャルウェハ。
  2. 前記エピタキシャル層において、前記SiC単結晶基板側の第1領域の基底面転位密度が、前記外表面側の第2領域の基底面転位密度より高い、請求項1に記載のSiCエピタキシャルウェハ。
  3. 前記SiC単結晶基板と前記エピタキシャル層とが同じ導電型であり、
    前記エピタキシャル層は、前記SiC単結晶基板側からバッファ層とドリフト層とを有し、
    前記バッファ層のキャリア濃度は、前記ドリフト層より高く、
    前記バッファ層は、前記第1領域を含む、請求項2に記載のSiCエピタキシャルウェハ。
  4. 前記第1領域の厚みが、1μm以下である請求項2または3のいずれかに記載のSiCエピタキシャルウェハ。
  5. 前記SiC単結晶基板の口径が150mm以上である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のSiCエピタキシャルウェハ。
  6. 前記エピタキシャル層の厚みが10μm以上である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のSiCエピタキシャルウェハ。
  7. 主面が(0001)面に対して0.4°〜5°のオフ角を有するSiC単結晶基板上にエピタキシャル層を結晶成長するSiCエピタキシャルウェハの製造方法であって、
    第1の成長速度から成長速度が50μm/h以上の第2の成長速度に向かって徐々に成長速度を速めながら、前記SiC単結晶基板上にSiCをエピタキシャル成長する第1工程と、
    50μm/h以上の成長速度でSiCをエピタキシャル成長する第2工程と、を有するSiCエピタキシャルウェハの製造方法。
  8. 前記第1工程において成長速度の増加率が、0.1μm/(h・sec)〜2.0μm/(h・sec)である、請求項7に記載のSiCエピタキシャルウェハの製造方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020095872A1 (ja) * 2018-11-05 2020-05-14 学校法人関西学院 SiC半導体基板及びその製造方法及びその製造装置
WO2021060369A1 (ja) * 2019-09-27 2021-04-01 学校法人関西学院 SiC基板、SiC基板の製造方法、SiC半導体装置およびSiC半導体装置の製造方法
CN114174565A (zh) * 2019-03-05 2022-03-11 学校法人关西学院 SiC外延衬底的制造方法及其制造装置
CN114375351A (zh) * 2019-08-06 2022-04-19 学校法人关西学院 SiC衬底、SiC外延衬底、SiC晶锭及它们的制造方法
CN114430781A (zh) * 2019-08-06 2022-05-03 学校法人关西学院 SiC籽晶及其制造方法、使该SiC籽晶进行生长而得到的SiC晶锭及其制造方法、以及由该SiC晶锭制造的SiC晶片、具有外延膜的SiC晶片及它们的制造方法
CN114761629A (zh) * 2020-01-24 2022-07-15 日本碍子株式会社 双轴取向SiC复合基板以及半导体器件用复合基板

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6729605B2 (ja) 2016-02-09 2020-07-22 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶基板
DE112017007406T8 (de) * 2017-04-06 2020-02-13 Mitsubishi Electric Corporation SiC-Epitaxiewafer, Verfahren zum Herstellen eines SiC-Epitaxiewafers, SiC-Vorrichtung und Leistungsumwandlungsgerät
JP6832240B2 (ja) * 2017-05-26 2021-02-24 昭和電工株式会社 SiCエピタキシャルウェハ及びその製造方法
JP6986944B2 (ja) * 2017-12-06 2021-12-22 昭和電工株式会社 SiCエピタキシャルウェハの評価方法及び製造方法
JP7170460B2 (ja) * 2018-08-13 2022-11-14 昭和電工株式会社 SiC単結晶の評価方法、及び品質検査方法
JP6585799B1 (ja) 2018-10-15 2019-10-02 昭和電工株式会社 SiC基板の評価方法及びSiCエピタキシャルウェハの製造方法
JP2020170816A (ja) * 2019-04-05 2020-10-15 三菱電機株式会社 炭化珪素エピタキシャルウエハ、炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法、電力変換装置
FR3118284B1 (fr) * 2020-12-17 2022-11-04 Commissariat Energie Atomique Dispositif électronique en siliciure de carbone et son procédé de fabrication
WO2024057845A1 (ja) * 2022-09-13 2024-03-21 住友電気工業株式会社 炭化珪素基板、炭化珪素エピタキシャル基板および炭化珪素半導体装置の製造方法
CN116259534B (zh) * 2023-05-12 2024-06-18 比亚迪股份有限公司 碳化硅外延方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10297997A (ja) * 1997-04-24 1998-11-10 Denso Corp 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2011121847A (ja) * 2009-12-14 2011-06-23 Showa Denko Kk SiCエピタキシャルウェハ及びその製造方法
WO2012144614A1 (ja) * 2011-04-21 2012-10-26 新日本製鐵株式会社 エピタキシャル炭化珪素単結晶基板及びその製造方法
JP2013239606A (ja) * 2012-05-16 2013-11-28 Mitsubishi Electric Corp 炭化珪素エピタキシャルウェハの製造方法
JP2014093525A (ja) * 2012-10-31 2014-05-19 Lg Innotek Co Ltd エピタキシャルウエハ
WO2015005064A1 (ja) * 2013-07-09 2015-01-15 富士電機株式会社 炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置
JP2017145150A (ja) * 2016-02-15 2017-08-24 住友電気工業株式会社 炭化珪素エピタキシャル基板および炭化珪素半導体装置の製造方法

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5011549A (en) * 1987-10-26 1991-04-30 North Carolina State University Homoepitaxial growth of Alpha-SiC thin films and semiconductor devices fabricated thereon
WO1992022922A2 (en) * 1991-06-12 1992-12-23 Case Western Reserve University Process for the controlled growth of single-crystal films of silicon carbide polytypes on silicon carbide wafers
US5915194A (en) * 1997-07-03 1999-06-22 The United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration Method for growth of crystal surfaces and growth of heteroepitaxial single crystal films thereon
US6165874A (en) * 1997-07-03 2000-12-26 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method for growth of crystal surfaces and growth of heteroepitaxial single crystal films thereon
US6461944B2 (en) * 2001-02-07 2002-10-08 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Methods for growth of relatively large step-free SiC crystal surfaces
US6849874B2 (en) * 2001-10-26 2005-02-01 Cree, Inc. Minimizing degradation of SiC bipolar semiconductor devices
JP4110875B2 (ja) * 2002-08-09 2008-07-02 株式会社デンソー 炭化珪素半導体装置
US6783592B2 (en) * 2002-10-10 2004-08-31 The United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration Lateral movement of screw dislocations during homoepitaxial growth and devices yielded therefrom free of the detrimental effects of screw dislocations
US7179568B2 (en) * 2003-07-10 2007-02-20 Wisconsin Alumni Research Foundation Defect inspection of extreme ultraviolet lithography masks and the like
JP4238357B2 (ja) * 2003-08-19 2009-03-18 独立行政法人産業技術総合研究所 炭化珪素エピタキシャルウエハ、同ウエハの製造方法及び同ウエハ上に作製された半導体装置
US7230274B2 (en) * 2004-03-01 2007-06-12 Cree, Inc Reduction of carrot defects in silicon carbide epitaxy
EP1619276B1 (en) * 2004-07-19 2017-01-11 Norstel AB Homoepitaxial growth of SiC on low off-axis SiC wafers
US8221549B2 (en) * 2005-04-22 2012-07-17 Bridgestone Corporation Silicon carbide single crystal wafer and producing method thereof
WO2008039914A2 (en) * 2006-09-27 2008-04-03 Ii-Vi Incorporated Sic single crystals with reduced dislocation density grown by step-wise periodic perturbation technique
US8823014B2 (en) * 2008-06-13 2014-09-02 Kansas State University Research Foundation Off-axis silicon carbide substrates
CN100578737C (zh) * 2008-11-07 2010-01-06 中国电子科技集团公司第五十五研究所 一种制作基本上没有台阶形貌的碳化硅外延层的方法
JP2010184833A (ja) * 2009-02-12 2010-08-26 Denso Corp 炭化珪素単結晶基板および炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ
JP5693946B2 (ja) * 2010-03-29 2015-04-01 エア・ウォーター株式会社 単結晶3C−SiC基板の製造方法
JP4850960B2 (ja) 2010-04-07 2012-01-11 新日本製鐵株式会社 エピタキシャル炭化珪素単結晶基板の製造方法
JP5076020B2 (ja) * 2011-10-25 2012-11-21 昭和電工株式会社 SiCエピタキシャルウェハ
CN102828239B (zh) * 2012-08-24 2015-02-18 东莞市中镓半导体科技有限公司 一种通过缺陷应力去除技术自分离氮化镓单晶材料制备自支撑衬底的方法
US8860040B2 (en) 2012-09-11 2014-10-14 Dow Corning Corporation High voltage power semiconductor devices on SiC
JP6233058B2 (ja) * 2013-09-25 2017-11-22 住友電気工業株式会社 炭化珪素半導体基板の製造方法
CN103715069B (zh) * 2013-12-02 2016-09-21 中国电子科技集团公司第五十五研究所 一种减少碳化硅外延薄膜中缺陷的方法
JP6311384B2 (ja) * 2014-03-24 2018-04-18 三菱電機株式会社 炭化珪素半導体装置の製造方法
US9425262B2 (en) * 2014-05-29 2016-08-23 Fairchild Semiconductor Corporation Configuration of portions of a power device within a silicon carbide crystal
DE112015002906B4 (de) * 2015-02-02 2022-12-22 Fuji Electric Co., Ltd. Verfahren zur Herstellung einer Siliciumcarbid-Halbleitervorrichtung und Siliciumcarbid-Halbleitervorrichtung
JP6558968B2 (ja) 2015-06-10 2019-08-14 国立大学法人信州大学 エピカテキンを含むオリゴマー及びその製造方法
JP6584253B2 (ja) * 2015-09-16 2019-10-02 ローム株式会社 SiCエピタキシャルウェハ、SiCエピタキシャルウェハの製造装置、SiCエピタキシャルウェハの製造方法、および半導体装置
CN105260517B (zh) * 2015-09-25 2019-07-19 国网智能电网研究院 一种4H-SiC材料4°偏角三维原子结构模型及其构建方法和应用
JP6706786B2 (ja) * 2015-10-30 2020-06-10 一般財団法人電力中央研究所 エピタキシャルウェハの製造方法、エピタキシャルウェハ、半導体装置の製造方法及び半導体装置
JP6579710B2 (ja) * 2015-12-24 2019-09-25 昭和電工株式会社 SiCエピタキシャルウェハの製造方法
WO2018043169A1 (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 昭和電工株式会社 SiCエピタキシャルウェハ及びその製造方法、並びに、ラージピット欠陥検出方法、欠陥識別方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10297997A (ja) * 1997-04-24 1998-11-10 Denso Corp 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2011121847A (ja) * 2009-12-14 2011-06-23 Showa Denko Kk SiCエピタキシャルウェハ及びその製造方法
WO2012144614A1 (ja) * 2011-04-21 2012-10-26 新日本製鐵株式会社 エピタキシャル炭化珪素単結晶基板及びその製造方法
JP2013239606A (ja) * 2012-05-16 2013-11-28 Mitsubishi Electric Corp 炭化珪素エピタキシャルウェハの製造方法
JP2014093525A (ja) * 2012-10-31 2014-05-19 Lg Innotek Co Ltd エピタキシャルウエハ
WO2015005064A1 (ja) * 2013-07-09 2015-01-15 富士電機株式会社 炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置
JP2017145150A (ja) * 2016-02-15 2017-08-24 住友電気工業株式会社 炭化珪素エピタキシャル基板および炭化珪素半導体装置の製造方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113227465B (zh) * 2018-11-05 2024-03-29 学校法人关西学院 SiC半导体衬底及其制造方法和制造装置
CN113227465A (zh) * 2018-11-05 2021-08-06 学校法人关西学院 SiC半导体衬底及其制造方法和制造装置
JPWO2020095872A1 (ja) * 2018-11-05 2021-09-24 学校法人関西学院 SiC半導体基板及びその製造方法及びその製造装置
JP7278550B2 (ja) 2018-11-05 2023-05-22 学校法人関西学院 SiC半導体基板及びその製造方法及びその製造装置
WO2020095872A1 (ja) * 2018-11-05 2020-05-14 学校法人関西学院 SiC半導体基板及びその製造方法及びその製造装置
US12020928B2 (en) 2018-11-05 2024-06-25 Kwansei Gakuin Educational Foundation SiC semiconductor substrate, method for manufacturing same, and device for manufacturing same
CN114174565A (zh) * 2019-03-05 2022-03-11 学校法人关西学院 SiC外延衬底的制造方法及其制造装置
CN114375351A (zh) * 2019-08-06 2022-04-19 学校法人关西学院 SiC衬底、SiC外延衬底、SiC晶锭及它们的制造方法
CN114430781A (zh) * 2019-08-06 2022-05-03 学校法人关西学院 SiC籽晶及其制造方法、使该SiC籽晶进行生长而得到的SiC晶锭及其制造方法、以及由该SiC晶锭制造的SiC晶片、具有外延膜的SiC晶片及它们的制造方法
CN114375351B (zh) * 2019-08-06 2024-04-26 学校法人关西学院 SiC衬底、SiC外延衬底、SiC晶锭及它们的制造方法
CN114430781B (zh) * 2019-08-06 2024-04-30 学校法人关西学院 SiC籽晶、SiC晶锭、SiC晶片及它们的制造方法
WO2021060369A1 (ja) * 2019-09-27 2021-04-01 学校法人関西学院 SiC基板、SiC基板の製造方法、SiC半導体装置およびSiC半導体装置の製造方法
CN114761629A (zh) * 2020-01-24 2022-07-15 日本碍子株式会社 双轴取向SiC复合基板以及半导体器件用复合基板

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DE112017006777T5 (de) 2019-10-17
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