JP2018188327A - Evaluation method of silicon carbide substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炭化珪素基板の評価方法に関するものである。 The present invention relates to a method for evaluating a silicon carbide substrate.
炭化珪素基板の結晶性を評価する方法として、炭化珪素基板の結晶欠陥の密度を評価する方法が知られている。例えば、炭化珪素基板の表面を水酸化カリウムの融液によりエッチングして、炭化珪素基板の結晶欠陥を有する部分に凹部(エッチピット)を形成し、結晶欠陥の密度を評価する方法が知られている。また、炭化珪素基板の表面を塩素ガスでエッチングした後、酸素ガスにより酸化し、エッチピットを形成する方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。 As a method for evaluating the crystallinity of a silicon carbide substrate, a method for evaluating the density of crystal defects in a silicon carbide substrate is known. For example, a method is known in which the surface of a silicon carbide substrate is etched with a potassium hydroxide melt to form a recess (etch pit) in a portion having crystal defects on the silicon carbide substrate, and the density of crystal defects is evaluated. Yes. Further, a method has been proposed in which the surface of a silicon carbide substrate is etched with chlorine gas and then oxidized with oxygen gas to form etch pits (see, for example, Patent Document 1).
炭化珪素基板の結晶欠陥としては、例えば、貫通らせん転位および貫通刃状転位がある。炭化珪素基板の結晶性を評価する上で、貫通らせん転位および貫通刃状転位の状態を評価することが好ましい。しかしながら、特許文献1に開示された塩素ガスを用いる方法により、炭化珪素基板の表面にエッチピットを形成すると、貫通刃状転位のエッチピットが十分に形成されない場合がある。このような場合、貫通刃状転位の状態を評価することが難しい。
Examples of crystal defects in the silicon carbide substrate include threading screw dislocations and threading edge dislocations. In evaluating the crystallinity of the silicon carbide substrate, it is preferable to evaluate the state of threading screw dislocations and threading edge dislocations. However, when etch pits are formed on the surface of the silicon carbide substrate by the method using chlorine gas disclosed in
また、水酸化カリウムの融液を用いて、炭化珪素基板の表面をエッチングすると、貫通らせん転位および貫通刃状転位に対応するエッチピットが形成される。しかしながら、貫通らせん転位と、貫通刃状転位とを区別することが難しく、貫通らせん転位および貫通刃状転位のそれぞれの状態を分離して評価することが出来ない場合がある。 When the surface of the silicon carbide substrate is etched using a potassium hydroxide melt, etch pits corresponding to threading screw dislocations and threading edge dislocations are formed. However, it is difficult to distinguish between threading screw dislocations and threading edge dislocations, and it may not be possible to separately evaluate the states of threading screw dislocations and threading edge dislocations.
そこで、炭化珪素基板の転位の状態を容易に把握することができる炭化珪素基板の評価方法を提供することを目的の1つとする。 Therefore, an object is to provide a method for evaluating a silicon carbide substrate that can easily grasp the dislocation state of the silicon carbide substrate.
本願の炭化珪素基板の評価方法は、Si面に対するオフ角が0°より大きく4°以下である第1主面を有し、結晶構造が4H型である炭化珪素基板を準備する工程と、ハロゲン原子を含む第1ガスにより第1主面をエッチングした後、第1主面を酸化することにより、貫通らせん転位に対応する第1エッチピットを形成する工程と、水酸化物を含むエッチング液により、第1エッチピットが形成された第1主面をエッチングして、第1エッチピットの大きさを拡大すると共に、貫通刃状転位に対応する第2エッチピットを形成する工程と、第1エッチピットおよび第2エッチピットが形成された第1主面を観察することにより、炭化珪素基板の転位の状態を評価する工程と、を備える。 The method for evaluating a silicon carbide substrate of the present application includes a step of preparing a silicon carbide substrate having a first main surface having an off angle with respect to the Si surface of greater than 0 ° and 4 ° or less and having a 4H crystal structure, After the first main surface is etched with the first gas containing atoms, the first main surface is oxidized to form first etch pits corresponding to threading screw dislocations, and an etching solution containing hydroxide Etching the first main surface on which the first etch pits are formed to enlarge the size of the first etch pits and forming the second etch pits corresponding to the threading edge dislocations; Observing the first main surface on which the pits and the second etch pits are formed, and evaluating a dislocation state of the silicon carbide substrate.
上記炭化珪素基板の評価方法によれば、炭化珪素基板の転位の状態を容易に把握することができる炭化珪素基板の評価方法を提供することができる。 According to the silicon carbide substrate evaluation method, it is possible to provide a silicon carbide substrate evaluation method capable of easily grasping the dislocation state of the silicon carbide substrate.
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。本願の炭化珪素基板の評価方法は、Si面に対するオフ角が0°より大きく4°以下である第1主面を有し、結晶構造が4H型である炭化珪素基板を準備する工程と、ハロゲン原子を含む第1ガスにより第1主面をエッチングした後、第1主面を酸化することにより、貫通らせん転位に対応する第1エッチピットを形成する工程と、水酸化物を含むエッチング液により、第1エッチピットが形成された第1主面をエッチングして、第1エッチピットの大きさを拡大すると共に、貫通刃状転位に対応する第2エッチピットを形成する工程と、第1エッチピットおよび第2エッチピットが形成された第1主面を観察することにより、炭化珪素基板の転位の状態を評価する工程と、を備える。
[Description of Embodiment of Present Invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described. The method for evaluating a silicon carbide substrate of the present application includes a step of preparing a silicon carbide substrate having a first main surface having an off angle with respect to the Si surface of greater than 0 ° and 4 ° or less and having a 4H crystal structure, After the first main surface is etched with the first gas containing atoms, the first main surface is oxidized to form first etch pits corresponding to threading screw dislocations, and an etching solution containing hydroxide Etching the first main surface on which the first etch pits are formed to enlarge the size of the first etch pits and forming the second etch pits corresponding to the threading edge dislocations; Observing the first main surface on which the pits and the second etch pits are formed, and evaluating a dislocation state of the silicon carbide substrate.
本願の炭化珪素基板の評価方法では、まず炭化珪素基板の第1主面を第1ガスによりエッチングした後、第1主面を酸化する。これにより、炭化珪素基板の第1主面に貫通らせん転位に対応する第1エッチピットが形成される。次に、水酸化物を含むエッチング液により、第1エッチピットが形成された第1主面をエッチングする。このようにすることで、第1エッチピットの大きさを拡大すると共に、貫通刃状転位に対応する第2エッチピットが形成される。その結果、貫通らせん転位に対応するエッチピットが大きさの大きい第1エッチピットとして形成され、貫通刃状転位に対応するエッチピットが大きさの小さい第2エッチピットとして形成される。大きさの異なる第1エッチピットおよび第2エッチピットを観察することにより、貫通らせん転位と、貫通刃状転位とを判別して評価することができる。このため、Si面に対するオフ角が0°より大きく4°以下である第1主面を有し、結晶構造が4H型である炭化珪素基板において、貫通らせん転位と、貫通刃状転位とを判別して転位の状態を評価することができる。 In the silicon carbide substrate evaluation method of the present application, the first main surface of the silicon carbide substrate is first etched with the first gas, and then the first main surface is oxidized. Thereby, the 1st etch pit corresponding to a threading screw dislocation is formed in the 1st principal surface of a silicon carbide substrate. Next, the 1st main surface in which the 1st etch pit was formed is etched with the etching liquid containing a hydroxide. By doing so, the size of the first etch pit is enlarged and the second etch pit corresponding to the threading edge dislocation is formed. As a result, the etch pit corresponding to the threading screw dislocation is formed as a first etch pit having a large size, and the etch pit corresponding to the threading edge dislocation is formed as a second etch pit having a small size. By observing the first etch pit and the second etch pit having different sizes, it is possible to distinguish and evaluate the threading screw dislocation and the threading edge dislocation. For this reason, in a silicon carbide substrate having a first main surface with an off angle with respect to the Si surface of greater than 0 ° and less than or equal to 4 ° and having a crystal structure of 4H type, it is distinguished between threading screw dislocations and threading edge dislocations. Thus, the dislocation state can be evaluated.
このように、本願の炭化珪素基板の評価方法によれば、炭化珪素基板の転位の状態を容易に把握することができる炭化珪素基板の評価方法を提供することができる。 Thus, according to the silicon carbide substrate evaluation method of the present application, it is possible to provide a silicon carbide substrate evaluation method capable of easily grasping the dislocation state of the silicon carbide substrate.
上記炭化珪素基板の評価方法において、第2エッチピットを形成する工程では、エッチング液によるエッチングにより基底面転位に対応する第3エッチピットが形成されてもよい。炭化珪素基板の転位の状態を評価する工程では、第1エッチピット、第2エッチピットおよび第3エッチピットが形成された第1主面を観察するようにしてもよい。エッチング液によるエッチングにより、基底面転位によるエッチピットは、第1エッチピットおよび第2エッチピットとは形状の異なる第3エッチピットとして形成される。そのため、貫通らせん転位と、貫通刃状転位と、基底面転位とを判別して、転位の状態を評価することができる。 In the silicon carbide substrate evaluation method, in the step of forming the second etch pit, a third etch pit corresponding to the basal plane dislocation may be formed by etching with an etchant. In the step of evaluating the dislocation state of the silicon carbide substrate, the first main surface on which the first etch pit, the second etch pit, and the third etch pit are formed may be observed. By etching with the etchant, etch pits due to basal plane dislocations are formed as third etch pits having different shapes from the first and second etch pits. Therefore, the state of the dislocation can be evaluated by discriminating the threading screw dislocation, the threading edge dislocation, and the basal plane dislocation.
上記炭化珪素基板の評価方法において、炭化珪素基板の転位の状態を評価する工程では、第1主面を平面的に見た場合におけるエッチピットの面積に基づいて、第1エッチピットと、第2エッチピットとを判別するようにしてもよい。このようにすることで、貫通らせん転位と、貫通刃状転位とを容易に判別して転位の状態を評価することができる。 In the silicon carbide substrate evaluation method, in the step of evaluating the dislocation state of the silicon carbide substrate, the first etch pit and the second etch pit are based on the area of the etch pit when the first main surface is viewed in plan. You may make it discriminate | determine from an etch pit. By doing so, it is possible to easily discriminate between threading screw dislocations and threading edge dislocations and evaluate the state of dislocations.
上記炭化珪素基板の評価方法において、炭化珪素基板の転位の状態を評価する工程では、第1主面を平面的に見た場合におけるエッチピットの内径に基づいて、第1エッチピットと、第2エッチピットとを判別するようにしてもよい。このようにすることで、貫通らせん転位と、貫通刃状転位とを容易に判別して転位の状態を評価することができる。 In the silicon carbide substrate evaluation method, in the step of evaluating the dislocation state of the silicon carbide substrate, the first etch pit and the second etch pit are based on the inner diameter of the etch pit when the first main surface is viewed in plan. You may make it discriminate | determine from an etch pit. By doing so, it is possible to easily discriminate between threading screw dislocations and threading edge dislocations and evaluate the state of dislocations.
上記炭化珪素基板の評価方法において、第1ガスによるエッチングでは、800℃以上1000℃以下の温度で炭化珪素基板をエッチングすることにより実施してもよい。このようにすることで、炭化珪素基板の第1主面に貫通らせん転位に対応する第1エッチピットを容易に形成することができる。 In the silicon carbide substrate evaluation method, the etching with the first gas may be performed by etching the silicon carbide substrate at a temperature of 800 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. By doing in this way, the 1st etch pit corresponding to a threading screw dislocation can be easily formed in the 1st main surface of a silicon carbide substrate.
上記炭化珪素基板の評価方法において、第1ガスは、塩素ガスであってもよい。塩素ガスは、炭化珪素基板をエッチングするガスとして好適である。 In the method for evaluating a silicon carbide substrate, the first gas may be a chlorine gas. Chlorine gas is suitable as a gas for etching the silicon carbide substrate.
上記炭化珪素基板の評価方法において、エッチング液の温度は、400℃以上600℃以下であってもよい。このようにすることで、第1エッチピットの大きさを拡大すると共に、貫通刃状転位に対応する第2エッチピットを容易に形成することができる。 In the silicon carbide substrate evaluation method, the temperature of the etching solution may be 400 ° C. or higher and 600 ° C. or lower. By doing so, the size of the first etch pit can be enlarged and the second etch pit corresponding to the threading edge dislocation can be easily formed.
上記炭化珪素基板の評価方法において、エッチング液が、水酸化カリウムの融液であるようにしてもよい。水酸化カリウムの融液は、炭化珪素基板をエッチングするエッチング液として好適である。 In the silicon carbide substrate evaluation method, the etching solution may be a potassium hydroxide melt. A potassium hydroxide melt is suitable as an etchant for etching a silicon carbide substrate.
上記炭化珪素基板の評価方法において、炭化珪素基板の転位の状態を評価する工程では、炭化珪素基板の転位密度が評価されるようにしてもよい。このようにすることで、炭化珪素基板の品質を評価することができる。 In the silicon carbide substrate evaluation method, the dislocation density of the silicon carbide substrate may be evaluated in the step of evaluating the dislocation state of the silicon carbide substrate. By doing in this way, the quality of a silicon carbide substrate can be evaluated.
[本願発明の実施形態の詳細]
次に、本願の炭化珪素基板の評価方法の一実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
[Details of the embodiment of the present invention]
Next, an embodiment of a silicon carbide substrate evaluation method of the present application will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
本実施の形態における炭化珪素基板の評価方法により、炭化珪素基板を評価するための手順を説明する。図1は、炭化珪素基板の評価方法の概略を示すフローチャートである。図1を参照して、本実施の形態における炭化珪素基板の評価方法では、まず工程(S10)として、炭化珪素基板を準備する工程が実施される。 A procedure for evaluating a silicon carbide substrate by the method for evaluating a silicon carbide substrate in the present embodiment will be described. FIG. 1 is a flowchart schematically showing a method for evaluating a silicon carbide substrate. Referring to FIG. 1, in the method for evaluating a silicon carbide substrate in the present embodiment, a step of preparing a silicon carbide substrate is first performed as a step (S10).
図2は、炭化珪素基板を厚み方向に切断した時の断面を示す断面模式図である。図2の矢印D1は厚み方向を示している。図2を参照して、炭化珪素基板10としては、第1主面11と、第1主面11が位置する側とは反対側に位置する第2主面12とを有する炭化珪素基板を用いる。炭化珪素基板10としては、結晶構造が4H型である炭化珪素基板が準備される。炭化珪素基板10としては、Si面に対してオフ角が0°よりも大きく4°以下である第1主面11を有する炭化珪素基板を用いる。炭化珪素基板10のSi面に対するオフ方位は、例えば、<11−20>方向である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a cross section when the silicon carbide substrate is cut in the thickness direction. An arrow D1 in FIG. 2 indicates the thickness direction. Referring to FIG. 2,
炭化珪素基板10としては、窒素などのn型不純物を含むことにより、導電型がn型の炭化珪素基板10を用いてもよい。窒素などのn型不純物を、たとえば1×1014cm−3以上1×1019cm−3以下の濃度で含んだ炭化珪素基板10を用いてもよい。炭化珪素基板10の第1主面11から第2主面12までの厚み方向の厚みは、例えば、300μm〜500μmである。
As
次に、工程(S20)として第1エッチピットを形成する工程が実施される。図2を参照して、まず、炭化珪素基板10の第1主面11が、ハロゲン原子を含む第1ガスによりエッチングされる。このようにすることで、炭化珪素基板10における炭化珪素を構成する珪素原子を選択的に除去することができる。第1ガスによるエッチングは、例えば、第1ガスを含む雰囲気中に炭化珪素基板10を載置し、加熱することにより実施される。例えば、800℃以上1000℃以下の温度に加熱することでエッチングは実施される。また、加熱する時間としては、例えば、15分〜30分程度である。珪素原子が除去される速度は、貫通らせん転位が存在する部分において速くなる。そのため、貫通らせん転位に対応する領域において、他の領域よりも珪素原子が除去される深さが大きくなる。本実施の形態において、第1ガスとしては、塩素ガスを採用することができる。第1ガスとしては、本実施の形態の塩素ガスの他、塩化水素ガス、フッ素ガス等を用いることができる。中でも、塩素ガスは、炭化珪素基板10をエッチングするガスとして好適である。第1ガスとしては、1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。エッチングは、第1ガスと、キャリアガスとを含む雰囲気中で実施されるようにしてもよい。キャリアガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等を用いることができる。
Next, a step of forming a first etch pit is performed as a step (S20). Referring to FIG. 2, first, first
次に、第1ガスによりエッチングされた第1主面11を酸化する。第1主面11の酸化は、酸素原子を含む第2ガスにより酸化される。このようにすることで、珪素原子が除去されたエッチング領域から炭化珪素を構成する炭素原子をさらに除去することができる。上述のように貫通らせん転位の部分では、珪素原子が除去される深さが大きくなる。そのため、第1ガスにより第1主面11をエッチングした後、第1主面11を第2ガスにより酸化することにより、貫通らせん転位に対応する凹部である第1エッチピットが第1主面11に形成される。第2ガスによる酸化は、例えば、第2ガスを含む雰囲気中に炭化珪素基板10を載置し、加熱することにより実施される。例えば、800℃以上1000℃以下の温度に加熱することで実施される。本実施の形態において、酸素原子を含む第2ガスとしては、酸素ガスを採用することができる。
Next, the first
図3は、第1エッチピットが形成された炭化珪素基板10の第1主面11の状態を示す模式図である。図3は、図2のD1方向を指す矢印の向きに炭化珪素基板10を見た時の図である。図3を参照して、炭化珪素基板10の第1主面11に貫通らせん転位に対応する第1エッチピット31が形成される。貫通らせん転位に対応する第1エッチピット31は、第1主面11を平面的に見た場合において、円形状の形状を有するように形成される。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a state of first
次に、工程(S30)として第1エッチピット31が形成された第1主面11を観察することにより、炭化珪素基板10の転位の状態を評価する工程が実施される。このようにすることで、炭化珪素基板10の第1主面11において貫通らせん転位の状態を把握することができる。炭化珪素基板10の転位の状態の評価は、例えば、炭化珪素基板の転位密度を評価することにより実施される。炭化珪素基板10の転位の状態の評価は、第1エッチピットが形成された第1主面11を光学顕微鏡により観察して実施される。より具体的には、光学顕微鏡で撮像した画像を用いて転位密度を評価する。図4は、炭化珪素基板10を光学顕微鏡により観察する状態を示す模式図である。図4を参照して、炭化珪素基板10の第1主面11全体を例えば5mm間隔で撮像し、得られた画像から第1エッチピット31の数を算出して、炭化珪素基板10の貫通らせん転位の転位密度が評価される。図4において、d1、d2は、それぞれ例えば5mmである。
Next, as a step (S30), a step of evaluating the dislocation state of the
次に、工程(S40)として第2エッチピットを形成する工程が実施される。図2および図3を参照して、第1エッチピット31が形成された第1主面11を、水酸化物を含むエッチング液により、エッチングする。より具体的には、炭化珪素基板10の第1主面11をエッチング液に浸漬するようにして、第1主面11がエッチングされる。本実施の形態において、エッチング液は、水酸化カリウムの融液である。水酸化物を含むエッチング液としては、本実施の形態のように水酸化カリウムの融液の他、水酸化カリウムと水酸化ナトリウムとを含む融液、水酸化カリウムと過酸化ナトリウムとを含む融液等を用いることができる。取扱い性の観点から、水酸化カリウムの融液を好適に用いることができる。エッチング液の温度は、例えば、400℃以上600℃以下である。また、エッチングの時間としては、例えば、2分〜60分程度である。このようにすることで、第1エッチピット31の大きさを拡大すると共に、貫通刃状転位に対応する第2エッチピット32を容易に形成することができる。
Next, a step of forming second etch pits is performed as a step (S40). Referring to FIGS. 2 and 3, first
第1エッチピット31が形成された第1主面11を、水酸化物を含むエッチング液によりエッチングすることで、第1エッチピット31の大きさを拡大すると共に、貫通刃状転位に対応する第2エッチピットが形成される。図5は、第2エッチピットが形成された炭化珪素基板10を示す模式図である。図5は、図2のD1方向を指す矢印の向きに炭化珪素基板10を見た時の図である。図5を参照して、炭化珪素基板10の第1主面11にエッチピットの大きさが拡大された第1エッチピット31と、貫通刃状転位に対応する第2エッチピット32とが形成される。第2エッチピット32の大きさは、第1エッチピットの大きさに比べて小さく形成される。貫通刃状転位に対応する第2エッチピット32は、第1主面11を平面的に見た場合において、円形状の形状を有するように形成される。第1主面11において、貫通らせん転位に対応するエッチピットが大きさの大きい第1エッチピット31として形成される。また、貫通刃状転位に対応するエッチピットが大きさの小さい第2エッチピット32として形成される。
The first
図5を参照して、第2エッチピット32を形成する工程では、水酸化物を含むエッチング液によりエッチングすることで、基底面転位に対応する第3エッチピット33が形成される。基底面転位に対応する第3エッチピット33は、貝殻状(楕円状)の形状を有する。第1主面11において、貫通らせん転位および貫通刃状転位に対応するエッチピットが、円形状の形状を有する第1エッチピット31および第2エッチピット32として形成される。また、基底面転位に対応するエッチピットが、貝殻状(楕円状)の形状を有する第3エッチピット33として形成される。
Referring to FIG. 5, in the step of forming
次に、工程(S50)として、第1エッチピット31、第2エッチピット32および第3エッチピット33が形成された第1主面11を観察することにより、炭化珪素基板10の転位の状態を評価する工程が実施される。炭化珪素基板10の転位の状態の評価は、炭化珪素基板の転位密度を評価することにより実施される。炭化珪素基板10の転位の状態の評価は、第1エッチピット31、第2エッチピット32および第3エッチピット33が形成された第1主面11を光学顕微鏡により観察して実施される。第1主面11において、円形状の形状を有し、大きさの異なるエッチピットである第1エッチピット31および第2エッチピット32が観察される。また、楕円状の形状を有するエッチピットである第3エッチピット33が観察される。エッチピットの大きさにより、第1エッチピット31と、第2エッチピット32とを判別することができる。また、形状によって、第3エッチピット33を判別することができる。工程(S30)と同様にして、得られた画像から第2エッチピット32および第3エッチピット33の数を算出し、炭化珪素基板10の貫通刃状転位の転位密度と、基底面転位の転位密度とが評価される。なお、第1エッチピット31の数も算出し、整合性を確認してもよい。
Next, as a step (S50), the dislocation state of the
本実施の形態においては、工程(S30)および工程(S50)により、炭化珪素基板10の転位の状態が評価される。このようにすることで、第1エッチピット31と、第2エッチピット32とをより容易に判別することができる。なお、工程(S50)のみにより、炭化珪素基板10の転位の状態を評価するようにしてもよい。
In the present embodiment, the dislocation state of
図5を参照して、炭化珪素基板10の転位の状態の評価では、第1主面11を平面的に見た場合における円形状の形状を有するエッチピットの面積に基づいて、第1エッチピット31と、第2エッチピット32とを判別するようにしてもよい。エッチピットの面積が、所定の基準値以上であれば第1エッチピット31と判断し、基準値よりも小さければ第2エッチピットと判断される。このようにすることで、貫通らせん転位と、貫通刃状転位とを容易に判別して転位の状態を評価することができる。
Referring to FIG. 5, in the evaluation of the dislocation state of
また、炭化珪素基板10の転位の状態の評価では、第1主面11を平面的に見た場合における円形状の形状を有するエッチピットの内径に基づいて、第1エッチピット31と、第2エッチピット32とを判別するようにしてもよい。ここで、エッチピットの内径とは、第1主面11を平面的に見た場合におけるエッチピットの内接円の径である。また、内径に基づいてとは、半径等、これと等価なものに基づく場合を含む。エッチピットの内径が、所定の基準値以上であれば第1エッチピット31と判断し、基準値よりも小さければ第2エッチピット32と判断される。このようにすることで、貫通らせん転位と、貫通刃状転位とを容易に判別して転位の状態を評価することができる。
Further, in the evaluation of the dislocation state of the
本実施の形態の炭化珪素基板10の評価方法では、まず炭化珪素基板10の第1主面11を第1ガスによりエッチングした後、第1主面を酸化する。これにより、炭化珪素基板10の第1主面11に貫通らせん転位に対応する第1エッチピット31が形成される。次に、水酸化物を含むエッチング液により、第1エッチピット31が形成された第1主面11をエッチングする。このようにすることで、第1エッチピット31の大きさを拡大すると共に、貫通刃状転位に対応する第2エッチピット32が形成される。その結果、貫通らせん転位に対応するエッチピットが大きさの大きい第1エッチピット31として形成され、貫通刃状転位に対応するエッチピットが大きさの小さい第2エッチピット32として形成される。大きさの異なる第1エッチピット31および第2エッチピット32を観察することにより、貫通らせん転位と、貫通刃状転位とを判別して評価することができる。このため、Si面に対するオフ角が0°より大きく4°以下である第1主面11を有し、結晶構造が4H型である炭化珪素基板10において、貫通らせん転位と、貫通刃状転位とを判別して転位の状態を評価することができる。このように、本実施の形態の炭化珪素基板の評価方法は、炭化珪素基板10の転位の状態を容易に把握することができる炭化珪素基板の評価方法となっている。
In the evaluation method for
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and are not restrictive in any aspect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meaning described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本願の炭化珪素基板の評価方法は、炭化珪素基板の転位の状態を容易に把握することが求められる炭化珪素基板の評価方法に、特に有利に適用される。 The silicon carbide substrate evaluation method of the present application is particularly advantageously applied to a silicon carbide substrate evaluation method in which it is required to easily grasp the dislocation state of the silicon carbide substrate.
10 炭化珪素基板
11 第1主面
12 第2主面
31 第1エッチピット
32 第2エッチピット
33 第3エッチピット
DESCRIPTION OF
Claims (9)
ハロゲン原子を含む第1ガスにより前記第1主面をエッチングした後、前記第1主面を酸化することにより、貫通らせん転位に対応する第1エッチピットを形成する工程と、
水酸化物を含むエッチング液により、前記第1エッチピットが形成された前記第1主面をエッチングして、前記第1エッチピットの大きさを拡大すると共に、貫通刃状転位に対応する第2エッチピットを形成する工程と、
前記第1エッチピットおよび前記第2エッチピットが形成された前記第1主面を観察することにより、前記炭化珪素基板の転位の状態を評価する工程と、を備える、炭化珪素基板の評価方法。 Providing a silicon carbide substrate having a first main surface having an off angle with respect to the Si surface of greater than 0 ° and 4 ° or less and having a crystal structure of 4H type;
Forming a first etch pit corresponding to a threading screw dislocation by etching the first main surface with a first gas containing a halogen atom and then oxidizing the first main surface;
The first main surface on which the first etch pits are formed is etched with an etchant containing hydroxide to increase the size of the first etch pits, and the second corresponding to penetrating edge dislocations. Forming etch pits;
Evaluating the dislocation state of the silicon carbide substrate by observing the first main surface on which the first etch pit and the second etch pit are formed.
前記炭化珪素基板の転位の状態を評価する工程では、前記第1エッチピット、前記第2エッチピットおよび前記第3エッチピットが形成された前記第1主面を観察する、請求項1に記載の炭化珪素基板の評価方法。 In the step of forming the second etch pit, a third etch pit corresponding to a basal plane dislocation is formed by etching with the etchant,
2. The step of evaluating the dislocation state of the silicon carbide substrate, wherein the first main surface on which the first etch pit, the second etch pit, and the third etch pit are formed is observed. Evaluation method of silicon carbide substrate.
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