JP2020090423A - 多結晶炭化珪素基板の製造方法と平板状被成膜基板 - Google Patents

Abstract

【課題】基板製造の時間短縮と簡便化を図れる多結晶炭化珪素基板の製造方法を提供する。【解決手段】平板状被成膜基板（母材基板）１の表裏面と外周端面に熱ＣＶＤ法で多結晶炭化珪素(ＳｉＣ)膜５を形成する成膜工程、母材基板の外周端面に形成された多結晶ＳｉＣ膜を除去し母材基板の外周端面を露出させる端面露出工程、外周端面が露出した母材基板を除去し該基板の表裏面に形成された多結晶ＳｉＣ膜から成る２枚の多結晶ＳｉＣ基板を得る除去工程を具備する多結晶ＳｉＣ基板の製造方法において、上記母材基板１を、分離可能に一体化された上側平板状基板７と下側平板状基板８で構成し、端面露出工程後に上側平板状基板と下側平板状基板を分離させて両基板７、８を除去することを特徴とする。【選択図】図６

Description

本発明は、単結晶炭化珪素が貼り合わされて、例えば、炭化珪素半導体等に使用される多結晶炭化珪素基板に係り、特に、基板製造の時間短縮と簡便化を図れる多結晶炭化珪素基板の製造方法に関するものである。

炭化珪素（ＳｉＣ）は珪素（Ｓｉ）と炭素で構成される化合物半導体材料であり、絶縁破壊電界強度が珪素の１０倍、バンドギャップが珪素の３倍と優れているだけでなく、デバイス作製に必要なｐ型、ｎ型の制御が広い範囲で可能であることから、珪素の限界を超えるパワーデバイス用材料として期待されている。更に、炭化珪素は、薄い膜厚でも高い耐電圧が得られるため、炭化珪素の膜厚を薄くすることで、ＯＮ抵抗が小さく、低損失の半導体を得ることが可能となる。

しかし、炭化珪素半導体は、広く普及するＳｉ半導体に較べて大面積の単結晶炭化珪素基板（ウェハ）を製造することが難しく、製造工程も複雑であることから、Ｓｉ半導体と比較して大面積単結晶炭化珪素基板の大量生産が難しく、高価であった。

そこで、炭化珪素半導体のコストを下げるため、様々な工夫がなされている。例えば、特許文献１には、単結晶炭化珪素と多結晶炭化珪素基板を貼り合わせて成る炭化珪素基板の製造方法が開示されている。すなわち、少なくとも、マイクロパイプの密度が３０個／ｃｍ²以下の単結晶炭化珪素基板と多結晶炭化珪素基板を貼り合わせ、その後、上記単結晶炭化珪素基板を薄膜化することで、炭化珪素半導体に供される炭化珪素基板の製造方法が記載されている。因みに、炭化珪素半導体のデバイス活性層は上記単結晶炭化珪素基板が機能し、下部の機械的支持部、放熱部分は多結晶炭化珪素基板がその役割を受け持つ構造となり、炭化珪素基板全体を単結晶の炭化珪素で構成した基板と同等に扱うことが可能となる。

更に、特許文献１には、単結晶炭化珪素基板と多結晶炭化珪素基板を貼り合わせる前に単結晶炭化珪素基板に水素イオン注入層を形成し、水素イオン注入層が形成された単結晶炭化珪素基板と多結晶炭化珪素基板を貼り合わせた後、３５０℃以下の温度で熱処理を行うことで、上記水素イオン注入層を単結晶炭化珪素基板の剥離面にして単結晶炭化珪素基板を薄膜化する方法も記載されている。

そして、特許文献１に記載された方法により、１つの大面積単結晶炭化珪素インゴットから炭化珪素半導体に供されるより多くの炭化珪素基板が得られるようになった。

特開２００９−１１７５３３号公報

ところで、単結晶炭化珪素が貼り合わされて、炭化珪素半導体等に使用される多結晶炭化珪素基板は、一般的に、熱ＣＶＤ法等の気相成膜法により製造されている。

すなわち、平板状被成膜基板（母材基板）が配置された育成炉内を１３００℃以上の環境に設定し、該炉内にＳｉＨ₄等のＳｉ系原材料ガス、ＣＨ₄等のＣ系原材料ガス、不純物ガスである窒素ガス、および、キャリアガスである水素ガスを導入し、熱反応により、上記平板状被成膜基板の表裏面と外周端面に多結晶炭化珪素を析出させる。

そして、多結晶炭化珪素が析出された平板状被成膜基板を育成炉から取り出し、かつ、平板状被成膜基板をベベリング加工して該平板状被成膜基板の端面を露出させた後、電気炉等を用いて平板状被成膜基板（後述するように高純度カーボン材等で構成される）のみを燃焼（焼成による消失）させ、平板状被成膜基板の表裏面に形成された多結晶炭化珪素膜から成る２枚の多結晶炭化珪素基板が得られる。

しかし、上記多結晶炭化珪素基板の製造方法は、平板状被成膜基板を燃焼させる際、露出している平板状被成膜基板（母材基板）は側面の厚み分のみであることから母材基板全体に熱が伝わり難く、燃焼（焼成による消失）に時間がかかるため加工工程のボトルネックとなっている。

また、多結晶炭化珪素基板は、半導体である単結晶炭化珪素を貼り合わせて使用されるため、多結晶炭化珪素基板に金属汚染のないことが要求される。このため、多結晶炭化珪素が析出（成膜）される平板状被成膜基板（母材基板）の材料には、金属汚染を生じさせずかつ高温環境に耐え得る高純度カーボン材等が用いられている。

しかし、カーボン材料は、高温に耐え得るものの機械的強度は弱く、ばね性を付与させることが難しいため、平板状被成膜基板（母材基板）を固定する際、図１〜図２に示すようにカーボン製ナット等から成る治具（ロッド２、母材基板１を挟み込むスペーサ３、および、スペーサ３を固定するナット４等で構成される）で母材基板１を挟み込んで固定するか、爪形状の載置部等に乗せて固定する方法が採られている。この状態で、平板状被成膜基板（母材基板）１の表裏面と外周端面に多結晶炭化珪素を析出（成膜）させると、図３に示すようにカーボン製ナット等から成る上記治具や載置部（図示せず）にも多結晶炭化珪素５が析出（成膜）し、析出（成膜）した多結晶炭化珪素５によって治具や載置部と平板状被成膜基板（母材基板）１が固着してしまう。

そして、上記治具等と平板状被成膜基板（母材基板）１が固着した場合、多結晶炭化珪素の析出（成膜）終了後に母材基板１を高温環境から冷却する際、多結晶炭化珪素膜の収縮等による治具等と多結晶炭化珪素膜間に生じる応力によって多結晶炭化珪素膜や母材基板１にクラック等を生ずることがあった。

また、多結晶炭化珪素膜のクラック等が生じない平板状被成膜基板（母材基板）１においても、治具等との固着部分を取り外す際に、図４に示すように治具等との固着部分を欠損させて母材基板１から取り除く必要があり、固着部分の多結晶炭化珪素膜が欠損してしまう（図４に基板欠損部６を示す）ため、多結晶炭化珪素膜が成膜された母材基板１の円形状を保持できなくなる問題点があった。

本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、製造工程のボトルネックであった平板状被成膜基板（母材基板）における消失時間の短縮が図れ、かつ、多結晶炭化珪素膜や平板状被成膜基板（母材基板）等の破損が抑制されると共に、多結晶炭化珪素膜が成膜された母材基板の円形状も保持することが可能となる多結晶炭化珪素基板の製造方法を提供し、合わせてこの製造方法に適用される平板状被成膜基板を提供することにある。

そこで、本発明者は、平板状被成膜基板（母材基板）における消失時間の短縮が図れ、多結晶炭化珪素膜や平板状被成膜基板等の破損が防止される方法について鋭意研究を重ねた結果、上記平板状被成膜基板を、分離可能に一体化された上側平板状基板と下側平板状基板とで構成し、該平板状被成膜基板の端面を露出させた後、上側平板状基板と下側平板状基板を分離させて両基板を除去（消失）することで達成されることを見出すに至った。更に、下側平板状基板の外周端面に挿入孔を形成し、該下側平板状基板を固定保持する挿入治具を下側平板状基板の上記挿入孔に嵌入させる構造を採用することで、多結晶炭化珪素膜が成膜された平板状被成膜基板の円形状を保持できることも見出すに至った。

すなわち、本発明に係る第１の発明は、
保持手段で固定された平板状被成膜基板の表裏面と外周端面に気相成膜法により多結晶炭化珪素膜を形成する成膜工程と、
上記保持手段から分離された平板状被成膜基板の外周端面に形成された多結晶炭化珪素膜を除去して平板状被成膜基板の外周端面を露出させる端面露出工程と、
外周端面が露出した平板状被成膜基板を除去して該平板状被成膜基板の表裏面に形成された多結晶炭化珪素膜から成る２枚の多結晶炭化珪素基板を得る除去工程、
を具備する多結晶炭化珪素基板の製造方法において、
上記平板状被成膜基板を、分離可能に一体化された上側平板状基板と下側平板状基板とで構成し、上記端面露出工程後に、上側平板状基板と下側平板状基板を分離させて両基板を除去することを特徴とする。

また、本発明に係る第２の発明は、
第１の発明に記載の多結晶炭化珪素基板の製造方法において、
上側平板状基板と下側平板状基板を分離させた後、燃焼法により両基板を除去して２枚の多結晶炭化珪素基板を得ることを特徴とし、
第３の発明は、
第１の発明に記載の多結晶炭化珪素基板の製造方法において、
上側平板状基板と下側平板状基板を分離させた後、平面研削により両基板を除去して２枚の多結晶炭化珪素基板を得ることを特徴とし、
第４の発明は、
第１の発明〜第３の発明のいずれかに記載の多結晶炭化珪素基板の製造方法において、
平板状被成膜基板が固定される上記保持手段を、下側平板状基板の外周端面に形成された挿入孔と、該挿入孔に嵌入されて下側平板状基板を固定保持する挿入治具とで構成することを特徴とする。

また、第５の発明は、
第１の発明〜第４の発明のいずれかに記載の多結晶炭化珪素基板の製造方法に用いられる平板状被成膜基板において、
凸形状の嵌入部を有する上側平板状基板と該嵌入部が嵌め込まれる凹形状の嵌合部を有する下側平板状基板とで構成され、かつ、上記下側平板状基板の外周端面に断面矩形状の挿入孔が設けられていることを特徴とするものである。

本発明に係る多結晶炭化珪素基板の製造方法によれば、
表裏面に多結晶炭化珪素膜が形成される平板状被成膜基板を、分離可能に一体化された上側平板状基板と下側平板状基板とで構成し、かつ、平板状被成膜基板の端面を露出させた後、上側平板状基板と下側平板状基板を分離させ、上側平板状基板と下側平板状基板の嵌合面が露出した状態で両基板を除去（消失）するため、板状被成膜基板における除去（消失）時間の短縮が図れると共に、多結晶炭化珪素膜や平板状被成膜基板等の破損をも防止することが可能となる。

また、上記平板状被成膜基板が固定される保持手段を、下側平板状基板の外周端面に形成された挿入孔と、該挿入孔に嵌入されて下側平板状基板を固定保持する挿入治具とで構成することにより、多結晶炭化珪素膜が成膜された平板状被成膜基板の円形状も保持することが可能となる。

育成炉内において多結晶炭化珪素膜が成膜される平板状被成膜基板（母材基板）１を保持手段（ロッド２、母材基板１を挟み込むスペーサ３、スペーサ３を固定するナット４等で構成される治具）で固定した状態を示す概略斜視図。 図１の側面図。 図１に示す保持手段で平板状被成膜基板（母材基板）が固定された場合に、析出（成膜）した多結晶炭化珪素膜により保持手段と平板状被成膜基板（母材基板）が固着した状態を示す概略説明図。 析出（成膜）した多結晶炭化珪素膜により保持手段と平板状被成膜基板（母材基板）が固着した場合に、保持手段から平板状被成膜基板（母材基板）を取り外したときに形成される基板欠損部６を示す概略斜視図。 図５（Ａ）は平板状被成膜基板（母材基板）を構成する上側平板状基板と下側平板状基板が一体化される前の概略斜視図、図５（Ｂ）は下側平板状基板の外周端面に形成された挿入孔と該挿入孔に嵌入されて下側平板状基板を固定する挿入治具とで構成された平板状被成膜基板（母材基板）の保持手段を示す説明図。 図６（Ａ）は上側平板状基板と下側平板状基板で構成される平板状被成膜基板（母材基板）の表裏面と外周端面に多結晶炭化珪素膜が析出（成膜）されかつロッドから母材基板が分離された状態を示す説明図、図６（Ｂ）は平板状被成膜基板（母材基板）の外周端面に析出（成膜）した多結晶炭化珪素膜と挿入治具（保持板）が除去された状態を示す説明図、図６（Ｃ）は上側平板状基板と下側平板状基板が分離されてその嵌合面を露出した状態を示す説明図。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

本発明に係る多結晶炭化珪素基板の製造方法は、表裏面に多結晶炭化珪素が成膜される平板状被成膜基板（母材基板）について、分離可能に一体化された上側平板状基板と下側平板状基板とで構成したことを特徴とするものである。

（１）母材基板の一部がスペーサで挟持される保持手段
上記平板状被成膜基板（母材基板）１の一部がスペーサで挟持される保持手段は、図１〜図２に示すように、三角ネジ加工を施したロッド２と、母材基板１を挟み込むスペーサ３と、該スペーサ３を固定する六角ナット４とで構成されており、各々の材質は全てカーボン材料が用いられている。そして、１本のロッド２に、上記スペーサ３と六角ナット４を等間隔で配置することにより、複数枚の平板状被成膜基板（母材基板）１を同時に成膜処理することが可能となる。

ところで、母材基板の一部がスペーサで挟持される保持手段を採った場合、上述したように、平板状被成膜基板（母材基板）１の表裏面と外周端面に加えて図３に示すように保持手段を構成するロッド２、スペーサ３、および、ナット４の各外周面にも多結晶炭化珪素５が析出（成膜）するため、多結晶炭化珪素５によって平板状被成膜基板（母材基板）１と保持手段が固着してしまう。

従って、多結晶炭化珪素５が成膜された平板状被成膜基板（母材基板）１を保持手段から取り外す際、保持手段のスペーサ３で挟持された平板状被成膜基板（母材基板）１の一部を取り除く必要があることから、平板状被成膜基板（母材基板）１の端面を露出させる端面露出工程後の平板状被成膜基板（母材基板）１に、図４に示すような基板欠損部６が形成されてしまうため平板状被成膜基板（母材基板）１の円形状を保持できなくなる。

但し、分離可能に一体化された上側平板状基板と下側平板状基板とで上記平板状被成膜基板（母材基板）が構成されていることから、上記端面露出工程後、上側平板状基板と下側平板状基板を分離させ、上側平板状基板と下側平板状基板の嵌合面が露出した状態で両基板を除去（消失）することが可能になるため、平板状被成膜基板における除去（消失）時間の短縮が図れ、かつ、除去（消失）時間が短縮されることに伴い多結晶炭化珪素膜や平板状被成膜基板等の破損も低減できる利点を有する。更に、上側平板状基板と下側平板状基板の嵌合面が露出した状態で両基板を除去（消失）できるため、従前の燃焼法（電気炉を用いた焼成による消失法）に加えて平面研削により上側平板状基板と下側平板状基板を除去することが可能となる。

（２）下側平板状基板の挿入孔とロッドに固定された挿入治具から成る保持手段
この保持手段で保持される平板状被成膜基板（母材基板）は、図５（Ａ）に示すように凸形状の嵌入部７０を有する上側平板状基板７と、該嵌入部７０が嵌め込まれる凹形状の嵌合部８０を有する下側平板状基板８とで構成され、上記下側平板状基板８の外周端面に断面矩形状の挿入孔１０が設けられていると共に、図５（Ｂ）に示すように上側平板状基板７と下側平板状基板８が一体化されて多結晶炭化珪素基板の製造に使用される。

また、下側平板状基板８の外周端面に設けられた挿入孔１０には図５（Ｂ）に示すロッド２に固定された挿入治具（保持板）９が嵌入され、この挿入治具（保持板）９の作用により一体化された平板状被成膜基板（母材基板）１が保持されるようになっている。尚、図５（Ｂ）中、符号４は挿入治具（保持板）９をロッド２に固定する六角ナットを示す。

このような保持手段を採った場合、平板状被成膜基板（母材基板）１の表裏面と外周端面に加えて、ロッド２、ナット４、および、挿入治具（保持板）９の各外周面にも多結晶炭化珪素５が成膜するが、図６（Ａ）に示すように挿入治具（保持板）９の基端側（すなわち、保持板９がナット４で固定された側）を切断することで、多結晶炭化珪素５が成膜された平板状被成膜基板（母材基板）１をロッド２から取り外すことができるため、図６（Ｂ）に示すように平板状被成膜基板（母材基板）１の端面を露出させる端面露出工程後において平板状被成膜基板（母材基板）１の円形状を保持することが可能となる。

そして、上記端面露出工程後、図６（Ｃ）に示すように上側平板状基板７と下側平板状基板８を分離させ、上側平板状基板７と下側平板状基板８の嵌合面が露出した状態で両基板を除去（消失）することが可能になるため、平板状被成膜基板における除去（消失）時間の短縮が図れ、かつ、除去（消失）時間が短縮されることに伴い多結晶炭化珪素膜や平板状被成膜基板等の破損も低減できると共に、平板状被成膜基板（母材基板）１の円形状を保持できる（すなわち、基板欠損部６が形成されない）ことから平板状被成膜基板（母材基板）１に成膜された多結晶炭化珪素膜を無駄なく利用できる利点を有する。更に、上側平板状基板７と下側平板状基板８の嵌合面が露出した状態で両基板を除去（消失）できるため、従前の燃焼法（電気炉を用いた焼成による消失法）に加えて平面研削により上側平板状基板７と下側平板状基板８を除去することが可能となる。

（３）挿入孔と挿入治具（保持板）の一例
図５（Ａ）に示す下側平板状基板８の外周端面に形成される挿入孔１０については母材基板１の中心方向に向かって３０ｍｍ以上の深さを有し、かつ、挿入孔１０の断面形状についてはロッド２に対し母材基板１の垂直性を保つため矩形状であることが望ましい。

他方、ロッド２に固定された挿入治具（保持板）９の外寸は上記挿入孔１０より０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ小さく設定し、挿入治具（保持板）９を下側平板状基板８の挿入孔１０に嵌入させて一体化された平板状被成膜基板（母材基板）１を保持する。

尚、図５（Ａ）において下側平板状基板８の外周端面に一つの挿入孔１０が設けられているが、平板状被成膜基板（母材基板）１を安定して保持できるように複数の挿入孔１０を設けてもよい。但し、挿入孔１０の設定個数に対応した挿入治具（保持板）９を設ける（ロッド２も複数）ことを要する。

そして、母材基板の一部がスペーサで挟持される上記保持手段と異なり、挿入孔と挿入治具（保持板）を用いた保持手段では、図６（Ａ）に示すように挿入治具（保持板）９の基端側を切断することで、多結晶炭化珪素５が成膜された母材基板１をロッド２から取り外すことができるため、図６（Ｂ）に示すように母材基板１の端面を露出させる端面露出工程後において母材基板１の円形状を保持することが可能となり、その結果、母材基板１に成膜された円形状の多結晶炭化珪素膜を有効に利用することが可能となる。

以下、本発明の実施例について比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明の構成は下記実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
図５（Ａ）に示す凸形状の円形嵌入部７０を有する円形上側平板状基板７と、該嵌入部７０が嵌め込まれる凹形状の円形嵌合部８０を有する円形下側平板状基板８とで構成されるカーボン製の円形母材基板１を作製した。

上記円形母材基板１の直径は４インチ、円形上側平板状基板７における中心部（すなわち、凸形状の円形嵌入部７０を含めた上側平板状基板）の厚さは２ｍｍ、円形上側平板状基板７における周縁部（すなわち、円形嵌入部７０を除いた上側平板状基板）の厚さは１ｍｍであり、また、円形下側平板状基板８における中心部（すなわち、凹形状の円形嵌合部８０）の厚さは５ｍｍ、円形下側平板状基板８における周縁部（すなわち、円形嵌合部８０を除いた下側平板状基板）の厚さは７ｍｍであり、かつ、上側平板状基板７と下側平板状基板８を一体化させたときの合計基板厚みは８ｍｍとした。

また、円形下側平板状基板８の外周端面に設けられかつ断面矩形状を有する挿入孔１０の孔サイズは、横寸法が１５．０ｍｍ、縦寸法が１．５ｍｍ、深さが３５ｍｍとし、また、上記挿入孔１０に嵌入されかつ断面矩形状を有する挿入治具（保持板）９のサイズは、横寸法が１４．８ｍｍ、縦寸法が１．３ｍｍ、長さ寸法が３０．０ｍｍとし、挿入治具（保持板）９の基端側にロッド２固定用の貫通穴が設けられている。

すなわち、上記挿入治具（保持板）９の貫通穴に、三角ネジ加工が施されたロッド２（Ｌ２５ｍｍ×Ｍ６：「Ｍ６」はボルト規格）を垂直に通し、図５（Ｂ）に示すように六角ナット４で挿入治具（保持板）９を固定する。各挿入治具（保持板）９は等間隔１０ｍｍでロッド２に固定し、かつ、それぞれの挿入治具（保持板）９を円形下側平板状基板８の挿入孔１０に嵌入させて円形上側平板状基板７と円形下側平板状基板８とで構成されるカーボン製の円形母材基板１を固定保持した。

尚、各円形下側平板状基板８の挿入孔１０に対する上記挿入治具（保持板）９の挿入深さは２０ｍｍとし、かつ、ロッド２に１０組の円形母材基板（円形上側平板状基板７と円形下側平板状基板８を一体化させて成る円形母材基板）１を固定して熱ＣＶＤによる多結晶炭化珪素の成膜試験を行った。

成膜試験の結果、最下段に配置された２組の挿入治具（保持板）９が破損し脱落したため、これ等挿入治具（保持板）９で保持された２組の円形母材基板１に成膜された４枚の多結晶炭化珪素基板が不良となり、また、他２組の円形母材基板１が成膜中に接触して固着し、当該２組の円形母材基板１に成膜された４枚の多結晶炭化珪素基板も不良となった。尚、残り６組の円形母材基板１については、各挿入治具（保持板）９を切断し、多結晶炭化珪素基板を欠損させることなく６組の円形母材基板１を取り外すことができた。

そして、取り外された６組の円形母材基板１について端面加工を実施し、一体化された円形上側平板状基板７と円形下側平板状基板８を分離した上で、設定温度８００℃の電気炉により円形上側平板状基板７と円形下側平板状基板８の焼成を行い、１２時間で各母材基板が消失することを確認できた。

結果を表１に示す。

［実施例２］
実施例１の結果から、表裏面に多結晶炭化珪素が成膜された円形母材基板（一体化された円形上側平板状基板７と円形下側平板状基板８から成る）１の重量に対する挿入治具（保持板）９の強度（剛性）が不足していることが判明したため、円形下側平板状基板８の外周端面に設ける挿入孔１０の孔サイズと上記挿入孔１０に嵌入され挿入治具（保持板）９のサイズを以下のように変更した。

すなわち、上記挿入孔１０の孔サイズを、横寸法が１５．０ｍｍ、縦寸法が３．０ｍｍ（実施例１における挿入孔の縦寸法は１．５ｍｍ）、深さが３５ｍｍとし、また、上記挿入孔１０に嵌入される挿入治具（保持板）９のサイズを、横寸法が１４．８ｍｍ、縦寸法が２．８ｍｍ（実施例１における保持板の縦寸法は１．３ｍｍ）、長さ寸法が４０．０ｍｍとし、各円形下側平板状基板８の挿入孔１０に対する上記挿入治具（保持板）９の挿入深さは３０ｍｍとし、かつ、ロッド２に１０組の円形母材基板（円形上側平板状基板７と円形下側平板状基板８を一体化させて成る円形母材基板）１を固定して、実施例１と同様、熱ＣＶＤによる多結晶炭化珪素の成膜試験を行った。

成膜試験の結果、全ての円形母材基板（円形上側平板状基板７と円形下側平板状基板８を一体化させて成る円形母材基板）１について脱落や接触は確認されなかった。また、全ての円形母材基板１について、各挿入治具（保持板）９を切断し、多結晶炭化珪素基板を欠損させることなく全ての円形母材基板１を取り外すことができた。

そして、取り外された全ての円形母材基板１について端面加工を実施し、一体化された円形上側平板状基板７と円形下側平板状基板８を分離した上で、設定温度８００℃の電気炉により円形上側平板状基板７と円形下側平板状基板８の焼成を行い、１２時間で各母材基板が消失することを確認できた。

結果を表１に示す。

［比較例１］
従前のカーボン製円形母材基板（厚み方向へ２分割されない単一の平板状被成膜基板）を適用し、かつ、母材基板の一部をスペーサで挟持する保持手段を採用して熱ＣＶＤによる多結晶炭化珪素の成膜試験を行った。

尚、実施例１〜２と同様、全ての部品材質はカーボンを用い、上記円形母材基板のサイズは４インチ、厚み１．０ｍｍとした。

また、母材基板の一部をスペーサで挟持する図１に示す保持手段については、三角ネジ加工が施された実施例と同一のロッド２（Ｌ２５ｍｍ×Ｍ６）と、スペーサ３（縦横のサイズが２０．０ｍｍ×１５．０ｍｍ、厚みが３．０ｍｍ）、および、スペーサ３を固定する実施例と同一の六角ナット４で構成し、上記ロッド２に等間隔１０ｍｍで１０枚の円形母材基板１を固定し、熱ＣＶＤによる多結晶炭化珪素の成膜試験を行った。

成膜試験の結果、比較例１では母材基板の一部をスペーサで挟持する保持手段が採られているため全ての円形母材基板１に図４に示した基板欠損部６が存在し、かつ、１０枚中、１枚の円形母材基板１に割れが生じ、当該円形母材基板１に成膜された２枚の多結晶炭化珪素基板が不良となった。

そして、取り外された９枚の円形母材基板１について端面加工を行い、かつ、設定温度８００℃の電気炉により上記円形母材基板１の焼成を行い、１１０時間で各母材基板が消失することを確認できた。

結果を表１に示す。

［確 認］
（１）実施例１〜２においては、厚み方向へ分離される一体化された上側平板状基板７と下側平板状基板８とで構成される円形母材基板１が適用されていることから、当該円形母材基板１の端面を端面加工により露出させた後、上側平板状基板７と下側平板状基板８を分離させ、上側平板状基板７と下側平板状基板８の嵌合面が露出した状態で両基板（すなわち、上側平板状基板７と下側平板状基板８）を電気炉で除去（消失）するため、円形母材基板１における除去（消失）時間の短縮（比較例１の焼成時間が１１０時間であるのに対し、実施例１〜２の焼成時間は１２時間）が図れることが確認される。

（２）比較例１においては、円形母材基板１の一部がスペーサ４で挟持される保持手段（図１参照）を採用しているため、成膜後の円形母材基板１に必然的に基板欠損部６（図４参照）が形成される（基板欠損率が１００％）ことから、その分、多結晶炭化珪素膜の有効利用を図れなくなる欠点が確認される。

（３）他方、実施例１〜２においては、下側平板状基板８の挿入孔１０とロッド２に固定された挿入治具（保持板）９から成る保持手段を採用していることから、上記基板欠損部６が形成されない（基板欠損率が０％）ため、円形母材基板１の表裏面に成膜された多結晶炭化珪素膜の有効利用が図れる利点を有することが確認される。

本発明に係る多結晶炭化珪素基板の製造方法によれば、製造時間の短縮と製造の簡便化が図れるため、単結晶炭化珪素が貼り合わされて炭化珪素半導体に使用される多結晶炭化珪素基板の製造法として利用される産業上の利用可能性を有している。

１ 平板状被成膜基板（母材基板）
２ ロッド
３ スペーサ
４ 六角ナット
５ 多結晶炭化珪素
６ 基板欠損部
７ 上側平板状基板
８ 下側平板状基板
９ 挿入治具（保持板）
１０ 挿入孔
７０ 凸形状の嵌入部
８０ 凹形状の嵌合部

Claims (5)

1. 保持手段で固定された平板状被成膜基板の表裏面と外周端面に気相成膜法により多結晶炭化珪素膜を形成する成膜工程と、
   上記保持手段から分離された平板状被成膜基板の外周端面に形成された多結晶炭化珪素膜を除去して平板状被成膜基板の外周端面を露出させる端面露出工程と、
   外周端面が露出した平板状被成膜基板を除去して該平板状被成膜基板の表裏面に形成された多結晶炭化珪素膜から成る２枚の多結晶炭化珪素基板を得る除去工程、
   を具備する多結晶炭化珪素基板の製造方法において、
   上記平板状被成膜基板を、分離可能に一体化された上側平板状基板と下側平板状基板とで構成し、上記端面露出工程後に、上側平板状基板と下側平板状基板を分離させて両基板を除去することを特徴とする多結晶炭化珪素基板の製造方法。
2. 上側平板状基板と下側平板状基板を分離させた後、燃焼法により両基板を除去して２枚の多結晶炭化珪素基板を得ることを特徴とする請求項１に記載の多結晶炭化珪素基板の製造方法。
3. 上側平板状基板と下側平板状基板を分離させた後、平面研削により両基板を除去して２枚の多結晶炭化珪素基板を得ることを特徴とする請求項１に記載の多結晶炭化珪素基板の製造方法。
4. 平板状被成膜基板が固定される上記保持手段を、下側平板状基板の外周端面に形成された挿入孔と、該挿入孔に嵌入されて下側平板状基板を固定保持する挿入治具とで構成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の多結晶炭化珪素基板の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の多結晶炭化珪素基板の製造方法に用いられる平板状被成膜基板において、
   凸形状の嵌入部を有する上側平板状基板と該嵌入部が嵌め込まれる凹形状の嵌合部を有する下側平板状基板とで構成され、かつ、上記下側平板状基板の外周端面に断面矩形状の挿入孔が設けられていることを特徴とする平板状被成膜基板。

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