JP2020186170A - 炭化珪素エピタキシャル基板 - Google Patents
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Abstract
Description
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。また本明細書の結晶学的記載においては、個別方位を[]、集合方位を<>、個別面を()、集合面を{}でそれぞれ示している。ここで結晶学上の指数が負であることは、通常、数字の上に”−”(バー)を付すことによって表現されるが、本明細書では数字の前に負の符号を付すことによって結晶学上の負の指数を表現している。また、本開示のエピタキシャル成長は、ホモエピタキシャル成長である。
以下、本開示の一実施形態(以下「本実施形態」と記す)について詳細に説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
以下、本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板100について説明する。
次に、本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板100の基底面転位について説明する。上記のように、本願発明者は、炭化珪素エピタキシャル基板について検討を行った結果、炭化珪素エピタキシャル基板に存在している基底面転位の中には、紫外線を照射すると基底面転位の位置が移動するものが存在していることを見出した。具体的には、炭化珪素エピタキシャル基板100の炭化珪素エピタキシャル層11の表面に、波長313nmの紫外線を照射すると、図2Aに示される位置に存在していた基底面転位110が、図2Bの破線矢印で示される方向に動く。図2に示される基底面転位110は、<1−100>方位に長く延びる基底面転位であるが、波長313nmの紫外線を照射すると、<1−100>方位に延びている状態のまま、<11−20>方位に平行に移動することが確認された。このように、紫外線を照射することにより、炭化珪素エピタキシャル基板における基底面転位が動いてしまうと、半導体素子を製造する際に、半導体素子が形成される領域に基底面転位が動き、製造される半導体素子の特性の低下や歩留まりの低下を招いてしまう。半導体装置を製造する際に、基底面転位が移動する可能性のある工程としては、露光装置により紫外線等を照射するリソグラフィ工程や、紫外線が放射されるプラズマによる成膜や基板処理の工程等が挙げられる。
次に、本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法について説明する。最初に、本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板を製造するための成膜装置について図4及び図5に基づき説明する。図4は、本実施形態に用いられる成膜装置の構成の一例を示す模式的な断面図であり、図5は、この成膜装置のチャンバの内部を上面より見た上面図である。図4及び図5に示される成膜装置400は、横型ホットウォールCVD(chemical vapor deposition)装置である。図4に示されるように、成膜装置400は、誘導加熱コイル403と、石英管404と、断熱材405と、発熱体406とを備えている。発熱体406は、たとえばカーボン製である。発熱体406は、角筒形状となるように一体で形成されており、角筒形状の発熱体406の内部には、2つの平坦部が互いに対向するように形成されている。2つの平坦部に取り囲まれた空間が、チャンバ401となっている。チャンバ401は、「ガスフローチャネル」とも呼ばれる。図5に示されるように、チャンバ401内の回転サセプタ408の上には、複数、例えば、3枚の炭化珪素単結晶基板10を載置することのできる基板ホルダ407が設置されている。
次に、本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法について説明する。本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法について、図6に基づき説明する。
10A 主面
10B 裏面
11 炭化珪素エピタキシャル層
11A 表面
100 炭化珪素エピタキシャル基板
100A 表面
101a、101b、101c、101d 測定領域
110 基底面転位
400 成膜装置
401 チャンバ
403 誘導加熱コイル
404 石英管
405 断熱材
406 発熱体
407 基板ホルダ
408 回転サセプタ
Claims (3)
- ポリタイプが4Hであり、(0001)面から<11−20>方位に角度θ傾斜した主面を有する炭化珪素単結晶基板と、
前記主面の上に設けられ、基底面転位を有する炭化珪素エピタキシャル層と、
を備え、
前記基底面転位は、<1−100>方位に延びる部分と<11−20>方位に延びる部分とからなり、
前記基底面転位に、パワーが270mW、波長が313nmの紫外線を10秒間照射しても、前記基底面転位が移動しない炭化珪素エピタキシャル基板。 - 前記炭化珪素単結晶基板の径は150mm以上である、請求項1に記載の炭化珪素エピタキシャル基板。
- 前記角度θは0°を超え6°以下である、請求項1または2に記載の炭化珪素エピタキシャル基板。
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