JP2021070623A - 炭化珪素ウエハ、炭化珪素インゴットの製造方法及び炭化珪素ウエハの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐衝撃性が確保された炭化珪素インゴット及び炭化珪素ウエハ、並びにそれらの製造方法の提供。【解決手段】表面に加えられる衝撃によってクラックが発生し、前記衝撃は、力学的エネルギーを有する重錘によるものであり、前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積（ｃｍ２）当たり０．１９４Ｊ〜０．４７５Ｊである、ウエハ。【選択図】図３
Description
具現例は、炭化珪素ウエハ、炭化珪素インゴットの製造方法及び炭化珪素ウエハの製造方法に関する。
炭化珪素（ＳｉＣ）は、２．２ｅＶ〜３．３ｅＶの広いバンドギャップを有する半導体であり、その優れた物理的化学的特性により、半導体材料として研究開発が進められている。
炭化珪素単結晶を製造する方法として、液相蒸着法（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ；ＬＰＥ）、化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＣＶＤ）、物理的気相輸送法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ；ＰＶＴ）などがある。その中で物理的気相輸送法は、坩堝内に炭化珪素原料を装入し、坩堝の上端には、炭化珪素単結晶からなる種結晶を配置した後、坩堝を誘導加熱方式で加熱して原料を昇華させ、種結晶上に炭化珪素単結晶を成長させる方法である。
物理的気相輸送法は、高い成長率を有することによってインゴットの形態の炭化珪素を作製することができるので、最も広く用いられている。但し、坩堝の特性、工程条件などに応じて電流密度が変化し、坩堝の内部の温度分布も変化するため、炭化珪素インゴットの一定の物性の確保に困難がある。
関連先行文献として、韓国公開特許公報第１０−２０１７−００７６７６３号に開示された"炭化珪素単結晶の製造方法及び炭化珪素単結晶基板"、韓国公開特許公報第１０−２０１０−００８９１０３号に開示された"炭化珪素単結晶インゴット、これから得られる基板及びエピタキシャルウエハ"がある。
具現例の目的は、炭化珪素インゴットの製造過程で工程条件を変更設定することで、耐衝撃性が確保された炭化珪素インゴット、ウエハなどを提供することにある。
具現例の他の目的は、転位密度などの欠陥の数値が低下し、良好な品質の炭化珪素インゴット、ウエハなどを提供することにある。
上記目的を達成するために、一実施例に係るウエハは、表面に加えられる衝撃によってクラックが発生し、前記衝撃は、力学的エネルギーを有する重錘によるものであり、前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積（ｃｍ２）当たり０．１９４Ｊ〜０．４７５Ｊである。
前記ウエハは、表面に加えられる力学的エネルギーによってクラックが発生する際に、前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積（ｃｍ２）当たり０．１９４Ｊ〜０．４７５Ｊであってもよい。
衝撃が加えられる前記表面の面積は１００ｍｍ２以下であってもよい。
表面に力学的エネルギーが加えられる面積は１００ｍｍ２以下であってもよい。
力学的エネルギーの最小値は、単位面積（ｃｍ２）当たり０．２３３Ｊ〜０．４７５Ｊであってもよい。
ウエハは、４Ｈ−ＳｉＣ構造を含み、直径が４インチ以上であってもよい。
衝撃は、前記ウエハの表面から所定の高さから重錘が前記ウエハの表面に落下して加えられてもよい。
力学的エネルギーの最小値は、前記ウエハに衝撃を加える前記重錘が有する力学的エネルギーである。
上記目的を達成するために、一実施例に係るウエハは、デュポン衝撃テスト（Ｄｕｐｏｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｔｅｓｔｅｒ）により、３６０μｍの厚さの試片、２５ｇの重錘で測定したクラック発生の落錘高さが１００ｍｍ以上であってもよい。
ウエハは、デュポン衝撃テスト（Ｄｕｐｏｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｔｅｓｔｅｒ）により、３６０μｍの厚さの試片、２５ｇの重錘、直径４ｍｍの撃芯で測定したクラック発生の落錘高さが１００ｍｍ以上であってもよい。
前記落錘高さが１５０ｍｍ以上であってもよい。
前記ウエハは、４Ｈ−ＳｉＣ構造を含み、直径が４インチ以上であってもよい。
上記目的を達成するために、一実施例に係る炭化珪素インゴットの製造方法は、
内部空間を有する反応容器に原料物質と炭化珪素種結晶とを対向するように配置する準備ステップと；前記内部空間の温度、圧力及び雰囲気を調節して前記原料物質を昇華させ、前記種結晶上に成長した炭化珪素インゴットを設ける成長ステップと、前記反応容器を冷却させて前記炭化珪素インゴットを回収する冷却ステップと；を含み、前記炭化珪素インゴットは、対向する一面と他面を含み、上部として定義される前記一面は、平坦面または凸面であり、ウエハは、前記一面以下の部分から設けられる。
前記ウエハは、表面に加えられる衝撃によってクラックが発生し、前記衝撃は、力学的エネルギーを有する重錘によるものであり、前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積（ｃｍ２）当たり０．１９４Ｊ〜０．４７５Ｊであるもの；又は、デュポン衝撃テスト（Ｄｕｐｏｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｔｅｓｔｅｒ）により、３６０μｍの厚さの試片、２５ｇの重錘で測定したクラック発生の落錘高さが１００ｍｍ以上であるもの；であってもよい。
成長ステップは、前記反応容器に７０ｓｃｃｍ〜３３０ｓｃｃｍの流量の流れを有する不活性気体雰囲気で行われてもよい。
冷却ステップは、前記反応容器に１ｓｃｃｍ〜３００ｓｃｃｍの流量の流れを有する不活性気体雰囲気で行われてもよい。
反応容器の熱伝導度は１２０Ｗ／ｍＫ以下であってもよい。
成長ステップまたは冷却ステップにおいて、流れは、前記原料物質から前記炭化珪素種結晶の方向への流れを有することができる。
上記目的を達成するために、一実施例に係るウエハの製造方法は、前記炭化珪素インゴットの縁部を研削する研削ステップ；及び前記研削された炭化珪素インゴットを切断して炭化珪素ウエハを設ける切断ステップ；を含む。
前記ウエハは、上述した特徴を有する。
一実施例に係るウエハは、衝撃による損傷の頻度が減少した優れた物性のウエハを提供することができる。また、ウエハ内に残留する応力がさらに減少したウエハを提供することができる。
一実施例に係る炭化珪素インゴットの製造方法は、最適の工程条件を設定することで、耐衝撃性が確保され、欠陥密度の数値が低下した炭化珪素インゴットを製造することができる。
以下、具現例の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、具現例の実施例について添付の図面を参照して詳細に説明する。しかし、具現例は、様々な異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。明細書全体にわたって類似の部分に対しては同一の図面符号を付した。
本明細書において、ある構成が他の構成を「含む」とするとき、これは、特に反対の記載がない限り、それ以外の他の構成を除くものではなく、他の構成をさらに含むこともできることを意味する。
本明細書において、ある構成が他の構成と「連結」されているとするとき、これは、「直接的に連結」されている場合のみならず、「それらの間に他の構成を介在して連結」されている場合も含む。
本明細書において、Ａ上にＢが位置するという意味は、Ａ上に直接当接してＢが位置するか、またはそれらの間に別の層が位置しながらＡ上にＢが位置することを意味し、Ａの表面に当接してＢが位置することに限定されて解釈されない。
本明細書において、マーカッシュ形式の表現に含まれた「これらの組み合わせ」という用語は、マーカッシュ形式の表現に記載された構成要素からなる群から選択される１つ以上の混合又は組み合わせを意味するものであって、前記構成要素からなる群から選択される１つ以上を含むことを意味する。
本明細書において、「Ａ及び／又はＢ」の記載は、「Ａ、Ｂ、又は、Ａ及びＢ」を意味する。
本明細書において、「第１」、「第２」又は「Ａ」、「Ｂ」のような用語は、特に説明がない限り、同一の用語を互いに区別するために使用される。
本明細書において、単数の表現は、特に説明がなければ、文脈上解釈される単数又は複数を含む意味で解釈される。
以下、具現例をより詳細に説明する。
インゴット又はウエハは、製造条件に応じて耐衝撃性が異なり得る。耐衝撃性が低下したインゴット又はウエハは、移送、加工及び処理などの過程において破損、不良が発生する可能性がある。また、耐衝撃性の差により、後続する素子製造工程においてエピタキシャル層の品質が低下することがある。
発明者らは、より欠陥が少なく、耐衝撃性が向上した炭化珪素インゴットを製造する方法を研究する中で、物理的気相輸送法を適用して炭化珪素を成長させることは、様々な要因の中で不活性気体の流量の制御、坩堝の温度勾配などが重要であり、このような条件の制御を通じて、より優れた品質の炭化珪素インゴットを製造できる点を確認し、具現例を完成した。
炭化珪素インゴット
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係る炭化珪素インゴット１００は、対向する一面１１０と他面１２０を含み、種結晶から遠くに位置し、上部として定義される前記一面は、平坦面または凸面であり、ウエハは、前記一面以下の部分から設けられる。
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係る炭化珪素インゴット１００は、対向する一面１１０と他面１２０を含み、種結晶から遠くに位置し、上部として定義される前記一面は、平坦面または凸面であり、ウエハは、前記一面以下の部分から設けられる。
ウエハは、表面に加えられる衝撃によってクラックが発生し得る。
前記衝撃は、力学的エネルギーを有する重錘によるもので、前記ウエハにクラックが発生する際に、前記重錘が有する力学的エネルギーの最小値は、単位面積（ｃｍ２）当たり０．１９４Ｊ〜０．４７５Ｊであってもよい。
前記炭化珪素インゴット１００は、反応容器の内部の原料が昇華して炭化珪素種結晶上に再結晶されて成長したものである。
図２を参照すると、成長の終結後、前記炭化珪素インゴットの表面の中で前記原料に向かう面が一面１１０であり、前記一面は、湾曲した凸面または平坦面を有することができる。
前記炭化珪素インゴット１００は、本体部１２１と、前記本体部から延びて凸面１１０を有する凸部１１１とを含むことができる。前記炭化珪素インゴットの凸面を上部と見なすとき、凸面以下の部分は前記本体部に該当し得る。
前記炭化珪素インゴットの一面１１０を上部と称し、炭化珪素インゴットの成長が始まった面である底面を他面１２０と称し、前記他面を下部と見なすことができる。前記インゴットは、一面以下の部分を所定の厚さに切断してウエハを設けることができる。前記切断は、前記他面又は前記炭化珪素インゴットの（０００１）面と前記ウエハが所定のオフ角をなすようにすることができる。
前記ウエハを設ける過程は、前記炭化珪素インゴット１００の外径を、研削装備を用いて外径から内部に向かう方向を削り、前記炭化珪素インゴットの他面１２０又は（０００１）面に対する所定のオフ角と一定の厚さに切断した後、縁部の研削及び表面研磨、ポリッシングなどの加工が行われ得る。
前記ウエハを設ける際に、他面１２０又は（０００１）面に対するオフ角は０°〜１０°であってもよい。
前記オフ角が適用されたウエハは、そのロッキング角度が基準角度に対し−１．５°〜１．５°であってもよい。前記オフ角が適用されたウエハは、そのロッキング角度が基準角度に対し−１．０°〜１．０°であってもよく、または−０．５°〜０．５°であってもよい。前記オフ角が適用されたウエハは、そのロッキング角度が基準角度に対し−０．３°〜０．３°であってもよい。このような特徴を有するウエハは、優れた結晶質特性を有することができる。
前記ロッキング角度は、高分解能Ｘ線回折分析システム（ＨＲ−ＸＲＤ ｓｙｓｔｅｍ）を適用して、前記ウエハの［１１−２０］方向をＸ線経路に合わせ、Ｘ−ｒａｙ ｓｏｕｒｃｅ ｏｐｔｉｃとＸ−ｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｏｐｔｉｃ角度を２θ（３５°〜３６°）に設定した後、ウエハのオフ角に合わせてオメガ（ω、又はシータθ、Ｘ−ｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｏｐｔｉｃ）角度を調節してロッキングカーブ（Ｒｏｃｋｉｎｇ ｃｕｒｖｅ）を測定し、基準角度であるピーク角度と２つの半値全幅（ＦＷＨＭ；ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ）の値の差値をそれぞれロッキング角度として設定して結晶性を評価する。
本明細書において、オフ角がＸ°ということは、通常許容する誤差範囲内でＸ°と評価されるオフ角を有するということを意味し、例示的に、（Ｘ°−０．０５°）〜（Ｘ°＋０．０５°）の範囲のオフ角を含む。また、ロッキング角度が「基準角度に対し−１°〜１°」ということは、半値全幅の値が、基準角度であるピークでのオメガ角度を基準として（ピーク角度−１°）〜（ピーク角度＋１°）の範囲内にあるということを意味する。
前記ロッキング角度は、ウエハの中央部分と縁部から中央方向に５ｍｍ以内の部分を除いた表面を実質的に均等に３等分し、各部分で３回以上測定した結果を平均した値である。具体的には、炭化珪素インゴット１００の底面１２０に対して０°〜１０°の範囲から選択された角度であるオフ角を適用したウエハのうち、オフ角が０°である場合、オメガ角度は１７．８１１１°であり、オフ角が４°である場合、オメガ角度は１３．８１１°、そして、オフ角が８°である場合、オメガ角度は９．８１１１°である。
前記炭化珪素インゴット１００を切断して設けられたウエハは、その表面に加えられる衝撃によってクラックが発生し、前記衝撃が、力学的エネルギーを有する重錘によるものであるとき、前記力学的エネルギーの最小値が単位面積（ｃｍ２）当たり０．１９４Ｊ以上であるものであってもよい。また、前記力学的エネルギーの最小値が単位面積（ｃｍ２）当たり０．２３３Ｊ以上であるものであってもよい。前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積（ｃｍ２）当たり０．４７５Ｊ以下であってもよく、または単位面積（ｃｍ２）当たり０．４６７Ｊ以下であってもよい。
力学的エネルギーを有する重錘などによる衝撃にもクラックが発生しないウエハは、ウエハの移送、加工、処理過程などで破損、不良の発生を最小化することができ、素子の製造のための後続工程である炭化珪素エピタキシャル層の形成過程においてより優れた品質を示すようにすることができる。
ウエハに衝撃が加えられてもクラックが発生しないということは、衝撃が加えられた後のウエハが２つ以上に分けられたり、幅０．００１ｍｍ以上のひびが発生したり、破片に割れたりしないという意味である。
衝撃は、位置エネルギー、運動エネルギーなどを有する外部の衝撃源（例：重錘）と前記ウエハの表面とが衝突して発生するもので、衝撃量で評価される。耐衝撃性は、衝撃にもかかわらずウエハにクラックが発生しない特性である。耐衝撃性は、前記衝撃源が有する力学的エネルギーを基準として評価され得る。耐衝撃性は、前記衝撃源がウエハの表面に到達するときに衝撃源が有する運動エネルギーで評価され得る。
前記表面に衝撃が直接加えられる面積は１００ｍｍ２以下であってもよい。前記表面に衝撃が直接加えられる面積は、５０ｍｍ２以下であってもよく、または２５ｍｍ２以下であってもよい。前記表面に衝撃が直接加えられる面積は１０ｍｍ２以上であってもよい。
前記ウエハは、ＡＳＴＭ Ｄ ２７９４に従い、約２５℃の温度、約３６０μｍの厚さの試片、高さ約１００ｍｍ〜２００ｍｍ、重錘の重量２５ｇを撃芯に適用して落下させるＤｕＰｏｎｔ衝撃試験を行ったとき、クラックが発生しないものであってもよい。前記撃芯（インパクタ）は、直径が約４ｍｍ以内であるものが適用されてもよく、または約４ｍｍであるものが適用されてもよい。
前記ウエハは、ＡＳＴＭ Ｄ ２７９４に従い、約２５℃の温度、約３６０μｍの厚さの試片、高さ約１００ｍｍ〜２００ｍｍ、重錘の重量３０ｇを撃芯に適用して落下させるＤｕＰｏｎｔ衝撃試験を行ったとき、クラックが発生しないものであってもよい。前記撃芯（インパクタ）は、直径が約４ｍｍ以内であるものが適用されてもよく、または約４ｍｍであるものが適用されてもよい。
ウエハの表面に衝撃を加えてウエハにクラックが発生するとき、前記衝撃は、衝撃源が有する力学的エネルギーとして定量化することができる。
クラックを発生させない衝撃の最大値は、衝撃源が有する力学的エネルギーの最大値として評価され、耐衝撃性を説明する。また、クラックを発生させる衝撃の最小値は、衝撃源が有する力学的エネルギーの最小値として評価され、耐衝撃性を説明する。これらの２つの値は、実質的にほぼ同一の値として示される。
クラックを発生させない衝撃の最大値よりは、クラックを発生させる衝撃の最小値の評価が容易であるので、具現例では、クラックを発生させる衝撃の最小値を基準としてウエハの耐衝撃性を説明する。
耐衝撃性は、重錘を前記ウエハに落下させる試験を通じて測定することができる。具体的な事項は、以下の実験例に記述した。
前記ウエハは、マイクロパイプ（ＭＰ、Ｍｉｃｒｏｐｉｐｅ）密度が１．５／ｃｍ２以下であってもよく、または１／ｃｍ２以下であってもよい。
前記ウエハは、貫通刃状転位（ＴＥＤ、Ｔｈｒｅａｄｉｎｇ Ｅｄｇｅ Ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ）密度が１０，０００／ｃｍ２以下であってもよく、または８，０００／ｃｍ２以下であってもよい。
前記ウエハは、基底面転位（ＢＰＤ、Ｂａｓａｌ Ｐｌａｎｅ Ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ）密度が５，０００／ｃｍ２以下であってもよく、または３，０００／ｃｍ２以下であってもよい。
前記ウエハが前記欠陥密度の範囲を満たすことによって、欠陥が少ない良質のウエハを提供するようにし、これを素子に適用する際に、電気的特性又は光学的特性に優れた素子を製造することができる。
前記ウエハの欠陥密度は、エッチング溶液を加え、その表面を撮影して測定することができ、具体的な事項は、以下の実験例に記述した。
前記ウエハの厚さは３００μｍ〜６００μｍであってもよく、半導体素子に適用できる適切な厚さであれば、これに制限するものではない。
前記炭化珪素インゴット１００は、欠陥や多形の混入が最小化された実質的に単結晶である４Ｈ−ＳｉＣ構造であってもよい。
前記炭化珪素インゴット１００は、４インチ以上、５インチ以上、さらに６インチ以上の直径を有することができる。具体的には、前記炭化珪素インゴットは、４インチ〜１２インチ、４インチ〜１０インチ、または４インチ〜８インチの直径を有することができる。前記炭化珪素インゴットの製造時に、炭化珪素種結晶は、このような特性に応じて適切なものを適用することができる。
前記炭化珪素インゴット１００は、炭化珪素種結晶のＣ面（（０００−１）面）で成長したものであってもよい。
前記炭化珪素インゴット１００は、製造時に、成長ステップ及び冷却ステップで不活性気体の流量の調節、及び特定の熱伝導度を満たす坩堝を通じて製造され得、具体的な事項は後述する。
ウエハ
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係るウエハは、表面に加えられる衝撃によってクラックが発生し、前記衝撃は、力学的エネルギーを有する重錘によるものであり、前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積（ｃｍ２）当たり０．１９４Ｊ〜０．４７５Ｊであってもよい。
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係るウエハは、表面に加えられる衝撃によってクラックが発生し、前記衝撃は、力学的エネルギーを有する重錘によるものであり、前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積（ｃｍ２）当たり０．１９４Ｊ〜０．４７５Ｊであってもよい。
一実施例に係るウエハは、デュポン衝撃テスト（Ｄｕｐｏｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｔｅｓｔｅｒ）により、３６０μｍの厚さの試片、２５ｇの重錘で測定したクラック発生の落錘高さが１００ｍｍ以上であるものであってもよい。
前記ウエハは、前記炭化珪素インゴット１００を、記述した方法により切断して設けることができる。
前記ウエハのロッキング角度は、記述した通りである。
前記ウエハは、その表面に加えられる衝撃によってクラックが発生し、前記衝撃が力学的エネルギーを有する重錘によるものであるとき、前記力学的エネルギーの最小値が単位面積（ｃｍ２）当たり０．１９４Ｊ以上であるものであってもよい。また、前記力学的エネルギーの最小値が単位面積（ｃｍ２）当たり０．２３３Ｊ以上であるものであってもよい。前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積（ｃｍ２）当たり０．４７５Ｊ以下であってもよく、単位面積（ｃｍ２）当たり０．４６７Ｊ以下であってもよい。
力学的エネルギーを有する重錘などによる衝撃にもクラックが発生しないウエハは、ウエハの移送、加工、処理過程などで破損、不良の発生を最小化することができ、素子の製造のための後続工程である炭化珪素エピタキシャル層の形成過程において良好な品質を示すようにすることができる。
ウエハが衝撃によってクラックが発生しないということは、力学的エネルギーを有する重錘などがウエハの表面に加えられたとき、２つ以上に分けられたり、幅０．００１ｍｍ以上のひびが発生したり、破片に割れたりしないという意味である。
衝撃は、位置エネルギー、運動エネルギーなどを有する外部の衝撃源（例：重錘）と前記ウエハの表面とが衝突して発生するもので、衝撃量で評価される。耐衝撃性は、衝撃にもかかわらずウエハにクラックが発生しない特性である。耐衝撃性は、前記衝撃源が有する力学的エネルギーを基準として評価され得る。耐衝撃性は、前記衝撃源がウエハの表面に到達するときに衝撃源が有する運動エネルギーで評価され得る。
前記表面に衝撃が直接加えられる面積は１００ｍｍ２以下であってもよい。前記表面に衝撃が直接加えられる面積は、５０ｍｍ２以下であってもよく、または２５ｍｍ２以下であってもよい。前記表面に衝撃が直接加えられる面積は１０ｍｍ２以上であってもよい。
前記ウエハは、ＡＳＴＭ Ｄ ２７９４に従い、約２５℃の温度、約３６０μｍの厚さの試片、高さ約１００ｍｍ〜２００ｍｍ、重錘の重量２５ｇを撃芯に適用して落下させるＤｕＰｏｎｔ衝撃試験を行ったとき、クラックが発生しないものであってもよい。前記撃芯（インパクタ）は、直径が約４ｍｍ以内であるものが適用されてもよく、または約４ｍｍであるものが適用されてもよい。
前記ウエハは、ＡＳＴＭ Ｄ ２７９４に従い、約２５℃の温度、３６０μｍの厚さの試片、高さ約１００ｍｍ〜２００ｍｍ、重錘の重量３０ｇを撃芯に適用して落下させるＤｕＰｏｎｔ衝撃試験を行ったとき、クラックが発生しないものであってもよい。前記撃芯（インパクタ）は、直径が約４ｍｍ以内であるものが適用されてもよく、または約４ｍｍであるものが適用されてもよい。
ウエハの表面に衝撃を加えてウエハにクラックが発生するとき、前記衝撃は、衝撃源が有する力学的エネルギーとして定量化することができる。
クラックを発生させない衝撃の最大値は、衝撃源が有する力学的エネルギーの最大値として評価され、耐衝撃性を説明する。また、クラックを発生させる衝撃の最小値は、衝撃源が有する力学的エネルギーの最小値として評価され、耐衝撃性を説明する。これらの２つの値は、実質的にほぼ同一の値として示される。
クラックを発生させない衝撃の最大値よりは、クラックを発生させる衝撃の最小値の評価が容易であるので、具現例では、クラックを発生させる衝撃の最小値を基準としてウエハの耐衝撃性を説明する。
耐衝撃性は、重錘を前記ウエハに落下させる試験を通じて測定することができる。具体的な事項は、以下の実験例に記述した。
前記ウエハは、マイクロパイプ（ＭＰ、Ｍｉｃｒｏｐｉｐｅ）密度が１．５／ｃｍ２以下であってもよく、または１／ｃｍ２以下であってもよい。
前記ウエハは、貫通刃状転位（ＴＥＤ、Ｔｈｒｅａｄｉｎｇ Ｅｄｇｅ Ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ）密度が１０，０００／ｃｍ２以下であってもよく、または８，０００／ｃｍ２以下であってもよい。
前記ウエハは、基底面転位（ＢＰＤ、Ｂａｓａｌ Ｐｌａｎｅ Ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ）密度が５，０００／ｃｍ２以下であってもよく、または３，０００／ｃｍ２以下であってもよい。
前記ウエハの厚さは３００μｍ〜６００μｍであってもよく、半導体素子に適用できる適切な厚さであれば、これに制限するものではない。
前記ウエハは炭化珪素ウエハであってもよい。
前記ウエハは、実質的に単結晶である４Ｈ−ＳｉＣウエハであってもよい。
前記ウエハは、４インチ以上、５インチ以上、または６インチ以上の直径を有することができる。前記ウエハは、１２インチ以下、または１０インチ以下の直径を有することができる。
前記ウエハが前記欠陥密度の範囲を満たすことによって、転位欠陥が少ない良質のウエハを提供するようにし、これを素子に適用する際に、電気的特性又は光学的特性に優れた素子を製造することができる。
前記ウエハの欠陥密度は、エッチング溶液を加え、その表面を撮影して測定することができ、具体的な事項は、以下の実験例に記述した。
炭化珪素インゴットの製造方法
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係る炭化珪素インゴットの製造方法は、内部空間を有する反応容器２００に原料物質３００と炭化珪素種結晶とを対向するように配置する準備ステップと；前記内部空間の温度、圧力及び雰囲気を調節して前記原料物質を昇華させ、前記種結晶上に成長した炭化珪素インゴット１００を設ける成長ステップと；前記反応容器を冷却させて前記炭化珪素インゴットを回収する冷却ステップと；を含む。
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係る炭化珪素インゴットの製造方法は、内部空間を有する反応容器２００に原料物質３００と炭化珪素種結晶とを対向するように配置する準備ステップと；前記内部空間の温度、圧力及び雰囲気を調節して前記原料物質を昇華させ、前記種結晶上に成長した炭化珪素インゴット１００を設ける成長ステップと；前記反応容器を冷却させて前記炭化珪素インゴットを回収する冷却ステップと；を含む。
前記炭化珪素インゴットは、対向する一面１１０と他面１２０を含み、上部として定義される前記一面は、平坦面または凸面であり、ウエハは、前記一面以下の部分から設けられる。
前記ウエハは、表面に加えられる衝撃によってクラックが発生し、前記衝撃は、力学的エネルギーを有する重錘によるものであり、前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積（ｃｍ２）当たり０．１９４Ｊ〜０．４７５Ｊであってもよい。
前記ウエハは、デュポン衝撃テスト（Ｄｕｐｏｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｔｅｓｔｅｒ）により、３６０μｍの厚さの試片、２５ｇの重錘で測定したクラック発生の落錘高さが１００ｍｍ以上であってもよい。
一実施例に係る炭化珪素インゴットの製造方法において、前記準備ステップは、内部空間を有する反応容器２００に原料３００と炭化珪素種結晶とを対向するように配置するステップである。
前記準備ステップの炭化珪素種結晶の特徴は、記述した通りである。
前記準備ステップの原料３００は、炭素源と珪素源を有する粉末の形態が適用され得、前記粉末が互いに連結されるようにネッキング処理した原料、または表面を炭化処理した炭化珪素粉末などが適用されてもよい。
前記準備ステップの反応容器２００は、炭化珪素インゴットの成長反応に適切な容器であれば適用可能であり、具体的に黒鉛坩堝を適用できる。例えば、前記反応容器は、内部空間及び開口部を含む本体２１０と、前記開口部と対応して前記内部空間を密閉する蓋２２０とを含むことができる。前記坩堝蓋は、前記坩堝蓋と一体または別途に種結晶ホルダをさらに含むことができ、前記種結晶ホルダを通じて、炭化珪素種結晶と原料とが対向するように、炭化珪素種結晶を固定することができる。
前記準備ステップの反応容器２００の熱伝導度は８０Ｗ／ｍＫ以上であってもよい。前記反応容器２００の熱伝導度は、８５Ｗ／ｍＫ以上であってもよく、または９０Ｗ／ｍＫ以上であってもよい。前記反応容器の熱伝導度は１２０Ｗ／ｍＫ以下であってもよい。前記反応容器の熱伝導度が８０Ｗ／ｍＫ未満であるか、または前記反応容器の熱伝導度が１２０Ｗ／ｍＫを超えると、反応容器内の温度勾配が非常に大きくなるか又は小さくなり、それにより、製造される炭化珪素インゴットの欠陥密度の数値が高くなり、耐衝撃性が低下する恐れがある。前記熱伝導度の範囲を満たす反応容器を通じて、優れた結晶質を有し、耐衝撃性が向上した炭化珪素インゴットを製造することができる。
前記準備ステップの反応容器は、断熱材４００によって取り囲まれて固定され得、石英管のような反応チャンバ５００内で前記反応容器を取り囲んだ断熱材が位置するようにすることができ、前記断熱材及び反応チャンバの外部に備えられた加熱手段６００により、前記反応容器２００の内部空間の温度を制御することができる。
前記準備ステップの断熱材４００は、気孔度が７２％〜９５％であってもよい。前記断熱材４００は、気孔度が７５％〜９３％であってもよく、または８０％〜９１％であってもよい。前記断熱材４００は、気孔度が８０％〜８５％であってもよい。前記気孔度を満たす断熱材を適用する場合、成長する炭化珪素インゴットのクラックの発生をさらに減少させることができる。
前記準備ステップの断熱材４００は、圧縮強度が０．２Ｍｐａ以上であってもよい。前記断熱材４００は、圧縮強度が０．４８Ｍｐａ以上であってもよく、または０．８ＭＰａ以上であってもよい。また、前記断熱材は、圧縮強度が３ＭＰａ以下であってもよく、または２．５ＭＰａ以下であってもよい。前記断熱材がこのような圧縮強度を有する場合、熱的／機械的安定性に優れ、灰（ａｓｈ）が発生する確率が低下するので、より優れた品質の炭化珪素インゴットを製造することができる。
前記準備ステップの前記断熱材４００は炭素系フェルトを含むことができ、具体的には黒鉛フェルトを含むことができ、レーヨン系黒鉛フェルトまたはピッチ系黒鉛フェルトを含むことができる。
前記準備ステップの反応チャンバ５００は、反応チャンバの内部と連結され、反応チャンバの内部の真空度を調節する真空排気装置７００と、反応チャンバの内部と連結され、反応チャンバの内部に気体を流入させる配管８１０と、制御するマスフローコントローラ８００とを含むことができる。これらを通じて、後続の成長ステップ及び冷却ステップにおいて不活性気体の流量を調節できるようにする。
一実施例に係る炭化珪素インゴットの製造方法において、前記成長ステップは、前記内部空間の温度、圧力及び気体雰囲気を調節して前記原料物質を昇華させ、前記種結晶上に成長した炭化珪素インゴットを設けるステップである。
前記成長ステップは、前記加熱手段６００によって前記反応容器２００及び反応容器の内部空間を加熱して行われ得、前記加熱と同時又は別途に内部空間を減圧して真空度を調節し、不活性気体を注入しながら炭化珪素結晶の成長を誘導することができる。
前記成長ステップは、２０００℃〜２６００℃の温度及び１ｔｏｒｒ〜２００ｔｏｒｒの圧力条件で行われ得、前記温度及び圧力の範囲で、より効率的に炭化珪素インゴットを製造することができる。
前記成長ステップは、具体的には、前記反応容器２００の上、下部の表面の温度が２１００℃〜２５００℃、前記反応容器の内部空間の圧力が１ｔｏｒｒ〜５０ｔｏｒｒである条件で行われてもよく、より詳細には、上、下部の表面の温度が２１５０℃〜２４５０℃、前記反応容器の内部空間の圧力が１ｔｏｒｒ〜４０ｔｏｒｒである条件で行われてもよく、より具体的には、上、下部の表面の温度が２１５０℃〜２３５０℃、前記反応容器の内部空間の圧力が１ｔｏｒｒ〜３０ｔｏｒｒである条件で行われてもよい。
前記温度及び圧力条件を前記成長ステップに適用する場合、より一層高品質の炭化珪素インゴットを製造することができる。
前記成長ステップは、１℃／ｍｉｎ〜１０℃／ｍｉｎの昇温速度、または５℃／ｍｉｎ〜１０℃／ｍｉｎの昇温速度で前記温度範囲まで昇温が行われてもよい。
前記成長ステップは、前記反応容器２００の外部に所定の流量の不活性気体を加えることができる。前記不活性気体は、前記反応容器２００の内部空間でその流れが形成され得、前記原料物質３００から前記炭化珪素種結晶の方向にその流れが形成され得る。これによって、前記反応容器及び内部空間の安定した温度勾配を形成できるようにする。
前記成長ステップにおいて、前記不活性気体の流量は、７０ｓｃｃｍ以上であってもよく、または９０ｓｃｃｍ以上であってもよい。前記不活性気体の流量は１００ｓｃｃｍ以上であってもよい。前記不活性気体の流量は、３３０ｓｃｃｍ以下であってもよく、または３００ｓｃｃｍ以下であってもよい。前記不活性気体の流量は２８０ｓｃｃｍ以下であってもよい。前記成長ステップで不活性気体の流量が７０ｓｃｃｍ以下であると、インゴットの製造のための原料の供給が円滑に行われず、結晶多形の発生及び欠陥増加の恐れがあり、前記成長ステップで不活性気体の流量が３３０ｓｃｃｍを超えると、製造される炭化珪素インゴット及びウエハの欠陥密度が増加することがあり、ウエハの耐衝撃性が低下することがある。前記不活性気体の流量範囲で、前記坩堝の温度勾配が効果的に形成され得、製造されるインゴットの品質及び耐衝撃性を向上させることができる。
前記成長ステップの前記不活性気体は、具体的にアルゴン、ヘリウム、またはこれらの混合気体であってもよい。
一実施例に係る炭化珪素インゴットの製造方法において、前記冷却ステップは、前記成長した炭化珪素インゴット１００を所定の冷却速度及び不活性気体の流量の条件で冷却するステップである。
前記冷却ステップは、１℃／ｍｉｎ〜１０℃／ｍｉｎの速度で冷却が行われてもよく、または１℃／ｍｉｎ〜５℃／ｍｉｎの速度で冷却が行われてもよい。
前記冷却ステップは、前記反応容器２００の内部空間の圧力の調節が同時に行われてもよく、または前記冷却ステップと別途に圧力の調節が行われてもよい。前記圧力の調節は、前記内部空間の圧力が最大７６０ｔｏｒｒになるように行われ得る。
前記冷却ステップは、前記成長ステップと同様に、前記反応容器２００の外部に所定の流量の不活性気体を加えることができる。前記不活性気体は、前記反応容器の内部空間でその流れが形成され得、前記原料物質３００から前記炭化珪素種結晶の方向にその流れが形成され得る。
前記冷却ステップの不活性気体の流量は、１ｓｃｃｍ以上であってもよく、または５０ｓｃｃｍ以上であってもよい。前記不活性気体の流量は１００ｓｃｃｍ以上であってもよい。前記不活性気体の流量は、３００ｓｃｃｍ以下であってもよく、または２８０ｓｃｃｍ以下であってもよい。前記不活性気体の流量は２５０ｓｃｃｍ以下であってもよい。前記冷却ステップで不活性気体の流量が１ｓｃｃｍ以下であると、冷却時に温度勾配が大きく形成されてしまい、製造されるインゴットにクラックが発生する恐れがあり、前記冷却ステップで不活性気体の流量が３００ｓｃｃｍを超えると、急激な冷却により、製造されるインゴットにクラックが発生する恐れがある。前記不活性気体の流量範囲で、冷却時にインゴットの品質の低下を最小化し、良好な耐衝撃性を確保することができる。
炭化珪素インゴットの成長は、前記反応容器２００の大きさと種類、原料の状態に応じて異なり得、成長ステップ又は冷却ステップにおいて、前記反応容器の内部空間の温度勾配、圧力、気体の流量などによっても炭化珪素インゴットの品質が変化し得る。具現例では、最適の不活性気体の流量及び坩堝の熱伝導度を適用することで優れた品質の炭化珪素インゴットを製造しようとした。
前記炭化珪素インゴットの製造方法を通じて製造された炭化珪素インゴットの特徴は、記述した通りである。
ウエハの製造方法
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係るウエハの製造方法は、前記炭化珪素インゴットの製造方法を通じて製造された炭化珪素インゴット１００の縁部を研削する研削ステップ；及び前記研削された炭化珪素インゴットを切断してウエハを設ける切断ステップ；を含むことができる。
上記の目的を達成するために、本明細書で開示する一実施例に係るウエハの製造方法は、前記炭化珪素インゴットの製造方法を通じて製造された炭化珪素インゴット１００の縁部を研削する研削ステップ；及び前記研削された炭化珪素インゴットを切断してウエハを設ける切断ステップ；を含むことができる。
前記研削ステップの炭化珪素インゴットの外径の研削は、前記炭化珪素インゴットの最大外径から内部方向にその断面の面積の５％以上が研削されてもよい。
前記研削ステップは、前記炭化珪素インゴットの一面１１０の縁部から他面１２０の方向、中心軸の方向に均一な断面を有するように行われ得る。
前記切断ステップは、前記炭化珪素インゴットの他面１２０又は（０００１）面と所定のオフ角を有するように切断することができる。
前記切断ステップのオフ角は、記述した通りである。
前記切断ステップは、前記ウエハの厚さが３００μｍ〜６００μｍになるように行われてもよいが、これに制限するものではない。
前記ウエハの製造方法は、前記切断ステップの後に設けられたウエハの厚さを平坦化する平坦化ステップ；をさらに含むことができる。
前記ウエハの製造方法は、前記切断ステップの後に設けられたウエハの縁部を研削する研削ステップ；をさらに含むことができる。
前記ウエハの製造方法は、前記切断ステップの後に設けられたウエハの表面をエッチングし、研磨する表面処理ステップ；をさらに含むことができる。
前記平坦化ステップ、研削ステップ及び表面処理ステップは、通常の方法によって適切な順序で行われてもよく、平坦化ステップ−研削ステップ−表面処理ステップの順に行われてもよい。
前記方法により設けられたウエハの特徴は、記述した通りである。
以下、具体的な実施例を通じて本発明をより具体的に説明する。以下の実施例は、本発明の理解を助けるための例示に過ぎず、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。
１．炭化珪素インゴットの成長
図１に炭化珪素インゴットの製造装置の一例を示したように、反応容器２００の内部空間の下部に原料である炭化珪素粉末を装入し、その上部に炭化珪素種結晶を配置した。このとき、炭化珪素種結晶は、６インチの４Ｈ−ＳｉＣ結晶からなるものを適用し、Ｃ面（（０００−１）面）が内部空間の下部の炭化珪素原料に向かうように通常の方法により固定し、以下の実施例及び比較例に同一に適用した。
図１に炭化珪素インゴットの製造装置の一例を示したように、反応容器２００の内部空間の下部に原料である炭化珪素粉末を装入し、その上部に炭化珪素種結晶を配置した。このとき、炭化珪素種結晶は、６インチの４Ｈ−ＳｉＣ結晶からなるものを適用し、Ｃ面（（０００−１）面）が内部空間の下部の炭化珪素原料に向かうように通常の方法により固定し、以下の実施例及び比較例に同一に適用した。
反応容器２００を密閉し、その外部を断熱材４００で取り囲んだ後、外部に加熱手段６００である加熱コイルが備えられた石英管５００内に反応容器を配置した。前記反応容器の内部空間を減圧して真空雰囲気に調節し、アルゴンガスを注入して前記内部空間が７６０ｔｏｒｒに到達するようにした後、再び内部空間を減圧させた。同時に、内部空間の温度を５℃／ｍｉｎの昇温速度で２３００℃まで昇温させ、前記石英管と連通する配管８１０、真空排気装置７００を介して、石英管の内部のアルゴンガスの流量が表１の流量になるように調節した。２３００℃の温度及び２０ｔｏｒｒの圧力条件下で１００時間、炭化珪素原料と対向する炭化珪素種結晶面に炭化珪素インゴットを成長させた。
成長後、前記内部空間の温度を５℃／ｍｉｎの速度で２５℃まで冷却させ、同時に、内部空間の圧力が７６０ｔｏｒｒになるようにした。前記石英管と連通する配管８１０、真空排気装置７００を介して、石英管の内部のアルゴンガスの流量が表１の流量になるように調節した。
２．ウエハの製造
前記冷却された炭化珪素インゴットの外周面を最大外径に対し５％研削して、均一な外径を有する円柱状に加工し、炭化珪素インゴットの（０００１）面と４°のオフ角を有するように切断し、３６０μｍの厚さを有するウエハサンプルを設けた。
前記冷却された炭化珪素インゴットの外周面を最大外径に対し５％研削して、均一な外径を有する円柱状に加工し、炭化珪素インゴットの（０００１）面と４°のオフ角を有するように切断し、３６０μｍの厚さを有するウエハサンプルを設けた。
３．ウエハの欠陥密度の測定
前記設けられたウエハサンプルを５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切断し、これを、５００℃、５分の条件で溶融水酸化カリウム（ＫＯＨ）に浸漬してエッチングさせ、その表面の欠陥を光学顕微鏡などを通じて撮影した（図４）。貝殻型ピットを基底面転位（ＢＰＤ）、小型の６角形ピットを貫通刃状転位（ＴＥＤ）、黒色の巨大な６角形ピットをマイクロパイプ（ＭＰ）として分類した。
前記設けられたウエハサンプルを５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切断し、これを、５００℃、５分の条件で溶融水酸化カリウム（ＫＯＨ）に浸漬してエッチングさせ、その表面の欠陥を光学顕微鏡などを通じて撮影した（図４）。貝殻型ピットを基底面転位（ＢＰＤ）、小型の６角形ピットを貫通刃状転位（ＴＥＤ）、黒色の巨大な６角形ピットをマイクロパイプ（ＭＰ）として分類した。
切断されたウエハサンプル内の５００×５００μｍの領域を任意に１２回指定して、前記それぞれの領域で欠陥の個数を把握し、単位面積当たりの平均欠陥数を計算し、欠陥密度を求め、その結果を表１に示した。
４．ウエハの耐衝撃性の測定
前記設けられたウエハサンプルを５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切断した（図３（ａ））。ＡＳＴＭ Ｄ ２７９４に従い、２５℃の雰囲気でデュポン衝撃テスト（ＤｕＰｏｎｔ Ｉｍｐａｃｔ Ｔｅｓｔｅｒ）を通じて実験を行った。前記ウエハサンプルの一表面上の中央に、衝撃が加えられる部分が平らな直径４ｍｍの撃芯、他表面上に受台を図３（ｂ）のように備え、表２及び表３のような条件で重錘を落下させて撃芯及びウエハサンプルに衝撃を加える実験を行った。このとき、前記重錘の力学的エネルギー、ウエハに加えられる力学的エネルギーは、下記式１を通じて計算した。
前記設けられたウエハサンプルを５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切断した（図３（ａ））。ＡＳＴＭ Ｄ ２７９４に従い、２５℃の雰囲気でデュポン衝撃テスト（ＤｕＰｏｎｔ Ｉｍｐａｃｔ Ｔｅｓｔｅｒ）を通じて実験を行った。前記ウエハサンプルの一表面上の中央に、衝撃が加えられる部分が平らな直径４ｍｍの撃芯、他表面上に受台を図３（ｂ）のように備え、表２及び表３のような条件で重錘を落下させて撃芯及びウエハサンプルに衝撃を加える実験を行った。このとき、前記重錘の力学的エネルギー、ウエハに加えられる力学的エネルギーは、下記式１を通じて計算した。
実験後、ウエハの表面の状態を光学顕微鏡を通じて目視で把握し、２つ以上に分けられたり、幅０．００１ｍｍ以上のひびが発生したり、図３（ｃ）及び（ｄ）のように破片に割れたりしたことを、クラックが発生したものと見なす。
［式１］
（前記式１中、Ｅｍは力学的エネルギー、ｍは重錘の重量（ｋｇ）、ｇは重力加速度（９．８ｍ／ｓ２）、ｈは撃芯から重錘の高さ（ｍ）、ｖは重錘の速度（ｍ／ｓ）である。）
表１〜表３を参照すると、炭化珪素インゴットの成長において、成長ステップのガス流量が１５０〜２５０ｓｃｃｍであり、冷却ステップのガス流量が１５０〜２００ｓｃｃｍである実施例は、マイクロパイプ密度が１／ｃｍ２以下、貫通刃状転位密度が７９２０／ｃｍ２以下、基底面転位密度が３０００／ｃｍ２を示した。また、前記実施例は、表面にクラックが発生する力学的エネルギーの最小値が、単位面積（ｃｍ２）当たり０．２３３Ｊ〜０．４７５Ｊの範囲にあることを確認した。坩堝の熱伝導度が１２５Ｗ／ｍＫに達する比較例１は、貫通刃状転位密度がｃｍ２当たり１万個を超えることで、品質が低下し、表面にクラックが発生する力学的エネルギーの最小値が、単位面積（ｃｍ２）当たり０．１９４Ｊ未満であることを確認した。成長ステップのガス流量が５０ｓｃｃｍである比較例２は、貫通刃状転位密度が１２８８０／ｃｍ２、基底面転位密度が８８４０／ｃｍ２に達することで、さらに品質が低下し、比較例１と同様に、表面にクラックが発生する力学的エネルギーの最小値が、単位面積（ｃｍ２）当たり０．１９４Ｊ未満であった。成長ステップのガス流量が３５０ｓｃｃｍである比較例３は、貫通刃状転位が１１８００／ｃｍ２、基底面転位密度が９８４０／ｃｍ２であり、表面にクラックが発生する力学的エネルギーの最小値が、単位面積（ｃｍ２）当たり０．０９８Ｊ未満で、低下した品質と耐衝撃性を示した。
すなわち、炭化珪素インゴットの成長において、成長ステップの不活性気体のガス流量が７０〜３３０ｓｃｃｍであり、冷却ステップの不活性気体のガス流量が１〜３００ｓｃｃｍであり、坩堝の熱伝導度が１２０Ｗ／ｍＫ以下である条件を満たす実施例のウエハは、良好な結晶品質及び耐衝撃性を示すことがわかった。
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は、これに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。
Claims (14)
- 表面に加えられる衝撃によってクラックが発生し、
前記衝撃は、力学的エネルギーを有する重錘によるものであり、
前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積（ｃｍ２）当たり０．１９４Ｊ〜０．４７５Ｊである、ウエハ。 - 前記衝撃が加えられる前記表面の面積は１００ｍｍ２以下である、請求項１に記載のウエハ。
- 前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積（ｃｍ２）当たり０．２３３Ｊ〜０．４７５Ｊである、請求項１に記載のウエハ。
- 前記ウエハは、直径が４インチ以上の炭化珪素ウエハである、請求項１に記載のウエハ。
- 前記衝撃は、前記ウエハの表面から所定の高さから重錘が前記ウエハの表面に落下して加えられ、
前記力学的エネルギーの最小値は、前記ウエハに衝撃を加える前記重錘が有する力学的エネルギーである、請求項１に記載のウエハ。 - デュポン衝撃テスト（Ｄｕｐｏｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｔｅｓｔｅｒ）により、３６０μｍの厚さの試片、２５ｇの重錘で測定したクラック発生の落錘高さが１００ｍｍ以上である、ウエハ。
- 前記落錘高さが１５０ｍｍ以上である、請求項６に記載のウエハ。
- 前記ウエハは、直径が４インチ以上の炭化珪素ウエハである、請求項６に記載のウエハ。
- 内部空間を有する反応容器に原料物質と炭化珪素種結晶とを対向するように配置する準備ステップと、
前記内部空間の温度、圧力及び雰囲気を調節して前記原料物質を昇華させ、前記種結晶上に成長した炭化珪素インゴットを設ける成長ステップと、
前記反応容器を冷却させて前記炭化珪素インゴットを回収する冷却ステップとを含み、
前記炭化珪素インゴットは、
対向する一面と他面を含み、
上部として定義される前記一面は、平坦面または凸面であり、
ウエハは、前記一面以下の部分から設けられ、
前記ウエハは、
表面に加えられる衝撃によってクラックが発生し、前記衝撃は、力学的エネルギーを有する重錘によるものであり、前記力学的エネルギーの最小値は、単位面積（ｃｍ２）当たり０．１９４Ｊ〜０．４７５Ｊであるもの；又は
デュポン衝撃テスト（Ｄｕｐｏｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｔｅｓｔｅｒ）により、３６０μｍの厚さの試片、２５ｇの重錘で測定したクラック発生の落錘高さが１００ｍｍ以上であるもの；である、炭化珪素インゴットの製造方法。 - 前記成長ステップは、前記反応容器に７０ｓｃｃｍ〜３３０ｓｃｃｍの流量の流れを有する不活性気体雰囲気で行われる、請求項９に記載の炭化珪素インゴットの製造方法。
- 前記冷却ステップは、前記反応容器に１ｓｃｃｍ〜３００ｓｃｃｍの流量の流れを有する不活性気体雰囲気で行われる、請求項９に記載の炭化珪素インゴットの製造方法。
- 前記反応容器の熱伝導度は１２０Ｗ／ｍＫ以下である、請求項９に記載の炭化珪素インゴットの製造方法。
- 前記成長ステップまたは前記冷却ステップにおいて、流れは、前記原料物質から前記炭化珪素種結晶の方向への流れを有する、請求項１０又は１１に記載の炭化珪素インゴットの製造方法。
- 請求項９によって製造された炭化珪素インゴットの縁部を研削する研削ステップと、
前記研削された炭化珪素インゴットを切断してウエハを設ける切断ステップとを含む、ウエハの製造方法。
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