JP4937967B2 - 炭化珪素エピタキシャルウェハの製造方法 - Google Patents
炭化珪素エピタキシャルウェハの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4937967B2 JP4937967B2 JP2008150736A JP2008150736A JP4937967B2 JP 4937967 B2 JP4937967 B2 JP 4937967B2 JP 2008150736 A JP2008150736 A JP 2008150736A JP 2008150736 A JP2008150736 A JP 2008150736A JP 4937967 B2 JP4937967 B2 JP 4937967B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- wafer
- single crystal
- epitaxial growth
- epitaxial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 114
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims description 114
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 23
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims description 90
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 81
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 120
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 53
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 24
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 9
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 8
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 8
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 3
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000002109 crystal growth method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
Yu. M. Tairov and V. F. Tsvetkov, Journal of Crystal Growth, 52 (1981) pp.146 Z. G. Herro, B. M. Epelbaum, M. Bickermann, P. Masri, A. Winnacker, J. Cry. Growth, 262 (2004) pp.105. T. Ueda, H. Nishino and H. Matsunam, Journal of Crystal Growth, 104 (1990) pp.695.
エピタキシャル成長用ウェハは、昇華再結晶法等の方法を用いて作製されたインゴットから切り出し、表面を研磨し、さらに場合によっては、表面の研磨によるダメージ層を取り除くための化学的機械的研磨を行って製造される。研磨を行っているために、通常、エピタキシャル成長面には巨視的に見て尖った部分は存在しない。つまり、前述のウェハ表面を表す関数m(s)のs方向に関する1回微分は通常連続であり、2回微分も存在する。図1のように中心部が周辺部に比べて高い場合には、d2m/ds2≦0が表面上の全ての点で満たされ、上に凸の形状の条件が満たされる。
まず、実施例で用いるエピタキシャル成長装置全体について、図5を用いて簡単に説明する。エピタキシャル成長用ウェハを黒鉛製のサセプター上に載せる。黒鉛製のサセプターの周囲には断熱材が配置され、石英管の中に置かれている。黒鉛製のサセプターは、石英管の外側に配置された高周波誘導加熱用のコイルに流される高周波電流により加熱される。また、石英管の中へは、流量を制御されたシランとプロパンからなる原料ガスと搬送ガスである水素が供給されると同時に、排気ポンプを用いて排気が行われ、石英管内部の圧力が調整される。黒鉛製のサセプターの温度は二色温度計により計測され、石英管内部の圧力は圧力計により計測される。制御装置は、所定の原料ガスと搬送ガスを流しながら、石英管内部の圧力が所定の圧力となるように、排気バルブの流量調節バルブを制御する。また、黒鉛製サセプターの温度が所定の温度となるように、高周波電源の出力を制御する。
次に、本発明で開示したエピタキシャル成長用炭化珪素単結晶ウェハを利用して、炭化珪素エピタキシャル成長を行った実施例について説明する。図6は、直径が50mmのエピタキシャル成長用炭化珪素単結晶ウェハの形状を測定したデータで、ウェハ表面の等高線が示されている。一番高い点が白い三角で、一番低い点が黒い三角で記されており、中心部分が最も高く、周辺の部分が低くなっており、面内の全ての領域で上に凸な形状となっている。そりは24μmであった。この基板のポリタイプは4Hであり、c軸から[11-20]方向に、ウェハ面の法線となす角が8°傾いたSi面上にエピタキシャル成長を行った。
図7は、直径76mmのエピタキシャル成長用炭化珪素ウェハの形状を測定したデータで、ウェハ表面の等高線が示されている。一番高い点が白い三角で、一番低い点が黒い三角で記されており、中心部分が最も高く、周辺の部分が低くなっている。図7の上部の領域で図中にあみがけで示した部分では、等高線が内側に曲がっており、ウェハ表面が上に凸ではない形状となっている。この網がけの部分は、ウェハ面積の40%より少なく、残りの60%以上の部分は上に凸な形状となっている。そりは32μmであった。この基板のポリタイプは4Hであり、c軸から[11-20]方向に、ウェハ面の法線となす角が3.5°傾いたSi面上にエピタキシャル成長を行った。
図8は、直径76mmのエピタキシャル成長用炭化珪素ウェハの形状を測定したデータで、ウェハ表面の等高線が示されている。一番高い点が白い三角で、一番低い点が黒い三角で記されており、中心部分がもっとも高く、周辺の部分が低くなっており、面内のすべての領域で上に凸な形状となっている。そりは55μmであった。この基板のポリタイプは4Hであり、c軸から[11-20]方向に、ウェハ面の法線となす角が0.8°傾いたSi面上にエピタキシャル成長を行った。
実施例2と比較するために、図9に示すような等高線を持つ、直径が50mmのエピタキシャル成長用炭化珪素ウェハにエピタキシャル成長を行った。一番高い点が白い三角で、一番低い点が黒い三角で記されており、中心部分が最も低く、周辺の部分が高くなっており、面内の全ての領域で上に凸でない形状となっている。そりは23μmであった。この基板のポリタイプは4Hであり、c軸から[11-20]方向に、ウェハ面の法線となす角が3.5°傾いたSi面を用いてエピタキシャル成長を行った。
Claims (5)
- 炭化珪素単結晶ウェハ上に炭化珪素をエピタキシャル成長させて、炭化珪素エピタキシャル膜を備えた炭化珪素エピタキシャルウェハを製造する方法であって、前記炭化珪素単結晶ウェハは、エピタキシャル成長面を上として、上に凸である形状を持つ部分がウェハ面積全体の60%以上を占めることを特徴とする炭化珪素エピタキシャルウェハの製造方法。
- 炭化珪素単結晶ウェハのそりが0μm超100μm以下である請求項1記載の炭化珪素エピタキシャルウェハの製造方法。
- 炭化珪素エピタキシャル膜の成長速度は0.1〜0.3μm/minである請求項1又は2に記載の炭化珪素エピタキシャルウェハの製造方法。
- 炭化珪素単結晶のc軸と炭化珪素単結晶ウェハ面の法線のなす角が0°以上4°未満である請求項1〜3のいずれかに記載の炭化珪素エピタキシャルウェハの製造方法。
- 炭化珪素単結晶のc軸と炭化珪素単結晶ウェハ面の法線のなす角が0°以上1°未満である請求項1〜3のいずれかに記載の炭化珪素エピタキシャルウェハの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008150736A JP4937967B2 (ja) | 2008-06-09 | 2008-06-09 | 炭化珪素エピタキシャルウェハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008150736A JP4937967B2 (ja) | 2008-06-09 | 2008-06-09 | 炭化珪素エピタキシャルウェハの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009292705A JP2009292705A (ja) | 2009-12-17 |
JP4937967B2 true JP4937967B2 (ja) | 2012-05-23 |
Family
ID=41541253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008150736A Active JP4937967B2 (ja) | 2008-06-09 | 2008-06-09 | 炭化珪素エピタキシャルウェハの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4937967B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019043927A1 (ja) | 2017-09-01 | 2019-03-07 | 住友電気工業株式会社 | 炭化珪素エピタキシャル基板 |
JP6971144B2 (ja) * | 2017-12-25 | 2021-11-24 | 昭和電工株式会社 | 台座、SiC単結晶の製造装置および製造方法 |
JP7135531B2 (ja) * | 2018-07-20 | 2022-09-13 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4494856B2 (ja) * | 2004-04-28 | 2010-06-30 | 新日本製鐵株式会社 | 炭化珪素単結晶成長用種結晶とその製造方法及びそれを用いた結晶成長方法 |
JP2007119325A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Iii族窒化物結晶およびその成長方法 |
JP4926556B2 (ja) * | 2006-06-20 | 2012-05-09 | 新日本製鐵株式会社 | 炭化珪素単結晶インゴットの製造方法及び炭化珪素単結晶基板 |
-
2008
- 2008-06-09 JP JP2008150736A patent/JP4937967B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009292705A (ja) | 2009-12-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6584428B2 (ja) | 炭化珪素単結晶の製造方法及び炭化珪素単結晶基板 | |
US10087549B2 (en) | Method for producing sic single crystal having low defects by solution process | |
KR101823216B1 (ko) | 탄화규소 단결정 웨이퍼 및 탄화규소 단결정 잉곳의 제조 방법 | |
EP3260582B1 (en) | Method for producing silicon carbide single crystal ingot | |
JP2021070623A (ja) | 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 | |
JP5803265B2 (ja) | 炭化珪素基板および炭化珪素インゴットの製造方法 | |
JP2013100217A (ja) | 炭化珪素インゴットおよび炭化珪素基板、ならびにこれらの製造方法 | |
JP2009218575A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
KR102071161B1 (ko) | SiC 에피택셜 웨이퍼의 제조 방법 | |
US20160273129A1 (en) | Silicon carbide substrate, silicon carbide ingot, and method of manufacturing the same | |
JP2015063435A (ja) | 単結晶インゴットの製造方法、単結晶基板の製造方法、および半導体装置の製造方法 | |
JP2022018072A (ja) | ウエハ及びウエハの製造方法 | |
JP4850663B2 (ja) | SiC単結晶の製造方法及びSiC単結晶基板の製造方法 | |
JP4937967B2 (ja) | 炭化珪素エピタキシャルウェハの製造方法 | |
US20130095294A1 (en) | Silicon carbide ingot and silicon carbide substrate, and method of manufacturing the same | |
JP2018104231A (ja) | SiCウェハの製造方法及びSiCウェハ | |
JP5370025B2 (ja) | 炭化珪素単結晶インゴット | |
JP5991161B2 (ja) | 炭化珪素基板および炭化珪素インゴット、ならびにこれらの製造方法 | |
JP2002255692A (ja) | 炭化珪素エピタキシャル基板およびその製造方法 | |
JP6695182B2 (ja) | 炭化珪素単結晶成長用種結晶の製造方法及び炭化珪素単結晶インゴットの製造方法 | |
JP7245586B1 (ja) | n型SiC単結晶基板 | |
JP7287588B1 (ja) | n型SiC単結晶基板 | |
JP7435880B2 (ja) | n型SiC単結晶基板及びSiCエピタキシャルウェハ | |
JP6036947B2 (ja) | 炭化珪素基板および炭化珪素インゴットの製造方法 | |
JP2022062043A (ja) | ウエハの製造方法、エピタキシャルウエハの製造方法、これによって製造されたウエハ及びエピタキシャルウエハ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100810 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111020 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111108 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120106 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120131 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120222 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150302 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4937967 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150302 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150302 Year of fee payment: 3 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150302 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |