JP6671161B2 - 炭化珪素エピタキシャル成長用基板ホルダー及びエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハの製造方法 - Google Patents
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Description
(1)熱化学蒸着装置の成長室内に配置されて、炭化珪素をエピタキシャル成長させる炭化珪素単結晶基板を保持するための基板ホルダーであって、前記炭化珪素単結晶基板を保持する第一の凹部を備えて、該第一の凹部は、炭化珪素単結晶基板の周辺部が載置されて高さ方向の位置決めをする位置決め段差を有し、この位置決め段差の内側には、前記炭化珪素単結晶基板より小さい炭化珪素ダミー基板を保持するための第二の凹部を備えて、該第二の凹部の深さが前記炭化珪素ダミー基板の厚さよりも深く、前記炭化珪素単結晶基板と前記炭化珪素ダミー基板とが非接触の状態でそれぞれ保持されることを特徴とする炭化珪素エピタキシャル成長用基板ホルダー。
(2)前記第一の凹部を同一平面内に複数備えて、複数の炭化珪素単結晶基板を炭化珪素ダミー基板と共に保持することができる(1)に記載の炭化珪素エピタキシャル成長用基板ホルダー。
(3)該基板ホルダーが、炭化珪素で被覆された炭素材料からなる(1)又は(2)に記載の炭化珪素エピタキシャル成長用基板ホルダー。
(4)熱化学蒸着装置の成長室内に配置された基板ホルダーに炭化珪素単結晶基板を保持して、熱化学蒸着法により炭化珪素単結晶基板上に炭化珪素をエピタキシャル成長させてエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハを製造する方法であって、前記基板ホルダーが、炭化珪素単結晶基板を保持する第一の凹部を備えて、該第一の凹部は、炭化珪素単結晶基板の周辺部が載置されて高さ方向の位置決めをする位置決め段差を有し、この位置決め段差の内側には、前記炭化珪素単結晶基板より小さい炭化珪素ダミー基板を保持する第二の凹部を備えて、該第二の凹部の深さが前記炭化珪素ダミー基板の厚さよりも深く、前記炭化珪素単結晶基板と前記炭化珪素ダミー基板とが非接触の状態でそれぞれ保持されるようにしてエピタキシャル成長を行い、前記炭化珪素ダミー基板として、前記炭化珪素単結晶基板と略同じドーピング密度を有するものを用いることを特徴とするエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハの製造方法。
(5)前記基板ホルダーが第一の凹部を同一平面内に複数備えて、複数の炭化珪素単結晶基板を炭化珪素ダミー基板と共に保持することができる(4)に記載のエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハの製造方法。
(6)前記基板ホルダーが、炭化珪素で被覆された炭素材料からなる(4)又は(5)に記載のエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハの製造方法。
図1は、本発明の詳細を説明するため、基板ホルダーの断面図を示したものである。基板ホルダー1の第一の凹部3にSiC基板2が配置され、第一の凹部4に更に第二の凹部5を設けることで、SiC基板2の裏面は空間6に面している。空間6には、SiC基板2とほぼ同じドーピング密度を持ったSiCダミー基板7が置かれる。エピタキシャル成長時の高温状態のもとでは、このダミー基板7から昇華ガスが発生し、空間6は実質的にSiC基板2の組成と同等の気体で満たされることになる。
100μm>(“第二の凹部の深さh2”−“SiCダミー基板の厚さ”)>0μm
図2に示したように、同一平面内に3枚のSiC基板1をSiCダミー基板7と共に保持することができる基板ホルダー1を用いて、熱化学蒸着法によりエピタキシャルSiC単結晶ウェハを製造した。この基板ホルダー1は、直径350mm、厚さ3mmの円盤状の炭素材料を用いたものであり、SiC基板2が搭載される第一の凹部3とSiCダミー基板7が搭載される第二の凹部5との組み合わせが3箇所に設けられて、これらの凹部3,5を含めた基板ホルダー1の表面には、窒素濃度(ドーピング密度)が1E16cm−3(1×1016cm-3)のSiC被覆層が約50μmの厚さで形成されている。このうち、第一の凹部3の直径R1は105mmであり、深さ(高さ)h1=400μmの位置に幅w1=5mmの位置決め段差4を備えている。また、第二の凹部5の直径R2は95mmであり、深さ(高さ)h2=300μmである。
第二の凹部5が形成されておらず、直径R1=105mm、深さ(高さ)h1=400μmの第一の凹部3のみを備えた以外は実施例1と同様である基板ホルダーを用いて、3つのSiC基板2に対して熱化学蒸着法によりエピタキシャル成長膜を成長させた。エピタキシャル成長の条件は、SiCダミー基板7を使用しない以外は実施例1と同様にした。
Claims (6)
- 熱化学蒸着装置の成長室内に配置されて、炭化珪素をエピタキシャル成長させる炭化珪素単結晶基板を保持するための基板ホルダーであって、前記炭化珪素単結晶基板を保持する第一の凹部を備えて、該第一の凹部は、炭化珪素単結晶基板の周辺部が載置されて高さ方向の位置決めをする位置決め段差を有し、この位置決め段差の内側には、前記炭化珪素単結晶基板より小さい炭化珪素ダミー基板を保持するための第二の凹部を備えて、該第二の凹部の深さが前記炭化珪素ダミー基板の厚さよりも深く、前記炭化珪素単結晶基板と前記炭化珪素ダミー基板とが非接触の状態でそれぞれ保持されるように、前記炭化珪素ダミー基板が備えてられていること、および前記炭化珪素ダミー基板は、前記炭化珪素単結晶基板とのドーピング密度との差が30%以内であるドーピング密度を有するものであることを特徴とする炭化珪素エピタキシャル成長用基板ホルダー。
- 前記第一の凹部を同一平面内に複数備えて、複数の炭化珪素単結晶基板を炭化珪素ダミー基板と共に保持することができる請求項1に記載の炭化珪素エピタキシャル成長用基板ホルダー。
- 該基板ホルダーが、炭化珪素で被覆された炭素材料からなる請求項1又は2に記載の炭化珪素エピタキシャル成長用基板ホルダー。
- 熱化学蒸着装置の成長室内に配置された基板ホルダーに炭化珪素単結晶基板を保持して、熱化学蒸着法により炭化珪素単結晶基板上に炭化珪素をエピタキシャル成長させてエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハを製造する方法であって、前記基板ホルダーが、炭化珪素単結晶基板を保持する第一の凹部を備えて、該第一の凹部は、炭化珪素単結晶基板の周辺部が載置されて高さ方向の位置決めをする位置決め段差を有し、この位置決め段差の内側には、前記炭化珪素単結晶基板より小さい炭化珪素ダミー基板を保持する第二の凹部を備えて、該第二の凹部の深さが前記炭化珪素ダミー基板の厚さよりも深く、前記炭化珪素単結晶基板と前記炭化珪素ダミー基板とが非接触の状態でそれぞれ保持されるようにしてエピタキシャル成長を行い、前記炭化珪素ダミー基板として、前記炭化珪素単結晶基板とのドーピング密度との差が30%以内であるドーピング密度を有するものを用いることを特徴とするエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハの製造方法。
- 前記基板ホルダーが第一の凹部を同一平面内に複数備えて、複数の炭化珪素単結晶基板を炭化珪素ダミー基板と共に保持することができる請求項4に記載のエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハの製造方法。
- 前記基板ホルダーが、炭化珪素で被覆された炭素材料からなる請求項4又は5に記載のエピタキシャル炭化珪素単結晶ウェハの製造方法。
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