JP7183628B2 - トレイ、半導体基板の製造方法、半導体装置の製造方法および半導体製造装置 - Google Patents

Description

この発明は、トレイ、半導体基板の製造方法、半導体装置の製造方法および半導体製造装置に関する。

従来、炭化珪素（ＳｉＣ）基板上に、炭化珪素からなる半導体膜をエピタキシャル成長させることにより半導体基板を製造する製造方法が知られている。このような製造方法において、例えば、炭化珪素基板上に炭化珪素からなる半導体膜をエピタキシャル成長させる反応容器の内側に設置されるトレイの形状を、炭化珪素基板を収納する窪みの底面が、中央から端部にいくほど低くなる形状にする製造方法が提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。

特開２０１７－１０９９００号公報

しかしながら、上述した従来技術では、エピタキシャル成長中における半導体基板の温度分布の均一化を図ることができないという問題がある。このため、半導体基板の反りが大きくなったり、エピタキシャル層中における転位の発生が増加したりするという問題がある。

図１６は、従来の製造方法に用いるトレイに炭化珪素基板を載置した状態の一例を示す断面図である。図１６に示すトレイ１６１は、従来の製造方法において、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長）装置へ搬送する炭化珪素基板１６２を載置するための容器である。

トレイ１６１には、炭化珪素基板１６２を載置するためのザグリ１６１ａが形成されている。ザグリ１６１ａは、載置される炭化珪素基板１６２の直径および厚さに合わせて形成される。ザグリ１６１ａに炭化珪素基板１６２を載置した場合に炭化珪素基板１６２の裏面と対向するザグリ１６１ａの底面は、通常は図１６に示すように平坦に形成される。

一方で、エピタキシャル成長前の炭化珪素基板１６２は、メーカやロットにもよるが、裏面（Ｃ面）側に凸になるように反っている場合が多い。炭化珪素基板１６２が裏面側に凸になるように反るとは、例えばザグリ１６１ａの底面から炭化珪素基板１６２の裏面の端部が離れるように炭化珪素基板１６２が反ることである。このエピタキシャル成長前の反りは比較的小さいため、炭化珪素基板１６２の裏面のうち比較的多くの部分がザグリ１６１ａの底面と接触している。

図１７は、従来の製造方法により炭化珪素基板上にエピタキシャル層を形成した状態の一例を示す断面図である。図１７において、図１６に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１７に示す半導体基板１７０は、トレイ１６１に載置した炭化珪素基板１６２（図１６参照）のおもて面に、ＣＶＤ装置を用いてエピタキシャル成長によるエピタキシャル層１７１を形成したものである。

エピタキシャル成長は例えば１６００［℃］程度の高温で行われるため、エピタキシャル成長が進むと、図１７に示すように、半導体基板１７０は、おもて面側に凸になるように反る。半導体基板１７０がおもて面側に凸になるように反るとは、例えばザグリ１６１ａの底面から半導体基板１７０の裏面の中央部分が離れるように半導体基板１７０が反ることである。この反りは、一般的に、エピタキシャル層１７１が厚い程大きい。この反りにより、半導体基板１７０の裏面の一部（端部）しかトレイ１６１と接触しなくなり、半導体基板１７０面内の温度分布の偏りが大きくなる。

半導体基板１７０面内の温度分布の偏りが大きくなると、半導体基板１７０のおもて面側に凸になる反りがさらに大きくなる。半導体基板１７０の反りが大きくなると、半導体基板１７０を用いた半導体装置の製造において、半導体基板１７０の反りが原因のトラブルが発生する。

例えば、炭化珪素デバイスを作製するには、半導体微細加工のための各種のプロセス装置に半導体基板１７０を搬送して設置する。このとき、半導体基板１７０の反りが大きいと、各微細加工プロセスでのパターンの寸法誤差が大きくなったり、そもそも反りが大きいことにより半導体基板１７０をプロセス装置に搬送できなかったりするといったトラブルが起こる。

図１８は、従来の製造方法により製造した半導体基板に発生する転位の一例を示す上面図である。図１８に示す転位１８０～１８９は、従来のトレイ１６１を用いた製造方法により製造した半導体基板１７０のエピタキシャル層１７１を、放射光トポグラフィにより測定することにより観測されたものである。

転位１８０～１８９は、線状の結晶欠陥（界面転位）である。半導体基板１７０面内の温度分布の偏りが大きくなると、上述のトラブルとは別に、エピタキシャル層１７１内に生じる応力により、エピタキシャル層１７１に多くの転位１８０～１８９が発生する。このため、半導体基板１７０自体の質が低下し、半導体基板１７０を用いた半導体装置の良品率が低下する。

また、ザグリ１６１ａの底面が平坦なトレイ１６１を用いると、ＣＶＤ装置を用いたエピタキシャル成長中に、トレイ１６１に載置した炭化珪素基板１６２（半導体基板１７０）がトレイ１６１のザグリ１６１ａから外れる虞もある。

また、上述の特許文献１のように、トレイの形状を、窪みの底面が中央から端部にいくほど低くなる形状にする構成においても、エピタキシャル成長中において半導体基板１７０がおもて面側に凸になるように反ることを回避することはできない。このため、エピタキシャル成長中において、半導体基板１７０の一部しかトレイ１６１と接触しなくなり、半導体基板１７０面内の温度分布の偏りが大きくなるという問題がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、エピタキシャル成長中における半導体基板の温度分布の均一化を図ることができるトレイ、半導体基板の製造方法、半導体装置の製造方法および半導体製造装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかるトレイは、炭化珪素基板の主面に炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させる際に前記炭化珪素基板が載置されるトレイであって、前記炭化珪素基板が載置されるザグリを有し、前記ザグリの底面のうち、前記底面の中央の領域を囲む環状の領域における高さが、前記中央の領域から離れるほど直線形に低くなり、前記ザグリの底面のうちの前記中央の領域は、中心から離れるほど高くなる湾曲した曲面であることを特徴とする。

また、この発明にかかるトレイは、上述した発明において、前記炭化珪素基板は、前記ザグリに、前記炭化珪素基板の第１主面を前記ザグリの底面と対向させて載置され、前記炭化珪素基板における前記第１主面の反対の第２主面に前記炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させる反応容器に搬送されることを特徴とする。

また、この発明にかかるトレイは、上述した発明において、前記ザグリにおける最も浅い部分の深さは、前記炭化珪素エピタキシャル膜がエピタキシャル成長する前の前記炭化珪素基板の厚さと、前記炭化珪素エピタキシャル膜がエピタキシャル成長する前の前記炭化珪素基板の反り量と、の合計以上であることを特徴とする。

また、この発明にかかるトレイは、上述した発明において、前記ザグリの底面のうちの前記中央の領域は、前記炭化珪素エピタキシャル膜がエピタキシャル成長する前の前記炭化珪素基板の反り量に応じた深さおよび曲率を有する曲面であることを特徴とする。

また、この発明にかかるトレイは、上述した発明において、前記ザグリの底面のうちの前記中央の領域は、５［μｍ］以上１００［μｍ］以下の深さを有する曲面であることを特徴とする。

また、この発明にかかるトレイは、上述した発明において、前記ザグリの底面のうちの前記中央の領域は、前記ザグリの内径の０．３倍以上０．７倍以下の直径を有する円形状の領域であることを特徴とする。

また、この発明にかかるトレイは、上述した発明において、前記ザグリの底面のうちの前記環状の領域における傾斜角度は、前記炭化珪素エピタキシャル膜がエピタキシャル成長した前記炭化珪素基板の反り量に応じた傾斜角度であることを特徴とする。

また、この発明にかかるトレイは、上述した発明において、前記ザグリの底面のうちの前記環状の領域における傾斜角度は、で０．３度以上３度以下であることを特徴とする。

また、この発明にかかるトレイは、上述した発明において、炭素により形成されることを特徴とする。

また、この発明にかかるトレイは、上述した発明において、少なくとも前記ザグリの内部は高融点材料でコーティングされていることを特徴とする。

また、この発明にかかる半導体基板の製造方法は、第１工程において、炭化珪素基板が載置されるザグリを有するトレイを用いて、前記ザグリに、前記炭化珪素基板を、前記炭化珪素基板の第１主面を前記ザグリの底面と対向させて載置することを特徴とする。前記トレイは、前記ザグリの底面のうち、前記底面の中央の領域を囲む環状の領域における高さが、前記中央の領域から離れるほど直線形に低くなり、前記ザグリの底面のうちの前記中央の領域は、中心から離れるほど高くなる湾曲した曲面であることを特徴とする。また、第２工程において、前記第１工程によって前記ザグリに、前記炭化珪素基板を、前記炭化珪素基板の第１主面を前記ザグリの底面と対向させて載置した前記トレイを反応容器に搬送して設置し、前記反応容器の内部で、前記炭化珪素基板における前記第１主面の反対の第２主面に炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させることを特徴とする。

また、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、第１工程において、炭化珪素基板が載置されるザグリを有するトレイを用いて、前記ザグリに、前記炭化珪素基板を、前記炭化珪素基板の第１主面を前記ザグリの底面と対向させて載置することを特徴とする。また、前記トレイは、前記ザグリの底面のうち、前記底面の中央の領域を囲む環状の領域における高さが、前記中央の領域から離れるほど直線形に低くなり、前記ザグリの底面のうちの前記中央の領域は、中心から離れるほど高くなる湾曲した曲面であることを特徴とする。また、第２工程において、前記第１工程によって前記ザグリに、前記炭化珪素基板を載置した前記トレイを反応容器に搬送して設置し、前記反応容器の内部で、前記炭化珪素基板における前記第１主面の反対の第２主面に炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させて半導体基板を作製することを特徴とする。また、第３工程において、前記第２工程によって作製した前記半導体基板に所定の素子構造を形成することを特徴とする。

また、この発明にかかる半導体製造装置は、炭化珪素基板が載置されるザグリを有するトレイと、前記トレイが設置される反応容器と、前記反応容器の内部で、前記炭化珪素基板に炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させる成長手段と、を備えることを特徴とする。また、前記トレイは、前記ザグリの底面のうち、前記底面の中央の領域を囲む環状の領域における高さが、前記中央の領域から離れるほど直線形に低くなり、前記ザグリの底面のうちの前記中央の領域は、中心から離れるほど高くなる湾曲した曲面であることを特徴とする。また、前記成長手段は、前記炭化珪素基板の第１主面を前記ザグリの底面と対向させて前記トレイの前記ザグリに載置された前記炭化珪素基板における前記第１主面の反対の第２主面に炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させることを特徴とする。

エピタキシャル成長中において、半導体基板は、主に中央部分が曲がることにより第２主面側に凸になるように反り、このとき半導体基板の外側部分は曲がりにくい。したがって、上述した発明によれば、エピタキシャル成長中において、第２主面側に凸になるように反った半導体基板の第１主面の外側部分が、トレイの底面のうち、中央の領域から離れるほど線形に低くなる環状の領域に接する。これにより、半導体基板とトレイとの間の接触量を増やし、半導体基板の温度分布を均一化することができる。このため、半導体基板の反りが大きくなることを抑制することができる。また、半導体基板のエピタキシャル層に発生する転位を抑制することができる。

本発明にかかるトレイ、半導体基板の製造方法、半導体装置の製造方法および半導体製造装置によれば、エピタキシャル成長中における半導体基板の温度分布を均一化し、半導体基板の反りが大きくなることや、半導体基板のエピタキシャル層に発生する転位を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法に用いるトレイの構造の一例を示す図である。 図２は、実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法に用いるトレイに炭化珪素基板を載置した状態の一例を示す断面図である。 図３は、実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法により炭化珪素基板上にエピタキシャル層を形成した状態の一例を示す断面図である。 図４は、実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法における半導体基板の反りの一例を示す断面図である。 図５は、実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法の一例を示すフローチャートである。 図６は、実施の形態１にかかる製造方法に用いられるトレイの側壁部および凹形状部の径の一例を説明する断面図である。 図７は、実施の形態１にかかる製造方法に用いられるトレイのザグリの深さの一例を説明する断面図である。 図８は、実施の形態１にかかる製造方法に用いられるトレイの凹形状部の深さの一例を説明する断面図である。 図９は、実施の形態１にかかる製造方法に用いられるトレイの斜面部の角度の一例を説明する断面図である。 図１０は、実施の形態１にかかる製造方法に用いられるトレイの構造の他の一例を示す断面図である。 図１１は、実施の形態１にかかる製造方法に用いられるトレイの構造のさらに他の一例を示す断面図である。 図１２は、実施の形態１にかかる製造方法に用いられ複数のザグリ部を有するトレイの構造の一例を示す上面図である。 図１３は、実施の形態２にかかる半導体基板の製造方法に用いるトレイの構造の一例を示す図である。 図１４は、実施の形態２にかかる半導体基板の製造方法に用いるトレイに炭化珪素基板を載置した状態の一例を示す断面図である。 図１５は、実施の形態２にかかる半導体基板の製造方法により炭化珪素基板上にエピタキシャル層を形成した状態の一例を示す断面図である。 図１６は、従来の製造方法に用いるトレイに炭化珪素基板を載置した状態の一例を示す断面図である。 図１７は、従来の製造方法により炭化珪素基板上にエピタキシャル層を形成した状態の一例を示す断面図である。 図１８は、従来の製造方法により製造した半導体基板に発生する転位の一例を示す上面図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるトレイ、半導体基板の製造方法、半導体装置の製造方法および半導体製造装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法を説明する。この製造方法によって製造される半導体基板は、炭化珪素基板のおもて面（Ｓｉ面：第２主面）に炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させることにより、炭化珪素基板のおもて面に炭化珪素のエピタキシャル層が形成された基板である。

まず、炭化珪素基板を載置するためのザグリ（窪み）を有するトレイであって、炭化珪素基板が載置された状態でエピタキシャル成長の反応容器に搬送して設置されるトレイを用意する。このトレイは、炭化珪素基板を載置するためのザグリの底面のうち、中央の領域を囲む環状の領域における高さが、その中央の領域から離れるほど線形に低くなるトレイである。このトレイの構造の具体例については後述する（例えば図１参照）。

つぎに、用意したトレイのザグリに、炭化珪素（ＳｉＣ）基板を、炭化珪素基板の裏面（Ｃ面：第１主面）がザグリの底面に対向するように載置する（第１工程）。そして、ザグリに炭化珪素基板を載置したトレイを反応容器に搬送して設置し、反応容器の内部で炭化珪素基板のおもて面に炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させる（第２工程）。これにより、炭化珪素基板のおもて面に炭化珪素のエピタキシャル層が形成された半導体基板を製造することができる。実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法の具体例については後述する（例えば図５参照）。

実施の形態１にかかる半導体製造装置を説明する。この半導体製造装置は、上述のトレイと、上述のトレイが設置される反応容器と、上述のトレイを反応容器に搬送して設置する搬送手段と、反応容器の内部で炭化珪素基板のおもて面に炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させる成長手段と、を備える。

この半導体製造装置は、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長）装置である。ＣＶＤ装置は、化学気相成長を行うための反応容器を有する装置である。ＣＶＤ装置の反応容器には、炭化珪素基板を載置した上述のトレイが設置される。また、ＣＶＤ装置は、反応容器の内部で炭化珪素基板のおもて面に炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させる成長手段を備える。この成長手段には、例えば、反応容器内の圧力や温度を調整する手段や、反応容器内に各種のガスを導入する手段等が含まれる。

図１は、実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法に用いるトレイの構造の一例を示す図である。図１に示すトレイ１０は、実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法においてＣＶＤ装置の反応容器へ搬送する炭化珪素基板を載置するための容器である。例えば、トレイ１０は、ＣＶＤ装置の反応容器内のサセプタ（加熱手段）上に設置される。図１における上面構造１および断面構造２は、それぞれトレイ１０の上面（平面）および断面の各構造を示している。

ここで、トレイ１０の高さ方向（断面構造２の縦方向）をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸方向と直交し、かつ互いに直交する各方向をそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向とする。断面構造２は、ＸＺ平面と平行でありトレイ１０の中心を通る断面の構造を示しているが、Ｚ軸方向と平行でありトレイ１０の中心を通る各断面（例えばＹＺ平面と平行な断面）の構造も、断面構造２に示す断面の構造と同様である。

上面構造１に示すように、トレイ１０は、トレイ１０の上面側（Ｚ軸のプラス方向）からみて、Ｚ軸方向を中心とする円形状である。また、上面構造１および断面構造２に示すように、トレイ１０は、基部１１と、側壁部１２と、斜面部１３と、凹形状部１４と、を有する。基部１１は、炭化珪素基板を載置したトレイ１０をＣＶＤ装置の反応容器に搬送して設置する際にトレイ１０の底部となる部分、すなわちトレイ１０のうちのＣＶＤ装置内の底面に接する部分である。側壁部１２、斜面部１３および凹形状部１４は、基部１１上に形成されている。

側壁部１２は、上面構造１に示すように、トレイ１０の上面側からみて、Ｚ軸方向を中心とし、斜面部１３を囲む円環形状（ドーナツ形状）である。また、側壁部１２は、断面構造２に示すように上面（Ｚ軸のプラス方向側の面）がトレイ１０（基部１１）の底面と平行になっている。

斜面部１３は、上面構造１に示すように、トレイ１０の上面側からみて、Ｚ軸方向を中心とし、凹形状部１４を囲む円環形状である。また、側壁部１２は、断面構造２に示すように、上面がトレイ１０（基部１１）の底面に対して斜めになっている。具体的には、斜面部１３の形状は、例えばＸＹ平面上において凹形状部１４の中心（トレイ１０の中心）から離れるほど、上面の高さが線形に（直線的に）低くなる形状である。高さが低いとは、トレイ１０（基部１１）の底面との間の距離が短いことである。

凹形状部１４は、上面構造１に示すように、トレイ１０の上面側からみて、Ｚ軸方向を中心とする円形状である。また、凹形状部１４は、断面構造２に示すように、上面が湾曲した曲面である。具体的には、凹形状部１４の上面は、ＸＹ平面上の凹形状部１４の中心（トレイ１０の中心）が最も低く、ＸＹ平面上の凹形状部１４中心から離れるほど高くなる形状である。また、凹形状部１４の上面は、後述の炭化珪素基板の反りに合わせた一定の曲率を有する曲面になっている。

ここで、側壁部１２は、斜面部１３および凹形状部１４よりも上面が高くなっている。ザグリ１５は、側壁部１２を側面とし、凹形状部１４および斜面部１３を底面とするザグリである。このザグリ１５に炭化珪素基板を載置可能である。

このように、図１に示したトレイ１０においては、炭化珪素基板が載置されるザグリ１５の底面のうち、凹形状部１４の上面（中央の領域）を囲む斜面部１３の上面（環状の領域）における高さが、中央の領域から離れるほど線形に低くなっている。また、図１に示したトレイ１０においては、ザグリ１５の底面のうち、中央の領域（凹形状部１４の上面）の高さが中心から離れるほど高くなる湾曲した曲面になっている。すなわち、図１に示したトレイ１０は、斜面部１３および凹形状部１４の各上面を底面とすることにより、複数の形状が複合された底面を含むザグリ１５を有する。

また、トレイ１０は、ＣＶＤ装置による処理に耐えられるように、例えば炭素（Ｃ）等の融点が高い材料により形成される。また、トレイ１０のうち少なくともＳｉＣエピ膜が堆積する可能性のある部分には、融点が高い材料（高融点材料）によるコーティングが行われてもよい。このコーティングに用いられる高融点材料には、例えば炭化タンタル（ＴａＣ）や炭化珪素を用いることができる。これにより、トレイ１０と炭化珪素基板との間の接触性を向上させることができる。

図２は、実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法に用いるトレイに炭化珪素基板を載置した状態の一例を示す断面図である。図２において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２に示す炭化珪素基板２０は、例えば４Ｈ－ＳｉＣ（炭化珪素の四層周期六方晶）を半導体材料として用いた４Ｈ－ＳｉＣ基板である。また、炭化珪素基板２０は、例えば直径が４インチ程度、板厚（厚さ）が４００［μｍ］程度の円板形状の基板である。

炭化珪素基板２０は、上述のように円板形状であるが、図２に示すように、裏面側に凸になるように反っている場合がある。炭化珪素基板２０が裏面側に凸になるように反るとは、例えばザグリ１５の底面から炭化珪素基板２０の裏面の端部が離れるように炭化珪素基板２０が反ることである。この炭化珪素基板２０の反りは、例えば、炭化珪素基板２０に対する研磨等により、炭化珪素基板２０のおもて面と裏面において応力の差が生じることにより発生する。具体的には、炭化珪素基板２０のおもて面には砥粒の細かい砥石での丁寧な研磨が行われ、炭化珪素基板２０の裏面には炭化珪素基板２０を薄くするための砥粒の粗い砥石での研磨が行われる。このおもて面に対する研磨と裏面に対する研磨の違いにより、おもて面と裏面において応力の差が生じる。この炭化珪素基板２０に生じる反り量（ＳＯＲＩ）は、例えば最大で３０［μｍ］程度である。

ここで、基板の反り量（ＳＯＲＩ）について説明する。例えば、基板の各点から最小二乗法によって計算される平面を最小二乗平面とする。また、最小二乗平面と、基板のおもて面上の最高点と、の間の距離をｄ１とする。また、最小二乗平面と、基板のおもて面上の最低点と、の間の距離をｄ２とする。このとき、基板の反り量（ＳＯＲＩ）は、例えばこの距離ｄ１，ｄ２の合計値（ｄ１＋ｄ２）により定義することができる。

トレイ１０の凹形状部１４は、上述のように上面が湾曲した曲面になっている。そして、この凹形状部１４の上面の曲率は、炭化珪素基板２０のうち曲がった部分（例えば図４参照）の曲率に近くなるように設定される。したがって、反った炭化珪素基板２０を、裏面が下になるようにザグリ１５に載置すると、図２に示すように凹形状部１４の上面に炭化珪素基板２０の裏面が接しやすくなり、この接している部分を介して、トレイ１０の熱が炭化珪素基板２０に伝わる。

図２に示す例では、凹形状部１４の上面の全体にわたり、炭化珪素基板２０の中央部分の裏面が接している。炭化珪素基板２０の中央部分とは、ＸＹ平面上で、炭化珪素基板２０の中心を含む円形状の部分である。ただし、炭化珪素基板２０の反りにはばらつきがあるため、凹形状部１４の上面の全体にわたって炭化珪素基板２０の裏面が接する状態にならなくてもよい。例えば、凹形状部１４の上面の面積の５０％以上において炭化珪素基板２０の裏面が接する状態が好ましい。

図３は、実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法により炭化珪素基板上にエピタキシャル層を形成した状態の一例を示す断面図である。図３において、図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図３に示す半導体基板３０は、トレイ１０に載置した炭化珪素基板２０（図２参照）のおもて面に、ＣＶＤ装置を用いてエピタキシャル成長によるエピタキシャル層３１を形成したものである。

ＣＶＤ装置による化学蒸着においては、炭化珪素基板２０（半導体基板３０）が高温になる。このため、ＣＶＤ装置により形成された半導体基板３０には、おもて面側が凸になる反り、すなわち図２に示した炭化珪素基板２０の反りとは反対方向の反りが生じる。半導体基板３０がおもて面側に凸になるように反るとは、例えばザグリ１５の底面から半導体基板３０の裏面の中央部分が離れるように半導体基板３０が反ることである。この反りの原理について説明する。エピタキシャル成長において、炭化珪素基板２０のおもて面に形成されるエピタキシャル膜であるエピタキシャル層３１の中央付近には横方向（炭化珪素基板２０の主面に平行な方向）の圧縮応力（外側に向かう力）がかかり、エピタキシャル層３１の端部付近には横方向の若干の引張応力（中心側に向かう力）がかかる。それにより、半導体基板３０に、おもて面側が凸になる反りが生じる。

例えば、エピタキシャル成長前に、図２に示したように炭化珪素基板２０が裏面側に凸になるように反っていた場合、エピタキシャル成長中に、その反りが徐々に小さくなって反りがなくなる。そして、さらにエピタキシャル成長が進むと、半導体基板３０においておもて面側に凸になるような反りが生じ、その反りが徐々に大きくなり、最終的に、例えば図３に示したような状態となる。

これに対して、トレイ１０の斜面部１３は、上述のように、中心から離れるほど上面が線形に低くなる形状になっている。そして、この斜面部１３の上面の角度（傾斜）は、図３に示すように裏面側に凸になるように反った半導体基板３０の外側部分と同じ角度になるように設定される。半導体基板３０の外側部分とは、ＸＹ平面上で、半導体基板３０のうち中央部分を除く環状の部分である。したがって、半導体基板３０においておもて面側に凸になる反りが発生すると、斜面部１３の上面に半導体基板３０の裏面が接しやすくなり、この接している部分を介して、トレイ１０の熱が半導体基板３０に伝わる。

図３に示す例では、斜面部１３の上面と、半導体基板３０の外側部分の裏面と、の角度が一致している。ただし、半導体基板３０の反りにはばらつきがあるため、斜面部１３の上面と、半導体基板３０の外周部の裏面と、の角度が完全に一致していなくてもよい。

また、半導体基板３０においておもて面側に凸になるような反りが生じる前にエピタキシャル成長が終わった場合は、半導体基板３０は、反りがない状態、または裏面側に凸になる反りが残った状態になる。この場合においても、エピタキシャル成長中に、凹形状部１４の上面に半導体基板３０の裏面が接しやすくなっているため、この接している部分を介して、トレイ１０の熱が半導体基板３０に伝わる。

図２，図３に示したように、炭化珪素基板２０が裏面側に凸になるように反っているエピタキシャル成長前の時点では、トレイ１０における凹形状部１４が炭化珪素基板２０の中央部分に接しやすくすることができる（図２参照）。そして、エピタキシャル成長により半導体基板３０がおもて面側に凸になるように反ると、トレイ１０における斜面部１３が半導体基板３０の外側部分に接しやすくすることができる（図３参照）。

したがって、エピタキシャル成長中の半導体基板３０とトレイ１０との間の接触量を増やすことができる。エピタキシャル成長中の半導体基板３０とトレイ１０との間の接触量とは、例えば、エピタキシャル成長中における、半導体基板３０とトレイ１０との間の接触面積を時間積分した量である。

エピタキシャル成長中の半導体基板３０とトレイ１０との間の接触量を増やすことにより、エピタキシャル成長中において、半導体基板３０の温度変化を少なくし、それによって半導体基板３０面内の温度分布を均一にすることができる。なお、半導体基板３０に用いられる炭化珪素は熱伝導性がよいため、エピタキシャル成長中に半導体基板３０の半分程度がトレイ１０に接触していれば、半導体基板３０の面内の温度分布を十分に均一化することができる。

エピタキシャル成長中の半導体基板３０面内の温度分布を均一にすることにより、半導体基板３０のおもて面側に凸になる反りが大きくなることを抑制することができる。例えば、半導体基板３０が図３に示した状態よりも大きく反ることを抑制することができる。

半導体基板３０の反りが大きくなることを抑制することで、半導体基板３０を用いた半導体装置の製造において、半導体基板３０の反りが原因の上述のトラブルを回避することができる。これにより、半導体基板３０を用いた半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。あるいは、半導体基板３０を用いた半導体装置の特性の信頼性を向上させることができる。

また、エピタキシャル成長中の半導体基板３０面内の温度分布を均一にすることにより、この温度分布により生じるエピタキシャル層３１内の応力が原因で半導体基板３０のエピタキシャル層３１に発生する転位等も抑制することができる。このため、半導体基板３０自体の品質を向上させることができる。したがって、半導体基板３０を用いた半導体装置の良品率を向上させることができる。

図４は、実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法における半導体基板の反りの一例を示す断面図である。例えば図２に示したように、エピタキシャル成長前の炭化珪素基板２０は、裏面側が凸になるように反った状態、または反りがない状態である。また、炭化珪素基板２０のおもて面上にエピタキシャル成長によりエピタキシャル層３１を形成して得られた半導体基板３０は、図４（または図３）に示すように、おもて面側が凸になるように反った状態になる。

このとき、図４に示すように、曲がるのは主に半導体基板３０のうちの中央部分４１であり、半導体基板３０のうちの中央部分４１の周辺の外側部分４２は、Ｚ軸方向と平行な断面においてはほぼ平面になる。このため、トレイ１０の斜面部１３は、エピタキシャル成長により反った半導体基板３０の外側部分４２の裏面と接触しやすいように、Ｚ軸方向と平行な断面において、斜めの平面状に形成されている。

図５は、実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法の一例を示すフローチャートである。実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法は、例えば図５に示す各ステップにより実現される。

まず、炭化珪素基板２０の洗浄を行う（ステップＳ５１）。ステップＳ５１における洗浄には、例えば有機洗浄やＲＣＡ洗浄が用いられる。このとき、炭化珪素基板２０においては、例えば図２に示したような裏面側に凸の反りが発生していてもよいし、反りが発生していなくてもよい。

つぎに、炭化珪素基板２０を上述のトレイ１０のザグリ１５に載置する（ステップＳ５２（第１工程））。このとき、炭化珪素基板２０の裏面がザグリ１５の底面に対向するように炭化珪素基板２０を載置する。ステップＳ５２により、例えば図２に示した状態になる。

つぎに、ステップＳ５２によりザグリ１５に炭化珪素基板２０を載置したトレイ１０をＣＶＤ装置の反応容器に搬送して設置し、炭化珪素基板２０のおもて面において、炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させる（ステップＳ５３（第２工程））。これにより、炭化珪素基板２０のおもて面に炭化珪素のエピタキシャル層３１が積層される。ステップＳ５３により、例えば図３に示した状態になる。

ステップＳ５３のエピタキシャル成長は、例えば、各種のガスを反応容器内に導入し、反応容器内の珪素原子および炭素原子を炭化珪素基板２０と同じ結晶構造で炭化珪素基板２０上に堆積することにより行われる。このとき、反応容器内には、例えば原料ガス、エッチングガス、ドーピングガスおよびキャリアガスが導入される。原料ガスとしては、例えば水素化ケイ素（ＳｉＨ₄）およびプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）が用いられる。エッチングガスとしては、例えば塩酸（ＨＣｌ）が用いられる。ドーピングガスとしては、例えば窒素（Ｎ₂）が用いられる。キャリアガスとしては、例えば３０［ｓｌｍ］程度の水素（Ｈ₂）ガスが用いられる。

このとき、例えば、水素化ケイ素の流量は５４［ｓｃｃｍ］、プロパンの流量は２１［ｓｃｃｍ］、窒素の流量は１．０［ｓｃｃｍ］、塩酸の流量は１６２［ｓｃｃｍ］とすることができる。窒素のガス量は、狙いのドーピング濃度になるように調整する。また塩酸の流量は０［ｓｃｃｍ］以上２７０［ｓｃｃｍ］以下の間の任意の値に変更してもよい。なお、塩酸の流量を極端に多くすると、炭化珪素エピタキシャル膜の成長速度が落ちる。一般的に、ハライドエピタキシャル膜の場合、塩酸の流量は、水素化ケイ素の流量の３倍程度が適量となる。

また、ステップＳ５３のエピタキシャル成長は、例えば、炭化珪素基板２０を設置した反応容器内を、２０［Ｔｏｒｒ］程度の圧力にし、１６００［℃］程度の温度にし、５時間３０分程度の時間をかけて行われる。

ステップＳ５３によってエピタキシャル成長する炭化珪素エピタキシャル膜は、例えば４Ｈ－ＳｉＣ材料を用いたｎ型のエピタキシャル膜である。また、ステップＳ５３によって形成される炭化珪素エピタキシャル膜は、４Ｈ－ＳｉＣ材料を用いたｐ型のエピタキシャル膜であってもよい。この場合に、ステップＳ５３は、上述のドーピングガスとしては、例えばトリメチルアルミニウム（Ｃ₆Ｈ₁₈Ａｌ₂）が用いられる。

ステップＳ５３によってエピタキシャル成長した炭化珪素エピタキシャル膜（エピタキシャル層３１）の厚さは、例えば２６０［μｍ］程度である。ただし、エピタキシャル層３１の厚さは、２６０［μｍ］程度に限らず、例えば半導体基板３０を用いて製造する半導体装置の目標耐圧等に応じて決定される。耐圧とは、素子が誤動作や破壊を起こさない限界の電圧である。

つぎに、ステップＳ５３によりおもて面に炭化珪素のエピタキシャル層３１が積層された炭化珪素基板２０、すなわち半導体基板３０をＣＶＤ装置から出し（ステップＳ５４）、一連の半導体基板３０の製造方法を終了する。このとき、炭化珪素基板２０においては、例えば図３に示したようなおもて側に凸の反りが発生している。図５に示す各ステップにより半導体基板３０を製造することができる。

図６は、実施の形態１にかかる製造方法に用いられるトレイの側壁部および凹形状部の径の一例を説明する断面図である。図６に示すザグリ内径Ｄ１は、Ｚ軸方向からみたトレイ１０のザグリ１５の内径、すなわち側壁部１２の内径（あるいは斜面部１３の外径）である。ザグリ内径Ｄ１は、トレイ１０に載置される炭化珪素基板２０の直径より大きくなるように決定される。例えば炭化珪素基板２０の直径が４インチ程度であるとすると、ザグリ内径Ｄ１は４インチよりも大きい内径に決定される。

図６に示す直径Ｄ２は、Ｚ軸方向からみた凹形状部１４の直径である。すなわち、ザグリ内径Ｄ１は斜面部１３の内径に相当する。直径Ｄ２は、図４に示した半導体基板３０における中央部分４１と外側部分４２との経の比率に応じて、例えばザグリ内径Ｄ１の０．３倍以上０．７倍以下程度の範囲内の直径に決定される。

また、直径Ｄ２は、ザグリ１５に載置される炭化珪素基板２０の直径より小さい直径に決定される。これにより、ザグリ１５に載置される炭化珪素基板２０の外側部分４２が、斜面部１３上に位置するようにすることができる。

一例としては、直径Ｄ２は直径５０［ｍｍ］程度とすることができる。この場合に、エピタキシャル成長後の半導体基板３０は、半導体基板３０の中心から半径２５［ｍｍ］の領域より外側の領域が斜面部１３に接触する。

図７は、実施の形態１にかかる製造方法に用いられるトレイのザグリの深さの一例を説明する断面図である。図７に示すザグリ深さＤ３は、側壁部１２の上面と、凹形状部１４と斜面部１３との間の境界部分と、の間の高低差、すなわちトレイ１０のザグリ１５の最も浅い部分の深さである。ザグリ深さＤ３は、例えば、エピタキシャル成長前の炭化珪素基板２０の厚さと、エピタキシャル成長前の炭化珪素基板２０の反り量（ＳＯＲＩ）と、の合計以上の深さに決定される。

例えばエピタキシャル成長前の炭化珪素基板２０の厚さが３５０［μｍ］以上４００［μｍ］以下程度（上述の例では４００［μｍ］）であり、エピタキシャル成長前の炭化珪素基板２０の反り量が１００［μｍ］以上１１０［μｍ］以下程度であるとする。この場合に、ザグリ深さＤ３は、例えば５１０［μｍ］以上の深さ、一例としては８００［μｍ］程度の深さに決定される。

これにより、炭化珪素基板２０がエピタキシャル成長前に反っていても（図２参照）、炭化珪素基板２０の端部がトレイ１０の表面（側壁部１２の上面）より上部に出ないようにすることができる。すなわち、炭化珪素基板２０の端部がザグリ１５に十分沈んだ状態にすることができる。したがって、炭化珪素基板２０の反り量や反りの向きが変化するエピタキシャル成長中に、トレイ１０の自転や公転を行っても炭化珪素基板２０の位置ズレ（ザグリ１５から外れてしまうこと）を防止することができる。

図７に示すザグリ深さＤ４は、側壁部１２の上面と、斜面部１３の上面のうちの最も低い部分と、の間の高低差、すなわちトレイ１０のザグリの最も深い部分（ザグリの外側部分）の深さである。ザグリ深さＤ４は、ザグリ深さＤ３より深い。一例としては、ザグリ深さＤ３が８００［μｍ］程度である場合に、ザグリ深さＤ４は、９００［μｍ］程度とすることができる。

図８は、実施の形態１にかかる製造方法に用いられるトレイの凹形状部の深さの一例を説明する断面図である。図８に示す凹形状部深さＤ５は、凹形状部１４のうち最も高い外周部と、凹形状部１４のうち最も低い中心と、の間の高低差、すなわち凹形状部１４の深さである。凹形状部深さＤ５は、例えば５［μｍ］以上１００［μｍ］以下の範囲内の深さに決定される。一例としては、凹形状部１４の上面は、凹形状部深さＤ５が１０［μｍ］程度になるように、一定の曲率で湾曲した形状とすることができる。これは、例えば新品の炭化珪素基板２０の一般的な反り量に合わせて決定される。

図９は、実施の形態１にかかる製造方法に用いられるトレイの斜面部の角度の一例を説明する断面図である。図９に示す傾斜角度θは、斜面部１３の上面と、トレイ１０の底面の方向（すなわち水平方向）と、の間の角度である。傾斜角度θは、想定されるエピタキシャル成長後の半導体基板３０の反り量に応じて決定され、例えば０．３度以上３度以下の範囲の角度に決定される。

一例としては、傾斜角度は１度程度とすることができる。ただし、炭化珪素基板２０のメーカやロット等によって半導体基板３０の反り量が異なるため、傾斜角度θは、半導体基板３０において見込まれる反り量に応じて適宜調整する。すなわち、半導体基板３０の反り量が少なければ傾斜角度θを小さくし、半導体基板３０の反り量が多ければ傾斜角度θを大きくする。

図１０は、実施の形態１にかかる製造方法に用いられるトレイの構造の他の一例を示す断面図である。図１０において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１０に示すように、斜面部１３と凹形状部１４との間の境界部分の上面は、角にならないように、例えば基部１１とは反対側に凸の曲面となるように形成されてもよい。または、斜面部１３と凹形状部１４との間の境界部分の上面は、基部１１と平行（すなわち水平）の平面になるように形成されてもよい。

これにより、例えば、裏面側に凸になるように反った炭化珪素基板２０（図２参照）が、おもて面側に凸になるように反った半導体基板３０（図３参照）になる過程において、半導体基板３０とトレイ１０との間の接触量を増やすことができる。

図１１は、実施の形態１にかかる製造方法に用いられるトレイの構造のさらに他の一例を示す断面図である。図１１において、図１，図４に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１１に示すように、半導体基板３０の反りの形状によっては、斜面部１３の上面の傾斜角度（図９に示した傾斜角度θ）は、斜面部１３の中心から離れるにつれ２段階で変化してもよい。

例えば、図１１に示す半導体基板３０は、中央部分４１のうち比較的中心から遠い部分４１ｂの反りが、中央部分４１のうち比較的中心に近い部分４１ａの反りより大きくなっている。これに対して、図１１に示すトレイ１０においては、斜面部１３の上面のうち比較的中心に近い部分の傾斜角度は比較的小さく、斜面部１３の上面のうち比較的中心から遠い部分の傾斜角度は比較的大きくなっている。これにより、エピタキシャル成長中における、半導体基板３０とトレイ１０との間の接触量を増やすことができる。また、斜面部１３の上面の傾斜角度は、斜面部１３の中心から離れるにつれ３段階以上で変化してもよい。また、図１１に示した構成において、図１０に示した構成と同様に、斜面部１３と凹形状部１４の間の境界部分の上面が角にならないように形成されてもよい。

図１２は、実施の形態１にかかる製造方法に用いられ複数のザグリ部を有するトレイの構造の一例を示す上面図である。例えば、大型のＣＶＤ装置を用いて複数の半導体基板３０をまとめて製造する場合は、図１２に示すトレイ１２０を用いてもよい。トレイ１２０は、基部１２１と、ザグリ部１０ａ～１０ｈと、を有する。また、トレイ１２０は、例えば、トレイ１０と同様に炭素等の融点が高い材料により形成される。また、トレイ１２０には、トレイ１０と同様に融点が高い材料によるコーティングが行われてもよい。

基部１２１は、炭化珪素基板を載せたトレイ１０をＣＶＤ装置の反応容器に搬送して設置する際にトレイ１２０の底部となる部分、すなわちトレイ１２０のうちのＣＶＤ装置内の底面に接する部分である。また、基部１２１は、Ｚ軸方向を中心とする円板形状である。ザグリ部１０ａ～１０ｈは、基部１２１上に形成されている。

ザグリ部１０ａ～１０ｈのそれぞれは、上述のトレイ１０における側壁部１２、斜面部１３および凹形状部１４（図１，図１０，図１１参照）と同様の形状である。すなわち、ザグリ部１０ａ～１０ｈのそれぞれは、上述のトレイ１０の基部１１を基部１２１に代えたものである。

図１２に示すトレイ１２０によれば、ザグリ部１０ａ～１０ｈに８個の炭化珪素基板２０を積載した状態で大型のＣＶＤ装置の反応容器に搬送して設置し、８個の半導体基板３０をまとめて製造することができる。ただし、基部１２１の形状、基部１２１上に設けるザグリ部の数や配置等は、図１２に示した例に限らず、ＣＶＤ装置の大きさ等に応じて決定することができる。

実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法を説明する。この製造方法によって製造される半導体装置は、上述の半導体基板３０を用いて製造される半導体装置である。上述の実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法（第１工程および第２工程）により作製した半導体基板に、一般的な方法により所定の素子構造を形成する（第３工程）。これにより、上述の半導体基板３０を用いた半導体装置を製造することができる。

上述の半導体基板３０を用いた半導体装置は、例えば、炭化珪素を用いたダイオード、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ－Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲート型電界効果トランジスタ）、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）などである。

以上、説明したように、実施の形態１によれば、トレイ１０に炭化珪素基板２０を載置し、炭化珪素基板２０のおもて面に形成された炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させることができる。このトレイ１０は、ザグリ１５の底面のうち、中央の領域（凹形状部１４の上面）を囲む環状の領域（斜面部１３の上面）における高さが、中央の領域から離れるほど線形に低くなる形状である。

ここで、図４において説明したように、エピタキシャル成長中において、半導体基板３０は、主に中央部分４１が曲がることによりおもて面側に凸になるように反り、このとき半導体基板３０の外側部分４２は曲がりにくい。したがって、実施の形態１によれば、エピタキシャル成長中において、おもて面側に凸になるように反った半導体基板３０の外側部分４２が、トレイ１０の底面のうち、中央の領域から離れるほど線形に低くなる環状の領域に接する。

これにより、エピタキシャル成長中において、おもて面側に凸になるように反る半導体基板３０とトレイ１０との間の接触量を増やし、半導体基板３０面内の温度分布を均一化することができる。このため、半導体基板３０の反りが大きくなることを抑制することができる。したがって、例えば、半導体基板３０の大きな反りが原因のトラブルを回避し、半導体基板３０を用いた半導体装置の製造歩留まりの向上や、半導体基板３０を用いた半導体装置の特性の信頼性の向上を図ることができる。

また、エピタキシャル成長中の半導体基板３０面内の温度分布を均一化することにより、この温度分布により生じるエピタキシャル層３１内の応力が原因で半導体基板３０のエピタキシャル層３１に発生する転位等も抑制することができる。このため、半導体基板３０自体の品質を向上させることができる。したがって、例えば半導体基板３０を用いた半導体装置の良品率を向上させることができる。

また、実施の形態１によれば、トレイ１０のザグリ１５の底面における中央の領域（凹形状部１４の上面）が、中心から離れるほど高くなる湾曲した曲面である。これにより、エピタキシャル成長前、またはエピタキシャル成長の早い段階において、裏面側に凸になるように反る炭化珪素基板２０（半導体基板３０）とトレイ１０との間の接触量を増やし、半導体基板３０面内の温度分布を均一化することができる。

（実施の形態２）
つぎに、実施の形態２にかかる半導体基板の製造方法に用いるトレイ１０の構造について説明する。実施の形態２にかかる半導体基板の製造方法に用いるトレイ１０が、実施の形態１にかかる半導体基板の製造方法に用いるトレイ１０と異なる点は、上述の凹形状部１４に対応する部分の上面を平坦にした点である。

図１３は、実施の形態２にかかる半導体基板の製造方法に用いるトレイの構造の一例を示す図である。図１３において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１３に示すように、実施の形態２にかかるトレイ１０は、上述の凹形状部１４に代えて平坦形状部１６を有する。

平坦形状部１６は、上面構造１に示すように、凹形状部１４と同様にトレイ１０の上面側からみて円形状である。また、平坦形状部１６は、断面構造２に示すように、トレイ１０の上面の高さがＸＹ平面上で一定な形状である。すなわち、平坦形状部１６の上面は、水平（トレイ１０の底面と平行）であり平坦になっている。

図１４は、実施の形態２にかかる半導体基板の製造方法に用いるトレイに炭化珪素基板を載置した状態の一例を示す断面図である。図１４において、図２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態２にかかるトレイ１０の平坦形状部１６の上面は、上述のように平坦になっている。したがって、裏面側に凸になるように反っている炭化珪素基板２０をトレイ１０のザグリ１５に載置すると、炭化珪素基板２０の裏面のうち中央部付近のみが平坦形状部１６の上面に接する。

ただし、例えば炭化珪素基板２０の反りが比較的少ない場合には、炭化珪素基板２０から半導体基板３０を製造する際の早い段階で炭化珪素基板２０の反りがなくなり、その後に炭化珪素基板２０はおもて面側に凸になるように反る。このため、凹形状部１４に代えて平坦形状部１６を設けることによる、半導体基板３０の製造時におけるトレイ１０と半導体基板３０との間の接触量に対する影響は少ない。

また、反っていない炭化珪素基板２０をトレイ１０のザグリに載置する場合は、平坦形状部１６の上面の全面にわたって炭化珪素基板２０の裏面が接する。このため、凹形状部１４に代えて平坦形状部１６を設けることによる、半導体基板３０の製造時におけるトレイ１０と半導体基板３０との間の接触量に対する影響はない。

図１５は、実施の形態２にかかる半導体基板の製造方法により炭化珪素基板上にエピタキシャル層を形成した状態の一例を示す断面図である。図１５において、図３，図１４に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態２にかかるトレイ１０においては、実施の形態１にかかるトレイ１０と同様に、トレイ１０の斜面部１３は、中心から離れるほど上面が低くなる形状になっている。

そして、この斜面部１３の上面の角度は、図１５に示すように裏面側に凸になるように反った半導体基板３０の外側部分と同じ角度になるように設定される。したがって、半導体基板３０において裏面側に凸になる反りが発生すると、斜面部１３の上面に半導体基板３０の裏面が接しやすくなる。

また、実施の形態２にかかる製造方法において、図１０に示した構成と同様に、斜面部１３と平坦形状部１６との間の境界部分の上面が角にならないように形成されてもよい。また、実施の形態２にかかる製造方法において、図１１に示した構成と同様に、斜面部１３の上面の傾斜角度が、斜面部１３の中心から離れるにつれ複数段階で変化するようにしてもよい。また、実施の形態２にかかる製造方法におけるトレイ１０の形状を、図１２に示したトレイ１２０のザグリ部１０ａ～１０ｈに適用してもよい。

以上、説明したように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

以上において本発明は種々変更可能であり、上述した各実施の形態において、例えば各部の寸法等は要求される仕様等に応じて種々設定される。例えば、ＣＶＤ装置の反応容器内のサセプタ（加熱手段）上にトレイ１０が設置される方法について説明したが、トレイ１０自体に加熱手段を設けてもよい。

以上のように、本発明にかかるトレイ、半導体基板の製造方法、半導体装置の製造方法および半導体製造装置は、炭化珪素基板のおもて面に形成された炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させる製造方法に有用である。

１ 上面構造
２ 断面構造
１０，１２０ トレイ
１０ａ～１０ｈ ザグリ部
１１，１２１ 基部
１２ 側壁部
１３ 斜面部
１４ 凹形状部
１５ ザグリ
１６ 平坦形状部
２０ 炭化珪素基板
３０ 半導体基板
３１ エピタキシャル層
４１ 中央部分
４２ 外側部分

Claims (13)

1. 炭化珪素基板の主面に炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させる際に前記炭化珪素基板が載置されるトレイであって、
   前記炭化珪素基板が載置されるザグリを有し、
   前記ザグリの底面のうち、前記底面の中央の領域を囲む環状の領域における高さが、前記中央の領域から離れるほど直線形に低くなり、
   前記ザグリの底面のうちの前記中央の領域は、中心から離れるほど高くなる湾曲した曲面であることを特徴とするトレイ。
2. 前記炭化珪素基板は、前記ザグリに、前記炭化珪素基板の第１主面を前記ザグリの底面と対向させて載置され、
   前記炭化珪素基板における前記第１主面の反対の第２主面に前記炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させる反応容器に搬送される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のトレイ。
3. 前記ザグリにおける最も浅い部分の深さは、前記炭化珪素エピタキシャル膜がエピタキシャル成長する前の前記炭化珪素基板の厚さと、前記炭化珪素エピタキシャル膜がエピタキシャル成長する前の前記炭化珪素基板の反り量と、の合計以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のトレイ。
4. 前記ザグリの底面のうちの前記中央の領域は、前記炭化珪素エピタキシャル膜がエピタキシャル成長する前の前記炭化珪素基板の反り量に応じた深さおよび曲率を有する曲面であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のトレイ。
5. 前記ザグリの底面のうちの前記中央の領域は、５［μｍ］以上１００［μｍ］以下の深さを有する曲面であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載のトレイ。
6. 前記ザグリの底面のうちの前記中央の領域は、前記ザグリの内径の０．３倍以上０．７倍以下の直径を有する円形状の領域であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載のトレイ。
7. 前記ザグリの底面のうちの前記環状の領域における傾斜角度は、前記炭化珪素エピタキシャル膜がエピタキシャル成長した前記炭化珪素基板の反り量に応じた傾斜角度であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載のトレイ。
8. 前記ザグリの底面のうちの前記環状の領域における傾斜角度は、０．３度以上３度以下であることを特徴とする請求項７に記載のトレイ。
9. 炭素により形成されることを特徴とする請求項１～８のいずれか一つに記載のトレイ。
10. 前記ザグリの内部は高融点材料でコーティングされていることを特徴とする請求項１～９のいずれか一つに記載のトレイ。
11. 炭化珪素基板が載置されるザグリを有するトレイであって、前記ザグリの底面のうち、前記底面の中央の領域を囲む環状の領域における高さが、前記中央の領域から離れるほど直線形に低くなり、前記ザグリの底面のうちの前記中央の領域は、中心から離れるほど高くなる湾曲した曲面であるトレイを用いて、前記ザグリに、前記炭化珪素基板を、前記炭化珪素基板の第１主面を前記ザグリの底面と対向させて載置する第１工程と、
    前記第１工程によって前記ザグリに前記炭化珪素基板を載置した前記トレイを反応容器に搬送して設置し、前記反応容器の内部で、前記炭化珪素基板における前記第１主面の反対の第２主面に炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させる第２工程と、
    を含むことを特徴とする半導体基板の製造方法。
12. 炭化珪素基板が載置されるザグリを有するトレイであって、前記ザグリの底面のうち、前記底面の中央の領域を囲む環状の領域における高さが、前記中央の領域から離れるほど直線形に低くなり、前記ザグリの底面のうちの前記中央の領域は、中心から離れるほど高くなる湾曲した曲面であるトレイを用いて、前記ザグリに、前記炭化珪素基板を、前記炭化珪素基板の第１主面を前記ザグリの底面と対向させて載置する第１工程と、
    前記第１工程によって前記ザグリに前記炭化珪素基板を載置した前記トレイを反応容器に搬送して設置し、前記反応容器の内部で、前記炭化珪素基板における前記第１主面の反対の第２主面に炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させて半導体基板を作製する第２工程と、
    前記第２工程によって作製した前記半導体基板に所定の素子構造を形成する第３工程と、
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
13. 炭化珪素基板が載置されるザグリを有するトレイであって、前記ザグリの底面のうち、前記底面の中央の領域を囲む環状の領域における高さが、前記中央の領域から離れるほど直線形に低くなり、前記ザグリの底面のうちの前記中央の領域は、中心から離れるほど高くなる湾曲した曲面であるトレイと、
    前記トレイが設置される反応容器と、
    前記反応容器の内部で、前記炭化珪素基板の第１主面を前記ザグリの底面と対向させて前記トレイの前記ザグリに載置された前記炭化珪素基板における前記第１主面の反対の第２主面に炭化珪素エピタキシャル膜をエピタキシャル成長させる成長手段と、
    を備えることを特徴とする半導体製造装置。

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