JP7214033B1 - SiC device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザー加工時に加工しやすい、SiCデバイスの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本実施形態にかかるSiCデバイスの製造方法は、SiC基板にSiCエピタキシャル層が形成されたSiCエピタキシャルウェハを用いてSiCデバイスを作製する工程を有する。前記SiC基板は、複数の第1測定点と2つの第2測定点のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差が、2mΩ・cm以下である。前記複数の第1測定点は、外周端から5mm内側の境界より内側に入った領域にあり、中心及び前記中心から[11-20]方向又は[-1-120]方向に10mmずつ離れた複数の測定点を含む。前記2つの第2測定点は、外周端から1mm内側で、中心から[11-20]方向と中心から[-1-120]方向とのそれぞれにある。前記SiC基板は、ファセットと呼ばれる高窒素濃度領域以外の部分を含む。【選択図】図1Kind Code: A1 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a SiC device that is easy to process during laser processing. A SiC device manufacturing method according to the present embodiment includes a step of manufacturing a SiC device using a SiC epitaxial wafer in which a SiC epitaxial layer is formed on a SiC substrate. The SiC substrate has a difference of 2 mΩ·cm or less between the maximum resistivity and the minimum resistivity among the resistivities of the plurality of first measurement points and the two second measurement points. The plurality of first measurement points are located in an area inside the boundary 5 mm inside from the outer peripheral edge, and are separated from the center and the center in the [11-20] direction or [-1-120] direction by 10 mm. including measurement points of The two second measurement points are located 1 mm inside from the outer peripheral edge, in the [11-20] direction from the center and in the [-1-120] direction from the center, respectively. The SiC substrate includes portions other than the high nitrogen concentration region called facets. [Selection drawing] Fig. 1
Description
本発明は、SiCデバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing SiC devices.
炭化珪素(SiC)は、シリコン(Si)に比べて絶縁破壊電界が1桁大きく、バンドギャップが3倍大きい。また、炭化珪素(SiC)は、シリコン(Si)に比べて熱伝導率が3倍程度高い等の特性を有する。そのため炭化珪素(SiC)は、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。このため、近年、上記のような半導体デバイスにSiCエピタキシャルウェハが用いられるようになっている。 Silicon carbide (SiC) has a dielectric breakdown field one order of magnitude larger and a bandgap three times larger than silicon (Si). In addition, silicon carbide (SiC) has properties such as a thermal conductivity that is about three times as high as that of silicon (Si). Therefore, silicon carbide (SiC) is expected to be applied to power devices, high-frequency devices, high-temperature operation devices, and the like. Therefore, in recent years, SiC epitaxial wafers have come to be used for such semiconductor devices.
SiCエピタキシャルウェハは、SiC基板の表面にSiCエピタキシャル層を積層することで得られる。以下、SiCエピタキシャル層を積層前の基板をSiC基板と称し、SiCエピタキシャル層を積層後の基板をSiCエピタキシャルウェハと称する。SiC基板は、SiCインゴットから切り出される。 A SiC epitaxial wafer is obtained by laminating a SiC epitaxial layer on the surface of a SiC substrate. Hereinafter, the substrate before lamination of the SiC epitaxial layer is referred to as the SiC substrate, and the substrate after lamination of the SiC epitaxial layer is referred to as the SiC epitaxial wafer. A SiC substrate is cut from a SiC ingot.
特許文献1及び特許文献2には、デバイスの特性バラツキを低減するために、SiC基板に対するドーピング量を均一にし、SiC基板の抵抗率の均一性を高めることが記載されている。特許文献1は、ファセット領域が形成されないようにSiC単結晶を成長させることで、SiC基板へのドーピング量の均一性を高めている。特許文献2は、この逆で、基板の測定可能な全領域をファセット化することで、SiC基板へのドーピング量の均一性を高めている。また特許文献3には、ウェハ端から5mm内側の領域における体積抵抗率が均一なSiC単結晶インゴットの製造方法が記載されている。
近年、SiC単結晶をレーザーで加工することが行われている。例えば、レーザーでSiC単結晶にクラックを入れることで、SiC単結晶を分割できる。例えば、SiCインゴットからSiC基板を切り出す際、SiC基板からさらに薄い基板を切り出す際、SiC基板をチップ化する際に、レーザー加工が用いられている。レーザー加工は、ワイヤーソーを用いた加工より切削損失が少ないという利点を有するが、切断面の粗さが粗くなる場合や予期せぬ割れが生じる場合がある。 In recent years, laser processing of SiC single crystals has been carried out. For example, the SiC single crystal can be split by cracking the SiC single crystal with a laser. For example, laser processing is used when cutting a SiC substrate from an SiC ingot, when cutting a thinner substrate from the SiC substrate, and when chipping the SiC substrate. Laser processing has the advantage of less cutting loss than processing using a wire saw, but may result in rough cut surfaces or unexpected cracks.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、レーザー加工時に加工しやすい、SiC基板及びSiCインゴットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a SiC substrate and an SiC ingot that are easy to process during laser processing.
本発明者らは、デバイスの取得領域外であるSiC基板の外周端の加工しやすさが、加工の成功率に大きく寄与することを見出した。これまで、特許文献1~3のように、デバイスの特性バラツキを低減するために、デバイス取得領域内の抵抗率分布を制御することは行われていたが、デバイス取得領域外も含めた抵抗率分布の制御は行われていない。デバイス取得領域外とは、例えばSiC基板の外周端から5mmまでの領域、3mmまでの領域、などである。
The inventors have found that the ease of processing the outer peripheral edge of the SiC substrate, which is outside the device acquisition area, greatly contributes to the success rate of processing. Until now, as in
例えば、特許文献1及び2に記載のように、ファセットの位置を制御するだけでは、昇華法における結晶成長時において、内側領域と外周領域とにおけるドーパント濃度のバラツキを十分小さくすることはできず、デバイス取得領域外の抵抗率分布を均一化することができない。これは、デバイス取得領域外まで含めた成長条件を制御していないためである。デバイス取得領域内のドーパント濃度を均一にするための条件最適化を行ったとしても、成長表面の最外周部の成長条件は、基本的に内周部の条件と異なり、成長条件に不均一性を与えないと、デバイス取得領域外も含めた均一化は達成できない。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
For example, as described in
In order to solve the above problems, the present invention provides the following means.
(1)第1の態様にかかるSiC基板は、外周端から5mm内側の境界より内側に入った領域にあり、中心及び前記中心から[11-20]方向又は[-1-120]方向に10mmずつ離れた複数の測定点を含む複数の第1測定点と、外周端から1mm内側で、中心から[11-20]方向と中心から[-1-120]方向とのそれぞれにある2つの第2測定点と、の抵抗率を測定した際に、前記複数の第1測定点と前記2つの第2測定点のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差が、2mΩ・cm以下である。
(1) The SiC substrate according to the first aspect is in a region inside the
(2)上記態様にかかるSiC基板は、前記複数の第1測定点と前記2つの第2測定点のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差が、1mΩ・cm以下でもよい。 (2) In the SiC substrate according to the above aspect, even if the difference between the maximum resistivity and the minimum resistivity among the resistivities of the plurality of first measurement points and the two second measurement points is 1 mΩ cm or less. good.
(3)上記態様にかかるSiC基板は、前記複数の第1測定点と前記2つの第2測定点のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差が、0.5mΩ・cm以下でもよい。 (3) In the SiC substrate according to the above aspect, the difference between the maximum resistivity and the minimum resistivity of each of the plurality of first measurement points and the two second measurement points is 0.5 mΩ cm. It can be below.
(4)上記態様にかかるSiC基板において、外周端から5mm内側の境界より内側に入った領域にあり、前記複数の第1測定点のそれぞれから[1-100]方向又は[-1100]方向に10mmずつ離れた複数の第3測定点と、外周端から1mm内側で、中心から[1-100]方向と中心から[-1100]方向とのそれぞれにある2つの第4測定点と、の抵抗率をさらに測定した際に、前記複数の第1測定点、前記2つの第2測定点、前記複数の第3測定点及び前記2つの第4測定点のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差が、2mΩ・cm以下でもよい。
(4) In the SiC substrate according to the above aspect, in the region inside the
(5)上記態様にかかるSiC基板において、任意の2つの測定点の最大抵抗率と最小抵抗率との差が、2mΩ・cm以下でもよい。 (5) In the SiC substrate according to the above aspect, the difference between the maximum resistivity and the minimum resistivity at two arbitrary measurement points may be 2 mΩ·cm or less.
(6)上記態様にかかるSiC基板は、直径が149mm以上でもよい。 (6) The SiC substrate according to the above aspect may have a diameter of 149 mm or more.
(7)上記態様にかかるSiC基板は、直径が199mm以上でもよい。 (7) The SiC substrate according to the above aspect may have a diameter of 199 mm or more.
(8)上記態様にかかるSiC基板は、前記複数の第1測定点及び前記2つの第2測定点の抵抗率が、20mΩ・cm以上でもよい。 (8) In the SiC substrate according to the above aspect, the resistivity at the plurality of first measurement points and the two second measurement points may be 20 mΩ·cm or more.
(9)上記態様にかかるSiC基板は、前記複数の第1測定点及び前記2つの第2測定点の抵抗率が、23mΩ・cm以上でもよい。 (9) In the SiC substrate according to the above aspect, the resistivity at the plurality of first measurement points and the two second measurement points may be 23 mΩ·cm or more.
(10)上記態様にかかるSiC基板は、前記複数の第1測定点及び前記2つの第2測定点の抵抗率が、20mΩ・cm以下でもよい。 (10) In the SiC substrate according to the aspect described above, the resistivity at the plurality of first measurement points and the two second measurement points may be 20 mΩ·cm or less.
(11)上記態様にかかるSiC基板は、前記複数の第1測定点及び前記2つの第2測定点の抵抗率が、17mΩ・cm以下でもよい。 (11) In the SiC substrate according to the above aspect, the resistivity at the plurality of first measurement points and the two second measurement points may be 17 mΩ·cm or less.
(12)第2の態様にかかるSiCインゴットは、SiC基板を切り出し、その切断面の抵抗率を測定した際に、外周端から5mm内側の境界より内側に入った領域にあり、中心及び前記中心から[11-20]方向又は[-1-120]方向に10mmずつ離れた複数の測定点を含む複数の第1測定点と、外周端から1mm内側で、中心から[11-20]方向と中心から[-1-120]方向とのそれぞれにある2つの第2測定点と、のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差が、2mΩ・cm以下である。 (12) In the SiC ingot according to the second aspect, the SiC substrate is cut and the resistivity of the cut surface is measured. A plurality of first measurement points including a plurality of measurement points separated by 10 mm in the [11-20] direction or [-1-120] direction from the center, 1 mm inside from the outer peripheral edge, and the [11-20] direction from the center The difference between the maximum resistivity and the minimum resistivity of each of the two second measurement points in the [-1-120] direction from the center is 2 mΩ·cm or less.
上記態様にかかるSiC基板及びSiCインゴットは、レーザー加工時に加工しやすい。 The SiC substrate and SiC ingot according to the above aspect are easy to process during laser processing.
以下、本実施形態にかかるSiC基板等について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本実施形態の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材質、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。 Hereinafter, the SiC substrate and the like according to the present embodiment will be described in detail with appropriate reference to the drawings. In the drawings used in the following description, characteristic parts may be enlarged for the sake of convenience in order to make it easier to understand the characteristics of this embodiment, and the dimensional ratios of each component may differ from the actual ones. There is The materials, dimensions, and the like exemplified in the following description are examples, and the present invention is not limited to them, and can be modified as appropriate without changing the gist of the invention.
図1は、本実施形態に係るSiC基板10の平面図である。SiC基板10は、例えば、n型SiCからなる。SiC基板10のポリタイプは、特に問わず、2H、3C、4H、6Hのいずれでもよい。SiC基板10は、例えば、4H-SiCである。
FIG. 1 is a plan view of a
SiC基板10の平面視形状は略円形である。SiC基板10は、結晶軸の方向を把握するためのオリエンテーションフラットOFもしくはノッチを有してもよい。SiC基板10の直径は、例えば、149mm以上であり、好ましくは199mm以上である。SiC基板10の直径が大きいほど、レーザー加工で安定な切断が難しいため、本実施形態の構成を満たすSiC基板10は、直径が大きいほど有用性が高い。
The planar view shape of
本実施形態に係るSiC基板10は、複数の第1測定点1と2つの第2測定点2のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差が、2mΩ・cm以下である。
In the
第1測定点1はいずれも、第1領域5内にある。第1測定点1は、中心1Aと、中心1Aから[11-20]方向又は[-1-120]方向に10mmずつ離れた複数の測定点1Bと、を含む。中心1Aと、隣の測定点1Bとの距離Lは、10mmである。隣接する測定点1B間の距離Lも、10mmである。第1領域5は、SiC基板10の外周端8から5mm内側の境界7より内側に入った領域である。第1測定点1は、境界7上には設置されない。第1領域5は、チップ化する際の有効領域内である。第1領域5から切り出されたチップは、デバイスに使用可能である。
All
第2測定点2はいずれも、第2領域6内にある。第2測定点2は、外周端8から1mm内側で、中心1Aから[11-20]方向と中心1Aから[-1-120]方向とのそれぞれにある2つの点である。第2領域6は、外周端8から5mm内側の境界7より外側の領域である。第2領域6は、チップ化する際の有効領域外である。第2領域6は、外周端8の近傍であり、様々なパラメータがばらつきやすい。そのため、第2領域6から切り出されたチップは、一般に、デバイスに使用されない。第2領域6は、エッジエクスクルージョン領域ともいう。
All of the second measurement points 2 are within the
抵抗率は、渦電流法で測定できる。渦電流法は、非接触の抵抗測定方法である。抵抗率は、例えば、ナプソン社製の手動式非接触抵抗測定器で測定できる。渦電流法を用いた装置の測定スポット径は、一般に5mm以上15mm以下である。 Resistivity can be measured by the eddy current method. The eddy current method is a non-contact resistance measurement method. Resistivity can be measured, for example, with a manual non-contact resistance meter manufactured by Napson. A measurement spot diameter of a device using an eddy current method is generally 5 mm or more and 15 mm or less.
第1測定点1を測定する場合は、測定スポットの中心に第1測定点1を配置して測定する。第2測定点2を測定する場合は、測定スポットがSiC基板10からはみ出さないようにして測定する。
When measuring the
図2は、第2測定点2と測定スポットSpとの関係を示す図である。第2測定点2は、外周端8から1mm内側にある。第2測定点2の中心に測定スポットSpの中心を配置すると、直径が5mm以上15mm以下である測定スポットSpの一部はSiC基板10の外に露出する。この場合、正確な測定ができない。そのため、測定スポットSp内に第2測定点2が入るという条件を満たす範囲で、測定スポットSpの一部がSiC基板10からはみ出さないように、測定スポットSpを内側に向かってシフトさせる。第2測定点2の抵抗率測定は、測定スポットSpをシフトさせる等の処理が必要であり、一般に測定されていない。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the
複数の第1測定点1と2つの第2測定点2のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差が、2mΩ・cm以下であると、レーザー加工で切断した切断面の表面粗さが粗くなることや予期せぬ割れが生じることを抑制できる。ここで、SiC基板10の切断は、SiC基板10のチップ化、SiC基板10からさらに薄い基板を切り出す場合が対応する。
If the difference between the maximum resistivity and the minimum resistivity of each of the plurality of
図3は、SiC基板10の抵抗率とSiC基板10にクラックを入れるのに必要なレーザーの出力の関係を示すグラフである。図3に示すように、SiC基板10の抵抗率が低くなるほど、クラックを入れるために必要なレーザーの出力が高くなる。図3に示すように、複数の第1測定点1と2つの第2測定点2のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差が、2mΩ・cm以下であれば、一定のレーザー出力で、SiC基板10全面に均一にクラックを入れることができる。レーザーの出力が切断中に変動しないことで、切断面の表面粗さが粗くなることや予期せぬ割れが生じることを抑制できる。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the resistivity of the
複数の第1測定点1と2つの第2測定点2のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差は、1mΩ・cm以下であることが好ましく、0.5mΩ・cm以下であることがより好ましい。最大抵抗率と最小抵抗率との差が小さいほど、切断面に問題が生じる可能性を下げることができ、レーザー加工の成功率が高まる。
The difference between the maximum resistivity and the minimum resistivity of each of the plurality of
また図3に示すように、SiC基板10の抵抗率が高いほど、クラックを入れるために必要なレーザーの出力を小さくできる。そのため、複数の第1測定点1と2つの第2測定点2の抵抗率は、いずれも20mΩ・cm以上であることが好ましく、23mΩ・cm以上であることがより好ましい。
Further, as shown in FIG. 3, the higher the resistivity of the
またデバイスの観点からは、SiC基板10の抵抗率が低いほど、デバイス動作時の抵抗が低くなり、消費電力の削減につながる。そのため、複数の第1測定点1と2つの第2測定点2の抵抗率は、いずれも20mΩ・cm以下であることが好ましく、17mΩ・cm以下であることがより好ましい。前述したようにこの場合、切断時のレーザー出力は高くする必要があり、切断の観点からは負荷が高くなるが、その分、高効率なデバイスを実現できる。
From the device point of view, the lower the resistivity of the
図4は、本実施形態に係るSiC基板10の別の例の平面図である。本実施形態に係るSiC基板10は、複数の第1測定点1と2つの第2測定点2と複数の第3測定点3及び2つの第4測定点4のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差が、2mΩ・cm以下でもよい。またこれらの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差は、1mΩ・cm以下であることが好ましく、0.5mΩ・cm以下であることがより好ましい。
FIG. 4 is a plan view of another example of the
第3測定点3はいずれも、第1領域5内にある。第3測定点3は、複数の第1測定点1のそれぞれから[1-100]方向又は[-1100]方向に10mmずつ離れた点である。第1測定点1と隣の第3測定点3との距離は、10mmである。隣接する第3測定点3間の距離も10mmである。第4測定点4はいずれも、第2領域6内にある。第4測定点4は、外周端8から1mm内側で、中心1Aから[1-100]方向と中心1Aから[-1100]方向とのそれぞれにある2つの点である。
All the
第3測定点3の抵抗率を測定する場合は、測定スポットの中心に第3測定点3を配置して測定する。第4測定点4の抵抗率を測定する場合は、第2測定点2の測定と同様に、測定スポットSpがSiC基板10からはみ出さないようにして測定する。
When measuring the resistivity at the
また本実施形態に係るSiC基板10は、任意の2つの測定点の最大抵抗率と最小抵抗率との差が、2mΩ・cm以下であることが好ましく、1mΩ・cm以下であることがより好ましく、0.5mΩ・cm以下であることがさらに好ましい。
In the
次いで、本実施形態に係るSiC基板10の製造方法の一例について説明する。SiC基板10は、SiCインゴットをスライスして得られる。SiCインゴットは、例えば、昇華法によって得られる。SiCインゴットの成長条件を制御することで、本実施形態に係るSiC基板10を作製できる。
Next, an example of a method for manufacturing the
図5は、SiCインゴットの製造装置30の一例である昇華法を説明するための模式図である。図5において台座32の表面と直交する方向をz方向、z方向と直交する一方向をx方向、z方向及びx方向と直交する方向をy方向とする。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a sublimation method, which is an example of the SiC
昇華法は、黒鉛製の坩堝31内に配置した台座32にSiC単結晶からなる種結晶33を配置し、坩堝31を加熱することで坩堝31内の原料粉末34から昇華した昇華ガスを種結晶33に供給し、種結晶33をより大きなSiCインゴット35へ成長させる方法である。種結晶33は、例えば、[11-20]方向に対して4度のオフセット角を有するSiC単結晶であり、C面を成長面として台座32に設置される。坩堝31の加熱は、例えば、コイル36で行う。坩堝31の周囲には、例えば、断熱材を配置してもよい。
In the sublimation method, a
また坩堝31内に、台座32から坩堝31の内側壁に向かって拡径するテーパー部材37を配置してもよい。テーパー部材37を用いることで、結晶成長する単結晶の径を拡大することができる。拡径しながら結晶成長を行うことで、ファセットと呼ばれる高窒素濃度領域を、SiCインゴット35からSiC基板10を取得する際の有効領域外に配置することができる。
Also, a
SiCインゴット35のxy方向の外周部は、成長形状が乱れやすい。坩堝31等の他の部材からの外乱を受けやすいためである。SiCインゴット35のxy方向の外周部は、成長速度や成長面温度も不均一になりやすい。ここで、SiCインゴット35の成長条件によって、SiCインゴット35の外周部の状態は異なる。そのため、本実施形態に係るSiC基板10は、SiCインゴット35の作製、SiC基板10の切り出し、SiC基板10の測定、測定結果のフィードバックという処理を複数回繰り返し、SiCインゴット35の成長条件を変更することで作製できる。フィードバックする際に測定するのは、SiC基板10の抵抗率であり、従来であればほとんど測定されなかった外周端8から1mm内側の第2測定点2を必ず測定する。
The growth shape of the outer periphery of the
例えば、ある条件で作製したSiCインゴット35から切り出されたSiC基板10において、第2測定点2の抵抗率が第1測定点1の抵抗率より高い場合は、その結果に基づき成長条件を変更する。
For example, in the
例えば、外周部へのドーパントの供給量を内周部へのドーパントの供給量より高くする。例えば、坩堝31にドーパントガスの流路を設け、坩堝31のガス透過率を調整することで、外周部へのドーパントの供給量を内周部へのドーパントの供給量より高くできる。また例えば、テーパー部材37に開口を設けたり、テーパー部材37の厚みを調整することで、外周部に供給されるドーパント量を調整することもできる。
For example, the amount of dopant supplied to the outer peripheral portion is made higher than the amount of dopant supplied to the inner peripheral portion. For example, by providing a dopant gas flow path in the
また例えば、外周部に供給する昇華ガスのC/Si比を内周部に供給する昇華ガスのC/Si比より低くしてもよい。C/Si比は、SiガスとCガスとの存在比である。例えば、原料粉末34の加熱温度を外周と内側とで変えることで、昇華ガスのC/Si比を場所によって変えることができる。例えば、加熱温度が高くなると、カーボンリッチになり、C/Si比が高くなる。
Further, for example, the C/Si ratio of the sublimation gas supplied to the outer peripheral portion may be lower than the C/Si ratio of the sublimation gas supplied to the inner peripheral portion. The C/Si ratio is the abundance ratio of Si gas and C gas. For example, by changing the heating temperature of the
また例えば、SiCインゴット35の結晶成長面の外周部の温度を内周部の温度より低くしてもよい。結晶成長面の温度は、例えば、台座32にヒータを設置したり、断熱材を設置したりすることで変更できる。
Further, for example, the temperature of the outer peripheral portion of the crystal growth surface of the
これに対し、ある条件で作製したSiCインゴット35から切り出されたSiC基板10において、第2測定点2の抵抗率が第1測定点1の抵抗率より低い場合は、上記と反対の方向に、成長条件を変更する。具体的には、外周部へのドーパントの供給量を内周部へのドーパントの供給量より低くする、外周部に供給する昇華ガスのC/Si比を内周部に供給する昇華ガスのC/Si比より高くする、SiCインゴット35の結晶成長面の外周部の温度を内周部の温度より高くする。
On the other hand, in the
このように、複数回のSiCインゴット35の結晶成長を繰り返し、それぞれの結果をフィードバックすることで、SiCインゴット35の結晶成長条件を確定する。そして、確定した成長条件でSiCインゴット35を作製し、このSiCインゴット35を切断することで、本実施形態に係るSiC基板10を作製できる。
In this way, the crystal growth conditions of the
本実施形態に係るSiC基板10は、複数の第1測定点1と2つの第2測定点2のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差が、2mΩ・cm以下である。そのため、一定のレーザー出力でSiC基板10をレーザー加工することができる。レーザーの出力が切断中に変動しないことで、切断面の表面粗さが粗くなることや予期せぬ割れが生じることを抑制できる。
In the
ここまでSiC基板10をレーザー加工する場合を例示したが、SiCインゴット35をレーザー加工する場合も同様である。例えば、SiCインゴット35からSiC基板10を切り出す場合が、SiCインゴット35をレーザー加工する場合に該当する。SiCインゴット35の状態は、SiCインゴット35からSiC基板10を切り出して評価することで求められる。SiCインゴット35の状態は、切り出されたSiC基板10の切断面を評価することで求められる。どこを切断面とするかは、取得したい基板の種類によるが、例えば(0001)平面から[11-20]方向に対して4°傾けた面である。狙いのSiC基板の厚さは例えば400μm等である。
Although the case of laser processing the
SiCインゴット35をレーザー加工する場合は、SiC基板10を切り出し、その切断面を評価した際に、複数の第1測定点1と2つの第2測定点2のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差が、2mΩ・cm以下であることが好ましい。このことは、切断面の抵抗率を測定することで確認できる。切断面の抵抗率を測定した際に、複数の第1測定点と、2つの第2測定点と、のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差が、2mΩ・cm以下であれば、切断箇所が上記の条件を満たしていたことになり、レーザー加工時に切断面の表面粗さが粗くなることや予期せぬ割れが生じることを抑制できる。
When the
切断面における複数の第1測定点1と2つの第2測定点2のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差は、1mΩ・cm以下であることがより好ましく、0.5mΩ・cm以下であることがさらに好ましい。
The difference between the maximum resistivity and the minimum resistivity of each of the plurality of
また切断面における複数の第1測定点1、2つの第2測定点2、複数の第3測定点及び2つの第4測定点のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差は、2mΩ・cm以下であることが好ましく、1mΩ・cm以下であることがより好ましく、0.5mΩ・cm以下であることがさらに好ましい。
In addition, the difference between the maximum resistivity and the minimum resistivity among the respective resistivities of the plurality of
また切断面における任意の2点の抵抗率の差は、2mΩ・cm以下であることが好ましく、1mΩ・cm以下であることがより好ましく、0.5mΩ・cm以下であることがさらに好ましい。 The difference in resistivity between any two points on the cut surface is preferably 2 mΩ·cm or less, more preferably 1 mΩ·cm or less, and even more preferably 0.5 mΩ·cm or less.
また切断面におけるSiCインゴット35の抵抗率は、20mΩ・cm以上であることが好ましく、23mΩ・cm以上であることがより好ましい。また切断面におけるSiCインゴット35の抵抗率は、20mΩ・cm以下であってもよく、17mΩ・cm以下であってもよい。
Moreover, the resistivity of the
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to specific embodiments, and various can be transformed or changed.
1…第1測定点、1A…中心、1B…測定点、2…第2測定点、3…第3測定点、4…第4測定点、5…第1領域、6…第2領域、7…境界、8…外周端、Sp…測定スポット、30…製造装置、31…坩堝、32…台座、33…種結晶、34…原料粉末、35…SiCインゴット、36…コイル、37…テーパー部材
Claims (5)
前記SiC基板は、
外周端から5mm内側の境界より内側に入った領域にあり、中心及び前記中心から[11-20]方向又は[-1-120]方向に10mmずつ離れた複数の測定点を含む複数の第1測定点と、
外周端から1mm内側で、中心から[11-20]方向と中心から[-1-120]方向とのそれぞれにある2つの第2測定点と、の抵抗率を測定した際に、
前記複数の第1測定点と前記2つの第2測定点のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差が、2mΩ・cm以下であり、
前記SiC基板は、ファセットと呼ばれる高窒素濃度領域以外の部分を含む、SiCデバイスの製造方法。 A step of fabricating a SiC device using a SiC epitaxial wafer in which a SiC epitaxial layer is formed on a SiC substrate;
The SiC substrate is
A plurality of first measurement points located in an area 5 mm inside the boundary from the outer peripheral edge and separated from the center and the center by 10 mm in the [11-20] direction or [-1-120] direction. a measuring point;
When measuring the resistivity at two second measurement points in the [11-20] direction from the center and in the [-1-120] direction from the center, 1 mm inside from the outer peripheral edge,
The difference between the maximum resistivity and the minimum resistivity of each of the plurality of first measurement points and the two second measurement points is 2 mΩ cm or less,
The method of manufacturing a SiC device, wherein the SiC substrate includes a portion called a facet other than the high nitrogen concentration region.
前記SiC基板は、
外周端から5mm内側の境界より内側に入った領域にあり、中心及び前記中心から[11-20]方向又は[-1-120]方向に10mmずつ離れた複数の測定点を含む複数の第1測定点と、
外周端から1mm内側で、中心から[11-20]方向と中心から[-1-120]方向とのそれぞれにある2つの第2測定点と、の抵抗率を測定した際に、
前記複数の第1測定点と前記2つの第2測定点のそれぞれの抵抗率のうち最大抵抗率と最小抵抗率との差が、1mΩ・cm以下であり、
前記SiC基板の直径は、149mm以上である、SiCデバイスの製造方法。 A step of fabricating a SiC device using a SiC epitaxial wafer in which a SiC epitaxial layer is formed on a SiC substrate;
The SiC substrate is
A plurality of first measurement points located in an area 5 mm inside the boundary from the outer peripheral edge and separated from the center and the center by 10 mm in the [11-20] direction or [-1-120] direction. a measuring point;
When measuring the resistivity at two second measurement points in the [11-20] direction from the center and in the [-1-120] direction from the center, 1 mm inside from the outer peripheral edge,
The difference between the maximum resistivity and the minimum resistivity of each of the plurality of first measurement points and the two second measurement points is 1 mΩ cm or less,
The SiC device manufacturing method, wherein the SiC substrate has a diameter of 149 mm or more.
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