JP7216244B1 - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents

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Abstract

【課題】加工プロセスを経ても反りにくい半導体デバイスを提供することを目的とする。【解決手段】本発明の半導体デバイスはSiC基板10を備え、SiC基板は厚みと直径と中心から[11-20]方向で外周端から10mm内側の第1外周端に係る応力とから求められる式(1)で表される反りファクターFが300μm以下である、半導体デバイス;F=K×exp(a+b×ln(σ)+c×ln(R)+d×ln(ts))・・・(1)(K=1.3373、a=-11.67123、b=1.4030953、c=1.8050972、d=-1.585898を満たす定数で、σ=60(MPa)-2/3×S(MPa)を満たし、Sは第1外周端の円周方向と同じ方向である<1-100>方向に係る内部応力で、引張応力を正、圧縮応力を負としたもので、tsは厚み(mm)で、Rは直径(mm)である。【選択図】図2Kind Code: A1 An object of the present invention is to provide a semiconductor device that is less likely to warp even after undergoing a processing process. A semiconductor device according to the present invention includes a SiC substrate 10, and the SiC substrate is obtained by a formula obtained from a thickness, a diameter, and a stress associated with a first outer peripheral edge 10 mm inside from the outer peripheral edge in a [11-20] direction from the center of the SiC substrate. A semiconductor device having a warp factor F represented by (1) of 300 μm or less; F=K×exp(a+b×ln(σ)+c×ln(R)+d×ln(ts)) (1) (K = 1.3373, a = -11.67123, b = 1.4030953, c = 1.8050972, d = -1.585898, σ = 60 (MPa) - 2/3 × S ( MPa), S is the internal stress in the <1-100> direction, which is the same direction as the circumferential direction of the first outer peripheral end, with positive tensile stress and negative compressive stress, and ts is the thickness ( mm), and R is the diameter (mm).[Selection] Fig. 2

Description

本発明は、半導体デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device.

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インゴットから切り出された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。 A SiC epitaxial wafer is obtained by stacking a SiC epitaxial layer on the surface of a SiC substrate cut out from a SiC ingot. 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.

SiCエピタキシャル層を積層する前のSiC基板は、平坦である。SiC基板から半導体デバイスを作製するまでには様々な加工プロセスがある。SiC基板は、加工プロセスを経ると反る場合がある。SiC基板の反りの原因となる加工プロセスとして、例えば、エピタキシャル層の成膜、表面研磨、酸化膜形成、イオン注入等がある。SiC基板の反りは、半導体デバイスのプロセスに悪影響を及ぼす。例えば、反りは、フォトリソグラフィー加工における焦点ずれの原因となる。また反りは、搬送プロセス中におけるウェハの位置精度低下の原因となる。 The SiC substrate before stacking the SiC epitaxial layer is flat. There are various processing processes before manufacturing a semiconductor device from a SiC substrate. A SiC substrate may warp through a processing process. Processing processes that cause warping of SiC substrates include, for example, epitaxial layer deposition, surface polishing, oxide film formation, and ion implantation. SiC substrate warpage adversely affects semiconductor device processing. For example, warpage causes defocus in photolithographic processing. Warpage also causes a decrease in wafer positional accuracy during the transfer process.

一方で、上述のように加工前のSiC基板は平坦であり、加工プロセスを経た後の反りを予想することは難しい。例えば、特許文献1には、研磨が完了したSiC単結晶製品ウェハの反りの値を、研磨工程完了前に予測するために、ラマン散乱光の波数シフト量の差分を用いることが記載されている。特許文献2には、基板の厚み方向においてラマンスペクトルを測定し、厚み方向において応力の分布が低減されている基板が開示されている。また例えば、特許文献3には、結晶学的なストレスを緩和することで、SiC基板の反りが低減されることが記載されている。また例えば、特許文献4にはインゴットの周方向の圧縮応力を大きくすることで、インゴットのクラックを抑制することが記載されている。 On the other hand, as described above, the SiC substrate before processing is flat, and it is difficult to predict warpage after processing. For example, Patent Literature 1 describes the use of the difference in wavenumber shift amount of Raman scattered light in order to predict the warpage value of a polished SiC single crystal product wafer before the polishing process is completed. . Patent Document 2 discloses a substrate in which the Raman spectrum is measured in the thickness direction of the substrate and the stress distribution is reduced in the thickness direction. Further, for example, Patent Literature 3 describes that the warpage of the SiC substrate is reduced by relaxing the crystallographic stress. Further, for example, Patent Literature 4 describes suppressing cracks in the ingot by increasing the compressive stress in the circumferential direction of the ingot.

特開2015-59073号公報JP 2015-59073 A 国際公開第2019/111507号WO2019/111507 米国特許出願公開第2021/0198804号U.S. Patent Application Publication No. 2021/0198804 特開2007-290880号公報JP 2007-290880 A

特許文献1及び2には、ラマンシフトを用いて、基板の内部応力の評価をしているが、ラマンシフトには方向の情報は含まれていない。また特許文献1~3には応力を小さくすることが記載されているが、応力を小さくすることだけでは、SiCエピタキシャルウェハの反りを十分抑制することができなかった。また特許文献4で規定している応力は、インゴットの応力であり、SiC基板に係る応力とは異なる。 Patent documents 1 and 2 use the Raman shift to evaluate the internal stress of the substrate, but the Raman shift does not include directional information. Further, Patent Documents 1 to 3 describe reducing the stress, but the warpage of the SiC epitaxial wafer could not be sufficiently suppressed only by reducing the stress. Moreover, the stress defined in Patent Document 4 is the stress of the ingot, which is different from the stress associated with the SiC substrate.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、加工プロセスを経ても反りにくいSiC基板及びSiCエピタキシャルウェハを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a SiC substrate and a SiC epitaxial wafer that are less likely to warp even after undergoing a processing process.

本発明者らは、外周部応力と直径と厚みとを用いて、加工後の反りと相関する新たな係数(反りファクター)を見出した。その反りファクターをある一定の値以下に抑えることで、加工後の反りを抑え、デバイス流動の障害を抑えることができることを見出した。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。 The present inventors found a new coefficient (warp factor) that correlates with the warp after processing by using the outer peripheral stress, diameter, and thickness. It has been found that by suppressing the warpage factor below a certain value, the warpage after processing can be suppressed and the obstruction to device flow can be suppressed. 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、厚みと、直径と、中心から[11-20]方向で外周端から10mm内側の第1外周端に係る応力と、から求められる以下の式(1)で表される反りファクターFが、300μm以下である。
ここで式(1)は、F=K×exp(a+b×ln(σ)+c×ln(R)+d×ln(t))・・・(1)で表される。
式(1)において、K、a、b、c、dは、K=1.3373、a=-11.67123、b=1.4030953、c=1.8050972、d=-1.585898を満たす定数であり、σは、σ=60(MPa)-2/3×S(MPa)を満たし、Sは前記第1外周端の円周方向と同じ方向である<1-100>方向に係る内部応力であり、引張応力を正、圧縮応力を負としたものであり、tは前記厚み(mm)であり、Rは前記直径(mm)である。
(1) The SiC substrate according to the first aspect has a thickness, a diameter, and a stress related to the first outer peripheral edge 10 mm inside from the outer peripheral edge in the [11-20] direction from the center, and the following formula ( The warp factor F represented by 1) is 300 μm or less.
Formula (1) is expressed by F=K×exp(a+b×ln(σ)+c×ln(R)+d×ln(t s )) (1).
In formula (1), K, a, b, c, d satisfy K = 1.3373, a = -11.67123, b = 1.4030953, c = 1.8050972, d = -1.585898 is a constant, σ satisfies σ = 60 (MPa) - 2/3 × S (MPa), and S is the same direction as the circumferential direction of the first outer peripheral end, which is the same direction as the <1-100> direction. The tensile stress is positive and the compressive stress is negative, ts is the thickness (mm) and R is the diameter (mm).

(2)上記態様にかかるSiC基板において、前記反りファクターFが、200μm以下でもよい。 (2) In the SiC substrate according to the aspect described above, the warpage factor F may be 200 μm or less.

(3)上記態様にかかるSiC基板において、前記反りファクターFが、100μm以下でもよい。 (3) In the SiC substrate according to the aspect described above, the warpage factor F may be 100 μm or less.

(4)上記態様にかかるSiC基板において、前記反りファクターFが、50μm以下でもよい。 (4) In the SiC substrate according to the aspect described above, the warpage factor F may be 50 μm or less.

(5)上記態様にかかるSiC基板は、前記直径が145mm以上で、前記厚みが300μm以下でもよい。 (5) The SiC substrate according to the above aspect may have a diameter of 145 mm or more and a thickness of 300 μm or less.

(6)上記態様にかかるSiC基板は、前記直径が195mm以上で、前記厚みが600μm以下でもよい。 (6) The SiC substrate according to the above aspect may have a diameter of 195 mm or more and a thickness of 600 μm or less.

(7)上記態様にかかるSiC基板は、前記厚みが400μm以下でもよい。 (7) The SiC substrate according to the above aspect may have a thickness of 400 μm or less.

(8)上記態様にかかるSiC基板は、前記直径が210mm以上で、前記厚みが600μm以下でもよい。 (8) The SiC substrate according to the above aspect may have a diameter of 210 mm or more and a thickness of 600 μm or less.

(9)上記態様にかかるSiC基板は、前記直径が290mm以上で、前記厚みが800μm以下でもよい。 (9) The SiC substrate according to the above aspect may have a diameter of 290 mm or more and a thickness of 800 μm or less.

(10)上記態様にかかるSiC基板は、前記厚みが600μm以下でもよい。 (10) The SiC substrate according to the above aspect may have a thickness of 600 μm or less.

(11)第2の態様にかかるSiCエピタキシャルウェハは、上記態様にかかるSiC基板と、前記SiC基板の一面に積層されたSiCエピタキシャル層とを有する。 (11) A SiC epitaxial wafer according to a second aspect includes the SiC substrate according to the aspect described above and a SiC epitaxial layer laminated on one surface of the SiC substrate.

上記態様にかかるSiC基板及びSiCエピタキシャルウェハは、加工プロセスを経ても反りにくい。 The SiC substrate and SiC epitaxial wafer according to the above aspect are less likely to warp even through processing processes.

SiC基板の反りを説明するための模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining warping of a SiC substrate; 本実施形態に係るSiC基板の平面図である。1 is a plan view of a SiC substrate according to this embodiment; FIG. 第1外周端の円周方向の応力Sの測定方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the measuring method of the stress S of the circumferential direction of a 1st outer peripheral edge. SiC基板の反りの予測(シミュレーション)値と、反りファクターとの関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the predicted (simulated) value of warpage of the SiC substrate and the warpage factor. SiCインゴットの製造装置の一例である昇華法を説明するための模式図である。1 is a schematic diagram for explaining a sublimation method, which is an example of a SiC ingot manufacturing apparatus; FIG. 実施例1におけるSiC基板の反りのシミュレーション結果を示す。4 shows a simulation result of the warpage of the SiC substrate in Example 1. FIG. 実施例2におけるSiC基板の反りのシミュレーション結果を示す。FIG. 10 shows a simulation result of warpage of the SiC substrate in Example 2. FIG. 実施例3におけるSiC基板の反りのシミュレーション結果を示す。FIG. 10 shows simulation results of warpage of the SiC substrate in Example 3. FIG. 実施例4におけるSiC基板の反りのシミュレーション結果を示す。FIG. 10 shows simulation results of warpage of the SiC substrate in Example 4. FIG. 実施例5におけるSiC基板の反りのシミュレーション結果を示す。FIG. 10 shows simulation results of warpage of the SiC substrate in Example 5. FIG. 実施例6におけるSiC基板の反りのシミュレーション結果を示す。FIG. 10 shows simulation results of warpage of the SiC substrate in Example 6. FIG.

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.

まずSiC基板10の反りについて説明する。図1は、SiC基板10の反りを説明するための模式図である。 First, the warpage of SiC substrate 10 will be described. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining warping of a SiC substrate 10. FIG.

加工前のSiC基板10は、ほぼ平坦である。ほぼ平坦とは、平坦面上に載置した際に、大きく浮き上がる部分がないことを意味する。例えば、加工前の状態でSiC基板10の第1面10aと第2面10bとは略平行である。第1面10aと第2面10bとは、SiC基板10の互いに向かい合う面である。 SiC substrate 10 before processing is substantially flat. The term “substantially flat” means that there is no portion that rises significantly when placed on a flat surface. For example, the first surface 10a and the second surface 10b of the SiC substrate 10 are substantially parallel before processing. First surface 10a and second surface 10b are surfaces of SiC substrate 10 that face each other.

加工プロセスを経ると、SiC基板10の第1面10aには、処理層11が形成される。処理層11は、例えば、表面処理、成膜、デバイス形成等で形成される。SiC基板10の一面に処理層11が形成されると、SiC基板10が反る場合がある。 Through the processing process, a treated layer 11 is formed on the first surface 10 a of the SiC substrate 10 . The treated layer 11 is formed by, for example, surface treatment, film formation, device formation, or the like. When the treated layer 11 is formed on one surface of the SiC substrate 10, the SiC substrate 10 may warp.

例えば、表面処理によって形成される処理層11は、加工変質層である。例えば、第1面10aが鏡面研削面で第2面10bがCMP処理面の場合は、第1面10aに加工変質層が形成される。第1面10aと第2面10bとの表面状態の違いにより、SiC基板10にトワイマン効果が生じる。トワイマン効果は、基板の両面にある残留応力に差が生じた場合に、両面の応力の差を補おうとする力が働く現象である。トワイマン効果は、SiCエピタキシャルウェハ20の反りの原因となりうる。 For example, the treated layer 11 formed by surface treatment is a work-affected layer. For example, when the first surface 10a is a mirror-ground surface and the second surface 10b is a CMP-processed surface, a work-affected layer is formed on the first surface 10a. The Twyman effect occurs in SiC substrate 10 due to the difference in surface state between first surface 10a and second surface 10b. The Twyman effect is a phenomenon in which, when there is a difference in residual stress on both sides of a substrate, a force acts to compensate for the difference in stress on both sides. The Twyman effect can cause the SiC epitaxial wafer 20 to warp.

また例えば、成膜によって形成される処理層11は、エピタキシャル層である。エピタキシャル層は、例えば、SiC基板10の第1面10aに成膜される。エピタキシャル層が形成された第1面10aと第2面10bとの状態の違いにより、SiC基板10が反る場合がある。 Further, for example, the processing layer 11 formed by film formation is an epitaxial layer. The epitaxial layer is deposited on the first surface 10a of the SiC substrate 10, for example. SiC substrate 10 may warp due to the difference in state between first surface 10a and second surface 10b on which an epitaxial layer is formed.

また例えば、デバイス形成によって形成される処理層11は、デバイス層である。デバイス層には、例えば、ダイオード、トランジスタ等が形成される。例えば、エピタキシャル層にデバイスを形成するために、イオン注入等を行うと、SiC基板10が反る場合がある。これは、イオン注入された面とイオン注入されていない面との間で、状態が異なるためである。 Further, for example, the processing layer 11 formed by device formation is a device layer. For example, diodes and transistors are formed in the device layer. For example, when ion implantation or the like is performed to form a device in an epitaxial layer, the SiC substrate 10 may warp. This is because the state is different between the ion-implanted surface and the non-ion-implanted surface.

ここでは、加工プロセスによるSiC基板10の反りの原因の一例を提示したが、反りの原因はこれらに限られるものではなく、またこれらの要因が複合的に影響し合うこともある。そのためSiC基板10の状態で、加工プロセスを経た後の反りの程度を予測することは困難であった。本実施形態に係るSiC基板は、加工プロセスを経た後の反りの程度を新たに規定した反りファクターFで規定する。 Here, an example of the cause of the warp of the SiC substrate 10 due to the processing process has been presented, but the cause of the warp is not limited to these, and these factors may affect each other in a complex manner. Therefore, it has been difficult to predict the degree of warpage in the state of the SiC substrate 10 after the processing process. In the SiC substrate according to the present embodiment, the degree of warpage after the processing process is defined by a warpage factor F newly defined.

図2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、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。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。 FIG. 2 is a plan view of the SiC substrate 10 according to this embodiment. SiC substrate 10 is made of SiC. The polytype of SiC substrate 10 is not particularly limited and may be any of 2H, 3C, 4H and 6H. The SiC substrate 10 is, for example, 4H-SiC. The planar view shape of SiC substrate 10 is substantially circular. SiC substrate 10 may have an orientation flat OF or a notch for determining the direction of the crystal axis.

反りファクターFは、SiC基板10の厚みt(図1参照)、直径R、第1外周端1における応力Sとから求められるパラメータである。 The warp factor F is a parameter obtained from the thickness t s (see FIG. 1) of the SiC substrate 10, the diameter R, and the stress S at the first outer peripheral edge 1. FIG.

反りファクターFは、以下の式(1)で表される。
F=K×exp(a+b×ln(σ)+c×ln(R)+d×ln(t))・・・(1)
式(1)において、K、a、b、c、dは、定数である。K=1.3373、a=-11.67123、b=1.4030953、c=1.8050972、d=-1.585898を満たす。σは、σ=60(MPa)-2/3×S(MPa)を満たす。Sは、第1外周端1における応力である。tはSiC基板10の厚み(mm)であり、RはSiC基板10の直径(mm)である。
The warp factor F is represented by the following formula (1).
F=K×exp(a+b×ln(σ)+c×ln(R)+d×ln(t s )) (1)
In formula (1), K, a, b, c, and d are constants. It satisfies K=1.3373, a=-11.67123, b=1.4030953, c=1.8050972, and d=-1.585898. σ satisfies σ=60 (MPa)−2/3×S (MPa). S is the stress at the first outer peripheral edge 1; ts is the thickness (mm) of SiC substrate 10 and R is the diameter (mm) of SiC substrate 10 .

第1外周端1は、外周端から10mm内側の外周部2にあり、中心Cから[11-20]の方向にある点である。応力Sは、第1外周端1の円周方向と同じ方向である<1-100>方向に係る内部応力である。なお、本発明では応力Sが引張応力の場合を正、圧縮応力の場合を負として取り扱う。応力Sの大小を議論する際は、絶対値で大小を規定する。 The first outer peripheral edge 1 is located at the outer peripheral portion 2 10 mm inside from the outer peripheral edge, and is a point in the direction [11-20] from the center C. The stress S is an internal stress in the <1-100> direction, which is the same direction as the circumferential direction of the first outer peripheral end 1 . In the present invention, when the stress S is tensile stress, it is treated as positive, and when it is compressive stress, it is treated as negative. When discussing the magnitude of the stress S, the absolute value defines the magnitude.

応力Sは、歪εとヤング率との積で算出される。歪εは、(a-a)/aで求められる。aは、基準格子定数である。aは、4H-SiCの場合、約3.08Åである。aは、X線回折法(XRD)から求められる格子定数である。応力Sの方向は、X線回折の入射X線の方向から求められる。格子定数aが、基準格子定数aより小さくなればなるほど、歪εは大きくなり、引張応力が大きくなる。格子定数aが、基準格子定数aより大きくなればなるほど、歪εは大きくなり、圧縮応力が大きくなる。 The stress S is calculated as the product of the strain ε and Young's modulus. The strain ε is obtained by (a 0 -a)/a 0 . a 0 is the reference lattice constant. a 0 is about 3.08 Å for 4H—SiC. a is a lattice constant determined by an X-ray diffraction method (XRD). The direction of stress S is obtained from the direction of incident X-rays in X-ray diffraction. As the lattice constant a becomes smaller than the reference lattice constant a0 , the strain ε increases and the tensile stress increases. The larger the lattice constant a than the reference lattice constant a0 , the larger the strain ε and the greater the compressive stress.

図3は、第1外周端1の円周方向の応力Sの測定方法を説明するための模式図である。第1外周端1における円周方向は、SiC基板10の中心Cと第1外周端1とを結ぶ線分と直交する方向(以下、第1方向と称する。)である。第1方向は、<1-100>方向である。第1外周端1の円周方向の応力を測定する場合は、第1方向からX線を照射する。この円周方向からX線をSiC基板10に入射することで、第1外周端1における円周方向の格子定数aが求められる。そしてこの格子定数aを用いて、上式から第1外周端1における円周方向の応力Sが求められる。なお、実測の格子定数aが基準格子定数aより小さい場合は、引張応力が作用しているとみなし、実測の格子定数aが基準格子定数aより大きい場合は、圧縮応力が作用しているとみなす。 FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a method of measuring the stress S in the circumferential direction of the first outer peripheral edge 1. As shown in FIG. The circumferential direction at the first outer peripheral edge 1 is a direction orthogonal to a line segment connecting the center C of the SiC substrate 10 and the first outer peripheral edge 1 (hereinafter referred to as the first direction). The first direction is the <1-100> direction. When measuring the stress in the circumferential direction of the first outer peripheral end 1, X-rays are applied from the first direction. By making X-rays incident on the SiC substrate 10 from this circumferential direction, the lattice constant a in the circumferential direction at the first outer peripheral end 1 can be obtained. Then, using this lattice constant a, the stress S in the circumferential direction at the first outer peripheral end 1 is obtained from the above equation. When the actually measured lattice constant a is smaller than the standard lattice constant a0 , it is assumed that tensile stress is acting, and when the actually measured lattice constant a is greater than the standard lattice constant a0 , compressive stress is acting. assume there is.

反りファクターFは、例えば、300μm以下であり、好ましくは200μm以下であり、より好ましくは100μm以下であり、さらに好ましくは50μm以下である。 The warp factor F is, for example, 300 μm or less, preferably 200 μm or less, more preferably 100 μm or less, and even more preferably 50 μm or less.

上記の反りファクターFの値は、SiC基板10の直径が145mm以上において満たしていることが好ましく、直径が195mm以上において満たしていることがより好ましく、直径が210mm以上において満たしていることがさらに好ましく、直径が290mm以上において満たしていることが特に好ましい。 The value of the warp factor F is preferably satisfied when the diameter of the SiC substrate 10 is 145 mm or more, more preferably when the diameter is 195 mm or more, and even more preferably when the diameter is 210 mm or more. , with a diameter of 290 mm or more.

上記の反りファクターFの値は、SiC基板10の厚みtが800μm以下において満たしていることが好ましく、厚みtが600μm以下において満たしていることがより好ましく、厚みtが400μm以下において満たしていることがさらに好ましく、厚みtが300μm以下において満たしていることが特に好ましい。 The warp factor F is preferably satisfied when the thickness ts of the SiC substrate 10 is 800 μm or less, more preferably when the thickness ts is 600 μm or less, and when the thickness ts is 400 μm or less. It is more preferable that the thickness t s is 300 μm or less.

例えば、SiC基板10の直径が290mm以上、かつ、厚みが800μm以下の場合に、反りファクターFは300μm以下であることが好ましく、200μm以下であることがより好ましく、100μm以下であることがさらに好ましく、50μm以下であることが特に好ましい。またSiC基板10の直径が290mm以上、かつ、厚みが600μm以下の場合に、反りファクターFは300μm以下であることが好ましく、200μm以下であることがより好ましく、100μm以下であることがさらに好ましく、50μm以下であることが特に好ましい。 For example, when the SiC substrate 10 has a diameter of 290 mm or more and a thickness of 800 μm or less, the warpage factor F is preferably 300 μm or less, more preferably 200 μm or less, and even more preferably 100 μm or less. , 50 μm or less. When the SiC substrate 10 has a diameter of 290 mm or more and a thickness of 600 μm or less, the warpage factor F is preferably 300 μm or less, more preferably 200 μm or less, and further preferably 100 μm or less. 50 μm or less is particularly preferred.

例えば、SiC基板10の直径が210mm以上、かつ、厚みが600μm以下の場合に、反りファクターFは300μm以下であることが好ましく、200μm以下であることがより好ましく、100μm以下であることがさらに好ましく、50μm以下であることが特に好ましい。 For example, when the SiC substrate 10 has a diameter of 210 mm or more and a thickness of 600 μm or less, the warpage factor F is preferably 300 μm or less, more preferably 200 μm or less, and even more preferably 100 μm or less. , 50 μm or less.

例えば、SiC基板10の直径が195mm以上、かつ、厚みが600μm以下の場合に、反りファクターFは100μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましい。またSiC基板10の直径が195mm以上、かつ、厚みが400μm以下の場合は、反りファクターFは200μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがより好ましく、50μm以下であることがさらに好ましい。 For example, when SiC substrate 10 has a diameter of 195 mm or more and a thickness of 600 μm or less, warpage factor F is preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. When SiC substrate 10 has a diameter of 195 mm or more and a thickness of 400 μm or less, warpage factor F is preferably 200 μm or less, more preferably 100 μm or less, and even more preferably 50 μm or less.

例えば、SiC基板10の直径が145mm以上、かつ、厚みが300μm以下の場合に、反りファクターFは100μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましい。 For example, when SiC substrate 10 has a diameter of 145 mm or more and a thickness of 300 μm or less, warpage factor F is preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less.

図4は、SiC基板の反りの予測値と、反りファクターFとの関係を示す図である。反りファクターFは、上記の式(1)に基づいて求めた。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the predicted value of warpage of the SiC substrate and the warpage factor F. In FIG. The warpage factor F was obtained based on the above formula (1).

SiC基板の反りの予測値は、シミュレーションで求めた。シミュレーションは、有限要素法シミュレータANSYSを用いて行った。有限要素法シミュレータANSYSを用いたシミュレーションが、実際に作製した物の結果と一致することは別途確認した。反りの予測値は、第1面10aの最高点と最低点との厚み方向の距離であり、Warpに対応する。 A predicted value of the warpage of the SiC substrate was obtained by simulation. The simulation was performed using the finite element method simulator ANSYS. It was separately confirmed that the simulation using the finite element method simulator ANSYS matched the results of the actually manufactured product. The predicted value of warpage is the distance in the thickness direction between the highest point and the lowest point of the first surface 10a, and corresponds to Warp.

シミュレーションは以下の手順で行った。まず、SiC基板及び応力が異なる表面層の物性値を設定した。設定する物性値は、SiC基板の板厚、表面層の膜厚、ヤング率、ポアソン比、である。SiC基板の板厚、直径は、後述する実施例で示すように様々なものを設定した。SiC基板のヤング率は480GPa、ポアソン比は0.20とした。表面層の膜厚は、10μmとした。ここで表面層はイオン注入により応力が発生した場合を考え、表面層のヤング率およびポアソン比は、SiC基板と同じ値を用いた。 The simulation was performed in the following procedure. First, the physical property values of the SiC substrate and the surface layer with different stresses were set. The physical property values to be set are the thickness of the SiC substrate, the thickness of the surface layer, Young's modulus, and Poisson's ratio. Various thicknesses and diameters of the SiC substrates were set as shown in Examples described later. The SiC substrate had a Young's modulus of 480 GPa and a Poisson's ratio of 0.20. The film thickness of the surface layer was 10 μm. Here, considering the case where stress is generated in the surface layer by ion implantation, the same values as those of the SiC substrate were used for the Young's modulus and Poisson's ratio of the surface layer.

次いで、SiC基板の応力分布と表面層の応力を設定した。まずSiC基板の応力分布を設定した。SiC基板に係る応力は、+60MPa、+30MPa、0MPa、-30MPaのいずれかとした。表面層の全体には、応力として60MPaを印可した。上記条件でシミュレーションを行い、表面層付きSiC基板の反りをもとめた。 Next, the stress distribution of the SiC substrate and the stress of the surface layer were set. First, the stress distribution of the SiC substrate was set. The stress applied to the SiC substrate was either +60 MPa, +30 MPa, 0 MPa, or -30 MPa. A stress of 60 MPa was applied to the entire surface layer. A simulation was performed under the above conditions to obtain the warpage of the SiC substrate with the surface layer.

図4に示すように、反りファクターFは、シミュレーションから求められる反りの予測値と比例の関係にある。反りファクターFは、SiC基板10の反り量を反映している。すなわち、反りファクターFを制御することで、加工プロセス後の反りを制御することができる。また反りファクターFを求めれば、シミュレーション等を行わなくても容易にSiC基板10の加工プロセスを通過後における反り量を予測できる。 As shown in FIG. 4, the warp factor F is proportional to the predicted value of warp obtained from the simulation. Warp factor F reflects the amount of warp of SiC substrate 10 . That is, by controlling the warpage factor F, the warpage after the working process can be controlled. Further, if the warp factor F is obtained, it is possible to easily predict the amount of warp after the SiC substrate 10 has passed through the processing process without performing a simulation or the like.

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。 Next, an example of a method for manufacturing the SiC substrate 10 according to this embodiment will be described. SiC substrate 10 is obtained by slicing a SiC ingot. A SiC ingot is obtained, for example, by a sublimation method.

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 ingot manufacturing apparatus 30. As shown in FIG. In FIG. 5, the direction orthogonal to the surface of the base 32 is the z-direction, one direction orthogonal to the z-direction is the x-direction, and the z-direction and the direction orthogonal to the x-direction are the y-direction.

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。坩堝31の加熱は、例えば、コイル36で行う。 In the sublimation method, a seed crystal 33 made of SiC single crystal is placed on a pedestal 32 placed in a crucible 31 made of graphite, and the crucible 31 is heated to generate a sublimation gas sublimated from the raw material powder 34 in the crucible 31 as a seed crystal. 33 to grow the seed crystal 33 into a larger SiC ingot 35 . The heating of the crucible 31 is performed by a coil 36, for example.

反りファクターFの算出に用いられるSiC基板10の直径Rは、製品の仕様によって決定されるパラメータである。そのため、規定されたSiC基板10の直径Rに応じて、SiC基板10の厚みt及び第1外周端1における応力Sを制御することで、所望のSiC基板10を作製できる。 The diameter R of the SiC substrate 10 used to calculate the warpage factor F is a parameter determined by product specifications. Therefore, the desired SiC substrate 10 can be manufactured by controlling the thickness ts of the SiC substrate 10 and the stress S at the first outer peripheral edge 1 according to the prescribed diameter R of the SiC substrate 10 .

まず昇華法での結晶成長条件を制御することで、SiCインゴット35から得られるSiC基板10の内部に加わる応力を制御できる。 First, by controlling the crystal growth conditions in the sublimation method, the stress applied inside SiC substrate 10 obtained from SiC ingot 35 can be controlled.

例えば、SiCインゴット35をc面成長させる際に、結晶成長面の中心部の温度と、外周部の温度と、を制御する。結晶成長面は、結晶の成長過程における表面である。例えば、SiCインゴット35をc面成長させる際に、結晶成長面の中心部の温度より外周部の温度を低くする。またxy面内の中央と外周の成長速度差が0.001mm/h以上、0.05mm/h以下となるように、結晶成長を行う。ここで、xy面内の中央の成長速度は、外周の成長速度より遅くする。このように結晶成長を行うことで、第1外周端1に係る応力Sが圧縮応力の場合はその絶対値を小さくし、第1外周端1に係る応力Sが引張応力の場合はその絶対値を大きくできる。成長速度は、結晶成長面の温度を変えることで変化する。 For example, when the SiC ingot 35 is c-plane grown, the temperature of the central portion of the crystal growth surface and the temperature of the outer peripheral portion are controlled. The crystal growth surface is the surface during the crystal growth process. For example, when the SiC ingot 35 is c-plane grown, the temperature of the outer peripheral portion of the crystal growth surface is made lower than the temperature of the central portion. Crystal growth is performed so that the difference in growth rate between the center and the outer periphery in the xy plane is 0.001 mm/h or more and 0.05 mm/h or less. Here, the growth rate in the center in the xy plane is made slower than the growth rate in the outer periphery. By performing crystal growth in this way, when the stress S applied to the first outer peripheral edge 1 is compressive stress, its absolute value is reduced, and when the stress S applied to the first outer peripheral edge 1 is tensile stress, its absolute value is reduced. can be increased. The growth rate is changed by changing the temperature of the crystal growth surface.

結晶成長面の温度は、コイル36による坩堝31の加熱中心のz方向の位置を制御することで調整できる。例えば、坩堝31の加熱中心のz方向の位置は、コイル36のz方向の位置を変えることで変更できる。坩堝31の加熱中心のz方向の位置と結晶成長面のz方向の位置とが、0.5mm/hで離れるように制御する。ここで、坩堝31の加熱中心のz方向の位置が、結晶成長面のz方向の位置に対し、下側(原料粉末34側)にくるように制御する。 The temperature of the crystal growth surface can be adjusted by controlling the z-direction position of the heating center of the crucible 31 by the coil 36 . For example, the z-direction position of the heating center of the crucible 31 can be changed by changing the z-direction position of the coil 36 . The z-direction position of the heating center of the crucible 31 and the z-direction position of the crystal growth surface are controlled so as to separate at 0.5 mm/h. Here, the position of the heating center of the crucible 31 in the z-direction is controlled to be lower (toward the raw material powder 34 side) than the position of the crystal growth surface in the z-direction.

次いで、このような条件で作製したSiCインゴット35をSiC基板10へ加工する。一般的な加工方法では、SiCインゴット35の状態とSiC基板10の状態とで、単結晶にかかる応力が変わってしまう。例えば、成型工程では、直径180mmのSiCインゴット35から、直径150mmのSiC基板10に加工する際には直径を小さくする必要がある。また、例えば、マルチワイヤー切断工程では表面のうねりが発生し、うねりを除去する必要がある。このような工程を経ることで、例えば、SiCインゴット35の応力が大きい部分が除去されることや結晶格子面の形状が変わることがあり、SiCインゴット35の状態の応力が、SiC基板10の状態では開放される場合がある。SiCインゴット35の状態の単結晶にかかる応力を、SiC基板10が引き継ぐように加工する。 Then, SiC ingot 35 produced under such conditions is processed into SiC substrate 10 . In a general processing method, the stress applied to the single crystal changes depending on the state of the SiC ingot 35 and the state of the SiC substrate 10 . For example, in the molding process, it is necessary to reduce the diameter when processing the SiC ingot 35 with a diameter of 180 mm into the SiC substrate 10 with a diameter of 150 mm. In addition, for example, in the multi-wire cutting process, undulations occur on the surface, and it is necessary to remove the undulations. Through such a process, for example, a portion of the SiC ingot 35 having a large stress may be removed or the shape of the crystal lattice plane may be changed. may be opened. The SiC substrate 10 is processed so that the stress applied to the single crystal in the state of the SiC ingot 35 is inherited.

例えば、SiCインゴット35の片面へダメージフリー加工を施したのち、シングルワイヤーソーで切断し、ダメージフリー加工を施した面を吸着して切断面に対してさらにダメージフリー加工を行う。SiC基板10の両面に対してダメージフリー加工を行うことで、SiCインゴットの状態で生じた応力の一部が、SiC基板10にも引き継がれる。ダメージフリー加工は、例えばCMP加工である。このようにSiCインゴット35の状態の格子面形状を残すように基板加工を行うことで、SiCインゴット35の持つ応力がSiC基板10に引き継がれる。その後、直径を調整する成型工程を行うことで、SiC基板10の第1外周端1における応力を調整できる。 For example, after performing damage-free processing on one side of the SiC ingot 35, it is cut with a single wire saw, and the damage-free processing is further performed on the cut surface by sucking the surface subjected to the damage-free processing. By performing damage-free processing on both surfaces of SiC substrate 10 , part of the stress generated in the state of the SiC ingot is transferred to SiC substrate 10 . Damage-free processing is, for example, CMP processing. By processing the substrate so as to leave the lattice plane shape of the SiC ingot 35 in this manner, the stress of the SiC ingot 35 is transferred to the SiC substrate 10 . After that, the stress at the first outer peripheral end 1 of the SiC substrate 10 can be adjusted by performing a molding process for adjusting the diameter.

またSiCインゴット35をSiC基板10へ加工する際に、SiC基板10の厚みtを決める。SiCインゴット35からSiC基板10の取り数を多くするために、SiC基板10の厚みtを薄くすると生産効率が高まるが、反りファクターFが所定値以内となるように、SiC基板10の厚みtを設計する。SiC基板10の直径R及びSiCインゴットの状態から予測できるSiC基板10に係る応力からSiC基板10の厚みtの下限値を予測し、この厚みより厚めに、SiC基板10の厚みtを設定する。 Also, when processing the SiC ingot 35 into the SiC substrate 10, the thickness ts of the SiC substrate 10 is determined. In order to increase the number of SiC substrates 10 obtained from SiC ingot 35, if the thickness ts of SiC substrate 10 is reduced, production efficiency increases. Design s . A lower limit value of the thickness ts of the SiC substrate 10 is predicted from the stress applied to the SiC substrate 10 that can be predicted from the diameter R of the SiC substrate 10 and the state of the SiC ingot, and the thickness ts of the SiC substrate 10 is set to be thicker than this thickness. do.

このように、仕様により規定されたSiC基板10の直径Rに応じて、SiC基板10の厚みt及び第1外周端1における応力Sを制御することで、反りファクターFが規定値以下である本実施形態にかかるSiC基板10を作製できる。 Thus, by controlling the thickness ts of the SiC substrate 10 and the stress S at the first outer peripheral edge 1 according to the diameter R of the SiC substrate 10 defined by the specifications, the warp factor F is equal to or less than the specified value. The SiC substrate 10 according to this embodiment can be produced.

上述のように、SiC基板10の直径R、厚みt、応力Sから求められる反りファクターFは、SiC基板10に処理層11を形成した場合にシミュレーションから求められる反り量と相関がある。またSiC基板10に処理層11を形成した場合のシミュレーション結果は、実測値と相関がある。すなわち、SiC基板10の直径R、厚みt、応力Sから求められる反りファクターFを用いることで、加工プロセスを経た後のSiC基板10の反りを簡便に予測することができる。 As described above, the warpage factor F obtained from the diameter R, thickness t s and stress S of the SiC substrate 10 has a correlation with the amount of warpage obtained by simulation when the treated layer 11 is formed on the SiC substrate 10 . Moreover, the simulation result when the treatment layer 11 is formed on the SiC substrate 10 has a correlation with the actual measurement value. That is, by using the warpage factor F obtained from the diameter R, thickness t s and stress S of SiC substrate 10, the warpage of SiC substrate 10 after the processing process can be easily predicted.

製品、加工プロセスの仕様に応じて、加工プロセスを経た後のSiC基板の反りの許容値は異なる。上記のように、加工前のSiC基板10の直径R、厚みt、応力Sの値から加工プロセスを得た後のSiC基板の反り量を予測できると、加工前にSiC基板10の選別を行うことができ、加工プロセスで不良品となる確率を下げることができる。またSiC基板10の膜厚tを加工プロセスで反りが生じない範囲で薄くすることで、SiCインゴット35から多くのSiC基板10を取得でき、生産効率を高めることができる。SiCインゴット35からのSiC基板10の取得枚数が多くなり、反りに伴う加工プロセスにおける不良を低減することで、1枚当たりのSiC基板10のコストを下げることができる。 The allowable value of warpage of the SiC substrate after the processing process differs depending on the specifications of the product and the processing process. As described above, if the warpage amount of the SiC substrate after obtaining the processing process can be predicted from the values of the diameter R, thickness t s and stress S of the SiC substrate 10 before processing, it is possible to select the SiC substrate 10 before processing. can be done and the probability of rejection in the machining process can be reduced. Further, by reducing the film thickness ts of the SiC substrate 10 within a range in which warping does not occur in the processing process, many SiC substrates 10 can be obtained from the SiC ingot 35, and production efficiency can be improved. By increasing the number of SiC substrates 10 obtained from SiC ingot 35 and reducing defects in the processing process due to warpage, the cost per SiC substrate 10 can be reduced.

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.

(実施例1)
SiC基板の表面に、処理層を積層した際の反りをシミュレーションにより求めた。シミュレーションは、有限要素法シミュレータANSYSを用いて行った。有限要素法シミュレータANSYSを用いたシミュレーションが、実際に作製した物の結果と一致することは別途確認した。
(Example 1)
A simulation was performed to determine the warpage when the treatment layer was laminated on the surface of the SiC substrate. The simulation was performed using the finite element method simulator ANSYS. It was separately confirmed that the simulation using the finite element method simulator ANSYS matched the results of the actually manufactured product.

シミュレーションは以下の手順で行った。まず、SiC基板及び応力が異なる表面層の物性値を設定した。設定する物性値は、SiC基板の板厚、表面層の膜厚、ヤング率、ポアソン比、である。SiC基板の板厚は、350μmとした。SiC基板の直径は、75mmとした。SiC基板のヤング率は480GPa、ポアソン比は0.20とした。表面層の膜厚は、0.01mmとした。ここで処理層はイオン注入により応力が発生した場合を考え、表面層のヤング率およびポアソン比は、SiC基板と同じ値を用いた。 The simulation was performed in the following procedure. First, the physical property values of the SiC substrate and the surface layer with different stresses were set. The physical property values to be set are the thickness of the SiC substrate, the thickness of the surface layer, Young's modulus, and Poisson's ratio. The plate thickness of the SiC substrate was set to 350 μm. The diameter of the SiC substrate was 75 mm. The SiC substrate had a Young's modulus of 480 GPa and a Poisson's ratio of 0.20. The film thickness of the surface layer was 0.01 mm. Considering the case where stress is generated in the treated layer by ion implantation, the same values as those of the SiC substrate were used for the Young's modulus and Poisson's ratio of the surface layer.

そして、SiC基板の厚みとSiC基板の第1外周端にかかる応力を変えて、SiC基板の反り量を求めた。第1外周端にかかる応力は、-30MPa(圧縮応力)、0MPa、+30MPa(引張応力)、+60MPa(引張応力)の4パターンでそれぞれ求めた。 Then, the warpage amount of the SiC substrate was obtained by changing the thickness of the SiC substrate and the stress applied to the first outer peripheral edge of the SiC substrate. The stress applied to the first outer peripheral edge was obtained in four patterns of −30 MPa (compressive stress), 0 MPa, +30 MPa (tensile stress), and +60 MPa (tensile stress).

(実施例2)
実施例2は、SiC基板の直径を100mmとした点が実施例1と異なる。その他の条件は、実施例1と同じとして、シミュレーションでSiC基板の反り量を求めた。
(Example 2)
Example 2 differs from Example 1 in that the SiC substrate has a diameter of 100 mm. Other conditions were the same as in Example 1, and the amount of warpage of the SiC substrate was obtained by simulation.

(実施例3)
実施例3は、SiC基板の直径を150mmとした点が実施例1と異なる。その他の条件は、実施例1と同じとして、シミュレーションでSiC基板の反り量を求めた。
(Example 3)
Example 3 differs from Example 1 in that the SiC substrate has a diameter of 150 mm. Other conditions were the same as in Example 1, and the amount of warpage of the SiC substrate was obtained by simulation.

(実施例4)
実施例4は、SiC基板の直径を200mmとした点が実施例1と異なる。その他の条件は、実施例1と同じとして、シミュレーションでSiC基板の反り量を求めた。
(Example 4)
Example 4 differs from Example 1 in that the SiC substrate has a diameter of 200 mm. Other conditions were the same as in Example 1, and the amount of warpage of the SiC substrate was obtained by simulation.

(実施例5)
実施例5は、SiC基板の直径を250mmとした点が実施例1と異なる。その他の条件は、実施例1と同じとして、シミュレーションでSiC基板の反り量を求めた。
(Example 5)
Example 5 differs from Example 1 in that the SiC substrate has a diameter of 250 mm. Other conditions were the same as in Example 1, and the amount of warpage of the SiC substrate was obtained by simulation.

(実施例6)
実施例6は、SiC基板の直径を300mmとした点が実施例1と異なる。その他の条件は、実施例1と同じとして、シミュレーションでSiC基板の反り量を求めた。
(Example 6)
Example 6 differs from Example 1 in that the SiC substrate has a diameter of 300 mm. Other conditions were the same as in Example 1, and the amount of warpage of the SiC substrate was obtained by simulation.

実施例1~6におけるそれぞれの結果と、反りパラメータFとの関係を示したものが、図4である。すなわち、処理層を形成後のSiC基板の反りのシミュレーション結果と、処理層を形成する前のSiC基板の反りパラメータFとの間に相関があることが確認できる。 FIG. 4 shows the relationship between the results of Examples 1 to 6 and the warpage parameter F. In FIG. That is, it can be confirmed that there is a correlation between the simulation result of the warpage of the SiC substrate after forming the treatment layer and the warpage parameter F of the SiC substrate before forming the treatment layer.

また実施例1~6の結果から、SiC基板の直径Rが大きくなるほど加工後のSiC基板の反り量が大きくなることが分かる。また実施例1~6の結果から、SiC基板の厚みtが薄くなるほど加工後のSiC基板の反り量が大きくなることが分かる。また実施例1~6の結果から、SiC基板の第1外周端にかかる応力が圧縮応力の場合は絶対値が小さいほど、SiC基板の第1外周端にかかる応力が引張応力の場合は絶対値が大きいほど加工後のSiC基板の反り量が大きくなることが分かる。この結果は、反りパラメータFを決定するパラメータが、SiC基板の直径R、厚みt、応力Sから求められる点と一致する。 Further, from the results of Examples 1 to 6, it can be seen that the larger the diameter R of the SiC substrate, the larger the amount of warpage of the SiC substrate after processing. Further, from the results of Examples 1 to 6, it can be seen that the smaller the thickness ts of the SiC substrate, the greater the amount of warpage of the SiC substrate after processing. Further, from the results of Examples 1 to 6, when the stress applied to the first outer peripheral end of the SiC substrate is compressive stress, the smaller the absolute value, and when the stress applied to the first outer peripheral end of the SiC substrate is tensile stress, the absolute value It can be seen that the larger the , the larger the amount of warpage of the SiC substrate after processing. This result agrees with the fact that the parameter that determines the warpage parameter F is obtained from the diameter R, thickness t s and stress S of the SiC substrate.

1 第1外周端、2 外周部、10 SiC基板、10a 第1面、10b 第2面、11 処理層、C 中心、R 直径、S 応力 REFERENCE SIGNS LIST 1 first outer peripheral edge 2 outer peripheral portion 10 SiC substrate 10a first surface 10b second surface 11 treated layer C center R diameter S stress

Claims (4)

SiC基板、前記SiC基板の一面に積層されたSiCエピタキシャル層とを備える半導体デバイスの製造方法であって、
前記SiC基板として、厚みと、直径と、中心から[11-20]方向で外周端から10mm内側の第1外周端に係る応力と、から求められる以下の式(1)で表される反りファクターFが、300μm以下であるSiC基板を用いる、半導体デバイスの製造方法。
F=K×exp(a+b×ln(σ)+c×ln(R)+d×ln(ts))・・・(1)
式(1)において、
K、a、b、c、dは、K=1.3373、a=-11.67123、b=1.4030953、c=1.8050972、d=-1.585898を満たす定数であり、
σは、σ=60(MPa)-2/3×S(MPa)を満たし、
Sは前記第1外周端の円周方向と同じ方向である<1-100>方向に係る内部応力であり、引張応力を正、圧縮応力を負としたものであり、tは前記厚み(mm)であり、Rは前記直径(mm)である。
A method for manufacturing a semiconductor device comprising a SiC substrate and a SiC epitaxial layer laminated on one surface of the SiC substrate,
As the SiC substrate, the warp factor represented by the following formula (1) obtained from the thickness, the diameter, and the stress related to the first outer peripheral edge 10 mm inside the outer peripheral edge in the [11-20] direction from the center. A method of manufacturing a semiconductor device using a SiC substrate having F of 300 μm or less.
F=K×exp(a+b×ln(σ)+c×ln(R)+d×ln(ts)) (1)
In formula (1),
K, a, b, c, d are constants satisfying K = 1.3373, a = -11.67123, b = 1.4030953, c = 1.8050972, d = -1.585898,
σ satisfies σ = 60 (MPa) - 2/3 × S (MPa),
S is the internal stress in the <1-100> direction, which is the same direction as the circumferential direction of the first outer peripheral end, and the tensile stress is positive and the compressive stress is negative, and ts is the thickness ( mm), and R is the diameter (mm).
前記半導体デバイスがパワーデバイスである、請求項1の半導体デバイスの製造方法2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor device is a power device. 前記半導体デバイスが高周波デバイスである、請求項1の半導体デバイスの製造方法2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor device is a high frequency device. 前記半導体デバイスが高温動作デバイスである、請求項1の半導体デバイスの製造方法2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor device is a high temperature operating device.
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