JPH0780770A - 炭化珪素単結晶のメカノケミカルポリシング方法 - Google Patents
炭化珪素単結晶のメカノケミカルポリシング方法Info
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- JPH0780770A JPH0780770A JP22915093A JP22915093A JPH0780770A JP H0780770 A JPH0780770 A JP H0780770A JP 22915093 A JP22915093 A JP 22915093A JP 22915093 A JP22915093 A JP 22915093A JP H0780770 A JPH0780770 A JP H0780770A
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、炭化珪素単結晶の平坦度の良い
メカノケミカルポリシング表面を得ることを目的とす
る。 【構成】 酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ）を遊離砥粒として
用いて、マイクロビッカース硬さが１０００〜２０００
のポリシング定盤を使用して、炭化珪素単結晶をメカノ
ケミカルポリシングする。
メカノケミカルポリシング表面を得ることを目的とす
る。 【構成】 酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ）を遊離砥粒として
用いて、マイクロビッカース硬さが１０００〜２０００
のポリシング定盤を使用して、炭化珪素単結晶をメカノ
ケミカルポリシングする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭化珪素単結晶のメカ
ノケミカルポリシング方法に関する。
ノケミカルポリシング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭化珪素単結晶は、化学的に安定でシリ
コンにはない半導体的物性を有するために、耐環境デバ
イスやパワーデバイス、青色発光ダイオードとして注目
されている材料である。半導体デバイス用の大型の単結
晶を作製する方法としては、改良レーリー法といわれる
昇華再結晶法が主な方法である。この方法で得られた単
結晶を加工して得た単結晶ウェハを電子デバイスに使用
する場合には、そのウェハ表面は平坦でかつ加工歪層が
少ないことあるいは全くないことが要求される。従来、
炭化珪素は硬いために、研磨材にダイヤモンドが通常使
われている。しかし、この方法では、平坦な面でも研磨
傷はなくならない。溶融ＫＯＨでエッチングすると研磨
傷に沿った加工によるエッチピットが観察される。
コンにはない半導体的物性を有するために、耐環境デバ
イスやパワーデバイス、青色発光ダイオードとして注目
されている材料である。半導体デバイス用の大型の単結
晶を作製する方法としては、改良レーリー法といわれる
昇華再結晶法が主な方法である。この方法で得られた単
結晶を加工して得た単結晶ウェハを電子デバイスに使用
する場合には、そのウェハ表面は平坦でかつ加工歪層が
少ないことあるいは全くないことが要求される。従来、
炭化珪素は硬いために、研磨材にダイヤモンドが通常使
われている。しかし、この方法では、平坦な面でも研磨
傷はなくならない。溶融ＫＯＨでエッチングすると研磨
傷に沿った加工によるエッチピットが観察される。
【０００３】しかし、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｍｅｒ
ｉｃａｎ Ｃｅｒａｍｉｃｓ Ｓｏｃｉｅｔｙ 第７６
巻、１７７項（１９９２年）に示されているように、メ
カノケミカル効果を使えば、この問題が解決されること
が報告されている。ここでいうメカノケミカル研磨と
は、被研磨材と砥粒との接触点における”メカノケミカ
ル現象（与えられた機械的エネルギーにより誘起される
化学反応や相変化）”を積極的に利用し、被研磨材より
も柔らかい砥粒を用いて、両者の直接的な固相反応で生
じた反応相を砥粒の摩擦作用により除去する研磨方法で
ある。すなわち、前記報告によれば、炭化珪素の単結晶
を酸化クロムで研磨すると、平坦で研磨傷も残留歪もな
い表面加工ができる。この報告では、ポリシング定盤に
粒径０．５μｍの酸化クロムの粉末を樹脂で固めた円盤
を使用している。なるほど、この方法で研磨すると、簡
便に研磨傷も残留歪もない研磨ができるが、ダイヤモン
ドでポリシングした面の粗さに比べ、表面平坦度が悪く
なる。
ｉｃａｎ Ｃｅｒａｍｉｃｓ Ｓｏｃｉｅｔｙ 第７６
巻、１７７項（１９９２年）に示されているように、メ
カノケミカル効果を使えば、この問題が解決されること
が報告されている。ここでいうメカノケミカル研磨と
は、被研磨材と砥粒との接触点における”メカノケミカ
ル現象（与えられた機械的エネルギーにより誘起される
化学反応や相変化）”を積極的に利用し、被研磨材より
も柔らかい砥粒を用いて、両者の直接的な固相反応で生
じた反応相を砥粒の摩擦作用により除去する研磨方法で
ある。すなわち、前記報告によれば、炭化珪素の単結晶
を酸化クロムで研磨すると、平坦で研磨傷も残留歪もな
い表面加工ができる。この報告では、ポリシング定盤に
粒径０．５μｍの酸化クロムの粉末を樹脂で固めた円盤
を使用している。なるほど、この方法で研磨すると、簡
便に研磨傷も残留歪もない研磨ができるが、ダイヤモン
ドでポリシングした面の粗さに比べ、表面平坦度が悪く
なる。
【０００４】一方、遊離砥粒を用いたポリシングにおい
ては、ポリシング定盤が硬い方が表面のダレが少なく、
平坦度は良くなると一般に言われているが、炭化珪素単
結晶のメカノケミカルポリシングにおいて、ポリシング
定盤の議論はされていない。
ては、ポリシング定盤が硬い方が表面のダレが少なく、
平坦度は良くなると一般に言われているが、炭化珪素単
結晶のメカノケミカルポリシングにおいて、ポリシング
定盤の議論はされていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来の炭
化珪素単結晶のメカノケミカルポリシング法では、平坦
度の問題解決が十分ではない。本発明が解決しようとす
る課題は、酸化クロムを遊離砥粒として用いたメカノケ
ミカルポリシングにおいて、炭化珪素単結晶の研磨傷も
研磨の残留歪もないかつ平坦な加工表面を得ることにあ
る。
化珪素単結晶のメカノケミカルポリシング法では、平坦
度の問題解決が十分ではない。本発明が解決しようとす
る課題は、酸化クロムを遊離砥粒として用いたメカノケ
ミカルポリシングにおいて、炭化珪素単結晶の研磨傷も
研磨の残留歪もないかつ平坦な加工表面を得ることにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、炭化珪素
単結晶を酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ) の粉末を遊離砥粒と
して用いてメカノケミカルポリシングする方法におい
て、ポリシング定盤にマイクロビッカース硬さが１００
０〜２０００の材料を使用し、遊離砥粒に酸化クロムを
用いたメカノケミカルポリシング方法によって達成され
る。
単結晶を酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ) の粉末を遊離砥粒と
して用いてメカノケミカルポリシングする方法におい
て、ポリシング定盤にマイクロビッカース硬さが１００
０〜２０００の材料を使用し、遊離砥粒に酸化クロムを
用いたメカノケミカルポリシング方法によって達成され
る。
【０００７】
【作用】本発明のポリシング方法は、炭化珪素単結晶を
酸化クロム粉末を遊離砥粒に用いてメカノケミカルポリ
シングする方法であるが、本発明においては、ポリシン
グ定盤の硬さを選択することで、メカノポリシングにお
いても従来のダイヤモンドポリシングと同程度の平坦度
を維持することができる。
酸化クロム粉末を遊離砥粒に用いてメカノケミカルポリ
シングする方法であるが、本発明においては、ポリシン
グ定盤の硬さを選択することで、メカノポリシングにお
いても従来のダイヤモンドポリシングと同程度の平坦度
を維持することができる。
【０００８】まず、ポリシング定盤のマイクロビッカー
ス硬さが２０００を越えると、砥粒としての酸化クロム
の保持が容易でない。また、この場合は、炭化珪素単結
晶のマイクロビッカース硬さ（４０００から５０００）
に近くなるため、好ましくない。さらに、ポリシング定
盤の表面は、砥粒が保持されるように加工する必要があ
るので、マイクロビッカース硬さ２０００を越えると加
工が難しいので適さない。砥粒保持のための細工は、従
来のらせん溝あるいは格子溝がある。また、表面を低石
等で荒らして、砥粒保持機能を持たせたポリシング定盤
が好適に使用できる。この場合は、表面粗さのＲｍａｘ
値が１０μｍよりも小さいと砥粒保持の機能が果たせな
い。さらに、表面粗さのＲｍａｘ値が２００μｍを越え
ると定盤表面が粗くなって、砥粒と炭化珪素単結晶の適
切な荷重での接触面積が減るので、ポリシング効果がな
くなることや炭化珪素単結晶のメカノケミカルポリシン
グ面の表面平坦度が悪くなる。ポリシング定盤のマイク
ロビッカース硬さが１０００より小さいと、ポリシング
定盤として柔らかいので、炭化珪素単結晶のメカノケミ
カルポリシング面の表面平坦度が悪くなる。
ス硬さが２０００を越えると、砥粒としての酸化クロム
の保持が容易でない。また、この場合は、炭化珪素単結
晶のマイクロビッカース硬さ（４０００から５０００）
に近くなるため、好ましくない。さらに、ポリシング定
盤の表面は、砥粒が保持されるように加工する必要があ
るので、マイクロビッカース硬さ２０００を越えると加
工が難しいので適さない。砥粒保持のための細工は、従
来のらせん溝あるいは格子溝がある。また、表面を低石
等で荒らして、砥粒保持機能を持たせたポリシング定盤
が好適に使用できる。この場合は、表面粗さのＲｍａｘ
値が１０μｍよりも小さいと砥粒保持の機能が果たせな
い。さらに、表面粗さのＲｍａｘ値が２００μｍを越え
ると定盤表面が粗くなって、砥粒と炭化珪素単結晶の適
切な荷重での接触面積が減るので、ポリシング効果がな
くなることや炭化珪素単結晶のメカノケミカルポリシン
グ面の表面平坦度が悪くなる。ポリシング定盤のマイク
ロビッカース硬さが１０００より小さいと、ポリシング
定盤として柔らかいので、炭化珪素単結晶のメカノケミ
カルポリシング面の表面平坦度が悪くなる。
【０００９】
実施例１ 以下、本発明を実施態様に基づき詳細に説明する。
【００１０】図１は、本発明に好適に用いられる研磨装
置の一例を示す。図１において、１は研磨荷重用重り、
２はサンプルホルダー、３は炭化珪素単結晶、４はポリ
シング定盤、５は酸化クロムの粉末である。サンプルホ
ルダー２に取り付けられた炭化珪素単結晶３は、ポリシ
ング定盤４上の酸化クロム粉末５と重り１で調整された
圧力で接触している。ホルダー２とポリシングとポリシ
ング定盤４は互いに回転し、ホルダー２に取り付けられ
た炭化珪素単結晶３が、ポリシングされる。
置の一例を示す。図１において、１は研磨荷重用重り、
２はサンプルホルダー、３は炭化珪素単結晶、４はポリ
シング定盤、５は酸化クロムの粉末である。サンプルホ
ルダー２に取り付けられた炭化珪素単結晶３は、ポリシ
ング定盤４上の酸化クロム粉末５と重り１で調整された
圧力で接触している。ホルダー２とポリシングとポリシ
ング定盤４は互いに回転し、ホルダー２に取り付けられ
た炭化珪素単結晶３が、ポリシングされる。
【００１１】以上の研磨装置において、ポリシング定盤
の材料にアルミナ（マイクロビッカース硬さ１９００）
を使用し、表面をＲｍａｘ値１００μｍに仕上げ、１．
０μｍの酸化クロム粉末を使用し、昇華再結晶法で作っ
た直径３０ｍｍの炭化珪素単結晶（０００１）面を研磨
した。加工条件は、加工圧力９００Ｋｇ／ｃｍ2 、ポリ
シング定盤の回転スピードは５０ｃｍ／ｓとした。表面
粗さの評価は、針先２０ｎｍＲの原子間力顕微鏡（ＡＦ
Ｍ）で、Ｚ軸を７５万倍に拡大して測定して行った。メ
カノケミカルポリシングに供する炭化珪素単結晶ウェハ
は、クロスを使って、０．５μｍのダイヤモンド砥粒で
ポリシングしたものである。その表面粗さは、ＲＭＳ値
０．６ｎｍであった。前記メカノケミカルポリシング方
法でＲＭＳ値０．６ｎｍの前記炭化珪素単結晶（０００
１）面を２時間ポリシングした結果、ＲＭＳ値が０．５
ｎｍであった。研磨時間を４時間としても、ＲＭＳ値は
変わらなかった。研磨に伴う研磨傷は、全く見られなか
った。一方、市販の酸化クロムを樹脂で固めたポリシン
グ定盤を使用して、同条件でＲＭＳ値０．６ｎｍの炭化
珪素単結晶（０００１）面をポリシングすると、表面粗
さは、ＲＭＳ値で１．５ｎｍになった。２時間を越えて
４時間のポリシングを行ったところ、ＲＭＳ値は、２．
０ｎｍになった。研磨時間と共に表面平坦度が悪くなっ
た。
の材料にアルミナ（マイクロビッカース硬さ１９００）
を使用し、表面をＲｍａｘ値１００μｍに仕上げ、１．
０μｍの酸化クロム粉末を使用し、昇華再結晶法で作っ
た直径３０ｍｍの炭化珪素単結晶（０００１）面を研磨
した。加工条件は、加工圧力９００Ｋｇ／ｃｍ2 、ポリ
シング定盤の回転スピードは５０ｃｍ／ｓとした。表面
粗さの評価は、針先２０ｎｍＲの原子間力顕微鏡（ＡＦ
Ｍ）で、Ｚ軸を７５万倍に拡大して測定して行った。メ
カノケミカルポリシングに供する炭化珪素単結晶ウェハ
は、クロスを使って、０．５μｍのダイヤモンド砥粒で
ポリシングしたものである。その表面粗さは、ＲＭＳ値
０．６ｎｍであった。前記メカノケミカルポリシング方
法でＲＭＳ値０．６ｎｍの前記炭化珪素単結晶（０００
１）面を２時間ポリシングした結果、ＲＭＳ値が０．５
ｎｍであった。研磨時間を４時間としても、ＲＭＳ値は
変わらなかった。研磨に伴う研磨傷は、全く見られなか
った。一方、市販の酸化クロムを樹脂で固めたポリシン
グ定盤を使用して、同条件でＲＭＳ値０．６ｎｍの炭化
珪素単結晶（０００１）面をポリシングすると、表面粗
さは、ＲＭＳ値で１．５ｎｍになった。２時間を越えて
４時間のポリシングを行ったところ、ＲＭＳ値は、２．
０ｎｍになった。研磨時間と共に表面平坦度が悪くなっ
た。
【００１２】実施例２ 図１に示す装置において、ポリシング定盤４に石英板
（マイクロビッカース硬さ１０００）の表面を炭化珪素
の＃３２０の砥粒で表面を荒した（Ｒｍａｘ値３０μ
ｍ）ものを用いて、実施例１と同様のＲＭＳ値が０．６
ｎｍのダイヤモンドポリシングした炭化珪素表面をメカ
ノケミカルポリシングを行った。その結果、表面粗さ
は、ＲＭＳ値が０．４ｎｍとなり、研磨時間の経過によ
って表面平坦度が悪くなることはなかった。この表面の
平坦度は、市販の酸化クロムを樹脂で固めたポリシング
定盤を使用したメカノケミカルポリシングの結果よりも
優れている。
（マイクロビッカース硬さ１０００）の表面を炭化珪素
の＃３２０の砥粒で表面を荒した（Ｒｍａｘ値３０μ
ｍ）ものを用いて、実施例１と同様のＲＭＳ値が０．６
ｎｍのダイヤモンドポリシングした炭化珪素表面をメカ
ノケミカルポリシングを行った。その結果、表面粗さ
は、ＲＭＳ値が０．４ｎｍとなり、研磨時間の経過によ
って表面平坦度が悪くなることはなかった。この表面の
平坦度は、市販の酸化クロムを樹脂で固めたポリシング
定盤を使用したメカノケミカルポリシングの結果よりも
優れている。
【００１３】なお、本発明のメカノポリシング方法は、
上記の実施例の条件のみに限定されるものではなく、前
記ポリシング定盤の範囲内であれば上記と同様な効果が
得られる。
上記の実施例の条件のみに限定されるものではなく、前
記ポリシング定盤の範囲内であれば上記と同様な効果が
得られる。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、炭化珪素単
結晶を酸化クロムを遊離砥粒として用いたメカノケミカ
ルポリシングを行う方法において、ポリシング定盤のマ
イクロビッカース硬さを選択してポリシングする方法で
あるから、本発明を用いることにより従来のダイヤモン
ドポリシングと同等の平坦度を確保しかつメカノケミカ
ルポリシングの研磨傷も加工の残留歪もない加工面を容
易に実現できる。
結晶を酸化クロムを遊離砥粒として用いたメカノケミカ
ルポリシングを行う方法において、ポリシング定盤のマ
イクロビッカース硬さを選択してポリシングする方法で
あるから、本発明を用いることにより従来のダイヤモン
ドポリシングと同等の平坦度を確保しかつメカノケミカ
ルポリシングの研磨傷も加工の残留歪もない加工面を容
易に実現できる。
【図１】酸化クロムの遊離砥粒を用いたメカノケミカル
ポリシングの実施例を示した説明図である。
ポリシングの実施例を示した説明図である。
【図２】従来法の酸化クロムを樹脂で固めた定盤を用い
たメカノケミカルポリシングの方法を示した図である。
たメカノケミカルポリシングの方法を示した図である。
１：荷重用の重り ２：試料ホルダー ３：炭化珪素単結晶 ４：ポリシング定盤 ５：酸化クロム粉末 ６：修正リング ７：酸化クロム粉末を含んだ樹脂製定盤
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ）粉末を遊離砥
粒として用いてメカノケミカルポリシングを行う方法に
おいて、ポリシング定盤にマイクロビッカース硬さが１
０００〜２０００の材料を使用したことを特徴とする炭
化珪素単結晶のメカノケミカルポリシング方法。 - 【請求項２】 表面をＲｍａｘ値にて１０μｍ〜２００
μｍに荒らしたポリシング定盤を使用することを特徴と
する請求項１に記載の炭化珪素単結晶のメカノケミカル
ポリシング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22915093A JPH0780770A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 炭化珪素単結晶のメカノケミカルポリシング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22915093A JPH0780770A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 炭化珪素単結晶のメカノケミカルポリシング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0780770A true JPH0780770A (ja) | 1995-03-28 |
Family
ID=16887563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22915093A Pending JPH0780770A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 炭化珪素単結晶のメカノケミカルポリシング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0780770A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000190206A (ja) * | 1998-12-22 | 2000-07-11 | Nippon Steel Corp | 研磨方法及び研磨装置 |
| US6835120B1 (en) | 1999-11-16 | 2004-12-28 | Denso Corporation | Method and apparatus for mechanochemical polishing |
| DE102008027192A1 (de) | 2007-07-05 | 2009-01-08 | Denso Corp., Kariya-shi | Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, die ein Siliziumkarbidsubstrat aufweist |
| JP2010247287A (ja) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | Bridgestone Corp | 炭化珪素単結晶基板の製造方法 |
| CN116344348A (zh) * | 2023-05-29 | 2023-06-27 | 深圳辰达行电子有限公司 | 屏蔽栅沟槽sgt-mosfet半导体器件的制备方法 |
-
1993
- 1993-09-14 JP JP22915093A patent/JPH0780770A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000190206A (ja) * | 1998-12-22 | 2000-07-11 | Nippon Steel Corp | 研磨方法及び研磨装置 |
| US6835120B1 (en) | 1999-11-16 | 2004-12-28 | Denso Corporation | Method and apparatus for mechanochemical polishing |
| DE102008027192A1 (de) | 2007-07-05 | 2009-01-08 | Denso Corp., Kariya-shi | Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, die ein Siliziumkarbidsubstrat aufweist |
| JP2010247287A (ja) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | Bridgestone Corp | 炭化珪素単結晶基板の製造方法 |
| CN116344348A (zh) * | 2023-05-29 | 2023-06-27 | 深圳辰达行电子有限公司 | 屏蔽栅沟槽sgt-mosfet半导体器件的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010925 |