JPH09193137A - Production of silicon carbide wafer and wafer of 4h silicon carbide - Google Patents

Production of silicon carbide wafer and wafer of 4h silicon carbide

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JPH09193137A
JPH09193137A JP489196A JP489196A JPH09193137A JP H09193137 A JPH09193137 A JP H09193137A JP 489196 A JP489196 A JP 489196A JP 489196 A JP489196 A JP 489196A JP H09193137 A JPH09193137 A JP H09193137A
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JP
Japan
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silicon carbide
wafer
boule
wire
current
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Application number
JP489196A
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Japanese (ja)
Inventor
Gray Sag Claude Jr
クロード・グレイ・サッグ・ジュニアー
Adam Edmund John
ジョン・アダム・エドモンド
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Wolfspeed Inc
Original Assignee
Cree Research Inc
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Publication date
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a silicon carbide wafer from a silicon carbide boule without generating mechanical stress or damage like a case using a diamond saw. SOLUTION: A wire electrode is positioned in adjacent relation to a silicon carbide boule doped so as to be sufficient to have conductivity. The flow of water is held between the boule and a wire. A current sufficient to generate a discharge arc between the boule and the wire is cyclically applied to the wire electrode. Further, the wire is moved so as to traverse the boule while the current is cyclically applied to slice a wafer of 4H silicon carbide from the boule.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体のバルク結
晶から半導体ウエーハを製造する方法に関し、特に、放
電加工を用いて、炭化ケイ素のバルク結晶又は「ブー
ル」から、4H炭化ケイ素のウエーハを形成する方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor wafer from a semiconductor bulk crystal, and more particularly, to a 4H silicon carbide wafer from a silicon carbide bulk crystal or "boule" using electrical discharge machining. On how to do.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスは、半導体材料のウエー
ハ、すなわち、約25.4〜約102mm(約1〜4イ
ンチ)の直径を有する半導体材料の薄く概ね円形のスラ
イスの上に、共通の環境で形成されることが多い。
BACKGROUND OF THE INVENTION Semiconductor devices are fabricated on a wafer of semiconductor material, a thin, generally circular slice of semiconductor material having a diameter of about 25.4 to about 102 mm (about 1 to 4 inches), in a common environment. Often formed.

【0003】ウエーハを製造する全体的なプロセスの一
部として、最初に、融解又は昇華からの成長の如き、幾
つかの周知の技術の1つを用いて、バルク結晶(インゴ
ット又はブールと呼ばれることがある)を成長させる。
その後、バルク結晶は一般に、その一側部に沿って研磨
されて、「一次平面(primary flat)」と
呼ばれる表面を形成し、次に、別の側部に沿って研磨さ
れて、「二次平面(secondary flat)」
と呼ばれる表面を形成する。そのような平面の相対的な
位置を用いて、結晶の性質及び配向を決定することが多
い。
As part of the overall process of manufacturing a wafer, first, bulk crystals (called ingots or boule) using one of several well-known techniques, such as growth from melting or sublimation. There is).
The bulk crystal is then typically polished along one side to form a surface called the "primary flat," and then along another side to form a "secondary surface." Plane (secondary flat) "
Form a surface called. The relative position of such planes is often used to determine the nature and orientation of the crystal.

【0004】インゴットを成長させ、その後、上記平面
によって配向及び特徴を決定した後に、インゴットをス
ライスしてウエーハにする。最も一般的なスライス技術
は、ダイアモンドソーすなわちダイアモンド鋸を用い
て、ブールからウエーハをスライスする技術である。次
に、スライスされたウエーハは、適宜な研磨材を用いて
「ラップ」され、完全な平面度の1〜2ミクロン以内の
範囲の均一な表面が与えられる。次に、ウエーハは、化
学的なエッチング又は研磨を受ける。
After growing the ingot and then determining the orientation and characteristics according to the plane, the ingot is sliced into wafers. The most common slicing technique is to slice a wafer from a boule using a diamond saw or diamond saw. The sliced wafers are then "lapped" with an appropriate abrasive to provide a uniform surface within 1-2 microns of perfect flatness. The wafer is then subjected to chemical etching or polishing.

【0005】近年、多数の半導体の用途に対して適正な
材料(事実優れた材料でもある)としての炭化ケイ素の
有用性の増大及び使用の増大が証明されている。炭化ケ
イ素は、高温で安定であり、広い禁止帯の幅、高い飽和
電子ドリフト速度、及び、良好な放射硬度を有してい
る。
In recent years, the increasing utility and use of silicon carbide as a suitable material (and indeed an excellent material) for many semiconductor applications has been demonstrated. Silicon carbide is stable at high temperatures, has a wide bandgap width, high saturated electron drift velocities, and good radiation hardness.

【0006】また、炭化ケイ素は、現在存在するものの
中で物理的に最も硬い材料の1つである。事実、炭化ケ
イ素は、単独であるいは複合体の形態で、研磨材として
広く使用されている。従って、より軟らかい材料におい
て、ダイアモンドソーを用いてバルク結晶をウエーハに
スライスするような比較的簡単な作業が、炭化ケイ素に
おいては非常に困難になる。
Silicon carbide is also one of the physically hardest materials currently in existence. In fact, silicon carbide, either alone or in the form of composites, is widely used as an abrasive. Thus, the relatively simple operation of slicing bulk crystals into wafers with a diamond saw in softer materials becomes very difficult in silicon carbide.

【0007】ダイアモンドソーを用いて、炭化ケイ素の
バルク結晶をウエーハに切断することができるが、ダイ
アモンドソーは幾つかの欠点を有している。最も基本的
な問題として、ダイアモンドソーは、結晶を切断する際
に、結晶に対して応力を生ずる。この応力は、スライス
されている材料を加熱し、ウエーハに、応力クラック、
焼結ひずみ、及び、表面の損傷を生じさせる。一般に、
そのような応力クラック等は総て、ウエーハを用いて形
成されたデバイスに有害な影響を与え、ウエーハを使用
できない程の欠陥のあるものにすることさえある。
Although diamond saws can be used to cut bulk silicon carbide crystals into wafers, diamond saws have several drawbacks. As the most basic problem, a diamond saw causes stress on the crystal when cutting the crystal. This stress heats the material being sliced, causing stress cracks on the wafer,
It causes sintering strain and surface damage. In general,
All such stress cracks and the like have a detrimental effect on devices formed using the wafer and may even render the wafer unusable.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ダイ
アモンドソーの如き技術が発生する傾向のある機械的な
応力及び損傷を排除し、炭化ケイ素ブールから炭化ケイ
素ウエーハを形成する方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of forming a silicon carbide wafer from a silicon carbide boule that eliminates the mechanical stress and damage that techniques such as diamond saw tend to produce. That is.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、炭化ケイ素の
バルク結晶から炭化ケイ素の部分を製造する方法を提供
することにより、上記目的を達成する。本方法は、導電
性を有するように十分にドープされた4H炭化ケイ素の
ブールを、電極工具及び誘電流体を用いて、放電加工に
よって切断する。
The present invention accomplishes the above objectives by providing a method of making portions of silicon carbide from bulk crystals of silicon carbide. The method cuts a boule of 4H silicon carbide that has been sufficiently doped to be conductive by electrical discharge machining with an electrode tool and a dielectric fluid.

【0010】本発明の上述の及び他の目的、効果及び特
徴、並びに、これら目的、効果及び特徴が達成される態
様は、本発明の以下の詳細な記載から容易に理解されよ
う。
The above and other objects, advantages and features of the invention, and the manner in which these objects, advantages and features are achieved, will be readily understood from the following detailed description of the invention.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明は、炭化ケイ素のバルク結
晶から炭化ケイ素の部分を製造する方法であって、この
方法は、導電性を有するように十分にドープされた4H
炭化ケイ素のブールを、電極工具及電び誘電流体を用い
て、放電加工(”EDM”)する工程を備える。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a method for producing a portion of silicon carbide from a bulk crystal of silicon carbide, the method comprising: fully doping electrically conductive 4H.
A step of electrical discharge machining ("EDM") is performed on the silicon carbide boule using an electrode tool and an electric fluid.

【0012】炭化ケイ素を知る人には周知のように、4
Hのポリタイプは、特に低い抵抗率を有しており、その
ような抵抗率は、上記ポリタイプを上述のタイプの加工
の優れた候補にする。n形の4H材料の適合性は、例え
ば、6H炭化ケイ素の適合性よりもかなり高く、従っ
て、4h炭化ケイ素を用いる本発明においては、比較的
高いEDM切断速度(1分間当たり25ミル:1000
ミル=約25.4mm(1インチ))を達成することが
できる。これとは対照的に、薄くドープされたp形の炭
化ケイ素の如き抵抗率の高い材料、あるいは、半絶縁材
料の切断は、放電加工を用いると、非常に困難である。
特に、約1015cm-3よりも高いn形キャリア濃度を有
する4H炭化ケイ素は、本発明に最も適している。
As is known to those who know silicon carbide, 4
The H polytype has a particularly low resistivity, which makes it a good candidate for processing the above types. The suitability of the n-type 4H material is much higher than that of, for example, 6H silicon carbide, and thus in the present invention using 4h silicon carbide, a relatively high EDM cutting rate (25 mils per minute: 1000
A mil = about 25.4 mm (1 inch) can be achieved. In contrast, cutting high resistivity materials such as lightly doped p-type silicon carbide, or semi-insulating materials, is very difficult using electrical discharge machining.
In particular, 4H silicon carbide having an n-type carrier concentration higher than about 10 15 cm -3 is most suitable for the present invention.

【0013】一般に、放電加工は、比較的良く知られた
技術であるが、本発明の環境での使用は新規である。従
って、EDM機械の性質及び作用は、本明細書において
は詳細に説明しないが、EDMにおいては、被加工物
(本明細書では、炭化ケイ素ブール)と電極との間の誘
電媒体(水又は他の誘電流体の如き)の前後に、放電が
確立されることだけを簡単に述べておく。そのような放
電は、被加工物のピースを取り除く傾向がある。電極と
してワイヤを用いる場合には、そのようなワイヤは通
常、垂直方向に配向され、被加工物に比較的細かいカッ
トを形成することができる。EDM機械の最近の例が、
ホサカ(Hosaka)の米国特許第5,171,95
5号及び第5,243,165号に記載されている。そ
のような例は、例として挙げられたものであって、限定
するものではなく、EDMの使用は、金属を切断するた
めのものとして、比較的広く確立されている。
In general, electrical discharge machining is a relatively well known technique, but its use in the environment of the present invention is novel. Therefore, the properties and operation of the EDM machine are not described in detail herein, but in EDM, the dielectric medium (water or other) between the work piece (here, silicon carbide boule) and the electrode is used. It is only briefly mentioned that a discharge is established before and after (for example, the dielectric fluid). Such discharges tend to remove pieces of the work piece. When using wires as electrodes, such wires are usually oriented vertically and can make relatively fine cuts in the work piece. A recent example of an EDM machine is
Hosaka US Pat. No. 5,171,95
5 and 5,243,165. Such examples are given by way of example and not limitation, the use of EDM is relatively widely established for cutting metals.

【0014】代表的なEDM技術、及び、本発明におい
ては、放電は通常、本発明に関しては脱イオン水を含む
のが好ましい誘電流体の前後に確立される。上述のよう
に、EDM電極としてワイヤを使用する場合には、本方
法は、バルク単結晶から4H炭化ケイ素のウエーハをス
ライスする工程を含むのが好ましい。しかしながら、異
なる電極を用いて、4H炭化ケイ素の被加工物を何等か
の別の形態あるいは何等かの別の形状に機械加工するこ
とができ、そのような例も本発明の範囲内に入る。例え
ば、炭化ケイ素ブールは、芯抜きされることがあり、そ
のような場合にも、EDMは適正に作用することが予想
される。
In typical EDM techniques, and in the present invention, the discharge is usually established before and after a dielectric fluid, which for the present invention preferably comprises deionized water. As mentioned above, when using wires as EDM electrodes, the method preferably includes slicing a 4H silicon carbide wafer from a bulk single crystal. However, different electrodes can be used to machine 4H silicon carbide work pieces into some other form or shape, and such examples are also within the scope of the invention. For example, silicon carbide boules may be cored and EDM is expected to work properly in such cases.

【0015】幾つかの工程として表現すれば、本発明の
方法は、導電性を有するに十分なようにドープされた4
H炭化ケイ素のブールに隣接して、ワイヤ電極を位置決
めする工程を含む。脱イオン水の流れを上記ブールとワ
イヤとの間に維持し、同時に、上記ワイヤ電極に周期的
に電流を印加する。上記印加される電流は、上記ブール
とワイヤとの間に放電アークを発生させるに十分な大き
さである。上記ワイヤは、電流を周期的に印加して、ブ
ールから4H炭化ケイ素のウエーハをスライスしている
間に、上記ブールを横断して動かされる。
Expressed as a number of steps, the method of the present invention comprises the steps of:
Positioning the wire electrode adjacent the boule of silicon carbide. A flow of deionized water is maintained between the boule and the wire, while at the same time a current is periodically applied to the wire electrode. The applied current is large enough to create a discharge arc between the boule and the wire. The wire is moved across the boule while periodically applying a current to slice a 4H silicon carbide wafer from the boule.

【0016】本方法は更に、上記ワイヤと放電によって
ブールから脱落したブールとの間から、材料を取り除く
工程を含むのが好ましい。そのような材料が十分に取り
除かれなければ、上記ワイヤ及びそのような材料は、適
正な切断放電を生じさせるのではなく、短絡する傾向を
有する。
The method preferably further comprises the step of removing material from between the wire and the boule dislodged from the boule by electrical discharge. If such material is not sufficiently removed, the wire and such material will tend to short rather than cause a proper cutting discharge.

【0017】EDM技術は、「スパーク」プロセスとし
て説明することができる。換言すれば、EDMは、連続
的な放電ではなく、周期的な放電を用いて、4H炭化ケ
イ素材料を切断する。一般的に言えば、周期的なスパー
クの発生は、「オン」時間及び「オフ」時間によって決
定される。オン時間が長い場合には、より多くの電力
が、ワイヤに与えられ、一般に、より迅速な切断が行わ
れる。しかしながら、対応するファクタとして、そのよ
うなより迅速な切断によって生ずる仕上げは、同じ材料
をより緩速に切断することにより生ずる仕上げよりも、
品質が劣り、精度に問題を生ずることがある。また、オ
ン時間があまりにも長い場合には、ワイヤは、破断する
傾向を有する。
EDM technology can be described as a "spark" process. In other words, EDM uses a periodic discharge rather than a continuous discharge to cut 4H silicon carbide material. Generally speaking, the occurrence of periodic sparks is determined by "on" and "off" times. The longer the on-time, the more power is applied to the wire, which generally results in a faster disconnection. However, as a corresponding factor, the finish produced by such faster cutting is less than that produced by cutting the same material more slowly.
Poor quality, which can lead to accuracy problems. Also, if the on-time is too long, the wire tends to break.

【0018】これを程々にするために、特定のオフ時間
が選定される。オフ時間は、スパークの間にワイヤへの
電気の供給が停止される時間の長さとして決定される。
オフ時間は、バルク単結晶から切削された粒子が取り除
かれる機会を与え、ワイヤと被加工物との間の前述の短
絡を防止する。
To make this modest, a particular off-time is chosen. The off-time is determined as the length of time that the supply of electricity to the wire is stopped during the spark.
The off time gives the opportunity to remove the cut particles from the bulk single crystal and prevents the aforementioned short circuit between the wire and the work piece.

【0019】従って、好ましい実施例においては、本発
明は、約0アンペア及び350アンペアの間の電流を周
期的にワイヤに与える工程を含み、この工程において
は、電流は、約2.0及び2.5ミリ秒の間のオン時間
にわたって与えられ、その後、約14及び16ミリ秒の
オフ時間が設けられる。開回路電圧は、約350ボルト
であるのが好ましい。
Therefore, in a preferred embodiment, the present invention comprises the step of periodically applying a current between about 0 and 350 amps to the wire, wherein the current is about 2.0 and 2. It is provided for an on-time of between 0.5 ms and then an off-time of about 14 and 16 ms. The open circuit voltage is preferably about 350 volts.

【0020】本発明の特別な例においては、オプション
のハイパワー回路(PCDキット)を有するSodic
Model 280L EDM機械を用いて、炭化ケ
イ素のバルク単結晶から4H炭化ケイ素のウエーハをス
ライスした。オン時間は、2ミリ秒に設定し、オフ時間
は、14ミリ秒に設定した。ピーク電流(IP)は、3
50アンペアに設定し、平均電流(MA)は、約50ミ
リアンペアに設定し、開回路電圧は350ボルトに設定
した。切断ワイヤは、約0.254mmの直径を有する
GISCO(登録商標)ワイヤであった。このワイヤ
は、銅及びこの銅を被覆する亜鉛から成るベース材料す
なわち基材から形成され、約9,139kg/cm
2(130,000psi)の引張強度、2%よりも小
さい伸び、及び、20%の導電率(IACS)を有して
いる。
In a special example of the invention, a Sonic with an optional high power circuit (PCD kit)
A Model 280L EDM machine was used to slice 4H silicon carbide wafers from silicon carbide bulk single crystals. The on-time was set to 2 ms and the off-time was set to 14 ms. Peak current (IP) is 3
The amperage was set to 50 amps, the average current (MA) was set to about 50 milliamps, and the open circuit voltage was set to 350 volts. The cutting wire was a GISCO® wire with a diameter of about 0.254 mm. The wire is formed from a base material or substrate consisting of copper and zinc that coats the copper and is approximately 9,139 kg / cm.
It has a tensile strength of 2 (130,000 psi), an elongation of less than 2%, and a conductivity (IACS) of 20%.

【0021】本発明に従ってウエーハを切断した後に、
そのようなウエーハは、当業者には良く知られた手順で
更に調整される。ウエーハのその後のハンドリングは、
更なる処理のために、ウエーハをラッピングし研磨(p
olishing)する工程と、その後、ウエーハをエ
ッチングしてその表面を調整する。一般的にはエピタキ
シャル成長させる。本件出願人に譲渡され、本明細書に
参考としてその全体が組み込まれている、米国特許第
4,946,547号に記載されている如きプラズマ技
術のような、化学的なエッチング技術が適している。
After cutting the wafer according to the invention,
Such wafers are further conditioned by procedures well known to those skilled in the art. The subsequent handling of the wafer is
Wafer is lapped and polished (p
and the surface of the wafer is adjusted by etching the wafer. Generally, it is epitaxially grown. Chemical etching techniques, such as the plasma technique as described in US Pat. No. 4,946,547, assigned to the assignee of the present application and incorporated herein by reference in its entirety, are suitable. There is.

【0022】全体的に言えば、本発明は、デバイス前駆
体として有用な炭化ケイ素の4Hウエーハを製造する方
法を提供し、この方法は、導電性を有するように十分に
ドープされた4H炭化ケイ素のバルク単結晶を成長させ
る工程と、そのようなバルク単結晶をEDMワイヤを用
いてスライスする工程と、スライスされたウエーハの表
面を仕上げする工程とを備えている。炭化ケイ素のバル
ク単結晶を成長させるための有効な方法は、Davis
らの米国特許第4,866,005号に記載されてお
り、この米国特許は、本件出願人に譲渡されており、そ
の全体を本明細書において参考にする。
Generally speaking, the present invention provides a method of making a silicon carbide 4H wafer useful as a device precursor, the method being well-doped to be electrically conductive. The step of growing the bulk single crystal, the step of slicing such a bulk single crystal with an EDM wire, and the step of finishing the surface of the sliced wafer. An effective method for growing bulk single crystals of silicon carbide is Davis.
U.S. Pat. No. 4,866,005, which is assigned to the assignee of the present application and is hereby incorporated by reference in its entirety.

【0023】本方法は更に、上記ウエーハの仕上げされ
た表面に、4H炭化ケイ素のエピタキシャル層を成長さ
せる工程を含むことができる。当業者には理解されるよ
うに、上記エピタキシャル層は、ウエーハと同じタイプ
の導電性、あるいは、反対のタイプの導電性とすること
ができ、また、上記エピタキシャル層は、接合及び他の
デバイス要素を形成するための更に別のエピタキシャル
層の基礎となることができる。炭化ケイ素の例示的なエ
ピタキシャル成長方法は、米国特許第4,912,06
3号、第4,912,064号、第5,011,549
号、及び、第5,119,540号に記載されている。
The method may further include growing an epitaxial layer of 4H silicon carbide on the finished surface of the wafer. As will be appreciated by those skilled in the art, the epitaxial layer can be the same type of conductivity as the wafer, or the opposite type of conductivity, and the epitaxial layer can be used to form junctions and other device elements. Can form the basis of yet another epitaxial layer for forming the. An exemplary method for epitaxial growth of silicon carbide is disclosed in US Pat. No. 4,912,06.
No. 3, No. 4,912, 064, No. 5,011,549
No. 5,119,540.

【0024】従って、更に別の特徴においては、本発明
は、本明細書に記載する本発明の方法に従って製造され
るウエーハも含む。
Accordingly, in yet another aspect, the invention also includes wafers made according to the methods of the invention described herein.

【0025】概括的に言えば、本発明は、極めて平坦で
平行なウエーハを提供し、また、非常に少ないカーフロ
ス(切断による材料のロス)をもたらし、更に、結晶構
造を圧迫することになる機械的な力を使用しない。例え
ば、ダイアモンドソーで炭化ケイ素を切断する場合に
は、カーフロスは、約40ミルであり、一方、EDMで
切断する場合には、12ミルまで低下する。本発明のE
DM装置は、ダイアモンドソーによる切断よりも、正確
でより多様性を有しており(EDMは、結晶配列に関係
無く切断するが、ダイアモンドソーはそうではない)、
容易に組み立てることができ、自動化することができ
る。最後に、本発明は、スライスされている材料に対し
て、過剰の圧力及び熱を与えることがなく、従って、応
力歪み、熱効果、及び、他の表面の損傷を防止する。
Generally speaking, the present invention provides very flat and parallel wafers, also results in very little kerf loss (loss of material due to cutting) and, in addition, a machine that results in compression of the crystal structure. Does not use physical power. For example, when cutting silicon carbide with a diamond saw, the kerf loss is about 40 mils, while when cutting with EDM it drops to 12 mils. E of the present invention
DM equipment is more accurate and versatile than diamond saw cutting (EDM cuts regardless of crystal orientation, diamond saw does not),
It can be easily assembled and can be automated. Finally, the present invention does not exert excessive pressure and heat on the material being sliced, thus preventing stress strains, thermal effects and other surface damage.

【0026】本明細書においては、特定の用語を用い
て、本発明の代表的な好ましい実施例を開示したが、そ
のような用語は、単に説明の目的で一般的な意味で使用
したものであって、限定する目的で使用したものではな
く、本発明の範囲は、請求の範囲に記載してある。
Although specific language is used herein to disclose representative preferred embodiments of the invention, such term is used in a generic sense merely for purposes of explanation. Thus, the scope of the invention is not set forth for purposes of limitation, but is set forth in the following claims.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・アダム・エドモンド アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 27511,キャリー,ウエスト・ジュール ズ・ヴァーン・ウェイ 206 ─────────────────────────────────────────────────── ————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— 72 Disc Actions

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化ケイ素ブールから炭化ケイ素ウエー
ハを製造する方法であって、 導電性を有するに十分なようにドープされた4H炭化ケ
イ素のブールに隣接して、ワイヤ電極を位置決めする工
程と、 前記ブールとワイヤとの間に水の流れを維持する工程
と、 前記ブールと前記ワイヤとの間に放電アークを生じさせ
るに十分な電流を、前記ワイヤ電極に周期的に与える工
程と、 前記電流を周期的に与えながら、前記ブールを横断する
ように前記ワイヤを動かし、これにより、前記ブールか
ら4H炭化ケイ素のウエーハをスライスする工程とを備
えることを特徴とする方法。
1. A method of manufacturing a silicon carbide wafer from a silicon carbide boule, comprising: positioning a wire electrode adjacent to a boule of 4H silicon carbide that is sufficiently doped to be electrically conductive. Maintaining a flow of water between the boule and the wire; periodically applying to the wire electrode a current sufficient to cause a discharge arc between the boule and the wire; Periodically moving the wire across the boule, thereby slicing a 4H silicon carbide wafer from the boule.
【請求項2】 請求項1の方法において、前記ワイヤと
前記ブールとの間の放電によって脱落した材料を、前記
ワイヤと前記ブールとの間から取り除く工程を更に備え
ることを特徴とする方法。
2. The method of claim 1, further comprising removing material dislodged by the discharge between the wire and the boule from between the wire and the boule.
【請求項3】 請求項1の方法において、前記ワイヤ電
極に電流を周期的に与える前記工程が、約0と350ミ
リアンペアとの間の電流を与える段階を含むことを特徴
とする方法。
3. The method of claim 1, wherein the step of periodically applying a current to the wire electrode comprises the step of applying a current between about 0 and 350 milliamps.
【請求項4】 請求項1の方法において、前記ワイヤ電
極に電流を周期的に与える前記工程が、あるサイクルパ
ターンで電流を与える段階を含み、前記サイクルパター
ンにおいては、約2.0と2.5ミリ秒との間の時間に
わたって電流が与えられ、次に、約14と16ミリ秒と
の間の時間にわたって、電流が停止されることを特徴と
する方法。
4. The method of claim 1, wherein the step of periodically applying a current to the wire electrode comprises the step of applying a current in a cycle pattern, wherein the cycle pattern comprises about 2.0 and 2. A method characterized in that the current is applied for a time of between 5 ms and then the current is stopped for a time of between about 14 and 16 ms.
【請求項5】 炭化ケイ素のバルク結晶から炭化ケイ素
の部分を製造する方法であって、導電性を有するに十分
なようにドープされた4H炭化ケイ素のブールを、電極
工具及び誘電流体を用いて、放電加工する工程を備える
ことを特徴とする方法。
5. A method of manufacturing a portion of silicon carbide from a bulk crystal of silicon carbide, wherein a boule of 4H silicon carbide sufficiently doped to be electrically conductive is used with an electrode tool and a dielectric fluid. , A method comprising the step of electrical discharge machining.
【請求項6】 請求項5の方法において、前記電極工具
がワイヤを含み、前記誘電流体が脱イオン水を含むこと
を特徴とする方法。
6. The method of claim 5, wherein the electrode tool comprises a wire and the dielectric fluid comprises deionized water.
【請求項7】 請求項4の方法において、ブールを放電
加工する前記工程が、前記ブールから4H炭化ケイ素の
ウエーハをスライスする段階を含むことを特徴とする方
法。
7. The method of claim 4, wherein the step of electrical discharge machining a boule comprises slicing a 4H silicon carbide wafer from the boule.
【請求項8】 デバイス前駆体として使用可能な4H炭
化ケイ素のウエーハを製造する方法であって、 導電性を有するに十分なようにドープされた4H炭化ケ
イ素のバルク単結晶を成長させる工程と、 EDMワイヤを用いて、前記バルク単結晶からウエーハ
をスライスする工程とを備えることを特徴とする方法。
8. A method of manufacturing a 4H silicon carbide wafer that can be used as a device precursor, comprising: growing a bulk single crystal of 4H silicon carbide sufficiently doped to be electrically conductive; Slicing a wafer from the bulk single crystal using an EDM wire.
【請求項9】 請求項1、請求項7又は請求項8の方法
において、 前記スライスされたウエーハをラッピングし、該ラッピ
ングされたウエーハを研磨し、該研磨されたウエーハを
エッチングしてエピタキシャル成長用の表面を準備する
ことによって、前記ウエーハの表面を仕上げする工程を
更に備えることを特徴とする方法。
9. The method according to claim 1, claim 7, or claim 8, wherein the sliced wafer is lapped, the lapped wafer is polished, and the polished wafer is etched for epitaxial growth. A method further comprising the step of finishing the surface of the wafer by providing a surface.
【請求項10】 請求項9の方法において、前記ウエー
ハの仕上げされた表面に、4H炭化ケイ素のエピタキシ
ャル層を成長させる工程を更に備えることを特徴とする
方法。
10. The method of claim 9, further comprising growing an epitaxial layer of 4H silicon carbide on the finished surface of the wafer.
【請求項11】 請求項8の方法において、前記ウエー
ハをスライスする前記工程が、 4H炭化ケイ素のバルク単結晶に隣接して、ワイヤ電極
を位置決めする段階と、 前記ブールと前記ワイヤとの間に脱イオン水の流れを維
持する段階と、 前記バルク単結晶と前記ワイヤとの間に放電アークを生
じさせるに十分な電流を、前記ワイヤ電極に周期的に与
える段階と、 前記電流を周期的に与えながら、前記バルク単結晶を横
断するように前記ワイヤを動かす段階とを備えることを
特徴とする方法。
11. The method of claim 8, wherein the step of slicing the wafer comprises: positioning a wire electrode adjacent to a bulk single crystal of 4H silicon carbide; and between the boule and the wire. Maintaining a flow of deionized water, periodically applying a current sufficient to cause a discharge arc between the bulk single crystal and the wire to the wire electrode, and periodically applying the current. Moving the wire across the bulk single crystal while providing.
【請求項12】 請求項1、請求項5又は請求項8の方
法に従って製造された、4H炭化ケイ素のウエーハ。
12. A 4H silicon carbide wafer produced according to the method of claim 1, claim 5 or claim 8.
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