JPWO2011037079A1 - 炭化珪素インゴット、炭化珪素基板、それらの製造方法、坩堝、および半導体基板 - Google Patents
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Abstract
SiCインゴット(10a)は、4つの辺を有する底面(12a)と、底面(12a)から、底面(12a)の方向と交差する方向に延びる4つの側面(12b、12c、12d、12e)と、側面(12b、12c、12d、12e)と接続されるとともに、底面(12a)と反対側の成長面(12f)とを備える。底面(12a)、側面(12b、12c、12d、12e)および成長面(12f)の少なくともいずれかは、{0001}面、{1−100}面、{11−20}面、またはこれらの面に対して10°以内の傾きを有する面である。
Description
本発明は炭化珪素(SiC)インゴット、SiC基板、それらの製造方法、坩堝、および半導体基板に関するものである。
近年、半導体装置の製造に用いられる半導体基板としてSiC基板の採用が進められつつある。SiCは、より一般的に用いられているSi(シリコン)に比べて大きなバンドギャップを有する。そのためSiC基板を用いた半導体装置は、耐圧が高く、オン抵抗が低く、また高温環境下での特性の低下が小さい、といった利点を有する。
半導体装置を効率的に製造するためには、ある程度以上の基板の大きさが求められる。米国特許第7314520号明細書(特許文献1)によれば、76mm(3インチ)以上のSiC基板を製造することができるとされている。
しかしながら、上記特許文献1に開示されているようなある程度以上の大きさのSiC基板を製造する場合、以下の問題がある。
欠陥の少ないSiC基板は、通常、積層欠陥の生じにくい(0001)面成長で得られた略円柱形(成長面から見たときに略円形)のSiCインゴットから切り出されることで製造される。このため、(0001)面を主面とする長方形のSiC基板を製造する場合には、成長面に対して略平行に切り出されることになる。しかし、SiCインゴットにおいて内接する長方形以外の部分は、SiC基板に使われないので、SiCインゴットの無駄になる。つまり、SiCインゴットからSiC基板を作製すると、SiCインゴットの無駄が多く生じる。このため、SiC基板を製造するためにコストを要するという問題がある。
また、上記の場合、円柱形のSiCインゴットから長方形の主面を有するSiC基板に加工するために多くの手間が生じる。この点からも、SiC基板の製造にコストを要するという問題がある。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その一の目的は、SiC基板を製造する際にコストを低減できる、SiCインゴット、その製造方法、および坩堝を提供することである。本発明の他の目的は、コストを低減できる、SiC基板、その製造方法、および半導体基板を提供することである。
本発明の炭化珪素(SiC)インゴットは、4つの辺を有する底面と、底面から、底面の延びる方向と交差する方向に延びる4つの側面と、側面と接続されるとともに、底面と反対側に位置する成長面とを備える。
本発明のSiCインゴットによれば、略直方体のSiCインゴットを実現している。これにより、底面に対して平行または交差する方向に切り出すことで、四角形のSiC基板を製造することができる。また、成長面および4つの側面の各々の面方位は底面の面方位と異なるので、側面、底面および成長面のいずれかに基づいて所望の面方位を主面として有するSiC基板を容易に形成できる。このため、所望の形状、所望の面方位などを有するSiC基板を製造する際に、材料の無駄を低減できるとともに、加工の手間を低減することができるSiCインゴットを製造することができる。したがって、SiC基板を製造する際にコストを低減できるSiCインゴットを実現することができる。
上記SiCインゴットにおいて好ましくは、底面、側面および成長面の少なくともいずれかは、{0001}面、{1−100}面、{11−20}面、またはこれらの面に対して10°以内の傾きを有する面である。
これにより、これらの面を元にSiC基板できるので、所望の面方位などを有するSiC基板をより容易に製造できる。このため、SiC基板を製造する際にコストを低減できるSiCインゴットを実現することができる。
上記SiCインゴットにおいて好ましくは、底面に接するように形成された種基板をさらに備え、種基板において底面と接する主面が{0001}面、またはこの面に対して10°以内の傾きを有する。
種基板と、この種基板上に形成された上記底面、側面および成長面を有する結晶とを備えたSiCインゴットであっても、SiC基板を製造する際に、SiCインゴットの材料の無駄を低減できるとともに、加工の手間をより低減することができる。また、種基板の主面が上記面方位を有しているので、SiCインゴットの結晶性を良好にすることができる。
本発明のSiC基板は、上記SiCインゴットから作製される。本発明のSiC基板は、SiCインゴットの底面、4つの側面または成長面のいずれかを元にして作製されるので、インゴットの材料の無駄を低減できるとともに、加工の手間を低減することができる。したがって、コストを低減してSiC基板を製造することができる。
上記SiC基板の製造方法において好ましくは、{0001}面に対するオフ角が50°以上65°以下である主面を有する。これにより、主面が{0001}面であるSiC基板にデバイスを作製した場合に比べて、チャネル移動度を高めることができるSiC基板を製造することができる。
本発明の坩堝は、第1の部分と、第2の部分とを備える。第1の部分は、原料を内部に配置する領域を形成する。第2の部分は、第1の部分と接続され、原料と対向するように種基板を内部に配置する領域を形成する。第2の部分の断面形状は四角形または面取りされた四角形である。
本発明の坩堝によれば、第1の部分に配置した原料を加熱することにより昇華させて、第2の部分に配置した種基板に原料ガスを析出することによりSiCインゴットを成長することができる。第2の部分の断面形状(水平断面)が四角形または面取りされた四角形であるので、種基板上に成長するSiCインゴットの断面形状(水平方向の面形状)を四角形または面取りされた四角形にすることができる。このため、本発明の坩堝を用いることにより、略直方体のSiCインゴットを製造することができる。したがって、本発明の坩堝を用いて製造したSiCインゴットは、上述したように、SiC基板を製造する際にコストを低減することができる。
上記坩堝において好ましくは、第1および第2の部分は、グラファイトである。グラファイトは高温で安定であるので、坩堝の割れを抑制することができる。またグラファイトはSiCインゴットの構成元素であるので、仮に坩堝の一部が昇華してSiCインゴットに混入した場合であっても、不純物になることを抑制することができる。このため、製造するSiCインゴットの結晶性を良好にすることができる。
本発明のSiCインゴットの製造方法は、上記いずれかの坩堝を用いて炭化珪素インゴットを製造する方法であって、以下の工程を備える。第1の部分の内部に原料を配置する。第2の部分の内部に種基板を配置する。原料を加熱することにより昇華させて、種基板に原料ガスを析出することによりSiCインゴットを成長する。
本発明のSiCインゴットの製造方法によれば、上記坩堝を用いているので、略直方体のSiCインゴットを製造できる。したがって、上述したように、SiC基板を製造する際にコストを低減できるSiCインゴットを製造することができる。
上記SiCインゴットの製造方法において好ましくは、坩堝の第2の部分の断面形状の四角形または面取りされた四角形の各辺のうちの少なくとも1つの辺は、成長する工程で成長する炭化珪素インゴットの<0001>方向、<1−100>方向、<11−20>方向、またはこれらの方向に対して10°以内の傾きを有する方向である。
これにより、坩堝の第2の部分に種基板を配置する際に、第2の部分の四角形または面取りされた四角形の各辺が上記方向を示すため、オリエンテーションフラット、ノッチなどの役割を果たすことができる。このため、<0001>方向、<1−100>方向、<11−20>方向、またはこれらの方向に対して10°以内の傾きを有する方向を特定してSiCインゴットを作製することができる。
本発明のSiC基板の製造方法は、上記SiCインゴットの製造方法によりSiCインゴットを製造する工程と、SiCインゴットからSiC基板を切り出す工程とを備える。
本発明のSiC基板の製造方法によれば、SiCインゴットの底面、成長面または4つの側面のいずれかを元にしてSiC基板を製造できる。このため、SiCインゴットの材料の無駄を低減できるとともに、加工の手間を低減することができる。したがって、コストを低減してSiC基板を製造することができる。
上記SiC基板の製造方法において好ましくは、切り出す工程では、SiCインゴットからワイヤーソーを用いてSiC基板を切り出す。これにより、より容易にSiC基板を製造することができる。
本発明の半導体基板は、上記SiC基板を複数同一平面上に並べて、一体化処理をすることにより得られる。
本発明の半導体基板によれば、複数のSiC基板の各々に比して大きな表面を有する。このため、上記SiC基板の各々を単独で用いる場合に比して、半導体基板用いる場合、SiCを用いた半導体装置をより効率よく製造することができる。したがって、コストを低減することができる。
本発明のSiCインゴット、その製造方法および坩堝によれば、SiC基板を製造する際にコストを低減できる。また、本発明のSiC基板、その製造方法、および半導体基板によれば、コストを低減できる。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。また、本明細書中においては、集合方位を<>、個別面を()、集合面を{}でそれぞれ示している。また、負の指数については、結晶学上、”−”(バー)を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるSiCインゴットを概略的に示す斜視図である。はじめに図1を参照して、本発明の一実施の形態のSiCインゴット10aについて説明する。
図1は、本発明の実施の形態1におけるSiCインゴットを概略的に示す斜視図である。はじめに図1を参照して、本発明の一実施の形態のSiCインゴット10aについて説明する。
図1に示すように、SiCインゴット10aは、種基板11と、種基板11上に形成された結晶12とを備えている。結晶12は、底面12aと、4つの側面12b、12c、12d、12eと、成長面12fとを含んでいる。
底面12aは、種基板11と接している。底面12aは、4つの辺を有している。つまり、底面12aは略四角形である。本実施の形態では、底面12aは長方形であり、正方形であることが好ましい。底面12aの4つの辺の各々が交わる頂点部分は丸みをおびていてもよい。つまり底面12aは面取りされた四角形であってもよい。
4つの側面12b、12c、12d、12eは、底面12aから、底面12aの延びる方向と交差する方向に延びる。本実施の形態では、4つの側面12b、12c、12d、12eは、底面12aから、略垂直、好ましくは垂直に延びる。4つの側面12b、12c、12d、12eのそれぞれは、四角形であることが好ましく、長方形であることがより好ましい。
成長面12fは、4つの側面12b、12c、12d、12eと接続されるとともに、底面12aと反対側に位置する。成長面12fは、4つの側面12b、12c、12d、12eの延びる方向と交差する方向に延びる。成長面12fとは、種基板11上に結晶12を成長させた時に最表面となる面である。本実施の形態の成長面12fは、底面12aと反対側の方向に盛り上がっている。言い換えると、成長面12fは、水平面でなく、丸みをおびている。
本実施の形態の底面12a、側面12b、12c、12d、12eおよび成長面12fは、加工されていない。この場合、4つの側面12b、12c、12d、12eは、梨地でなく、鏡面である。また、4つの側面12b、12c、12d、12eおよび成長面12fには研磨傷、せん断傷などが残っていない。
底面12a、側面12b、12c、12d、12eおよび成長面12fの少なくともいずれかは、{0001}面(c面)、{1−100}面(m面)、{11−20}面(a面)、またはこれらの面に対して10°以内の傾きを有する面であることが好ましい。たとえば、図1におけるX方向は<11−20>方向(a軸方向)であり、Y方向は<1−100>方向(m軸方向)であり、Z方向は<0001>方向(c軸方向)である。この場合、底面12aは{0001}面であり、側面12b、12dは{11−20}面であり、側面12c、12eは{1−100}面であり、成長面12fは、{0001}面から10°以内の傾きを有する面である。
{0001}面、{1−100}面および{11−20}面は、SiC基板における代表的な面である。そして、SiCインゴット10aからSiC基板の製造工程における加工のばらつき等を考慮して、底面12a、側面12b、12c、12d、12eおよび成長面12fの少なくともいずれかをこれらの面からオフ方位のばらつきを10°以下とすることにより、SiCインゴット10aから製造したSiC基板上へのエピタキシャル成長層の形成などを容易にすることができる。
種基板11は、結晶12の底面12a下に形成されている。種基板11は、主面11aを有する。主面11aは、結晶12の底面12aと接する。
主面11aは、{0001}面、またはこの面に対して10°以内の傾きを有することが好ましい。この主面11a上に形成される結晶12は積層欠陥が生じにくいため、結晶12の結晶性を向上することができる。
本実施の形態における底面12a、4つの側面12b、12c、12d、12e、および成長面12fは、互いに略平行または略垂直の関係を有する。本実施の形態におけるSiCインゴット10aは、成長面12fが膨れている(曲面である)点を除き直方体であるが、本発明のSiCインゴットはこの形状に限定されない。本発明のSiCインゴットにおける各角(各辺の部分)は、丸みをおびていてもよい。
ここで、図1を参照して、SiCインゴット10aの大きさの一例を挙げる。4つの側面12b、12c、12d、12eの幅Wはたとえば15mm以上で、好ましくは60mm以上で、より好ましくは100mm以上である。4つの側面12bの高さHは、たとえば15mm以上で、好ましくは30mm以上で、より好ましくは50mm以上である。
続いて、図2〜図6を参照して、本実施の形態における坩堝100について説明する。本実施の形態における坩堝100は、図1に示すSiCインゴットを製造するための坩堝である。なお、図2は、本実施の形態における坩堝を概略的に示す断面図である。図3は、図2におけるIII−III線に沿った断面図である。図4〜図6は、本実施の形態における別の坩堝を概略的に示す断面図である。図4〜図6は、図2におけるIII−III線に沿った断面図に相当する。
図2および図3に示すように、坩堝100は、第1の部分101と、第2の部分102とを備えている。第1の部分101は、原料を内部に配置する第1の領域R1を形成する。第1の部分101は、相対的に上方に位置する。第2の部分102は、第1の部分101と接続される。第2の部分102は、原料と対向するように種基板を内部に配置する第2の領域R2を形成する。第2の部分102は、相対的に下方に位置する。第1の部分101と第2の部分102とは一体形成されている。なお、第1の部分101には、種基板を配置するための本体部と、蓋部とを有し、本体部と蓋部とが分離可能なように形成されていてもよい。
図3に示すように、第2の部分102の断面形状(水平断面)は四角形(本実施の形態では長方形、好ましくは正方形)である。言い換えると、第2の部分102の内周面102aの断面形状(水平断面)は四角形(本実施の形態では長方形、好ましくは正方形)である。
図4および図5に示すように、第2の部分102の断面形状(水平断面)は面取りされた四角形(本実施の形態では長方形、好ましくは正方形)であってもよい。面取りは、図4に示すように、交わる2辺の角度が45°となる45°面取り(C)であってもよく、図5に示すように、交わる2辺の角度が丸みを有する丸み面取り(R)であってもよい。第2の部分102の断面形状が面取りされた四角形である場合、成長する結晶12の角に応力が集中することを抑制できる。
第1の部分101の断面形状(水平断面)は図3〜図5に示すように円形であってもよく、図6に示すように四角形であってもよく、さらに他の形状であってもよい。
第1の部分101の内周面101aは、上方(第2の部分102側)から見て、第2の部分102の内周面102aに投影した全ての領域を含むことが好ましい。図2〜図6では、第2の部分102の内周面102aで囲まれる第2の領域R2の断面積よりも第1の部分101の内周面101aで囲まれる第1の領域R1の断面積は大きいが、同じで大きさであってもよい。つまり、第1の部分101の内周面101aと第2の部分102の内周面102aとは、同一曲面または同一平面上に位置していてもよい。
なお、第2の部分102の高さ(図2における高さL)は、成長させるSiCインゴット10aの高さ(図1における高さH)と同程度であることが好ましい。
また、図2〜図6では、第1の部分101の外周面と第2の部分102の外周面(坩堝100の外周面100b)は、同一曲面上または同一平面上に位置していているが、異なる形状であってもよい。
第1および第2の部分101、102の材料は特に限定されないが、炭素(C)を含むことが好ましく、Cよりなることがより好ましい。このような材料として、たとえばグラファイトが挙げられる。つまり、坩堝100はグラファイト製であることが好ましい。Cは、SiCインゴットの構成元素であるので、仮に坩堝100の一部が昇華してSiCインゴット10aに混入した場合であっても、不純物になることを抑制することができる。このため、製造するSiCインゴット10aの結晶性を良好にすることができる。特に、グラファイトは高温で安定であるので、坩堝の割れを抑制することができる。
続いて、図1、図7および図8を参照して、本実施の形態におけるSiCインゴット10aの製造方法について説明する。本実施の形態におけるSiCインゴット10aの製造方法は、図2および図3に示す坩堝100を用いてSiCインゴット10aを製造する。なお、図7は、本実施の形態におけるSiCインゴットを製造する工程を概略的に示す断面図である。図8は、図7におけるVIII−VIII線に沿った断面図である。
まず、図7および図8に示すように、坩堝100の第1の部分101の内部(第1の領域R1)に原料17を配置する。本実施の形態では、原料17は、坩堝100の下部の第1の領域R1に設置する。原料17は粉末であっても、焼結体であってもよく、たとえば多結晶のSiC粉末またはSiC焼結体を準備する。
次に、図7および図8に示すように、坩堝100の第2の部分102の内部(第2の領域R2)に種基板11を配置する。本実施の形態では、坩堝100内において、原料17と対向するように、坩堝100の上部の第2の領域R2に種基板11を配置する。
種基板11は、{0001}面、{1−100}面、{11−20}面、またはこれらの面に対して10°以内の傾きを有する主面11aを有することが好ましい。この場合、後述する成長する工程において、{0001}面、{1−100}面、{11−20}面、またはこれらの面に対して10°以内の傾きを有する面が成長面12fとなる結晶12を成長することができる。
種基板11の主面11aは、円形であっても、四角形であってもよい。また、種基板11の組成は特に限定されず、成長させる結晶12と同じ組成であってもよく、異なる組成であってもよい。成長させる結晶12の結晶性を向上する観点から、同じ組成である結晶12を種基板11として準備することが好ましい。
坩堝100の第2の部分102の断面形状の四角形または面取りされた四角形の各辺のうちの少なくとも1つの辺(たとえば図3における矢印Uまたは矢印Vの方向)が、成長する工程で成長するSiCインゴット10aの<0001>方向、<1−100>方向、<11−20>方向、またはこれらの方向に対して10°以内の傾きを有する方向になるように、種基板11を第2の部分102の内部に配置する。この場合には、坩堝100の第2の部分102の種基板11を配置する略四角形の面の辺が、オリエンテーションフラットなどの役割も果たす。また、第2の部分102の四角形または面取りされた四角形の各辺のうちの少なくとも1つの辺の方向を上記のように規定したのは、底面12a、側面12b、12c、12d、12eおよび成長面12fの少なくともいずれかが、{0001}面、{1−100}面、{11−20}面、またはこれらの面に対して10°以内の傾きを有する面になるように結晶12を成長するためである。
次に、坩堝100内において、原料17を加熱することにより昇華させて、種基板11に原料ガスを析出することにより結晶12を成長する。
具体的には、原料17が昇華する温度まで原料17を加熱部により加熱する。この加熱により、原料17が昇華して昇華ガスを生成する。この昇華ガスを、原料17よりも低温に設置されている種基板11の表面に再度固化させる。成長温度の一例を挙げると、たとえば、原料17の温度を2300℃〜2400℃に保持し、種基板11の温度を2100℃〜2200℃に保持する。これにより、種基板11上に結晶12が成長する。成長温度は、成長中に一定温度に保持する場合もあるが、成長中にある割合で変化させる場合もある。
この成長する工程では、坩堝100の第2の部分102の断面形状が四角形であるので、断面形状が四角形の結晶12を種基板11上に成長することができる。
この成長する工程では、<0001>方向、<1−100>方向、<11−20>方向、またはこれらの方向に対して10°以内の傾きを有する方向に結晶12を成長する。これにより、結晶12の成長面12f(または底面12a)は、{0001}面、{1−100}面、{11−20}面、またはこれらの面に対して10°以内の傾きを有する面になる。
次に、坩堝100の内部を室温まで冷却する。そして、坩堝100から製造した種基板11と、種基板11上に成長した結晶12とを備えたSiCインゴット10aを取り出す。これにより、図1に示すSiCインゴット10aを製造することができる。
本実施の形態におけるSiCインゴット10aは、結晶12を成長した後に、形状を整えるための加工をしていない。このため、本実施の形態におけるSiCインゴット10aにおける4つの側面12b、12c、12d、12eは、梨地でなく、鏡面である。また、4つの側面12b、12c、12d、12eおよび成長面12fには研磨傷、せん断傷などが残っていない。
なお、本実施の形態のSiCインゴット10aの製造方法では、図3に示す坩堝100を用いて製造したが、特にこれに限定されず、たとえば図4〜図6に示すような坩堝100を用いて製造してもよい。
続いて、本実施の形態におけるSiCインゴット10a、その製造方法および坩堝100の効果について説明する。
本発明者は、平面形状が略四角形のSiC基板が以下の点において有利であることに着目した。すなわち、平面形状が円形のSiC基板は、面方向を表示するために、オリエンテーションフラットやノッチを形成する必要がある。しかし、平面形状が四角形のSiC基板は、その端面(側面)の切り出し方などによりオリエンテーションフラットやノッチを形成しなくても面方向を表示できる。
さらに、複数のSiC基板の平面形状が四角形であると、隙間があくことを低減して複数のSiC基板を平面状に並べることができる。このため、複数のSiC基板を平面状に並べて下地基板と一体化させてウエハを作製する場合に、平面形状が四角形の基板を好適に用いることができる。
そこで、本発明者は、SiCインゴットから、平面形状が四角形のSiC基板を製造する際に、コストを低減する手段について鋭意研究した。その結果、結晶成長において略直方体であるSiCインゴット10aを製造するという本発明の完成に至った。
略直方体であるSiCインゴット10aにより、底面12aに対して平行に切り出すことで、平面形状が四角形のSiC基板を製造することができる。
また、4つの側面12b、12c、12d、12eの各々の面方位は底面12aの面方位と異なるので、所望の面方位を主面として有するSiC基板を容易に形成できる。
このため、略直方体であるSiCインゴット10aを実現することにより、容易に四角形のSiC基板を製造することができる。そして、このようなSiCインゴット10aを実現するために鋭意研究した結果、種基板11を配置するための第2の部分102の断面形状を四角形または面取りされた四角形にした坩堝100の完成に至った。
一方、このような略直方体であるSiCインゴット10aの製造方法として、従来製造していた略円柱形のSiCインゴットから内接する最大の略直方体のSiCをインゴットを切り出す技術が考えられる。しかし、この場合、略直方体のSiCインゴットを形成すると、略円柱形のSiCインゴットの材料の約1/3は無駄になる。本実施の形態のように、結晶成長において略直方体のSiCインゴット10aを製造する場合には、SiCインゴット10aの面荒れ、ずれなどを修正する部分は無駄になるが、たとえばSiCインゴット10aの95%以上程度を有効に使うことができる。このため、SiCインゴット10aの材料の無駄を低減できる。
さらに、本実施の形態のSiCインゴット10aは、オリエンテーションフラット、ノッチなどの形成のための加工の手間、形状を変更するための加工の手間、円形基板をダイシングする手間なども省くことができる。このため、加工時間を短縮することができる。
以上より、本実施の形態のSiCインゴット10a、その製造方法および坩堝100によれば、材料の無駄を低減できるとともに、加工の手間を低減できるので、SiC基板を製造する際に、コストを低減できるSiCインゴット10aを実現することができる。
(実施の形態2)
図9は、本発明の実施の形態2のSiCインゴット10bを概略的に示す斜視図である。図9に示すように、本実施の形態におけるSiCインゴット10bは、基本的には図1に示す実施の形態1のSiCインゴット10aと同様の構成を備えているが、成長面12fが加工されている点において異なる。本実施の形態における成長面12fは、平坦な面である。このような成長面12fは、{0001}面、{1−100}面、{11−20}面、またはこれらの面に対して10°以内の傾きを有する面であることが好ましい。
図9は、本発明の実施の形態2のSiCインゴット10bを概略的に示す斜視図である。図9に示すように、本実施の形態におけるSiCインゴット10bは、基本的には図1に示す実施の形態1のSiCインゴット10aと同様の構成を備えているが、成長面12fが加工されている点において異なる。本実施の形態における成長面12fは、平坦な面である。このような成長面12fは、{0001}面、{1−100}面、{11−20}面、またはこれらの面に対して10°以内の傾きを有する面であることが好ましい。
なお、4つの側面12b、12c、12d、12eは、梨地でなく、鏡面である。また、4つの側面12b、12c、12d、12eには研磨傷、せん断傷などが残っていない。
本実施の形態におけるSiCインゴット10bの製造方法は、基本的には実施の形態1におけるSiCインゴット10aの製造方法と同様の構成を備えているが、成長面12fを加工する工程をさらに備えている点において異なる。加工する方法は特に限定されず、たとえば研磨などにより平坦化する。
(実施の形態3)
図10は、本発明の実施の形態3におけるSiCインゴット10cを概略的に示す斜視図である。図10に示すように、本実施の形態におけるSiCインゴット10cは、基本的には図1に示す実施の形態1のSiCインゴット10aと同様の構成を備えているが、種基板11を備えていない点において異なる。
図10は、本発明の実施の形態3におけるSiCインゴット10cを概略的に示す斜視図である。図10に示すように、本実施の形態におけるSiCインゴット10cは、基本的には図1に示す実施の形態1のSiCインゴット10aと同様の構成を備えているが、種基板11を備えていない点において異なる。
本実施の形態におけるSiCインゴット10cの製造方法は、基本的には実施の形態1におけるSiCインゴット10aの製造方法と同様の構成を備えているが、種基板11を除去する工程をさらに備えている点において異なる。なお、除去する工程では、種基板11のみを除去してもよく、種基板11および成長させた結晶12の一部を除去してもよい。
除去する方法は特に限定されず、たとえば切断、研削、へき開など機械的な除去方法を用いることができる。切断とは、電着ダイヤモンドホイールの外周刃を持つスライサーなどで機械的にSiCインゴット10aから少なくとも種基板11を除去することをいう。研削とは、砥石を回転させながら表面に接触させて、厚さ方向に削り取ることをいう。へき開とは、結晶格子面に沿って結晶を分割することをいう。なお、エッチングなど化学的な除去方法を用いてもよい。
(実施の形態4)
図11は、本発明の実施の形態4におけるSiCインゴット10dを概略的に示す斜視図である。図11に示すように、本実施の形態におけるSiCインゴット10dは、基本的には図9に示す実施の形態2のSiCインゴット10bと同様の構成を備えているが、種基板11を備えていない点において異なる。
図11は、本発明の実施の形態4におけるSiCインゴット10dを概略的に示す斜視図である。図11に示すように、本実施の形態におけるSiCインゴット10dは、基本的には図9に示す実施の形態2のSiCインゴット10bと同様の構成を備えているが、種基板11を備えていない点において異なる。
本実施の形態におけるSiCインゴット10dの製造方法は、基本的には実施の形態2におけるSiCインゴット10bの製造方法と同様の構成を備えているが、種基板11を除去する工程をさらに備えている点において異なる。なお、除去する工程は、実施の形態3と同様であるので、その説明は繰り返さない。
ここで、実施の形態1のSiCインゴット10aは、成長する工程後、加工を全くしていない。実施の形態2のSiCインゴット10bは、成長する工程後、成長面12fのみ加工している。実施の形態3のSiCインゴット10cは、成長する工程後、結晶12自体には全く加工していない、あるいは底面12aのみ加工をしている。実施の形態4のSiCインゴット10dは、成長する工程後、成長面12fのみ加工しているか、成長面12fおよび底面12aのみ加工している。しかし、本発明のSiCインゴットは、実施の形態1〜4の形状のみに限定されるものではない。本発明のSiCインゴットは、底面12a、側面12b、12c、12d、12eおよび成長面12fの少なくともいずれかの面が加工されていなければよい。
(実施の形態5)
図12は、本発明の実施の形態5のSiC基板を概略的に示す斜視図である。図12を参照して、本実施の形態におけるSiC基板20を説明する。
図12は、本発明の実施の形態5のSiC基板を概略的に示す斜視図である。図12を参照して、本実施の形態におけるSiC基板20を説明する。
本発明のSiC基板20は、実施の形態1〜4のいずれかのSiCインゴット10a〜10dから作製されている。SiC基板20は、主面20aを有している。主面20aは四角形であることが好ましく、長方形であることがより好ましい。
主面20aは、{0001}面に対するオフ角が50°以上65°以下であることが好ましい。このようなSiC基板20を用いてMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:電界効果トランジスタ)を作製すると、チャネル領域における界面準位の形成が低減され、オン抵抗が低減されたMOSFETを得ることができる。
主面20aのオフ方位とSiC基板20の<1−100>方向または<11−20>方向とのなす角は5°以下であることがより好ましい。<1−100>方向および<11−20>方向は、SiC基板20における代表的なオフ方位である。そして、SiC基板20の製造工程におけるスライス加工のばらつき等に起因したオフ方位のばらつきを5°以下とすることにより、SiC基板20上へのエピタキシャル成長層の形成などを容易にすることができる。
SiC基板20の<1−100>方向における{03−38}面に対する主面20aのオフ角は−3°以上5°以下であることがより一層好ましい。これにより、SiC基板20を用いてMOSFETを作製した場合におけるチャネル移動度を、より一層向上させることができる。
なお、「<1−100>方向における{03−38}面に対する主面20aのオフ角」とは、<1−100>方向および<0001>方向の張る射影面への主面20aの法線の正射影と、{03−38}面の法線とのなす角度であり、その符号は、上記正射影が<1−100>方向に対して平行に近づく場合が正であり、上記正射影が<0001>方向に対して平行に近づく場合が負である。
また、図13を参照して、{03−38}面は、{0001}面と{1−100}面との間の面であり、αが約55°(54.7°)である。言い換えると、{03−38}面とは、<0001>軸方向に対して約35°(35.3°)の傾斜を有している面である。このため、{03−38}面は、{0001}面と同様に、Siが露出している面(Si面)と、Cが露出している面(C面)との極性を有している。なお、図13は、{03−38}面を説明するための図である。
ここで、主面20aの面方位は上記に特に限定されず、製造の容易性を考慮して、{0001}面などの面であってもよい。
本実施の形態におけるSiC基板の製造方法は、基本的には実施の形態1〜4のSiCインゴット10a〜10dの製造方法と同様であるが、SiCインゴット10a〜10dからSiC基板20を切り出す工程をさらに備えている点において異なる。
切り出す方法は特に限定されないが、たとえば切断など機械的な除去方法を用いることができる。切断とは、外周刃を持つスライサー、内周刃を持つスライサー、ワイヤーソーなどで機械的にSiCインゴット10a〜10dからSiC基板20を切り出すことをいう。特に、容易に切り出せるため、SiCインゴット10a〜10dからワイヤーソーを用いてSiC基板20を切り出すことが好ましい。
この切り出す工程では、主面20aが所望の面方位を有するように切り出す。このため、SiCインゴット10a〜10dの底面12aと平行に切り出しても、非平行に切り出してもよい。
なお、この切り出す工程では、SiCインゴット10a〜10dのすべての面の面だし加工をしてから、SiC基板20を切り出してもよい。
また、SiC基板20を切り出した後に、主面20aおよび主面20aと反対側の面について、研磨や表面処理などをさらに実施してもよい。研磨する方法および表面処理方法については特に限定されず、任意の方法を採用できる。
(実施の形態6)
図14および図15を参照して、本実施の形態の半導体基板180は、単結晶構造を有する複数のSiC基板111〜119(炭化珪素基板)と、結合部150とを有する。SiC基板111〜119は、実施の形態5のSiC基板20である。結合部150は、SiCからなる成長層130を含み、本実施の形態においては実質的に成長層130からなる。成長層130は、SiC基板111〜119の裏面(図14に示される面と反対の面)を互いにつないでおり、これによりSiC基板111〜119は互いに固定されている。SiC基板111〜119のそれぞれは同一平面上において露出した表面を有し、たとえばSiC基板111および112のそれぞれは、表面F1およびF2(図15)を有する。これにより半導体基板180はSiC基板111〜119の各々に比して大きな表面を有する。よってSiC基板111〜119の各々を単独で用いる場合に比して、半導体基板180を用いる場合、SiCを用いた半導体装置をより効率よく製造することができる。
図14および図15を参照して、本実施の形態の半導体基板180は、単結晶構造を有する複数のSiC基板111〜119(炭化珪素基板)と、結合部150とを有する。SiC基板111〜119は、実施の形態5のSiC基板20である。結合部150は、SiCからなる成長層130を含み、本実施の形態においては実質的に成長層130からなる。成長層130は、SiC基板111〜119の裏面(図14に示される面と反対の面)を互いにつないでおり、これによりSiC基板111〜119は互いに固定されている。SiC基板111〜119のそれぞれは同一平面上において露出した表面を有し、たとえばSiC基板111および112のそれぞれは、表面F1およびF2(図15)を有する。これにより半導体基板180はSiC基板111〜119の各々に比して大きな表面を有する。よってSiC基板111〜119の各々を単独で用いる場合に比して、半導体基板180を用いる場合、SiCを用いた半導体装置をより効率よく製造することができる。
次に本実施の半導体基板180の製造方法について説明する。なお以下において説明を簡略化するためにSiC基板111〜119のうちSiC基板111および112に関してのみ言及する場合があるが、SiC基板113〜119もSiC基板111および112と同様に扱われる。
図18を参照して、単結晶構造を有するSiC基板111(第1の炭化珪素基板)、およびSiC基板112(第2の炭化珪素基板)が準備される(図16:ステップS10)。SiC基板111は互いに対向する表面F1(第1の表面)および裏面B1(第1の裏面)を有し、SiC基板112は互いに対向する表面F2(第2の表面)および裏面B2(第2の裏面)を有する。具体的には、たとえば、実施の形態5のSiC基板20の製造方法によって、SiC基板111および112が準備される。好ましくは、裏面B1およびB2のラフネスがRaとして100μm以下である。裏面B1およびB2の各々は、上記実施の形態5での切り出す工程(スライス)によって形成された面(いわゆるアズスライス面)、すなわち上記スライス後に研磨が行われていない面であってもよい。また、好ましくは表面F1およびF2の各々は、上記実施の形態5での切り出す工程(スライス)の後に研磨が行なわれた面である。
次に処理室内において第1の加熱体181上に、裏面B1およびB2の各々が一の方向(図18における上方向)に露出するようにSiC基板111および112が配置される(図16:ステップS20)。すなわちSiC基板111および112が、平面視において並ぶように配置される。
好ましくは、上記の配置は、裏面B1およびB2の各々が同一平面上に位置するか、または表面F1およびF2の各々が同一平面上に位置するように行なわれる。
また好ましくはSiC基板111および112の間の最短間隔(図18における横方向の最短間隔)は5mm以下とされ、より好ましくは1mm以下とされ、さらに好ましくは100μm以下とされ、さらに好ましくは10μm以下とされる。具体的には、たとえば、同一の矩形形状を有する基板が1mm以下の間隔を空けてマトリクス状に配置されればよい。
次に裏面B1およびB2を互いにつなぐ結合部150(図15)が形成される(図16:ステップS30)。この結合部50を形成する工程は、成長層130(図15)を形成する工程を含む。この成長層130を形成する工程には、昇華法が用いられ、好ましくは近接昇華法が用いられる。以下にこの結合部150を形成する工程について詳しく説明する。
まず一の方向(図18における上方向)に露出する裏面B1およびB2の各々と、裏面B1およびB2に対して一の方向(図18における上方向)に配置された固体原料120の表面SSとが、間隔D1を空けて対向させられる(図17:ステップS31)。好ましくは、間隔D1の平均値は昇華法における昇華ガスの平均自由行程よりも小さくされ、たとえば1μm以上1cm以下とされる。この昇華ガスは、固体SiCが昇華することによって形成されるガスであって、たとえばSi、Si2C、およびSiC2を含む。
固体原料120はSiCからなり、好ましくは一塊の炭化珪素の固形物であり、具体的には、たとえばSiCウエハである。固体原料120のSiCの結晶構造は特に限定されない。また好ましくは、固体原料120の表面SSのラフネスはRaとして1mm以下である。
なお間隔D1(図18)をより確実に設けるために、間隔D1に対応する高さを有するスペーサ83(図21)が用いられてもよい。この方法は、間隔D1の平均値が100μm程度以上の場合に特に有効である。
次に第1の加熱体181によってSiC基板111および112が所定の基板温度まで加熱される。また第2の加熱体182によって固体原料120が所定の原料温度まで加熱される。固体原料120が原料温度まで加熱されることによって、固体原料の表面SSにおいてSiCが昇華することで、昇華物、すなわち気体が発生する(図17:ステップS32)。この気体は、一の方向(図18における上方向)から、裏面B1およびB2の各々の上に供給される。
好ましくは基板温度は原料温度よりも低くされ、より好ましくは両温度の差は1℃以上100℃以下とされる。また好ましくは、基板温度は1800℃以上2500℃以下である。
図19を参照して、上記のように供給された気体は、裏面B1およびB2の各々の上で、固化させられることで再結晶化される(図17:ステップS33)。これにより裏面B1およびB2を互いにつなぐ成長層130pが形成される。また固体原料120(図18)は、消耗して小さくなることで固体原料120pになる。
主に図20を参照して、さらに昇華が進むことで、固体原料120p(図19)が消失する。これにより裏面B1およびB2を互いにつなぐ、結合部150としての成長層130が形成される。その後、表面F1、F2の各々を研磨する工程を実施してもよい。この場合、表面F1、F2上に高品質なエピタキシャル成長層を形成することができる。
成長層130が形成される際、処理室内の雰囲気は、大気雰囲気を減圧することにより得られた雰囲気であってもよい。この場合、雰囲気の圧力は、好ましくは、10-1Paよりも高く104Paよりも低くされる。
上記の雰囲気は不活性ガスであってもよい。不活性ガスとしては、たとえば、He、Arなどの希ガス、窒素ガス、または希ガスと窒素ガスとの混合ガスを用いることができる。この混合ガスが用いられる場合、窒素ガスの割合は、たとえば60%である。また処理室内の圧力は、好ましくは50kPa以下とされ、より好ましくは10kPa以下とされる。
また好ましくは、成長層130pを含む成長層130は単結晶構造を有する。より好ましくは、裏面B1の結晶面に対して裏面B1上の成長層130の結晶面の傾きは10°以内であり、また裏面B2の結晶面に対して裏面B2上の成長層130の結晶面の傾きは10°以内である。これらの角度関係は、裏面B1およびB2の各々に対して成長層130がエピタキシャル成長することによって容易に実現される。
なおSiC基板111、112の結晶構造は六方晶系であることが好ましく、4H−SiCまたは6H−SiCであることがより好ましい。また、SiC基板111、112と成長層130とは、同一の結晶構造を有するSiC単結晶からなっていることが好ましい。
SiC基板(SiC基板111、112など)と、成長層130とが同一の結晶構造を有するSiC単結晶からなっている場合に、両者の間に結晶学的な特性の差異が存在してもよい。このような特性としては、たとえば、欠陥密度、結晶の品質、および不純物濃度がある。このことについて、以下に説明する。
成長層130の欠陥密度は、SiC基板111〜119の欠陥密度より大きくてもよく、よって実質的に成長層130からなる結合部150は、その大きさがSiC基板111〜119の各々に比して大きいにもかかわらず、容易に形成され得る。具体的には、成長層130のマイクロパイプ密度は、SiC基板111〜119のマイクロパイプ密度より大きくてもよい。また成長層130の貫通らせん転位密度は、SiC基板111〜119の貫通らせん転位密度より大きくてもよい。また成長層130の貫通刃状転位密度は、SiC基板111〜119の貫通刃状転位密度より大きくてもよい。また成長層130の基底面転位密度は、SiC基板111〜119の基底面転位密度より大きくてもよい。また成長層130の混合転位密度は、SiC基板111〜119の混合転位密度より大きくてもよい。また成長層130の積層欠陥密度は、SiC基板111〜119の積層欠陥密度より大きくてもよい。また成長層130の点欠陥密度は、SiC基板111〜119の点欠陥密度より大きくてもよい。
また成長層130の結晶の品質は、SiC基板111〜119の結晶の品質より低くてもよく、よって実質的に成長層130からなる結合部150は、その大きさがSiC基板111〜119の各々に比して大きいにもかかわらず、容易に形成され得る。具体的には、成長層130のX線ロッキングカーブの半値幅は、SiC基板111〜119のX線ロッキングカーブの半値幅より大きくてもよい。
また好ましくは、SiC基板111および112の各々の濃度と、成長層130の不純物濃度とは互いに異なる。より好ましくは、SiC基板111および112の各々の不純物濃度よりも、成長層130の不純物濃度の方が高い。なおSiC基板111、112の不純物濃度は、たとえば5×1016cm-3以上5×1019cm-3以下である。また成長層130の不純物濃度は、たとえば5×1016cm-3以上5×1021cm-3以下である。また上記の不純物としては、たとえば窒素またはリンを用いることができる。なお成長層130に含まれる不純物と、SiC基板111および112に含まれる不純物とは、互いに異なっていてもよい。
また好ましくは、SiC基板111の{0001}面に対する表面F1のオフ角は50°以上65°以下であり、かつSiC基板112の{0001}面に対する表面F2のオフ角は50°以上65°以下である。
より好ましくは、表面F1のオフ方位とSiC基板111の<1−100>方向とのなす角は5°以下であり、かつ表面F2のオフ方位と基板112の<1−100>方向とのなす角は5°以下である。
さらに好ましくは、SiC基板111の<1−100>方向における{03−38}面に対する表面F1のオフ角は−3°以上5°以下であり、SiC基板112の<1−100>方向における{03−38}面に対する表面F2のオフ角は−3°以上5°以下である。
なお上記において、「<1−100>方向における{03−38}面に対する表面F1のオフ角」とは、<1−100>方向および<0001>方向の張る射影面への表面F1の法線の正射影と、{03−38}面の法線とのなす角度であり、その符号は、上記正射影が<1−100>方向に対して平行に近づく場合が正であり、上記正射影が<0001>方向に対して平行に近づく場合が負である。また「<1−100>方向における{03−38}面に対する表面F2のオフ角」についても同様である。
また好ましくは、表面F1のオフ方位と基板111の<11−20>方向とのなす角は5°以下であり、かつ表面F2のオフ方位と基板112の<11−20>方向とのなす角は5°以下である。
本実施の形態によれば、図15に示すように、SiC基板111および112が結合部150を介して1つの半導体基板180として一体化される。つまり、本実施の形態の半導体基板180は、実施の形態5のSiC基板20を複数同一平面上に並べて、一体化処理をすることにより得られる。半導体基板180は、トランジスタなどの半導体装置が形成される基板面として、SiC基板のそれぞれが有する表面F1およびF2の両方を含む。すなわち半導体基板180は、SiC基板111および112のいずれかが単体で用いられる場合に比して、より大きな基板面を有する。よって半導体基板180により、SiCを用いた半導体装置を効率よく製造することができる。
また裏面B1およびB2の各々の上に形成される成長層130がSiC基板111および112と同様にSiCからなるので、SiC基板と成長層130との間で諸物性が近くなる。よってこの諸物性の相違に起因した半導体基板180の反りや割れを抑制できる。
また昇華法を用いることで、成長層130を高い品質で、かつ高速で形成することができる。また昇華法が特に近接昇華法であることにより、成長層130をより均一に形成することができる。
また裏面B1およびB2の各々と固体原料120の表面との間隔D1(図18)の平均値が1cm以下とされることにより、成長層130の膜厚分布を小さくすることができる。また、間隔D1の平均値が1mm以下とされることにより、成長層130の膜厚分布をさらに小さくすることができる。またこの間隔D1の平均値が1μm以上とされることにより、SiCが昇華する空間を十分に確保することができる。
また成長層130(図20)を形成する工程において、SiC基板111および112の温度は固体原料120(図18)の温度よりも低くされる。これにより、昇華されたSiCをSiC基板111および112上において効率よく固化させることができる。
また成長層130を形成する工程(図18〜図20)は、成長層130が裏面B1およびB2をつなぐように行なわれる。これにより成長層130のみでSiC基板111および112をつなぐことができる。すなわちSiC基板111および112を均質な材料でつなぐことができる。
また好ましくは、SiC基板111および112を配置する工程は、SiC基板111および112の間の最短間隔が1mm以下となるように行なわれる。これにより成長層130を、SiC基板111の裏面B1と、SiC基板112の裏面B2とをより確実につなぐように形成することができる。
また好ましくは、成長層130は単結晶構造を有する。これにより、成長層130の諸物性を、同じく単結晶構造を有するSiC基板111および112の各々の諸物性に近づけることができる。
より好ましくは、裏面B1の結晶面に対して裏面B1上の成長層130の結晶面の傾きは10°以内である。また裏面B2の結晶面に対して裏面B2上の成長層130の結晶面の傾きは10°以内である。これにより成長層130の異方性を、SiC基板111および112の各々の異方性に近づけることができる。
また好ましくは、SiC基板111および112の各々の不純物濃度と、成長層130の不純物濃度とは互いに異なる。これにより不純物濃度の異なる2層構造を有する半導体基板180(図15)を得ることができる。
また好ましくは、SiC基板111および112の各々の不純物濃度よりも成長層130の不純物濃度の方が高い。よってSiC基板111および112の各々の抵抗率に比して、成長層130の抵抗率を小さくすることができる。これにより、成長層130の厚さ方向に電流を流す半導体装置、すなわち縦型の半導体装置の製造に好適な半導体基板180を得ることができる。
また好ましくは、SiC基板111の{0001}面に対する表面F1のオフ角は50°以上65°以下であり、かつSiC基板112の{0001}面に対する表面F2のオフ角は50°以上65°以下である。これにより、表面F1およびF2が{0001}面である場合に比して、表面F1およびF2におけるチャネル移動度を高めることができる。
より好ましくは、表面F1のオフ方位とSiC基板111の<1−100>方向とのなす角は5°以下であり、かつ表面F2のオフ方位とSiC基板112の<1−100>方向とのなす角は5°以下である。これにより表面F1およびF2におけるチャネル移動度をより高めることができる。
さらに好ましくは、SiC基板111の<1−100>方向における{03−38}面に対する表面F1のオフ角は−3°以上5°以下であり、SiC基板112の<1−100>方向における{03−38}面に対する表面F2のオフ角は−3°以上5°以下である。これにより表面F1およびF2におけるチャネル移動度をさらに高めることができる。
また好ましくは、表面F1のオフ方位とSiC基板111の<11−20>方向とのなす角は5°以下であり、かつ表面F2のオフ方位とSiC基板112の<11−20>方向とのなす角は5°以下である。これにより、表面F1およびF2が{0001}面である場合に比して、表面F1およびF2におけるチャネル移動度を高めることができる。
なお上記において固体原料120としてSiCウエハを例示したが、固体原料120はこれに限定されるものではなく、たとえばSiC粉体またはSiC焼結体であってもよい。
また第1および第2の加熱体181、182としては、対象物を加熱することができるものであれば用いることができ、たとえば、グラファイトヒータを用いるような抵抗加熱方式のもの、または誘導加熱方式のものを用いることができる。
また図18においては、裏面B1およびB2の各々と、固体原料120の表面SSとの間は、全体に渡って間隔が空けられる。しかし本明細書において「間隔を空ける」ということは、より広い意味を有し、上記間隔の平均値がゼロを超えるようにするということである。よって裏面B1およびB2と、固体原料120の表面SSとの間が一部接触しつつ、裏面B1およびB2の各々と固体原料120の表面SSとの間に間隔が空けられる、という場合もあり得る。この場合に相当する2つの変形例について、以下に説明する。
図22を参照して、この例においては、固体原料120としてのSiCウエハの反りによって、上記間隔が確保される。より具体的には、本例においては、間隔D2は、局所的にはゼロになるが、平均値としては必ずゼロを超える。また好ましくは、間隔D1の平均値と同様に、間隔D2の平均値は昇華法における昇華ガスの平均自由行程よりも小さくされ、たとえば1μm以上1cm以下とされる。
図23を参照して、この例においては、SiC基板111〜113の反りによって、上記間隔が確保される。より具体的には、本例においては、間隔D3は、局所的にはゼロになるが、平均値としては必ずゼロを超える。また好ましくは、間隔D1の平均値と同様に、間隔D3の平均値は昇華法における昇華ガスの平均自由行程よりも小さくされ、たとえば1μm以上1cm以下とされる。
なお、図22および図23の各々の方法の組み合わせによって、すなわち、固体原料120としてのSiCウエハの反りと、SiC基板111〜113の反りとの両方によって、上記間隔が確保されてもよい。
以上、図22および図23の各々の方法、または両方法の組み合わせによる方法は、上記間隔の平均値が100μm以下の場合に特に有効である。
次に上記の半導体基板180の製造に適した製造条件を検討した結果について、以下に説明する。
第1に、成長層130が形成される際のSiC基板111、112の基板温度の検討を行なった。なお処理室内の圧力は、真空ポンプによって排気されることにより大気圧から減圧されて1Paに保持された。また裏面B1およびB2の各々と、固体原料120の表面SSとの間隔D1(図18)は50μmとされた。またSiC基板111、112の温度は、固体原料120の温度に比して、100℃だけ低くされた。その結果を、以下に示す。
この結果から、SiC基板111および112を一体化するためには、基板温度は、1600℃では低過ぎ、1800℃以上が好ましいことがわかった。また基板の結晶性が低下することを避けるには、基板温度は、3000℃では高過ぎ、2500℃以下が好ましいことがわかった。以上から、基板温度は1800℃以上2500℃以下が好ましいことがわかった。
第2に、固体原料120の温度に比してSiC基板111、112の温度をどの程度低くするべきか、その温度差の検討を行なった。なお、処理室内の圧力は、真空ポンプによって排気されることにより大気圧から減圧されて1Paに保持された。また基板温度は2000℃に固定された。また裏面B1およびB2の各々と、固体原料120の表面SSとの間隔D1(図18)は50μmとされた。その結果を以下に示す。
この結果から、成長層130の成長速度を十分に確保するためには、温度差は、0.1℃では小さ過ぎ、1℃以上が好ましいことがわかった。また成長層130の膜厚分布を抑制するためには、温度差は500℃では大きすぎ、100℃以下が好ましいことがわかった。以上から、温度差は1℃以上100℃以下が好ましいことがわかった。
第3に、成長層130が形成される際の雰囲気の圧力の検討を行なった。なお上述した温度差は100℃とされた。また基板温度は2000℃に固定された。また裏面B1およびB2の各々と、固体原料120の表面SSとの間隔D1(図18)は50μmとされた。その結果を、以下に示す。
この結果から、SiC基板111および112を一体化するためには、圧力は、100kPaでは高過ぎ、50kPa以下が好ましく、10kPa以下が特に好ましいことがわかった。
第4に、裏面B1およびB2の各々と、固体原料120の表面SSとの間隔D1(図18)の検討を行なった。なお、処理室内の圧力は、真空ポンプによって排気されることにより大気圧から減圧されて1Paに保持された。また基板温度は2000℃に固定された。また上述した温度差は50℃とされた。
その結果、間隔D1=5cm場合は成長層130の膜厚分布が大きくなり過ぎたが、間隔D1=1cm、1mm、500μm、または1μmの場合は成長層130の膜厚分布を十分に小さくすることができた。この結果から、成長層130の膜厚分布を十分に小さくするためには、間隔D1は1cm以下が好ましいことがわかった。
なお上記の間隔D1の適正な値は、昇華法における昇華ガスの平均自由行程に関係していると考えられる。具体的には、間隔D1の平均値がこの平均自由行程よりも小さくされることが好ましいと考えられる。たとえば、圧力1Pa、温度2000℃の下では、原子、分子の平均自由行程は、厳密には原子半径、分子半径に依存するが、おおよそ数〜数十cm程度であり、よって現実的には間隔D1を数cm以下とすることが好ましい。
第5に、裏面B1およびB2のラフネスの検討を行なった。なお、雰囲気の圧力は1Paに、基板温度は2000℃に固定された。その結果、ラフネスのRaがRa=500μmの場合は成長層130の表面に大きな段差が生じたが、Ra=100μm、1μm、または0.1nmの場合はこの段差を十分に小さくすることができた。この結果から、成長層130の表面の段差を十分に小さくするためには、裏面B1およびB2のラフネスは100μm以下が好ましいことがわかった。なお裏面B1およびB2の各々がいわゆるアズスライス面であっても、上記段差を十分に小さくすることができた。
なお、雰囲気の圧力が1Pa、基板温度が2000℃の下で、たとえば、以下の諸条件を、問題なく用いることができることを確かめた。
成長層130の形成時間として、1分、1時間、3時間、または24時間を用いることができた。また雰囲気ガスとして、He、Ar、N2、または60%濃度のN2を用いた不活性ガス雰囲気を用いることができ、また不活性ガス雰囲気の代わりに、大気雰囲気を減圧することにより得られた雰囲気を用いることもできた。また固体原料120(図18)の形態として、単結晶、多結晶、焼結体、またはSiC粉末を用いることができた。またSiC基板111および112が(03−38)の面方位を有する場合に、固体原料120の表面SS(図18)の面方位として、(0001)、(03−38)、(11−20)、または(1−100)を用いることができた。また固体原料120(図18)が有する不純物として、5×1015cm-3、8×1018cm-3または5×1021cm-3の濃度で、窒素またはリンを用いることができた。またSiC基板111および112のポリタイプが4Hの場合に、固体原料120のポリタイプとして、4H、6H、15R、または3Cを用いることができた。
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、各実施の形態および実施例の特徴を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
10a,10b,10c,10d SiCインゴット、11 種基板、11a,20a 主面、12 結晶、12a 底面、12b,12c,12d,12e 側面、12f 成長面、17 原料、20 SiC基板、100 坩堝、100b 外周面、101 第1の部分、101a,102a 内周面、102 第2の部分、R1 第1の領域、R2 第2の領域、111 SiC基板(第1の炭化珪素基板)、112 SiC基板(第2の炭化珪素基板)、113〜119 SiC基板、120,120p 固体原料、130,130p 成長層、150 結合部、180 半導体基板、181 第1の加熱体、182 第2の加熱体。
Claims (12)
- 4つの辺を有する底面(12a)と、
前記底面(12a)から、前記底面(12a)の延びる方向と交差する方向に延びる4つの側面(12b、12c、12d、12e)と、
前記側面(12b、12c、12d、12e)と接続されるとともに、前記底面(12a)と反対側に位置する成長面(12f)とを備えた、炭化珪素インゴット(10a、10b、10c、10d)。 - 前記底面(12a)、前記側面(12b、12c、12d、12e)および前記成長面(12f)の少なくともいずれかは、{0001}面、{1−100}面、{11−20}面、またはこれらの面に対して10°以内の傾きを有する面である、請求の範囲第1項に記載の炭化珪素インゴット(10a、10b、10c、10d)。
- 前記底面(12a)に接するように形成された種基板(11)をさらに備え、
前記種基板(11)において前記底面(12a)と接する主面(11a)が、{0001}面、またはこの面に対して10°以内の傾きを有する、請求の範囲第1項に記載の炭化珪素インゴット(10a、10b、10c、10d)。 - 請求の範囲第1項に記載の炭化珪素インゴット(10a、10b、10c、10d)から作製された、炭化珪素基板(20)。
- {0001}面に対するオフ角が50°以上65°以下である主面(20a)を有する、請求の範囲第4項に記載の炭化珪素基板(20)。
- 原料(17)を内部に配置する領域を形成する第1の部分(101)と、
前記第1の部分(101)と接続され、前記原料(17)と対向するように種基板(11)を内部に配置する領域を形成する第2の部分(102)とを備え、
前記第2の部分(102)の断面形状は四角形または面取りされた四角形である、坩堝(100)。 - 前記第1および第2の部分(101、102)は、グラファイトである、請求の範囲第6項に記載の坩堝(100)。
- 請求の範囲第6項に記載の坩堝(100)を用いて炭化珪素インゴット(10a、10b、10c、10d)を製造する方法であって、
前記第1の部分(101)の内部に原料(17)を配置する工程と、
前記第2の部分(102)の内部に種基板(11)を配置する工程と、
前記原料(17)を加熱することにより昇華させて、前記種基板(11)に原料ガスを析出することにより炭化珪素インゴット(10a、10b、10c、10d)を成長する工程とを備えた、炭化珪素インゴット(10a、10b、10c、10d)の製造方法。 - 前記坩堝(100)の前記第2の部分(102)の断面形状の前記四角形または面取りされた四角形の各辺のうちの少なくとも1つの辺は、前記成長する工程で成長する前記炭化珪素インゴット(10a、10b、10c、10d)の<0001>方向、<1−100>方向、<11−20>方向、またはこれらの方向に対して10°以内の傾きを有する方向である、請求の範囲第8項に記載の炭化珪素インゴット(10a、10b、10c、10d)の製造方法。
- 請求の範囲第8項に記載の炭化珪素インゴットの製造方法により炭化珪素インゴット(10a、10b、10c、10d)を製造する工程と、
前記炭化珪素インゴット(10a、10b、10c、10d)から炭化珪素基板(20)を切り出す工程とを備えた、炭化珪素基板(20)の製造方法。 - 前記切り出す工程では、前記炭化珪素インゴット(10a、10b、10c、10d)からワイヤーソーを用いて前記炭化珪素基板(20)を切り出す、請求の範囲第10項に記載の炭化珪素基板(20)の製造方法。
- 請求の範囲第4項に記載の炭化珪素基板(20)を複数同一平面上に並べて、一体化処理をすることにより得られる、半導体基板(180)。
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TW201120939A (en) | 2009-05-11 | 2011-06-16 | Sumitomo Electric Industries | Method for manufacturing semiconductor substrate |
JP2013008769A (ja) * | 2011-06-23 | 2013-01-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 炭化珪素基板の製造方法 |
JP5403092B2 (ja) * | 2012-03-22 | 2014-01-29 | 株式会社豊田中央研究所 | 高耐熱部材およびその製造方法 |
US8860040B2 (en) | 2012-09-11 | 2014-10-14 | Dow Corning Corporation | High voltage power semiconductor devices on SiC |
KR101923673B1 (ko) * | 2012-09-13 | 2018-11-29 | 서울바이오시스 주식회사 | 질화갈륨계 반도체 소자를 제조하는 방법 |
US9018639B2 (en) | 2012-10-26 | 2015-04-28 | Dow Corning Corporation | Flat SiC semiconductor substrate |
US9797064B2 (en) | 2013-02-05 | 2017-10-24 | Dow Corning Corporation | Method for growing a SiC crystal by vapor deposition onto a seed crystal provided on a support shelf which permits thermal expansion |
US9017804B2 (en) | 2013-02-05 | 2015-04-28 | Dow Corning Corporation | Method to reduce dislocations in SiC crystal growth |
US9738991B2 (en) | 2013-02-05 | 2017-08-22 | Dow Corning Corporation | Method for growing a SiC crystal by vapor deposition onto a seed crystal provided on a supporting shelf which permits thermal expansion |
US8940614B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-01-27 | Dow Corning Corporation | SiC substrate with SiC epitaxial film |
JP6147543B2 (ja) * | 2013-04-02 | 2017-06-14 | 株式会社豊田中央研究所 | SiC単結晶及びその製造方法 |
JP6233058B2 (ja) * | 2013-09-25 | 2017-11-22 | 住友電気工業株式会社 | 炭化珪素半導体基板の製造方法 |
CN103489752A (zh) * | 2013-09-26 | 2014-01-01 | 中国科学院半导体研究所 | 截面为多边形的晶棒及衬底片表面取向的标识方法 |
JP6119564B2 (ja) | 2013-11-08 | 2017-04-26 | 住友電気工業株式会社 | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
US9279192B2 (en) | 2014-07-29 | 2016-03-08 | Dow Corning Corporation | Method for manufacturing SiC wafer fit for integration with power device manufacturing technology |
JP6100233B2 (ja) | 2014-12-26 | 2017-03-22 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JP6690983B2 (ja) * | 2016-04-11 | 2020-04-28 | 株式会社ディスコ | ウエーハ生成方法及び実第2のオリエンテーションフラット検出方法 |
KR102187449B1 (ko) * | 2019-05-28 | 2020-12-11 | 에스케이씨 주식회사 | 탄화규소 잉곳의 제조방법, 탄화규소 잉곳 및 이의 성장 시스템 |
KR102104751B1 (ko) * | 2019-06-17 | 2020-04-24 | 에스케이씨 주식회사 | 탄화규소 잉곳 및 이의 제조방법 |
KR102276450B1 (ko) | 2019-10-29 | 2021-07-12 | 에스케이씨 주식회사 | 탄화규소 잉곳의 제조방법, 탄화규소 웨이퍼의 제조방법 및 이의 성장 시스템 |
KR102284879B1 (ko) | 2019-10-29 | 2021-07-30 | 에스케이씨 주식회사 | 탄화규소 웨이퍼 및 탄화규소 웨이퍼의 제조방법 |
CN111501094A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-07 | 南通大学 | 一种减少莫桑石中针状包裹体的莫桑石制备方法 |
US20230203708A1 (en) * | 2020-06-02 | 2023-06-29 | Senic Inc. | Silicon carbide ingot manufacturing method, silicon carbide ingots, and growth system therefor |
EP3943644A1 (en) * | 2020-07-21 | 2022-01-26 | SiCrystal GmbH | Sic crystals with an optimal orientation of lattice planes for fissure reduction and method of producing same |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3487254B2 (ja) * | 2000-03-10 | 2004-01-13 | 日新電機株式会社 | 単結晶SiC及びその製造方法 |
JP2002015619A (ja) * | 2000-06-29 | 2002-01-18 | Kyocera Corp | 導電性材及びそれを用いた耐プラズマ部材及び半導体製造用装置 |
JP4219800B2 (ja) * | 2003-12-22 | 2009-02-04 | 株式会社豊田中央研究所 | SiC単結晶の製造方法 |
JP5068423B2 (ja) * | 2004-10-13 | 2012-11-07 | 新日本製鐵株式会社 | 炭化珪素単結晶インゴット、炭化珪素単結晶ウェハ及びその製造方法 |
JP4388538B2 (ja) * | 2006-09-21 | 2009-12-24 | 新日本製鐵株式会社 | 炭化珪素単結晶製造装置 |
JP4748067B2 (ja) * | 2007-01-15 | 2011-08-17 | 株式会社デンソー | 炭化珪素単結晶の製造方法および製造装置 |
JP2008280207A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | SiC単結晶基板の製造方法 |
JP5157843B2 (ja) * | 2007-12-04 | 2013-03-06 | 住友電気工業株式会社 | 炭化ケイ素半導体装置およびその製造方法 |
-
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