KR100827588B1

KR100827588B1 - α-ＳｉＣ 웨이퍼의 제조 방법

Info

Publication number: KR100827588B1
Application number: KR1020037014434A
Authority: KR
Inventors: 무라따가즈또시; 니시노시게히로; 찌노네요시하루
Original assignee: 미쯔이 죠센 가부시키가이샤
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2008-05-07
Also published as: KR20040008169A; EP1404904A1; US6995036B2; EP1404904B1; US20040241343A1; WO2002097174A1; DE60234925D1; TW583354B; EP1404904A4

Abstract

본 발명은 고가의 입수 곤란한 시드 결정 기판을 사용하지 않고 안정적이며 재현성이 좋은 α-SiC 웨이퍼를 적은 비용으로 제조하는 것을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다. 각 도가니들 (11a, 11b, 11c 등) 은, 내부에 β-SiC 기판 (19) 과 SiC 원료 (17) 가 서로 근접하여 대면하도록 배치된다. 이 도가니들은 다단 적층되고, 복사 튜브 (40) 내에 배치된다. 복사 튜브 (40) 는 유도 가열 코일 (23) 에 의해 가열되고, 복사열을 방사하며, 도가니들 (11a, 11b, 11c 등) 을 균일하게 가열한다. 각 도가니 내의 SiC 원료는 승화되고, β-SiC 기판 (19) 의 면에서 재결정된다.

α-SiC 웨이퍼, 승화 재결정법, 자기 실드 링, β-SiC 기판, 복사 튜브

Description

α-ＳｉＣ 웨이퍼의 제조 방법 {PRODUCTION METHOD OF α-SiC WAFER}

본 발명은 α-SiC 웨이퍼의 제조 방법에 관한 것으로서, 좀 더 자세하게는, 대면적의 고품질 α-SiC 웨이퍼를 저렴하고 안정적으로 공업적으로 제조할 수 있는 α-SiC 웨이퍼의 제조 방법에 관한 것이다.

SiC는 열적 및 화학적으로 강하며, 내방사성이 우수하기 때문에, 가혹한 환경하에 사용 가능한 디바이스로서 그 실용화가 기대된다. 또한, SiC는 넓은 밴드 갭 (Band Gap) 을 가지고 있으며, 불순물의 첨가에 의하여 p형과 n형의 제어가 용이하고, 따라서 가시발광 디바이스의 재료로 사용할 수 있다.

전술한 바와 같이 SiC는 유망한 반도체 재료이지만, 그 시장성은 충분히 성장하지 못하고 있다. 이는 SiC의 결정 성장이 곤란하고 대면적 웨이퍼의 제조 기술이 확립되지 못한 것에 하나의 요인이 있다.

종래 α-SiC 결정의 제조 방법으로는, (1) 아치슨법 (Achison Method), (2) 기상 에피택셜법 (Vapor Epitaxial Method), (3) 승화법 (Sublimation Method), 그리고 (4) 개량형 승화법 (Improved Sublimation Method) 이 알려져 있다. (1) 에서 언급한 아치슨법에서는, 규석과 코크스의 혼합물을 2300 ℃ 이상으로 가열하여 결정을 석출시킨다. (2) 에서 언급한 기상 에피택셜법은 CVD (Chemical Vapor Deposition) 방식이며, 1500 ℃ ~ 1800 ℃의 온도 영역에서 α-SiC 기판상에 에피택셜 성장이 이루어진다. (3) 의 승화법은 흑연 도가니 내에서 원료인 SiC 분말을 승화시켜 도가니 내의 저온부에 석출시키는 방법이다. 한편, (4) 의 개량형 승화법은 흑연 도가니 상부의 저온부상에 SiC 기판을 배치하고, 이 기판상에 Ar 분위기 (Ar Atmosphere) 에서 SiC 결정을 성장시키는 방법이다.

SiC 웨이퍼의 제조 방법으로는, SiC의 성장 속도, 성장층의 품질 등의 이유로 (4) 의 개량형 승화법이 널리 채택된다.

그러나, 상기 개량형 승화법을 이용하여 대면적의 α-SiC 결정을 성장시키기 위해서는, 상기 아치슨법으로 제조된 작은 시드 결정 (Seed Crystal) 을 사용하여 SiC의 성장을 반복함으로써 대면적으로 점차적으로 성장시킬 필요가 있다. 이 공정에는 막대한 시간이 소요된다. 따라서, 공정 단계의 수는 적으면서 다량 생산이 가능한 α-SiC 제조 방법이 요구된다. 또한, 성장된 SiC 벌크 (Bulk) 를 웨이퍼 형상으로 가공하는 것은 경도가 높은 SiC를 다이아몬드 절단지석 (Diamond Cutting Grind Stone) 등으로 절단하는 것을 요구한다. 이 공정은 고품질의 단결정을 얻을 수 있도록 하지만, 막대한 제조 비용이 소요된다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하면서, 고가의 입수 곤란한 시드 결정 기판을 사용함이 없이 안정적이며 재현성이 좋은 α-SiC 결정을 적은 비용으로 제조할 수 있는 α-SiC 웨이퍼의 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 α-SiC 웨이퍼의 제조 방법은, 기판상에 SiC 분말의 승화 재결정법에 의해 α-SiC 결정을 성장시키는 방법으로 α-SiC 웨이퍼를 제조하는 방법으로서, CVD법으로 제작된 β-SiC 결정을 기판으로 하고, 이 기판과 SiC 분말 원료가 내부에 근접하도록 배치된 도가니를 하나의 유니트로 하며; 이 복수의 유니트를 다단 적층하여 복사 튜브 내에 배치하고; 해당 복사 튜브를 유도 가열 코일에 의해 가열하여 튜브 내의 다층 유니트를 균일하게 가열 처리함으로써 복수 장의 기판상에 α-SiC 상 (α-SiC Phase) 을 제품 두께에 근접할 때까지 성장시키고; 그 후, 상기 기판의 일부 또는 전부를 제거함으로써 α-SiC 웨이퍼를 제조하는 것을 특징으로 한다. 이 경우, β-SiC는 단결정, 또는 다결정일 수 있다.

본 발명에 따른 α-SiC 웨이퍼의 제조 방법은, 기판상에 SiC 분말의 승화 재결정법에 의해 α-SiC 결정을 성장시키는 방법으로 α-SiC 웨이퍼를 제조하는 방법으로서, CVD법으로 제작된 β-SiC 결정을 기판으로 하고, 이 기판과 SiC 분말 원료가 내부에 근접하도록 배치된 도가니를 하나의 유니트로 하며; 이 복수의 유니트를 다단 적층하여 외장 도가니의 내부에 배치하고; 상기 다단 적층된 복수의 유니트를 둘러싸는 상기 외장 도가니를 유도 가열 코일에 의해 가열하여 외장 도가니 내의 다층 유니트를 균일하게 가열 처리함으로써, 복수 장의 기판상에 α-SiC 상을 제품 두께에 근접할 때까지 성장시키고; 그 후, 상기 기판의 일부 또는 전부를 제거함으로써 α-SiC 웨이퍼를 제조하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 α-SiC 웨이퍼의 제조 방법은, 기판상에 SiC 분말의 승화 재결정법에 의해 α-SiC 결정을 성장시키는 방법으로 α-SiC 웨이퍼를 제조하는 방법으로서, CVD법으로 제작된 β-SiC 결정을 기판으로 하고, 이 기판과 SiC 분말 원료가 내부에 근접하도록 배치된 도가니를 하나의 유니트로 하며; 다단 적층된 복수의 유니트의 상하 주변부에 자기 실드 링 (Magnetic Shield Rings) 을 삽입하고; 다층 유니트를 균일하게 가열 처리하여 유도 가열 코일에 의한 자속이 복수의 유니트의 상하 주변부에 집중되지 않게 하고, 이로써 복수 장의 기판상에 α-SiC 상을 제품 두께에 근접할 때까지 성장시키고; 그 후, 상기 기판의 일부 또는 전부를 제거함으로써 α-SiC 웨이퍼를 제조하는 것을 특징으로 한다.

상기 기판상에 웨이퍼의 최종 두께보다 조금 더 두껍게 α-SiC 상을 성장시킨 후, 상기 기판의 일부 또는 전부를 제거함으로써, 성장된 벌크층을 절단하지 않고 α-SiC 상의 웨이퍼를 제조할 수 있다.

상기 제조 방법에 있어서, α-SiC 웨이퍼의 제조 방법은 다음과 같이 수행된다. 우선, SiC를 성장시킬 때 사용하는 기판은 다음과 같다.

1) CVD법으로 제작된 기판일 것

2) β-SiC로 이루어진 단결정 기판 또는 다결정 기판일 것

단결정 β-SiC는 Si 웨이퍼상에 헤테로에피택셜 (Heteroepitaxial) 성장시켜 제조한다. 대직경을 갖는 Si 웨이퍼는 시판 중이며 이론적으로 대직경을 갖는 단결정 β-SiC의 제조가 가능하다. 한편, CVD법에 의해 제조된 대직경을 갖는 다결정 β-SiC는 시판 중이다. 이들은 결정계 3C의 준안정상 β-SiC로 이루어진다. 이들을 기판으로 하여, 승화 재결정법으로 α-SiC의 막 형성이 이루어진다. 성장되는 두께는 약 500 ㎛ 정도이다. 성장 이후, 기판의 일부 또는 전부를 연삭 제거함으로써, α-SiC 웨이퍼를 얻을 수 있다. 그러나, 기판을 반 드시 완전하게 제거해야 하는 것은 아니다.

다수의 웨이퍼의 제조 방법에 있어서, 각각 SiC 원료 분말과 기판으로 된 다수의 유니트를 설치하여 웨이퍼를 제조한다. 이 경우, 원료와 기판 사이의 거리는 1 ㎜ 내지 20 ㎜이다. 원료와 기판으로 이루어진 하나의 유니트의 높이는 5 ㎜ 내지 25 ㎜이고, 이 유니트를 적층함으로써, 한번의 승화 열처리로 다수의 웨이퍼를 제조할 수 있다.

이렇게, 다결정 β-SiC 기판상에 α-SiC 막을 성장시킨다. 보통 승화 재결정법의 경우, 기판 온도가 2000 ℃ 이상으로 되므로, β-SiC 상보다 α-SiC 상이 열역학적으로 더욱 안정하다. 또한, 성장된 층뿐만 아니라 기판 표면도 변형되는 것으로 여겨진다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제조 방법을 수행하는 α-SiC 웨이퍼 제조 장치의 측면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 SiC 웨이퍼의 측단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 α-SiC 웨이퍼의 측단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 제조 방법을 수행하기 위한 α-SiC 웨이퍼 다층 제조 장치의 단면도이다.

도 5는 α-SiC 웨이퍼 다층 제조 장치의 제 2 실시형태에 관한 단면도이다.

도 6은 α-SiC 웨이퍼 다층 제조 장치의 제 3 실시형태에 관한 단면도이다.

도 7은 α-SiC 웨이퍼 다층 제조 장치의 제 4 실시형태에 관한 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 α-SiC 웨이퍼 제조 방법의 바람직한 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 α-SiC 웨이퍼 제조 장치 (1) 의 측면도이다. 도 1에서, 중앙부에는 흑연 도가니 (11) 가 배치되어 있다. 흑연 도가니 (11) 는 도가니 본체 (13) 와 리드 (Lid) (15) 로 형성되어 있다. 도가니 본체 (13) 내에는, SiC 원료 (17) 가 담겨져 있다. 리드 (15) 에는 β-SiC 기판 (19) 이 부착되어 있다.

흑연 도가니 (11) 의 외주는 탄소 재료로 만들어진 단열재 (21) 로 감싸져 있다. 흑연 도가니 (11) 는 미도시된 고주파 가열로에 세팅되어 있다. 고주파 가열로는, 예를 들면, 외측에 고주파 코일 (고주파 가열 코일) (23) 이 배치되어 있고, 그 내측에는 석영 재료로 제작된 속이 빈 이중관으로 구성된 석영제 이중관 (25) 이 배치되어 있다. 석영제 이중관 (25) 의 내부로는, 냉각수 (27) 가 유입된다. 고주파 가열로는 미도시된 고주파 발진기에서의 출력에 의해 일정한 온도를 갖도록 제어된다. 그러므로, 흑연 도가니 (11) 안은, 그 상부 및 하부의 단열재 (21) 의 틈으로부터 고온계 (29) 로 표면 온도가 측정되고, 고주파 발진기의 출력에 의해 고주파 코일 (23) 이 제어되어 일정한 온도로 유지된다.

이 고주파 가열로의 가열에 의해, 흑연 도가니 (11) 는 유도 가열되고, 간접적으로 흑연 도가니 (11) 내부의 SiC 원료 (17) 및 β-SiC 기판 (19) 이 가열되며, β-SiC 기판 (19) 의 표면에 α-SiC 상 (31) 이 증착되어, SiC (33) 가 형성된다.

[실시예 1]

상기 α-SiC 웨이퍼 제조 장치 (1) 를 사용하여, 표 1에 나타낸 실험 조건하에서, β-SiC 기판 (19) 의 하면 (19a) 상에 α-SiC 상 (31) 이 증착된 SiC (33) 를 제조하였다. 이 때, 표 1에 나타낸 조건에서, SiC 원료 (17) 와 β-SiC 기판 (19) 간의 거리 (La) 는 25 ㎜로 특별히 설정하였다.

표 1

분위기	Ar (아르곤) 10 Torr
원료	SiC 분말
기판	β-SiC 단결정 웨이퍼 β-SiC 다결정 웨이퍼
기판 직경 (Da)	50 ㎜
원료 온도	2400 ℃
기판 온도	2200 ℃
원료/기판 거리	25 ㎜
성장 시간	30 분

상기 조건하에 실험을 실시한 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, β-SiC 기판 (19) 위에, 두께 Ta=500 ㎛ 인 4H 결정의 α-SiC 상 (31) 이 성장되었다. 성장 속도는 1.0 ㎜/h 였다. 기판으로 단결정을 사용한 경우, 기판 직경과 동일한 크기의 단결정이 얻어졌다. 한편, (111) 방향의 β-SiC 다결정 기판을 사용한 경우, 기판상에 성장된 단결정의 크기는 직경이 약 5 ㎜였다. 얻어진 결정의 결정계는 라만 분광법에 의해 4H임이 확인되었다. 그 후, β-SiC 기판 (19) 을 연삭 제거하여, 도 3에 나타낸 바와 같이 4H의 α-SiC 웨이퍼 (35) 를 얻었다. 기판 직경 Da=50 ㎜인 4H α-SiC 웨이퍼 (35) 는, 직경을 임의로 제어하면서 제조함으로써, 경도가 높은 SiC를 다이아몬드 절단지석 등으로 절단할 필요가 없고, 기판 직경 Da=50 ㎜인 4H의 α-SiC 웨이퍼 (35) 는 열적 및 화학적으로 강하며 내방 사성이 우수하기 때문에, 공업적으로 안정되고 가혹한 환경하에 사용할 수 있는 디바이스 웨이퍼를 얻을 수 있었다.

[실시예 2]

상기 고주파 가열로를 사용하고, 또 도 4에 나타낸 바와 같이 α-SiC 웨이퍼 다단 제조 장치 (3) 를 사용하여, 실시예 1과 같이, 표 2에 나타낸 실험 조건하에서, β-SiC 기판 (19) 의 하면 (19a) 상에 α-SiC 상 (31) 이 증착된 SiC (33) 를 제조하였다. 흑연 도가니 (11) 를 사용하고 실시예 1에서와 같이 하나의 유니트로 한 α-SiC 웨이퍼 다단 장치 (3) 에서는, 복수의 유니트를 제 1 유니트 (11a), 제 2 유니트 (11b), 그리고, 제 3 유니트 (11c) 등으로 (이 실시예의 경우, 여섯단) 다단 적층하여, 승화 재결정법에 의한 SiC 막의 성장에 관한 실험을 수행하였다. 실험 조건은 표 2에 나타낸 것이며, 특히 SiC 원료 (17) 와 β-SiC 기판 (19) 간의 간격 (Lb) 은 2 ㎜이다. 이 간격 (Lb) 이 작기 때문에, SiC 원료 (17) 와 β-SiC 기판 (19) 간의 온도 차이가 작아져, 성장 속도의 감소를 유발하였지만, 복수의 치밀한 α-SiC 상 (31) 을 얻었다.

표 2

분위기	Ar 10 Torr
원료	SiC 분말
기판	CVD-SiC 다결정 웨이퍼
원료 온도	2300 ℃
원료/기판 거리	2 ㎜
성장 시간	5 시간

위의 조건하에 실험을 행한 결과, 실시예 1과 마찬가지로, 각 흑연 도가니 (11) 의 내부에 부착된 β-SiC 기판 (19) 상에, 두께 Ta=500 ㎛인 4H 결정의 α- SiC 상 (31) 이 성장하였다. 기판으로 단결정을 사용한 경우, 기판 직경과 동일한 크기의 단결정이 얻어졌다. 한편, 다결정 기판을 사용한 경우, 기판상에 성장한 단결정의 크기는 직경이 약 5 ㎜였다.

라만 분광 분석의 결과, 그 결정은 양질의 결정성을 갖는 4H 단결정임이 확인되었다. 얻어진 α-SiC 상 (31) 의 결정 다형, 단결정 직경 그리고 성막 속도는 6개 시료에 있어서 동일하였다. 그 후, β-SiC 기판 (19) 을 연삭 제거하여, 4H의 α-SiC 웨이퍼 (35) 를 얻었다.

상기 사항에 있어서, 흑연 도가니 (11) 를 다단으로 적층시켜 승화 재결정법에 의해 SiC 막을 성장시키는 경우에, SiC 원료 (17) 와 β-SiC 기판 (19) 간의 거리 (Lb) 를 2 ㎜ 이상 되도록 함으로써, 즉, 거리를 더 크게 하여 온도 차이가 나도록 함으로써, 성장 시간을 단축시킬 수 있고, 종래에 비해 더 적은 비용으로 더 많은 양을 제조할 수 있다. SiC 막을 성장시키는 제조 공정은 주로 (1) 성장 개시 이전의 처리, (2) 성장 그리고 (3) 냉각 등의 세 공정으로 구성된다. 세 공정 중에서, (1) 공정 및 (3) 공정에는 각각 최소 약 1시간이 소요되지만, 한번에 다수 단으로 적층하여 많은 장수를 처리함으로써, 제조시 1인당 일의 양을 대폭 감축시킬 수 있고, 따라서 제조 효율을 향상시킬 수 있다.

도가니 (11) 내에 SiC 원료 (17) 와 β-SiC 기판 (19) 을 서로 근접하여 대면하게 배치함으로써 각각 형성된 복수의 유니트로 된 다층 유니트를 사용하여 승화 재결정법으로 SiC 막을 성장시키는 경우, 각 도가니 유니트 (11a, 11b, 11c 등) 로 구성된 다층 유니트 전체를 균일하게 가열할 필요가 있다. 도 5 내지 도 7 은 제 2 실시예 내지 제 4 실시예에 따라 균일한 가열을 행하기 위한 α-SiC 웨이퍼 다단 제조 장치들 (3A 내지 3C) 을 보여주고 있다.

도 5에 나타낸 장치 (3A) 는 다층 유니트 (11U ; 11a, 11b, 11c 등) 의 주변부를 흑연제 복사 튜브 (40) 로 포위한 구조를 갖는 튜브 실드형이다. 유도 가열 코일 (23) 의 높이가 충분하게 취해지지 않으면, 다층 유니트 (11U) 의 상하면의 주변부에 자속이 집중하게 되어 다층 유니트 (11U) 가 국부적으로 가열된다. 그러므로, 다층 유니트 (11U) 보다 높은 튜브 (40) 를 흑연으로 제작하고, 그 내부에 다층 유니트 (11U) 를 격납하고, 상하 부분을 단열재 (21) 로 덮는다. 튜브 (40) 의 두께는 유도 가열 코일 (23) 의 유도 전류가 들어오는 깊이와 실질적으로 동일하게 만들어진다. 물론, 다층 유니트 (11U) 의 내면과 측면 부분 사이에는 공간을 두어 복사 가열이 행해지도록 한다. 상기와 같이 구성하는 경우, 다층 유니트 (11U) 는 복사 튜브 (40) 가 없는 경우와 비교할 때 수직 방향으로 균일한 온도 분포를 가질 수 있다.

다음으로, 도 6에 나타낸 장치 (3B) 는, 다층 유니트 (11U) 전체를 일정한 갭 (Gap) 이 형성되도록 수용하는, 소위 이중 도가니형으로 제조된 흑연제 외장 도가니 (50) 가 제공된다. 외장 도가니 (50) 의 전체 외주는 단열재 (21) 로 둘러싸여 있다. 유도 가열 코일 (23) 에 의한 가열 대상이 외장 도가니 (50) 에 배치되고, 따라서 외장 도가니 (50) 로부터 나오는 복사열로 그 내부에 있는 다층 유니트 (11U) 전체가 가열된다. 외장 도가니 (50) 가 없는 경우와 비교할 때, 다층 유니트 (11U) 는 수직으로 균일한 온도 분포를 가질 수 있다.

또한, 도 7에 나타낸 장치 (3C) 는 다층 유니트 (11U) 의 상하면 주변부에 자기 실드 링 (60) 을 배치하여 다층 유니트 (11U) 의 상하면 주변에 유도가열 코일 (23) 로 발생된 자속이 집중되는 것을 방지하고 국부적인 고온 가열을 방지하도록 구성되어 있다. 이것이 소위 자기 실드형이다. 이 예에서는, 유도 가열 코일 (23) 의 높이를 다층 유니트 (11U) 의 높이에 근접하게 설정하더라도, 자속이 자기 실드 링에 집중되어서, 다층 유니트 (11U) 의 코너 부분에의 자속 집중이 억제된다. 그 결과, 다층 유니트 (11U) 의 가열을 수직 방향으로 균일하게 할 수 있으며, 제품 산출량을 향상시키고 생산성을 증대시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 실시형태들에 따르면, CVD법으로 제작된 β-SiC 웨이퍼를 사용하고, 그 표면에 500 ㎛ 이하의 두께를 갖는 α-SiC 상을 증착함으로써, SiC 웨이퍼를 제조한다. 이 SiC 웨이퍼는 β-SiC 기판의 일부 또는 전부를 연삭 제거함으로써 직접 α-SiC 웨이퍼를 제조한 결과물이며, 큰 두께를 가질 때까지 성장시킨 벌크층을 절단함으로써 α-SiC 상 웨이퍼를 제조하는 것과 같은 종래의 고비용 제조 공정을 따를 필요가 없어, 공업적인 기준에서 종래 기술에 비해 더 적은 비용으로 α-SiC 웨이퍼를 생산하는 것이 가능하다.

또한, SiC 분말 원료와 기판을 서로 근접하게 도가니 내에 수용하고, 이를 하나의 유니트로 하여, 이 유니트를 복수 단으로 중첩시킨 후 가열함으로써, 다량의 α-SiC 웨이퍼를 적은 비용으로 산업 표준에 따라 제조할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, SiC 분말의 승화 재결정법에 의해 기판상에 α-SiC 결정을 성장시키는 방법에 있어서, CVD법으로 제작된 β-SiC 결정을 기판으로 하고, 이 기판과 SiC 분말 원료를 서로 근접하도록 배치시켜 만든 것을 하나의 유니트로 하여, 이 유니트를 다단 적층시켜 가열 처리함으로써, 복수의 기판상에 α-SiC 상을 제품 두께까지 충분히 성장시키고, 그 후, 상기 기판의 일부 또는 전부를 제거함으로써 α-SiC의 웨이퍼를 제조하도록 구성하였으므로, 입수 곤란한 고가의 시드 결정 기판을 사용하지 않고도 안정적이고 재현성이 우수한 α-SiC 결정을 적은 비용으로 제조하는 것이 가능하다.

α-SiC 웨이퍼는, 반도체 디바이스로서 큰 밴드 갭을 가지고 있고 불순물의 첨가로 p형과 n형의 제어가 용이하여, 적은 비용으로 재현성 좋게 제조될 수 있다.

Claims

SiC 분말의 승화 재결정법에 의해 기판상에 α-SiC 결정을 성장시키는 방법으로 α-SiC 웨이퍼를 제조하는 방법으로서,

CVD법으로 제작된 β-SiC 결정을 기판으로 하고, 상기 기판과 SiC 분말 원료를 서로 근접하게 내부에 배치한 도가니를 하나의 유니트로 하여 설치하는 단계;

복수의 유니트를 수직으로 다단 적층하고 해당 다층 유니트의 높이보다 높은 치수의 복사 튜브 내에 해당 다층 유니트를 배치하는 단계;

유도 가열 코일에 의해 복사 튜브를 가열하여 튜브 내의 다층 유니트를 균일하게 가열 처리하여, 복수의 기판상에 제품 두께에 근접하는 두께까지 α-SiC 상을 성장시키는 단계; 및

그 후, 상기 기판의 일부 또는 전부를 제거하여 α-SiC 웨이퍼를 제조하는 단계를 포함하는, α-SiC 웨이퍼의 제조 방법.
SiC 분말의 승화 재결정법에 의해 기판상에 α-SiC 결정을 성장시키는 방법으로 α-SiC 웨이퍼를 제조하는 방법으로서,

CVD법으로 제작된 β-SiC 결정을 기판으로 하고, 상기 기판과 SiC 분말 원료를 서로 근접하게 내부에 배치한 도가니를 하나의 유니트로 하여 설치하는 단계;

복수의 유니트를 다단 적층하고 외장 도가니 내에 해당 다층 유니트를 배치하는 단계;

외장 도가니의 전체 외주를 단열재로 둘러싸는 단계;

상기 다단 적층된 복수의 유니트를 둘러싸는 상기 외장 도가니를 유도 가열 코일에 의해 가열하여 외장 도가니 내의 다층 유니트를 균일하게 가열 처리하여, 복수의 기판상에 제품 두께에 근접하는 두께까지 α-SiC 상을 성장시키는 단계; 및

그 후, 상기 기판의 일부 또는 전부를 제거하여 α-SiC 웨이퍼를 제조하는 단계를 포함하는, α-SiC 웨이퍼의 제조 방법.
SiC 분말의 승화 재결정법에 의해 기판상에 α-SiC 결정을 성장시키는 방법으로 α-SiC 웨이퍼를 제조하는 방법으로서,

CVD법으로 제작된 β-SiC 결정을 기판으로 하고, 상기 기판과 SiC 분말 원료를 서로 근접하게 내부에 배치한 도가니를 하나의 유니트로 하여 설치하는 단계;

자기 실드 링을 다단 적층된 복수의 유니트의 상하 주변부에 삽입하는 단계;

유도 가열 코일에 의한 자속이 상하 주변부에 집중되지 않도록 다층 유니트를 균일하게 가열 처리하여, 복수의 기판상에 제품 두께에 근접하는 두께까지 α-SiC 상을 성장시키는 단계; 및

그 후, 상기 기판의 일부 또는 전부를 제거하여 α-SiC 웨이퍼를 제조하는 단계를 포함하는, α-SiC 웨이퍼의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

CVD법으로 제작된 β-SiC 결정상에 웨이퍼의 최종 두께보다 조금 더 두꺼운 α-SiC 상을 성장시킨 후, 성장된 벌크층을 절단하지 않고 상기 기판의 일부 또는 전부를 제거하여 α-SiC 웨이퍼를 제조하는, α-SiC 웨이퍼의 제조 방법.