TW201030858A - Silicon carbide substrate, epitaxial wafer and manufacturing method of silicon carbide substrate - Google Patents

Description

201030858 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種碳化矽基板、磊晶晶圓及碳化矽基板 之製造方法。 【先前技術】 碳化矽（SiC)之帶隙較大，又最大絕緣破壞電場及熱傳 導率與矽（Si)相比而較大，另一方面，載子之移動率與石夕 為相同程度而較大’電子之飽和漂移速度及耐壓亦較大。 因此’期待應用於需要高效率化、高耐壓化、及大容量化 之半導體元件。 如此之SiC半導體元件中所使用之81(：:基板中，存在多數 微管等缺陷。因此，研究用以利用磊晶成長來消除Sic基 板上所存在之缺陷之蟲晶成長的條件等（例如日本專利特 開2000-26199號公報（專利文獻丨）、曰本專利特開2〇〇3_ 332562號公報（專利文獻2)、及日本專利特開2〇〇7_269627 號公報（專利文獻3))。 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 一般而言，SiC基板係藉由形成Sic錠後自該Sic錠切割 出SiC基板並進行研磨而製造。然而，上述專利文獻u 中’製造SiC基板時所使用之研磨液、及研磨時用以固定 SiC基板之固定劑等作為殘渣而附著於sic基板。本發明者 發現：若於附著有殘渣之SiC基板上形成磊晶層，則會於 蟲晶層上形成以該殘渣為起點之缺陷。若將包含該缺陷之 145295.doc 201030858 2晶層用於半導體元件，則會對半㈣元件之動作帶來影 響。 本發明係為了解決上述之問題而完成者，本發明之目的 提供—種於製作半導體元件時可抑制對半導體元件之 動作之影響的SiC基板、蟲晶晶圓及⑽基板之製造方法。 [解決問題之技術手段] .本發明者對如下關係進行了潛心研究十該關係是自 s!c旋切出、並將表面加以研磨後之sic基板之主面上所附 著的殘渣’與形成蟲晶層時所產生之因上述殘潰所致缺陷 之關係。其結果，本發明者發現可有效地減少形成蟲晶層 時所產生之因上述殘渣所致缺陷之範圍。 亦即，本發明之一態樣之Sic基板包括如下步驟：準備 具有主面且包含Sic之基底基板；使用第Μ性溶液清洗主 面；及於使用第！鹼性溶液進行清洗之步驟之後，使用第2 鹼性溶液清洗主面；該SiC基板具有主面，且主面之殘渣 為0.2個以上且未滿2〇〇個。 本發明之其他態樣之SiC基板包括如下步驟：準備具有 主面且包含SiC之基底基板；使用第丨鹼性溶液清洗主面； 於使用第！驗性溶液進行清洗之步驟之後，使用第2驗性溶 液清洗主面；及於使用第2鹼性溶液進行清洗之步驟之後 蝕刻主面；該SiC基板具有主面，且主面之殘渣為〇2個以 上且5個以下。 根據本發明之一態樣之SiC基板，使蝕刻步驟前之主面 之殘渣為0.2個以上且未滿200個。根據本發明之其他態樣 145295.doc 201030858 中之SlC基板，使蝕刻步驟後之主面之殘渣為0.2個以上且 5個以下。藉此，若於sic基板之主面上形成磊晶層，則可 抑制由殘渣所致缺陷形成於磊晶層。因此，可抑制對使用 • 該SiC基板所製作之半導體元件之動作的影響。 * 此處，所謂上述「殘渣」係指自錠形成SiC基板時所產 生者。 上述一態樣中之SiC基板中較好的是，主面之殘逢為〇2 個以上且50個以下。 Φ 上述其他態樣中之SiC基板中較好的是，主面之殘渣為 〇. 2個以上且〇. 4個以下。 藉由以如此方式減少殘渣，可有效地抑制由殘渣所致缺 fe形成於磊晶層。因此，可抑制對使用Sic基板所製作之 半導體元件之動作的影響。 上述一態樣及其他態樣中之Sic基板中較好的是，殘渣 包含選自由膠體氧化矽、氧化鉻、鑽石、接著劑、及蠟所 φ 组成之群中之至少一種物質。 藉此，於用以準備基底基板之研磨步驟時，可使用上述 材料之研磨劑、固定劑等。 上述一態樣及其他態樣中之Sic基板中較好的是，接著 劑或蠟包含選自由熱熔系、丙烯酸系、及環氧系所組成之 群中之至少一種物質。 藉此，為了製造SiC基板，可使用上述材料之固定劑 等。 上述一態樣及其他態樣中之sic基板中較好的是，殘渣 145295.doc 201030858

直徑超過10 μιη之殘渣於清洗過程中 ’容易因自重而掉

身所致之缺陷產生於磊晶層。因此， ？兩ϋ _ in nm之殘造難 〇1 nm以上之殘渣自 藉由指定上述直徑之 殘渣’而可進一步抑制產生於磊晶層之缺陷。 本發明之蟲晶晶圓包括上述SiC基板、及形成於训基板 之主面上之磊晶層.。 根據本發明之磊晶晶圓，由於使用的是上述殘渣較少之 基板，故而可形成將因殘渣所致缺陷減少之磊晶層。因 此，於使用該磊晶晶圓製作半導體元件時，可抑制對半導 體元件之動作之影響。 本發明之SiC基板之製造方法包括以下步驟：首先，準 備具有主面且包含Sic之基底基板；使用第】鹼性溶液清洗 主面；及於使用第1鹼性溶液進行清洗之步驟之後，使用 第2驗性溶液清洗主面。 根據本發明之SiC基板之製造方法，進行複數次使用鹼 性溶液之清洗。藉此，以使用有第i鹼性溶液之清洗而將 主面之殘渣除去，因此可將醒目之殘渣除去。於該狀態 下’進行使用第2驗性溶液之清洗’因此可將細微之殘渣 或牢固地附著之殘渣除去。因此，可將如上所述之殘渣之 數量減少至0.2個以上且未滿2〇〇個為止。 上述SiC基板之製造方法中較好的是，於使用第丨鹼性溶 145295.doc 201030858 液進行清洗之步驟之前’更包括使用含有氫氧化鉀之第3 驗性溶液清洗主面之步驟。 包含氫氧化鉀之鹼性溶液對減少殘渣具有非常高之效 果’因此可更有效地減少殘渣。 上述SiC基板之製造方法中較好的是，更包括使用酸性 冷液清洗主面之步驟。藉此，可減少附著於主面之重金屬 等。 上述SiC基板之製造方法中較好的是，於使用第2鹼性溶 液進行清洗之步驟之後，更包括触刻主面之步驟。 藉此，可將附著於主面之殘渣之數量減少至例如〇 2個 以上且5個以下為止。 上述SiC基板之製造方法中較好的是，钱刻步驟中，使 用含有氫氣及氯化氫之至少一者之氣體來進行餘刻。藉 此’可進一步減少附著於主面之殘渣之數量。 [發明之效果] 如以上所說明般，根據本發明之Sic基板及Sic基板之製 &方法，藉由使主面之殘渣為0.2個以上且未滿2〇〇個，而 可抑制對使用S i C基板所製作之半導體元件之動作的影 響。 【實施方式】 乂下’根據圖式對本發明之實施形態進行說明。再者， 於以下之圖式中對相同或相當之部分附上相同之參照符 號，並省略對其進行說明。又，於本說明書中，集合方位 从◊來表示，個別面以（）來表示。又，關於負指數，於結 145295.doc 201030858 晶學方面’將「_」（劃線）附於數字之上，但本說明書中係 將負符號附於數字之前。 (實施形態1) 參照圖1 ’說明本發明之一實施形態之SiC基板10。SiC 基板10具有主面11。

SiC基板1〇之主面u上之殘渣為〇 2個以上且未滿2〇〇 個，較好的是0.2個以上且5〇個以下，更好的是〇.2個以上 且5個以下’進一步好的是〇 2個以上且〇.4個以下。 於殘造未滿200個之情形時，若於主面丨丨上形成磊晶 層，則可抑制因殘渣所致缺陷形成於磊晶層。因此，可抑 制對使用該SiC基板而製作之半導體元件之動作的影響。 於殘渣為5 0個以下之情形時，可進一步抑制因殘渣所致缺 陷形成於磊晶層。於殘渣為5個以下之情形時，可進一步 抑制因殘渣所致缺陷形成於磊晶層。於殘渣為〇.4個之情 形時’可最有效地抑制因殘渣所致缺陷形成於磊晶層。 此處’對上述「殘渣」進行說明。所謂殘渣係指自sic 錠开> 成S i C基板1 〇時所產生者。此殘潰如圖2所示，於以原 子力顯微鏡（AFM : Atomic Force Microscope)進行測定 時’以白色或黃色之點而被觀察到。再者，較小之殘渣係 以黃色之點而被觀察到，較大之殘渣係以白色之點而被觀 察到。 殘渣之測定方法係於50 μιη見方之視野中，使用AFM測 定5個點時之平均值。於視野不為5〇 μιη見方之情形時，係 換算為5 0 μιη見方時之值。例如，於5 〇 見方之視野中， 145295.doc 201030858 於4個點之殘逢之數量為〇個，1個點之殘渣之數量為1個之 情形時’平均值為0.2個。殘渣之數量越少就越好，但具 有殘逢存在於主面11之某處之可能性，因此殘渣之下限值 .為例如0.2個。 所測定之5個點為任意之5個點，但較好的是測定如下之 合計5個點’即例如，如圖1(Β)所示之$個點之圓點般，於 主面11中’任意直徑rj、R2之中央附近之1點，夾著中央 β 之2個點，及於與直徑R1成正交之直徑R2上夾著中央之2 個點。 較好的是’殘渣包含選自由膠體氧化矽、氧化鉻、鑽 石、接著劑、及蠟所組成之群中之至少一種物質。接著劑 或蠟包含選自由例如熱熔系、丙烯酸系、及環氧系所組成 之群中之至少一種物質。藉此，為了製造sic基板1〇，可 使用上述材料之研磨劑、固定劑等。 殘渣具有例如0.01 nm以上且1〇 μιη以下之直徑。直徑超 • 過10 μιη之殘渣於清洗過程中，容易因自重而掉落，因此 不易附著於SiC基板1 〇之主面11。即，容易測定直徑丨〇 μιη 以下之殘渣。另一方面，未滿0 〇丨nm之殘渣難以成為導 致缺陷之殘渣。即，〇.〇1 nm以上之殘渣因其自身所致之 缺陷產生於磊晶層。因此，藉由指定上述直徑之殘渣，而 可進一步抑制產生於磊晶層之缺陷。 再者，所謂上述殘渣之直徑係指，於殘渣為球形之情形 時為該球形之直徑’而於殘渣為球形以外之情形時為外切 球之直徑。 145295.doc 201030858 繼而’參照圖1及圖3，對本實施形態中之SiC基板10之 製造方法進行說明。 首先’準備SiC錠（步驟S1 :錠準備步驟）。SiC錠係準備 藉由例如 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy :氫化物氣相 站晶）法、MBE(Molecular B.eam Epitaxy :分子束蟲晶） 法、OMVPE(OrganoMetallic Vapor Phase Epitaxy :有機金 屬氣相沈積）法、昇華法、CVD(Chemical Vapor Deposition : 化學氣相沈積）法等氣相成長法、及助熔劑法、高氮壓溶 液法等液相成長法等而成長之SiC錠。 其次’自SiC錠切出作為具有主面之基底基板之sic基板 (步驟S2 :切割步驟）。切出方法未特別限定，藉由切片等 而自SiC錠切出SiC基板。 其次，研磨所切出之SiC基板之主面（步驟S3 :研磨步 驟）。所研磨之面既可僅為主面，亦可進而研磨主面之相 反側之背面。 研磨步驟（S3)中，例如，為了使主面平坦且減少傷痕等 損傷而進行CMP(ChemiCa丨 Mechanical P〇1ishing:化學機 械研磨）。較好的是，CMP中，作為研磨劑而使用膠體氧 化矽，作為研磨粒而使用鑽石、氧化鉻，作為固定劑而使 用接著劑、躐等。較好的是，作為接著劑魏而使用選自 由熱熔系、丙烯酸系、及環氧系所組成之群中之至少一 物質。 裡 再者，研磨步驟（S3)中，亦可與CMp—併、或者代替 ⑽而進-步進行電場研磨法、化學研磨法、機械研磨法 145295.doc 201030858 等其他研磨。 、上之步驟S1〜S3，可準備具有主面且包含SiC之基 底基板。 使用第1酸性溶液清洗基底基板之主面（步驟 莖U :第1酸清洗步驟）。藉此，可將附著於主面之重金屬 等雜質除去。 @ ❷ ,‘、、、、酸性岭液，可使用例如混合有硫酸與過氧化氫 ^溶液。混合比率未特別限定，例如為硫酸：過氣化氯 第1酸性冷液之溫度未特別限定，例如為80。。。再 者，亦可省略第1酸清洗步驟（S11)。 、4水U基底基板之主面。藉此，可減少第i 酸性溶液之附著。再者，亦可省略該步驟。 而第:：：第1驗性溶液清洗基底基板之主面(步驟 洗步驟)。藉此，可將醒目之殘逢除去。 ”、、i驗性溶液，可使用混合有氨水與過氧化氫水之 =.... .限定，例如為水：氨：過氧化氫水 80。二，。:第1驗性溶液之溫度未特別限定，例如為 驗产洗：驟广洗時間例如為1分鐘以上且2小時以下。第1 中。月V S12)中，例如將基底基板浸漬於第1驗性溶液 其=，以純水清洗基底基板之主面。藉此，可減少第i 鹼性备液之附著。再者，亦可省略該步驟。 繼而，於使用第i鹼性溶 步驟⑻⑼之後，使用第2驗性進容^=之步驟（第1驗清洗 冷液清洗主面（步驟s丨3 :第 145295.doc -11 - 201030858 2鹼清洗步驟）。藉此，可將微細之殘渣或牢固地附著之殘 湩除去。 作為第2鹼性溶液，使用與第】鹼性溶液相同之溶液。再 者，第2鹼性溶液與第丨鹼性溶液亦可不同。又，清洗時間 例如為1分鐘以上且2小時以下。第2鹼清洗步驟（SU)中， 例如將基底基板浸潰於第2驗性溶液中。

較好的S，第2驗性溶液不為含有氫氧化卸之溶液。於 該情形時’可抑制氫氧化鉀中之㈣子殘留於清洗後之 S!C基板10。因此’若使用批基板1〇製作半導體元件則 可降低對半導體元件之動作之影響。 減少第2鹼 其次，以純水清洗基底基板之主面。藉此 性溶液之附著。再者，亦可省略該步驟。 繼而’使用第2酸性溶液清洗主面（步驟si4 步驟)。藉此，可進而將重金屬等雜質除去。

作為第2酸性溶液，可使關如水、鹽酸及過氧化氯水 :混t溶液。混合比率未特別限定，例如為水：鹽酸：過 ^風水—6 . 1 : 1。第2酸性溶液之溫度未特比別限定’ 例如為80°Γ 。五本 咕〜, 再者，第2酸性溶液既可與第1酸性溶液相 。装二可不同。又’亦可省略該第2酸清洗步驟（S14)。 m (純水，洗基底基板之主面。藉此，可減少第2 0^性/容液之附荖 町者再者’亦可省略該步驟。 步驟)Ί用第3酸性溶液清洗主面（步驟si5:第3酸清洗 之作為幻酸性溶液，可使用例如混合有石肖酸與鹽酸 水。混合比率未特別限定，例如為魏：鹽酸十 145295.doc -12- 201030858 藉此，可触刻主φ，因此可進一步減少雜質。再者’ ，可省略該第3酸清洗步驟（S15)。 其人以純水清洗基底基板之主面。藉此，減少第3酸 性溶液之附著。再者’亦可省略該步驟。 ，繼而，使用第4酸性溶液清洗主面（步驟S10 :第4酸清洗 步驟）。作為第4酸性溶液，例如可使用氟酸系。藉此，可 進步減少雜質。再者’亦可省略該第4酸清洗步驟 (S16) 〇 其人，使用有機溶劑清洗主面（步驟S17 ••有機清洗步 驟）。作為有機溶劑，例如可使用異丙醇。藉此，可減少 親油性之雜質。再者，亦可省略該有機清洗步驟（sI?)。 繼而，以純水清洗基底基板之主面。藉此，減少有機溶 劑之附著。再者，亦可省略該步驟。 藉由實施以上之步驟（S π〜s 17)，而可製造圖1所示之 Sic基板10。該Sic基板1〇之主面u上之殘渣例如為〇之個 以上且未滿200個，較好的是〇·2個以上且5〇個以下。於進 一步減少主面11之殘渣之情形時，進而實施以下步驟。 其次，於使用第2鹼性溶液進行清洗之步驟（S13)之後， 蝕刻主面11(步驟S18 :蝕刻步驟）^該蝕刻步驟（S18)中， 較好的是使用含有氫氣及氣化氫之至少一者之氣體進行蝕 刻，更好的是使用含有兩者之氣體進行蝕刻。該蝕刻步驟 (S18)可於例如 CVD(Chemical Vap〇r Dep〇siti〇n :化學氣相 沈積）裝置内進行。藉此，SiC基板1〇之主面u上之殘渣可 減少至例如0.2個以上且5個以下為止，較好的是可減少至 145295.doc •13- 201030858 0.2個以上且0.4個以下為止。 因此’本實施形態中之SiC基板1 〇可較佳地用於例如： 穿隧磁阻器件、巨磁阻器件等各種利用磁阻效應之功能元 件；發光二極體、雷射二極體等發光器件；整流器、雙極 電晶體、場效電晶體（FET，field-effect transistor)、自旋 FET、HEMT(High Electron Mobility Transistor ·•高電子遷 移率電晶體）等電子器件；溫度感測器、壓力感測器 '放 射線感測器、可見-紫外光檢測器等半導體感測器；及 SAW(surface acoustic wave，表面聲波）元件等。 (實施形態2) 本實施形態中之SiC基板與圖1所示之實施形態1之ye基 板10相同。 本實施形態中之SiC基板之製造方法包括基本上與實施 形態1中之Sic基板10的製造方法相同之步驟，但如圖4所 示’不同之處在於，於第1鹼清洗步驟（S12)與第2鹼清洗 步驟（S13)之間更包括第5酸清洗步驟（S19)。 第5酸清洗步驟（S 19)係使用第5酸性溶液清洗基底基板 之主面。第5酸性溶液使用與第2酸清洗步驟（S 13)中所使 用之第2酸性溶液相同之溶液。再者，第5酸性溶液與第2 酸性溶液亦可不同。 (實施形態3) 本實施形態中之SiC基板與圖1所示之實施形態1之Sic基 板10相同。 本實施形態中之Sic基板之製造方法包括基本上與實施 145295.doc 201030858 ^以中之SlC基板10的製造方法相同之步驟，但如圖5所 不同之處在於，更包括第3鹼清洗步驟（S2l)及有機清 洗步驟（S22)。 第3鹼清洗步驟（S21)係於使用第丨鹼性溶液進行清洗之 第1鹼清洗步驟（S12)之前，例如，使用含有氫氧化鉀之第 驗眭'合液進行清洗。第3鹼性溶液之pH值較好的是超過 10 ’更好的是超過13。 • 第3鹼清洗步驟（S21)中，例如將基底基板浸潰於第3鹼 眭’合液中。又，清洗時間例如為1分鐘以上且2小時以下。 有機清洗步驟（S22)係於第3鹼清洗步驟（S21)之後，使用 有機溶劑清洗主面。藉此，可減少含有氫氧化鉀之第3鹼 性溶液。 較好的是，於有機清洗步驟（S22)之後，更包括以純水 進行清洗之步驟。 (實施形態4) Φ 參照圖6，說明本實施形態中之磊晶晶圓20。本實施形 態中之蟲晶晶圓20包括實施形態^之以。基板1〇、及形成 於SiC基板1〇之主面u上之磊晶層21。 蟲晶層21例如為SiC層。磊晶層21既可為1層，亦可為複 數層。 繼而’參照圖6及圖7，對本實施形態中之磊晶晶圓2〇之 製造方法進行說明。 首先，如圖7所示’依照實施形態3之SiC基板之製造方 法而製造SiC基板。再者，SiC基板只要實施2次以上以驗 145295.doc -15- 201030858 性溶液清洗之步驟則無特別限定，亦可藉由圖3所示之實 施形態1、或圖4所示之實施形態2的SiC基板之製造方法而 製造。 、二如圖6及圖7所示，於SiC基板1〇之主面η上形成 猫阳層21(步驟S31 :磊晶層形成步驟）。磊晶層η之形成 、、 特別限疋’可藉由例如HVPE法、MBE法、OMVPE 法昇華法、CVD法等氣相成長法、及助溶劑法、高氮塵 溶液法等液相成長法等而形成。

藉由實施以上步驟S1〜S3、S11〜S22、S31，可製造圖6 所不Μ晶晶81 2〇。該蟲晶晶圓2G使用主面！ i上之殘渣為 個乂上且未滿200個之Sic基板1〇。於藉由氣相成長法 及液相成長法而形錢晶層21之情形時，可抑制該殘渣成 為異常成長之核心，因此可抑制缺陷之產生…於氣相 成長法之情形時’可抑制因殘渣而阻礙原料氣體及載氣之 流動。因此，促進原料氣體及載氣之流向之相反側的位置

的成長n可抑制因殘渣所致之淺凹坑 專缺陷之產生。 [實施例] 本實施例中，對批基板之主面上之殘潰為0.2個以上且 未滿200個之效果進行調查。 (本發明例1) 本發明例1之沉基板之製造方法基本上係、依照實施形態 1之SiC基板之製造方法。 具體而言’首先’準備具有主面且包含Sic之基底基板 145295.doc .16- 201030858 (S1-S3)。基底基板具有2英吋之大小。又，基底基板之主 面為（0001)面。 其次，作為第1酸清洗步驟（S11)，使用以硫酸：過氧化 氫水=5 : 1之混合比率混合之80°c之第1酸性溶液，清洗基 底基板之主面。繼而’以純水清洗基底基板之主面。 其次，作為第1驗清洗步驟（s 12)，而使用以水：氣：過 氧化氫水=5 : 1 : 1之比率混合之8〇t：之第1鹼性溶液，清 洗基底基板之主面。繼而，以純水清洗基底基板之主面。 其次’作為第2鹼清洗步驟（S13)，而使用與第1鹼性溶 液相同之溶液作為第2鹼性溶液，清洗基底基板之主面。 繼而’以純水清洗基底基板之主面。 其次’作為第2酸清洗步驟（s 14) ’使用以水：鹽酸：過 氧化氫水=6 : 1 : 1之混合比率混合之8(rc之第2酸性溶 液，清洗基底基板之主面。繼而，以純水清洗基底基板之 主面。 其次’作為第3酸清洗步驟（s 15)，使用以硝酸：鹽酸 =3 : 1之混合比率混合之王水，清洗基底基板之主面。繼 而’以純水清洗基底基板之主面。 其次’作為第4酸清洗步驟（S16)，使用氟酸、或硝氟 酸，清洗基底基板之主面。繼而，以純水清洗基底基板之 主面。 其次’作為有機清洗步驟（s丨7)，而使用異丙醇清洗基 底基板之主面。繼而，以純水清洗基底基板之主面。 其次’作為钱刻步驟（S18)，於氫氣中蝕刻基底基板之 145295.doc -17· 201030858 主面。 藉由實施以上之步驟S 1 -S3及S11〜S18，而製造本發明例 1之SiC基板。再者，製造10片本發明例1之SiC基板。 (本發明例2) 本發明例2之SiC基板之製造方法基本上係依照實施形態 3之SiC基板之製造方法。即，本發明例2之SiC基板之製造 方法中’使用鹼性溶液清洗基底基板之步驟為3次。 具體而言，首先，作為第3鹼清洗步驟（S21)，而使用pH 值超過13之氫氧化鉀溶液，清洗基底基板之主面。 其次，作為有機清洗步驟（S22)，而使用異丙醇清洗基 底基板之主面。繼而，以純水清洗基底基板之主面。 其次，與本發明例1相同，實施S11〜S18。藉由實施以上 之步驟S1〜S3、S11〜S18、S21、S22，而製造本發明例2之 SiC基板。再者，製造10片本發明例2之Sic基板。 (本發明例3) 本發明例3之SiC基板之製造方法包括基本上與本發明例 2之SiC基板的製造方法相同之步驟，但於包括第2鹼清洗 步驟（S13)之方面不同。即’本發明例3之SiC基板之製造 方法中，使用鹼性溶液清洗基底基板之步驟為2次。再 者，製造10片本發明例3之SiC基板。 (比較例1) 比較例1之SiC基板之製造方法包括基本上與本發明例！ 之SiC基板之製造方法相同之步驟，但於包括第2鹼清洗步 驟（S13)之方面不同。即，比較例1之sic基板之製造方法 145295.doc •18- 201030858 中，使用鹼性溶液清洗基底基板之步驟為1次。再者，製 造10片比較例1之Sic基板。 (測定方法）

對於本發明例1〜3及比較例1，於使用鹼性溶液進行清洗 之後，測定主面之殘渣。將其結果記載於下述表1中。殘 渣之測定係對SiC基板之主面，以50 μιη見方之視野，使用 AFM測定5個點時之平均值。5個點為圖1(B)所示之以下區 域。首先’於自主面之中心起算1 cm見方之範圍内取1個 點。又，於以夾著中心而向<11_2〇>方向自中心離開半徑 之70%之長度為止之各位置為中心之、直徑的1/2 見方 之範圍取2個點。又，於以夾著中心而向 <丨丨〇〇>方向自中 心離開半程之7〇%之長度為止之各位置為中心之直徑的 1/2 cm見方之範圍取2個點。所測定之殘渣具有〇 〇1 nm以 上且1 0 μιη以下之直徑。 又，於钱刻步驟（S18)後之SiC基板 法而形成SiC層作為磊晶層。對於該磊晶層之主面以 AFM測定淺凹坑之數量…淺凹坑之測定係於5()叫見方之 、野使用AFM測d點時之平均值。5個點之測定點與 測定殘渣時之測定位置相同。於該情形時，例如，如圖9 所不’觀察到淺凹坑。將淺凹坑數量之結果示於下述表ι 中。再者，表丨中，所謂〇係表示未產生淺凹坑。 145295.doc -19- 201030858 [表l] 本發明例1 本發明例2 本發明例3 比較例1 第3鹼清洗步驟(S21)前 一 1000000 1000000 _ 第3鹼清洗步驟(S21)後 - 1000 1000 _ 第1鹼清洗步驟(S12)前 1000000 1000 1000 1000000 第1鹼清洗步驟(S12)後 200〜300 10〜199 10-199 200-300 第2鹼清洗步驟(S13)後 60〜150 5〜50 一 _ 蝕刻步驟(S18) 5以下 0.2 0.4 50 淺凹坑 0.5 0 0 5 (測定結果） 如表1所示，以鹼性溶液清洗2次以上之本發明例1〜3 中，蝕刻步驟（S 1 8)前之主面之殘渣為5個以上且199個以 下。另一方面，以驗性溶液清洗僅1次之比較例1中，姓刻 步驟（S18)前之主面之殘渣為200〜300個。 又，以驗性溶液清洗2次以上之本發明例1〜3中，姓刻步 驟（S 18)後之主面之殘渣為0.2個以上且5個以下。另一方 面，以驗性溶液僅清洗1次之比較例1中，#刻步驟（S 1 8) 後之主面之殘渣為50個。 因此，本發明例1〜3之SiC基板上所形成之磊晶層未產生 淺凹坑，或者即便產生淺凹坑亦為0.5個以下。另一方 面，比較例1之SiC基板上所形成之蟲晶層產生5個淺凹 坑。 根據以上情況可知，藉由以鹼性溶液清洗2次以上，可 將主面之殘渣減少至0.2個以上且未滿200個為止，進而若 進行蝕刻則會減少至0.2個以上且50個以下為止。可知若 為該範圍之殘渣數量，則於該主面上形成磊晶層時，可抑 145295.doc -20- 201030858 制因該殘渣所致缺陷之形成。本發明者發現該結果係緣於 以下之理由。 如圖10所不’若於SiC基板10之主面11上存在有殘渣 15’則如圖11所示’於藉由氣相成長法而於該主面η上形 成磊晶層21時，殘渣15阻礙原料、載氣等氣體〇之流動。 因此，在相對於氣體G之流向及殘渣15而位於相反侧之主 面11上蟲晶成長緩慢。因此，產生因Sic基板1〇之主面^ 之殘渣所致之缺陷。 根據以上所述可知，藉由使蝕刻步驟（s丨8)前之主面之 殘渣為0.2個以上且未滿2〇〇個，且使蝕刻步驟（s丨8)後之主 面之殘渣為0.2個以上且5個以下，而於在Sic基板之主面 上形成遙晶層時，可抑制因殘渣所致缺陷形成於磊晶層 上。因此’可知能夠抑制對在該磊晶層上形成電極而製作 之半導體元件之動作的影響。即，可知藉由將形成磊晶層 前之SiC基板之主面上之殘渣數量控制於上述範圍内，而 可穩定地減少磊晶層内所產生之缺陷。 尤其’於第1鹼清洗步驟（S12)之前，實施使用含有氫氧 化钟之第3驗性溶液進行清洗之第3驗清洗步驟（S21)的本 發明例2及3中，可減少第2鹼清洗步驟（S13)後之殘渣，且 可大幅減少蝕刻步驟（S18)後之殘渣之數量。因此，Sic基 板上所形成之蟲晶層未產生淺凹坑。因此，可知藉由實施 第3鹼清洗步驟（S21)，而可有效地減少殘渣之數量。 如上所述般對本發明之實施形態及實施例進行了說明， 但當初亦預想到將各實施形態及實施例之特徵加以適當組 145295.doc -21 - 201030858 合。又，當認為此次所揭示之實施形態及實施例之所有方 面為例示而非限制者。本發明之範圍並不由上述實施形態 表示而由申請專利範圍來表示，且包含與申請專利範圍均 等之意思及範圍内之所有變更。 【圖式簡單說明】 圖1概略性地表示本發明之實施形態1中之Sic基板，圖 1(A)為剖面圖，圖丨⑺）為平面圖； 圖2係表示以AFM觀察本發明之實施形態1中之sic基板 之主面時之殘渣的圖； 圖3係表示本發明之實施形態1中之Si(：基板之製造方法 的流程圖； 圖4係表示本發明之實施形態2中之Sic基板之製造方法 的流程圖； 圖5係表示本發明之實施形態3中之SiC基板之製造方法 的流程圖； 圖6係概略性地表示本發明之實施形態4中之磊晶晶圓之 剖面圖； 圖7係表示本發明之實施形態4中之磊晶晶圓之製造方法 的流程圖； 圖8係表不比較例1中之SiC基板之製造方法之流程圖； 圖9根* — 表不以AFM觀察使用比較例1中之SiC基板而形成 之^*曰曰層時之磊晶層中所產生的淺凹坑之圖； 圖10係模式性地表示具有殘渣之SiC基板之主面之剖面 圖；及 145295.doc 201030858 圖11係模式性地表示於具有殘渣之SiC基板上形成磊晶 層之狀態之剖面圖。 【主要元件符號說明】 10 SiC基板 11 主面 15 殘渣 20 遙晶晶圓 21 蠢晶層 G 氣體 Rl、R2 直徑 ❿ 145295.doc -23-

Claims (1)

1. 201030858 七、申請專利範圍： 1 · 一種碳化石夕基板（10)，其包括如下步驟： 準備具有主面（11)、且包含碳化妙之基底基板； 使用第1驗性溶液清洗上述主面（1!);及 於使用上述第1鹼性溶液進行清洗之步驟之後，使用 第2鹼性溶液清洗上述主面（11);且 該碳化矽基板（10)具有上述主面（1υ , 上述主面（11)之殘渣為0.2個以上且未滿2〇0個。 籲 2·如請求項1之碳化石夕基板（10)，其中上述主面（11)之殘渣 為0.2個以上且50個以下。 3.如請求項1之碳化矽基板（1〇)，其中上述殘渣包含選自由 膠體氧化矽、氧化鉻、鑽石、接著劑、及蠟所組成之群 中之至少一種物質。 4·如請求項3之碳化矽基板（1〇)，其中上述接著劑或上述蠟 包含選自由熱熔系、丙烯酸系、及環氧系所組成之群中 • 之至少一種物質。 5·如清求項1之碳化矽基板（10)，其中上述殘渣具有0 01 nm以上且1 〇 μιη以下之直徑。 6. —種碳化>5夕基板（1〇)，其包括如下步驟： 準備具有主面（11)、且包含碳化矽之基底基板； 使用第1鹼性溶液清洗上述主面（11); 於使用上述第1鹼性溶液進行清洗之步驟之後，使用 第2鹼性溶液清洗上述主面（丨丨）；及 於使用上述第2鹼性溶液進行清洗之步驟之後，蝕刻 145295.doc 201030858 上述主面（11);且 該碳化矽基板（10)具有上述主面（11)， 上述主面（11)之殘造為0.2個以上且5個以下。 7. 如請求項6之碳化石夕基板（10)，其中上述主面（η)之殘淺 為0.2個以上且0.4個以下。 8. 如請求項6之碳化矽基板（1〇)，其中上述殘渣包含選自由 膠體氧化矽、氧化鉻、鑽石、接著劑、及蠟所組成之群 中之至少一種物質。 9. 如請求項8之碳化矽基板（1〇)，其中上述接著劑或上述壤 包含選自由熱熔系、丙烯酸系、及環氧系所組成之群中 之至少一種物質。 10. 如請求項6之碳化矽基板（10)，其中上述殘渣具有〇〇1 nm以上且1 〇 μπι以下之直徑。 11_ 一種遙晶晶圓（20)，其包括： 如請求項1之碳化矽基板（10);及 屋晶層（21)’其形成於上述碳化矽基板（1〇)之上述主 面（11)上。 12. —種碳化矽基板（1〇)之製造方法，其包括如下步驟： 準備具有主面（11)、且包含碳化矽之基底基板； 使用第1鹼性溶液清洗上述主面（η);及 於使用上述第1鹼性溶液進行清洗之步驟之後使用 第2驗性溶液清洗上述主面（丨丨）。 13. 如請求項12之碳化矽基板（1〇)之製造方法，其中於使用 上述第1鹼性溶液進行清洗之步驟之前，更包括使用含 145295.doc -2- 201030858 有氫氧化鉀之第3鹼性溶液清洗上述主面（11)之步驟。 14.如請求項12之碳化矽基板（1〇)之製造方法，其中更包括 使用酸性溶液清洗上述主面（11)之步驟。 15_如請求項12之碳化矽基板（1 〇)之製造方法，其中於使用 上述第2驗性溶液進行清洗之步驟之後，更包括姓刻上 述主面（11)之步驟。 16.如請求項15之碳化矽基板（10)之製造方法，其中上述餘 刻步驟係使用含有氫氣及氣化氫之至少一者之氣體進 行0 145295.doc