TW201907035A - 碳化矽晶圓的製造方法、磊晶晶圓的製造方法及磊晶晶圓 - Google Patents

碳化矽晶圓的製造方法、磊晶晶圓的製造方法及磊晶晶圓 Download PDF

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Abstract

本發明之碳化矽晶圓(40)的製造方法，係對形成磊晶層(41)之前的碳化矽晶圓(40)進行包含以下之外周面損傷去除步驟的處理。於外周面損傷去除步驟中，將形成磊晶層(41)的面作為主面，其相反側的面作為背面，且將連接主面與背面的面作為外周面時，藉由在Si蒸氣壓力下加熱碳化矽晶圓(40)的至少外周面，以去除該外周面的加工損傷。

Description

碳化矽晶圓的製造方法、磊晶晶圓的製造方法及磊晶晶圓
本發明主要關於一種去除外周面之加工損傷的碳化矽晶圓的製造方法。
於碳化矽晶圓的製造步驟中，自晶碇製作碳化矽晶圓之後，為了防止該碳化矽晶圓的角部的缺損等，於外周面形成有倒角。該倒角係藉由使用砂輪等的機械加工而形成。但是，藉由該機械加工，會於碳化矽晶圓的外周面形成加工損傷(加工變形、缺損、裂痕等)。
專利文獻1揭示一種藉由於形成倒角之後的碳化矽晶圓的外周面進一步進行粗研及精研以去除外周面的加工損傷之技術。於外周面存在加工損傷之情況下，加工損傷有可能作為缺陷而藉由階梯流動成長(step-flow growth)被傳播至磊晶層。因此，藉由去除外周面的加工損傷，可形成缺陷少的磊晶層。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2016-32002號公報
(發明所欲解決的問題)
然而，專利文獻1中進行的粗研及精研，因與倒角加工相同而為機械加工，因此有可能不能充分地去除碳化矽晶圓之外周面的加工損傷。而且，藉由進行粗研及精研，還有可能產生新的加工損傷。
本發明係鑑於以上的情狀而完成者，其主要目的在於提供一種能充分地去除碳化矽晶圓之外周面的加工損傷之碳化矽晶圓的製造方法。 (解決問題的技術手段及功效)
本發明所欲解決的問題，誠如上述，以下對用以解決該問題的手段及其功效進行說明。
根據本發明的第1觀點，提供一種碳化矽晶圓的製造方法，係針對形成磊晶層之前的碳化矽晶圓者，且包含有以下之外周面損傷去除步驟。於上述外周面損傷去除步驟中，將形成上述磊晶層的面作為主面，其相反側的面作為背面，且將連接主面與背面的面作為外周面時，藉由在Si蒸氣壓力下加熱上述碳化矽晶圓的至少外周面，以去除該外周面的加工損傷。
藉此，由於藉由外周面損傷去除步驟充分地去除碳化矽晶圓之外周面的加工損傷，因此能大幅減少起因於加工損傷的磊晶層的缺陷。尤其是，由於Si蒸氣壓力蝕刻不是機械加工而是熱化學式的蝕刻，因此不會變成加工損傷的原因。因此，與機械研磨不同，不會形成新的加工損傷而可去除現有的加工損傷。
於上述碳化矽晶圓的製造方法中，較佳為，對進行了外周面加工步驟的上述碳化矽晶圓進行上述外周面損傷去除步驟，上述外周面加工步驟，係藉由對上述碳化矽晶圓之外周面進行機械加工而進行倒角的步驟。
藉此，可於普通的碳化矽晶圓的製造步驟中組入本發明。
於上述碳化矽晶圓的製造方法中，較佳為如下。即，對未進行外周面加工步驟的上述碳化矽晶圓進行上述外周面損傷去除步驟，上述外周面加工步驟，係藉由對上述碳化矽晶圓之外周面進行機械加工而進行倒角的步驟。於上述外周面損傷去除步驟中，除了去除外周面的加工損傷，還進行上述碳化矽晶圓之外周面的倒角。
藉此，可省略機械加工的外周面加工步驟，因而能減少製造步驟的步驟數。
於上述碳化矽晶圓的製造方法中，較佳為，對進行了厚度調整步驟的上述碳化矽晶圓進行上述外周面損傷去除步驟，上述厚度調整步驟，係藉由進行機械加工將上述碳化矽晶圓的主面及背面的至少一面去除，以調整上述碳化矽晶圓的厚度的步驟。
於Si蒸氣壓力蝕刻的外周面損傷去除步驟中，因與機械研磨不同，不易在處理時產生碳化矽晶圓的破裂，因此即使於厚度調整步驟之後，仍可進行外周面損傷去除步驟。
於上述碳化矽晶圓的製造方法中，較佳為，對藉由上述厚度調整步驟將厚度調整成為小於等於100μm的上述碳化矽晶圓，進行上述外周面損傷去除步驟。
藉此，即使對於特別容易產生破裂的厚度小於等於100μm的碳化矽晶圓，仍可不產生破裂或缺損等而進行外周面損傷去除步驟。
於上述碳化矽晶圓的製造方法中，較佳為如下。即，對進行了第1厚度調整步驟的上述碳化矽晶圓進行上述外周面損傷去除步驟，上述第1厚度調整步驟，係藉由進行機械加工將上述碳化矽晶圓的主面及背面的至少一面去除，以調整上述碳化矽晶圓的厚度的步驟。於上述外周面損傷去除步驟中，除了去除外周面的加工損傷，更對上述碳化矽晶圓的厚度進行調整。
藉此，可縮短機械加工的厚度調整步驟。此外，可防止厚度調整步驟時的碳化矽晶圓的破裂。
於上述碳化矽晶圓的製造方法中，較佳為如下。即，對未進行外周面加工步驟、並且未進行厚度調整步驟的上述碳化矽晶圓進行上述外周面損傷去除步驟，上述外周面加工步驟，係藉由對上述碳化矽晶圓之外周面進行機械加工而進行倒角的步驟，並且，上述厚度調整步驟，係藉由進行機械加工將上述碳化矽晶圓的主面及背面的至少一面去除，以調整上述碳化矽晶圓的厚度的步驟。於上述外周面損傷去除步驟中，除了去除外周面的加工損傷，還進行上述碳化矽晶圓之外周面的倒角、及上述碳化矽晶圓的厚度調整。
藉此，由於可省略機械加工的外周面加工驟及厚度調整步驟，因而能減少製造步驟的步驟數。
根據本發明的第2觀點，提供一種磊晶晶圓的製造方法，其對使用上述碳化矽晶圓的製造方法製造的碳化矽晶圓進行形成上述磊晶層的磊晶層形成步驟。
藉此，可製造形成有缺陷少的磊晶層的磊晶晶圓。
根據本發明的第3觀點，提供一種以下構成的磊晶晶圓。即，該磊晶晶圓係具備：碳化矽晶圓；及磊晶層，其形成於上述碳化矽晶圓。上述磊晶層在位於階梯流動成長之上游側的定向平面上自該階梯流動成長之上游側的端部朝磊晶晶圓的中央側擴張大於等於100μm的缺陷，為1.5個/mm以下。
藉此，由於自位於階梯流動成長之上游側的端部擴張的缺陷少，因此可提高良率，並且可防止磊晶晶圓的破裂或缺損等。
於上述磊晶晶圓中，較佳為，上述碳化矽晶圓的厚度小於等於100μm。
藉此，可實現缺陷少且厚度薄的磊晶晶圓。
其次，參照圖式對本發明的實施形態進行說明。首先，參照圖1，對本實施形態的加熱處理中使用的高溫真空爐10進行說明。
如圖1所示，高溫真空爐10具備主加熱室21、及預備加熱室22。主加熱室21可將至少表面由單晶4H-SiC等構成的碳化矽晶圓40(單晶碳化矽基板)加熱為1000℃以上且2300℃以下的溫度。預備加熱室22係於主加熱室21進行加熱之前用以對碳化矽晶圓40進行預備加熱的空間。
於主加熱室21連接有真空形成用閥23、惰性氣體注入用閥24及真空計25。真空形成用閥23可調整主加熱室21的真空度。惰性氣體注入用閥24，可調整主加熱室21內的惰性氣體(缺乏與固態的SiC之反應性的氣體、例如Ar氣體等稀有氣體)的壓力。真空計25可測量主加熱室21內的真空度。
於主加熱室21的內部具備加熱器26。此外，於主加熱室21的側壁及天花板上固定有省略圖示的熱反射金屬板，且此熱反射金屬板係以使加熱器26的熱朝向主加熱室21的中央部反射的方式構成。藉此，可強力且均勻地加熱碳化矽晶圓40，使其升溫至1000℃以上且2300℃以下的溫度。再者，作為加熱器26，例如可使用電阻加熱式的加熱器或高頻感應加熱式的加熱器。
高溫真空爐10，係對被收容於坩堝(收容容器)30內的碳化矽晶圓40進行加熱。坩堝30係被載置於適宜的支撐台等上，且被構成為藉由此支撐台移動而至少能自預備加熱室移動至主加熱室。坩堝30具備能相互嵌合的上容器31及下容器32。坩堝30的下容器32，係能以使碳化矽晶圓40的主面及背面兩者露出的方式支撐該碳化矽晶圓40。
坩堝30係於收容有碳化矽晶圓40的內部空間的構成壁面(上面、側面、底面)的部分，自外部側起朝內部空間側依序由鉭層(Ta)、碳化鉭層(TaC及Ta2 C)、及鉭矽化物層(TaSi2 或Ta5 Si3 等)構成。
此鉭矽化物層，係藉由進行加熱而朝內部空間供給Si。此外，坩堝30內含有鉭層及碳化鉭層，因此可取入周圍的C蒸氣。藉此，可於加熱時將內部空間內設定為高純度的Si氣體環境。再者，作為Si源，也可取代鉭矽化物層，而使用固態的Si等。於此情況下，藉由加熱時固態的Si升華，能將內部空間內設定為高純度的Si蒸氣壓力。
於加熱碳化矽晶圓40時，首先如圖1的點劃線所示將坩堝30配置於高溫真空爐10的預備加熱室22，以適宜的溫度(例如約800℃)進行預備加熱。其次，使坩堝30朝被預先升溫至設定溫度(例如，約1800℃)的主加熱室21移動。然後，一面調整壓力等一面加熱碳化矽晶圓40。再者，也可省略預備加熱。
其次，對自晶碇4製造磊晶形成用的碳化矽晶圓40的步驟進行說明。首先，參照圖2對先前的製造步驟進行說明。
晶碇4係藉由公知的昇華法或溶液生長法等而被製作的單晶SiC的晶塊。晶碇的外周面係被研磨至所要求的英吋數。藉由該研磨，會於晶碇的外周面形成加工損傷。
碳化矽晶圓40係自該晶碇4製作而成。具體而言，藉由鑽石線等切割手段以既定的間隔切割晶碇4，製作複數片碳化矽晶圓40(晶圓製作步驟)。再者，也可以其他的方法自晶碇4製作碳化矽晶圓40。例如，也可藉由雷射照射等而於晶碇4設置損傷層之後，作成晶圓形狀取出。此外，可藉由使自晶碇等獲得的單晶碳化矽基板與多晶碳化矽基板貼合之後，根據需要進行剝離等的處理，而製作至少表面為單晶碳化矽的碳化矽晶圓40。
此外，自晶碇4製作碳化矽晶圓40時，藉由調整進行晶碇4之切割等的角度，於碳化矽晶圓40形成既定的偏移角。藉此，碳化矽晶圓40變得具有例如相對於＜11-20＞方向或＜1-100＞方向的偏移角。
如圖2所示，碳化矽晶圓40具有主面、背面及外周面。主面係於後步驟中形成有磊晶層的面，若以結晶面表示，則為(0001)面或(000-1)面(即，Si面或C面)，且是碳化矽晶圓40之表面中的面積最大的2面(本實施形態中為大致圓形的面)中的一面。背面係面積最大的2面中的另一面，且是主面相反側的面。外周面係連接主面與背面的面，且是大致圓板狀的碳化矽晶圓40之側面(於圓板的軸向觀察時構成圓的輪廓及其近旁的面)。
繼晶圓製作步驟之後，藉由機械加工對碳化矽晶圓40的外周面進行倒角(外周面加工步驟)。如圖2所示，該倒角既可為於外周面形成既定的圓弧的圓倒角，也可為以既定的角度傾斜地切割而成的倒角。藉由進行該機械加工的倒角，會於碳化矽晶圓40的外周面形成加工損傷。
接著，藉由鑽石磨輪等對碳化矽晶圓40之主面及背面的至少一面進行機械研磨等機械加工(厚度調整步驟)。厚度調整步驟係為了將碳化矽晶圓40形成為期待的厚度而進行的步驟。
接著，對碳化矽晶圓40的主面進行形成磊晶層41的磊晶層形成步驟。於磊晶層形成步驟中，將碳化矽晶圓40設定於承載盤上，且將承載盤收容於加熱容器內進行化學蒸鍍法(CVD法)。然後，藉由在高溫環境下導入原料氣體等，於碳化矽晶圓40上形成由單晶SiC構成的磊晶層41。再者，磊晶層41的形成，也可以不同的方法進行。例如，也可採用溶液生長法或接近昇華法等來形成磊晶層41。此外，將形成有磊晶層41的碳化矽晶圓40稱為磊晶晶圓42。
如上述，於先前例的碳化矽晶圓40上，藉由晶碇的外徑圓筒研磨及外周面加工步驟等會於外周面形成加工損傷，而磊晶層形成步驟係於此狀態下進行。在此，如圖3所示，因在碳化矽晶圓40上形成有偏移角，因而碳化矽晶圓40具有階梯構造。並且，於磊晶層形成步驟中，進行有以該階梯部分延伸的方式成長的階梯流動成長。藉由階梯流動成長，存在於外周面的加工損傷(加工變形、缺損、裂痕等)會作為缺陷(堆積缺陷、晶界、異質多形及差排等)而傳播，進而於磊晶層41(具體而言，在成長方向的起點側的端部近旁)產生缺陷。
鑑於此種之情狀，本實施形態中，可製造使起因於加工損傷的磊晶層41之缺陷減少的磊晶晶圓42。以下，參照圖4，對本實施形態的磊晶晶圓42的製造方法進行說明。圖4為顯示第1實施形態的磊晶晶圓42之製造步驟的示意圖。
於本實施形態的製造方法中，首先進行晶圓製作步驟、外周面加工步驟及厚度調整步驟。因其等步驟係與先前例相同，故而省略說明。因此，於進行了厚度調整步驟之後的碳化矽晶圓40之外周面上存在有加工損傷。
其次，於本實施形態中，藉由Si蒸氣壓力蝕刻進行外周面損傷去除步驟。以下，對Si蒸氣壓力蝕刻進行說明。Si蒸氣壓力蝕刻，係將碳化矽晶圓40收容於坩堝30內，且於上述Si源存在於坩堝30內的狀態下(且於不積極地供給Si及惰性氣體以外的元素的狀態下)，於1500℃以上且2200℃以下、較佳為1600℃以上且2000℃以下的溫度範圍內使用高溫真空爐10進行加熱。藉此，坩堝30內處於高純度的Si蒸氣壓力下，且於此狀態下對碳化矽晶圓40進行加熱。藉此，對碳化矽晶圓40的外周面之表面進行蝕刻，同時使該表面逐漸變得平坦。於該Si蒸氣壓力蝕刻之時，進行有以下所示的反應。簡單地說明如下，藉由在Si蒸氣壓力下加熱碳化矽晶圓40，碳化矽晶圓40的SiC進行熱分解並因與Si的化學反應而成為Si2 C或SiC2 等進行昇華，同時Si氣體環境下的Si，在碳化矽晶圓40的外周面表面與C結合後產生自組織化進而被平坦處理。 　　(1) SiC(s)→Si(v)I+ C(s)I 　　(2)2SiC(s)→Si(v)II + SiC2 (v) 　　(3) SiC(s)+ Si(v)I+II →Si2 C(v)
Si蒸氣壓力蝕刻，由於不是機械加工而是熱化學式的蝕刻，因而不會成為加工損傷的原因。因此，與機械研磨不同，不會形成新的加工損傷而可去除現有的加工損傷。具體而言，於如專利文獻1等進行機械研磨而去除加工損傷的情況下，因砂輪或砂粒等觸壓於外周面，因此有可能於外周面的內部產生新的加工變形等。這點於Si蒸氣壓力蝕刻中，則不會產生新的加工變形等而可去除加工損傷。其中，藉由進行機械加工的厚度調整步驟，也會於碳化矽晶圓40的主面及背面形成加工損傷。在這一點上，Si蒸氣壓力蝕刻可同時蝕刻複數個面。因此，藉由Si蒸氣壓力蝕刻，不僅僅對外周面，同時還可去除形成於主面及背面(或僅主面)上的加工損傷。
然後，對去除外周面的加工損傷後的碳化矽晶圓40之主面進行形成磊晶層41的磊晶層形成步驟。磊晶層形成步驟，係與先前例相同，故而省略說明。其中，於本實施形態中，由於藉由外周面損傷去除步驟充分地去除碳化矽晶圓40之外周面的加工損傷，因此能大幅地減少起因於加工損傷的磊晶層41的缺陷。尤其是，因為藉由Si蒸氣壓力蝕刻進行外周面損傷去除步驟，因而與進行機械研磨的情況比較，也可減少起因於加工損傷的磊晶層41的缺陷。再者，於僅僅是為了減少磊晶層41的缺陷的目的之情況下，只要去除階梯流動成長方向的起點側之外周面的加工損傷即可。但是，於本實施形態中，為了防止在操作時起因於裂痕等的碳化矽晶圓40之破裂等，而對外周面全體去除加工損傷。
圖5係於以下的實驗中獲得的顯微鏡照片，該實驗係為了確認藉由進行Si蒸氣壓力蝕刻的外周面損傷去除步驟以減少磊晶層41的缺陷的情況而進行的一項實驗。該實驗中，於3種類的碳化矽晶圓40上形成厚度約10μm的磊晶層41，且自上方(厚度方向上)以顯微鏡觀察磊晶層41的端部(詳細為與＜1-100＞方向大致平行的定向平面)。因為於該實驗中使用的磊晶晶圓上形成有相對於＜11-20＞方向傾斜的偏移角，因而與＜1-100＞方向大致平行的定向平面，相當於位於階梯流動成長之上游側的端部。於如圖5(a)所示的部位顯示形成於碳化矽晶圓40的磊晶層41的觀察結果，其中，該碳化矽晶圓40係進行了與圖2的先前例相同之處理。於如圖5(b)所示的部位顯示形成於碳化矽晶圓40的磊晶層41的觀察結果，其中，該碳化矽晶圓40係進行了與本實施形態相同之處理。於如圖5(c)所示的部位顯示形成於碳化矽晶圓40的磊晶層41的觀察結果，其中，該碳化矽晶圓40係進行了自本實施形態中除去藉由機械加工進行的外周面加工步驟以外之處理(即、與後述的第2實施形態相同的處理)。
於未進行利用Si蒸氣壓力蝕刻的外周面損傷去除步驟之圖5(a)中，可以確認在磊晶層41上存在有多個缺陷(朝圖的左右方向延伸之線狀的部分)。與此相對，於進行了利用Si蒸氣壓力蝕刻的外周面損傷去除步驟之圖5(b)及(c)中，幾乎不能確認磊晶層41的缺陷。如該實驗所示，藉由進行利用Si蒸氣壓力蝕刻的外周面損傷去除步驟，可大幅減少磊晶層41之端部的缺陷。
以下，對評價磊晶層41之端部的缺陷數的產生狀況的評價方法進行說明。利用該評價方法計測之對象的缺陷，係產生於磊晶晶圓的磊晶層的表面，且自位於階梯流動成長的上游側的端部朝晶圓中央側(詳細而言，朝俯視時與定向平面垂直的方向即＜11-20方向＞)擴張了大於等於100μm的缺陷。此外，該缺陷的計測，係對沿與＜1-100＞方向大致平行之定向平面的方向的長度大於等於2.5mm的區域所進行。進行以上的計測，計算出沿定向平面之方向的約1mm長度上存在的上述缺陷的個數。
於圖5(a)至(c)中，沿定向平面之方向的長度係2.67mm。此外，於各磊晶晶圓中，可以確認在圖5(a)中上述缺陷為11個，圖5(b)中上述缺陷為1個，圖5(c)中上述缺陷為4個。因此，藉由以2.67mm除各缺陷的個數，於各磊晶晶圓上，圖5(a)中為4.12個/mm，圖5(b)中為0.37個/mm，圖5(c)中為1.50個/mm。如此，藉由進行利用Si蒸氣壓力蝕刻的外周面損傷去除步驟，可減少自位於階梯流動成長之上游側的端部擴張的缺陷數(具體為1.50個/mm以下)。
此外，定向平面因加工方法與其他外周部不同而有可能產生更大的加工損傷。具體而言，對晶碇進行外徑圓筒研磨之後，藉由再進行將外形的一部分加工為平面的機械加工而形成定向平面。雖然，將該外形的一部分作成平面之加工，當然必須進行，但於不形成定向平面的部位不進行該加工。如此，由於對定向平面進行較其他的部分更多的機械加工，因此有可能產生大的加工損傷。
在此，於專利文獻1中，記載有形成磊晶層之前的碳化矽晶圓的定向平面(索引平面部)之缺陷的狀況。然而，於專利文獻1中，僅對形成磊晶層之後，定向平面的圓弧外周上部及圓弧外周下部之缺陷的狀況有所記載，並未記載形成磊晶層之後的定向平面之缺陷的狀況。這點如已於上述實驗中所確認，藉由進行本實施形態的利用Si蒸氣壓力蝕刻的外周面加工步驟，可大幅減輕形成於定向平面的加工損傷。
此外，於上述實驗中，係使用形成有相對於＜11-20＞方向傾斜之偏移角的碳化矽晶圓，但例如即使於使用形成有相對於＜1-100＞方向傾斜的偏移角的碳化矽晶圓之情況，也可發揮同樣的功效。該情況下，形成有與＜11-20方向＞大致平行的定向平面的部分，係相當於階梯流動成長的上游側的端部。再者，本技術對於未在階梯流動成長之上游側的端部形成有定向平面的構成的碳化矽晶圓，也可發揮同樣的功效。
其中，於碳化矽晶圓40的外周面存在加工損傷的情況下，缺陷會隨著磊晶層41的生長而傳播。因此，隨著磊晶層41之厚度變大，起因於加工損傷的缺陷會擴散於磊晶層41的較寬範圍。因此，於先前例之製造方法中，於製作磊晶層41之厚度厚的磊晶晶圓42之情況下，其良率變差。這點於本實施形態中，即使為磊晶層41的厚度厚的情況(例如大於等於30μm，較佳為大於等於100μm)，仍可製作缺陷少的磊晶晶圓42。
此外，起因於外周面的加工損傷的缺陷所傳播的方向，係依偏移角而定。因此，隨著偏移角變小，起因於加工損傷的缺陷會擴散於磊晶層41的較寬範圍。因此，於先前例之製造方法中，於製作偏移角小的磊晶晶圓42的情況下，其良率變差。這點於本實施形態中，即使為偏移角小的情況(例如小於等於2°，較佳為小於等於1°)，仍可製作缺陷少的磊晶晶圓42。
其次，參照圖6對第2實施形態進行說明。圖6為顯示第2實施形態的磊晶晶圓42之製造步驟的示意圖。再者，於以後的說明中，對與前述實施形態相同或類似的構件，有時會於圖式上賦予相同的符號並省略說明。
於第1實施形態中，係對進行了機械加工的外周面加工步驟之後的碳化矽晶圓40進行外周面損傷去除步驟，但於第2實施形態中省略了利用機械加工的外周面加工步驟。因此，於第2實施形態中，對未進行機械加工的外周面加工步驟的碳化矽晶圓40進行外周面損傷去除步驟。
其中，藉由進行利用Si蒸氣壓力蝕刻的外周面損傷去除步驟而對碳化矽晶圓40的外周面進行蝕刻，不僅可去除碳化矽晶圓40之外周面的加工損傷，而且可於碳化矽晶圓40的外周面形成圓倒角。因此，不用進行機械加工的外周面加工步驟(即可同時減少步驟數)，仍可於碳化矽晶圓40的外周面形成倒角。換言之，可藉由Si蒸氣壓力蝕刻同時進行外周面加工步驟與外周面損傷去除步驟。
在此，如第2實施形態，於厚度調整步驟之後藉由機械加工形成倒角的情況下，當碳化矽晶圓40的厚度薄時(例如厚度小於等於100μm時)，碳化矽晶圓40有可能因該機械加工而破裂。這點藉由採用Si蒸氣壓力蝕刻，即使為碳化矽晶圓40的厚度薄的情況，仍可一面防止碳化矽晶圓40的破裂，一面去除外周面的加工損傷並可形成倒角。
其次，參照圖7對第3實施形態進行說明。圖7為顯示第3實施形態的磊晶晶圓42之製造步驟的示意圖。
於第1及第2實施形態中，藉由機械加工進行了厚度調整步驟，但於第3實施形態中，於進行了機械加工的第1厚度調整步驟之後，還藉由Si蒸氣壓力蝕刻來調整碳化矽晶圓40的厚度。因此，於第3實施形態的外周面損傷去除步驟中，不僅可去除碳化矽晶圓40的外周面的加工損傷，而且還可將碳化矽晶圓40的主面及背面蝕刻至成為期望的厚度。換言之，可藉由Si蒸氣壓力蝕刻同時進行外周面損傷去除步驟及第2厚度調整步驟。
其中，於藉由機械加工進行厚度薄(例如厚度小於等於100μm)的碳化矽晶圓40之厚度調整步驟的情況下，碳化矽晶圓40有可能因該機械加工而破裂。這點藉由採用Si蒸氣壓力蝕刻，可一面防止碳化矽晶圓40的破裂，一面去除外周面的加工損傷，並且同時能製作厚度薄的碳化矽晶圓40。再者，還可省略機械加工的第1厚度調整步驟。
其次，參照圖8對第4實施形態進行說明。圖8為顯示第4實施形態的磊晶晶圓42之製造步驟的示意圖。
第4實施形態，係將第2實施形態與第3實施形態組合且省略第1厚度調整步驟的方法。亦即，於第4實施形態的外周面損傷去除步驟中，可去除碳化矽晶圓40之外周面的加工損傷，並於碳化矽晶圓40的外周面形成倒角，並且還可調整碳化矽晶圓40的厚度。換言之，可藉由Si蒸氣壓力蝕刻同時進行外周面加工步驟、厚度調整步驟及外周面損傷去除步驟。藉此，可減少製造步驟的步驟數。
如以上說明，於上述實施形態中，對形成磊晶層41之前的碳化矽晶圓40進行包含以下的外周面損傷去除步驟的處理。於外周面損傷去除步驟中，將形成磊晶層41的面作為主面，其相反側的面作為背面，且將連接主面與背面的面作為外周面時，藉由在Si蒸氣壓力下加熱碳化矽晶圓40的至少外周面，以去除該外周面的加工損傷。
藉此，由於藉由外周面損傷去除步驟充分地去除碳化矽晶圓40之外周面的加工損傷，因而能大幅減少起因於加工損傷的磊晶層41的缺陷。尤其是，由於Si蒸氣壓力蝕刻不是機械加工而是熱化學式的蝕刻，因此不會成為加工損傷的原因。因此，與機械研磨不同，不會形成新的加工損傷而可去除現有的加工損傷。
以上，對本發明的較佳實施形態進行了說明，但上述構成例如可變更如下。
上述實施形態中說明的製造步驟係一例而已，也可更換步驟的順序、或省略一部分步驟、或追加其他的步驟。例如，也可例如於磊晶層形成步驟之前進行利用氫蝕刻的表面的清潔步驟。
上述中說明的溫度條件及壓力條件等係一例而已，也可適宜地變更。此外，也可使用上述高溫真空爐10以外的加熱裝置，或使用多晶的碳化矽晶圓40，或使用與坩堝30不同的形狀或素材的容器。例如，收容容器的外形不限於圓柱狀，也可為立方體狀或長方體狀。
40‧‧‧碳化矽晶圓
41‧‧‧磊晶層
42‧‧‧磊晶晶圓
圖1為說明於本發明的Si蒸氣壓力蝕刻中使用之高溫真空爐的概要的圖。 　　圖2為顯示先前例之磊晶晶圓的製造步驟的示意圖。 　　圖3為顯示缺陷以外周面的加工損傷為起點進行擴張進而於磊晶層上產生缺陷的狀況的示意圖。 　　圖4為顯示第1實施形態的磊晶晶圓之製造步驟的示意圖。 　　圖5為確認了於Si蒸氣壓力蝕刻的外周面損傷去除步驟中磊晶層的缺陷減少的情況之實驗的顯微鏡照片。 　　圖6為顯示第2實施形態的磊晶晶圓之製造步驟的示意圖。 　　圖7為顯示第3實施形態的磊晶晶圓之製造步驟的示意圖。 　　圖8為顯示第4實施形態的磊晶晶圓之製造步驟的示意圖。

Claims (10)

  1. 一種碳化矽晶圓的製造方法，係針對形成磊晶層之前的碳化矽晶圓，其特徵在於包含： 　　外周面損傷去除步驟，其於將形成上述磊晶層的面作為主面，其相反側的面作為背面，且將連接主面與背面的面作為外周面時，藉由在Si蒸氣壓力下加熱上述碳化矽晶圓的至少外周面，以去除該外周面的加工損傷。
  2. 如請求項1的碳化矽晶圓的製造方法，其中，對進行了外周面加工步驟的上述碳化矽晶圓進行上述外周面損傷去除步驟，上述外周面加工步驟，係藉由對上述碳化矽晶圓之外周面進行機械加工而進行倒角的步驟。
  3. 如請求項1的碳化矽晶圓的製造方法，其中，對未進行外周面加工步驟的上述碳化矽晶圓進行上述外周面損傷去除步驟，上述外周面加工步驟，係藉由對上述碳化矽晶圓之外周面進行機械加工而進行倒角的步驟， 　　於上述外周面損傷去除步驟中，除了去除外周面的加工損傷，還進行上述碳化矽晶圓之外周面的倒角。
  4. 如請求項1的碳化矽晶圓的製造方法，其中，對進行了厚度調整步驟的上述碳化矽晶圓進行上述外周面損傷去除步驟，上述厚度調整步驟，係藉由進行機械加工將上述碳化矽晶圓的主面及背面的至少一面去除，以調整上述碳化矽晶圓的厚度的步驟。
  5. 如請求項4的碳化矽晶圓的製造方法，其中，對藉由上述厚度調整步驟將厚度調整成為小於等於100μm的上述碳化矽晶圓，進行上述外周面損傷去除步驟。
  6. 如請求項1的碳化矽晶圓的製造方法，其中，對進行了第1厚度調整步驟的上述碳化矽晶圓進行上述外周面損傷去除步驟，上述第1厚度調整步驟，係藉由進行機械加工將上述碳化矽晶圓的主面及背面的至少一面去除，以調整上述碳化矽晶圓的厚度的步驟， 　　於上述外周面損傷去除步驟中，除了去除外周面的加工損傷，更對上述碳化矽晶圓的厚度進行調整。
  7. 如請求項1的碳化矽晶圓的製造方法，其中，對未進行外周面加工步驟、並且未進行厚度調整步驟的上述碳化矽晶圓進行上述外周面損傷去除步驟，上述外周面加工步驟，係藉由對上述碳化矽晶圓之外周面進行機械加工而進行倒角的步驟，並且，上述厚度調整步驟，係藉由進行機械加工將上述碳化矽晶圓的主面及背面的至少一面去除，以調整上述碳化矽晶圓的厚度的步驟， 　　於上述外周面損傷去除步驟中，除了去除外周面的加工損傷，還進行上述碳化矽晶圓之外周面的倒角、及上述碳化矽晶圓的厚度調整。
  8. 一種磊晶晶圓的製造方法，其特徵在於： 　　對使用如請求項1的碳化矽晶圓的製造方法製造的碳化矽晶圓進行形成上述磊晶層的磊晶層形成步驟。
  9. 一種磊晶晶圓，係具備碳化矽晶圓、及形成於上述碳化矽晶圓的磊晶層，其特徵在於： 　　上述磊晶層在位於階梯流動成長之上游側的定向平面上自該階梯流動成長之上游側的端部朝磊晶晶圓的中央側擴張了大於等於100μm的缺陷，為1.5個/mm以下。
  10. 如請求項9的磊晶晶圓，其中，上述碳化矽晶圓的厚度小於等於100μm。
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