WO2019038996A1 - 炭化珪素エピタキシャル基板 - Google Patents

炭化珪素エピタキシャル基板 Download PDF

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勉 堀
貴也 宮瀬
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Definitions

  • the present disclosure relates to a silicon carbide epitaxial substrate.
  • Patent Document 1 In a method of manufacturing a semiconductor device using a silicon carbide epitaxial substrate, a manufacturing method capable of improving the yield is disclosed (for example, Patent Document 1).
  • the silicon carbide epitaxial substrate has a polytype of 4H, and has a main surface inclined at an angle ⁇ from the ⁇ 0001 ⁇ plane to the ⁇ 11-20> direction, And a silicon carbide epitaxial layer provided on the main surface and having basal plane dislocation. Even if the basal plane dislocation is irradiated with ultraviolet light with a power of 270 mW and a wavelength of 313 nm for 10 seconds, the basal plane dislocation does not move.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view schematically showing a silicon carbide epitaxial substrate according to an aspect of the present disclosure.
  • FIG. 2A is an explanatory view (1) of basal plane dislocation whose position is moved by irradiation of ultraviolet light.
  • FIG. 2B is an explanatory view (2) of basal plane dislocation whose position is moved by irradiation of ultraviolet light.
  • FIG. 3 is a top view schematically showing a silicon carbide epitaxial substrate according to an aspect of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a film forming apparatus.
  • FIG. 5 is a schematic top view showing the inside of the chamber of the film forming apparatus.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view schematically showing a silicon carbide epitaxial substrate according to an aspect of the present disclosure.
  • FIG. 2A is an explanatory view (1) of basal plane dislocation whose position is moved by irradiation of ultraviolet light.
  • FIG. 6 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a silicon carbide epitaxial substrate according to an aspect of the present disclosure.
  • FIG. 7A is a process diagram (1) schematically illustrating a process of manufacturing a silicon carbide epitaxial substrate according to an aspect of the present disclosure.
  • FIG. 7B is a process diagram (2) schematically illustrating a process of manufacturing a silicon carbide epitaxial substrate according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7C is a process diagram (3) schematically illustrating a process of manufacturing a silicon carbide epitaxial substrate according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a timing chart showing an example of temperature control and gas flow rate control in the film forming apparatus.
  • An object of the present disclosure is to provide a silicon carbide epitaxial substrate in which basal plane dislocations do not move even when irradiated with ultraviolet light.
  • a silicon carbide epitaxial substrate has a polytype of 4H, and has a main surface inclined at an angle ⁇ from the ⁇ 0001 ⁇ plane to a ⁇ 11-20> direction; And a silicon carbide epitaxial layer provided on the main surface and having basal plane dislocation, wherein the basal plane dislocation is irradiated with ultraviolet light of 270 mW in power and 313 nm in wavelength for 10 seconds. Does not move.
  • the inventor of the present application moves the surface of the silicon carbide epitaxial layer when irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 313 nm in the silicon carbide epitaxial substrate in which the silicon carbide epitaxial layer is formed on the silicon carbide single crystal substrate as a result of research.
  • basal plane dislocations When a semiconductor device is manufactured using a silicon carbide epitaxial substrate on which such basal plane dislocations exist, the basal plane dislocation may move in the middle of the manufacturing process of the semiconductor device. Reliability may be reduced.
  • the silicon carbide epitaxial substrate in which the position of the basal plane dislocation is stabilized is further subjected to the position of the basal plane dislocation even when the surface of the silicon carbide epitaxial layer is irradiated with ultraviolet light having a power of 270 mW and a wavelength of 313 nm for 10 seconds. Does not move. Therefore, by manufacturing a semiconductor device using such a silicon carbide epitaxial substrate, the reliability of the semiconductor device can be improved.
  • the diameter of the silicon carbide single crystal substrate is 150 mm or more.
  • the angle ⁇ is more than 0 ° and 6 ° or less.
  • silicon carbide epitaxial substrate 100 in the present embodiment will be described.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of silicon carbide epitaxial substrate 100 in the present embodiment.
  • Silicon carbide epitaxial substrate 100 in the present embodiment is formed on silicon carbide single crystal substrate 10 having main surface 10A inclined from the predetermined crystal plane by an off angle ⁇ , and on main surface 10A of silicon carbide single crystal substrate 10 And a silicon carbide epitaxial layer 11.
  • the predetermined crystal plane is preferably a (0001) plane or a (000-1) plane.
  • the polytype of silicon carbide in silicon carbide single crystal substrate 10 is 4H. This is because silicon carbide of the 4H polytype is superior to other polytypes in electron mobility, dielectric breakdown field strength, and the like.
  • the diameter of silicon carbide single crystal substrate 10 is 150 mm or more (for example, 6 inches or more). This is because the larger the diameter, the more advantageous for reducing the manufacturing cost of the semiconductor device.
  • the main surface 10A is inclined at an off angle ⁇ of 4 ° in the ⁇ 11-20> direction with respect to the ⁇ 0001 ⁇ plane. In the present embodiment, the off angle ⁇ may be more than 0 ° and 6 ° or less.
  • the basal plane dislocation does not move even if the surface 100A of the silicon carbide epitaxial substrate 100 is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 313 nm for 10 seconds.
  • the surface 11A of the silicon carbide epitaxial layer 11 is the surface 100A of the silicon carbide epitaxial substrate 100.
  • basal plane dislocation of silicon carbide epitaxial substrate 100 in the present embodiment will be described.
  • the position of the basal plane dislocation moves in the basal plane dislocation existing in the silicon carbide epitaxial substrate when irradiated with ultraviolet light. I found that something exists.
  • basal plane dislocation 110 present at the position shown in FIG. 2A is the broken arrow in FIG. 2B. Move in the direction indicated by.
  • the basal plane dislocation in the silicon carbide epitaxial substrate is moved by irradiating ultraviolet light, the basal plane dislocation moves in a region where the semiconductor element is formed when the semiconductor element is manufactured, and the element is manufactured. This leads to the deterioration of the characteristics of the semiconductor element and the reduction of the yield.
  • basal plane dislocation may move, such as a lithography process in which ultraviolet light is irradiated by an exposure apparatus, a process of film formation by plasma to which ultraviolet light is emitted, a process of substrate processing, etc. It can be mentioned.
  • the inventors of the present invention examined a silicon carbide epitaxial substrate, they found that the movement of the transferred basal plane dislocation stopped by irradiating ultraviolet light of a predetermined power for a predetermined time or more. Specifically, it was found that the position of the basal plane dislocation does not move even if the ultraviolet rays are irradiated after that when the ultraviolet rays with a wavelength of 313 nm are irradiated for 10 seconds with an irradiation intensity of 270 mW.
  • the silicon carbide epitaxial substrate 100 in the present embodiment is based on the knowledge obtained as described above.
  • the silicon carbide epitaxial substrate 100 manufactured by irradiating the ultraviolet-ray of wavelength 313nm with the irradiation intensity of 270 mW for 10 seconds, after forming the silicon carbide epitaxial layer 11 into a film.
  • the movement of basal plane dislocations caused by the irradiation of the ultraviolet light is stopped, and therefore, the ultraviolet light with the wavelength of 313 nm is further irradiated for 10 seconds with the irradiation intensity of 270 mW.
  • basal plane dislocations do not move.
  • the measurement of whether or not the basal plane dislocation is moved is performed by measuring in the four measurement regions 101a, 101b, 101c, and 101d in the peripheral portion on the surface of silicon carbide epitaxial substrate 100 shown in FIG. Judge by doing.
  • the silicon carbide epitaxial substrate more dislocations such as basal plane dislocations are observed in the peripheral portion than in the central portion, and in the silicon carbide epitaxial substrate having many dislocations such as basal plane dislocations in the central portion, the basal surface in the peripheral portion This is because many dislocations such as dislocations tend to be seen.
  • the size of measurement areas 101a, 101b, 101c, and 101d is a square area of 2.6 mm ⁇ 2.6 mm, and is provided at a position about 1 mm away from edge 100b around silicon carbide epitaxial substrate 100.
  • the silicon carbide epitaxial substrate 100 is irradiated with ultraviolet light transmitted through a band pass filter of 313 nm for 10 seconds.
  • the power of the ultraviolet light transmitted through the band pass filter is 270 mW.
  • the silicon carbide epitaxial substrate 100 in the present embodiment does not move the basal plane dislocation from the position before the irradiation, even when the above-described ultraviolet light is irradiated.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a film forming apparatus used in the present embodiment
  • FIG. 5 is a top view of the inside of the chamber of the film forming apparatus as viewed from above.
  • the film forming apparatus 400 shown in FIG. 4 and FIG. 5 is a horizontal hot wall chemical vapor deposition (CVD) apparatus. As shown in FIG.
  • the film forming apparatus 400 includes an induction heating coil 403, a quartz tube 404, a heat insulating material 405, and a heating element 406.
  • Heating element 406 is made of, for example, carbon.
  • the heat generating body 406 is integrally formed so as to have a rectangular tube shape, and two flat portions are formed to face each other in the rectangular tube shaped heat generating body 406. A space surrounded by two flat portions is a chamber 401. Chamber 401 is also referred to as a "gas flow channel".
  • a substrate holder 407 on which a plurality of, for example, three silicon carbide single crystal substrates 10 can be mounted is installed on the rotary susceptor 408 in the chamber 401.
  • the heat insulating material 405 is disposed to surround the outer peripheral portion of the heating element 406.
  • the chamber 401 is thermally insulated from the outside of the film forming apparatus 400 by a heat insulating material 405.
  • the quartz tube 404 is disposed to surround the outer periphery of the heat insulating material 405.
  • the induction heating coil 403 is wound along the outer circumference of the quartz tube 404.
  • the heating element 406 is inductively heated by supplying an alternating current to the induction heating coil 403, and the temperature in the chamber 401 can be controlled. At this time, the quartz tube 404 is hardly heated because it is thermally insulated by the heat insulating material 405.
  • the inside of the chamber 401 is evacuated from the direction indicated by the dashed arrow A.
  • a gas containing a carbon component to be a source gas a gas containing a silicon component
  • hydrogen (H 2 ) gas as a carrier gas
  • silane (SiH 4 ) gas or the like is used as a gas containing a silicon component.
  • the rotary susceptor 408 When forming the silicon carbide epitaxial layer 11, the rotary susceptor 408 is rotated to rotate in the direction indicated by the dashed arrow C around the rotation axis 407A of the substrate holder 407. Thereby, silicon carbide single crystal substrate 10 placed on substrate holder 407 can be revolved.
  • the substrate holder 407 is rotated by rotating the rotary susceptor 408 about an axis perpendicular to the major surface 10A of the silicon carbide single crystal substrate 10.
  • the rotational speed of the rotary susceptor 408 is, for example, 10 RPM or more and 100 RPM or less.
  • this film forming apparatus 400 it is possible to simultaneously form the silicon carbide epitaxial layer 11 on a plurality of, for example, three silicon carbide single crystal substrates 10.
  • the rotation of the substrate holder 407 is performed by, for example, a gas flow method.
  • Silicon carbide single crystal substrate 10 is manufactured by slicing an ingot of silicon carbide single crystal. For example, a wire saw is used for a silicon carbide single crystal ingot slice.
  • FIG. 7A schematically shows such a sliced silicon carbide single crystal substrate 10.
  • Silicon carbide single crystal substrate 10 has main surface 10A on which silicon carbide epitaxial layer 11 will be grown later. Silicon carbide single crystal substrate 10 has an off angle ⁇ of more than 0 ° and 6 ° or less. That is, the main surface 10A is a surface inclined by an off angle ⁇ of more than 0 ° and 6 ° or less from a predetermined crystal plane.
  • the silicon carbide epitaxial layer 11 is grown by the CVD method by introducing the off angle ⁇ into the silicon carbide single crystal substrate 10, lateral growth from an atomic step exposed on the main surface 10A, so-called “step flow "Growth" is induced.
  • the predetermined crystal plane is preferably a (0001) plane or a (000-1) plane. That is, the predetermined crystal plane is preferably a ⁇ 0001 ⁇ plane.
  • the direction in which the off angle is provided is ⁇ 11-20> orientation.
  • a pressure reduction step (S104) is performed.
  • the silicon carbide single crystal substrate 10 is placed in the chamber 401 of the film forming apparatus 400 shown in FIGS. 4 and 5 and the pressure in the chamber 401 is reduced.
  • Silicon carbide single crystal substrate 10 is mounted on rotary susceptor 408 in chamber 401.
  • the rotary susceptor 408 may be coated with SiC or the like.
  • FIG. 8 is a timing chart showing the temperature in the chamber 401 and the gas flow rate from the pressure reduction step (S104) to the cooling step (S110).
  • S104 in the depressurization step (S104), after silicon carbide single crystal substrate 10 is placed in chamber 401, time t1 at which pressure reduction in chamber 401 is started, to time t2 at which the pressure in chamber 401 reaches the target value.
  • the target value of the pressure in the pressure reduction step (S104) is, for example, about 1 ⁇ 10 ⁇ 6 Pa.
  • the temperature raising step (S106) is performed.
  • the temperature in the chamber 401 of the film forming apparatus 400 is heated to the second temperature T2.
  • the temperature raising step (S106) after passing through the first temperature T1 lower than the second temperature T2, the temperature reaches the second temperature T2.
  • the temperature rise in the chamber 401 is started from time t2, the temperature in the chamber 401 reaches the first temperature T1 at time t3, and the temperature in the chamber 401 is further increased at time t4.
  • the temperature T2 of 2 is reached.
  • the first temperature T1 is, for example, 1100.degree. Moreover, as for 2nd temperature T2, 1500 degreeC or more and 1700 degrees C or less are preferable. When the second temperature T2 is lower than 1500 ° C., it may be difficult to uniformly grow single crystals in an epitaxial growth step (S108) described later, and the growth rate may be reduced. When the second temperature T2 exceeds 1700 ° C., the etching action by the hydrogen gas becomes strong, and the growth rate may be reduced.
  • the second temperature T2 is more preferably 1520 ° C. or more and 1680 ° C. or less, and particularly preferably 1550 ° C. or more and 1650 ° C. or less. In the present embodiment, the temperature is 1630.degree.
  • hydrogen (H 2 ) gas is supplied into the chamber 401 from time t3 when the temperature in the chamber 401 reaches the first temperature T1, and
  • the pressure is set to a predetermined pressure, for example 8 kPa.
  • Hydrogen gas is supplied so that the flow rate of hydrogen gas is 120 slm.
  • an epitaxial growth step (S108) is performed.
  • a hydrocarbon gas and a silane (SiH 4 ) gas are supplied into the chamber 401 of the film forming apparatus 400 together with the hydrogen gas.
  • the predetermined pressure in the chamber 401 in the epitaxial growth step (S108) is, for example, 8 kPa.
  • silicon carbide epitaxial layer 11 can be grown on main surface 10A of silicon carbide single crystal substrate 10.
  • hydrocarbon gas methane (CH 4 ) gas, ethane (C 2 H 6 ) gas, propane (C 3 H 8 ) gas, butane (C 4 H 10 ) gas, acetylene (C 2 H 2 ) gas, etc. are used. It can be used. These hydrocarbon gases may be used alone or in combination of two or more. That is, the hydrocarbon gas preferably contains one or more selected from methane gas, ethane gas, propane gas, butane gas and acetylene gas.
  • the flow rate of the hydrocarbon gas is preferably 5 sccm or more and 30 sccm or less. In the present embodiment, for example, 15 sccm of propane gas is supplied as a hydrocarbon gas.
  • the flow rate of the silane gas is not particularly limited, but the ratio (C / Si) of the number of carbon (C) atoms contained in the hydrocarbon gas to the number of silicon (Si) atoms contained in the silane gas is 0.5 or more It is preferable to adjust the flow rate of the silane gas so as to be 2.0 or less. This is to epitaxially grow appropriate SiC at a stoichiometric ratio. In the present embodiment, for example, 45 sccm of silane gas is supplied.
  • FIG. 7B schematically shows a silicon carbide epitaxial substrate in which silicon carbide epitaxial layer 11 is formed on main surface 10A of silicon carbide single crystal substrate 10.
  • the cooling step (S110) is performed.
  • the heating is stopped at time t5 when the epitaxial growth step (S108) is finished, and the cooling is performed with the flow rate of the hydrogen gas supplied.
  • the predetermined pressure in the chamber 401 at this time is, for example, 8 kPa.
  • time t6 when the temperature T3 reaches 600 ° C.
  • the supply of hydrogen gas is stopped, and cooling is performed until time t7 when the temperature at which the silicon carbide epitaxial substrate can be taken out can be obtained.
  • the inside of the chamber 401 is opened to the atmosphere, the inside of the chamber 401 is returned to the atmospheric pressure, and the silicon carbide epitaxial substrate is taken out from the inside of the chamber 401.
  • a basal plane dislocation stabilization step (S112) is performed.
  • the surface of the silicon carbide epitaxial layer 11 of the silicon carbide epitaxial substrate on which the silicon carbide epitaxial layer 11 is formed is irradiated with ultraviolet light.
  • a mercury xenon lamp is used to irradiate the surface of the silicon carbide epitaxial layer 11 for 10 seconds with ultraviolet light having an irradiation intensity of 270 mW transmitted through a band pass filter of 313 nm.
  • FIG. 7C schematically shows that the surface of the silicon carbide epitaxial substrate on which the silicon carbide epitaxial layer 11 is formed is irradiated with ultraviolet light.
  • the silicon carbide epitaxial substrate in the present embodiment can be manufactured by the above steps.

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Abstract

炭化珪素エピタキシャル基板は、ポリタイプが４Ｈであり、{０００１}面から＜１１－２０＞方位に角度θ傾斜した主面を有する炭化珪素単結晶基板と、主面の上に設けられ、基底面転位を有する炭化珪素エピタキシャル層と、を備え、基底面転位に、パワーが２７０ｍＷ、波長が３１３ｎｍの紫外線を１０秒間照射しても、基底面転位が移動しない。

Description

炭化珪素エピタキシャル基板
　本開示は、炭化珪素エピタキシャル基板に関するものである。
　本出願は、２０１７年８月２４日出願の日本特許出願第２０１７－１６１２４９号に基づく優先権を主張し、前記日本特許出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　炭化珪素エピタキシャル基板を用いた半導体装置の製造方法において、歩留まりを向上させることのできる製造方法が開示されている（例えば、特許文献１）。
特開２０１３－１１２５７５号公報
　本実施形態の一観点によれば、炭化珪素エピタキシャル基板は、ポリタイプが４Ｈであり、{０００１}面から＜１１－２０＞方位に角度θ傾斜した主面を有する炭化珪素単結晶基板と、主面の上に設けられ、基底面転位を有する炭化珪素エピタキシャル層と、を備える。基底面転位に、パワーが２７０ｍＷ、波長が３１３ｎｍの紫外線を１０秒間照射しても、基底面転位が移動しない。
図１は、本開示の一態様に係る炭化珪素エピタキシャル基板を模式的に示す部分断面図である。 図２Ａは、紫外線を照射することにより位置が移動する基底面転位の説明図（１）である。 図２Ｂは、紫外線を照射することにより位置が移動する基底面転位の説明図（２）である。 図３は、本開示の一態様に係る炭化珪素エピタキシャル基板を模式的に示す上面図である。 図４は、成膜装置の構成の一例を示す模式的な断面図である。 図５は、成膜装置のチャンバの内部を示す模式的な上面図である。 図６は、本開示の一態様に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法の概略を示すフローチャートである。 図７Ａは、本開示の一態様に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造工程の概略を示す工程図（１）である。 図７Ｂは、本開示の一態様に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造工程の概略を示す工程図（２）である。 図７Ｃは、本開示の一態様に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造工程の概略を示す工程図（３）である。 図８は、成膜装置内における温度制御とガス流量制御の一例を示すタイミングチャートである。
　本開示の目的は、紫外線を照射しても基底面転位が移動することのない炭化珪素エピタキシャル基板を提供することである。
　本開示によれば、紫外線を照射しても基底面転位が移動することのない炭化珪素エピタキシャル基板を提供することができる。
　実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
　［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。また本明細書の結晶学的記載においては、個別方位を［］、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示している。ここで結晶学上の指数が負であることは、通常、数字の上に”－”（バー）を付すことによって表現されるが、本明細書では数字の前に負の符号を付すことによって結晶学上の負の指数を表現している。また、本開示のエピタキシャル成長は、ホモエピタキシャル成長である。
〔１〕　本開示の一態様に係る炭化珪素エピタキシャル基板は、ポリタイプが４Ｈであり、{０００１}面から＜１１－２０＞方位に角度θ傾斜した主面を有する炭化珪素単結晶基板と、前記主面の上に設けられ、基底面転位を有する炭化珪素エピタキシャル層と、を備え、前記基底面転位に、パワーが２７０ｍＷ、波長が３１３ｎｍの紫外線を１０秒間照射しても、前記基底面転位が移動しない。
　本願発明者は、研究の結果、炭化珪素単結晶基板の上に、炭化珪素エピタキシャル層が形成された炭化珪素エピタキシャル基板において、波長が３１３ｎｍの紫外線を照射すると、炭化珪素エピタキシャル層の表面を移動する基底面転位を発見した。このような基底面転位が存在している炭化珪素エピタキシャル基板を用いて半導体素子を製造した場合、半導体素子の製造工程の途中で、基底面転位が移動する場合があり、製造される半導体素子の信頼性が低下する可能性がある。
　更に、本願発明者が検討を重ねたところ、所定のパワーの紫外光を所定の時間以上照射すると、炭化珪素エピタキシャル層の表面を移動していた基底面転位の動きが止まり、基底面転位の位置が安定化することを見出した。このように、基底面転位の位置が安定化した炭化珪素エピタキシャル基板は、更に、炭化珪素エピタキシャル層の表面に、パワーが２７０ｍＷ、波長が３１３ｎｍの紫外線を１０秒間照射しても基底面転位の位置が移動しない。従って、このような炭化珪素エピタキシャル基板を用いて半導体装置を製造することにより、半導体装置の信頼性を高めることができる。
　〔２〕　前記炭化珪素単結晶基板の径は１５０ｍｍ以上である。
　〔３〕　前記角度θは０°を超え６°以下である。
　［本開示の実施形態の詳細］
　以下、本開示の一実施形態（以下「本実施形態」と記す）について詳細に説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
　〔炭化珪素エピタキシャル基板〕
　以下、本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板１００について説明する。
　図１は、本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板１００の構造の一例を示す断面図である。本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板１００は、所定の結晶面からオフ角θだけ傾斜した主面１０Ａを有する炭化珪素単結晶基板１０と、炭化珪素単結晶基板１０の主面１０Ａ上に形成された炭化珪素エピタキシャル層１１と、を備える。所定の結晶面は、（０００１）面または（０００－１）面が好ましい。
　尚、炭化珪素単結晶基板１０における炭化珪素のポリタイプは４Ｈである。４Ｈのポリタイプの炭化珪素は、電子移動度、絶縁破壊電界強度等が、他のポリタイプよりも優れているからである。炭化珪素単結晶基板１０の径は、１５０ｍｍ以上（たとえば６インチ以上）である。径が大きい程、半導体装置の製造コスト削減に有利であるからである。炭化珪素単結晶基板１０は、主面１０Ａが｛０００１｝面に対し、＜１１－２０＞方位に４°のオフ角θで傾斜している。尚、本実施形態においては、オフ角θは、０°を越え、６°以下であってもよい。
　本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板１００は、炭化珪素エピタキシャル基板１００の表面１００Ａに、波長が３１３ｎｍの紫外線を１０秒間照射しても、基底面転位が動くことがない。尚、本実施形態においては、炭化珪素エピタキシャル層１１の表面１１Ａが、炭化珪素エピタキシャル基板１００の表面１００Ａとなる。
　〔基底面転位〕
　次に、本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板１００の基底面転位について説明する。上記のように、本願発明者は、炭化珪素エピタキシャル基板について検討を行った結果、炭化珪素エピタキシャル基板に存在している基底面転位の中には、紫外線を照射すると基底面転位の位置が移動するものが存在していることを見出した。具体的には、炭化珪素エピタキシャル基板１００の炭化珪素エピタキシャル層１１の表面に、波長３１３ｎｍの紫外線を照射すると、図２Ａに示される位置に存在していた基底面転位１１０が、図２Ｂの破線矢印で示される方向に動く。図２に示される基底面転位１１０は、＜１－１００＞方位に長く延びる基底面転位であるが、波長３１３ｎｍの紫外線を照射すると、＜１－１００＞方位に延びている状態のまま、＜１１－２０＞方位に平行に移動することが確認された。このように、紫外線を照射することにより、炭化珪素エピタキシャル基板における基底面転位が動いてしまうと、半導体素子を製造する際に、半導体素子が形成される領域に基底面転位が動き、製造される半導体素子の特性の低下や歩留まりの低下を招いてしまう。半導体装置を製造する際に、基底面転位が移動する可能性のある工程としては、露光装置により紫外線等を照射するリソグラフィ工程や、紫外線が放射されるプラズマによる成膜や基板処理の工程等が挙げられる。
　更に、本願発明者は、炭化珪素エピタキシャル基板について検討を行ったところ、所定のパワーの紫外線を所定の時間以上照射することにより、移動していた基底面転位の動きが止まることを見出した。具体的には、波長が３１３ｎｍの紫外線を２７０ｍＷの照射強度で、１０秒間照射すると、その後に紫外線を照射しても基底面転位の位置が移動しないこと見出した。本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板１００は、このように得られた知見に基づくものである。即ち、炭化珪素エピタキシャル層１１を成膜した後、波長が３１３ｎｍの紫外線を２７０ｍＷの照射強度で、１０秒間照射することにより製造される炭化珪素エピタキシャル基板１００である。
　このような本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板１００は、紫外線を照射することによる基底面転位の移動は停止しているため、更に、波長が３１３ｎｍの紫外線を２７０ｍＷの照射強度で、１０秒間照射しても、基底面転位は移動することはない。
　本実施形態においては、基底面転位が移動するか否かの測定は、図３に示される炭化珪素エピタキシャル基板１００の表面において、周辺部分の４つの測定領域１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄにおいて測定を行うことにより判断する。炭化珪素エピタキシャル基板では、中心部分よりも周辺部分の方が基底面転位等の転位が多く見られ、また、中心部分における基底面転位等の転位の多い炭化珪素エピタキシャル基板は、周辺部分における基底面転位等の転位が多く見られる傾向にあるからである。
　具体的には、炭化珪素エピタキシャル基板１００の中心１００ａより、オリエンテーションフラットＯＦの中心ＯＦＣに向かう方向を基準として、時計回りに４５°、１３５°２２５°、３１５°に測定領域１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄを設ける。測定領域１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの大きさは、２．６ｍｍ×２．６ｍｍの正方形の領域であり、炭化珪素エピタキシャル基板１００の周囲のエッジ１００ｂより、約１ｍｍ離れた位置に設けられる。
　本実施形態においては、ＰＬＩ－２００（Photon Design社製）に搭載されている水銀キセノンランプを用い、３１３ｎｍのバンドパスフィルタを透過した紫外光を炭化珪素エピタキシャル基板１００に１０秒間照射する。尚、バンドパスフィルタを透過した紫外光のパワーは、２７０ｍＷである。本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板１００は、測定領域１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄにおいて、上記の紫外線を照射しても、基底面転位は照射する前の位置より移動しない。
　〔成膜装置〕
　次に、本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法について説明する。最初に、本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板を製造するための成膜装置について図４及び図５に基づき説明する。図４は、本実施形態に用いられる成膜装置の構成の一例を示す模式的な断面図であり、図５は、この成膜装置のチャンバの内部を上面より見た上面図である。図４及び図５に示される成膜装置４００は、横型ホットウォールＣＶＤ（chemical vapor deposition）装置である。図４に示されるように、成膜装置４００は、誘導加熱コイル４０３と、石英管４０４と、断熱材４０５と、発熱体４０６とを備えている。発熱体４０６は、たとえばカーボン製である。発熱体４０６は、角筒形状となるように一体で形成されており、角筒形状の発熱体４０６の内部には、２つの平坦部が互いに対向するように形成されている。２つの平坦部に取り囲まれた空間が、チャンバ４０１となっている。チャンバ４０１は、「ガスフローチャネル」とも呼ばれる。図５に示されるように、チャンバ４０１内の回転サセプタ４０８の上には、複数、例えば、３枚の炭化珪素単結晶基板１０を載置することのできる基板ホルダ４０７が設置されている。
　断熱材４０５は、発熱体４０６の外周部を取り囲むように配置されている。チャンバ４０１は、断熱材４０５によって成膜装置４００の外部から断熱されている。石英管４０４は、断熱材４０５の外周部を取り囲むように配置されている。誘導加熱コイル４０３は、石英管４０４の外周部に沿って巻回されている。成膜装置４００では、誘導加熱コイル４０３に交流電流を供給することにより、発熱体４０６が誘導加熱され、チャンバ４０１内の温度が制御できるようになっている。このとき断熱材４０５により断熱されるため、石英管４０４は殆ど加熱されない。
　図４に示される成膜装置４００では、破線矢印Ａに示す方向より、チャンバ４０１内が排気される。また、炭化珪素エピタキシャル層１１を成膜する際には、破線矢印Ｂに示す方向より、原料ガスとなる炭素成分を含むガス、珪素成分を含むガス、キャリアガスとして水素（Ｈ2）ガス、必要に応じて窒素成分を含むガスを供給する。本実施形態では、炭素成分を含むガスにはプロパン（Ｃ3Ｈ8）ガス等が用いられ、珪素成分を含むガスにはシラン（ＳｉＨ4）ガス等が用いられる。
　炭化珪素エピタキシャル層１１を成膜する際には、回転サセプタ４０８を回転させることにより、基板ホルダ４０７の回転軸４０７Ａを中心に破線矢印Ｃに示す方向に回転させる。これにより、基板ホルダ４０７に載置されている炭化珪素単結晶基板１０を公転させることができる。尚、本実施形態においては、炭化珪素単結晶基板１０の主面１０Ａに対し垂直方向を軸に回転サセプタ４０８を回転させることにより基板ホルダ４０７を回転させる。この回転サセプタ４０８の回転数は、例えば、１０ＲＰＭ以上１００ＲＰＭ以下である。従って、この成膜装置４００では、複数、例えば、３枚の炭化珪素単結晶基板１０に、同時に炭化珪素エピタキシャル層１１を成膜することが可能である。尚、基板ホルダ４０７の回転は、例えば、ガスフロー方式により行われる。
　〔炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法〕
　次に、本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法について説明する。本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法について、図６に基づき説明する。
　最初に、準備工程（Ｓ１０２）を行い、炭化珪素単結晶基板１０を準備する。炭化珪素単結晶基板１０は、炭化珪素単結晶のインゴットをスライスすることにより作製される。炭化珪素単結晶のインゴットスライスは、たとえばワイヤーソーが使用される。図７Ａは、このようにスライスされた炭化珪素単結晶基板１０を模式的に示す。
　炭化珪素単結晶基板１０は、後に炭化珪素エピタキシャル層１１を成長させることとなる主面１０Ａを有する。炭化珪素単結晶基板１０は、０°を超え６°以下のオフ角θを有する。即ち、主面１０Ａは、所定の結晶面から０°を超え６°以下のオフ角θだけ傾斜した面である。炭化珪素単結晶基板１０にオフ角θを導入しておくことにより、ＣＶＤ法によって炭化珪素エピタキシャル層１１を成長させる際、主面１０Ａに表出した原子ステップからの横方向成長、いわゆる「ステップフロー成長」が誘起される。これにより炭化珪素単結晶基板１０のポリタイプを引き継いだ形で単結晶が成長し、異種ポリタイプの混入が抑制される。ここで所定の結晶面は、（０００１）面または（０００－１）面が好ましい。即ち、所定の結晶面は、｛０００１｝面が好ましい。オフ角を設ける方向は、＜１１－２０＞方位である。
　次に、減圧工程（Ｓ１０４）を行う。減圧工程（Ｓ１０４）では、図４及び図５に示される成膜装置４００のチャンバ４０１内に、炭化珪素単結晶基板１０を設置し、チャンバ４０１内を減圧する。炭化珪素単結晶基板１０は、チャンバ４０１内において回転サセプタ４０８の上に載せられる。回転サセプタ４０８にはＳｉＣコーティング等が施されていてもよい。
　図８は、減圧工程（Ｓ１０４）から冷却工程（Ｓ１１０）までのチャンバ４０１内の温度及びガス流量を示すタイミングチャートである。図８において減圧工程（Ｓ１０４）は、チャンバ４０１内に炭化珪素単結晶基板１０を設置した後、チャンバ４０１内の減圧を開始する時点ｔ１から、チャンバ４０１内の圧力が目標値に達する時点ｔ２までの間に相当する。減圧工程（Ｓ１０４）における圧力の目標値は、たとえば１×１０－６Ｐａ程度である。
　次に、昇温工程（Ｓ１０６）を行う。昇温工程（Ｓ１０６）では、成膜装置４００のチャンバ４０１内の温度を第２の温度Ｔ２まで加熱する。昇温工程（Ｓ１０６）では、第２の温度Ｔ２よりも低い第１の温度Ｔ１を経た後、第２の温度Ｔ２に到達する。図８に示されるように、時点ｔ２からチャンバ４０１内の昇温が開始され、時点ｔ３においてチャンバ４０１内の温度が第１の温度Ｔ１に達し、更に、時点ｔ４においてチャンバ４０１内の温度が第２の温度Ｔ２に達する。
　第１の温度Ｔ１は、例えば、１１００℃である。また、第２の温度Ｔ２は、１５００℃以上１７００℃以下が好ましい。第２の温度Ｔ２が１５００℃を下回ると、後述するエピタキシャル成長工程（Ｓ１０８）で単結晶を均一に成長させることが困難な場合があり、また成長速度が低下する場合もある。また第２の温度Ｔ２が１７００℃を超えると、水素ガスによるエッチング作用が強くなり、かえって成長速度が低下する場合もあり得る。第２の温度Ｔ２は、より好ましくは１５２０℃以上１６８０℃以下であり、特に好ましくは１５５０℃以上１６５０℃以下である。本実施形態においては、１６３０℃である。
　本実施形態においては、図８に示されるように、チャンバ４０１内の温度が第１の温度Ｔ１に達した時点ｔ３から、チャンバ４０１内に水素（Ｈ2）ガスを供給し、チャンバ４０１内の圧力を所定の圧力、例えば、８ｋＰａにする。水素ガスの供給は、水素ガスの流量が１２０ｓｌｍとなるように供給する。
　次に、エピタキシャル成長工程（Ｓ１０８）を行う。エピタキシャル成長工程（Ｓ１０８）では、成膜装置４００のチャンバ４０１内に、水素ガスとともに、炭化水素ガス及びシラン（ＳｉＨ4）ガスを供給する。エピタキシャル成長工程（Ｓ１０８）におけるチャンバ４０１内の所定の圧力は、例えば、８ｋＰａである。これにより、炭化珪素単結晶基板１０の主面１０Ａ上に炭化珪素エピタキシャル層１１を成長させることができる。
　炭化水素ガスとしては、メタン（ＣＨ4）ガス、エタン（Ｃ2Ｈ6）ガス、プロパン（Ｃ3Ｈ8）ガス、ブタン（Ｃ4Ｈ10）ガス及びアセチレン（Ｃ2Ｈ2）ガス等を用いることができる。これらの炭化水素ガスは１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。即ち、炭化水素ガスは、メタンガス、エタンガス、プロパンガス、ブタンガス及びアセチレンガスのうちから選択される１種以上を含むことが好ましい。炭化水素ガスの流量は、５ｓｃｃｍ以上３０ｓｃｃｍ以下が好ましい。本実施形態においては、例えば、炭化水素ガスとしてプロパンガスを１５ｓｃｃｍ供給する。
　また、シランガスの流量は特に限定されないが、炭化水素ガスに含まれる炭素（Ｃ）の原子数と、シランガスに含まれる珪素（Ｓｉ）の原子数との比（Ｃ／Ｓｉ）が０．５以上２．０以下となるように、シランガスの流量を調整することが好ましい。化学量論比の適切なＳｉＣをエピタキシャル成長させるためである。本実施形態においては、例えば、シランガスを４５ｓｃｃｍ供給する。
　エピタキシャル成長工程（Ｓ１０８）では、ドーパントとして窒素（Ｎ2）等を供給してもよい。エピタキシャル成長工程（Ｓ１０８）は、時点ｔ４より開始し、目標とする炭化珪素エピタキシャル層１１の厚さに対応して時点ｔ５まで行われる。図７Ｂは、炭化珪素単結晶基板１０の主面１０Ａに炭化珪素エピタキシャル層１１が成膜された炭化珪素エピタキシャル基板を模式的に示す。
　次に、冷却工程（Ｓ１１０）を行う。冷却工程（Ｓ１１０）は、エピタキシャル成長工程（Ｓ１０８）が終了した時点ｔ５において加熱を停止し、水素ガスの流量を供給した状態のまま冷却を行う。この際のチャンバ４０１内の所定の圧力は、例えば、８ｋＰａである。この後、温度Ｔ３が６００℃となる時点ｔ６において、水素ガスの供給を停止し、炭化珪素エピタキシャル基板を取り出すことが可能な温度となる時点ｔ７まで冷却する。時点ｔ７となった後には、チャンバ４０１内を大気開放し、チャンバ４０１内を大気圧に戻し、チャンバ４０１内より炭化珪素エピタキシャル基板を取り出す。
　次に、基底面転位安定化工程（Ｓ１１２）を行う。基底面転位安定化工程（Ｓ１１２）では、炭化珪素エピタキシャル層１１が成膜された炭化珪素エピタキシャル基板の炭化珪素エピタキシャル層１１の表面に紫外線を照射する。具体的には、炭化珪素エピタキシャル層１１の表面に、水銀キセノンランプを用い、３１３ｎｍのバンドパスフィルタを透過した照射強度が２７０ｍＷの紫外線を１０秒間照射する。これにより、紫外線を照射することにより移動する基底面転位は、それ以上動かなくなり基底面転位の位置が安定化する。図７Ｃは、炭化珪素エピタキシャル基板の炭化珪素エピタキシャル層１１が成膜されている面に紫外線を照射している様子を模式的に示す。
　以上の工程により、本実施形態における炭化珪素エピタキシャル基板を製造することができる。
　尚、上記においては、紫外線を照射することにより位置が移動する基底面転位を紫外線を照射することにより安定化させる場合について説明したが、基底面転位の位置を安定化させることができるのであれば、他の波長の光や電磁波等を照射してもよい。
　以上、実施形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
１０　　　　炭化珪素単結晶基板
１０Ａ　　　主面
１０Ｂ　　　裏面
１１　　　　炭化珪素エピタキシャル層
１１Ａ　　　表面
１００　　　炭化珪素エピタキシャル基板
１００Ａ　　表面
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ　　測定領域
１１０　　　基底面転位
４００　　　成膜装置
４０１　　　チャンバ
４０３　　　誘導加熱コイル
４０４　　　石英管
４０５　　　断熱材
４０６　　　発熱体
４０７　　　基板ホルダ
４０８　　　回転サセプタ

Claims (3)

  1. 　ポリタイプが４Ｈであり、{０００１}面から＜１１－２０＞方位に角度θ傾斜した主面を有する炭化珪素単結晶基板と、
    　前記主面の上に設けられ、基底面転位を有する炭化珪素エピタキシャル層と、
    　を備え、
    　前記基底面転位に、パワーが２７０ｍＷ、波長が３１３ｎｍの紫外線を１０秒間照射しても、前記基底面転位が移動しない炭化珪素エピタキシャル基板。
  2. 　前記炭化珪素単結晶基板の径は１５０ｍｍ以上である、請求項１に記載の炭化珪素エピタキシャル基板。
  3. 　前記角度θは０°を超え６°以下である、請求項１または２に記載の炭化珪素エピタキシャル基板。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11274257A (ja) * 1998-03-18 1999-10-08 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体結晶の欠陥評価方法
JP2016183108A (ja) * 2016-07-27 2016-10-20 住友電気工業株式会社 炭化珪素基板

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11274257A (ja) * 1998-03-18 1999-10-08 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体結晶の欠陥評価方法
JP2016183108A (ja) * 2016-07-27 2016-10-20 住友電気工業株式会社 炭化珪素基板

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MAHADIK, NADEEMULAH A. ET AL.: "Observation of stacking faults from basal plane dislocations in highly doped 4H-SiC epilayers", APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 100, no. 4, 23 January 2012 (2012-01-23), pages 042102, XP012156943, DOI: doi:10.1063/1.3679609 *

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