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公開番号2024088302
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-02
出願番号2022203405
出願日2022-12-20
発明の名称SiC基板及びSiCエピタキシャルウェハ
出願人株式会社レゾナック
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C30B 29/36 20060101AFI20240625BHJP(結晶成長)
要約【課題】基板の反りを抑えつつ、デバイスへの悪影響の少ない、SiC基板及びSiCエピタキシャルウェハを提供することを目的とする。
【解決手段】本実施形態にかかるSiC基板は、SiC基板の表面に対して結晶面が第1方向に0.5°以上10°以下のオフセット角を有し、(3-3016)を回折面とするX線の反射トポグラフィーで第1測定点を確認すると転位が確認され、前記第1測定点は、前記SiC基板の外周端から5mm以上内側の測定領域の中心から前記第1方向に、前記SiC基板の半径の1/2の長さ分シフトした点であり、前記転位は、前記転位に外接し面積が最小となる長方形の長軸長を短軸長で割ったアスペクト比が5以上の第1転位と、前記アスペクト比が3未満の第2転位とを有し、前記第1測定点は、前記第1転位の密度が前記第2転位の密度より大きい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ＳｉＣ基板の表面に対して結晶面が第１方向に０．５°以上１０°以下のオフセット角を有し、
（３－３０１６）を回折面とするＸ線の反射トポグラフィーで第１測定点を測定すると転位が確認され、
前記第１測定点は、前記ＳｉＣ基板の外周端から５ｍｍ以上内側の測定領域の中心から前記第１方向に、前記ＳｉＣ基板の半径の１／２の長さ分シフトした点であり、
前記転位は、前記転位に外接し面積が最小となる長方形の長軸長を短軸長で割ったアスペクト比が５以上の第１転位と、前記アスペクト比が３未満の第２転位とを有し、
前記第１測定点は、前記第１転位の密度が前記第２転位の密度より大きい、ＳｉＣ基板。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
（３－３０１６）を回折面とするＸ線の反射トポグラフィーで第２測定点を測定すると転位が確認され、
前記第２測定点は、前記測定領域の中心から前記第１方向と反対方向に、前記ＳｉＣ基板の半径の１／２の長さ分シフトした点であり、
前記第２測定点における前記転位の密度は、前記第１測定点における前記転位の密度より小さい、請求項１に記載のＳｉＣ基板。
【請求項３】
前記第２測定点の転位は、前記第１転位と前記第２転位とを有し、
前記第２測定点は、前記第２転位の密度が前記第１転位の密度より大きい、請求項２に記載のＳｉＣ基板。
【請求項４】
前記ＳｉＣ基板の直径が１４０ｍｍ以上である、請求項１に記載のＳｉＣ基板。
【請求項５】
前記ＳｉＣ基板の直径が１９０ｍｍ以上である、請求項１に記載のＳｉＣ基板。
【請求項６】
中心から半径１７．５ｍｍの円周と重なる位置にある支持面で支持した際に、
上面のうち厚み方向から見て前記支持面と重なる第１点を繋ぐ面を第１基準面とし、前記第１基準面より上方を正とした際に、ＢＯＷが４０μｍ以下である、請求項１に記載のＳｉＣ基板。
【請求項７】
中心から半径１７．５ｍｍの円周と重なる位置にある支持面で支持した際に、
上面のうち厚み方向から見て前記支持面と重なる第１点を繋ぐ面を第１基準面とした際に、ＷＡＲＰが１００μｍ以下である、請求項１に記載のＳｉＣ基板。
【請求項８】
（３－３０１６）を回折面とするＸ線の反射トポグラフィーで、第１測定点、第２測定点、第３測定点及び第４測定点を測定すると、それぞれ転位が確認され、
前記第１測定点は、ＳｉＣ基板の外周端から５ｍｍ以上内側の測定領域の中心から第１方向に、前記ＳｉＣ基板の半径の１／２の長さ分シフトした点であり、
前記第２測定点は、前記測定領域の中心から前記第１方向と反対方向に、前記ＳｉＣ基板の半径の１／２の長さ分シフトした点であり、
前記第３測定点は、前記ＳｉＣ基板の外周端から５ｍｍ以上内側の測定領域の中心から前記第１方向と直交する第２方向に、前記ＳｉＣ基板の半径の１／２の長さ分シフトした点であり、
前記第４測定点は、前記測定領域の中心から前記第２方向と反対方向に、前記ＳｉＣ基板の半径の１／２の長さ分シフトした点であり、
前記転位は、前記転位に外接し面積が最小となる長方形の長軸長を短軸長で割ったアスペクト比が５以上の第１転位と、前記アスペクト比が３未満の第２転位とを有し、
前記第１測定点、前記第２測定点、前記第３測定点及び前記第４測定点はそれぞれ、前記第１転位の密度が前記第２転位の密度より大きい、ＳｉＣ基板。
【請求項９】
請求項１に記載のＳｉＣ基板と、前記ＳｉＣ基板の表面に成膜されたＳｉＣエピタキシャル層と、を有する、ＳｉＣエピタキシャルウェハ。
【請求項１０】
請求項８に記載のＳｉＣ基板と、前記ＳｉＣ基板の表面に成膜されたＳｉＣエピタキシャル層と、を有する、ＳｉＣエピタキシャルウェハ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ基板及びＳｉＣエピタキシャルウェハに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べて絶縁破壊電界が１桁大きく、バンドギャップが３倍大きい。また、炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べて熱伝導率が３倍程度高い等の特性を有する。そのため炭化珪素（ＳｉＣ）は、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。このため、近年、上記のような半導体デバイスにＳｉＣエピタキシャルウェハが用いられるようになっている。
【０００３】
ＳｉＣエピタキシャルウェハは、ＳｉＣ基板の表面にＳｉＣエピタキシャル層を積層することで得られる。以下、ＳｉＣエピタキシャル層を積層前の基板をＳｉＣ基板と称し、ＳｉＣエピタキシャル層を積層後の基板をＳｉＣエピタキシャルウェハと称する。ＳｉＣ基板は、ＳｉＣインゴットから切り出される。
【０００４】
ＳｉＣ基板は、転位を含む。転位は、ＳｉＣデバイスに致命的な欠陥を引き起こすデバイスキラー欠陥となる場合がある。例えば、基底面転位（Ｂａｓａｌｐｌａｎｅｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ：ＢＰＤ）は、デバイスキラー欠陥の一つである。バイポーラデバイスに順電流を印加すると、ＢＰＤを起点として積層欠陥が拡張し、高抵抗な積層欠陥となる。デバイス内に生じた高抵抗部は、デバイスの信頼性を低下させる。ＢＰＤは、その近傍で少数キャリアが再結合すると積層欠陥を形成しながら拡張する性質がある。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ＳｉＣ基板に含まれる転位を少なくできる炭化珪素単結晶の製造方法が記載されている。また例えば、特許文献２には、デバイスに影響の大きい部分の転位密度を下げることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２２－６４０１５号公報
特開２０１５－２３１９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＳｉＣ基板は、サイズが大きくなるほど反りやすくなる。ＳｉＣ基板の反りは、センサーの検出不良や吸着不良等の不良の原因となる場合がある。またＳｉＣエピタキシャルウェハの反りは、半導体デバイスのプロセスに悪影響を及ぼす場合がある。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、基板の反りを抑えつつ、デバイスへの悪影響の少ない、ＳｉＣ基板及びＳｉＣエピタキシャルウェハを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者は鋭意検討の結果、転位は欠陥の原因となりうるが、反りの原因となる応力を緩和する一因となることを見出した。そして、発明者は、転位の中でも応力緩和への寄与が大きい転位と、応力緩和への寄与が小さい転位とがあることを見出した。本開示は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
【００１０】
（１）第１の態様にかかるＳｉＣ基板は、ＳｉＣ基板の表面に対して結晶面が第１方向に０．５°以上１０°以下のオフセット角を有する。このＳｉＣ基板は、（３－３０１６）を回折面とするＸ線の反射トポグラフィーで第１測定点を測定すると転位が確認される。前記第１測定点は、前記ＳｉＣ基板の外周端から５ｍｍ以上内側の測定領域の中心から前記第１方向に、前記ＳｉＣ基板の半径の１／２の長さ分シフトした点である。前記転位は、前記転位に外接し面積が最小となる長方形の長軸長を短軸長で割ったアスペクト比が５以上の第１転位と、前記アスペクト比が３未満の第２転位とを有する。前記第１測定点は、前記第１転位の密度が前記第２転位の密度より大きい。
（【００１１】以降は省略されています）

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