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公開番号2024145699
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2023058163
出願日2023-03-31
発明の名称支持板、支持具及び半導体基板の製造方法
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/683 20060101AFI20241004BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高品質かつ低コストで半導体基板を製造できるような支持具を提供する。
【解決手段】支持具1は、第1ダミー基板6及び第2ダミー基板7と、第1ダミー基板6及び第2ダミー基板7を支持する支柱2であって、少なくとも3枚の支持板3、4、5を有し、支持板3、4、5は、複数の溝3a、4a、5aについて、第1溝3a1、4a1、5a1で第1ダミー基板6と嵌合し、第2溝3a2、4a2、5a2で第2ダミー基板7と嵌合する支柱2とを有し、支柱2は、支持板3、4、5の複数の溝3a、4a、5aの内で第1溝3a1、4a1、5a1及び第2溝3a2、4a2、5a2を除いた第3溝3a3、4a3、5a3に差し込まれた仮基板9を支持する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
仮基板を支持し、前記仮基板の主面に支持された半導体基板にＳｉＣ多結晶成長層を形成することを可能にする支持板であって、
その一つの縁に形成された複数の溝を含み、前記複数の溝は、前記主面が前記一つの縁の延びる方向に直交するような方位で差し込まれた前記仮基板を支持するように構成された溝を含む支持板。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
黒鉛で構成された請求項１に記載の支持板。
【請求項３】
前記一つの縁は、長手方向に延び、前記複数の溝によって櫛歯状に形成された請求項１に記載の支持板。
【請求項４】
矩形板状の形状を有し、前記一つの縁は前記矩形板状の形状の一つの長辺である請求項３に記載の支持板。
【請求項５】
前記櫛歯状の複数の溝が形成された前記一つの縁の少なくとも一部の範囲に膨張黒鉛シートが取り付けられた請求項３又は４に記載の支持板。
【請求項６】
請求項１に記載の支持板を用いる前記仮基板の支持具であって、
第１ダミー基板及び第２ダミー基板と、
前記第１ダミー基板及び前記第２ダミー基板を支持する支柱であって、少なくとも３枚の前記支持板を含み、前記支持板は、前記複数の溝について、第１溝で前記第１ダミー基板と嵌合し、第２溝で前記第２ダミー基板と嵌合する支柱と
を含み、
前記支柱は、前記支持板の複数の溝の内で前記第１溝及び前記第２溝を除いた第３溝に差し込まれた前記仮基板を支持するように構成された支持具。
【請求項７】
前記第１ダミー基板及び前記第２ダミー基板は、前記支柱によって互いに平行になるように固定された請求項６に記載の支持具。
【請求項８】
前記支柱は、前記支持板の前記一つの縁の延びる方向が互いに平行になるように前記第１ダミー基板及び前記第２ダミー基板の周に沿って配置された請求項６に記載の支持具。
【請求項９】
前記第１溝は、前記複数の溝について、前記一つの縁の延びる方向に一端の溝であり、前記第２溝は前記方向に他端の溝である請求項６に記載の支持具。
【請求項１０】
前記第１ダミー基板及び前記第２ダミー基板の少なくとも一方は、黒鉛から構成された請求項６から９のいずれか一項に記載の支持具。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、支持板、支持具及び半導体基板の製造方法に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電力制御の用途にショットキーバリアダイオード（Schottky barrier diode：SBD）、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field effect transistor：MOSFET）、ＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）のようなＳｉＣ製のパワーデバイスが提供されている。このようなＳｉＣ製のデバイスが形成されるＳｉＣ半導体基板は、製造コストを低減したり所望の物性を提供したりするために、多結晶のＳｉＣ半導体基板に単結晶のＳｉＣ半導体基板を貼り合わせて作製されることがあった。特許文献１には、多結晶のＳｉＣ半導体基板に貼り付けた単結晶のＳｉＣ半導体基板の上にエピタキシャル層を成長させるため、単結晶のＳｉＣ半導体基板を多結晶のＳｉＣ半導体基板に無欠陥で貼り付ける技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第８９１６４５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、単結晶のＳｉＣ半導体基板を多結晶のＳｉＣ半導体基板に常温接合や拡散接合で貼り付けるために必要な表面粗さの確保する研磨加工が高コストになり、また、多結晶のＳｉＣ半導体自立基板を化学気相堆積（chemical vapor deposition：CVD）法で製造する際に、成膜基板を支持する支持具が高コストとなり、必要な低コスト化が難しいという課題があった。
【０００５】
本開示は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、高品質かつ低コストで半導体基板の提供を可能にするような支持板及び支持具並びに半導体基板の製造方法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】
【０００６】
本開示の一態様の支持板は、仮基板を支持し、仮基板の主面に支持された半導体基板にＳｉＣ多結晶成長層を形成することを可能にする支持板であって、その一つの縁に形成された複数の溝を含み、複数の溝は、主面が一つの縁の延びる方向に直交するような方位で差し込まれた仮基板を支持するように構成された溝を含む。
【０００７】
本開示の一態様の支持具は、支持板を用いるものであって、第１ダミー基板及び第２ダミー基板と、第１ダミー基板及び第２ダミー基板を支持する支柱であって、少なくとも３枚の支持板を含み、支持板は、複数の溝について、第１溝で第１ダミー基板と嵌合し、第２溝で第２ダミー基板と嵌合する支柱とを含み、支柱は、支持板の複数の溝の内で第１溝及び第２溝を除いた第３溝に差し込まれた半導体基板を支持するように構成されている。
【０００８】
本開示の一態様の半導体基板の製造方法は、支持具を用いるものであって、ＳｉＣ単結晶基板のＳｉ面にＳｉＣエピタキシャル成長層を形成する工程と、ＳｉＣエピタキシャル成長層のＳｉ面を仮基板に貼り付ける工程と、ＳｉＣエピタキシャル成長層をＳｉＣ単結晶基板から取り外す工程と、ＳｉＣエピタキシャル成長層を貼り付けた仮基板を支持具で支持する工程と、仮基板に貼り付けたＳｉＣエピタキシャル成長層のＣ面にＳｉＣ多結晶成長層を形成する工程と、ＳｉＣ多結晶成長層を形成した仮基板を支持具から取り外す工程と、仮基板を除去する工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によると、高品質かつ低コストで半導体基板の提供を可能にするような支持板及び支持具並びに半導体基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は支持具の俯瞰図を示す。
図２は支持具の正面図を示す。
図３は支持具の平面図を示す。
図４は仮基板を収容する支持具の俯瞰図を示す。
図５は仮基板を収容する支持具の正面図を示す。
図６は支持板の三面図を示す。
図７Ａはダミー基板の平面図を示す。
図７Ｂはダミー基板の側面図を示す。
図８は変形例の支持板の三面図を示す。
図９はＳｉＣ単結晶基板の断面図を示す。
図１０ＡはＳｉＣウエハの結晶面を説明する平面図を示す。
図１０ＢはＳｉＣウエハの結晶面を説明する側面図を示す。
図１１Ａは４Ｈ－ＳｉＣ結晶のユニットセルの俯瞰図を示す。
図１１Ｂは４Ｈ－ＳｉＣ結晶の２層部分の構成図を示す。
図１１Ｃは４Ｈ－ＳｉＣ結晶の４層部分の構成図を示す。
図１２は図１１Ａに示した４Ｈ－ＳｉＣ結晶のユニットセルを（０００１）面の真上から見た構成図を示す。
図１３はＳｉＣ単結晶基板上に第１グラフェン層を形成した構造の断面図を示す。
図１４は第１グラフェン層上にＳｉＣエピタキシャル成長層を形成した構造の断面図を示す。
図１５はＳｉＣエピタキシャル成長層上にストレス層を形成した構造の断面図を示す。
図１６はストレス層上に接着層を介して黒鉛基板を貼り合わせた構造の断面図を示す。
図１７Ａはストレス層上に接着層を介して黒鉛基板を貼り合わせ、ＳｉＣエピタキシャル成長層とグラフェン層との界面で剥離した構造のＳｉＣエピタキシャル成長層側の断面図を示す。
図１７Ｂはストレス層上に接着層を介して黒鉛基板を貼り合わせ、ＳｉＣエピタキシャル成長層とグラフェン層との界面で剥離した構造のグラフェン層側の断面図を示す。
図１８は黒鉛基板の両面に図１７Ａの剥離構造を貼り付けて、アニール処理により接着層を炭化した構造の断面図を示す。
図１９は支持具に支持された図１８の構造の断面図を示す。
図２０はＣＶＤ法によりＳｉＣ多結晶成長層を形成した構造の断面図を示す。
図２１はＣＶＤ法によりＳｉＣ多結晶成長層を形成した構造の平面図である。
図２２は支持具から切り離した図２１の構造の断面図を示す。
図２３は変形例の支持具に支持された図１８の構造の断面図を示す。
図２４はＣＶＤ法によりＳｉＣ多結晶成長層を形成した後で変形例の支持具から取り外した図１８の構造の断面図を示す。
図２５は燃焼により黒鉛基板及び炭化した接着層を除去した構造の断面図を示す。
図２６は外周のＳｉＣ多結晶成長層、ストレス層を除去し、ＳｉＣ複合基板とした構造の断面図を示す。
図２７はＳｉＣ複合基板の断面図を示す。
図２８はＳｉＣ複合基板（ウエハ）の俯瞰図を示す。
図２９はＳｉＣ単結晶基板のＳｉ面に水素イオン注入層を形成した構造の断面図を示す。
図３０は水素イオン注入層のアニール処理により、水素イオン注入層を脆弱化して単結晶ＳｉＣ薄化層を形成後、単結晶ＳｉＣ薄化層のＳｉ面にＳｉＣエピタキシャル成長層を形成した構造の断面図を示す。
図３１はＳｉＣエピタキシャル成長層のＳｉ面に接着層を介して黒鉛基板を貼り付けた構造の断面図を示す。
図３２は脆弱化アニールを行って形成した単結晶ＳｉＣ薄化層を介してＳｉＣ単結晶基板と剥離・分離した構造の断面図を示す。
図３３は単結晶ＳｉＣ薄化層の剥離面を平滑化した構造の断面図を示す。
図３４は支持具に支持された図３３の構造の断面図を示す。
図３５はＣＶＤ法によりＳｉＣ多結晶成長層を形成した構造の断面図を示す。
図３６は支持具から切り離した図３５の構造の断面図を示す。
図３７は図３６の構造から燃焼により黒鉛基板を除去した断面図を示す。
図３８は図３７の上部の構造から外周のＳｉＣ多結晶成長層、ストレス層を除去して得られたＳｉＣ複合基板の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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