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公開番号2025075247
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023186286
出願日2023-10-31
発明の名称炭化珪素基板、エピタキシャル基板の製造方法、半導体装置の製造方法および炭化珪素結晶の製造方法
出願人住友電気工業株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類C30B 29/36 20060101AFI20250508BHJP(結晶成長)
要約【課題】半導体装置の歩留まりを向上可能な炭化珪素基板、エピタキシャル基板の製造方法、半導体装置の製造方法および炭化珪素結晶の製造方法を提供する。
【解決手段】炭化珪素基板は、主面を備える炭化珪素基板である。主面の中心における炭化珪素基板の電気抵抗率は、1×10⁶Ωcm以上である。主面において凹状欠陥がある。主面に垂直な直線に沿って見た場合、凹状欠陥の最大径は、5μm以上である。主面に垂直な直線に沿って見た場合、凹状欠陥の外縁は、直線部分を含まず、かつ、曲線部分を含んでいる。主面における凹状欠陥の面密度は、3.1/cm²未満である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
主面を備える炭化珪素基板であって、
前記主面の中心における前記炭化珪素基板の電気抵抗率は、１×１０
６
Ωｃｍ以上であり、
前記主面において凹状欠陥があり、
前記主面に垂直な直線に沿って見た場合、
前記凹状欠陥の最大径は、５μｍ以上であり、
前記凹状欠陥の外縁は、直線部分を含まず、かつ、曲線部分を含んでおり、
前記主面における前記凹状欠陥の面密度は、３．１／ｃｍ
２
未満である、炭化珪素基板。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記炭化珪素基板は、バナジウムを含み、
前記主面の中心において、バナジウムの濃度は、１×１０
１５
／ｃｍ
３
以上５×１０
１７
／ｃｍ
３
以下である、請求項１に記載の炭化珪素基板。
【請求項３】
前記炭化珪素基板は、窒素を含み、
前記主面の中心において、窒素の濃度は、１×１０
１５
／ｃｍ
３
以上１×１０
１６
／ｃｍ
３
未満である、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素基板。
【請求項４】
前記炭化珪素基板の厚みは、２ｍｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素基板。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の炭化珪素基板を準備する工程と、
前記炭化珪素基板上に窒化物エピタキシャル層を形成する工程とを備えた、エピタキシャル基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の炭化珪素基板を準備する工程と、
前記炭化珪素基板上に窒化物エピタキシャル層を形成する工程と、
前記窒化物エピタキシャル層上に電極を形成する工程とを備える、半導体装置の製造方法。
【請求項７】
炭化珪素粉末とポーラスカーボンと炭化バナジウム粉末とを反応容器内に配置する工程と、
前記炭化珪素粉末と前記炭化バナジウム粉末とを昇華することにより炭化珪素結晶を成長させる工程とを備え、
前記ポーラスカーボンは、前記炭化珪素粉末と前記炭化バナジウム粉末との間に配置されており、
前記炭化バナジウム粉末は、複数の粒子によって構成されており、
前記炭化珪素粉末と前記ポーラスカーボンと前記炭化バナジウム粉末とを前記反応容器内に配置する工程において、前記複数の粒子の各々の粒子径は、１５μｍ以下である、炭化珪素結晶の製造方法。
【請求項８】
前記ポーラスカーボンの厚みは、１０ｍｍ以上である、請求項７に記載の炭化珪素結晶の製造方法。
【請求項９】
前記炭化バナジウム粉末の粒子径頻度の小さい粒子径からの積算値を算出し、積算する粒子径の下限を０．１μｍとした場合、
前記積算値が９０％に相当する粒子径は、１．５μｍ以下である、請求項７または請求項８に記載の炭化珪素結晶の製造方法。
【請求項１０】
前記積算値が９０％に相当する粒子径は、１μｍ以下である、請求項９に記載の炭化珪素結晶の製造方法。
（【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、炭化珪素基板、エピタキシャル基板の製造方法、半導体装置の製造方法および炭化珪素結晶の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特表２００５－５０８８２１号公報（特許文献１）には、室温で少なくとも５０００Ωｃｍの抵抗を有している炭化ケイ素単結晶が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２００５－５０８８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の目的は、半導体装置の歩留まりを向上可能な炭化珪素基板、エピタキシャル基板の製造方法、半導体装置の製造方法および炭化珪素結晶の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示に係る炭化珪素基板は、主面を備える炭化珪素基板である。主面の中心における炭化珪素基板の電気抵抗率は、１×１０
６
Ωｃｍ以上である。主面において凹状欠陥がある。主面に垂直な直線に沿って見た場合、凹状欠陥の最大径は、５μｍ以上である。主面に垂直な直線に沿って見た場合、凹状欠陥の外縁は、直線部分を含まず、かつ、曲線部分を含んでいる。主面における凹状欠陥の面密度は、３．１／ｃｍ
２
未満である。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、半導体装置の歩留まりを向上可能な炭化珪素基板、エピタキシャル基板の製造方法、半導体装置の製造方法および炭化珪素結晶の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、本実施形態に係る炭化珪素基板の構成を示す平面模式図である。
図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面模式図である。
図３は、図１の領域ＩＩＩを示す拡大模式図である。
図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面模式図である。
図５は、第２主面の構成を示す拡大模式図である。
図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面模式図である。
図７は、中央領域における電気抵抗率の測定位置を示す平面模式図である。
図８は、本実施形態に係る炭化珪素結晶の構成を示す平面模式図である。
図９は、図８のＩＸ－ＩＸ線に沿った断面模式図である。
図１０は、本実施形態に係る炭化珪素結晶の製造装置の構成を示す断面模式図である。
図１１は、本実施形態に係る炭化珪素結晶の製造方法を概略的に示すフロー図である。
図１２は、炭化珪素粉末とポーラスカーボンと炭化バナジウム粉末とを反応容器内に配置する工程を示す断面模式図である。
図１３は、炭化珪素結晶を成長させる工程を示す断面模式図である。
図１４は、本実施形態に係る炭化珪素基板の製造方法を概略的に示すフロー図である。
図１５は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を概略的に示すフロー図である。
図１６は、炭化珪素基板上にバッファ層を形成する工程を示す断面模式図である。
図１７は、電子走行層および電子供給層を形成する工程を示す断面模式図である。
図１８は、本実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［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。
【０００９】
（１）本開示に係る炭化珪素基板は、主面を備える炭化珪素基板である。主面の中心における炭化珪素基板の電気抵抗率は、１×１０
６
Ωｃｍ以上である。主面において凹状欠陥がある。主面に垂直な直線に沿って見た場合、凹状欠陥の最大径は、５μｍ以上である。主面に垂直な直線に沿って見た場合、凹状欠陥の外縁は、直線部分を含まず、かつ、曲線部分を含んでいる。主面における凹状欠陥の面密度は、３．１／ｃｍ
２
未満である。
【００１０】
（２）上記（１）に係る炭化珪素基板は、バナジウムを含んでいてもよい。主面の中心において、バナジウムの濃度は、１×１０
１５
／ｃｍ
３
以上５×１０
１７
／ｃｍ
３
以下であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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