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公開番号2025162390
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-27
出願番号2024065662
出願日2024-04-15
発明の名称半導体ウェーハの製造方法
出願人信越半導体株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C30B 29/06 20060101AFI20251020BHJP(結晶成長)
要約【課題】表面粗さの大きい炭化硅素結晶(SiC結晶)を含む半導体ウェーハを簡便な工程で製造するための方法を提供する。
【解決手段】表面に炭化硅素結晶からなる突起を有する半導体ウェーハを製造する方法であって、シリコン基板上に、カーボンを含有するシリコン膜を、第一の温度にて形成する工程と、前記シリコン膜を形成したシリコン基板を、第二の温度にてアニールすることにより、前記シリコン膜中に炭化硅素結晶を析出させる工程と、前記アニールを行ったシリコン基板上の前記シリコン膜を研磨することにより、前記シリコン基板上に前記炭化硅素結晶からなる突起が形成された半導体ウェーハを作製する工程とを有することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
表面に炭化硅素結晶からなる突起を有する半導体ウェーハを製造する方法であって、
シリコン基板上に、カーボンを含有するシリコン膜を、第一の温度にて形成する工程と、
前記シリコン膜を形成したシリコン基板を、第二の温度にてアニールすることにより、前記シリコン膜中に炭化硅素結晶を析出させる工程と、
前記アニールを行ったシリコン基板上の前記シリコン膜を研磨することにより、前記シリコン基板上に前記炭化硅素結晶からなる突起が形成された半導体ウェーハを作製する工程と
を有することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
前記第二の温度を前記第一の温度よりも高温とすることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記第一の温度を４００℃～１０００℃とすることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記第一の温度を６００℃～８００℃とすることを特徴とする請求項３に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記カーボンを含有するシリコン膜を、炭素原子濃度が１．０×１０
１９
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以上、５．０×１０
２１
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以下として形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項６】
前記カーボンを含有するシリコン膜を、炭素原子濃度が１．０×１０
２０
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以上、１．０×１０
２１
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以下として形成することを特徴とする請求項５に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項７】
前記シリコン膜を研磨する工程における研磨取り代を、３ｎｍ以上であり、かつ、前記シリコン膜の膜厚未満とすることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の半導体ウェーハの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
次世代半導体材料としてダイヤモンドが注目されている。ダイヤモンド成長のシード層（ダイヤモンド単結晶の成長用基板）として炭化硅素（ＳｉＣ）が有望視されており、特に表面の粗いＳｉＣにおいてダイヤモンドが成長しやすいという知見がある。しかしながら、ＳｉＣは難加工性であり、意図的に表面を削り表面粗さを大きくするのは困難であった。
【０００３】
ダイヤモンド単結晶の成長用基板の製造方法として、従来はエッチングによってシリコンと不純物のエッチングレートの差を利用して不純物由来の突起を形成する方法が提案されている。
【０００４】
また、カーボン由来の不純物ＳｉＣを作製する方法としては、従来はシリコン単結晶基板を炭素含有ガス雰囲気でＲＴＡ処理することにより、シリコン単結晶基板の表面に炭素を付着させる工程と、炭素と前記シリコン単結晶基板とを反応させて、シリコン単結晶基板の表面に３Ｃ－ＳｉＣ単結晶膜を形成する工程と、３Ｃ－ＳｉＣ単結晶膜が形成されたシリコン単結晶基板を酸化性雰囲気中でＲＴＡ処理することにより、３Ｃ－ＳｉＣ単結晶膜を酸化して酸化膜とするとともにシリコン単結晶基板中に炭素を内方拡散させる工程と、酸化膜を除去する工程によって行われる方法が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
また、単結晶ダイヤモンド薄膜成長用基板の製造方法として、特許文献２では、高温に保持した単結晶基板に、適度なイオン電流密度にて炭素イオンをイオン注入し、単結晶基板におけるイオン注入部位の表面及び／又は表面近傍に、単結晶基板の結晶とエピタキシャル関係にあるダイヤモンド結晶微粒子の層を有する単結晶ダイヤモンド薄膜成長用基板の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２２－０３８４４４号公報
特開２００４－３５２５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、表面粗さの大きい炭化硅素結晶（ＳｉＣ結晶）を含む半導体ウェーハを簡便な工程で製造するための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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、表面に炭化硅素結晶からなる突起を有する半導体ウェーハを製造する方法であって、シリコン基板上に、カーボンを含有するシリコン膜を、第一の温度にて形成する工程と、前記シリコン膜を形成したシリコン基板を、第二の温度にてアニールすることにより、前記シリコン膜中に炭化硅素結晶を析出させる工程と、前記アニールを行ったシリコン基板上の前記シリコン膜を研磨することにより、前記シリコン基板上に前記炭化硅素結晶からなる突起が形成された半導体ウェーハを作製する工程とを有することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法を提供する。
【０００９】
このような方法であれば、カーボンを含有するシリコン膜を成膜後に、熱処理を施してシリコン膜中にＳｉＣ結晶を析出させてから、シリコン膜と炭化硅素結晶の研磨レートの差を利用して表面にＳｉＣ結晶の突起を形成させる方法であるため、加工性を向上させた上で、表面粗さの大きいＳｉＣ結晶を含む半導体ウェーハを製造可能である。
【００１０】
このとき、前記第二の温度を前記第一の温度よりも高温とすることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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