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公開番号2025163950
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024067615
出願日2024-04-18
発明の名称炭化珪素結晶の製造方法、炭化珪素基板の製造方法、エピタキシャル基板の製造方法および半導体装置の製造方法
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 20060101AFI20251023BHJP(結晶成長)
要約【課題】異種ポリタイプの発生を抑制可能な炭化珪素結晶の製造方法、炭化珪素基板の製造方法、エピタキシャル基板の製造方法および半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】炭化珪素結晶の製造方法は、坩堝内に炭化珪素原料とバナジウム供給源と種結晶とを配置する工程と、炭化珪素原料と種結晶とが対向して配置された状態で、炭化珪素原料およびバナジウム供給源を昇華させることにより、種結晶上に炭化珪素結晶を成長させる工程と、を備えている。炭化珪素粒子のスパン値は、90%粒子径から10%粒子径を引いた値を50%粒子径で割った値として算出される。スパン値は、1.25以上である。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
坩堝内に炭化珪素原料とバナジウム供給源と種結晶とを配置する工程と、
前記炭化珪素原料と前記種結晶とが対向して配置された状態で、前記炭化珪素原料および前記バナジウム供給源を昇華させることにより、前記種結晶上に炭化珪素結晶を成長させる工程と、を備え、
前記炭化珪素原料を構成する炭化珪素粒子の積算頻度が１０％、５０％および９０％であるときの粒子径を、それぞれ１０％粒子径、５０％粒子径および９０％粒子径とした場合、前記炭化珪素粒子のスパン値は、前記９０％粒子径から前記１０％粒子径を引いた値を前記５０％粒子径で割った値として算出され、
前記スパン値は、１．２５以上である、炭化珪素結晶の製造方法。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記炭化珪素原料を構成する炭化珪素粒子の積算頻度が５％および２０％であるときの粒子径を、それぞれ５％粒子径および２０％粒子径とした場合、前記２０％粒子径から前記５％粒子径を引いた値を前記５０％粒子径で割った値は、０．３５以上である、請求項１に記載の炭化珪素結晶の製造方法。
【請求項３】
前記５０％粒子径は、３００μｍ以上であり、
前記１０％粒子径は、２００μｍ以下である、請求項２に記載の炭化珪素結晶の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の炭化珪素結晶の製造方法を用いて炭化珪素結晶を準備する工程と、
前記炭化珪素結晶を切断する工程と、を備える、炭化珪素基板の製造方法。
【請求項５】
前記炭化珪素基板の２７℃における電気抵抗率は、１×１０
8
Ωｃｍ以上である、請求項４に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項６】
前記炭化珪素基板の最大径は、１５０ｍｍ以上である、請求項４に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項７】
請求項４に記載の炭化珪素基板の製造方法を用いて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る、エピタキシャル基板の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のエピタキシャル基板の製造方法を用いてエピタキシャル基板を準備する工程と、
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。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、炭化珪素結晶の製造方法、炭化珪素基板の製造方法、エピタキシャル基板の製造方法および半導体装置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２００３－５００３２１号公報（特許文献１）には、室温で少なくとも５０００Ω・ｃｍの抵抗率を有し、且つ、バナジウムを含有する炭化珪素単結晶が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２００３－５００３２１号公報（特許文献１）
【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、異種ポリタイプの発生を抑制可能な炭化珪素結晶の製造方法、炭化珪素基板の製造方法、エピタキシャル基板の製造方法および半導体装置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結晶の製造方法は、坩堝内に炭化珪素原料とバナジウム供給源と種結晶とを配置する工程と、炭化珪素原料と種結晶とが対向して配置された状態で、炭化珪素原料およびバナジウム供給源を昇華させることにより、種結晶上に炭化珪素結晶を成長させる工程と、を備えている。炭化珪素原料を構成する炭化珪素粒子の積算頻度が１０％、５０％および９０％であるときの粒子径を、それぞれ１０％粒子径、５０％粒子径および９０％粒子径とした場合、炭化珪素粒子のスパン値は、９０％粒子径から１０％粒子径を引いた値を５０％粒子径で割った値として算出される。スパン値は、１．２５以上である。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、異種ポリタイプの発生を抑制可能な炭化珪素結晶の製造方法、炭化珪素基板の製造方法、エピタキシャル基板の製造方法および半導体装置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、電気抵抗率の測定位置を示す平面模式図である。
図４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５は、炭化珪素粒子の頻度分布の一例を示すヒストグラムである。
図６は、粒子径の積算頻度プロファイルの一例を示している。
図７は、本実施形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置の構成を示す断面模式図である。
図８は、昇華工程を示す断面模式図である。
図９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１０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１１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１２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。
図１３は、サンプル１に係る炭化珪素結晶の製造方法に用いられた炭化珪素原料の粒子径と頻度との関係を示すヒストグラムを示している。
図１４は、サンプル２に係る炭化珪素結晶の製造方法に用いられた炭化珪素原料の粒子径と頻度との関係を示すヒストグラムを示している。
【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結晶の製造方法は、坩堝内に炭化珪素原料とバナジウム供給源と種結晶とを配置する工程と、炭化珪素原料と種結晶とが対向して配置された状態で、炭化珪素原料およびバナジウム供給源を昇華させることにより、種結晶上に炭化珪素結晶を成長させる工程と、を備えている。炭化珪素原料を構成する炭化珪素粒子の積算頻度が１０％、５０％および９０％であるときの粒子径を、それぞれ１０％粒子径、５０％粒子径および９０％粒子径とした場合、炭化珪素粒子のスパン値は、９０％粒子径から１０％粒子径を引いた値を５０％粒子径で割った値として算出される。スパン値は、１．２５以上である。
【００１０】
（２）上記（１）に係る炭化珪素結晶の製造方法によれば、炭化珪素原料を構成する炭化珪素粒子の積算頻度が５％および２０％であるときの粒子径を、それぞれ５％粒子径および２０％粒子径とした場合、２０％粒子径から５％粒子径を引いた値を５０％粒子径で割った値は、０．３５以上であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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