炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板
【課題】主表面における面方位のばらつきおよび反りを抑制することができる炭化珪素基板の製造方法、ならびに高品質な半導体装置を製造することができる炭化珪素基板を提供する。
【解決手段】炭化珪素基板１０の製造方法は、単結晶炭化珪素からなるインゴット１を準備する工程と、インゴット１をスライスすることにより炭化珪素基板１０を得る工程と、炭化珪素基板１０の表面を研磨する工程とを備える。炭化珪素基板１０を得る工程では、＜１１−２０＞方向または＜１−１００＞方向とのなす角が、｛０００１｝面への正射影において１５±５°となる方向に切断が進行するようにインゴット１がスライスされる。炭化珪素基板１０の表面を研磨する工程では、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂの少なくとも一方の全面が研磨面３０Ａ，４０Ａと接触した状態において炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂの少なくとも一方が研磨される。
【解決手段】炭化珪素基板１０の製造方法は、単結晶炭化珪素からなるインゴット１を準備する工程と、インゴット１をスライスすることにより炭化珪素基板１０を得る工程と、炭化珪素基板１０の表面を研磨する工程とを備える。炭化珪素基板１０を得る工程では、＜１１−２０＞方向または＜１−１００＞方向とのなす角が、｛０００１｝面への正射影において１５±５°となる方向に切断が進行するようにインゴット１がスライスされる。炭化珪素基板１０の表面を研磨する工程では、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂの少なくとも一方の全面が研磨面３０Ａ，４０Ａと接触した状態において炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂの少なくとも一方が研磨される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板に関するものであり、より特定的には、主表面における面方位のばらつきおよび反りを抑制することができる炭化珪素基板の製造方法、ならびに高品質な半導体装置を製造することができる炭化珪素基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高耐圧化、低損失化、高温環境下での使用などを可能とするため、半導体装置を構成する材料として炭化珪素の採用が進められつつある。炭化珪素は、従来から半導体装置を構成する材料として広く使用されている珪素に比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体である。そのため、半導体装置を構成する材料として炭化珪素を採用することにより、半導体装置の高耐圧化、オン抵抗の低減などを達成することができる。また、炭化珪素を材料として採用した半導体装置は、珪素を材料として採用した半導体装置に比べて、高温環境下で使用された場合の特性の低下が小さいという利点も有している。
【０００３】
炭化珪素を材料として用いた半導体装置は、たとえば炭化珪素基板上にエピタキシャル成長層を形成し、これに所望の不純物を導入した領域を作製するとともに、電極を形成することにより製造される。ここで、高品質なエピタキシャル成長層を形成するためには、主表面における面方位が均一な炭化珪素基板を用いる必要がある。これに対して、たとえば結晶成長の温度条件や、結晶形状を制御することにより、主表面における面方位が均一な炭化珪素基板を得ることなどが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９４４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において提案されている炭化珪素基板は、主表面における面方位が均一である一方、基板の反りが大きく、また厚みのばらつきが大きい。また、基板の反りは、表面研磨などによって低減することができるが、反りが大きい基板の表面を研磨などによって平坦化すると、研磨後の主表面における面方位にばらつきが生じるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、主表面における面方位のばらつきおよび反りを抑制することができる炭化珪素基板の製造方法、ならびに高品質な半導体装置を製造することができる炭化珪素基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従った炭化珪素基板の製造方法は、直径が２インチ以上の単結晶炭化珪素からなるインゴットを準備する工程と、インゴットをスライスすることにより基板を得る工程と、基板の表面を研磨する工程とを備えている。基板を得る工程では、＜１１−２０＞方向または＜１−１００＞方向とのなす角が、｛０００１｝面への正射影において１５±５°となる方向に切断が進行するようにインゴットがスライスされる。基板の表面を研磨する工程では、基板の少なくとも一方の主表面の全面が研磨面と接触した状態において基板の上記少なくとも一方の主表面が研磨される。
【０００８】
ここで、基板の主表面の全面が研磨面と接触した状態とは、基板の反りまたはうねりが矯正されることによって、基板の主表面が概ね全域にわたって研磨面と接触する状態を意味するものであって、基板の主表面の全面が全ての領域において完全に研磨面と接触した状態のみならず、基板の主表面の一部が研磨面と離れた状態をも含む。また、研磨面とは、基板の主表面と接触して研磨を進行させる面であって、たとえば砥石表面や定盤の表面などを意味するものとする。
【０００９】
本発明者は、炭化珪素からなる基板の主表面における面方位のばらつき、および反りを抑制するための方策について詳細な検討を行なった。その結果、まず、単結晶炭化珪素からなるインゴットの切断段階において、炭化珪素の結晶の劈開方向に対して一定の角度をなす方向にスライスを進行させることにより、基板の反りが抑制されることを見出した。しかし、反りが残存する基板を何ら対策を講じることなく研磨すると、結晶面が湾曲した状態が維持されつつ研磨が進行するため、研磨後の主表面において面方位のばらつきが生じる。これに対して、本発明者の検討によれば、基板の少なくとも一方の主表面の全面が研磨面と接触した状態において研磨することにより、上記少なくとも一方の主表面における面方位のばらつきを抑制しつつ、基板の反りをより低減可能であることが明らかとなった。
【００１０】
本発明に従った炭化珪素基板の製造方法では、炭化珪素の結晶の劈開方向である＜１１−２０＞方向または＜１−１００＞方向とのなす角が、｛０００１｝面への正射影において１５°±５°の範囲となる方向にスライスを進行させることにより、反りが抑制された基板を得ることができる。そして、得られた基板は、少なくとも一方の主表面の全面が研磨面と接触した状態において研磨される。そのため、基板の上記少なくとも一方の主表面における面方位のばらつきを抑制しつつ、基板の反りをより低減することができる。このように、本発明に従った炭化珪素基板の製造方法によれば、基板の主表面における面方位のばらつきおよび反りを抑制することができる。
【００１１】
上記炭化珪素基板の製造方法において、基板を得る工程では、上記少なくとも一方の主表面の｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上８０°以下となるようにインゴットがスライスされてもよい。これにより、得られる基板の反りをより効果的に抑制することができる。
【００１２】
上記炭化珪素基板の製造方法において、基板の表面を研磨する工程では、基板の両方の主表面の全面が研磨面に接触した状態において、基板の両方の主表面が研磨されてもよい。このようにすることにより、基板の表面を効率的に研磨することができる。
【００１３】
上記炭化珪素基板の製造方法において、基板の表面を研磨する工程は、基板の両方の主表面の全面が研磨面に接触するように基板を矯正する工程と、矯正された基板の両方の主表面を研磨する工程とを含んでいてもよい。また、矯正された基板の両方の主表面を研磨する工程では、基板を矯正する工程よりも多い量の遊離砥粒が供給されつつ、両方の主表面が研磨されてもよい。
【００１４】
このように、基板の両方の主表面の全面が研磨面に接触するように基板が矯正された後に、多量の遊離砥粒が供給されて基板の両方の主表面が研磨されることにより、矯正完了後に研磨速度が向上するため、基板の主表面の面方位のばらつきをより確実に抑制することができる。
【００１５】
上記炭化珪素基板の製造方法において、基板の表面を研磨する工程では、基板の一方の主表面とは異なる他方の主表面が保持部材の平坦面に接触するように固定されてもよい。そして、基板の上記一方の主表面の全面が研磨面に接触した状態において基板の上記一方の主表面が研磨されてもよい。
【００１６】
これにより、基板の上記一方の主表面の全面を確実に研磨することができる。その結果、基板の上記一方の主表面の面方位のばらつきを抑制することができる。
【００１７】
上記炭化珪素基板の製造方法は、基板の表面を研磨する工程の前に、基板の固定状態を確認する工程をさらに備えていてもよい。
【００１８】
これにより、基板の上記一方の主表面の全面をより確実に研磨することができる。その結果、基板の上記一方の主表面の面方位のばらつきをより確実に抑制することができる。
【００１９】
本発明に従った炭化珪素基板は、２インチ以上の直径を有している。また、少なくとも一方の主表面の中心からの距離が１インチ以下の領域である中央領域におけるＳＯＲＩが３０μｍ以下である。また、上記中央領域におけるＸ線回折のピーク位置のばらつきが０．３°以下である。
【００２０】
本発明に従った炭化珪素基板は、主表面における面方位および反りが抑制されているため、主表面上において結晶性の高いエピタキシャル成長層を容易に形成することができる。したがって、本発明に従った炭化珪素基板によれば、高品質な半導体装置を製造することができる。
【００２１】
上記炭化珪素基板において、外周から２ｍｍ離れた領域を除く領域の、Ｘ線回折のピーク位置のばらつきは０．３°以下であってもよい。
【００２２】
これにより、上記炭化珪素基板の主表面上において、結晶性の高いエピタキシャル成長層を一層容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上の説明から明らかなように、本発明に従った炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板によれば、主表面における面方位のばらつきおよび反りを抑制することができる炭化珪素基板の製造方法、ならびに高品質な半導体装置を製造することができる炭化珪素基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】炭化珪素基板の製造方法を概略的に示すフローチャートである。
【図２】炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略図である。
【図３】炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略図である。
【図４】炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略図である。
【図５】炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略図である。
【図６】炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略図である。
【図７】炭化珪素基板を示す概略図である。
【図８】実施の形態２に係る炭化珪素基板の製造方法を概略的に示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２に係る炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略図である。
【図１０】実施の形態２に係る炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。また、本明細書中においては、個別方位を[]、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示す。また、負の指数については、結晶学上、”−”（バー）を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。
【００２６】
(実施の形態１)
まず、本発明の一実施の形態である実施の形態１に係る炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板について説明する。はじめに、本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法について、図１〜図６を参照して説明する。図１を参照して、本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法では、まず、工程（Ｓ１０）として、インゴット準備工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、たとえば以下に説明する昇華法により、直径が２インチ以上の単結晶炭化珪素からなるインゴットが作製される。
【００２７】
まず、グラファイトからなる容器内に単結晶炭化珪素からなる種結晶と、炭化珪素からなる原料粉末とが挿入される。そして、原料粉末が加熱されることにより炭化珪素が昇華し、種結晶上に再結晶する。このとき、所望の不純物、たとえば窒素などが導入されつつ再結晶が進行する。これにより、図２に示すように、単結晶炭化珪素からなるインゴット１が得られる。なお、インゴット１の成長方向を図２に示すように＜０００１＞方向とすることにより、効率よくインゴット１を作製することができる。
【００２８】
次に、工程（Ｓ２０）として、切断工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、図３および図４を参照して、作製されたインゴット１をスライスすることにより、炭化珪素基板１０が得られる。具体的には、まず、インゴット１が、その側面の一部が支持台２により支持されるように設置される。次に、ワイヤー９が、インゴット１の直径方向に沿った方向に走行しつつ、その走行方向に垂直な方向である切断方向αに沿ってインゴット１に接近し、ワイヤー９とインゴット１とが接触する。そして、ワイヤー９が切断方向αに沿って進行し続けることにより、インゴット１が切断される。
【００２９】
この工程（Ｓ２０）をより詳細に説明すると、たとえば鉄およびニッケルを含む合金からなるワイヤー９がインゴット１に接触しつつ走行し、かつワイヤー９とインゴット１とが接触する領域には、遊離砥粒としての単結晶ダイヤモンドと切削油とを混合したスラリーなどの切削油が供給されることにより、インゴット１が切断される。このようにして、インゴット１のスライスが実施され、図４に示すような炭化珪素基板１０が得られる。
【００３０】
また、この工程（Ｓ２０）では、図３に示すように、インゴット１の＜１１−２０＞方向または＜１−１００＞方向とのなす角が、｛０００１｝面への正射影において１５°±５°となる方向にスライスが進行するように、インゴット１がスライスされる。具体的には、たとえば図３に示すように、インゴット１の＜１１−２０＞方向と切断方向αとのなす角βが１５°±５°とされる。これにより、劈開方向がワイヤー９に与える影響が低減され、炭化珪素基板１０の反りが抑制される。また、炭化珪素基板１０の厚みのばらつきは、たとえば１０μｍ以下にまで低減される。
【００３１】
また、この工程（Ｓ２０）では、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａの｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上８０°以下となるように、インゴット１がスライスされてもよい。これにより、得られる炭化珪素基板１０の反りをより効果的に抑制することができる。
【００３２】
次に、工程（Ｓ３０）として、研磨工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、以下に説明する工程（Ｓ３１）〜（Ｓ３３）が実施されることにより、炭化珪素基板１０の両方の主表面が研磨される。なお、上述したように、工程（Ｓ２０）においてインゴット１をスライスして得られた炭化珪素基板１０の反りは抑制されているが、完全には除去されていない。そのため、この工程（Ｓ３０）において、炭化珪素基板１０の両方の主表面を研磨することにより、さらに炭化珪素基板１０の反りが低減される。
【００３３】
まず、工程（Ｓ３１）として、基板設置工程が実施される。この工程（Ｓ３１）では、図５を参照して、まず、炭化珪素基板１０が、たとえば銅からなる研磨面３０Ａを有する下定盤３０上において、主表面１０Ａの一部が研磨面３０Ａに接触するように設置される。そして、たとえば銅からなる研磨面４０Ａを有する上定盤４０が、研磨面４０Ａが主表面１０Ｂの一部に接触するように、炭化珪素基板１０上に設置される。このようにして、炭化珪素基板１０は、下定盤３０と上定盤４０との間に挟まれるように配置される。なお、下定盤３０および上定盤４０は、上述したような銅からなる研磨面３０Ａ，４０Ａを有する定盤だけでなく、たとえばダイヤモンドなどの炭化珪素よりも高い硬度を有する材料からなる砥粒が固定された砥石が表面に配置された定盤であってもよい。
【００３４】
次に、工程（Ｓ３２）として、基板矯正工程が実施される。この工程（Ｓ３２）では、図６を参照して、下定盤３０と上定盤４０とを互いに相対的に回転させつつ、上定盤４０を下定盤３０に対して接近する方向に動作させる。これにより、図６に示すように、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂの全面が研磨面３０Ａ，４０Ａに接触した状態とされる。また、この工程（Ｓ３２）では、供給管５０より、研磨面３０Ａと研磨面４０Ａとの間への加工液６０の供給が開始される。加工液６０は、主表面１０Ａ，１０Ｂの研磨を容易に進行させるための切削油などであって、たとえばダイヤモンドからなる遊離砥粒などを含んでいてもよい。
【００３５】
次に、工程（Ｓ３３）として、両面研磨工程が実施される。この工程（Ｓ３３）では、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂの全面が研磨面３０Ａ，４０Ａに接触した状態において、工程（Ｓ３２）よりも多い量の遊離砥粒を含む加工液６０が供給管５０より供給されつつ、主表面１０Ａ，１０Ｂの全面が研磨される。
【００３６】
また、工程（Ｓ３２）と工程（Ｓ３３）との間の遊離砥粒の供給量の変更は、本発明に従った炭化珪素基板の製造方法において必須ではないが、これを行なうことにより、炭化珪素基板１０の矯正完了後に研磨速度が向上するため、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂの面方位のばらつきをより確実に抑制することができる。
【００３７】
このように、上記工程（Ｓ３０）では、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂの全面が研磨面３０Ａ，４０Ａに接触するように炭化珪素基板１０が矯正された状態で、主表面１０Ａ，１０Ｂが研磨されることにより、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂの面方位のばらつきをより確実に抑制することができる。以上の工程（Ｓ１０）〜（Ｓ３０）が実施されることにより、炭化珪素基板１０が製造され、本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法が完了する。
【００３８】
次に、本実施の形態に係る炭化珪素基板について説明する。本実施の形態に係る炭化珪素基板１０は、たとえば上記本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法により製造される。
【００３９】
炭化珪素基板１０は、２インチ以上の直径を有している。また、図７を参照して、炭化珪素基板１０において、主表面１０Ａ，１０Ｂの中心からの距離が１インチ以下の領域である中央領域ＡのＳＯＲＩは、３０μｍ以下となっている。また、中央領域ＡにおけるＸ線回折のピーク位置のばらつきは、０．３°以下となっている。
【００４０】
このように、本実施の形態に係る炭化珪素基板１０は、主表面１０Ａ，１０Ｂにおける面方位および反りが抑制されているため、主表面１０Ａ，１０Ｂ上において結晶性の高いエピタキシャル成長層を容易に形成することができる。したがって、本実施の形態に係る炭化珪素基板１０によれば、高品質な半導体装置を製造することができる。
【００４１】
また、上記本実施の形態に係る炭化珪素基板１０において、より好ましくは外周から２ｍｍ離れた領域を除く領域Ｂにおいて、Ｘ線回折のピーク位置のばらつきが０．３°以下となっている。これにより、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂ上において、結晶性の高いエピタキシャル成長層を一層容易に形成することができる。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態２に係る炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板について説明する。本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法は、基本的には上記実施の形態１に係る炭化珪素基板の製造方法と同様に実施され、かつ同様の効果を奏する。また、本実施の形態に係る炭化珪素基板は、基本的には上記実施の形態１と同様のものであり、かつ同様の効果を奏する。しかし、本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法は、炭化珪素基板の両方の主表面ではなく一方の主表面が研磨されるという点において、上記実施の形態１に係る炭化珪素基板の製造方法とは異なっている。
【００４３】
以下、本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法について、図８〜図１０を参照して説明する。図８を参照して、まず、工程（Ｓ１０）として、インゴット準備工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、実施の形態１と同様に、直径が２インチ以上の単結晶炭化珪素からなるインゴット１が作製される。
【００４４】
次に、工程（Ｓ２０）として、切断工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、実施の形態１と同様に、インゴット１がスライスされることにより、炭化珪素基板１０が得られる。
【００４５】
次に、工程（Ｓ３０）として、研磨工程が実施される。この工程（Ｓ３０）は、以下に説明する工程（Ｓ３１）〜（Ｓ３５）を含み、炭化珪素基板１０の一方の主表面の全面が研磨される。
【００４６】
まず、工程（Ｓ３１）として、基板形状確認工程が実施される。この工程（Ｓ３１）では、たとえば炭化珪素基板１０の主表面内の任意の５点において、炭化珪素基板１０の厚みが測定される。
【００４７】
次に、工程（Ｓ３２）として、基板固定工程が実施される。この工程（Ｓ３２）では、図９を参照して、工程（Ｓ３１）において厚みが確認された炭化珪素基板１０が、保持部材２０に固定される。具体的には、たとえばワックスなどの接着剤を用いて、炭化珪素基板１０が、研磨されるべき主表面１０Ａとは異なる主表面１０Ｂが保持部材２０の平坦面２０Ａに接触するように保持部材２０に固定される。
【００４８】
次に、工程（Ｓ３３）として、基板形状確認工程が実施される。この工程（Ｓ３３）では、上述のように炭化珪素基板１０が保持部材２０に固定された後、工程（Ｓ３１）にて厚みが測定された任意の５点と同じ位置において、炭化珪素基板１０の厚みが測定される。これにより、炭化珪素基板１０の保持部材２０への固定精度が確認される。本実施の形態では、炭化珪素基板１０は、５μｍ以下の固定精度で保持部材２０に固定される。
【００４９】
次に、工程（Ｓ３４）として、基板設置工程が実施される。この工程（Ｓ３４）では、図１０を参照して、保持部材２０に固定された炭化珪素基板１０が、研磨対象となる主表面１０Ａの全面が研磨面３０Ａに接触するように下定盤３０上に設置される。
【００５０】
次に、工程（Ｓ３５）として、片面研磨工程が実施される。この工程（Ｓ３５）では、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａの全面が研磨面３０Ａに接触した状態において、保持部材２０と下定盤３０とを互いに相対的に回転させることにより、主表面１０Ａの全面が研磨される。
【００５１】
このように、この工程（Ｓ３０）では、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａの研磨が実施される前に、炭化珪素基板１０の厚みが確認されることにより、主表面１０Ａの全面をより確実に研磨することができる。その結果、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａの面方位のばらつきをより確実に抑制することができる。以上の工程（Ｓ１０）〜（Ｓ３０）が実施されることにより、炭化珪素基板１０が製造され、本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法が完了する。なお、必要に応じて、主表面１０Ｂも主表面１０Ａと同様に研磨されてもよい。
【００５２】
以上のように、本発明の実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法では、炭化珪素の結晶の劈開方向である＜１１−２０＞方向または＜１−１００＞方向とのなす角が、｛０００１｝面への正射影において１５°±５°の範囲となる方向にスライスを進行させることにより、反りが抑制された炭化珪素基板１０を得ることができる。そして、得られた炭化珪素基板１０は、主表面１０Ａ，１０Ｂのうち少なくとも一方の主表面の全面が研磨面３０Ａ，３０Ｂと接触した状態において研磨される。そのため、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂのうち少なくとも一方の主表面における面方位のばらつきを抑制しつつ、炭化珪素基板１０の反りをより低減することができる。このように、本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法によれば、炭化珪素基板１０の主表面における面方位のばらつきおよび反りを抑制することができる。
【００５３】
また、本発明の炭化珪素基板の製造方法では、実施の形態１に示したように炭化珪素基板１０の両方の主表面１０Ａ，１０Ｂの全面が研磨されてもよい。このようにすることにより、炭化珪素基板１０の表面を効率的に研磨することができる。
【００５４】
また、本発明の炭化珪素基板の製造方法では、実施の形態２に示したように炭化珪素基板１０の一方の主表面である主表面１０Ａの全面が研磨されてもよい。これにより、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａの全面を確実に研磨することができる。その結果、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａの面方位のばらつきを抑制することができる。
【００５５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板は、炭化珪素基板の主表面上に高品質なエピタキシャル成長層を形成することが要求される炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板において特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００５７】
１ インゴット、２ 支持台、９ ワイヤー、１０ 炭化珪素基板、１０Ａ，１０Ｂ 主表面、２０ 保持部材、２０Ａ 平坦面、３０ 下定盤、４０ 上定盤、３０Ａ，４０Ａ 研磨面、５０ 供給管、６０ 加工液。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板に関するものであり、より特定的には、主表面における面方位のばらつきおよび反りを抑制することができる炭化珪素基板の製造方法、ならびに高品質な半導体装置を製造することができる炭化珪素基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高耐圧化、低損失化、高温環境下での使用などを可能とするため、半導体装置を構成する材料として炭化珪素の採用が進められつつある。炭化珪素は、従来から半導体装置を構成する材料として広く使用されている珪素に比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体である。そのため、半導体装置を構成する材料として炭化珪素を採用することにより、半導体装置の高耐圧化、オン抵抗の低減などを達成することができる。また、炭化珪素を材料として採用した半導体装置は、珪素を材料として採用した半導体装置に比べて、高温環境下で使用された場合の特性の低下が小さいという利点も有している。
【０００３】
炭化珪素を材料として用いた半導体装置は、たとえば炭化珪素基板上にエピタキシャル成長層を形成し、これに所望の不純物を導入した領域を作製するとともに、電極を形成することにより製造される。ここで、高品質なエピタキシャル成長層を形成するためには、主表面における面方位が均一な炭化珪素基板を用いる必要がある。これに対して、たとえば結晶成長の温度条件や、結晶形状を制御することにより、主表面における面方位が均一な炭化珪素基板を得ることなどが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９４４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において提案されている炭化珪素基板は、主表面における面方位が均一である一方、基板の反りが大きく、また厚みのばらつきが大きい。また、基板の反りは、表面研磨などによって低減することができるが、反りが大きい基板の表面を研磨などによって平坦化すると、研磨後の主表面における面方位にばらつきが生じるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、主表面における面方位のばらつきおよび反りを抑制することができる炭化珪素基板の製造方法、ならびに高品質な半導体装置を製造することができる炭化珪素基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従った炭化珪素基板の製造方法は、直径が２インチ以上の単結晶炭化珪素からなるインゴットを準備する工程と、インゴットをスライスすることにより基板を得る工程と、基板の表面を研磨する工程とを備えている。基板を得る工程では、＜１１−２０＞方向または＜１−１００＞方向とのなす角が、｛０００１｝面への正射影において１５±５°となる方向に切断が進行するようにインゴットがスライスされる。基板の表面を研磨する工程では、基板の少なくとも一方の主表面の全面が研磨面と接触した状態において基板の上記少なくとも一方の主表面が研磨される。
【０００８】
ここで、基板の主表面の全面が研磨面と接触した状態とは、基板の反りまたはうねりが矯正されることによって、基板の主表面が概ね全域にわたって研磨面と接触する状態を意味するものであって、基板の主表面の全面が全ての領域において完全に研磨面と接触した状態のみならず、基板の主表面の一部が研磨面と離れた状態をも含む。また、研磨面とは、基板の主表面と接触して研磨を進行させる面であって、たとえば砥石表面や定盤の表面などを意味するものとする。
【０００９】
本発明者は、炭化珪素からなる基板の主表面における面方位のばらつき、および反りを抑制するための方策について詳細な検討を行なった。その結果、まず、単結晶炭化珪素からなるインゴットの切断段階において、炭化珪素の結晶の劈開方向に対して一定の角度をなす方向にスライスを進行させることにより、基板の反りが抑制されることを見出した。しかし、反りが残存する基板を何ら対策を講じることなく研磨すると、結晶面が湾曲した状態が維持されつつ研磨が進行するため、研磨後の主表面において面方位のばらつきが生じる。これに対して、本発明者の検討によれば、基板の少なくとも一方の主表面の全面が研磨面と接触した状態において研磨することにより、上記少なくとも一方の主表面における面方位のばらつきを抑制しつつ、基板の反りをより低減可能であることが明らかとなった。
【００１０】
本発明に従った炭化珪素基板の製造方法では、炭化珪素の結晶の劈開方向である＜１１−２０＞方向または＜１−１００＞方向とのなす角が、｛０００１｝面への正射影において１５°±５°の範囲となる方向にスライスを進行させることにより、反りが抑制された基板を得ることができる。そして、得られた基板は、少なくとも一方の主表面の全面が研磨面と接触した状態において研磨される。そのため、基板の上記少なくとも一方の主表面における面方位のばらつきを抑制しつつ、基板の反りをより低減することができる。このように、本発明に従った炭化珪素基板の製造方法によれば、基板の主表面における面方位のばらつきおよび反りを抑制することができる。
【００１１】
上記炭化珪素基板の製造方法において、基板を得る工程では、上記少なくとも一方の主表面の｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上８０°以下となるようにインゴットがスライスされてもよい。これにより、得られる基板の反りをより効果的に抑制することができる。
【００１２】
上記炭化珪素基板の製造方法において、基板の表面を研磨する工程では、基板の両方の主表面の全面が研磨面に接触した状態において、基板の両方の主表面が研磨されてもよい。このようにすることにより、基板の表面を効率的に研磨することができる。
【００１３】
上記炭化珪素基板の製造方法において、基板の表面を研磨する工程は、基板の両方の主表面の全面が研磨面に接触するように基板を矯正する工程と、矯正された基板の両方の主表面を研磨する工程とを含んでいてもよい。また、矯正された基板の両方の主表面を研磨する工程では、基板を矯正する工程よりも多い量の遊離砥粒が供給されつつ、両方の主表面が研磨されてもよい。
【００１４】
このように、基板の両方の主表面の全面が研磨面に接触するように基板が矯正された後に、多量の遊離砥粒が供給されて基板の両方の主表面が研磨されることにより、矯正完了後に研磨速度が向上するため、基板の主表面の面方位のばらつきをより確実に抑制することができる。
【００１５】
上記炭化珪素基板の製造方法において、基板の表面を研磨する工程では、基板の一方の主表面とは異なる他方の主表面が保持部材の平坦面に接触するように固定されてもよい。そして、基板の上記一方の主表面の全面が研磨面に接触した状態において基板の上記一方の主表面が研磨されてもよい。
【００１６】
これにより、基板の上記一方の主表面の全面を確実に研磨することができる。その結果、基板の上記一方の主表面の面方位のばらつきを抑制することができる。
【００１７】
上記炭化珪素基板の製造方法は、基板の表面を研磨する工程の前に、基板の固定状態を確認する工程をさらに備えていてもよい。
【００１８】
これにより、基板の上記一方の主表面の全面をより確実に研磨することができる。その結果、基板の上記一方の主表面の面方位のばらつきをより確実に抑制することができる。
【００１９】
本発明に従った炭化珪素基板は、２インチ以上の直径を有している。また、少なくとも一方の主表面の中心からの距離が１インチ以下の領域である中央領域におけるＳＯＲＩが３０μｍ以下である。また、上記中央領域におけるＸ線回折のピーク位置のばらつきが０．３°以下である。
【００２０】
本発明に従った炭化珪素基板は、主表面における面方位および反りが抑制されているため、主表面上において結晶性の高いエピタキシャル成長層を容易に形成することができる。したがって、本発明に従った炭化珪素基板によれば、高品質な半導体装置を製造することができる。
【００２１】
上記炭化珪素基板において、外周から２ｍｍ離れた領域を除く領域の、Ｘ線回折のピーク位置のばらつきは０．３°以下であってもよい。
【００２２】
これにより、上記炭化珪素基板の主表面上において、結晶性の高いエピタキシャル成長層を一層容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上の説明から明らかなように、本発明に従った炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板によれば、主表面における面方位のばらつきおよび反りを抑制することができる炭化珪素基板の製造方法、ならびに高品質な半導体装置を製造することができる炭化珪素基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】炭化珪素基板の製造方法を概略的に示すフローチャートである。
【図２】炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略図である。
【図３】炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略図である。
【図４】炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略図である。
【図５】炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略図である。
【図６】炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略図である。
【図７】炭化珪素基板を示す概略図である。
【図８】実施の形態２に係る炭化珪素基板の製造方法を概略的に示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２に係る炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略図である。
【図１０】実施の形態２に係る炭化珪素基板の製造方法を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。また、本明細書中においては、個別方位を[]、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示す。また、負の指数については、結晶学上、”−”（バー）を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。
【００２６】
(実施の形態１)
まず、本発明の一実施の形態である実施の形態１に係る炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板について説明する。はじめに、本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法について、図１〜図６を参照して説明する。図１を参照して、本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法では、まず、工程（Ｓ１０）として、インゴット準備工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、たとえば以下に説明する昇華法により、直径が２インチ以上の単結晶炭化珪素からなるインゴットが作製される。
【００２７】
まず、グラファイトからなる容器内に単結晶炭化珪素からなる種結晶と、炭化珪素からなる原料粉末とが挿入される。そして、原料粉末が加熱されることにより炭化珪素が昇華し、種結晶上に再結晶する。このとき、所望の不純物、たとえば窒素などが導入されつつ再結晶が進行する。これにより、図２に示すように、単結晶炭化珪素からなるインゴット１が得られる。なお、インゴット１の成長方向を図２に示すように＜０００１＞方向とすることにより、効率よくインゴット１を作製することができる。
【００２８】
次に、工程（Ｓ２０）として、切断工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、図３および図４を参照して、作製されたインゴット１をスライスすることにより、炭化珪素基板１０が得られる。具体的には、まず、インゴット１が、その側面の一部が支持台２により支持されるように設置される。次に、ワイヤー９が、インゴット１の直径方向に沿った方向に走行しつつ、その走行方向に垂直な方向である切断方向αに沿ってインゴット１に接近し、ワイヤー９とインゴット１とが接触する。そして、ワイヤー９が切断方向αに沿って進行し続けることにより、インゴット１が切断される。
【００２９】
この工程（Ｓ２０）をより詳細に説明すると、たとえば鉄およびニッケルを含む合金からなるワイヤー９がインゴット１に接触しつつ走行し、かつワイヤー９とインゴット１とが接触する領域には、遊離砥粒としての単結晶ダイヤモンドと切削油とを混合したスラリーなどの切削油が供給されることにより、インゴット１が切断される。このようにして、インゴット１のスライスが実施され、図４に示すような炭化珪素基板１０が得られる。
【００３０】
また、この工程（Ｓ２０）では、図３に示すように、インゴット１の＜１１−２０＞方向または＜１−１００＞方向とのなす角が、｛０００１｝面への正射影において１５°±５°となる方向にスライスが進行するように、インゴット１がスライスされる。具体的には、たとえば図３に示すように、インゴット１の＜１１−２０＞方向と切断方向αとのなす角βが１５°±５°とされる。これにより、劈開方向がワイヤー９に与える影響が低減され、炭化珪素基板１０の反りが抑制される。また、炭化珪素基板１０の厚みのばらつきは、たとえば１０μｍ以下にまで低減される。
【００３１】
また、この工程（Ｓ２０）では、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａの｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上８０°以下となるように、インゴット１がスライスされてもよい。これにより、得られる炭化珪素基板１０の反りをより効果的に抑制することができる。
【００３２】
次に、工程（Ｓ３０）として、研磨工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、以下に説明する工程（Ｓ３１）〜（Ｓ３３）が実施されることにより、炭化珪素基板１０の両方の主表面が研磨される。なお、上述したように、工程（Ｓ２０）においてインゴット１をスライスして得られた炭化珪素基板１０の反りは抑制されているが、完全には除去されていない。そのため、この工程（Ｓ３０）において、炭化珪素基板１０の両方の主表面を研磨することにより、さらに炭化珪素基板１０の反りが低減される。
【００３３】
まず、工程（Ｓ３１）として、基板設置工程が実施される。この工程（Ｓ３１）では、図５を参照して、まず、炭化珪素基板１０が、たとえば銅からなる研磨面３０Ａを有する下定盤３０上において、主表面１０Ａの一部が研磨面３０Ａに接触するように設置される。そして、たとえば銅からなる研磨面４０Ａを有する上定盤４０が、研磨面４０Ａが主表面１０Ｂの一部に接触するように、炭化珪素基板１０上に設置される。このようにして、炭化珪素基板１０は、下定盤３０と上定盤４０との間に挟まれるように配置される。なお、下定盤３０および上定盤４０は、上述したような銅からなる研磨面３０Ａ，４０Ａを有する定盤だけでなく、たとえばダイヤモンドなどの炭化珪素よりも高い硬度を有する材料からなる砥粒が固定された砥石が表面に配置された定盤であってもよい。
【００３４】
次に、工程（Ｓ３２）として、基板矯正工程が実施される。この工程（Ｓ３２）では、図６を参照して、下定盤３０と上定盤４０とを互いに相対的に回転させつつ、上定盤４０を下定盤３０に対して接近する方向に動作させる。これにより、図６に示すように、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂの全面が研磨面３０Ａ，４０Ａに接触した状態とされる。また、この工程（Ｓ３２）では、供給管５０より、研磨面３０Ａと研磨面４０Ａとの間への加工液６０の供給が開始される。加工液６０は、主表面１０Ａ，１０Ｂの研磨を容易に進行させるための切削油などであって、たとえばダイヤモンドからなる遊離砥粒などを含んでいてもよい。
【００３５】
次に、工程（Ｓ３３）として、両面研磨工程が実施される。この工程（Ｓ３３）では、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂの全面が研磨面３０Ａ，４０Ａに接触した状態において、工程（Ｓ３２）よりも多い量の遊離砥粒を含む加工液６０が供給管５０より供給されつつ、主表面１０Ａ，１０Ｂの全面が研磨される。
【００３６】
また、工程（Ｓ３２）と工程（Ｓ３３）との間の遊離砥粒の供給量の変更は、本発明に従った炭化珪素基板の製造方法において必須ではないが、これを行なうことにより、炭化珪素基板１０の矯正完了後に研磨速度が向上するため、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂの面方位のばらつきをより確実に抑制することができる。
【００３７】
このように、上記工程（Ｓ３０）では、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂの全面が研磨面３０Ａ，４０Ａに接触するように炭化珪素基板１０が矯正された状態で、主表面１０Ａ，１０Ｂが研磨されることにより、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂの面方位のばらつきをより確実に抑制することができる。以上の工程（Ｓ１０）〜（Ｓ３０）が実施されることにより、炭化珪素基板１０が製造され、本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法が完了する。
【００３８】
次に、本実施の形態に係る炭化珪素基板について説明する。本実施の形態に係る炭化珪素基板１０は、たとえば上記本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法により製造される。
【００３９】
炭化珪素基板１０は、２インチ以上の直径を有している。また、図７を参照して、炭化珪素基板１０において、主表面１０Ａ，１０Ｂの中心からの距離が１インチ以下の領域である中央領域ＡのＳＯＲＩは、３０μｍ以下となっている。また、中央領域ＡにおけるＸ線回折のピーク位置のばらつきは、０．３°以下となっている。
【００４０】
このように、本実施の形態に係る炭化珪素基板１０は、主表面１０Ａ，１０Ｂにおける面方位および反りが抑制されているため、主表面１０Ａ，１０Ｂ上において結晶性の高いエピタキシャル成長層を容易に形成することができる。したがって、本実施の形態に係る炭化珪素基板１０によれば、高品質な半導体装置を製造することができる。
【００４１】
また、上記本実施の形態に係る炭化珪素基板１０において、より好ましくは外周から２ｍｍ離れた領域を除く領域Ｂにおいて、Ｘ線回折のピーク位置のばらつきが０．３°以下となっている。これにより、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂ上において、結晶性の高いエピタキシャル成長層を一層容易に形成することができる。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態２に係る炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板について説明する。本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法は、基本的には上記実施の形態１に係る炭化珪素基板の製造方法と同様に実施され、かつ同様の効果を奏する。また、本実施の形態に係る炭化珪素基板は、基本的には上記実施の形態１と同様のものであり、かつ同様の効果を奏する。しかし、本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法は、炭化珪素基板の両方の主表面ではなく一方の主表面が研磨されるという点において、上記実施の形態１に係る炭化珪素基板の製造方法とは異なっている。
【００４３】
以下、本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法について、図８〜図１０を参照して説明する。図８を参照して、まず、工程（Ｓ１０）として、インゴット準備工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、実施の形態１と同様に、直径が２インチ以上の単結晶炭化珪素からなるインゴット１が作製される。
【００４４】
次に、工程（Ｓ２０）として、切断工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、実施の形態１と同様に、インゴット１がスライスされることにより、炭化珪素基板１０が得られる。
【００４５】
次に、工程（Ｓ３０）として、研磨工程が実施される。この工程（Ｓ３０）は、以下に説明する工程（Ｓ３１）〜（Ｓ３５）を含み、炭化珪素基板１０の一方の主表面の全面が研磨される。
【００４６】
まず、工程（Ｓ３１）として、基板形状確認工程が実施される。この工程（Ｓ３１）では、たとえば炭化珪素基板１０の主表面内の任意の５点において、炭化珪素基板１０の厚みが測定される。
【００４７】
次に、工程（Ｓ３２）として、基板固定工程が実施される。この工程（Ｓ３２）では、図９を参照して、工程（Ｓ３１）において厚みが確認された炭化珪素基板１０が、保持部材２０に固定される。具体的には、たとえばワックスなどの接着剤を用いて、炭化珪素基板１０が、研磨されるべき主表面１０Ａとは異なる主表面１０Ｂが保持部材２０の平坦面２０Ａに接触するように保持部材２０に固定される。
【００４８】
次に、工程（Ｓ３３）として、基板形状確認工程が実施される。この工程（Ｓ３３）では、上述のように炭化珪素基板１０が保持部材２０に固定された後、工程（Ｓ３１）にて厚みが測定された任意の５点と同じ位置において、炭化珪素基板１０の厚みが測定される。これにより、炭化珪素基板１０の保持部材２０への固定精度が確認される。本実施の形態では、炭化珪素基板１０は、５μｍ以下の固定精度で保持部材２０に固定される。
【００４９】
次に、工程（Ｓ３４）として、基板設置工程が実施される。この工程（Ｓ３４）では、図１０を参照して、保持部材２０に固定された炭化珪素基板１０が、研磨対象となる主表面１０Ａの全面が研磨面３０Ａに接触するように下定盤３０上に設置される。
【００５０】
次に、工程（Ｓ３５）として、片面研磨工程が実施される。この工程（Ｓ３５）では、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａの全面が研磨面３０Ａに接触した状態において、保持部材２０と下定盤３０とを互いに相対的に回転させることにより、主表面１０Ａの全面が研磨される。
【００５１】
このように、この工程（Ｓ３０）では、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａの研磨が実施される前に、炭化珪素基板１０の厚みが確認されることにより、主表面１０Ａの全面をより確実に研磨することができる。その結果、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａの面方位のばらつきをより確実に抑制することができる。以上の工程（Ｓ１０）〜（Ｓ３０）が実施されることにより、炭化珪素基板１０が製造され、本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法が完了する。なお、必要に応じて、主表面１０Ｂも主表面１０Ａと同様に研磨されてもよい。
【００５２】
以上のように、本発明の実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法では、炭化珪素の結晶の劈開方向である＜１１−２０＞方向または＜１−１００＞方向とのなす角が、｛０００１｝面への正射影において１５°±５°の範囲となる方向にスライスを進行させることにより、反りが抑制された炭化珪素基板１０を得ることができる。そして、得られた炭化珪素基板１０は、主表面１０Ａ，１０Ｂのうち少なくとも一方の主表面の全面が研磨面３０Ａ，３０Ｂと接触した状態において研磨される。そのため、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａ，１０Ｂのうち少なくとも一方の主表面における面方位のばらつきを抑制しつつ、炭化珪素基板１０の反りをより低減することができる。このように、本実施の形態に係る炭化珪素基板の製造方法によれば、炭化珪素基板１０の主表面における面方位のばらつきおよび反りを抑制することができる。
【００５３】
また、本発明の炭化珪素基板の製造方法では、実施の形態１に示したように炭化珪素基板１０の両方の主表面１０Ａ，１０Ｂの全面が研磨されてもよい。このようにすることにより、炭化珪素基板１０の表面を効率的に研磨することができる。
【００５４】
また、本発明の炭化珪素基板の製造方法では、実施の形態２に示したように炭化珪素基板１０の一方の主表面である主表面１０Ａの全面が研磨されてもよい。これにより、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａの全面を確実に研磨することができる。その結果、炭化珪素基板１０の主表面１０Ａの面方位のばらつきを抑制することができる。
【００５５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板は、炭化珪素基板の主表面上に高品質なエピタキシャル成長層を形成することが要求される炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板において特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００５７】
１ インゴット、２ 支持台、９ ワイヤー、１０ 炭化珪素基板、１０Ａ，１０Ｂ 主表面、２０ 保持部材、２０Ａ 平坦面、３０ 下定盤、４０ 上定盤、３０Ａ，４０Ａ 研磨面、５０ 供給管、６０ 加工液。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径が２インチ以上の単結晶炭化珪素からなるインゴットを準備する工程と、
前記インゴットをスライスすることにより基板を得る工程と、
前記基板の表面を研磨する工程とを備え、
前記基板を得る工程では、＜１１−２０＞方向または＜１−１００＞方向とのなす角が、｛０００１｝面への正射影において１５±５°となる方向に切断が進行するように前記インゴットがスライスされ、
前記基板の表面を研磨する工程では、前記基板の少なくとも一方の主表面の全面が研磨面と接触した状態において前記基板の前記少なくとも一方の主表面が研磨される、炭化珪素基板の製造方法。
【請求項２】
前記基板を得る工程では、前記少なくとも一方の主表面の｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上８０°以下となるように、前記インゴットがスライスされる、請求項１に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項３】
前記基板の表面を研磨する工程では、前記基板の両方の主表面の全面が前記研磨面に接触した状態において前記基板の前記両方の主表面が研磨される、請求項１または２に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項４】
前記基板の表面を研磨する工程は、
前記基板の前記両方の主表面の全面が前記研磨面に接触するように前記基板を矯正する工程と、
矯正された前記基板の前記両方の主表面を研磨する工程とを含み、
矯正された前記基板の前記両方の主表面を研磨する工程では、前記基板を矯正する工程よりも多い量の遊離砥粒が供給されつつ、前記両方の主表面が研磨される、請求項３に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項５】
前記基板の表面を研磨する工程では、前記基板の一方の主表面とは異なる他方の主表面が保持部材の平坦面に接触するように固定され、前記基板の前記一方の主表面の全面が前記研磨面に接触した状態において前記基板の前記一方の主表面が研磨される、請求項１または２に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項６】
前記基板の表面を研磨する工程の前に、前記基板の固定状態を確認する工程をさらに備える、請求項５に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項７】
２インチ以上の直径を有し、
少なくとも一方の主表面の中心からの距離が１インチ以下の領域である中央領域におけるＳＯＲＩが３０μｍ以下であり、
前記中央領域におけるＸ線回折のピーク位置のばらつきが０．３°以下である、炭化珪素基板。
【請求項８】
外周から２ｍｍ離れた領域を除く領域において、Ｘ線回折のピーク位置の前記ばらつきが０．３°以下である、請求項７に記載の炭化珪素基板。
【請求項１】
直径が２インチ以上の単結晶炭化珪素からなるインゴットを準備する工程と、
前記インゴットをスライスすることにより基板を得る工程と、
前記基板の表面を研磨する工程とを備え、
前記基板を得る工程では、＜１１−２０＞方向または＜１−１００＞方向とのなす角が、｛０００１｝面への正射影において１５±５°となる方向に切断が進行するように前記インゴットがスライスされ、
前記基板の表面を研磨する工程では、前記基板の少なくとも一方の主表面の全面が研磨面と接触した状態において前記基板の前記少なくとも一方の主表面が研磨される、炭化珪素基板の製造方法。
【請求項２】
前記基板を得る工程では、前記少なくとも一方の主表面の｛０００１｝面に対するオフ角が５０°以上８０°以下となるように、前記インゴットがスライスされる、請求項１に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項３】
前記基板の表面を研磨する工程では、前記基板の両方の主表面の全面が前記研磨面に接触した状態において前記基板の前記両方の主表面が研磨される、請求項１または２に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項４】
前記基板の表面を研磨する工程は、
前記基板の前記両方の主表面の全面が前記研磨面に接触するように前記基板を矯正する工程と、
矯正された前記基板の前記両方の主表面を研磨する工程とを含み、
矯正された前記基板の前記両方の主表面を研磨する工程では、前記基板を矯正する工程よりも多い量の遊離砥粒が供給されつつ、前記両方の主表面が研磨される、請求項３に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項５】
前記基板の表面を研磨する工程では、前記基板の一方の主表面とは異なる他方の主表面が保持部材の平坦面に接触するように固定され、前記基板の前記一方の主表面の全面が前記研磨面に接触した状態において前記基板の前記一方の主表面が研磨される、請求項１または２に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項６】
前記基板の表面を研磨する工程の前に、前記基板の固定状態を確認する工程をさらに備える、請求項５に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項７】
２インチ以上の直径を有し、
少なくとも一方の主表面の中心からの距離が１インチ以下の領域である中央領域におけるＳＯＲＩが３０μｍ以下であり、
前記中央領域におけるＸ線回折のピーク位置のばらつきが０．３°以下である、炭化珪素基板。
【請求項８】
外周から２ｍｍ離れた領域を除く領域において、Ｘ線回折のピーク位置の前記ばらつきが０．３°以下である、請求項７に記載の炭化珪素基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−８９９３７（Ｐ２０１３−８９９３７Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３２５０３（Ｐ２０１１−２３２５０３）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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