Top > Search of Japanese Patents > METHOD FOR PROCESSING SURFACE OF SIC SUBSTRATE

METHOD FOR PROCESSING SURFACE OF SIC SUBSTRATE foreign

Patent code P150011822
File No. KG0120-JP01
Posted date Apr 2, 2015
Application number P2013-125020
Publication number P2015-002218A
Patent number P6080075
Date of filing Jun 13, 2013
Date of publication of application Jan 5, 2015
Date of registration Jan 27, 2017
Inventor
  • (In Japanese)金子 忠昭
  • (In Japanese)大谷 昇
  • (In Japanese)萩原 健太
Applicant
  • (In Japanese)学校法人関西学院
Title METHOD FOR PROCESSING SURFACE OF SIC SUBSTRATE foreign
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To remove an altered layer generated by performing mechanical polishing on a bulk substrate and to provide a method for processing a surface of a SiC substrate capable of removing macro step bunching generated on an epitaxial layer.
SOLUTION: A method for processing a surface of this SiC substrate includes one of a first step and a second step. In a first removal step, an altered layer generated by performing mechanical polishing or chemical-mechanical polishing on a substrate 70 is removed by heating the substrate 70 under an Si vapor pressure. In a second removal step, macro step bunching generated on an epitaxial layer 71 is removed by heating the substrate 70 under the Si vapor pressure. Furthermore, since etching speed is variable, the altered layer can be removed in a short time by increasing the etching speed in the first removal step. On the other hand, the epitaxial layer can be prevented from being excessively removed by comparatively decreasing the etching speed in the second removal step.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

半導体材料としては、シリコン(Si)やガリウム砒素(GaAs)等が従来から知られるところである。半導体素子の利用分野は近年急速に拡大しており、それに伴って、高温環境等の苛酷な領域で使用される機会も増加していえる。従って、高温環境に耐えられる半導体素子の実現は、幅広い用途における動作の信頼性と大量の情報処理・制御性の向上にとって重要な課題の1つである。

耐熱性に優れる半導体素子を製造する材料の1つとして、炭化ケイ素(SiC)が注目されている。SiCは、機械的強度に優れるとともに、放射線にも強い。また、SiCは、不純物の添加によって電子や正孔の濃度制御も容易にできるとともに、広い禁制帯幅(6H型の単結晶SiCで2.93eV、4H型の単結晶SiCで3.26eV)を有するという特徴を備えている。このような理由から、SiCは、上述した既存の半導体材料では実現できない高温、高周波、耐電圧、及び耐環境性を実現できる次世代のパワーデバイスの材料として期待されている。特許文献1から3は、SiCを用いた半導体材料を製造する方法を開示する。

特許文献1は、種結晶を成長させる成長炉内の温度を均一にすることで、SiC多結晶の生成を抑制して良質なSiC半導体を製造する方法を開示する。特許文献2は、種結晶に複数の窪みを形成することで、欠陥の少ない良質なSiC半導体を製造する方法を開示する。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は少なくとも表面がSiC層で構成される基板の表面処理方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
少なくとも表面がSiCの(0001)Si又は(000-1)C面で構成されるとともにオフ角を有する基板の表面処理方法において、
前記基板に機械研磨や化学機械研磨を行うことで、表面に研磨傷が生じるとともに当該研磨傷の更に内部側にも変質層が生じており、当該基板をSi蒸気圧下で加熱して前記基板の表面から少なくとも10μmを除去することで、前記研磨傷及び前記変質層を除去する第1除去工程を行うことを特徴とするSiC基板の表面処理方法。

【請求項2】
 
請求項1に記載のSiC基板の表面処理方法であって、
前記第1除去工程では、温度範囲が1800℃以上2200℃以下であって、Siの圧力が10-2Pa以上で加熱することで、前記基板の表面から少なくとも10μmを除去することを特徴とするSiC基板の表面処理方法。

【請求項3】
 
請求項1又は2に記載のSiC基板の表面処理方法であって、
化学気相蒸着法を用いて前記基板の表面に形成されたエピタキシャル層に生じたマクロステップバンチングを、当該基板をSi蒸気圧下で加熱することで除去する第2除去工程を行うことを特徴とするSiC基板の表面処理方法。

【請求項4】
 
請求項3に記載のSiC基板の表面処理方法であって、
前記第2除去工程は、前記第1除去工程よりもエッチング速度が遅いことを特徴とするSiC基板の表面処理方法。

【請求項5】
 
請求項3又は4に記載のSiC基板の表面処理方法であって、
前記第2除去工程では、温度範囲が1600℃以上2000℃以下であって、Siの圧力が10-3Pa以下で加熱することを特徴とするSiC基板の表面処理方法。

【請求項6】
 
請求項3又は4に記載のSiC基板の表面処理方法であって、
前記第1除去工程では温度範囲が2000℃以上2200℃以下であって、前記第2除去工程では温度範囲が1600℃以上2300℃以下の加熱条件で加熱を行うことを特徴とするSiC基板の表面処理方法。

【請求項7】
 
請求項6に記載のSiC基板の表面処理方法であって、
前記第1除去工程及び前記第2除去工程では、<11-20>方向又は<1-100>方向のオフ角が4度以下の表面を有する前記基板に対して、前記加熱条件で加熱を行うことを特徴とするSiC基板の表面処理方法。

【請求項8】
 
請求項1から5までの何れか一項に記載のSiC基板の表面処理方法であって、
前記基板の表面は、<11-20>方向のオフ角が4度以下の面であることを特徴とするSiC基板の表面処理方法。

【請求項9】
 
請求項1から5までの何れか一項に記載のSiC基板の表面処理方法であって、
前記基板の表面は、<1-100>方向のオフ角が4度以下の面であることを特徴とするSiC基板の表面処理方法。

【請求項10】
 
請求項1から9までの何れか一項に記載のSiC基板の表面処理方法であって、
前記基板の表面が、SiC分子の積層方向の1周期分であるフルユニットの高さ又は半周期分であるハーフユニットの高さからなるステップで終端していることを特徴とするSiC基板の表面処理方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

※Click image to enlarge.

JP2013125020thum.jpg
State of application right Registered
Please contact us by E-mail or facsimile if you have any interests on this patent


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close