JP5884804B2 - 炭化珪素単結晶基板および炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ - Google Patents
炭化珪素単結晶基板および炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ Download PDFInfo
- Publication number
- JP5884804B2 JP5884804B2 JP2013200233A JP2013200233A JP5884804B2 JP 5884804 B2 JP5884804 B2 JP 5884804B2 JP 2013200233 A JP2013200233 A JP 2013200233A JP 2013200233 A JP2013200233 A JP 2013200233A JP 5884804 B2 JP5884804 B2 JP 5884804B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- dislocation
- threading
- sic single
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims description 143
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims description 140
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 139
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 75
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 37
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 58
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 13
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 11
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004883 computer application Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 238000005092 sublimation method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
具体的には、SiC単結晶エピタキシャルウェハにおけるエピタキシャル膜(2)の貫通転位(3)の方向は、例えば不純物濃度によって決まる。すなわち、請求項1に記載したように、エピタキシャル膜(2)の不純物濃度が1×1017cm-3以下とされることで、上記のように貫通転位(3)の方向を規定することができる。また、この場合、エピタキシャル膜(2)の不純物濃度の方がSiC単結晶基板(1)の不純物濃度よりも低くできるため、デバイス作製に適した濃度のエピタキシャル膜(2)とすることができる。
本発明の第1実施形態について説明する。図1(a)は、本実施形態にかかるSiC単結晶エピタキシャルウェハの断面図であり、図1(b)は、SiC単結晶エピタキシャルウェハ内の貫通転位の転位線とc軸との為す角度の関係を示したベクトル図である。
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、第1実施形態に対して、貫通転位3の転位線の方向をより限定的に特定して揃える。なお、本実施形態にかかるSiC単結晶エピタキシャルウェハの構造などについては第1実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態では、第1実施形態に対して、貫通転位3の転位線の方向をc軸を中心する方向に限定的に特定して揃える。なお、本実施形態にかかるSiC単結晶エピタキシャルウェハの構造などについては第1実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態では、第1〜第3実施形態よりも更に貫通転位3の転位線の方向を特定して揃える。なお、本実施形態にかかるSiC単結晶エピタキシャルウェハの構造などについては第1実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第5実施形態について説明する。本実施形態では、第1実施形態に対して用いているSiC単結晶基板のオフ方向を規定したものである。なお、本実施形態にかかるSiC単結晶エピタキシャルウェハの構造などについては第1実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第6実施形態について説明する。本実施形態では、第5実施形態に対して、貫通転位3の転位線の方向をより限定的に特定して揃える。なお、本実施形態にかかるSiC単結晶エピタキシャルウェハの構造などについては第5実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第7実施形態について説明する。本実施形態も、第5実施形態に対して、貫通転位3の転位線の方向をより限定定期に特定して揃える。なお、本実施形態にかかるSiC単結晶エピタキシャルウェハの構造などについては第5実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第8実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して用いているSiC単結晶基板のオフ方向を第5実施形態とは異なる方向で規定したものである。なお、本実施形態にかかるSiC単結晶エピタキシャルウェハの構造などについては第1実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第9実施形態について説明する。本実施形態では、第8実施形態に対して、貫通転位3の転位線の方向をより限定的に特定して揃える。なお、本実施形態にかかるSiC単結晶エピタキシャルウェハの構造などについては第5実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第10実施形態について説明する。本実施形態も、第8実施形態に対して、貫通転位3の転位線の方向をより限定定期に特定して揃える。なお、本実施形態にかかるSiC単結晶エピタキシャルウェハの構造などについては第5実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第11実施形態について説明する。本実施形態も、第8実施形態に対して、貫通転位3の転位線の方向をより限定定期に特定して揃える。なお、本実施形態にかかるSiC単結晶エピタキシャルウェハの構造などについては第5実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第12実施形態について説明する。第1〜第11実施形態では、単に貫通転位3として説明したが、この貫通転位3の中に貫通刃状転位が含まれるようにすると好ましい。このような貫通刃状転位が含まれた貫通転位3が形成されている場合についても、上記第1〜第11実施形態と同様の効果となるが、図6に示したように、貫通刃状転位の場合には、貫通らせん転位よりもSiC単結晶エピタキシャルウェハに対して電子デバイス、例えばダイオードやMOSトランジスタなどのパワー素子を形成したときの故障時間が長くなる。これにより、よりデバイス特性を良好にすることが可能となる。
上記各実施形態では、SiC単結晶基板1の上に例えばCVD法にてエピタキシャル膜2を製造する場合に、貫通転位3の転位線の方向が不純物濃度との関係に基づいて特定方向を向くことを利用している。しかしながら、これは貫通転位3の転位線の方向を容易に揃えることができる手法として載せたに過ぎず、デバイス特性や歩留まりの観点からは、SiC単結晶基板1もしくはSiC単結晶エピタキシャルウェハのエピタキシャル膜2に形成された貫通転位3の転位線の方向が上記各実施形態で示した角度範囲を満たしていれば、上記効果を得ることができるため、各実施形態で説明した製造方法に限定されるものではない。
2 エピタキシャル膜
3 貫通転位
Claims (6)
- [11−20]方向をオフ方向とする炭化珪素単結晶基板(1)と、
前記炭化珪素単結晶基板(1)に成長させられたエピタキシャル膜(2)とを有し、
前記エピタキシャル膜(2)は、転位線が(0001)c面を貫通する貫通転位(3)を含み、該貫通転位(3)の転位線の方向が[0001]c軸から[11−20]方向の基板面の法線方向への角度が−3°以上かつ20°以下とされ、かつ、該貫通転位(3)が(1−100)面内にあり、
さらに、前記エピタキシャル膜(2)の不純物濃度の方が前記炭化珪素単結晶基板(1)の不純物濃度よりも低くされ、前記エピタキシャル膜(2)の不純物濃度が1×1017cm-3以下とされていることを特徴とする炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ。 - 前記貫通転位(3)の転位線の方向が[0001]c軸から[11−20]方向の基板面の法線方向への角度が17°±3°の範囲とされていることを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ。
- 前記貫通転位(3)の転位線の方向が[0001]c軸から[11−20]方向の基板面の法線方向への角度が8.7°±3°の範囲とされていることを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ。
- 前記貫通転位(3)には貫通刃状転位が含まれていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ。
- 請求項1ないし4のいずれか1つに記載の炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハに対して電子デバイスが形成されていることを特徴とする炭化珪素半導体装置。
- 請求項1ないし4のいずれか1つに記載の炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハに対して、(1−100)面をチャネル面とする電界効果型トランジスタが電子デバイスとして形成されていることを特徴とする炭化珪素半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013200233A JP5884804B2 (ja) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | 炭化珪素単結晶基板および炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013200233A JP5884804B2 (ja) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | 炭化珪素単結晶基板および炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011139484A Division JP2011236124A (ja) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | 炭化珪素単結晶基板および炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015222940A Division JP2016052994A (ja) | 2015-11-13 | 2015-11-13 | 炭化珪素単結晶基板および炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014031313A JP2014031313A (ja) | 2014-02-20 |
JP5884804B2 true JP5884804B2 (ja) | 2016-03-15 |
Family
ID=50281453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013200233A Active JP5884804B2 (ja) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | 炭化珪素単結晶基板および炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5884804B2 (ja) |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10125905A (ja) * | 1996-10-17 | 1998-05-15 | Denso Corp | 半導体基板および半導体基板のそり矯正方法 |
JP3750622B2 (ja) * | 2002-03-22 | 2006-03-01 | 株式会社デンソー | エピタキシャル膜付きSiCウエハ及びその製造方法並びにSiC電子デバイス |
JP4360085B2 (ja) * | 2002-12-25 | 2009-11-11 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体装置 |
JP2004262709A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Shikusuon:Kk | SiC単結晶の成長方法 |
JP4691989B2 (ja) * | 2004-01-27 | 2011-06-01 | 富士電機システムズ株式会社 | 炭化けい素半導体素子の製造方法 |
JP5285202B2 (ja) * | 2004-03-26 | 2013-09-11 | 一般財団法人電力中央研究所 | バイポーラ型半導体装置およびその製造方法 |
JP4694144B2 (ja) * | 2004-05-14 | 2011-06-08 | 住友電気工業株式会社 | SiC単結晶の成長方法およびそれにより成長したSiC単結晶 |
JP4459723B2 (ja) * | 2004-06-08 | 2010-04-28 | 株式会社デンソー | 炭化珪素単結晶、炭化珪素基板およびその製造方法 |
JP4408247B2 (ja) * | 2004-08-10 | 2010-02-03 | 新日本製鐵株式会社 | 炭化珪素単結晶育成用種結晶と、それを用いた炭化珪素単結晶の製造方法 |
JP4603386B2 (ja) * | 2005-02-21 | 2010-12-22 | 新日本製鐵株式会社 | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
JP4690906B2 (ja) * | 2006-02-21 | 2011-06-01 | 新日本製鐵株式会社 | 炭化珪素単結晶育成用種結晶及びその製造方法並びに炭化珪素単結晶の製造方法 |
JP4818754B2 (ja) * | 2006-03-01 | 2011-11-16 | 新日本製鐵株式会社 | 炭化珪素単結晶インゴットの製造方法 |
JP2007250693A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Mitsubishi Materials Corp | SiC基板の製造方法及びSiC基板並びに半導体装置 |
JP2008094700A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-04-24 | Nippon Steel Corp | 炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ及びその製造方法 |
JP2008071896A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Nippon Steel Corp | 金属−絶縁膜−炭化珪素半導体構造 |
US8313720B2 (en) * | 2007-01-16 | 2012-11-20 | Ii-Vi Incorporated | Guided diameter SiC sublimation growth with multi-layer growth guide |
JP4964672B2 (ja) * | 2007-05-23 | 2012-07-04 | 新日本製鐵株式会社 | 低抵抗率炭化珪素単結晶基板 |
JP2008311541A (ja) * | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 炭化珪素半導体基板の製造方法 |
-
2013
- 2013-09-26 JP JP2013200233A patent/JP5884804B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014031313A (ja) | 2014-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2010184833A (ja) | 炭化珪素単結晶基板および炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ | |
US10995420B2 (en) | Silicon carbide epitaxial substrate and silicon carbide semiconductor device | |
US7391058B2 (en) | Semiconductor devices and methods of making same | |
US8324631B2 (en) | Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JP2012049337A (ja) | 窒化物半導体素子および半導体光学装置 | |
KR20120132531A (ko) | 에피택셜 탄화규소 단결정 기판 및 그 제조 방법 | |
WO2014125550A1 (ja) | SiCエピタキシャルウエハの製造方法 | |
WO2011093481A1 (ja) | 窒化物系化合物半導体基板の製造方法及び窒化物系化合物半導体自立基板 | |
CN104518062A (zh) | 制造半导体发光器件的方法 | |
CN102832124A (zh) | 氮化物半导体装置的制造方法 | |
JP5135708B2 (ja) | Iii族窒化物系電子デバイスおよびエピタキシャル基板 | |
JP2019110344A (ja) | 窒化物半導体装置および窒化物半導体基板 | |
US10229977B2 (en) | Nitrogen-containing semiconductor device | |
JP2010076967A (ja) | 炭化ケイ素基板の製造方法および炭化ケイ素基板 | |
US20200152528A1 (en) | Method of manufacturing sic epitaxial wafer | |
JP6147543B2 (ja) | SiC単結晶及びその製造方法 | |
JP5884804B2 (ja) | 炭化珪素単結晶基板および炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ | |
JP2011236124A (ja) | 炭化珪素単結晶基板および炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ | |
JP2016052994A (ja) | 炭化珪素単結晶基板および炭化珪素単結晶エピタキシャルウェハ | |
US10253431B2 (en) | Silicon carbide single crystal and method for producing silicon carbide single crystal | |
JP6133127B2 (ja) | SiC単結晶及びその製造方法 | |
JP5641029B2 (ja) | Iii族窒化物系電子デバイス | |
JP2011165962A (ja) | エピタキシャル成長基板及び半導体装置、エピタキシャル成長方法 | |
JP2005277254A (ja) | 基板およびその製造方法 | |
JP2014192246A (ja) | 半導体基板およびそれを用いた半導体素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141105 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141209 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150205 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150818 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151113 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20151124 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160112 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160125 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5884804 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |