[发明专利]单晶4H-SiC生长用籽晶及其加工方法

说明书

本发明的单晶4H‑SiC生长用籽晶是直径大于150mm，厚度为1mm以上且为所述直径的0.03倍以下的范围内的圆板状的单晶4H‑SiC生长用籽晶，生长单晶4H‑SiC的那一侧的面是镜面，另一侧的面的Ra大于10nm，并且自由变形从而内部应力分布降低了的状态下的波纹度大小的绝对值为12μm以下。

技术领域

本发明涉及一种单晶4H-SiC生长用籽晶及其加工方法。

本申请基于2018年1月24日在日本提出申请的专利申请2018-009989号主张优先权，将其内容引用于此。

背景技术

作为半导体材料的SiC(碳化硅)，与现在广泛地用作器件用基板的Si(硅)相比带隙较宽，因此正在进行使用单晶SiC基板制作功率器件、高频器件、高温工作元件等的研究。

单晶SiC基板例如通过从采用升华法制造出的单晶SiC锭中切取基板(成为基板的部分)，对切取出的基板表面进行镜面加工而形成(例如参照专利文献1)。

根据专利文献2的记载，公开了在升华法中因为籽晶与单晶生长用坩埚的籽晶支持部的接合不良而产生的晶体生长时的宏观缺陷成为问题，但在经由碳接合剂固定籽晶与籽晶支持部而生长4H-SiC的情况下，通过用例如9μm的金刚石磨粒对作为籽晶接合面的硅面进行机械研磨，来使接合面粗糙，从而增加接触面积(露出面积)，并且向接触面的面取向追加(0001)硅面以外的面对提高密合性是有效的，而且公开了当在生长单晶的生长面残留加工变质层的情况下，加工变质层会降低生长晶体的品质，因此一般在除去加工变质层之后进行生长。

根据专利文献3的记载，公开了仍然在升华法中，在六方晶系单晶SiC的籽晶的一侧的面以与坩埚盖接触的方式被安装到坩埚盖背面的结构中进行生长的情况下，如果坩埚盖侧的面的平坦度差，则使在籽晶上生长的锭的品质大幅劣化，并且，作为其解决手段，在使用金刚石磨粒进行机械研磨时，从无限的研磨条件的组合中进行专心的观察和分析，选出先研磨的面变为平坦的条件，由此使坩埚盖侧的面的平坦度良好。

现有技术文献

专利文献1：日本专利第4499698号公报

专利文献2：日本专利第4224755号公报

专利文献3：日本专利第4494856号公报

非专利文献1：长屋正武、贵堂高德、中山智浩、河田研治、加藤智久：先进功率半导体分科会刊第1次讲演会预稿集、P.86-87

发明内容

上述专利文献2中公开的籽晶的固定方法，在籽晶尺寸小的情况下没有问题，但判断出如果要适用于用于应对单晶SiC基板的大口径化的大口径籽晶的话，则由产生正反面的应力平衡而弯曲的泰曼效应(例如参照非专利文献1)引发波纹度(起伏)的问题。该技术中，在与籽晶支持部接合的另一侧的面存在加工变质层，而在碳化硅单晶生长的那一侧的面没有加工变质层，因此，在应力平衡上，籽晶处于内部存在弯曲以使得另一侧的面侧变凸的性质的状态。籽晶尺寸小时，由于厚度相对于直径的比(纵横比)足够大，因此不至于使形状变化。然而，纵横比由于籽晶的大口径化而变小，因此能够推定由泰曼效应引起的向另一侧的面侧的凸弯这样的形状变化会显著化。而且，判断出当经由碳接合剂固定籽晶与籽晶支持部而生长4H-SiC的情况下，如果由该泰曼效应引起的波纹度大，则容易引起接合不良。

专利文献3公开的技术是用于解决单晶SiC的籽晶的那一侧的面以与坩埚盖接触的方式被安装于坩埚盖背面的结构中使其生长时的课题的技术，无法解决如上述那样的经由碳接合剂固定籽晶与籽晶支持部的结构中生长4H-SiC时由大口径化而产生的课题。而且，要求从无限的研磨条件的组合中专心地观察和分析，选出先研磨的面变平坦的条件这样的抽象性条件，即使在单晶SiC的籽晶的那一侧的面以与坩埚盖接触的方式被安装在坩埚盖背面的结构中使其生长的情况下，也很难说记载了用于解决该课题的普遍性的具体方法，不能说公开了本领域技术人员用于实施的足够的信息。