(57)【要約】【課題】炭化珪素単結晶基板と炭化珪素多結晶基板との貼り合せに支障が生じるような空隙がなく、低抵抗で、ハンドリングで損傷しにくい炭化珪素多結晶基板、およびその製造方法を提供する。【解決手段】炭化珪素粉末を窒素ガス雰囲気下で加熱処理する加熱処理工程と、前記加熱処理工程後の前記炭化珪素粉末を、窒素ガス雰囲気下で焼結する焼結工程と、前記焼結工程により得た焼結体の表面に、化学蒸着によって炭化珪素多結晶膜を成膜する成膜工程を含む、炭化珪素多結晶基板の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素粉末を窒素ガス雰囲気下で加熱処理する加熱処理工程と、
前記加熱処理工程後の前記炭化珪素粉末を、窒素ガス雰囲気下で焼結する焼結工程と、
前記焼結工程により得た焼結体の表面に、化学蒸着によって炭化珪素多結晶膜を成膜する成膜工程を含む、炭化珪素多結晶基板の製造方法。
【請求項２】
前記炭化珪素粉末の平均粒径が１００ｎｍ以下である、請求項１に記載の炭化珪素多結晶基板の製造方法。
【請求項３】
前記加熱処理の処理温度は１５００〜２０００℃である、請求項１または２に記載の炭化珪素多結晶基板の製造方法。
【請求項４】
前記焼結工程は、温度条件が１８００〜２０００℃、圧力条件が５０〜７０ＭＰａであり、放電プラズマ焼結法、ホットプレス焼結法、熱間等方加圧焼結法、またはパルス通電焼結法により焼結する工程である、請求項１〜３のいずれかに記載の炭化珪素多結晶基板の製造方法。
【請求項５】
前記成膜工程は、平均膜厚が１〜１０００μｍの炭化珪素多結晶膜を成膜する工程である、請求項１〜４のいずれかに記載の炭化珪素多結晶基板の製造方法。
【請求項６】
炭化珪素の焼結体と、
前記焼結体の表面に化学蒸着によって成膜した炭化珪素多結晶膜と、を備え、
前記炭化珪素多結晶膜は、平均膜厚が１〜１０００μｍ、空隙が０個／μｍ2である、
電気抵抗が３．０５×１０-5Ω・ｍ〜４．３０×１０-5Ω・ｍの炭化珪素多結晶基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素多結晶基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多結晶膜の材料として用いられる炭化珪素は、珪素と炭素で構成される化合物半導体材料である。絶縁破壊電界強度が珪素の１０倍であり、バンドギャップが珪素の３倍と優れているだけでなく、デバイスの作製に必要なｐ型、ｎ型の制御が広い範囲で可能であることなどから、珪素の限界を超えるパワーデバイス用材料として期待されている。
【０００３】
また、炭化珪素は、より薄い厚さでも高い耐電圧が得られるため、薄く構成することにより、ＯＮ抵抗が小さく、低損失の半導体が得られることが特徴である。
【０００４】
しかしながら、炭化珪素半導体は、広く普及するＳｉ半導体と比較し、大面積のウェハが得られず、製造工程も複雑であることから、Ｓｉ半導体と比較して大量生産ができず、高価であった。
【０００５】
そこで、炭化珪素半導体のコストを下げるため、様々な工夫が行われてきた。例えば、特許文献１には、炭化珪素基板の製造方法が開示されており、その特徴として、少なくとも、マイクロパイプの密度が３０個／ｃｍ2以下の炭化珪素単結晶基板と炭化珪素多結晶基板とを貼り合わせる工程を行い、その後、炭化珪素単結晶基板を薄膜化する工程を行うことで、炭化珪素多結晶基板上に炭化珪素単結晶層を形成した基板を製造することが記載されている。
【０００６】
更に、特許文献１には、炭化珪素単結晶基板と炭化珪素多結晶基板とを貼り合わせる工程の前に、炭化珪素単結晶基板に水素イオン注入を行って水素イオン注入層を形成する工程を行い、炭化珪素単結晶基板と炭化珪素多結晶基板とを貼り合わせる工程の後、炭化珪素単結晶基板を薄膜化する工程の前に、３５０℃以下の温度で熱処理を行い、炭化珪素単結晶基板を薄膜化する工程を、水素イオン注入層にて機械的に剥離する工程とする炭化珪素基板の製造方法が記載されている。
【０００７】
このような方法により、１つの炭化珪素の単結晶のインゴットから、より多くの炭化珪素ウェハが得られるようになった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１１７５３３号公報
【特許文献２】特公昭５７−１８６８２号公報
【特許文献３】特開昭５２−１１０４９９号公報
【特許文献４】特開２００６−２３２６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の炭化珪素ウェハの製造方法は、水素イオン注入を行って薄いイオン注入層が形成された炭化珪素単結晶基板と、炭化珪素多結晶基板と、を貼り合わせたのちに加熱して炭化珪素単結晶基板を剥離することによって製造されているので、炭化珪素ウェハは、厚さの大部分が炭化珪素多結晶基板である。このため、炭化珪素ウェハは、研磨などハンドリングの際に損傷しないよう機械的な強度が必要である。
【００１０】
ただし、炭化珪素多結晶基板では、所定の厚みで得られる炭化珪素半導体のＯＮ抵抗を小さくするためには、炭化珪素多結晶基板の抵抗値が低い必要がある。
【００１１】
従来、炭化珪素多結晶基板は、ＣＶＤ法等の気相成長法を用いて、窒素等のドーパントを加えながら、所定の厚さまで成膜を実施することで得ていた。しかしながら、気相成長法での炭化珪素多結晶の成膜速度は、一時間あたり数μｍ〜数十μｍであり、機械的強度を有する厚み（例えば、６インチの場合はＳｉＣ基板の厚みの規格は３９０μｍ±２０μｍ）の炭化珪素多結晶基板を得るためには、数十時間の成膜時間が必要となり、生産性の面で問題がある。
【００１２】
一方、バルクの材料を作成する方法として、気相成長法の他に、焼結による方法があるが、炭化珪素は、難焼結材に分類され、通常、ボロンやカーボンなどの焼結助剤を用いて焼結されるため、導電性が著しく低下する。焼結により得られた炭化珪素の電気比抵抗を低下させるために、炭化珪素の組織中に窒素を固溶させる試みは従来からなされており、数多く提案されている。例えば、特許文献２には炭化珪素を窒素雰囲気中で焼結する方法が示され、同様に特許文献３には炭化珪素を窒素雰囲気中でホットプレス焼結する方法が開示されている。しかしながら、単に窒素雰囲気中で炭化珪素を焼結処理するだけでは、窒素の固溶は円滑に進行せず、炭化珪素の比抵抗を十分に低減させることができない。
【００１３】
一方、炭化珪素の焼結体を高密度化させる方法として、特許文献４では、平均粒径が１００ｎｍ以下の炭化珪素粒子を利用し、熱間等方加圧焼結法、あるいはパルス通電焼結法による焼結が開示されている。この方法では、焼結助剤を用いず、相対密度は９９％以上の値が示されているが、表面に空隙の発生がある。炭化珪素多結晶基板にこの空隙があると、炭化珪素単結晶基板との貼り合せにおいては、この空隙が、貼り合わせができない欠陥となるため、貼り合わせ不良となり、デバイスの歩留まりを低下させてしまう問題が発生する。
【００１４】
上記の問題点に鑑み、本発明では、炭化珪素単結晶基板と炭化珪素多結晶基板との貼り合せに支障が生じるような空隙がなく、低抵抗で、ハンドリングで損傷しにくい炭化珪素多結晶基板、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、炭化珪素に対する窒素の固溶度合を高めて導電性の向上を図る簡便な製造手段について鋭意研究を重ねた。その結果、まず、炭素珪素粉末を窒素ガス雰囲気内で加熱し、その後、この炭化珪素微粉末を焼結し、得られて焼結体の表面に化学蒸着により薄膜の炭化珪素多結晶膜を積層することで、表面に空隙が無く、優れた導電性を有する炭化珪素多結晶基板を容易に得られることを確認した。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の炭化珪素多結晶基板の製造方法は、炭化珪素粉末を窒素ガス雰囲気下で加熱処理する加熱処理工程と、前記加熱処理工程後の前記炭化珪素粉末を、窒素ガス雰囲気下で焼結する焼結工程と、前記焼結工程により得た焼結体の表面に、化学蒸着によって炭化珪素多結晶膜を成膜する成膜工程を含む。
【００１７】
前記炭化珪素粉末の平均粒径が１００ｎｍ以下であってもよい。
【００１８】
前記加熱処理の処理温度は１５００〜２０００℃であってもよい。
【００１９】
前記焼結工程は、温度条件が１８００〜２０００℃、圧力条件が５０〜７０ＭＰａであり、放電プラズマ焼結法、ホットプレス焼結法、熱間等方加圧焼結法、またはパルス通電焼結法により焼結する工程であってもよい。
【００２０】
前記成膜工程は、平均膜厚が１〜１０００μｍの炭化珪素多結晶膜を成膜する工程であってもよい。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明の炭化珪素多結晶基板は、炭化珪素の焼結体と、前記焼結体の表面に化学蒸着によって成膜した炭化珪素多結晶膜と、を備え、前記炭化珪素多結晶膜は、平均膜厚が１〜１０００μｍ、空隙が０個／μｍ2である、電気抵抗が３．０５×１０-5Ω・ｍ〜４．３０×１０-5Ω・ｍの炭化珪素多結晶基板である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、炭化珪素粉末を窒素処理し、これを焼結処理し、さらに表面に化学蒸着による被膜を形成する工程を経ることで、効率よく導電性およびハンドリングに優れた炭化珪素多結晶基板を製造することが可能となる。したがって、導電性が要求される各種の機械部品および電気部品を工業的に製造する技術としての有用性が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の炭化珪素多結晶基板の一例を示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の具体的な実施形態について、説明する。
【００２５】
［炭化珪素多結晶基板］
本発明の炭化珪素多結晶基板は、炭化珪素の焼結体と、焼結体の表面に成膜した炭化珪素多結晶膜とを備える。炭化珪素単結晶基板を貼り合わせて得られる炭化珪素半導体のＯＮ抵抗を考慮して、炭化珪素多結晶基板の電気抵抗が３．０５×１０-5Ω・ｍ〜４．３０×１０-5Ω・ｍの範囲である。電気抵抗が３．０５×１０-5Ω・ｍ未満の場合には、抵抗の観点からは問題ないが、抵抗を低くするために、機械的強度を満足するための十分な厚みがある基板とならないおそれがある。また、電気抵抗が４．３０×１０-5Ω・ｍよりも大きい場合には、炭化珪素半導体とした場合のＯＮ抵抗が大きくなることで、本来の炭化珪素半導体の特徴が充分に発揮できなくなるおそれがある。
【００２６】
〈焼結体〉
炭化珪素の粉末が熱により固まって緻密な状態となったものである。炭化珪素半導体の製造工程において、炭化珪素単結晶基板の損傷を防ぐためには、機械的強度を有するべく、炭化珪素多結晶基板としてある程度の厚みが必要である。この厚みを焼結体により確保することが重要であり、特に限定されないが、炭化珪素基板の厚みの規格値（３９０±２０μｍ）から化学蒸着により成膜する炭化珪素多結晶膜の膜厚を減じた厚みであることが好ましく、例えば厚みを２００μｍ〜４１０μｍ程度とすることが好ましい。焼結体の厚みが２００μｍ未満の場合には、機械的強度を満足しないことで、炭化珪素単結晶基板が損傷するおそれがある。また、焼結体の厚みが４１０μｍよりも厚いと、炭化珪素基板の厚みの規格から大幅に外れてしまう場合があるのみならず、電気抵抗が大きくなり、炭化珪素半導体とした場合のＯＮ抵抗が大きくなることで、本来の炭化珪素半導体の特徴が充分に発揮できなくなるおそれがある。
【００２７】
〈炭化珪素多結晶膜〉
上記の焼結体の表面に化学蒸着（ＣＶＤ）によって成膜した膜であり、平均膜厚が１〜１０００μｍである。平均膜厚がこの範囲にあることで、炭化珪素多結晶膜が焼結体の表面を平滑に被覆することができるため、炭化珪素単結晶基板との貼り合せが容易となり、また、貼り合わせ不良といった問題も生じない。平均膜厚が１μｍ未満の場合、処理対象となる焼結体の表面において、炭化珪素多結晶膜が成膜せずに焼結体の表面が露出する部分が生じるおそれがあり、焼結体の表面に凹凸があることで炭化珪素単結晶基板との貼り合せに不具合が生じることにより、デバイスの歩留まりを低下させてしまうおそれがある。また、平均膜厚が１０００μｍより厚くても、平滑性に問題は無く、炭化珪素単結晶基板との貼り合せに支障は生じないが、成膜に時間がかかってしまうおそれがある。
【００２８】
平均膜厚は、例えば、炭化珪素多結晶基板を切断してＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）等により断面観察することで測定可能であり、例えば炭化珪素多結晶基板の中央部分の１点と、両端の端部より１０ｍｍ内側の２点の合計３点における炭化珪素多結晶膜の膜厚の平均を平均膜厚とすることができる。
【００２９】
また、炭化珪素多結晶膜は、空隙が０個／μｍ2であり、すなわち表面に空隙が存在しない膜である。空隙が存在すると、炭化珪素単結晶基板との貼り合せにおいて、貼り合わせができない欠陥となることで、貼り合わせ不良となり、デバイスの歩留まりを低下させてしまうおそれがある。本発明であれば、空隙が存在しないために、炭化珪素単結晶基板の貼り合わせの不良に起因して歩留まりが低下する問題は生じない。なお、空隙の有無は、ＳＥＭ等により炭化珪素多結晶膜の表面を観察することにより、確認することができる。
【００３０】
図１に、本発明の炭化珪素多結晶基板の一例についての側面断面図を示す。図１（ａ）に示す炭化珪素多結晶基板１００は、例えば平板状の焼結体１０の第１面１１に炭化珪素多結晶膜２０ａが成膜している。また、図１（ｂ）に示すように、第１面１１に加え、第１面１１とは反対の面である第２面１２に炭化珪素多結晶膜２０ｂが成膜した炭化珪素多結晶基板１１０や、図１（ｃ）に示すように、さらに側面１３にも成膜し、焼結体１０の表面全体を炭化珪素多結晶膜２０ｃが被覆した炭化珪素多結晶基板１２０も、本発明に含まれる。
【００３１】
炭化珪素多結晶基板が上記の構成であれば、焼結体によって機械的強度を満足する基板の厚さを確保しつつ、抵抗の上昇を抑えることができる。そして、炭化珪素多結晶膜によって、基板の表面の平滑性を確保し、炭化珪素単結晶基板の貼り合わせの不良を防止することができる。
【００３２】
［炭化珪素多結晶基板の製造方法］
次に、上記の本発明の炭化珪素多結晶基板について、その製造方法の一例を説明する。
【００３３】
本発明の炭化珪素多結晶基板の製造方法は、加熱処理工程と、焼結工程と、成膜工程を含む。
【００３４】
〈加熱処理工程〉
本工程は、炭化珪素粉末を窒素ガス雰囲気下で加熱処理する工程である。加熱処理によって、焼結する前の炭化珪素粉末に窒素を固溶させることで、焼結体の抵抗を下げることができ、炭化珪素多結晶基板としての抵抗の上昇を抑えることができる。また、窒素が焼結助剤として作用することで、焼結の難しい炭化珪素を一般的な条件により焼結させることができる。
【００３５】
加熱処理は、例えば炭化珪素粉末を密閉式の高周波誘導炉内にセットし、炉内に窒素ガスを導入し、加熱することにより行うことができる。窒素ガスの導入量は、適量に設定することができる。
【００３６】
加熱処理温度は、１５００〜２０００℃の範囲であることが望ましい。この温度範囲であることで、炭化珪素が焼結することなく窒素を固溶させることが容易となる。加熱処理温度が１５００℃以下では、炭化珪素への窒素の侵入が少ないことで、窒素が十分に固溶しないおそれがある。また、加熱処理温度が２０００℃以上では、炭化珪素粉末の粒成長が発生し、後の焼結工程において焼結性が悪化するおそれがある。
【００３７】
（炭化珪素粉末）
閃亜鉛鉱型構造のβ型炭化珪素や、閃亜鉛鉱型とこれと同形質であるウルツ鉱型の構造の組み合わせで示されるα型炭化珪素等が挙げられ、一般的にはβ型炭化珪素が焼結用として用いられるが、本発明では価格等も考慮していずれの型のものも用いることができる。炭化珪素は、工業的にはアチソン法や、固相反応、気相反応等による合成法により製造することができ、本発明ではいずれの方法により得られた炭化珪素粉末も使用することができる。
【００３８】
炭化珪素粉末の平均粒径は１００ｎｍ以下であることが好ましい。このように細かい粉末であれば、加熱処理によって窒素の固溶を０．５質量％以上とすることが可能となり、抵抗の上昇を抑える点や焼結助剤としての役割の観点から、有効である。平均粒径は５０ｎｍ以下であることがより好ましく、これにより、窒素の固溶を１質量％程度まで上げることが可能となる。なお、炭化珪素粉末の平均粒径は、レーザ回折法により測定することができる。
【００３９】
〈焼結工程〉
本工程は、加熱処理工程後の炭化珪素粉末を、窒素ガス雰囲気下で焼結する工程である。これにより、炭化珪素の粉末が熱により固まって緻密な状態となった焼結体を得ることができる。焼結は、固溶した窒素の含有用を安定させ、また、焼結に伴い副反応が生じないように、窒素ガス雰囲気下で行う。窒素ガスの導入量は、適量に調節することができる。
【００４０】
焼結方法は特に限定されないが、製造量やコストを考慮して、例えば、放電プラズマ焼結法、ホットプレス焼結法、熱間等方加圧焼結法、またはパルス通電焼結法を適宜用いることができる。また、焼結体の厚さも、適宜設定することができる。
【００４１】
放電プラズマ焼結法（ＳＰＳ：Ｓｐａｒｋ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）を一例として説明すると、この方法は、放電プラズマ焼結装置を使用して、焼結する方法である。具体的には、それぞれがカーボン（黒鉛）製の筒状のダイ一対と、ダイの上部および下部にあるパンチ（電極）とでキャビティを形成し、該キャビティに加熱処理工程後の炭化珪素粉末を充填する。そして、この状態で、ダイの上下間にパルス電流を流すとともに、ダイも抵抗発熱させ、さらに、上下のパンチで加圧して、焼結加工を行うものである。一般に放電プラズマ焼結法は、短時間での焼結が可能で、焼結助剤の添加が不要な焼結法であり、炭化珪素を焼結させることのできる有効な方法である。
【００４２】
焼結の条件は、特に限定されないが、温度条件を１８００〜２０００℃、圧力条件を５０〜７０ＭＰａとし、焼結時間を５分〜１時間とすることが好ましい。
【００４３】
温度条件が上記の範囲であることにより、問題なく焼結が進行し、得られた焼結体の機械的強度や抵抗値に問題が生じない。１８００℃未満の温度条件では、焼結が進まないことで焼結密度が上がらずに緻密な焼結体を得ることができず、機械的強度を満足できないおそれがある。また２０００℃より高い温度条件では、固溶した窒素が分離してしまうことで焼結助剤としての効果が薄れてしまい、焼結が進まないことで焼結密度が上がらずに緻密な焼結体を得ることができず、機械的強度を満足できないおそれがある。
【００４４】
また、圧力条件が上記の範囲であることにより問題なく焼結が進行し、得られた焼結体の機械的強度や抵抗値に問題が生じない。５０ＭＰａより低い圧力条件の場合には、焼結密度が上がらずに緻密な焼結体を得ることができず、機械的強度を満足できないおそれがある。一方で、７０ＭＰａよりも高い圧力条件としなくても、性能を十分に満足する焼結体を得ることが可能であり、また、圧力を高くするための特別な設備が必要となるおそれがある。
【００４５】
〈成膜工程〉
本工程は、焼結工程により得た焼結体の表面に、化学蒸着によって炭化珪素多結晶膜を成膜する工程である。化学蒸着の具体例としては、成膜装置を用いて、加熱した焼結体の表面に、炭化珪素多結晶膜の成分を含む原料ガスやキャリアガス等を供給し、１２００℃以上の環境下で焼結体の表面や気相での化学反応により、炭化珪素多結晶膜を堆積する方法が挙げられる。
【００４６】
（原料ガス）
炭化珪素多結晶膜を成膜することができれば、特に限定されず、一般的に使用される原料ガスを用いることができる。例えば、ＳｉＣｌ4ガスやＳｉＣｌ3ＣＨ3ガス等の珪素塩化物のガスや、ＣＨ4ガスやＣ3Ｈ8ガス等の炭化水素のガスを用いることができる。
【００４７】
（キャリアガス）
炭化珪素多結晶膜の成膜を阻害することなく、原料ガスを基板へ展開することができれば、一般的に使用されるキャリアガスを用いることができる。例えば、Ｈ2ガス等をキャリアガスとして用いることができる。
【００４８】
成膜工程によって、平均膜厚が１〜１０００μｍの炭化珪素多結晶膜を成膜することが好ましい。平均膜厚がこの範囲にあることで、炭化珪素多結晶膜が焼結体の表面を平滑に被覆することができるため、炭化珪素単結晶基板との貼り合せが容易となり、また、貼り合わせ不良といった問題も生じない。平均膜厚が１μｍ未満の場合、処理対象となる焼結体の表面において、炭化珪素多結晶膜が成膜せずに焼結体の表面が露出する部分が生じるおそれがあり、焼結体の表面に凹凸があることで炭化珪素単結晶基板との貼り合せに不具合が生じることにより、デバイスの歩留まりを低下させてしまうおそれがある。また、平均膜厚が１０００μｍより厚くても、平滑性に問題は無く、炭化珪素単結晶基板との貼り合せに支障は生じないが、成膜に時間がかかってしまうおそれがある。
【００４９】
〈その他の工程〉
本発明の炭化珪素多結晶基板の製造方法は、上記した加熱処理工程、焼結工程および成膜工程以外にも、他の工程を含むことができる。例えば、焼結工程により１０ｍｍ程度の厚みの焼結体を得てから、これをスライスして炭化珪素多結晶基板に適した厚みに調整する切断工程等を含むことができる。なお、焼結工程によって、炭化珪素多結晶基板に適した厚みの焼結体を得るのであれば、この切断工程は不要である。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例の内容に何ら限定されるものではない。
【００５１】
〈実施例１〉
平均粒径３０ｎｍのβ型炭化珪素粉末を密閉式高周波誘導炉にセットし、炉内に窒素ガスを流入しながら１５℃／分の昇温速度で２０００℃まで上昇し、この温度で３０分加熱処理を実施した（加熱処理工程）。その後、加熱処理後のβ型炭化珪素粉末をカーボン（黒鉛）製の筒状のキャビティに充填し、この状態で、窒素雰囲気の中で、上・下間にパルス電流を流すとともに、ダイも抵抗発熱させ、さらに、上・下パンチで加圧して、放電プラズマ焼結法による焼結加工を行った（焼結工程）。焼結の条件は、温度２０００℃で圧力７０ＭＰａとし、１時間焼結処理した。得られた焼結体を厚さ３９０μｍにスライスし（切断工程）、化学蒸着によってこれに炭化珪素多結晶膜を成膜させた（成膜工程）。成膜には成膜装置を使用し、１３５０度の環境の中で、ＳｉＣｌ4ガスとＣＨ4ガスおよび窒素ガスを、キャリアガスの水素とともに装置内に導入し、２０分間の成膜を実施することで、炭化珪素多結晶膜の被膜を焼結体の両面に付着させた炭化珪素多結晶基板を得た（図１（ｂ））。なお、β型炭化珪素粉末の平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置（島津製作所製  ＳＡＬＤ−７５００ｎａｎｏ）を使用し、レーザ回折式粒度分布測定法により測定した体積基準の粒度分布の平均値である。
【００５２】
（電気抵抗の測定）
四端子法により、炭化珪素多結晶基板の電気抵抗を測定した。
【００５３】
（炭化珪素多結晶膜の膜厚測定）
炭化珪素多結晶基板を切断してＳＥＭにより断面観察し、炭化珪素多結晶基板の中央部分の１点と、両端の端部より１０ｍｍ内側の２点の合計３点における炭化珪素多結晶膜の膜厚の平均を算出し、平均膜厚とした。
【００５４】
（炭化珪素多結晶膜の表面の空隙の有無の確認）
ＳＥＭにより炭化珪素多結晶膜の表面を観察し、空隙の有無を確認した。
【００５５】
加熱処理工程、焼結工程および成膜工程の条件と、電気抵抗、膜厚および空隙の有無の確認結果について、表１に示す。
【００５６】
〈実施例２〉
焼結工程において、焼結温度を１８００℃にした以外は、実施例１と同じ条件で焼結を行い、炭化珪素多結晶基板を得た。
【００５７】
〈実施例３〉
加熱処理工程における処理温度を１８００℃、焼結工程における圧力を５０Ｍｐａ、成膜工程における成膜時間を１０分間にした以外は、実施例１と同じ条件で処理を行い、炭化珪素多結晶基板を得た。
【００５８】
〈実施例４〉
成膜工程における成膜時間を２分間にした以外は、実施例１と同じ条件で処理を行い、炭化珪素多結晶基板を得た。
【００５９】
〈比較例１〉
加熱処理工程を行わなかった以外は、実施例１と同じ条件で処理を行い、炭化珪素多結晶基板を得た。
【００６０】
〈比較例２〉
焼結工程における雰囲気を大気にした以外は、実施例１を同じ条件で処理を行い、炭化珪素多結晶基板を得た。
【００６１】
〈比較例３〉
成膜工程における成膜時間を１分間にした以外は、実施例１と同じ条件で処理を行い、炭化珪素多結晶基板を得た。
【００６２】
〈比較例４〉
成膜工程を行わなかった以外は、実施例１と同じ条件で処理を行い、炭化珪素多結晶基板を得た。
【００６３】
【表１】
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【００６４】
表１の結果より、窒素ガス雰囲気下で加熱処理し、更に窒素ガス雰囲気下で焼結したものは、電気抵抗率は１０-4台の値であり、炭化珪素半導体とした場合にＯＮ抵抗が大きくなることで、本来の炭化珪素半導体の特徴が充分に発揮できなくなるといったおそれがない、良好な低抵抗の特性を示した（実施例１〜４）。また、成膜工程によって、１μｍ以上の炭化珪素多結晶膜を成膜したものは、炭化珪素多結晶基板の表面に空隙は認められなかった（実施例１〜４、比較例１、２）。
【００６５】
これ対して、加熱処理工程を実施しなかった比較例１の炭化珪素多結晶基板は、電気抵抗を測定した結果、他の例と比べて高抵抗となった。また、比較例２に示すように、加熱処理工程を行った粉末であっても、大気雰囲気で焼結を行った結果、炭化珪素多結晶基板の抵抗値が、実施例１〜４と比べて上昇した。
【００６６】
更に、比較例３、比較例４のように化学蒸着による炭化珪素多結晶膜の被膜が薄いものや、成膜工程を実施しないことで炭化珪素多結晶膜の被膜の無いものでは、焼結体の表面に存在する空隙を埋めることができず、炭化珪素単結晶基板の貼り合わせに適した炭化珪素多結晶基板を得ることは出来なかった。
【００６７】
［まとめ］
本発明の炭化珪素多結晶基板であれば、焼結体によって機械的強度を満足する基板の厚さを確保しつつ、抵抗の上昇を抑えることができ、そして、炭化珪素多結晶膜によって、基板の表面の平滑性を確保し、炭化珪素単結晶基板の貼り合わせの不良を防止することができる。また、本発明であれば、このような炭化珪素多結晶基板を容易に製造することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１０  焼結体
１１  第１面
１２  第２面
１３  側面
２０ａ  炭化珪素多結晶膜
２０ｂ  炭化珪素多結晶膜
２０ｃ  炭化珪素多結晶膜
１００  炭化珪素多結晶基板
１１０  炭化珪素多結晶基板
１２０  炭化珪素多結晶基板
【図１】
2020090421.tif 000004