(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オフ角を有する炭化珪素半導体基板の表面において、平面視で三角形状に形成された三角欠陥の、ステップフロー成長方向に沿うフォトルミネッセンス測定を行い、特定波長の発光ラインプロファイルを検出する、光検出部と、
検出した前記発光ラインプロファイルに基づいて、前記三角欠陥の種別を判別する判別部とを備え、
前記判別部が、前記発光ラインプロファイルから、発光強度の極大点と、前記極大点を挟んで存在する、前記発光強度が前記極大点の半分となる第１半値点および第２半値点とを読み取り、
前記極大点が前記第１半値点および前記第２半値点のいずれに近い位置で読み取られるかに基づいて、前記三角欠陥の種別を判別することを特徴とする、
欠陥判別装置。
【請求項２】
前記判別部は、前記三角欠陥が、前記炭化珪素半導体基板を用いて作製される半導体素子の電気的特性を低下させる種別であるか否かを判別することを特徴とする、
請求項１に記載の欠陥判別装置。
【請求項３】
前記光検出部が、前記三角欠陥の単一波長の前記発光ラインプロファイルを検出することを特徴とする、
請求項１または２に記載の欠陥判別装置。
【請求項４】
前記光検出部が、前記三角欠陥の波長５４０ｎｍの前記発光ラインプロファイルを検出することを特徴とする、
請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の欠陥判別装置。
【請求項５】
（ａ）オフ角を有する炭化珪素半導体基板の表面において、平面視で三角形状に形成された三角欠陥の、ステップフロー成長方向に沿うフォトルミネッセンス測定を行い、特定波長の発光ラインプロファイルを検出する工程と、
（ｂ）検出した前記発光ラインプロファイルに基づいて、前記三角欠陥の種別を判別する工程とを備え、
前記工程（ｂ）が、
（ｂ−１）前記発光ラインプロファイルから、発光強度の極大点と、前記極大点を挟んで存在する、前記発光強度が前記極大点の半分となる第１半値点および第２半値点とを読み取る工程と、
（ｂ−２）前記極大点が前記第１半値点および前記第２半値点のいずれに近い位置で読み取られるかに基づいて、前記三角欠陥の種別を判別する工程とを備えることを特徴とする、
欠陥判別方法。
【請求項６】
前記工程（ｂ）は、前記三角欠陥が、前記炭化珪素半導体基板を用いて作製される半導体素子の電気的特性を低下させる種別であるか否かを判別する工程であることを特徴とする、
請求項５に記載の欠陥判別方法。
【請求項７】
前記工程（ａ）が、前記三角欠陥の単一波長の前記発光ラインプロファイルを検出する工程であることを特徴とする、
請求項５または６に記載の欠陥判別方法。
【請求項８】
前記工程（ａ）が、前記三角欠陥の波長５４０ｎｍの前記発光ラインプロファイルを検出する工程であることを特徴とする、
請求項５から７のうちのいずれか１項に記載の欠陥判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、特に炭化珪素を用いた半導体素子中の欠陥を判別する欠陥判別装置、およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、炭化珪素単結晶基板を用いた半導体素子を作製するにあたり、基板の品質を評価することは極めて重要である。基板の品質が、基板を用いて作製される半導体素子の動作精度に影響を及ぼし、その電気的特性を低下させることになるからである。品質評価した基板を用いて半導体素子を作製することを考える場合には、当該品質評価は非破壊で行われることが前提となる。
【０００３】
基板の品質評価を非破壊で行う手法は幾つかあるが、中でもフォトルミネッセンス（Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＰＬ）法が広く用いられている。
【０００４】
結晶に対して、その結晶のバンドギャップ以上のエネルギーを有する光を照射した際に発せられる、結晶固有の発光がフォトルミネッセンス（ＰＬ）である。その結晶のバンドギャップ以上のエネルギーを有する光を照射された結晶内では、電子正孔対が励起され、一定時間後にこれらは再結合する。再結合の過程は複数存在し、発光（ＰＬ）はこれらの過程を反映したものとなる。
【０００５】
再結合過程は結晶欠陥等の有無に大きく依存するため、ＰＬを評価することで結晶の品質、すなわち基板の品質を評価することができる。また、基板面内の全域でＰＬ測定を行い、特定の発光波長の像を表示させるＰＬマッピング測定を行うことで、基板中の結晶欠陥の３次元分布を把握することが可能となる（特許文献１参照）。
【０００６】
炭化珪素の結晶中には、点欠陥である炭素空孔や混入不純物原子や、線状の欠陥である貫通らせん転位、貫通刃状転位、基底面内転位、さらに面状の欠陥である積層欠陥類が存在する。面状の欠陥である積層欠陥類には、キャロット欠陥、三角欠陥等の、いわゆるオフ角を有する微傾斜基板上のエピタキシャル層表面に、特徴的な表面形態を伴って形成される欠陥も含む。
【０００７】
面状の欠陥である積層欠陥類の多くはＰＬ測定時に特有の波長で発光するため、その特定波長を用いて基板全体でＰＬマッピング測定を行うことで、積層欠陥類の２次元分布を明瞭に捉えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１４７８４８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、積層欠陥類には、ＰＬ測定において同様の発光波長を示すにも関わらず、半導体素子の動作に悪影響を与えないもの（以下、欠陥Ａ）と、半導体素子動作に悪影響を与えるもの（以下、欠陥Ｂ）とが存在する。半導体素子の動作への悪影響、すなわち、半導体素子の動作の劣化例としては、電気信号を正しく送ることができなかったり、出力する電気信号の切り替え周期が遅くなったり、想定よりも大きな電流が流れてしまったり、例えば、電流リーク現象（本来電流が流れてはならない状態において、電流が流れてしまう現象）を生じさせてしまったりする、電気的特性の低下が挙げられる。
【００１０】
欠陥Ａおよび欠陥Ｂは、基板全域における通常のＰＬマッピング測定では同様の像として表示されるため、特許文献１に示すような方法ではこれらを判別することができなかった。よって、作製する半導体素子の動作の良否を事前に判断するため、これらを判別する技術が求められていた。
【００１１】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、結晶欠陥を適切に判別し、半導体素子の動作の良否を事前に判断することができる欠陥判別装置、およびその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】
【００１２】
本発明にかかる欠陥判別装置は、オフ角を有する炭化珪素半導体基板の表面において、平面視で三角形状に形成された三角欠陥の、ステップフロー成長方向に沿うフォトルミネッセンス測定を行い、特定波長の発光ラインプロファイルを検出する、光検出部と、検出した前記発光ラインプロファイルに基づいて、前記三角欠陥の種別を判別する判別部とを備え、前記判別部が、前記発光ラインプロファイルから、発光強度の極大点と、前記極大点を挟んで存在する、前記発光強度が前記極大点の半分となる第１半値点および第２半値点とを読み取り、前記極大点が前記第１半値点および前記第２半値点のいずれに近い位置で読み取られるかに基づいて、前記三角欠陥の種別を判別することを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる欠陥判別方法は、（ａ）オフ角を有する炭化珪素半導体基板の表面において、平面視で三角形状に形成された三角欠陥の、ステップフロー成長方向に沿うフォトルミネッセンス測定を行い、特定波長の発光ラインプロファイルを検出する工程と、（ｂ）検出した前記発光ラインプロファイルに基づいて、前記三角欠陥の種別を判別する工程とを備え、前記工程（ｂ）が、（ｂ−１）前記発光ラインプロファイルから、発光強度の極大点と、前記極大点を挟んで存在する、前記発光強度が前記極大点の半分となる第１半値点および第２半値点とを読み取る工程と、（ｂ−２）前記極大点が前記第１半値点および前記第２半値点のいずれに近い位置で読み取られるかに基づいて、前記三角欠陥の種別を判別する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる欠陥判別装置によれば、発光ラインプロファイルに基づいて三角欠陥の種別を判別部において判別し、半導体素子の動作を劣化させる種別であるか否かを判別することで、半導体素子の動作の良否を事前に判断することができる。
【００１５】
本発明にかかる欠陥判別方法によれば、発光ラインプロファイルに基づいて三角欠陥の種別を判別する工程によって、半導体素子の動作を劣化させる種別であるか否かを判別し、半導体素子の動作の良否を事前に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】欠陥判別装置の構成例を示す概略図である。
【図２】欠陥判別装置のソフトウェア構成を示す模式図である。
【図３】欠陥判別処理を示すフローチャートである。
【図４】ＰＬラインプロファイルの測定位置を示す模式図である。
【図５】炭化珪素基板表面の三角欠陥を真上から見た模式図である。
【図６】欠陥Ａおよび欠陥Ｂの断面構造を模式的に示す図である。
【図７】欠陥Ａおよび欠陥ＢのＰＬラインプロファイルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜実施の形態１＞
＜構成＞
以下、本発明にかかる実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態の欠陥判別装置の概略図である。図１に示すように欠陥判別装置は、励起光源１０から出射された励起光１１（Ｈｄ−Ｃｄレーザ等）の進路を変えるミラー１２と、さらに励起光１１の進路を変え、また、ルミネッセンス光１６を透過させるハーフミラー１３と、励起光１１を試料１５に集光させるための対物レンズ１４と、ハーフミラー１３を透過したルミネッセンス光１６を分光する回折格子等である分光器１７と、ルミネッセンス光１６の情報を検出するＣＣＤカメラ等である光検出器１８と、ルミネッセンス光１６の情報をスペクトルとして保存するコンピュータ１９とを備える。
【００１９】
特に、試料１５からのルミネッセンス光１６を収集するシステムが外部に形成できる場合には、当該ルミネッセンス光１６を検出する光検出器１８と、ルミネッセンス光１６の情報をスペクトルとして保存するコンピュータ１９とを備えていればよい。
【００２０】
励起光１１は、励起光源１０からミラー１２に向かって進む。次いで、ミラー１２で進路を変更された励起光１１は、ハーフミラー１３によってさらに進路を変え、対物レンズ１４に向かって進む。
【００２１】
対物レンズ１４によって集光された励起光１１は、試料１５（オフ角を有する炭化珪素基板のエピタキシャル層等）の表面に当てられる。試料１５は、ＸＹ可動ステージ２０上に配置される。このとき、励起光１１の焦点は、対物レンズ１４によって試料１５の表面に合わせられている。
【００２２】
励起光１１を当てることによって試料１５から放出されたルミネッセンス光１６は、対物レンズ１４で集光され、ハーフミラー１３を透過する。
【００２３】
ハーフミラー１３を透過したルミネッセンス光１６は、分光器１７で分光され、光検出器１８に向かう。
【００２４】
光検出器１８において得られたルミネッセンス光１６の情報は、コンピュータ１９でスペクトル（ＰＬスペクトル）として保存される。このようにして、試料１５上の１点におけるＰＬスペクトルを取得する。基板全体等、広範囲のルミネッセンス光１６を測定する場合には、コンピュータ１９によって制御されたＸＹ可動ステージ２０を１点測定ごとに移動させて行うことができる。
【００２５】
図２は、図１のコンピュータ１９におけるソフトウェア構成を、模式的に示した図である。図２に示すようにコンピュータ１９は、光検出器１８からの出力を受け付ける受付部１００と、受付部１００において受け付けたデータを解析し、結晶欠陥の種別を判別する判別部１０１と、結晶欠陥のスペクトル、位置等を記憶する記憶部１０２と、ＸＹ可動ステージ２０の移動動作を制御する制御部１０３とを備える。
【００２６】
＜動作＞
次に、欠陥判別動作について、図３を参照しつつ説明する。
【００２７】
図３は、欠陥判別動作の過程を示すフローチャートである。
【００２８】
図３に示すように、まず、ステップＳ１では、コンピュータ１９の制御部１０３によってＸＹ可動ステージ２０が移動制御され、炭化珪素基板のエピタキシャル層表面の例えば全域に対してＰＬマッピング測定が行われる。ＰＬマッピング測定は、励起光１１が試料１５の表面に当てられ、ＸＹ可動ステージ２０の位置が変化することによって、基板表面全域に対して行われる。
【００２９】
励起光１１が試料１５の表面に当てられることによって放出されるルミネッセンス光１６は、ハーフミラー１３を透過し、分光器１７によって分光される。分光されたルミネッセンス光１６は、光検出器１８においてスペクトルデータとして検出され、その位置情報とともに、コンピュータ１９の記憶部１０２において記憶される。
【００３０】
次にステップＳ２では、光検出器１８によって、例えば５４０ｎｍ付近で発光する三角欠陥が検出され、その欠陥位置がコンピュータ１９の記憶部１０２に記憶する。なお、検出するルミネッセンス光１６の波長は、単一波長である場合に限られない。
【００３１】
次にステップＳ３では、コンピュータ１９の制御部１０３によって、三角欠陥が検出された欠陥位置にＸＹ可動ステージ２０が移動される。
【００３２】
次にステップＳ４では、図４に示すように、対象となった三角欠陥１が欠陥Ａ（半導体素子の動作を劣化させない結晶欠陥）であるか欠陥Ｂ（半導体素子の動作を劣化させる結晶欠陥）であるかを判別するために、光検出器１８によって、三角欠陥１に対してステップフロー成長方向４に沿った直線４０上でＰＬ測定を実施する。当該ＰＬ測定は、例えば５４０ｎｍ付近の発光波長に対して行われる。欠陥始点２から欠陥終点３までの測定点は１０点程度が望ましい。ステップフロー成長方向とは、微傾斜基板等のエピタキシャル層がステップフロー成長をする基板上の方向を指す。また、ステップフロー成長方向に沿って複数点測定された発光強度の変化を示したものを、ＰＬラインプロファイル（発光ラインプロファイル）とする。
【００３３】
ここで発明者は、４Ｈ型の炭化珪素基板のエピタキシャル層内に存在する複数の三角欠陥について、透過型電子顕微鏡による観察を実施し、欠陥Ａおよび欠陥Ｂの違いを見出した。
【００３４】
三角欠陥１は、図５のようにエピタキシャル層表面に三角形状の表面形態を呈し、さらに図６のように、エピタキシャル層６内部に３Ｃ型の炭化珪素層（３Ｃ層）を伴うことが知られている。この３Ｃ層は、本来エピタキシャル層を構成すべき４Ｈ型の層よりも絶縁破壊電界が低く（高電圧に弱い）、電流を流す場合と逆向きに電圧をかけた場合に、３Ｃ層が電流リークの原因となる可能性がある（すなわち、耐圧の低下によりリーク電流が発生する）。
【００３５】
発明者の調査により、欠陥Ａの内部には、厚さが最大で１２ｎｍ程度の薄い３Ｃ層９が、炭化珪素基板５上の点からエピタキシャル層６の表面まで、オフ角７に沿って存在する（図６（ａ）参照）。ここで、欠陥Ａにおいて、３Ｃ層９が存在する面を基底面８とする。
【００３６】
これに対して、欠陥Ｂの内部では図６（ｂ）に示すように、欠陥Ｂにおける基底面８からエピタキシャル層６表面側の全領域が３Ｃ層９０（３Ｃポリタイプ）となっていることが明らかになった。よって、欠陥Ｂは、欠陥Ａに比べ、より耐圧の低下に寄与する可能性が高く、半導体装置の動作にも影響を与えやすいことが分かる。
【００３７】
以上のように、欠陥Ａに分類されるものは、図６（ａ）に示すように、厚さが最大で１２ｎｍ程度の薄い３Ｃ層を有している。また、欠陥Ｂに分類されるものは、図６（ｂ）に示すように、基底面８から上の全領域が３Ｃポリタイプとなっている。
【００３８】
次に光検出器１８によって、波長５４０ｎｍ付近におけるＰＬラインプロファイル（発光ラインプロファイル）を取得する。対象となる三角欠陥のステップフロー成長方向に沿った直線上で波長５４０ｎｍ付近の発光波長におけるＰＬラインプロファイル取得すると、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すようなプロファイル形状に分類することができる。
【００３９】
図７（ａ）、図７（ｂ）は、４°オフ角の４Ｈ−炭化珪素（０００１）基板上に形成された、厚さ１０μｍのエピタキシャル層６中に存在する三角欠陥のＰＬラインプロファイルである。縦軸は発光強度（ａ．ｕ．）、横軸は基準位置からの距離（μｍ）をそれぞれ示す。ここでの基準位置は、欠陥始点２よりさらに外側の位置とした。
【００４０】
これらのＰＬラインプロファイルは、励起光源に例えばＨｅ−Ｃｄレーザ（３２５ｎｍ）を用い、対物レンズ１４を用いてエピタキシャル層６表面に励起光１１の焦点を合わせた状態で取得されたものである。Ｈｅ−Ｃｄレーザの炭化珪素に対する侵入長は１０μｍ程度であり、エピタキシャル層６表面における欠陥始点２直下の３Ｃ層起因の発光も捉えられているが、深い位置から放出されたフォトルミネッセンスは試料表面に到達するまでの過程で減衰されるため、検出される発光強度は低下する。
【００４１】
すなわち、ステップフロー成長方向に沿って取得した特定波長の発光強度変化は、試料１５の深さ方向における３Ｃ層の位置、量の情報を含むものとなる。よって、コンピュータ１９の判別部１０１において、ステップフロー成長方向に沿って取得した特定波長の発光強度変化に基づいて、欠陥Ａであるか欠陥Ｂであるかを判別することができる（ステップＳ５）。具体的な判別方法は、以下に述べる。
【００４２】
図７に示す点ａは、特定波長としての波長５４０ｎｍの発光強度の極大点、点ｂおよび点ｃは、いずれも発光強度が極大値の半分となる半値点である。半値点ｂ（第１半値点）が欠陥始点２寄り、半値点ｃ（第２半値点）が欠陥終点３寄りの点とする。
【００４３】
図７（ａ）と図７（ｂ）とを比較すると、極大点ａが、欠陥Ａでは、半値点ｂと半値点ｃとの中間点よりも半値点ｃ側にあるのに対して、欠陥Ｂでは、半値点ｂと半値点ｃとの中間点よりも半値点ｂ側に存在する。このＰＬラインプロファイル形状の違いは、次に述べる理由により生じる。
【００４４】
欠陥Ａの場合、図６（ａ）に示すように、欠陥始点２から欠陥終点３までの区間では４°のオフ角に沿って、薄い３Ｃ層９が徐々にエピタキシャル層６表面に接近する状態となる。すなわち、５４０ｎｍの波長で発光する層が、ステップフロー成長方向に進むにしたがって徐々に試料表面に近づくため、深さ距離による減衰の効果が緩やかになり、発光強度が増加する。よって、図７（ａ）における半値点ｂと極大点ａとの間では、発光強度が徐々に増加する。
【００４５】
一方、欠陥終点３付近では、ステップフロー成長方向に進むにしたがって、５４０ｎｍの波長で発光する３Ｃ層９が急激に減少し、最終的に存在しなくなるため、図７（ａ）における極大点ａと半値点ｃとの間では、５４０ｎｍの発光強度は急激に低下する。
【００４６】
欠陥Ｂの場合、図６（ｂ）に示すように、欠陥始点２付近から、深さ方向の３Ｃ層９０幅が急激に増加し、ステップフロー成長方向に沿ってＰＬ測定を行った場合の、５４０ｎｍの発光強度もそれに伴って増加する。そのため、図７（ｂ）における半値点ｂと極大点ａとの間では、ＰＬラインプロファイルの立ち上がりは急峻となり、発光強度が急激に増加する。
【００４７】
一方、欠陥終点３に向かってステップフロー成長方向に進むと、５４０ｎｍの波長で発光する３Ｃ層９０が緩やかに減少するが、３Ｃ層９０の基底面８は試料表面に接近するため、全体として発光強度は緩やかに低下する。よって、図７（ｂ）における極大点ａと半値点ｃとの間では、発光強度は緩やかに低下する。
【００４８】
取得したＰＬラインプロファイル形状の差異は、判別部１０１において、例えば次のように判別する。
【００４９】
半値点ｂと極大点ａとの間の距離をｄ１とし、極大点ａと半値点ｃ間との距離をｄ２とする。これらの比ｄ２／ｄ１が１未満である場合は、発光強度の極大点ａが、半値点ｂと、半値点ｂおよび半値点ｃの中間点との間に存在し、ｄ２／ｄ１が１以上である場合は、極大点ａが、当該中間点と半値点ｃとの間に存在することになる。すなわち、ｄ２／ｄ１が１未満である場合は、極大点ａが半値点ｂに近い位置に存在し、ｄ２／ｄ１が１以上である場合は、極大点ａが半値点ｃに近い位置に存在することになる。
【００５０】
したがって、このｄ２／ｄ１の値を得ることによって、欠陥Ａおよび欠陥Ｂを判別することができる。図７に示した欠陥Ａでは、ｄ２／ｄ１＝０．４５となり１未満であり、欠陥Ｂでは、ｄ２／ｄ１＝２．５３となり１以上であることが分かる。
【００５１】
以上のように、対象となる三角欠陥に対してステップフロー成長方向に沿ったＰＬラインプロファイルを取得し、５４０ｎｍにおける発光強度の変化、すなわち発光強度が極大点の位置と、発光強度が極大点の半分となる半値点の位置との関係から、欠陥Ａおよび欠陥Ｂを判別することができる。ただし、欠陥Ａおよび欠陥Ｂを判別する方法は、当該方法に限定されるものではない。判別された結晶欠陥の基板上の位置は、コンピュータ１９の記憶部１０２に記憶しておく。
【００５２】
次にステップＳ６では、コンピュータ１９において、光検出器１８によって他に三角欠陥が検出されていないかを判断する。他に三角欠陥が存在する場合には、制御部１０３によって次に対象となる欠陥位置にＸＹ可動ステージ２０を移動させ、同様にＰＬラインプロファイルを測定し、判別部１０１によって結晶欠陥の判別を同様に行う。
【００５３】
すべての三角欠陥について判別処理を終えた時点で、結晶欠陥の判別処理は終了となる。結晶欠陥の位置はコンピュータ１９の記憶部１０２に記憶されているため、欠陥Ｂが検出された位置に作製される半導体素子のみを速やかに除外することができる。
【００５４】
以上の処理を実施することで、半導体素子１つ１つの電気的特性等を測定することなく事前に不良素子を排除可能となる。
【００５５】
＜変形例＞
図１では、光検出器１８はコンピュータ１９と別途備えられているが、光検出器１８にコンピュータが内蔵されているような場合であってもよい。
【００５６】
また図３では、基板全体の結晶欠陥の判別処理を行う場合を示しているが、基板の一部について欠陥判別処理を行う場合であってもよい。
【００５７】
また、上記の実施の形態では、例として５４０ｎｍで発光する３Ｃポリタイプの結晶欠陥について示したが、２Ｈ、６Ｈ、またはこれら以外のポリタイプに対しても同様に適用可能である。さらに、基板に関しても４Ｈ型（４Ｈポリタイプ）のみに限定されるものではない。
【００５８】
なお、ＰＬラインプロファイル取得以前に、基板全体から対象の結晶欠陥を検出する方法としては、例えば特許文献１のようなＰＬマッピング測定などを用いればよい。
【００５９】
＜効果＞
本発明にかかる実施の形態によれば、欠陥判別装置において、オフ角を有する炭化珪素基板５の表面において、平面視で三角形状に形成された三角欠陥１の、ステップフロー成長方向４に沿うＰＬ測定を行い、特定波長のＰＬラインプロファイル（発光ラインプロファイル）を検出する、光検出器１８と、検出したＰＬラインプロファイルに基づいて、三角欠陥１の種別を判別する判別部１０１とを備える。
【００６０】
このような欠陥判別装置によれば、発光ラインプロファイルに基づいて三角欠陥の種別を判別部１０１において判別し、半導体素子の動作を劣化させる種別（欠陥Ｂ）であるか否かを判別することで、半導体素子の動作の良否を事前に判断することができる。
【００６１】
また、結晶欠陥の炭化珪素基板５表面における位置座標を記憶部１０２において記憶しておくことで、該当位置に作製される半導体素子を不良品として排除することが可能となる。このように処理することにより、通電試験等を実施せずとも不良素子を除外することができ、半導体素子の品質評価の時間を短縮することができる。
【００６２】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、欠陥判別装置において、判別部１０１が、ＰＬラインプロファイル（発光ラインプロファイル）から、発光強度の極大点ａと、極大点ａを挟んで存在する、発光強度が極大点ａの半分となる第１半値点としての半値点ｂおよび第２半値点としての半値点ｃとを読み取り、極大点ａが半値点ｂおよび半値点ｃのいずれに近い位置で読み取られるかに基づいて、三角欠陥１の種別を判別する。
【００６３】
このような欠陥判別装置によれば、半値点ｂを欠陥始点２側、半値点ｃを欠陥終点３側としたとき、極大点ａと半値点ｂとの間の距離ｄ１と、極大点ａと半値点ｃとの間の距離ｄ２との比であるｄ２／ｄ１が、例えば、１未満である場合には欠陥Ａ、１以上である場合には欠陥Ｂと判別することができる。よって、半導体素子の動作を劣化させる欠陥Ａと、半導体素子の動作を劣化させない欠陥Ｂとを正確に判別し、半導体素子の動作の良否を事前に判断することができる。
【００６４】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、欠陥判別装置において、判別部１０１は、三角欠陥１が、炭化珪素基板５を用いて作製される半導体素子の電気的特性を低下させる種別であるか否かを判別する。
【００６５】
このような欠陥判別装置によれば、その表面形態や、通常のＰＬマッピング測定からは判別不可能である、半導体素子の電気的特性を低下させる結晶欠陥（欠陥Ｂ）を判別し、当該結晶欠陥が位置する部分の炭化珪素基板５を取り除き、適切に動作する半導体素子を効率的に作製することができる。
【００６６】
また、本発明にかかる実施の形態によれば、欠陥判別装置において、光検出器１８が、三角欠陥１の単一波長のＰＬラインプロファイル（発光ラインプロファイル）を検出する。
【００６７】
このような欠陥判別装置によれば、複数の励起光１１を用いたＰＬ測定を行うことなしに、結晶欠陥の深さ方向の情報を含むＰＬラインプロファイルを得ることができ、結晶の品質評価時間の短縮が可能となる。
【００６８】
なお本発明は、その発明の範囲内において、本実施の形態における任意の構成要素の変形もしくは省略が可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１  三角欠陥、２  欠陥始点、３  欠陥終点、４  ステップフロー成長方向、５  炭化珪素基板、６  エピタキシャル層、７  オフ角、８  基底面、９，９０  ３Ｃ層、１０  励起光源、１１  励起光、１２  ミラー、１３  ハーフミラー、１４  対物レンズ、１５  試料、１６  ルミネッセンス光、１７  分光器、１８  光検出器、１９  コンピュータ、２０  ＸＹ可動ステージ、４０  直線、１００  受付部、１０１  判別部、１０２  記憶部、１０３  制御部。
【図１】
0005579206.tif 000002
【図２】
0005579206.tif 000003
【図３】
0005579206.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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