(57)【要約】【課題】主面上に高品質な半導体層を形成することが可能な炭化珪素基板を提供する。【解決手段】炭化珪素からなる炭化珪素基板であり、その主面を塩素ガスでエッチングした場合に、主面に観察される線状エッチピット群の総長さは炭化珪素基板の基板径以下である。【選択図】図６
2019178062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素からなり、
主面を塩素ガスでエッチングした場合に、前記主面に観察される線状エッチピット群の総長さが基板径以下である、炭化珪素基板。
【請求項２】
前記炭化珪素は六方晶の結晶構造を有し、
前記主面は、Ｓｉ面に対するオフ角が８°未満の結晶面である、請求項１に記載の炭化珪素基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の炭化珪素基板を用いる炭化珪素半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は炭化珪素基板およびその製造方法、および炭化珪素半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化珪素（ＳｉＣ）基板は、半導体装置の製造に用いることができる。具体的には、たとえば炭化珪素基板上にエピタキシャル成長により炭化珪素からなる半導体層を形成し、さらに半導体層上に電極等を形成することにより、ダイオード、トランジスタなどの半導体装置を製造することができる。
【０００３】
炭化珪素基板上にエピタキシャル成長により形成される半導体層の品質は、半導体層が形成される炭化珪素基板の主面の表面粗さの影響を大きく受ける。そのため、エピタキシャル成長により半導体層が形成されるべき炭化珪素基板の主面に対しては、機械研磨（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；ＭＰ）、化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；ＣＭＰ）などの研磨が実施される。これにより、半導体層が形成されるべき主面の平滑性が確保され、高品質な半導体層をエピタキシャル成長させることができる。そして、炭化珪素基板の研磨に関しては、主面の平滑性を確保することを目的として種々の検討がなされている（たとえば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３８８９１号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４８５６９号公報
【発明の概要】
【０００５】
本開示の炭化珪素基板は、炭化珪素からなり、主面を塩素ガスでエッチングした場合に、当該主面に観察される線状エッチピット群の総長さが基板径以下である。
【０００６】
本開示の炭化珪素基板の製造方法は、原料基板を準備する工程と、原料基板の主面を化学機械研磨により研磨する工程と、を備える。そして、上記主面を化学機械研磨により研磨する工程は、過マンガン酸イオンの濃度が５質量％を超える研磨液を用いて上記主面を化学機械研磨する工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は炭化珪素基板の形状を示す概略斜視図である。
【図２】図２は炭化珪素基板の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は研磨装置の構造を示す概略図である。
【図４】図４は線状エッチピット群の一例を示す微分干渉顕微鏡写真である。
【図５】図５は過マンガン酸イオン濃度と研磨レートとの関係を示す図である。
【図６】図６は線状エッチピット群の一例を示す微分干渉顕微鏡写真である。
【図７】図７は線状エッチピット群の長さとデバイス不良率の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示にかかる炭化珪素基板は、炭化珪素からなり、主面を塩素ガスでエッチングした場合に、当該主面に観察される線状エッチピット群の総長さが基板径以下である。
【０００９】
上述のように、炭化珪素基板の主面が平滑である場合でも、当該主面上に炭化珪素からなる半導体層をエピタキシャル成長により形成すると、半導体層の品質が不十分となる場合がある。本発明者らの検討によれば、炭化珪素基板の主面が平滑であっても、主面を塩素ガスでエッチングした場合に、当該主面にエッチピットが線状に並んだエッチピット群である線状エッチピット群が多く形成されている場合、半導体層の品質が不十分となる。具体的には、主面に観察される線状エッチピット群の長さの合計値である線状エッチピット群の総長さが基板径以下である場合、当該主面上にエピタキシャル成長により形成される半導体層が、ダイオード、トランジスタなどの半導体装置の作製に適した高品質なものとなる。本開示の炭化珪素基板においては、主面に観察される線状エッチピット群の総長さが基板径以下である。その結果、本開示の炭化珪素基板によれば、主面上に高品質な半導体層を形成可能な炭化珪素基板を提供することができる。
【００１０】
上記炭化珪素基板において、上記炭化珪素は六方晶の結晶構造を有していてもよい。そして、上記主面は、Ｓｉ面に対するオフ角が８°未満の結晶面であってもよい。六方晶炭化珪素の（０００１）面であるＳｉ面に近い結晶面に対応する主面において上記線状エッチピット群の総長さを基板径以下とすることにより、より確実に主面上に高品質な半導体層を形成することが可能となる。
【００１１】
本開示に従った炭化珪素基板の製造方法は、原料基板を準備する工程と、原料基板の主面を化学機械研磨により研磨する工程と、を備える。そして、上記主面を化学機械研磨により研磨する工程は、過マンガン酸イオンの濃度が５質量％を超える研磨液を用いて上記主面を化学機械研磨する工程を含む。
【００１２】
上述のように、炭化珪素基板の主面が平滑な場合であっても、当該主面を塩素ガスによりエッチングした場合に線状エッチピット群の総長さが長い場合、高品質な半導体層を形成することが困難となる。本発明者らは、ＣＭＰの研磨液に含まれる酸化剤である過マンガン酸イオンの濃度を従来よりも高く設定することにより、上記線状エッチピット群の低減が可能であることを見出した。これは、たとえば以下のような理由によるものと考えることができる。
【００１３】
ＣＭＰにおいては、炭化珪素基板の表層領域に対する酸化剤による酸化と、酸化された表層領域の研磨剤による除去とが同時に進行することにより、基板の主面が研磨される。
ここで、従来の酸化剤の濃度レベルであっても、表面の平滑性を確保可能な酸化レートは達成される。しかし、従来のＣＭＰにおける酸化レートでは、研磨剤による表層領域の除去に際して、炭化珪素基板に研磨剤によるダメージが導入される。このダメージは、主面の平滑性に与える影響は小さいものの、主面上に形成される半導体層の品質に影響を与える。このダメージは、上記塩素ガスによるエッチングにより線状エッチピット群として顕在化する。そして、ＣＭＰの研磨液に含まれる過マンガン酸イオンの濃度を従来よりも高いレベルの濃度、具体的には５質量％を超える濃度に設定することにより、酸化レートが高くなり、上記研磨剤によるダメージの導入が抑制される。
【００１４】
本開示の炭化珪素基板の製造方法においては、ＣＭＰの研磨液に含まれる過マンガン酸イオンの濃度が１０質量％を超える濃度に設定されてもよい。これにより、本開示の炭化珪素基板の製造方法によれば、主面上に高品質な半導体層を形成可能な炭化珪素基板を提供することができる。
【００１５】
上記研磨液は、ポア径５μｍ以下のＰＴＦＥ樹脂製フィルターを通されたものであってもよい。
【００１６】
上記研磨液の温度は、３５℃以上であってもよい。
【００１７】
上記研磨液は、過マンガン酸ナトリウムを含んでもよい。
【００１８】
上記炭化珪素基板の製造方法において、研磨液の過マンガン酸イオンの濃度は４０質量％以下であってもよい。過マンガン酸イオンの濃度を、４０質量％を超えるレベルにまで上昇させても、炭化珪素基板に導入されるダメージを抑制する効果は飽和する。そのため、研磨設備への酸化剤によるダメージを考慮して、過マンガン酸イオンの濃度は４０質量％以下に設定してもよい。
【００１９】
上記炭化珪素基板の製造方法において、上記研磨液は金属酸化物からなる研磨剤を含んでいてもよい。研磨剤（砥粒）として広く使用されるＳｉＯ２（二酸化珪素）に比べて研磨力の高い金属酸化物を本開示の炭化珪素基板の製造方法における研磨剤として使用することにより、線状エッチピット群を抑制しつつ、高い研磨レートを達成することができる。
研磨剤を構成する金属酸化物としては、たとえばＡｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、Ｃｒ２Ｏ３（酸化クロム）、ＺｒＯ２（酸化ジルコニウム）などを採用することができる。
【００２０】
上記炭化珪素基板の製造方法において、上記研磨液のｐＨ（ｐｏｗｅｒ  ｏｆ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎ）は５未満であってもよい。本開示の炭化珪素基板の製造方法における研磨液を十分な酸性とすることにより、線状エッチピット群を抑制しつつ、高い研磨レートを達成することができる。
【００２１】
上記炭化珪素基板の製造方法は、化学機械研磨により研磨された上記主面を洗浄する工程をさらに備えていてもよい。そして、上記主面を洗浄する工程は、塩酸を洗浄液として上記主面を洗浄する工程を含んでいてもよい。塩酸を用いた洗浄を実施することにより、ＣＭＰ後の炭化珪素基板から過マンガン酸イオンを十分に除去することができる。
【００２２】
上記炭化珪素基板の製造方法において、上記炭化珪素は六方晶の結晶構造を有していてもよい。そして、上記主面は、Ｓｉ面に対するオフ角が８°未満の結晶面であってもよい。六方晶炭化珪素の（０００１）面であるＳｉ面に近い結晶面に対応する主面に対して上記ＣＭＰを実施することにより、より確実に主面上に高品質な半導体層を形成することが可能となる。
【００２３】
［実施形態の詳細］
次に、本開示にかかる炭化珪素基板の一実施の形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない場合がある。
【００２４】
図１を参照して、本実施の形態における炭化珪素基板１は、円盤状の形状を有しており、かつ主面１Ａを有している。主面１Ａを塩素ガスでエッチングした場合に、主面１Ａに観察される線状エッチピット群の総長さは基板径以下である。つまり、たとえば基板径が１００ｍｍである場合、線状エッチピット群の総長さは１００ｍｍ以下である。基板径が１５０ｍｍである場合、線状エッチピット群の総長さは１５０ｍｍ以下である。線状エッチピット群は、たとえば塩素ガスでエッチングした主面１Ａを微分干渉顕微鏡により観察して確認することができる。なお、主面１ＡをＫＯＨ（水酸化カリウム）でエッチングした場合は、塩素ガスでエッチングした場合よりエッチレートが低い。つまり、主面１ＡをＫＯＨでエッチングした場合に主面１Ａに観察される線状エッチピット群の総長さが基板径程度であれば、当該主面１Ａを塩素ガスでエッチングした場合に観察される線状エッチピット群の総長さは基板径を超える可能性がある。
【００２５】
炭化珪素基板１の基板径は、半導体装置の製造効率等を考慮して、４インチ以上（１００ｍｍ以上）であることが好ましい。炭化珪素基板１の基板径は、たとえば６インチ以上（１５０ｍｍ以上）であってもよい。主面１Ａは、炭化珪素基板１を用いた半導体装置の製造に際して、この上にエピタキシャル成長により炭化珪素からなる半導体層が形成されるべき表面である。炭化珪素基板１を構成する炭化珪素は、たとえば六方晶の結晶構造を有している。主面１Ａは、たとえばＳｉ面に対するオフ角が８°未満の結晶面である。
【００２６】
上述のように、炭化珪素基板１の主面１Ａに観察される線状エッチピット群の総長さは基板径以下である。その結果、炭化珪素基板１は、主面１Ａ上に高品質な半導体層を形成可能な炭化珪素基板となっている。
【００２７】
次に、上記炭化珪素基板１の製造方法について、その一例を説明する。図２を参照して、まず工程（Ｓ１０）として原料基板準備工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、たとえば六方晶炭化珪素からなるインゴットがスライスされ、円盤状の形状を有する原料基板１が得られる。インゴットは、たとえば＜０００１＞方向に成長したものとすることができる。そして、このインゴットが、たとえば（０００１）面に対するオフ角が８°以下となる主面１Ａが形成されるようにスライスされる。
【００２８】
次に、工程（Ｓ２０）としてＭＰ工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、工程（Ｓ１０）において準備された原料基板１の主面１Ａに対して、硬質の砥粒を用いた機械研磨（ＭＰ）が実施される。これにより、原料基板１の主面１Ａの粗さが低減される。
【００２９】
次に、工程（Ｓ３０）としてＣＭＰ工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、工程（Ｓ２０）において機械研磨された原料基板１の主面１Ａに対して化学機械研磨（ＣＭＰ）が実施される。ＣＭＰは、以下のような研磨装置を用いて実施することができる。
【００３０】
図３を参照して、本実施の形態において用いられる研磨装置５０は、定盤５１と、ホルダ５２と、研磨液供給部５３とを備えている。定盤５１は、円盤状の形状を有する本体部５１Ｂと、本体部５１Ｂの中心軸Ａ１を含むように本体部５１Ｂに接続された軸部５１Ｃとを含む。本体部５１Ｂの一方の主面が研磨面５１Ａとなっている。定盤５１の軸部５１Ｃは、モータなどの駆動装置（図示しない）に接続されている。この駆動装置により駆動されて、本体部５１Ｂは中心軸Ａ１を回転軸として矢印αの向きに回転可能となっている。
【００３１】
ホルダ５２は、円盤状の形状を有する本体部５２Ｂと、本体部５２Ｂの中心軸Ａ２を含むように本体部５２Ｂに接続された軸部５２Ｃとを含む。ホルダ５２の本体部５２Ｂの直径は、定盤５１の本体部５１Ｂの直径よりも小さい。本体部５２Ｂの一方の主面が、原料基板１を保持する保持面５２Ａとなっている。ホルダ５２の軸部５２Ｃは、モータなどの駆動装置（図示しない）に接続されている。この駆動装置により駆動されて、本体部５２Ｂは中心軸Ａ２を回転軸として矢印βの向きに回転可能となっている。定盤５１の中心軸Ａ１とホルダ５２の中心軸Ａ２とは、平行である。すなわち、ホルダ５２の本体部５２Ｂと、定盤５１の本体部５１Ｂとは、平行かつ異なった中心軸を回転軸として、周方向に回転可能となっている。ホルダ５２の本体部５２Ｂの回転の向きは、図３に示すように、定盤５１の本体部５１Ｂの回転の向きと同じであってもよい。ホルダ５２の保持面５２Ａと定盤５１の研磨面５１Ａとが対向する。
【００３２】
研磨液供給部５３は、定盤５１の研磨面５１Ａ上に定盤５１から離れて配置され、研磨面５１Ａ上に研磨液（スラリー）９１を供給する。研磨液供給部５３は、たとえば研磨液９１を保持するタンク（図示しない）に接続され、所望の供給量にて研磨液９１を研磨面５１Ａ上に供給する。
【００３３】
次に、研磨装置５０を用いたＣＭＰについて説明する。まず、工程（Ｓ２０）において機械研磨された原料基板１が、たとえばホルダ５２の保持面５２Ａに貼り付けられて保持される。このとき、炭化珪素基板１において炭化珪素からなる半導体層がエピタキシャル成長により形成されるべき主面１Ａとは反対側の主面１Ｂが、保持面５２Ａに接触するように原料基板１がホルダ５２に保持される。これにより、半導体層が形成されるべき主面１Ａが、研磨面５１Ａに対向する。
【００３４】
次に、定盤５１およびホルダ５２が、それぞれ中心軸Ａ１および中心軸Ａ２を回転軸として回転する。そして、定盤５１の本体部５１Ｂとホルダ５２の本体部５２Ｂとの間隔が調整され、定盤５１の研磨面５１Ａと原料基板１の主面１Ａとが接触する。このとき、研磨液供給部５３から研磨液９１が研磨面５１Ａ上に供給される。これにより、原料基板１の主面１Ａが化学機械研磨される。より具体的には、研磨液９１に含まれる酸化剤により主面１Ａを含む領域が酸化されつつ、研磨液９１に含まれる研磨剤により当該領域が除去されることによりＣＭＰが進行する。
【００３５】
研磨液９１には、酸化剤として過マンガン酸イオンが含まれる。過マンガン酸イオンの濃度は５質量％を超える。過マンガン酸イオンの濃度は、たとえば１０質量％以上２０質量％以下である。これにより、研磨液９１による原料基板１の十分な酸化レートが確保される。研磨液９１に含まれる過マンガン酸イオンの濃度は、４０質量％以下であってもよい。これにより、研磨装置５０への酸化剤によるダメージを抑制することができる。過マンガン酸イオンは、たとえばＮａ（ナトリウム）塩由来のものとすることができる。すなわち、過マンガン酸ナトリウムが、酸化剤として研磨液に添加されてもよい。このようにすることにより、常温において上記過マンガン酸イオンの濃度を達成することが容易となる。過マンガン酸イオンは、たとえばＫ（カリウム）塩由来のものであってもよい。
【００３６】
研磨液９１は、ポア径５μｍ以下のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂製フィルターを通されたものであってもよい。また研磨液９１の温度は、３５℃以上であってもよい。研磨の効率が向上するからである。
【００３７】
研磨液９１には、たとえば研磨剤として金属酸化物からなる砥粒（遊離砥粒）が含まれる。研磨液９１には、たとえばＡｌ２Ｏ３からなる砥粒、Ｃｒ２Ｏ３からなる砥粒およびＺｒＯ２からなる砥粒からなる群から選択される１種以上の砥粒が含まれていてもよい。ＳｉＯ２に比べて研磨力の高い金属酸化物を研磨剤に採用することにより、線状エッチピット群を抑制しつつ、高い研磨レートを達成することができる。研磨剤の平均粒径は、０．５μｍ未満とすることが好ましい。
【００３８】
研磨液９１のｐＨは５未満とすることができる。研磨液９１を十分な酸性とすることにより、線状エッチピット群を抑制しつつ、高い研磨レートを達成することができる。研磨液９１には、たとえば硝酸が含まれることにより、上記ｐＨの値が達成されてもよい。研磨液９１には、界面活性剤が含まれていてもよい。研磨液９１の粘度は、たとえば０．００２Ｐａ・ｓ以上０．２Ｐａ・ｓ以下とすることができる。
【００３９】
次に、工程（Ｓ４０）として洗浄工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、工程（Ｓ３０）において化学機械研磨された原料基板１の主面１Ａが洗浄される。これにより、本実施の形態の炭化珪素基板１が得られる。主面１Ａの洗浄は、たとえば塩酸を洗浄液として実施することができる。さらに、塩酸を洗浄液とした洗浄の後、水（純水）を用いた洗浄を行ってもよい。これにより、上記工程（Ｓ３０）において原料基板１に付着した研磨液９１が除去される。その結果、研磨液９１に含まれるＭｎ（マンガン）が炭化珪素基板１の表面に形成される酸化膜に取り込まれることを抑制することができる。以上の手順により、本実施の形態における炭化珪素基板の製造方法は完了する。
【００４０】
本実施の形態の炭化珪素基板１の製造方法においては、ＣＭＰの研磨液９１に含まれる過マンガン酸イオンの濃度が１０質量％を超える濃度に設定される。これにより、炭化珪素基板１は、主面１Ａ上に高品質な半導体層を形成することが可能な炭化珪素基板となる。
【実施例】
【００４１】
［炭化珪素基板］
上記実施の形態と同様の手順において、ＣＭＰに用いる研磨液の過マンガン酸イオンの濃度を変化させて炭化珪素基板１を作製し、線状エッチピット群を観察する実験を行った。実験の手順は以下の通りである。
【００４２】
まず、複数枚の基板径１００ｍｍの原料基板１を準備し、同条件で機械研磨を実施した（工程（Ｓ１０）および（Ｓ２０））。機械研磨された原料基板１の主面１Ａに対して、酸化剤としての過マンガン酸イオン、研磨剤としてのＺｒＯ２砥粒およびｐＨ調整液としての硝酸を含む研磨液９１を用いてＣＭＰを実施した。面圧は６００g／ｃｍ２、研磨時間は１時間、ｐＨは４、ＺｒＯ２砥粒の添加量は１５ｇ／Ｌの条件で、研磨液９１中の過マンガン酸イオンの濃度のみを変化させてＣＭＰを実施した（工程（Ｓ３０））。その後、塩酸を用いた洗浄、純水を用いた洗浄を同条件で順次実施し（工程（Ｓ４０））、得られた炭化珪素基板をサンプルとした。
【００４３】
次に、得られたサンプルを以下の手順で塩素ガスによりエッチングした。まず、サンプルを反応管内に挿入して９００℃まで昇温し、圧力を５０Ｐａにまで減圧した。次に、塩素ガスを反応管内に０．５ｓｌｍの流量で５分間導入し、サンプルをエッチングした。その後、反応管内の圧力を５０Ｐａにまで減圧し、３０分間保持した後、１０体積％の酸素と９０体積％の窒素とを含む混合ガスを１０分間、２．５ｓｌｍの流量で反応管内に導入して塩素ガスエッチングによる表面炭化層をサンプルから除去した。そして、得られたサンプル（炭化珪素基板１）の主面１Ａを微分干渉顕微鏡にて観察し、線状エッチピット群の総長さを調査した。
【００４４】
図４は、観察された線状エッチピット群の一例の写真である。塩素ガスによるエッチングにより形成されるエッチピットが線状に並んで線状エッチピット群１９が構成されている。各サンプルについて観察を行い、ＣＭＰにおける研磨液９１の過マンガン酸イオン濃度と研磨レートおよび線状エッチピット群の総長さとの関係を調査した。調査結果を図５および図６に示す。
【００４５】
図５において、横軸は過マンガン酸イオン濃度、縦軸は研磨レートである。また、図６において、横軸は過マンガン酸イオン濃度、縦軸は主面１Ａ内に観察された線状エッチピット群の総長さである。図６を参照して、過マンガン酸イオンの濃度が１０質量％までの領域において、線状エッチピット群の総長さは過マンガン酸イオンの濃度の上昇の伴って急激に小さくなっている。そして、過マンガン酸イオンの濃度が１０質量％以上の範囲において、線状エッチピット群の総長さが基板径（１００ｍｍ）以下となっている。また、図５を参照して、過マンガン酸イオンの濃度が１０質量％までの領域において、研磨レートは過マンガン酸イオンの濃度の上昇の伴って大きくなっている。したがって、研磨液９１に含まれる過マンガン酸イオンの濃度は、１０質量％以上とすべきであるといえる。
【００４６】
一方、図６を参照して、過マンガン酸イオンの濃度が４０質量％を超えると、線状エッチピット群の総長さは増大する傾向にある。また、図５を参照して、過マンガン酸イオンの濃度が４０質量％を超えると、研磨レートの上昇は飽和している。したがって、研磨液９１に含まれる過マンガン酸イオンの濃度は、４０質量％以下とすることが好ましい。さらに、図５を参照して、研磨レート上昇の観点から、過マンガン酸イオンの濃度は１５質量％以上とすることが好ましい。過マンガン酸イオンの濃度増大による研磨装置へのダメージを考慮して、過マンガン酸イオンの濃度は、たとえば１５質量％以上２０体積％以下とすることができる。また、線状エッチピット群の総長さの低減を重視する観点からは、過マンガン酸イオンの濃度は２０質量％以上とすることが好ましい。また、線状エッチピット群の総長さの低減を重視する観点からは、過マンガン酸イオンの濃度は３５質量％以下とすることが好ましいといえる。
【００４７】
なお線状エッチピット群の検出にあたり、炭化珪素基板１に結晶欠陥が存在している場合、線状エッチピット群と結晶欠陥を区別することが好ましい。具体的には、塩素エッチング後のサンプルを微分干渉顕微鏡にて観察するときに洗浄エッチピット群と結晶欠陥が混在して検出される場合がある。よって一例として、以下の方法で線状エッチピット群と結晶欠陥を区別する。
【００４８】
まず、塩素エッチングされる面の反対側の面について、ＰＬ（Ｐｈｏｔｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）イメージング測定がなされる。ＰＬイメージング測定によって、結晶欠陥が検出される。ＰＬイメージング測定に際してのパラメータが以下に例示される。励起光の波長は３１３ｎｍである。受光フィルターは、波長３９０ｎｍのバンドパスフィルターであり、波長３９０ｎｍの光のみを通す機能を有する。励起光の照射時間は５秒である。測定領域は、２．３ｍｍ角のピッチで全面をカバーする。
微分干渉顕微鏡で得られた情報からＰＬイメージングで得られた結晶欠陥の情報を差分することにより、線状エッチピット群が検出される。
【００４９】
［デバイス不良率］
図７に示されるように、線状エッチピット群の総長さとデバイスの不良率には関係が認められる。デバイスの作成には、直径が１５０ｍｍの炭化珪素基板１が用いられた。炭化珪素基板１上にチップサイズ６ｍｍ角のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）デバイスが形成された。不良の判断は、ゲート電極とソース電極間に０Ｖから２０Ｖまで電圧を印加したときに１０ｎＡ以上のリーク電流が発生すること、あるいはゲート電極とソース電極間がショートし、電圧を印加できない状態になることである。
【００５０】
図７を参照して、線状エッチピット群の総長さが０ｍｍ、２０ｍｍ、６０ｍｍ、１００ｍｍおよび１５０ｍｍのサンプルにおいては、不良率が３０％未満にとどまった。一方、線状エッチピット群の総長さが１８０ｍｍのサンプルでは、不良率が３７％におよんだ。また、線状エッチピット群の総長さが２４０ｍｍのサンプルでは、不良率が６０％を超えた。つまり、線状エッチピット群の総長さが１５０ｍｍを超えると不良率が急増する。したがって、線状エッチピット群の総長さが基板径以下であると不良の発生を抑制できる。
【００５１】
なお、本開示の炭化珪素基板１を用いて炭化珪素半導体装置を製造することができる。本開示の炭化珪素基板１を用いて製造された炭化珪素半導体装置は、炭化珪素基板１の主面上に高品質な半導体層を備えるので、歩留りと信頼性の観点から有効である。
【００５２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって規定され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本開示は、主面上に炭化珪素からなる高品質な半導体層を形成することが求められる炭化珪素基板およびその製造方法に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００５４】
１  炭化珪素基板（原料基板）
１Ａ  主面
１Ｂ  主面
１９  線状エッチピット群
５０  研磨装置
５１  定盤
５１Ａ  研磨面
５１Ｂ  本体部
５１Ｃ  軸部、
５２  ホルダ
５２Ａ  保持面
５２Ｂ  本体部
５２Ｃ  軸部
５３  研磨液供給部
９１  研磨液
【図１】
2019178062.tif 000003
【図２】
2019178062.tif 000004
【図３】
2019178062.tif 000005
【図４】
2019178062.tif 000006
【図５】
2019178062.tif 000007
【図６】
2019178062.tif 000008
【図７】
2019178062.tif 000009