(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素インゴットを準備する工程と、
ワイヤによって前記炭化珪素インゴットを切断する工程とを備え、
前記炭化珪素インゴットのポリタイプは、４Ｈ−ＳｉＣであり、
前記炭化珪素インゴットは、頂面と、前記頂面と反対側の底面と、前記頂面および前記底面の間の側面とを含み、
前記底面から前記頂面に向かう方向は、［０００１］方向に対して平行または８°以下傾斜した方向であり、
前記炭化珪素インゴットを切断する工程においては、（０００−１）面側の前記側面から切断し始め、かつ前記底面から前記頂面に向かう方向から見て、［１−１００］方向と［１１−２０］方向とがなす角度を２等分する方向から±５°以内の方向と平行な直線に沿って、前記炭化珪素インゴットが切断される、炭化珪素基板の製造方法。
【請求項２】
前記炭化珪素インゴットを切断する工程において、前記ワイヤの線速は、１０００ｍ／分以上である、請求項１に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項３】
前記炭化珪素インゴットを切断する工程において、前記ワイヤの張力は、前記ワイヤの破断張力の７０％以下である、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項４】
前記ワイヤの直径は、２００μｍ以下である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項５】
前記ワイヤにダイヤモンド砥粒が固着されている、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項６】
前記ダイヤモンド砥粒の粒径は、５０μｍ以下である、請求項５に記載の炭化珪素基板の製造方法。
【請求項７】
炭化珪素インゴットを準備する工程と、
ワイヤによって前記炭化珪素インゴットを切断する工程とを備え、
前記炭化珪素インゴットは、頂面と、前記頂面と反対側の底面と、前記頂面および前記底面の間の側面とを含み、
前記底面から前記頂面に向かう方向は、［０００１］方向に対して平行または８°以下傾斜した方向であり、
前記炭化珪素インゴットを切断する工程においては、（０００−１）面側の前記側面から切断し始め、かつ前記底面から前記頂面に向かう方向から見て、［１−１００］方向と［１１−２０］方向とがなす角度を２等分する方向から±５°以内の方向と平行な直線に沿って、前記炭化珪素インゴットが切断され、
前記炭化珪素インゴットを切断する工程において、前記ワイヤの線速は、１０００ｍ／分以上であり、かつ前記ワイヤの張力は、前記ワイヤの破断張力の７０％以下であり、
前記ワイヤの直径は、２００μｍ以下であり、
前記ワイヤにダイヤモンド砥粒が固着されており、
前記ダイヤモンド砥粒の粒径は、５０μｍ以下である、炭化珪素基板の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の製造方法により炭化珪素基板を準備する工程と、
前記炭化珪素基板上に炭化珪素層を形成する工程とを備える、炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の製造方法により炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程と、
前記炭化珪素エピタキシャル基板を加工する工程とを備える、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、炭化珪素基板の製造方法、炭化珪素エピタキシャル基板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】
たとえば特開２０１５−１３５９０２号公報（特許文献１）には、ワイヤソーにより炭化珪素インゴットを切断する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１３５９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の目的は、炭化珪素基板のＳＯＲＩを低減し、かつ欠損を低減可能な炭化珪素基板の製造方法、炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法および炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することである。なお、ＳＯＲＩとは、基板の表面の最小二乗平面を基準面とした場合、基準面に対して垂直な方向における、表面の最高点から基準面までの距離と、表面の最低点から基準面までの距離との合計である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示に係る炭化珪素基板の製造方法は以下の工程を備えている。炭化珪素インゴットが準備される。ワイヤによって炭化珪素インゴットが切断される。炭化珪素インゴットのポリタイプは、４Ｈ−ＳｉＣである。炭化珪素インゴットは、頂面と、頂面と反対側の底面と、頂面および底面の間の側面とを含む。底面から頂面に向かう方向は、［０００１］方向に対して平行または８°以下傾斜した方向である。炭化珪素インゴットを切断する工程においては、（０００−１）面側の側面から切断し始め、かつ底面から頂面に向かう方向から見て、［１−１００］方向と［１１−２０］方向とがなす角度を２等分する方向から±５°以内の方向と平行な直線に沿って、炭化珪素インゴットが切断される。
【０００６】
本開示に係る炭化珪素基板の製造方法は以下の工程を備えている。炭化珪素インゴットが準備される。ワイヤによって炭化珪素インゴットが切断される。炭化珪素インゴットのポリタイプは、４Ｈ−ＳｉＣである。炭化珪素インゴットは、頂面と、頂面と反対側の底面と、頂面および底面の間の側面とを含む。底面から頂面に向かう方向は、［０００１］方向に対して平行または８°以下傾斜した方向である。炭化珪素インゴットを切断する工程においては、（０００−１）面側の側面から切断し始め、かつ底面から頂面に向かう方向から見て、［１−１００］方向と［１１−２０］方向とがなす角度を２等分する方向から±５°以内の方向と平行な直線に沿って、炭化珪素インゴットが切断される。炭化珪素インゴットを切断する工程において、ワイヤの線速は、１０００ｍ／分以上であり、かつワイヤの張力は、ワイヤの破断張力の７０％以下である。ワイヤの直径は、２００μｍ以下である。ワイヤにダイヤモンド砥粒が固着されている。ダイヤモンド砥粒の粒径は、５０μｍ以下である。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、炭化珪素基板のＳＯＲＩを低減し、かつ欠損を低減可能な炭化珪素基板の製造方法、炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法および炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る炭化珪素板の構成を示す斜視模式図である。
【図２】本実施形態に係る炭化珪素基板の製造方法を概略的に示すフロー図である。
【図３】本実施形態に係る炭化珪素基板の製造方法の第１工程を示す斜視模式図である。
【図４】本実施形態に係る炭化珪素基板の製造方法の第２工程を示す斜視模式図である。
【図５】本実施形態に係る炭化珪素基板の製造方法の第３工程を示す斜視模式図である。
【図６】本実施形態に係る炭化珪素基板の製造方法の第３工程を示す断面模式図である。
【図７】本実施形態に係る炭化珪素基板の製造装置の構成を示す斜視模式図である。
【図８】本実施形態に係る炭化珪素基板の製造装置のワイヤソーの構成を示す断面模式図である。
【図９】本実施形態に係る炭化珪素基板の製造方法の第４工程を示す断面模式図である。
【図１０】本実施形態に係る炭化珪素基板の製造方法の第４工程を示す正面模式図である。
【図１１】本実施形態に係る炭化珪素基板の製造方法の第５工程を示す断面模式図である。
【図１２】本実施形態に係る炭化珪素基板の製造方法の第５工程を示す正面模式図である。
【図１３】本実施形態に係る炭化珪素基板の製造方法の第６工程を示す断面模式図である。
【図１４】本実施形態に係る炭化珪素基板の製造方法の第６工程を示す正面模式図である。
【図１５】本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法を概略的に示すフロー図である。
【図１６】本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法を示す断面模式図である。
【図１７】本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を概略的に示すフロー図である。
【図１８】本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第１工程を示す断面模式図である。
【図１９】本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第２工程を示す断面模式図である。
【図２０】本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法の第３工程を示す断面模式図である。
【図２１】本実施形態の第１例に係る炭化珪素基板の表面形状を示す図である。
【図２２】図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿って測定された高さプロファイルである。
【図２３】図２１のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線に沿って測定された高さプロファイルである。
【図２４】本実施形態の第２例に係る炭化珪素基板の表面形状を示す図である。
【図２５】図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ線に沿って測定された高さプロファイルである。
【図２６】図２４のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿って測定された高さプロファイルである。
【図２７】図２４のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ線に沿って測定された高さプロファイルである。
【図２８】図２４のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿って測定された高さプロファイルである。
【図２９】本実施形態の第３例に係る炭化珪素基板の表面形状を示す図である。
【図３０】図２９のＸＸＸ−ＸＸＸ線に沿って測定された高さプロファイルである。
【図３１】図２９のＸＸＸＩ−ＸＸＸＩ線に沿って測定された高さプロファイルである。
【図３２】図２９のＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩ線に沿って測定された高さプロファイルである。
【図３３】図２９のＸＸＸＩＩＩ−ＸＸＸＩＩＩ線に沿って測定された高さプロファイルである。
【図３４】サンプル１〜４の炭化珪素インゴットの切断方向を示す図である。
【図３５】サンプル５の炭化珪素インゴットの切断方向を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本開示の実施形態の概要］
まず、本開示の実施形態の概要について説明する。本明細書中の結晶学的記載においては、個別方位を［］、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示している。負の指数については、結晶学上、”−”（バー）を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。
【００１０】
（１）本開示に係る炭化珪素基板１０の製造方法は以下の工程を備えている。炭化珪素インゴット１が準備される。ワイヤ２によって炭化珪素インゴット１が切断される。炭化珪素インゴット１のポリタイプは、４Ｈ−ＳｉＣである。炭化珪素インゴット１は、頂面３と、頂面３と反対側の底面４と、頂面３および底面４の間の側面５とを含む。底面４から頂面３に向かう方向１０４は、［０００１］方向に対して平行または８°以下傾斜した方向である。炭化珪素インゴット１を切断する工程においては、（０００−１）面側の側面５から切断し始め、かつ底面４から頂面３に向かう方向から見て、［１−１００］方向と［１１−２０］方向とがなす角度を２等分する方向から±５°以内の方向と平行な直線に沿って、炭化珪素インゴット１が切断される。
【００１１】
炭化珪素結晶は、シリコン原子で終端する（０００１）面（以降、シリコン面とも称する）と、カーボン原子で終端する（０００−１）面（以降、カーボン面とも称する）とを有する。シリコン面およびカーボン面は、互いに物理的および化学的性質が異なる。また六方晶炭化珪素は、［１−１００］方向と［１１−２０］方向とに沿って劈開する性質を有する。
【００１２】
炭化珪素基板は、たとえばワイヤを用いて炭化珪素インゴットを切断することにより得られる。発明者らが鋭意検討した結果、炭化珪素の劈開方向にワイヤを走行させて炭化珪素インゴットを切断すると、得られた炭化珪素基板のスライス面において、たとえばクラックおよびソーマークなどの欠損が発生しやすくなることが判明した。言い換えれば、劈開方向である［１−１００］方向および［１１−２０］方向の各々と傾斜する方向に沿って炭化珪素インゴットを切断することにより、炭化珪素基板の欠損を低減することができる。また炭化珪素インゴットに対するワイヤの切り込み方向によっても、炭化珪素基板のＳＯＲＩが異なることが判明した。具体的には、シリコン面側から炭化珪素インゴットを切断する場合と比較して、カーボン面側から炭化珪素インゴットを切断することにより、炭化珪素基板のＳＯＲＩを低減することができる。
【００１３】
（２）上記（１）に係る炭化珪素基板１０の製造方法の炭化珪素インゴットを切断する工程において、ワイヤ２の線速は、１０００ｍ／分以上であってもよい。これにより、加工時間を短縮することができる。結果として、炭化珪素基板に対するダメージを低減し、かつ炭化珪素基板のＳＯＲＩを低減することができる。
【００１４】
（３）上記（１）または（２）に係る炭化珪素基板１０の製造方法の炭化珪素インゴットを切断する工程において、ワイヤ２の張力は、ワイヤ２の破断張力の７０％以下であってもよい。
【００１５】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに係る炭化珪素基板１０の製造方法において、ワイヤ２の直径は、２００μｍ以下であってもよい。これにより、炭化珪素インゴットの切り代を低減することができる。
【００１６】
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに係る炭化珪素基板１０の製造方法において、ワイヤ２にダイヤモンド砥粒６が固着されていてもよい。これにより、遊離砥粒の場合と比較して、加工時間を短縮することができる。結果として、炭化珪素基板に対するダメージを低減し、かつ炭化珪素基板のＳＯＲＩを低減することができる。
【００１７】
（６）上記（５）に係る炭化珪素基板１０の製造方法において、ダイヤモンド砥粒６の粒径は、５０μｍ以下であってもよい。これにより、炭化珪素インゴットの切り代を低減することができる。
【００１８】
（７）本開示に係る炭化珪素基板１０の製造方法は以下の工程を備えている。炭化珪素インゴット１が準備される。ワイヤ２によって炭化珪素インゴット１が切断される。炭化珪素インゴット１のポリタイプは、４Ｈ−ＳｉＣである。炭化珪素インゴット１は、頂面３と、頂面３と反対側の底面４と、頂面３および底面４の間の側面５とを含む。底面４から頂面３に向かう方向１０４は、［０００１］方向に対して平行または８°以下傾斜した方向である。炭化珪素インゴット１を切断する工程においては、（０００−１）面側の側面５から切断し始め、かつ底面４から頂面３に向かう方向から見て、［１−１００］方向と［１１−２０］方向とがなす角度を２等分する方向から±５°以内の方向と平行な直線に沿って、炭化珪素インゴット１が切断される。炭化珪素インゴット１を切断する工程において、ワイヤ２の線速は、１０００ｍ／分以上であり、かつワイヤ２の張力は、ワイヤ２の破断張力の７０％以下である。ワイヤ２の直径は、２００μｍ以下である。ワイヤ２にダイヤモンド砥粒６が固着されている。ダイヤモンド砥粒６の粒径は、５０μｍ以下である。これにより、ＳＯＲＩが低減され、かつ欠損が低減された炭化珪素基板を得ることができる。
【００１９】
（８）本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板１００の製造方法は以下の工程を備えている。上記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の製造方法により炭化珪素基板１０が準備される。炭化珪素基板１０上に炭化珪素層２０が形成される。これにより、炭化珪素エピタキシャル基板のＳＯＲＩを低減し、かつ欠損を低減することができる。
【００２０】
（９）本開示に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法は以下の工程を備えている。上記（８）に記載の製造方法により炭化珪素エピタキシャル基板１００が準備される。炭化珪素エピタキシャル基板１００が加工される。これにより、炭化珪素半導体装置の歩留まりを向上することができる。
【００２１】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、図面に基づいて本開示の実施形態の詳細について説明する。まず、本実施形態に係る炭化珪素基板１０の製造方法により製造された炭化珪素基板１０の構成について説明する。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。
【００２２】
図１に示されるように、本実施形態に係る炭化珪素基板１０は、第１主面１１と、第１主面１１と反対側の第２主面１３と、周縁部３０とを主に有している。第１主面１１は、たとえば（０００１）面または（０００１）面がオフ方向に傾斜した面である。第１主面１１は、たとえば（０００１）面が０．５°以上８°以下傾斜した面である。第１主面１１の傾斜方向（オフ方向）は、たとえば＜１１−２０＞方向である。オフ方向は、たとえば＜１−１００＞方向でもよいし、＜１１−２０＞方向成分と＜１−１００＞方向成分とを含む方向であってもよい。（０００１）面からの傾斜角（オフ角）は、１°以上であってもよいし、２°以上であってもよい。オフ角は、７°以下であってもよいし、６°以下であってもよい。
【００２３】
周縁部３０は、たとえば、第１オリエンテーションフラット３１（以降、第１フラットとも称する）と、第２オリエンテーションフラット３２（以降、第２フラットとも称する）と、曲面部３３とを有している。第１フラット３１は、たとえば＜１１−２０＞方向に沿って延在する。第１フラット３１は、たとえば（１−１００）面である。第２フラット３２は、たとえば＜１−１００＞方向に沿って延在する。第２フラット３２は、たとえば（１１−２０）面である。
【００２４】
炭化珪素基板１０は、炭化珪素単結晶から構成される。炭化珪素単結晶のポリタイプは、たとえば４Ｈ−ＳｉＣである。４Ｈ−ＳｉＣは、電子移動度、絶縁破壊電界強度等において他のポリタイプより優れている。炭化珪素基板１０は、たとえば窒素などのｎ型不純物を含んでいる。炭化珪素基板１０の導電型は、たとえばｎ型である。第１主面１１の直径は、１００ｍｍ以上である。直径は１５０ｍｍ以上でもよいし、２００ｍｍ以上でもよいし、２５０ｍｍ以上でもよい。直径の上限は特に限定されない。直径の上限は、たとえば３００ｍｍであってもよい。なお、炭化珪素基板の形状の詳細については後述する。
【００２５】
次に、本実施形態に係る炭化珪素基板の製造方法について説明する。
まず、炭化珪素インゴット準備工程（Ｓ１：図２）が実施される。たとえば昇華法により、炭化珪素インゴット１が製造される。たとえば、グラファイトから構成された容器内に、単結晶炭化珪素から構成された種結晶と、固体状の多結晶炭化珪素粉末から構成された炭化珪素原料とが配置される。炭化珪素原料が昇華し、種結晶上に昇華することにより、種結晶上に炭化珪素インゴットが成長する。炭化珪素インゴットが成長している間、たとえばドナーとなる窒素が導入される。結果として、炭化珪素インゴットは、窒素を含む。炭化珪素インゴットは、たとえばポリタイプが４Ｈの炭化珪素単結晶から構成される。言い換えれば、炭化珪素インゴットのポリタイプは、４Ｈ−ＳｉＣである。
【００２６】
図３に示されるように、炭化珪素インゴット１は、頂面３と、頂面３と反対側の底面４と、側面５とを含む。側面５は、頂面３と底面４との間に位置する。側面５は、頂面３と連続的に設けられ、かつ底面４と連続的に設けられている。頂面３は、たとえば凸状の曲面である。底面４は、たとえば、略平面状の略円形である。側面視において、側面５は、底面４から頂面３に向かって幅が拡がっている。坩堝を用いて炭化珪素単結晶が昇華法により製造される場合、頂面３は、炭化珪素原料に対面する面であり、底面４は、種基板に対面する面である。
【００２７】
次に、炭化珪素インゴット１に対して整形加工が実施される。たとえば砥石により、炭化珪素インゴット１の頂面３および側面５が研削される。これにより、炭化珪素インゴット１が略円柱状に成形される（図４参照）。炭化珪素インゴット１は、略円形の頂面３と、略円形の底面４と、略円筒状の側面５とを有する。
【００２８】
次に、炭化珪素インゴット１の側面５に、第１オリエンテーションフラット２１と、第２オリエンテーションフラット２２とが形成される（図５参照）。たとえば、側面５に（１−１００）面が露出するように、第１オリエンテーションフラット２１が形成される。第１オリエンテーションフラット２１は、第１方向１０１に延在する平面である。第１方向１０１は、たとえば［１１−２０］方向である。同様に、側面５に（１１−２０）面が露出するように、第２オリエンテーションフラット２２が形成される。第２オリエンテーションフラット２２は、第２方向１０２に延在する平面である。第２方向１０２は、たとえば［１−１００］方向である。側面５において、第１オリエンテーションフラット２１および第２オリエンテーションフラット２２以外の領域は、曲面部２３である。曲面部２３は、第１オリエンテーションフラット２１および第２オリエンテーションフラット２２の間に位置する。
【００２９】
図６に示されるように、頂面３に対して平行な方向から見て、炭化珪素インゴット１は、略長方形状である。頂面３は、底面４とほぼ平行である。頂面３は、たとえば（０００１）面または（０００１）面がオフ方向に８°以下の角度だけ傾斜した面である。オフ方向１０１は、たとえば＜１１−２０＞方向であり、特定的には［１１−２０］方向である。底面４から頂面３に向かう第４方向１０４は、［０００１］方向に対して平行または８°以下傾斜した方向である。底面４の中心から頂面３の中心に向かう第４方向１０４は、たとえば［０００１］方向に対して８°以下傾斜した方向である。第４方向１０４は、（０００１）面に対して垂直な第３方向１０３から角度θ１だけ傾斜している。角度θ１は、たとえばオフ角と同じ角度である。第４方向１０４は、たとえば、昇華法において炭化珪素インゴット１を成長させる工程において、炭化珪素インゴット１が成長する方向である。
【００３０】
炭化珪素インゴット１の外周部の加工は、炭化珪素インゴット１に対するダメージを低減するために、高番手の砥石および研磨剤を用いることが好ましい。放電加工により、炭化珪素インゴット１の整形加工が行われてもよい。整形加工後に、アニール、ウェットエッチングまたはドライエッチングを行うことにより、炭化珪素インゴット１に対する加工ダメージが低減されてもよい。
【００３１】
次に、炭化珪素インゴット切断工程（Ｓ２：図２）が実施される。炭化珪素インゴット１は、たとえば図７に示す炭化珪素インゴットの切断装置３００を用いて切断される。切断装置３００は、ガイドローラ５２と、ワイヤ２と、ノズル５４とを主に有している。ガイドローラ５２は、たとえば２つ設けられている。２つのガイドローラ５２の間に、炭化珪素インゴットが配置される。ガイドローラ５２は、たとえば樹脂製である。ガイドローラ５２の外周面には、Ｖ字状のワイヤ案内溝５３が設けられている。ワイヤ案内溝５３の間隔を調整することで、炭化珪素基板１０の厚みを調整することができる。ワイヤ２は、ワイヤ案内溝５３に沿って、ガイドローラ５２に巻かれている。ノズル５４は、たとえば炭化珪素インゴット１とガイドローラ５２との間に設けられている。
【００３２】
ワイヤ２に対しては張力が加えられている。ワイヤ２の張力は、たとえばワイヤ２の破断張力の７０％以下であり、好ましくは６０％以下であり、より好ましくは５０％以下である。ワイヤ２の張力が大きいと、ワイヤ２が破断するおそれがある。一方、ワイヤ２の張力が小さいと、ワイヤ２が撓み、炭化珪素インゴット１から切り出される炭化珪素基板１０のＳＯＲＩが大きくなる。ワイヤの破断張力は、たとえば日本工業規格のＪＩＳ  Ｚ２２４１に記載の方法に準拠して測定することができる。
【００３３】
図８に示されるように、ワイヤ２には、たとえばダイヤモンド砥粒６が固着されている。ダイヤモンド砥粒は、たとえば電着またはレジン等により、ワイヤ２の外周面に固着されている。ワイヤ２は、たとえば炭素鋼などで作製されたピアノ線を真鍮メッキしたものである。ワイヤ２は、たとえばダイヤモンド砥粒６が固着された固定砥粒ワイヤである。
【００３４】
ワイヤ２の直径４１（図８参照）は、たとえば２００μｍ以下であり、好ましくは１２０μｍ以下であり、より好ましくは８０μｍ以下である。ワイヤ２の直径４１の下限は特に限定されないが、ワイヤ２の直径４１は、たとえば７０μｍ以上である。ワイヤの本数は、スライスする炭化珪素インゴットの厚みによるが、たとえば２０本以上３０本以下である。
【００３５】
ダイヤモンド砥粒６の平均粒径４２（図８参照）は、たとえば５０μｍ以下であり、好ましくは１５μｍ以下であり、より好ましくは１０μｍ以下である。ダイヤモンド砥粒６の平均粒径４２の下限は特に限定されないが、たとえば４μｍ以上である。
【００３６】
図９および図１０に示されるように、最初に、炭化珪素インゴット１の側面５に対面してワイヤ２が配置される。ワイヤ２は、（０００１）面側（言い換えれば、シリコン面側）の側面５ではなく、（０００−１）面側（言い換えれば、カーボン面側）の側面５に対面するように配置される。（０００−１）面側の側面５とは、（０００−１）面と対面する側面５の部分である。反対に、（０００１）面側の側面５とは、（０００１）面と対面する側面５の部分である。
【００３７】
次に、ワイヤ２が、ワイヤ２の長手方向５０に往復運動した状態で、炭化珪素インゴット１がワイヤ２に接近する。炭化珪素インゴット１がワイヤ２と接触することで、炭化珪素インゴット１の切断が開始される。つまり、ワイヤ２によって炭化珪素インゴット１が切断される。
【００３８】
図１１および図１２に示されるように、炭化珪素インゴット１は、（０００−１）面側の側面５から切断し始める。つまり、ワイヤ２が（０００−１）面側の側面５に切り込まれる。炭化珪素インゴット１からワイヤ２を見た場合、ワイヤ２は、炭化珪素インゴット１の外部から、（０００−１）面側の側面５を通過して、炭化珪素インゴット１の内部へ移動する。なお、ワイヤ２が固定されたまま、炭化珪素インゴット１がワイヤ２に接触するように移動してもよいし、炭化珪素インゴット１が固定されたまま、ワイヤ２が炭化珪素インゴット１に接触するように移動してもよい。
【００３９】
図７に示されるように、ガイドローラ５２は、矢印５１の方向に沿って正回転と逆回転とを交互に繰り返す。これにより、ワイヤ２は、ワイヤ２の長手方向５０に沿って往復運動を行う。ワイヤ２が往復運動をしながら、炭化珪素インゴット１に接触することで、炭化珪素インゴット１が切断される。ワイヤ２の線速は、たとえば１０００ｍ／分以上であり、好ましくは１５００ｍ／分以上であり、より好ましくは２０００ｍ／分以上である。
【００４０】
ワイヤ２が炭化珪素インゴット１と点接触するように、ワイヤ２および炭化珪素インゴット１は揺動を行う。ワイヤ２が炭化珪素インゴット１を切断している際、ノズル５４から切断部に対してクーラントが噴射されている。クーラントとして、たとえば水溶性研削液が用いられる。
【００４１】
図１２に示されるように、底面４から頂面３に向かう方向から見て、［１−１００］方向と［１１−２０］方向とがなす角度を２等分する方向１０５から角度θ３以内の方向に平行な直線に沿って、炭化珪素インゴット１が切断される。角度θ３は、±５°である。言い換えれば、炭化珪素インゴット１の切断方向１０６は、［１−１００］方向と［１１−２０］方向とがなす角度を２等分する方向１０５から±５°以内の方向に平行な直線を、第１主面１１に投影した方向である。底面４から頂面３に向かう方向から見て、［１−１００］方向と［１１−２０］方向とがなす角度を２等分する方向１０５と、第１方向１０１とのなす角度θ２は、４５°である。角度θ３は、好ましくは±４°であり、より好ましくは±３°である。
【００４２】
図１３および図１４に示されるように、炭化珪素インゴット１は、（０００１）面側の側面５で切断し終わる。つまり、ワイヤ２が（０００１）面側の側面５から切り抜ける。炭化珪素インゴット１からワイヤ２を見た場合、ワイヤ２は、炭化珪素インゴット１の内部から、（０００１）面側の側面５を通過して、炭化珪素インゴット１の外部へ移動する。これにより、複数の炭化珪素基板１０（図１参照）が得られる。炭化珪素基板１０の第１主面１１は、たとえば（０００１）面が＜１１−２０＞方向に８°以下程度傾斜した面である。
【００４３】
炭化珪素基板１０の第１主面１１および第２主面１３が、たとえばダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨される。次に、たとえばコロイダルシリカを用いて、第１主面１１および第２主面１３に対して化学的機械研磨が行われる。以上により、炭化珪素基板１０が得られる（図１参照）。
【００４４】
なお上記実施形態においては、（０００１）面からオフ方向に８°以下程度傾斜した頂面３を有した炭化珪素インゴット１を用い、頂面３から底面４に向かう方向１０４（図６参照）に対して垂直な面において炭化珪素インゴット１を切断することにより、（０００１）面がオフ方向に８°以下程度傾斜した第１主面１１を有する炭化珪素基板１０を得る方法について説明した。しかしながら、本開示は、当該実施形態に限定されない。たとえば（０００１）面が頂面３であり、かつ（０００−１）面が底面４である炭化珪素インゴット１を用い、頂面３から底面４に向かう方向１０４に対して傾斜した面において炭化珪素インゴット１を切断することにより、（０００１）面からオフ方向に８°以下程度傾斜した第１主面１１を有する炭化珪素基板１０が得られてもよい。
【００４５】
（炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法）
次に、炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法について説明する。
【００４６】
本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法は、炭化珪素基板準備工程（Ｓ３：図１５）と、炭化珪素層形成工程（Ｓ４：図１５）とを主に有する。まず、前述の炭化珪素基板の製造方法を用いて、炭化珪素基板準備工程（Ｓ３：図１５）が実施される。これにより、炭化珪素基板１０（図１参照）が得られる。
【００４７】
次に、炭化珪素層形成工程（Ｓ４：図１５）が実施される。たとえばホットウォール方式のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて、炭化珪素単結晶基板１０上に炭化珪素層２０がエピタキシャル成長によって形成される。具体的には、炭化珪素単結晶基板１０が、ＣＶＤの反応室内に配置される。たとえば反応室内の圧力が大気圧から１×１０-6Ｐａ程度に低減された後、炭化珪素単結晶基板１０の昇温が開始される。たとえば昇温の途中において、キャリアガスである水素（Ｈ2）ガスが、反応室に導入される。
【００４８】
反応室内の温度がたとえば１６００℃程度となった後、原料ガスおよびドーピングガスが反応室に導入される。原料ガスは、Ｓｉ源ガスおよびＣ源ガスを含む。Ｓｉ源ガスとして、たとえばシラン（ＳｉＨ4）ガス用いることができる。Ｃ源ガスとして、たとえばプロパン（Ｃ3Ｈ8）ガスを用いることができる。シランガスの流量およびプロパンガスの流量は、たとえば４６ｓｃｃｍおよび１４ｓｃｃｍである。水素に対するシランガスの体積比率は、たとえば０．０４％である。原料ガスのＣ／Ｓｉ比は、たとえば０．９である。
【００４９】
ドーピングガスとして、たとえばアンモニア（ＮＨ3）ガスが用いられる。アンモニアガスは、三重結合を有する窒素ガスに比べて熱分解されやすい。アンモニアガスを用いることにより、キャリア濃度の面内均一性の向上が期待できる。水素ガスに対するアンモニアガスの濃度は、たとえば１ｐｐｍである。炭化珪素単結晶基板１０が１６００℃程度に加熱された状態で、キャリアガス、原料ガスおよびドーピングガスが反応室に導入されることで、炭化珪素単結晶基板１０上に炭化珪素層２０がエピタキシャル成長により形成される。これにより、炭化珪素単結晶基板１０と、炭化珪素層２０とを有する炭化珪素エピタキシャル基板１００（図１６参照）が製造される。炭化珪素層２０は、第１主面１１と接する第４主面１４と、第４主面１４と反対側の第３主面１２とを有する。
【００５０】
（炭化珪素半導体装置の製造方法）
次に、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置２００の製造方法について説明する。
【００５１】
本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法は、エピタキシャル基板準備工程（Ｓ１０：図１７）と、基板加工工程（Ｓ２０：図１７）とを主に有する。
【００５２】
まず、エピタキシャル基板準備工程（Ｓ１０：図１７）が実施される。具体的には、前述した炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法によって、炭化珪素エピタキシャル基板１００が準備される（図１６参照）。
【００５３】
次に、基板加工工程（Ｓ２０：図１７）が実施される。具体的には、炭化珪素エピタキシャル基板を加工することにより、炭化珪素半導体装置が製造される。「加工」には、たとえば、イオン注入、熱処理、エッチング、酸化膜形成、電極形成、ダイシング等の各種加工が含まれる。すなわち基板加工ステップは、イオン注入、熱処理、エッチング、酸化膜形成、電極形成およびダイシングのうち、少なくともいずれかの加工を含むものであってもよい。
【００５４】
以下では、炭化珪素半導体装置の一例としてのＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の製造方法を説明する。基板加工工程（Ｓ２０：図１７）は、イオン注入工程（Ｓ２１：図１７）、酸化膜形成工程（Ｓ２２：図１７）、電極形成工程（Ｓ２３：図１７）およびダイシング工程（Ｓ２４：図１７）を含む。
【００５５】
まず、イオン注入工程（Ｓ２１：図１７）が実施される。開口部を有するマスク（図示せず）が形成された第３主面１２に対して、たとえばアルミニウム（Ａｌ）等のｐ型不純物が注入される。これにより、ｐ型の導電型を有するボディ領域１３２が形成される。次に、ボディ領域１３２内の所定位置に、たとえばリン（Ｐ）等のｎ型不純物が注入される。これにより、ｎ型の導電型を有するソース領域１３３が形成される。次に、アルミニウム等のｐ型不純物がソース領域１３３内の所定位置に注入される。これにより、ｐ型の導電型を有するコンタクト領域１３４が形成される（図１８参照）。
【００５６】
炭化珪素層２０において、ボディ領域１３２、ソース領域１３３およびコンタクト領域１３４以外の部分は、ドリフト領域１３１となる。ソース領域１３３は、ボディ領域１３２によってドリフト領域１３１から隔てられている。イオン注入は、炭化珪素エピタキシャル基板１００を３００℃以上６００℃以下程度に加熱して行われてもよい。イオン注入の後、炭化珪素エピタキシャル基板１００に対して活性化アニールが行われる。活性化アニールにより、炭化珪素層２０に注入された不純物が活性化し、各領域においてキャリアが生成される。活性化アニールの雰囲気は、たとえばアルゴン（Ａｒ）雰囲気でもよい。活性化アニールの温度は、たとえば１８００℃程度でもよい。活性化アニールの時間は、たとえば３０分程度でもよい。
【００５７】
次に、酸化膜形成工程（Ｓ２２：図１７）が実施される。たとえば炭化珪素エピタキシャル基板１００が酸素を含む雰囲気中において加熱されることにより、第３主面１２上に酸化膜１３６が形成される（図１９参照）。酸化膜１３６は、たとえば二酸化珪素（ＳｉＯ2）等から構成される。酸化膜１３６は、ゲート絶縁膜として機能する。熱酸化処理の温度は、たとえば１３００℃程度でもよい。熱酸化処理の時間は、たとえば３０分程度でもよい。
【００５８】
酸化膜１３６が形成された後、さらに窒素雰囲気中で熱処理が行なわれてもよい。たとえば、一酸化窒素（ＮＯ）、亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）等の雰囲気中、１１００℃程度で１時間程度、熱処理が実施されてもよい。さらにその後、アルゴン雰囲気中で熱処理が行なわれてもよい。たとえば、アルゴン雰囲気中、１１００〜１５００℃程度で、１時間程度、熱処理が行われてもよい。
【００５９】
次に、電極形成工程（Ｓ２３：図１７）が実施される。第１電極１４１は、酸化膜１３６上に形成される。第１電極１４１は、ゲート電極として機能する。第１電極１４１は、たとえばＣＶＤ法により形成される。第１電極１４１は、たとえば不純物を含有し導電性を有するポリシリコン等から構成される。第１電極１４１は、ソース領域１３３およびボディ領域１３２に対面する位置に形成される。
【００６０】
次に、第１電極１４１を覆う層間絶縁膜１３７が形成される。層間絶縁膜１３７は、たとえばＣＶＤ法により形成される。層間絶縁膜１３７は、たとえば二酸化珪素等から構成される。層間絶縁膜１３７は、第１電極１４１と酸化膜１３６とに接するように形成される。次に、所定位置の酸化膜１３６および層間絶縁膜１３７がエッチングによって除去される。これにより、ソース領域１３３およびコンタクト領域１３４が、酸化膜１３６から露出する。
【００６１】
たとえばスパッタリング法により当該露出部に第２電極１４２が形成される。第２電極１４２はソース電極として機能する。第２電極１４２は、たとえばチタン、アルミニウムおよびシリコン等から構成される。第２電極１４２が形成された後、第２電極１４２と炭化珪素エピタキシャル基板１００が、たとえば９００〜１１００℃程度の温度で加熱される。これにより、第２電極１４２と炭化珪素エピタキシャル基板１００とがオーミック接触するようになる。次に、第２電極１４２に接するように、配線層１３８が形成される。配線層１３８は、たとえばアルミニウムを含む材料から構成される。
【００６２】
次に、第２主面１３に第３電極１４３が形成される。第３電極１４３は、ドレイン電極として機能する。第３電極１４３は、たとえばニッケルおよびシリコンを含む合金（たとえばＮｉＳｉ等）から構成される。
【００６３】
次に、ダイシング工程（Ｓ２４：図１７）が実施される。たとえば炭化珪素エピタキシャル基板１００がダイシングラインに沿ってダイシングされることにより、炭化珪素エピタキシャル基板１００が複数の半導体チップに分割される。これにより、炭化珪素半導体装置２００が製造される（図２０参照）。
【００６４】
上記において、ＭＯＳＦＥＴを例示して、本開示に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を説明したが、本開示に係る製造方法はこれに限定されない。本開示に係る製造方法は、たとえばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＳＢＤ（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）、サイリスタ、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ  Ｔｕｒｎ  Ｏｆｆ  ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）、ＰｉＮダイオード等の各種炭化珪素半導体装置に適用可能である。
【００６５】
次に、本実施形態に係る炭化珪素基板１０の製造方法により製造された炭化珪素基板１０の形状について説明する。
【００６６】
炭化珪素基板１０の形状は、たとえばＣｏｒｎｉｎｇ  Ｔｒｏｐｅｌ社製のＦｌａｔＭａｓｔｅｒ（登録商標）を用いて測定することができる。図２１、図２４および図２９は、第１主面１１における［０００１］方向の高さを、等高線状に示した図である。図２１、図２４および図２９において、同じ程度の高さの領域は、同じハッチングを用いて示されている。
【００６７】
図２１に示されるように、中心Ｏから第１オリエンテーションフラット３１に向かう方向と、中心Ｏから第２オリエンテーションフラット３２に向かう方向との間の角度を２等分する方向７１に対して垂直な方向７２に沿って、第１主面１１の凸部が延在している場合がある。第１主面１１のｂｏｗは正の値である。方向７１は、［１１−２０］方向と［１−１００］方向との間の角度を２等分する方向である。第２主面１３に対して垂直な方向から見て、凸部の形状は、たとえば楕円形状であってもよい。
【００６８】
図２２に示されるように、方向７２に沿った直線上において、第１主面１１の中心から外縁に向かうにつれて、［０００１］方向の相対位置が低くなっている。図２３に示されるように、方向７１に沿った直線上において、第１主面１１の中心から外縁に向かうにつれて、［０００１］方向の相対位置が低くなっている。図２１〜図２３に示されるように、方向７２における凸部の高さは、方向７１における凸部の高さの２．２倍程度である。
【００６９】
図２４に示されるように、方向７２に沿って第１主面１１の凹部が延在している場合がある。第１主面１１のｂｏｗは負の値である。図２５に示されるように、方向７２に沿った直線上において、第１主面１１の中心から外縁に向かうにつれて、［０００１］方向の相対位置が高くなっている。図２６に示されるように、方向７１に沿った直線上において、第１主面１１の中心から外縁に向かうにつれて、［０００１］方向の相対位置が高くなっている。第２主面１３に対して垂直な方向から見て、凹部の形状は、たとえば楕円形状であってもよい。
【００７０】
図２７に示されるように、方向７３に沿った直線上において、第１主面１１の中心から外縁に向かうにつれて、［０００１］方向の相対位置が高くなっている。方向７３は、［１１−２０］方向と平行な方向である。図２８に示されるように、方向７４に沿った直線上において、第１主面１１の中心から外縁に向かうにつれて、［０００１］方向の相対位置が高くなっている。方向７４は、［１−１００］方向と平行な方向である。図２４〜図２８に示されるように、方向７２における凹部の高さは、方向７１における凹部の高さの１．５倍程度である。
【００７１】
図２９に示されるように、方向７２と平行な方向に沿って第１主面１１の凹部が延在している場合がある。図３０に示されるように、方向７２に沿った直線上において、第１主面１１の中心から外縁に向かうにつれて、［０００１］方向の相対位置が高くなっている。図３１に示されるように、方向７１に沿った直線上において、第１主面１１の中心から第１オリエンテーションフラット３１および第２オリエンテーションフラット３２から離れる方向に向かうにつれて、［０００１］方向の相対位置が低くなり、極小値を示した後、高くなる。反対に、方向７１に沿った直線上において、第１主面１１の中心から第１オリエンテーションフラット３１および第２オリエンテーションフラット３２に近づく方向に向かうにつれて、［０００１］方向の相対位置が高くなり、極大値を示した後、低くなる。
【００７２】
図３２に示されるように、方向７３に沿った直線上において、第１主面１１の中心から第２オリエンテーションフラット３２から離れる方向に向かうにつれて、［０００１］方向の相対位置が低くなり、極小値を示した後、高くなっている。反対に、方向７３に沿った直線上において、第１主面１１の中心から第２オリエンテーションフラット３２に近づく方向に向かうにつれて、［０００１］方向の相対位置が高くなり、極大値を示した後、低くなっている。図３３に示されるように、方向７４に沿った直線上において、第１主面１１の中心から第１オリエンテーションフラット３１から離れる方向に向かうにつれて、［０００１］方向の相対位置が低くなり、極小値を示した後、高くなっている。反対に、方向７４に沿った直線上において、第１主面１１の中心から第１オリエンテーションフラット３１に近づく方向に向かうにつれて、［０００１］方向の相対位置が高くなり、極大値を示した後、低くなっている。図２９〜図３３に示されるように、方向７２と平行な方向における凹部の高さは、方向７１における凹部の高さの１．６倍程度である。
【００７３】
以上のように、本実施形態に係る炭化珪素基板１０において、［１１−２０］方向と［１−１００］方向との間の角度を２等分する方向と垂直な方向において、凹部または凸部が延在する。機械研磨、化学機械研磨および加工歪除去の条件を変更することにより、第１主面１１を凹状にすることも可能であるし、凸状にすることも可能である。しかしながら、機械研磨、化学機械研磨および加工歪除去の条件を変更することによって、凹部および凸部の延在方向を変更することはスライスの方向に強く依存するため困難である。本実施形態に係る炭化珪素基板１０によれば、［１１−２０］方向と［１−１００］方向との間の角度を２等分する方向７２に対して垂直な方向７１における当該凹部または凸部の高さは、［１１−２０］方向と［１−１００］方向との間の角度を２等分する方向７２に対して平行な方向における当該凹部または凸部の高さの１．２倍以上２．５倍以下である。
【００７４】
（評価１）
（サンプル準備）
まず、昇華法を用いて、サンプル１〜４の炭化珪素インゴット１（図５および図６参照）が準備された。炭化珪素インゴットの直径および厚みは、それぞれ１００ｍｍおよび１０ｍｍである。炭化珪素インゴット１の側面５に、第１オリエンテーションフラット２１と、第２オリエンテーションフラット２２とが設けられている。第１オリエンテーションフラット２１は、（１−１００）面である。第２オリエンテーションフラット２２は、（１１−２０）面である。頂面３は、（０００１）面である。底面４は、（０００−１）面である。
【００７５】
次に、炭化珪素インゴット１がワイヤ２によりスライスされた。スライス後の炭化珪素基板１０の第１主面１１が、（０００１）面が＜１１−２０＞方向に４°傾斜した面となり、かつ第１主面１１の＜１−１００＞方向に対する傾きが０°となるように、ワイヤ２の延在方向に対する炭化珪素インゴット１の傾きが、ゴニオメータにより調整された。ワイヤ２にはダイヤモンド砥粒６が電着されていた。ダイヤモンド砥粒６の粒径は、３０μｍ以上４０μｍ以下程度であった。ワイヤ２の直径は、１８０μｍであった。クーラントとして、水溶性研削液が用いられた。ワイヤ２の線速は、１２００ｍ／分であった。ワイヤ２の張力は、４５Ｎであった。炭化珪素インゴット１を切断する際、ワイヤ２および炭化珪素インゴット１の各々は揺動を繰り返した。炭化珪素インゴット１は、ワイヤ２の延在方向に対して垂直な方向に上下しながら切断された。
【００７６】
図３４に示されるように、サンプル１に係る炭化珪素インゴット１は、底面４に対して垂直な方向から見て、［１−１００］方向と平行な方向１０７に沿って切断された。サンプル２に係る炭化珪素インゴット１は、底面４に対して垂直な方向から見て、［１１−２０］方向と平行な方向１０８に沿って切断された。サンプル３に係る炭化珪素インゴット１は、底面４に対して垂直な方向から見て、方向１０６と垂直な方向１０９に沿って切断された。サンプル４に係る炭化珪素インゴット１は、底面４に対して垂直な方向から見て、［１−１００］方向と［１１−２０］方向とがなす角度を２等分する方向と平行な方向１０６に沿って切断された。
【００７７】
次に、炭化珪素基板１０の第１主面１１および第２主面１３が、ダイヤモンド砥粒を用いて研磨されることで両面が鏡面加工された。次に、コロイダルシリカを用いて、第１主面１１および第２主面１３に対して化学的機械研磨が行われた。次に、炭化珪素基板１０が酸性の洗浄液およびアルカリ性の洗浄液により洗浄された。以上により、サンプル１〜４に係る炭化珪素基板１０が準備された。炭化珪素基板１０の厚みは、４５０μｍであった。
【００７８】
（実験方法）
サンプル１〜４に係る炭化珪素基板１０の第１主面１１のＳＯＲＩは、Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｔｒｏｐｅｌ社製のＦｌａｔＭａｓｔｅｒ（登録商標）を用いて測定された。サンプル１〜４の係る炭化珪素基板１０の第１主面１１の粗さは、株式会社菱化システム製の光干渉型粗さ測定機を用いて測定された。測定位置は、第１主面１１の中央と、外周側の８カ所であった。外周側の８カ所の測定位置は、それぞれ、第１主面１１に対して垂直な方向から見て、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°および３１５°の方角である。外周側の８カ所の測定位置は、外縁から中央に向かって３ｍｍ程度離れた位置であった。測定領域は、６４μｍ×６４μｍの正方形領域であった。面積平均粗さＳｑおよび面積最大粗さＳｔが算出された。サンプル１〜４の係る炭化珪素基板１０の第１主面１１の欠損は、微分干渉顕微鏡を用いて測定された。対物レンズの倍率および接眼レンズの倍率は、それぞれ５倍および１０倍であった。シリコン面側である第１主面１１を十字方向に観測し、長さまたは幅が５０μｍ以上の欠損をカウントした。
【００７９】
（実験結果）
【００８０】
【表１】
0006597381.tif 000002
【００８１】
サンプル１〜４に係る炭化珪素基板１０の第１主面１１のＳＯＲＩ、粗さＳｑ、粗さＳｔ、欠損個数および品質順位について説明する。表１に示されるように、サンプル１〜４に係る炭化珪素基板１０の第１主面１１のＳＯＲＩは、それぞれ、３８μｍ、４６μｍ、２２μｍおよび１８μｍであった。サンプル１〜４に係る炭化珪素基板１０の第１主面１１の粗さＳｑは、それぞれ、０．２１μｍ、０．２２μｍ、０．１８μｍおよび０．１８μｍであった。サンプル１〜４に係る炭化珪素基板１０の第１主面１１の粗さＳｔは、それぞれ、０．２５μｍ、０．２６μｍ、０．１３μｍおよび０．１２μｍであった。サンプル１〜４に係る炭化珪素基板１０の第１主面１１における欠損個数は、それぞれ、１５個、１８個、５個および４個であった。
【００８２】
サンプル１および２においては、炭化珪素の劈開方法と、ワイヤの走行方向とが一致する。そのため、切断の際に突発的に発生するソーマークにより切断面の粗さが悪化していると考えられる。一方、サンプル３および４においては、炭化珪素の劈開方法と、ワイヤの走行方向とが異なっている。サンプル１〜３に係る炭化珪素基板１０と比較して、サンプル４に係る炭化珪素基板１０は、ＳＯＲＩが小さく、粗さＳｔが小さく、欠損個数が少ないことが実証された。総合的には、サンプル１〜４に係る炭化珪素基板１０の中で、サンプル４に係る炭化珪素基板１０の品質が最も優れていると考えられる。
【００８３】
（評価２）
（サンプル準備）
以下の点を除き、サンプル４と同じ方法を用いて、サンプル５の炭化珪素基板１０が準備された。サンプル５の炭化珪素インゴット１は、シリコン面側の側面５（図９参照）から切断された（図３５参照）のに対して、サンプル４の炭化珪素インゴット１は、カーボン面側の側面５（図９参照）から切断された（図３４参照）。切断方向以外のサンプル５の炭化珪素インゴット１の切断条件は、サンプル４の炭化珪素インゴット１の切断条件と同じである。つまり、サンプル４の炭化珪素インゴット１の切断方向１０６は、サンプル５の炭化珪素インゴット１の切断方向１１０に対して平行であり、かつ向きは反対である。
【００８４】
（実験方法）
サンプル５に係る炭化珪素基板１０の第１主面１１のＳＯＲＩと、第１主面１１の粗さＳｑおよびＳｔと、第１主面１１の欠損個数とが、サンプル１〜４に係る炭化珪素基板１０と同じ方法により測定された。
【００８５】
（実験結果）
【００８６】
【表２】
0006597381.tif 000003
【００８７】
サンプル５に係る炭化珪素基板１０の第１主面１１のＳＯＲＩ、粗さＳｑ、粗さＳｔ、欠損個数および品質順位について説明する。表２に示されるように、サンプル５に係る炭化珪素基板１０の第１主面１１のＳＯＲＩは、２３μｍであった。サンプル５に係る炭化珪素基板１０の第１主面１１の粗さＳｑおよび粗さＳｔは、それぞれ、０．１９μｍおよび０．１３μｍであった。サンプル５に係る炭化珪素基板１０の第１主面１１における欠損個数は、６個であった。サンプル４に係る炭化珪素基板１０の品質は、サンプル５に係る炭化珪素基板１０の品質よりも優れていた。
【００８８】
以上の結果より、シリコン面側の側面から切断されて得られたサンプル５に係る炭化珪素基板１０と比較して、カーボン面側の側面から切断されて得られたサンプル４は、ＳＯＲＩが小さく、粗さＳｑおよび粗さＳｔが小さく、欠損個数が少ないことが実証された。
【００８９】
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、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。
【符号の説明】
【００９０】
１  炭化珪素インゴット
２  ワイヤ
３  頂面
４  底面
５  側面
６  ダイヤモンド砥粒
１０  炭化珪素基板（炭化珪素単結晶基板）
１１  第１主面
１２  第３主面
１３  第２主面
１４  第４主面
２０  炭化珪素層
２１，３１  第１オリエンテーションフラット（第１フラット）
２２，３２  第２オリエンテーションフラット（第２フラット）
２３，３３  曲面部
３０  周縁部
４１  直径
４２  粒径
５０  長手方向
５２  ガイドローラ
５３  ワイヤ案内溝
５４  ノズル
１００  炭化珪素エピタキシャル基板
１０１  オフ方向
１０１  第１方向
１０２  第２方向
１０３  第３方向
１０４  第４方向
１０６，１１０  切断方向
１３１  ドリフト領域
１３２  ボディ領域
１３３  ソース領域
１３４  コンタクト領域
１３６  酸化膜
１３７  層間絶縁膜
１３８  配線層
１４１  第１電極
１４２  第２電極
１４３  第３電極
２００  炭化珪素半導体装置
３００  切断装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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