碳化硅基板的蚀刻方法及收容容器技术

提供一种根据收容容器的组成而控制碳化硅基板的蚀刻速度的方法。本发明专利技术的蚀刻方法，通过在将碳化硅基板收容于坩埚的状态下且在Si蒸汽压下进行加热，而对碳化硅基板进行蚀刻。坩埚被构成为包含钽金属，并在比该钽金属靠内部空间侧设置有碳化钽层，且在比该碳化钽层更靠内部空间侧设置有硅化钽层。并且，根据硅化钽层的组成的差异，控制碳化硅基板的蚀刻速度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳化硅基板的蚀刻方法及收容容器
本专利技术主要涉及一种使用在内部空间侧设置有硅化钽层的收容容器而对碳化硅基板进行蚀刻的方法。
技术介绍
先前已知有一种蚀刻方法，该蚀刻方法通过将碳化硅(SiC)基板收容于收容容器内，且在将此收容容器内设定为高纯度的Si蒸汽压的状态下进行加热，对碳化硅基板的表面进行蚀刻(Si蒸汽压蚀刻)。专利文献1及2公开了此种技术。专利文献1中公开有一种为了将收容容器内设定为Si蒸汽压，而在收容容器内配置Si颗粒(固态的Si)的方法。另外，专利文献2中公开有一种为了将收容容器内设定为Si蒸汽压，使Si粘着在收容容器内侧的壁面的方法。其中，专利文献1的方法中，有可能在Si的压力分布上产生偏差。另外，专利文献2的方法中，例如，粘着在收容容器的上侧的壁面的Si有可能熔融而掉落在碳化硅基板上。考虑到以上因素，在专利文献3中提出了一种以硅化钽层构成收容容器的内部空间侧，且将此硅化钽层作为Si蒸汽的供给源的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-233780号公报专利文献2：日本特开2008-230944号公报专利文献3：日本特开2014-103180号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题附带说明一下，近年来，蚀刻速度的控制已越来越受到重视。例如，已知虽然通过加热碳化硅基板，有时可能产生台阶束(stepbunching)，但能否除去此台阶束，却得依靠蚀刻速度。在此，对在将Si蒸汽压蚀刻应用于SiC制造工艺时，与在下述工序中的碳化硅基板的蚀刻速度相关的技术课题进行说明，这些工序包含供外延生长(EpitaxyGrowth)的碳化硅基板的加工工序、及具有被离子注入的外延生长层的碳化硅基板的活化退火工序。首先，对供外延生长的碳化硅基板的加工工序进行说明。碳化硅基板是通过将晶碇切割成既定的厚度而得。在从晶碇切割碳化硅基板的状态下，表面粗糙度大，因而需要进行机械研磨(MP)及化学机械研磨(CMP)等的加工工序而将表面研磨平坦。然而，通过进行机械研磨及化学机械研磨等，虽能大致除去残留在碳化硅基板的表面的研磨损伤，但仍有可能残留一部分较深的研磨损伤、或因在机械研磨时及化学机械研磨时等对碳化硅基板的表面施加压力而形成的结晶性凌乱的变质层(以下称为潜伤)。此研磨损伤或潜伤，根据情况的不同有时可能达到数十μm的深度，为了有效率地除去此种损伤，希望能将蚀刻速度加快。另外，在具有被离子注入的外延生长层的碳化硅基板的活化退火工序中，需要提供能在SiC晶格位置取代(活化)作为离子而注入的杂质(以下，称为掺质)的充分的高温，并需要通过蚀刻精密地除去从碳化硅基板的表面存在至既定的深度的掺质浓度不足的掺质不足部分(约数十至数百nm级)。然而，若过度地蚀刻碳化硅基板，可能连掺质浓度充分的部分也被除去。由此，对具有被离子注入的外延生长层的碳化硅基板，需要在不产生台阶束的蚀刻速度下正确地控制蚀刻深度，因而优选使蚀刻速度适宜地减慢。再者，作为与蚀刻速度相关的参数，已知还有加热温度、Si的压力、及惰性气体的压力等。然而，由于除了蚀刻速度外，也能考虑通过控制这些参数来提供影响，因此优选以各种的方法控制蚀刻速度。本专利技术是鉴于以上状况而完成，其主要目的在于，提供一种根据收容容器的组成来控制碳化硅基板的蚀刻速度的蚀刻方法。解决课题所采用的技术方案及效果本专利技术所欲解决的问题诚如以上说明，接下来对用以解决此问题的技术手段及其功效进行说明。根据本专利技术的第一方面，提供以下的碳化硅基板的蚀刻方法。亦即，此蚀刻方法通过在将碳化硅基板收容于收容容器内的状态下且在Si蒸汽压下加热该碳化硅基板，而对该碳化硅基板进行蚀刻。所述收容容器被构成为包含钽金属，并在比该钽金属靠内部空间侧设置有碳化钽层，且在比该碳化钽层更靠内部空间侧设置有硅化钽层。并且，根据所述硅化钽层的组成的差异，控制所述碳化硅基板的蚀刻速度。由此，不用变更加热温度及Si的压力等，能控制碳化硅基板的蚀刻速度。在所述碳化硅基板的蚀刻方法中，优选所述硅化钽层包含TaSi2、Ta5Si3、Ta2Si、Ta3Si、Ta5Si3C0.5的任一者。由此，能使用由Ta及Si构成的普通化合物控制蚀刻速度。在所述碳化硅基板的蚀刻方法中，优选使用所述硅化钽层的组成互不相同的至少2个所述收容容器，且根据实施的处理分开使用所述收容容器。由此，只要变更收容容器，不用变更温度条件等，就能实施要求蚀刻速度不同的处理。在所述碳化硅基板的蚀刻方法中，优选以下的方式。亦即，能实施高速蚀刻及低速蚀刻。在进行高速蚀刻的情况下，使用构成所述硅化钽层的化合物的1分子中所佔的钽的比例相对较高的所述收容容器。在进行低速蚀刻的情况下，使用构成所述硅化钽层的化合物的1分子中所佔的钽的比例相对较低的所述收容容器。由此，在钽的比例高的情况下，由于环境气氛中的碳原子容易被吸收，因此蚀刻速度变快。因此，如上所述通过分开使用收容容器，能以适宜的速度进行蚀刻。根据本专利技术的第二方面，提供一种在所述碳化硅基板的蚀刻方法中使用的收容容器。由此，能实现不用变更加热温度及Si的压力等，可控制碳化硅基板的蚀刻速度的收容容器。附图说明图1是说明用于本专利技术的蚀刻方法的高温真空炉的概要的图；图2是显示低速蚀刻用的坩埚的壁面的构成及坩埚的X光衍射图案的图；图3是显示高速蚀刻用的坩埚的壁面的构成及坩埚的X光衍射图案的图；图4是显示根据Si及Si化合物的温度的分压的变化的曲线图；图5是说明坩埚具有的碳吸附功能的概略图；图6是对使用内壁面为TaSi2的坩埚的情况与使用内壁面为Ta3Si5的坩埚的情况的蚀刻速度进行比较的曲线图；图7是显示改变进行蚀刻时的惰性气体的压力(即蚀刻速度)而进行蚀刻时的碳化硅基板表面的显微镜照片及表面粗糙度的图；图8是显示与碳化硅基板表面的深度相应的掺质浓度、尤其是掺质不足部分的曲线图；和图9是Ta-C-Si的相位图。具体实施方式下面，参照图式对本発明的实施方式进行说明。首先，参照图1对本实施方式的加热处理中採用的高温真空炉10进行说明。如图1所示，高温真空炉10具备主加热室21及预备加热室22。主加热室21可将至少表面由单晶SiC构成的碳化硅基板40(单晶碳化硅基板)加热至1000℃以上且2300℃以下的温度。预备加热室22是用以进行预备加热的空间，该预备加热是在利用主加热室21加热碳化硅基板40之前进行的加热。主加热室21连接有真空形成用阀23、惰性气体注入用阀24及真空计25。真空形成用阀23能够调整主加热室21的真空度。惰性气体注入用阀24能够调整主加热室21内的惰性气体(例如Ar气体)的压力。真空计25能够测量主加热室21内的真空度。主加热室21的内部具备加热器26。另外，在主加热室21的侧壁或天花板固定有省略图示的热反射金属板，此热反射金属板被构成为使加热器26的热朝主加热室21的中央部反射。由此，能强有力且均匀地加热碳化硅基板40，使其昇温至1000℃以上且2300℃以下的温度。再者，作为加热器26例如可使用电阻加热式的加热器或高频感应加热式的加热器。另外，碳化硅基板40是在收容于坩埚(收容容器)30内的状态下被加热。坩埚30被载置在适宜的支撑台等上，且被构成为通过移动此支撑台，至少能从预备加热室移动至主加热室。坩埚30具备能相互嵌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化硅基板的蚀刻方法，通过在将碳化硅基板收容于收容容器的状态下且在Si蒸汽压下加热该碳化硅基板，而对该碳化硅基板进行蚀刻，该方法的特徵在于：所述收容容器被构成为包含钽金属，并在比该钽金属靠内部空间侧设置有碳化钽层，在比该碳化钽层更靠内部空间侧设置有硅化钽层，且根据所述硅化钽层的组成的差异，控制所述碳化硅基板的蚀刻速度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.18 JP 2014-2336311.一种碳化硅基板的蚀刻方法，通过在将碳化硅基板收容于收容容器的状态下且在Si蒸汽压下加热该碳化硅基板，而对该碳化硅基板进行蚀刻，该方法的特徵在于：所述收容容器被构成为包含钽金属，并在比该钽金属靠内部空间侧设置有碳化钽层，在比该碳化钽层更靠内部空间侧设置有硅化钽层，且根据所述硅化钽层的组成的差异，控制所述碳化硅基板的蚀刻速度。2.根据权利要求1所述的碳化硅基板的蚀刻方法，其中，所述硅化钽层包含TaSi2、Ta5Si3、Ta2Si、Ta3S...

【专利技术属性】
技术研发人员：鸟见聪，篠原正人，寺元阳次，矢吹纪人，野上晓，金子忠昭，芦田晃嗣，久津间保德，
申请(专利权)人：东洋炭素株式会社，学校法人关西学院，
类型：发明
国别省市：日本,JP