SiC单晶的加工方法及SiC锭的制造方法技术

本公开涉及SiC单晶的加工方法及SiC锭的制造方法。该SiC单晶(1)的加工方法包括：测定工序，至少沿着通过俯视中央的第1方向和与所述第1方向正交的第2方向来测定SiC单晶(1)的原子排列面(2)的形状；及表面加工工序，对所述SiC单晶(1)的成为贴附面的第1面进行加工，所述表面加工工序具有对所述第1面进行磨削的磨削工序，在所述磨削工序中，使所述第1面和与所述第1面相对的第2面的表面状态具有差异，通过泰曼效应使所述原子排列面(2)平坦化。

Processing Method of SiC Single Crystal and Manufacturing Method of SiC Ingot

【技术实现步骤摘要】
SiC单晶的加工方法及SiC锭的制造方法
本专利技术涉及SiC单晶的加工方法及SiC锭的制造方法。本申请基于2017年12月22日在日本申请的专利申请2017-246943号主张优先权，将其内容援引于此。
技术介绍
碳化硅(SiC)与硅(Si)相比，绝缘击穿电场大一个数量级，带隙大3倍。另外，碳化硅(SiC)具有热导率比硅(Si)高3倍左右等特性。碳化硅(SiC)向功率器件、高频器件、高温工作器件等的应用受到期待。在半导体等器件中使用在SiC晶片上形成有外延膜的SiC外延晶片。在SiC晶片上通过化学气相沉积法(ChemicalVaporDeposition：CVD)而设置的外延膜成为SiC半导体器件的活性区域。因而，要求没有裂缝等破损且缺陷少的高品质的SiC晶片。此外，在本说明书中，SiC外延晶片意味着形成外延膜后的晶片，SiC晶片意味着形成外延膜前的晶片。例如，在专利文献1及专利文献2中记载了用作籽晶的SiC单晶的外形的翘曲及起伏成为裂纹、缺陷的起因。在专利文献1中记载了通过使SiC单晶和基座的线性膨胀系数处于预定范围，能够减少晶片的翘曲。在专利文献2中记载了通过使籽晶保持部的热膨胀系数比坩埚的其他部分的热膨胀系数小，能够减小SiC单晶在生长期间受到的应力。现有技术文献专利文献1：日本专利第5398492号公报专利文献2：日本特开2009-102187号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题作为SiC晶片的致命缺陷之一，存在基底面位错(BPD)。SiC晶片的BPD的一部分会由SiC外延晶片继承，成为沿器件的正向流过了电流时的正向特性降低的要因。BPD是在基底面产生的滑动被认为是发生的原因之一的缺陷。即使如专利文献1及2所记载那样控制用作籽晶的SiC单晶的外形的晶体生长时的翘曲，也无法充分抑制SiC晶片中的BPD。因而，要求BPD的减少。本专利技术鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种能够在晶体生长时减少原子排列面的弯曲的SiC单晶的加工方法。用于解决课题的技术方案本申请的专利技术人进行了深入研究，结果发现了在SiC单晶的原子排列面(晶格面)的弯曲量与基底面位错(BPD)密度之间存在相关关系。于是发现了：对SiC单晶的贴附面进行表面加工而对SiC单晶赋予加工变形，据此能够使SiC单晶向与原子排列面的弯曲方向相反的方向变形，使晶体生长时的原子排列面平坦化。即，本专利技术为了解决上述课题而提供以下的方案。即，本专利技术的第一方案是以下的方法。(1)第1方案的SiC单晶的加工方法包括：测定工序，至少沿着通过俯视中央的第1方向和与所述第1方向正交的第2方向来测定具有第1面和第2面的SiC单晶的原子排列面的形状；以及表面加工工序，对所述SiC单晶的成为贴附面的第1面进行加工，所述表面加工工序具有对所述第1面进行磨削的磨削工序，在所述磨削工序中，使所述第1面和与所述第1面相对的第2面的表面状态具有差异，通过泰曼效应使所述原子排列面平坦化。(2)在上述方案的SiC单晶的加工方法中，在所述原子排列面的形状是鞍形的情况下，沿着所述原子排列面的弯曲量小的方向对所述第1面进行磨削，在所述原子排列面的形状是碗形的情况下，呈同心圆状地对所述第1面进行磨削。(3)也可以是，上述方案的SiC单晶的加工方法中的所述表面加工工序包括调整所述SiC单晶的翘曲量的翘曲量调整工序，在所述翘曲量调整工序中，设定所述SiC单晶的厚度来调整所述SiC单晶的翘曲量。(4)也可以是，上述方案的SiC单晶的加工方法中的所述表面加工工序包括调整所述SiC单晶的翘曲量的翘曲量调整工序，在所述翘曲量调整工序中，选择在所述SiC单晶的磨削中使用的磨具的粒度号来调整所述SiC单晶的翘曲量(5)也可以是，在上述方案的SiC单晶的加工方法中，在所述表面加工工序中进行加工的SiC单晶的所述原子排列面的曲率半径为28m以上或者弯曲量的最大值为100μm以下。(6)第2方案的SiC锭的制造方法是将使用上述方案的SiC单晶的加工方法加工出的SiC单晶作为籽晶来制作SiC锭的SiC锭的制造方法，包括：将所述SiC单晶的所述第1面作为贴附面贴附于基座的工序；以及晶体生长工序，将贴附于所述基座的SiC单晶作为籽晶来进行晶体生长。(7)也可以是，在上述方案的SiC锭的制造方法中，所述基座与所述SiC单晶的晶体生长温度下的热膨胀系数之差为0.3×10-6/℃以下。专利技术效果若使用上述方案涉及的SiC单晶的评价方法，则能够使晶体生长时的原子排列面平坦化。附图说明图1是示出将SiC单晶沿着在通过俯视中心的第1方向上延伸的直线切割而得到的切割面的一例的示意图。图2是示出SiC单晶的原子排列面的一例的示意图。图3是示出SiC单晶的原子排列面的另一例的示意图。图4是示出用于对原子排列面的形状的测定方法进行具体说明的SiC晶片切割面的一例的示意图。图5是示出用于对原子排列面的形状的测定方法进行具体说明的SiC晶片切割面的一例的示意图。图6是示出用于对原子排列面的形状的测定方法进行具体说明的SiC晶片的一例的示意图。图7是示出用于对原子排列面的形状的测定方法进行具体说明的SiC晶片的一例的示意图。图8示出从多个XRD的测定点求出原子排列面的曲率半径的例子。图9是用于对原子排列面的形状的测定方法的另一例进行具体说明的图。图10是用于对原子排列面的形状的测定方法的另一例进行具体说明的图。图11是俯视SiC单晶时的图。图12A是测定表面加工后的SiC单晶的第1面的表面粗糙度而得到的结果。图12B是测定表面加工后的SiC单晶的第1面的表面粗糙度而得到的结果。图13是示出SiC单晶的原子排列面通过泰曼效应(Twymaneffect)而平坦化的情形的图。图14是示意性地示出SiC单晶的厚度与SiC单晶的弯曲量的关系的图。图15是改变SiC单晶的厚度来实际研究了SiC单晶的翘曲量之差而得到的结果。图16是示意性地示出在磨削中使用的磨具的粒度号与SiC单晶的弯曲量的关系的图。图17是在升华法中使用的制造装置的一例的示意图。图18是示出SiC单晶的原子排列面的曲率半径与BPD密度的关系的坐标图。标号说明1、10SiC单晶；2、22原子排列面；20晶片；60基座；100坩埚；101线圈；102锥形引导件；A原子；ISiC锭；G原料；F1、F2力；r晶片的半径；Δθ测定的两点间的峰角度之差；Φ包括以触点(日语：接点)为两端的圆弧的扇形的中心角；C与测定的两个部位的原子排列面相切的圆；d原子排列面的弯曲量；x距晶片的中心的距离；y原子排列面的相对的距离。具体实施方式以下，适当参照附图对本实施方式的优选例进行详细说明。在以下的说明中使用的附图有时为了方便而将成为特征的部分放大地示出，各构成要素的尺寸、比率等也可以不同。在以下的说明中例示的材质、尺寸等只是一例，本专利技术并不仅限定于这些例子，能够在不变更其主旨的范围内适当变更而实施。另外，本专利技术并不仅限定于这些例子，能够在不脱离本专利技术的主旨的范围内关于位置、数量、形状、材料、结构等进行附加、省略、置换、变更。[SiC单晶的加工方法]本实施方式的SiC单晶的加工方法具有测定工序和表面加工工序。在测定工序中，至少沿着通过俯视中央的第1方向和与第1方向正交的第2方向来测定SiC单晶的原子排列面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SiC单晶的加工方法，包括：测定工序，至少沿着通过俯视中央的第1方向和与所述第1方向正交的第2方向来测定具有第1面和第2面的SiC单晶的原子排列面的形状；以及表面加工工序，对所述SiC单晶的成为贴附面的第1面进行加工，所述表面加工工序具有对所述第1面进行磨削的磨削工序，在所述磨削工序中，使所述第1面和与所述第1面相对的第2面的表面状态具有差异，通过泰曼效应使所述原子排列面平坦化。

【技术特征摘要】
2017.12.22 JP 2017-2469431.一种SiC单晶的加工方法，包括：测定工序，至少沿着通过俯视中央的第1方向和与所述第1方向正交的第2方向来测定具有第1面和第2面的SiC单晶的原子排列面的形状；以及表面加工工序，对所述SiC单晶的成为贴附面的第1面进行加工，所述表面加工工序具有对所述第1面进行磨削的磨削工序，在所述磨削工序中，使所述第1面和与所述第1面相对的第2面的表面状态具有差异，通过泰曼效应使所述原子排列面平坦化。2.根据权利要求1所述的SiC单晶的加工方法，在所述磨削工序中，在所述原子排列面的形状是鞍形的情况下，沿着所述原子排列面的弯曲量小的方向对所述第1面进行磨削，在所述原子排列面的形状是碗形的情况下，呈同心圆状地对所述第1面进行磨削。3.根据权利要求1所述的SiC单晶的加工方法，所述表面加工工序具有调整所述SiC单晶的翘曲量的翘曲量调整工序，在所述翘曲量调整工序中，设定所述SiC单晶的厚度来调整所述SiC单晶的翘曲量。4.根据权利要求2所述的Si...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤川阳平，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP