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公開番号2025072115
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2023182652
出願日2023-10-24
発明の名称SiCインゴット及びSiCインゴットの製造方法
出願人株式会社レゾナック
代理人個人,個人,個人
主分類C30B 29/36 20060101AFI20250430BHJP(結晶成長)
要約【課題】品質保証しやすく、歩留まりが高い、SiCインゴット及びSiCインゴットの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本実施形態にかかるSiCインゴットは、Si面、C面、側面のうち少なくとも一つを直接測定して、基底面転位密度の値付けがされている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
Ｓｉ面、Ｃ面、側面のうち少なくとも一つを直接測定して、基底面転位密度の値付けがされたＳｉＣインゴット。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記基底面転位密度の値は、前記Ｓｉ面又は前記Ｃ面のうちの少なくとも一方の全面測定結果から求められた出力値である、請求項１に記載のＳｉＣインゴット。
【請求項３】
前記基底面転位密度の値は、前記側面の測定値又は前記側面の測定値と前記側面以外の測定値から求められた出力値である、請求項１に記載のＳｉＣインゴット。
【請求項４】
前記基底面転位密度の値は、事前検討によって求められた前記Ｓｉ面、前記Ｃ面、前記側面のうち少なくとも一つの反射Ｘ線トポグラフ像と前記基底面転位密度との相関関係を表す対応表から求められた値である、請求項１に記載のＳｉＣインゴット。
【請求項５】
前記基底面転位密度の値は、ディープラーニングの学習結果に基づいて、前記Ｓｉ面、前記Ｃ面、前記側面のうち少なくとも一つの反射Ｘ線トポグラフ像から推定された推定値である、請求項１に記載のＳｉＣインゴット。
【請求項６】
ＳｉＣインゴットのＳｉ面、Ｃ面、側面のうち少なくとも一つを直接測定する測定工程と、
前記測定工程の測定結果と前記ＳｉＣインゴットの基底面転位密度との相関関係に基づいて、前記基底面転位密度を求める評価工程と、を有する、ＳｉＣインゴットの製造方法。
【請求項７】
前記測定工程において、前記Ｓｉ面と前記Ｃ面とのうち少なくとも一方を測定する、請求項６に記載のＳｉＣインゴットの製造方法。
【請求項８】
前記測定工程において、前記側面を少なくとも測定する、請求項６に記載のＳｉＣインゴットの製造方法。
【請求項９】
前記測定工程では、反射Ｘ線トポグラフ像を測定する、請求項６に記載のＳｉＣインゴットの製造方法。
【請求項１０】
前記評価工程では、ディープラーニングの学習結果に基づいて、前記ＳｉＣインゴットの基底面転位密度を推定する、請求項６に記載のＳｉＣインゴットの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣインゴット及びＳｉＣインゴットの製造方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べて絶縁破壊電界が１桁大きく、バンドギャップが３倍大きい。また、炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べて熱伝導率が３倍程度高い等の特性を有する。そのため炭化珪素（ＳｉＣ）は、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。このため、近年、上記のような半導体デバイスにＳｉＣエピタキシャルウェハが用いられるようになっている。
【０００３】
ＳｉＣエピタキシャルウェハは、ＳｉＣ基板の表面にＳｉＣエピタキシャル層を積層することで得られる。以下、ＳｉＣエピタキシャル層を積層前の基板をＳｉＣ基板と称し、ＳｉＣエピタキシャル層を積層後の基板をＳｉＣエピタキシャルウェハと称する。ＳｉＣ基板は、ＳｉＣインゴットから切り出すことで作製される。パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等のＳｉＣデバイスは、ＳｉＣエピタキシャルウェハのＳｉＣエピタキシャル層にデバイスを形成後に、ＳｉＣエピタキシャルウェハをチップ化して得られる。
【０００４】
ＳｉＣエピタキシャルウェハにおいて、ＳｉＣデバイスに致命的な欠陥を引き起こすデバイスキラー欠陥の一つとして、基底面転位（Ｂａｓａｌｐｌａｎｅｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ：ＢＰＤ）が知られている。たとえば、バイポーラデバイスに順方向に電流を流した際に、流れるキャリアの再結合エネルギーによって、ＳｉＣ基板からＳｉＣエピタキシャル層に引き継がれた基底面転位の部分転位が移動、拡張し、高抵抗な積層欠陥が形成される。このデバイス内に生じた高抵抗部は、デバイスの信頼性低下を引き起こす（順方向劣化）原因となる。
【０００５】
ＳｉＣエピタキシャル層の基底面転位は、ＳｉＣ基板の基底面転位から引き継がれている場合が多い。そのため、例えば、特許文献１及び特許文献２には、ＳｉＣ基板における基底面転位を評価する手法が開示されている。特許文献１には、Ｘ線トポグラフ像のコントラストと基底面転位との相関を用いて、ＳｉＣ基板の基底面転位の面内分布を評価することが記載されている。特許文献２には、欠陥それぞれのＸ線トポグラフ像から基底面転位を分類し、ＳｉＣ単結晶基板の基底面転位密度を計測することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第６１９７７２２号公報
特許第６０３７６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＳｉＣ基板より製造工程の上流にあるＳｉＣインゴットの段階で、基底面転位を評価することが求められている。しかしながら、ＳｉＣインゴットを直接評価することは難しい。例えば、特許文献１に記載の方法で、ＳｉＣインゴットの基底面転位密度を測定すると、基底面転位以外の理由で回折強度にばらつきが生じ、基底面転位を正確に測定することが難しい。これは、ＳｉＣインゴットは、ＳｉＣ基板と比べて、厚みが厚いためである。Ｘ線トポグラフを用いて、厚みが厚いＳｉＣインゴットを評価する場合、反射Ｘ線トポグラフ像を利用せざるを得ない。しかしながら、Ｘ線の侵入長の測定バラツキ等の影響を受けて、反射Ｘ線の信号強度のばらつきが大きくなる。Ｘ線トポグラフ像から基底面転位密度を測定する場合、Ｘ線強度と基底面転位密度との相関に基づいて基底面転位密度を測定するため、反射Ｘ線の信号強度がばらつくと基底面転位密度を正確に測定できない。
【０００８】
そこで、ＳｉＣインゴットの一部を評価基板として切り出し、評価基板のＸ線トポグラフ像を測定することが行われている。しかしながら、この場合の測定対象は評価基板であり、ＳｉＣインゴットそのものの品質保証の点で信頼性に劣る。また評価基板を切り出すと、その分だけＳｉＣインゴットから製品に使える部分が減り、歩留まりが下がるという問題がある。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、品質保証しやすく、歩留まりが高い、ＳｉＣインゴット及びＳｉＣインゴットの製造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】
【００１０】
本発明者らは、鋭意検討の結果、Ｘ線トポグラフ像の強度のみを利用するのではなく、測定領域全面の画像と基底面転位密度との相関を抽出することで、ＳｉＣインゴットであっても基底面転位密度を測定することが出来ることを見出した。Ｘ線トポグラフ像の強度がばらついたとしても、測定領域全面の画像の模様は変化しないため、基底面転位密度の測定が可能になる。
（【００１１】以降は省略されています）

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