[发明专利]SiC基板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及SiC基板的制造方法，特别是涉及具有对SiC基板、或在表面侧层叠有外延层的SiC基板的表面进行研磨来将其平坦化的工序的、SiC基板的制造方法。

本申请基于在2012年12月12日在日本提出的专利申请2012-271578号要求优先权，将其内容援引于此。

背景技术

碳化硅(SiC)与硅(Si)相比，具有击穿电场大一个数量级、并且带隙大3倍、而且热导率高3倍左右等特性，因此可期待应用于功率器件、高频器件、高温动作器件等。因此，近年来，SiC基板被用作为半导体器件的基板。

上述的SiC基板，例如，由采用升华法等制作的SiC的块状单晶锭制造，通常通过下述步骤得到：将锭的外周磨削，加工成圆柱状后，使用线锯等切片加工成圆板状，将外周部倒角(chamfering)，加工成规定的直径。进而，对圆板状的SiC基板的表面，采用机械磨削法实施磨削处理由此使凹凸和平行度整齐，然后，通过对表面实施CMP(Chemical Mechanical Polishing：化学机械研磨)法等的机械化学研磨，将一面或两面精加工成为镜面。这样的SiC基板的磨削、研磨，除了除去由于切片加工而产生的起伏、加工应变以外，还以将SiC基板表面平坦化等为目的而进行。

上述的CMP法是兼具化学作用和机械作用这两者的研磨方法，因此不会对SiC基板造成损伤，能够稳定地得到平坦的表面。因此，CMP法作为在SiC半导体器件等的制造工序中将SiC基板表面的起伏和/或在SiC基板表面层叠外延层而成的晶片上的、由配线等导致的凹凸平坦化的方法，被广泛地采用。

另外，使用SiC基板而成的晶片，通常，通过采用化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition：CVD)在由上述步骤得到的SiC基板之上使成为SiC半导体器件的活性区域的SiC外延膜生长而制造。另一方面，在将从SiC单晶锭切片而得到的SiC基板，以表面产生了凹凸和/或起伏的状态原样地使用的情况下，在SiC基板表面形成的外延层表面也产生凹凸等。因此，在制造在SiC基板上使SiC外延膜生长而成的晶片时，进行以下处理：预先采用CMP法研磨SiC基板表面，并且在SiC外延膜生长后，也与上述同样地采用机械磨削法进行磨削处理、以及采用CMP法进行精研磨，由此将基板表面、即晶片表面平坦化。

在此，以在SiC基板表面残存有起伏和/或加工应变的状态，在其上使外延层生长，进而在该外延层上形成晶体管、二极管等半导体元件，来制造半导体装置的情况下，难以得到由SiC原本优异的物性值所期待的电特性。因此，如上述那样的SiC基板表面的平坦化处理是非常重要的工序。

一般地，作为除去SiC基板表面的起伏和加工应变的处理，例如，采用磨盘研磨(lap研磨)等机械式研磨法是有效的，另外，对于表面的平坦化，例如使用粒径为1μm以下的金刚石的研磨、使用#10000以上的粒度号高的磨石的磨削是有效的。而且，作为使SiC外延膜生长之前的SiC基板表面的精加工、和形成SiC外延膜之后的晶片的精加工，为了使表面粗糙度Ra＜0.1μm，一般采用CMP法进行研磨加工。

关于以往的、采用CMP法研磨SiC基板表面的方法，利用图6、7在以下进行说明。

如图6所示，在切片后采用机械磨削法磨削了表面的SiC基板100，被安装于CMP研磨机200所具备的可旋转的SiC基板支持部201。然后，将SiC基板100按压在贴附于旋转平台202表面的研磨垫202a上，并且一边从浆液喷嘴203向研磨垫202a与SiC基板100的界面供给浆液204，一边使SiC基板支持部201旋转，由此研磨SiC基板100的研磨面(表面)100a。

但是，即使采用上述的以往方法使SiC基板100平坦化，在利用CMP法的研磨加工来研磨SiC基板100的加工初期的阶段，如图6中所示，研磨面100a也发生划痕伤300。这是由于在CMP研磨加工的初期阶段，通过将SiC基板的研磨面100a按压在研磨垫202a上的动作、和安装于SiC基板支持部201的SiC基板100旋转的动作，导致在基板表面容易发生划痕伤300。在此，对SiC基板100进行CMP研磨加工的情况下，作为浆液使用的胶体二氧化硅的平均粒径一般为0.2～0.5μm左右，由CMP研磨加工的除去量和残存划痕伤的关系，可推测划痕伤300的深度大致为0.5μm以下。在CMP研磨加工中发生这样的划痕伤300的情况下，如图7所示，成为从SiC基板支持部201取下SiC基板100后，在研磨面100a也残存有划痕伤300的状态，存在成品率降低的问题。