特許 6866909 炭化珪素単結晶基板およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6866909

(24)【登録日】2021年4月12日

(45)【発行日】2021年4月28日

(54)【発明の名称】炭化珪素単結晶基板およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20210419BHJP

   C30B 29/36 20060101ALI20210419BHJP

   B24B 9/00 20060101ALI20210419BHJP

   B24D 3/20 20060101ALI20210419BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 601B

   C30B29/36 A

   B24B9/00 601H

   B24D3/20

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2019-172085(P2019-172085)

(22)【出願日】2019年9月20日

(62)【分割の表示】特願2015-552951(P2015-552951)の分割

【原出願日】2015年6月24日

(65)【公開番号】特開2020-25104(P2020-25104A)

(43)【公開日】2020年2月13日

【審査請求日】2019年9月20日

(31)【優先権主張番号】特願2014-182292(P2014-182292)

(32)【優先日】2014年9月8日

(33)【優先権主張国】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】沖田 恭子

(72)【発明者】

【氏名】本家 翼

【審査官】 鈴木 孝章

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２１７８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０９８４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１０００５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２１９２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０７５９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１４５３１０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｃ３０Ｂ ２９／３６

Ｂ２４Ｂ ９／００

Ｂ２４Ｄ ３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面と、前記第１の主面と前記第２の主面とを繋ぐ周縁部とを備えた炭化珪素単結晶基板であって、
前記第１の主面に対して垂直な方向に沿って見た場合に、前記周縁部は、直線状のオリエンテーションフラット部と、第１の半径を有する第１の円弧部と、前記オリエンテーションフラット部と前記第１の円弧部とを繋ぎ、かつ前記第１の半径よりも小さい第２の半径を有する第２の円弧部を有し、
前記炭化珪素単結晶基板を構成する材料は、六方晶炭化珪素であり、
前記オリエンテーションフラット部は、前記炭化珪素単結晶基板の重心から見て[１−１００]方向に位置しており、
前記第２の半径は、５０μｍ以上５００μｍ以下であり、
前記第１の主面の最大径は、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、
前記第１の主面上に炭化珪素エピタキシャル膜が設けられている、炭化珪素単結晶基板。

【請求項2】

第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面と、前記第１の主面と前記第２の主面とを繋ぐ周縁部とを有する炭化珪素単結晶基板を準備する工程とを備え、
前記第１の主面に対して垂直な方向に沿って見た場合に、前記周縁部は、直線状のオリエンテーションフラット部と、第１の半径を有する第１の円弧部と、前記オリエンテーションフラット部と前記第１の円弧部との接点とを有し、さらに、
前記炭化珪素単結晶基板を回転させながら、前記第１の円弧部と、前記接点と、前記オリエンテーションフラット部とを研削する工程と、
前記第１の主面上に炭化珪素エピタキシャル膜を形成する工程とを備え、
前記第１の円弧部と、前記接点と、前記オリエンテーションフラット部とが研削されることにより、前記オリエンテーションフラット部と前記第１の円弧部とを繋ぎ、かつ前記第１の半径よりも小さい第２の半径を有する第２の円弧部が形成され、
前記炭化珪素単結晶基板を構成する材料は、六方晶炭化珪素であり、
前記オリエンテーションフラット部は、前記炭化珪素単結晶基板の重心から見て[１−１００]方向に位置しており、
前記第２の半径は、５０μｍ以上５００μｍ以下であり、
前記第１の主面の最大径は、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下である、炭化珪素単結晶基板の製造方法。

【請求項3】

前記第１の円弧部と、前記接点と、前記オリエンテーションフラット部とを研削する工程は、第１の力で前記第１の円弧部を砥石に押し当てながら前記第１の円弧部を研削する工程と、
第２の力で前記接点を前記砥石に押し当てながら前記接点を研削する工程と、
第３の力で前記オリエンテーションフラット部を前記砥石に押し当てながら前記オリエンテーションフラット部を研削する工程とを含み、
前記第２の力は、前記第１の力よりも大きく、かつ前記第３の力は、前記第２の力よりも大きい、請求項２に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。

【請求項4】

前記砥石の結合材はレジンである、請求項３に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。

【請求項5】

前記周縁部に当接する前記砥石の研削面における砥粒密度は、２５体積％以上３２．５体積％以下である、請求項３または請求項４に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。

【請求項6】

前記第１の円弧部と、前記接点と、前記オリエンテーションフラット部とを研削する工程において、前記炭化珪素単結晶基板を回転させながら、前記第１の円弧部と、前記接点と、前記オリエンテーションフラット部とが研削され、
前記接点を研削する工程における前記炭化珪素単結晶基板の回転速度は、前記第１の円弧部を研削する工程および前記オリエンテーションフラット部を研削する工程の各々における前記炭化珪素単結晶基板の回転速度よりも低い、請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。

【請求項7】

前記第１の円弧部と、前記接点と、前記オリエンテーションフラット部とを研削する工程において、前記周縁部の全周が面取りされる、請求項２〜請求項６のいずれか１項に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、炭化珪素単結晶基板およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、半導体装置の高耐圧化、低損失化などを可能とするため、半導体装置を構成する材料としての炭化珪素の採用が進められている。

【0003】

たとえば、特開２０１３−８９９３７号公報（特許文献１）には、単結晶炭化珪素からなるインゴットを準備する工程と、インゴットをスライスすることにより炭化珪素基板を得る工程と、炭化珪素基板の表面を研磨する工程とを備えることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−８９９３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

炭化珪素単結晶基板上に炭化珪素エピタキシャル膜を形成すると、炭化珪素エピタキシャル膜の表面に段差（スリップ）が発生する場合がある。

【0006】

本開示の目的は、炭化珪素エピタキシャル膜の表面に段差が発生することを抑制可能な炭化珪素単結晶基板およびその製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る炭化珪素単結晶基板は、第１の主面と、第２の主面と、周縁部とを備える。第２の主面は、第１の主面と反対側である。周縁部は、第１の主面と第２の主面とを繋ぐ。第１の主面に対して垂直な方向に沿って見た場合に、周縁部は、直線状のオリエンテーションフラット部と、第１の半径を有する第１の円弧部と、オリエンテーションフラット部と第１の円弧部とを繋ぎ、かつ第１の半径よりも小さい第２の半径を有する第２の円弧部を有する。

【0008】

本開示に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法は以下の工程を備えている。第１の主面と、第１の主面と反対側の第２の主面と、第１の主面と第２の主面とを繋ぐ周縁部とを有する炭化珪素単結晶基板が準備される。第１の主面に対して垂直な方向に沿って見た場合に、周縁部は、直線状のオリエンテーションフラット部と、第１の半径を有する第１の円弧部と、オリエンテーションフラット部と第１の円弧部との接点とを有する。さらに、炭化珪素単結晶基板を回転させながら、第１の円弧部と、接点と、オリエンテーションフラット部とが研削される。第１の円弧部と、接点と、オリエンテーションフラット部とが研削されることにより、オリエンテーションフラット部と第１の円弧部とを繋ぎ、かつ第１の半径よりも小さい第２の半径を有する第２の円弧部が形成される。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、炭化珪素エピタキシャル膜の表面に段差が発生することを抑制可能な炭化珪素単結晶基板およびその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の構成を示す平面模式図である。

【図2】図１の領域ＩＩの拡大図である。

【図3】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面模式図である。

【図4】実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法の第１の工程を示す平面模式図である。

【図5】実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法の第１の工程を示す断面模式図である。

【図6】砥石の研削面付近の構成を示す断面模式図である。

【図7】実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法の第２の工程を示す平面模式図である。

【図8】実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法の第３の工程を示す平面模式図である。

【図9】実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法の第４の工程を示す平面模式図である。

【図10】実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法の第２〜第４の工程を示す断面模式図である。

【図11】実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法の第５の工程を示す断面模式図である。

【図12】実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法の第６の工程を示す断面模式図である。

【図13】実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の変形例の構成を示す平面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［実施形態の説明］
発明者らは、炭化珪素単結晶基板上に炭化珪素エピタキシャル膜を形成する際に、炭化珪素エピタキシャル膜の表面に段差（スリップ）が発生する原因について鋭意研究の結果、以下の知見を得た。

【0012】

たとえば炭化珪素単結晶基板をエピタキシャル膜形成用のサセプタ上に配置する際に、オリエンテーションフラット部と円弧状の周縁部との接点付近がサセプタに接触することにより、当該接点付近が損傷を受ける場合がある。当該損傷が大きい場合、当該接点付近にチッピングが発生する。エピタキシャル膜の表面に発生する段差は、当該接点付近に発生する損傷に起因する。

【0013】

発明者らは鋭意研究の結果、当該接点付近を面取り加工して、円弧状の周縁部の第１の半径よりも小さい第２の半径を有する円弧部を形成することにより、当該接点付近の損傷を取り除き、炭化珪素単結晶基板上に形成されるエピタキシャル膜の表面に段差が発生することを効果的に抑制することができることを見出した。

【0014】

（１）本開示に係る炭化珪素単結晶基板１は、第１の主面１ａと、第２の主面１ｂと、周縁部３とを備える。第２の主面１ｂは、第１の主面１ａと反対側である。周縁部３は、第１の主面１ａと第２の主面１ｂとを繋ぐ。第１の主面１ａに対して垂直な方向に沿って見た場合に、周縁部３は、直線状のオリエンテーションフラット部ＯＦ１と、第１の半径Ｒ１を有する第１の円弧部Ａ１と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１と第１の円弧部Ａ１とを繋ぎ、かつ第１の半径Ｒ１よりも小さい第２の半径Ｒ２を有する第２の円弧部Ａ２を有する。これにより、炭化珪素単結晶基板１上に形成される炭化珪素エピタキシャル膜の表面に段差が発生することを効果的に抑制することができる。

【0015】

（２）上記（１）に係る炭化珪素単結晶基板１において好ましくは、第２の半径Ｒ２は、５０μｍ以上５００μｍ以下である。第２の半径Ｒ２を５０μｍ以上とすることにより、効果的に接点付近の損傷を取り除くことができるので、エピタキシャル膜の表面に発生する段差をより効果的に抑制することができる。第２の半径Ｒ２を５００μｍ以下とすることにより、直線状のオリエンテーションフラット部ＯＦ１が短くなりすぎることにより、アライメント異常が発生することを抑制することができる。

【0016】

（３）上記（１）または（２）に係る炭化珪素単結晶基板１において好ましくは、第１の主面１ａの最大径Ｗ１は、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。第１の主面１ａの最大径Ｗ１が大きくなると、第１の円弧部Ａ１とオリエンテーションフラット部ＯＦ１とにより形成される角度が小さくなって接点付近が鋭利になるため、接点付近にチッピングが発生しやすくなる。そのため、第１の主面１ａの最大径Ｗ１が１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下である炭化珪素単結晶基板１において、特に効果的に炭化珪素エピタキシャル膜の表面に段差が発生することを抑制することができる。

【0017】

（４）上記（１）〜（３）のいずれかに係る炭化珪素単結晶基板１において好ましくは、炭化珪素単結晶基板１を構成する材料は、六方晶炭化珪素である。オリエンテーションフラット部ＯＦ１は、炭化珪素単結晶基板１の重心Ｇから見て[１−１００]方向に位置している。この場合、第２の円弧部Ａ２は、重心Ｇから見て[１１−２０]方向に位置している。六方晶炭化珪素の[１１−２０]方位の位置は、劈開しやすい性質を有する。そのため、当該位置に第２の円弧部Ａ２を設けることにより、チッピングを効果的に抑制することができる。

【0018】

（５）本開示に係る炭化珪素単結晶基板１の製造方法は以下の工程を備えている。第１の主面１ａと、第１の主面１ａと反対側の第２の主面１ｂと、第１の主面１ａと第２の主面１ｂとを繋ぐ周縁部３とを有する炭化珪素単結晶基板１が準備される。第１の主面１ａに対して垂直な方向に沿って見た場合に、周縁部３は、直線状のオリエンテーションフラット部ＯＦ１と、第１の半径Ｒ１を有する第１の円弧部Ａ１と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１と第１の円弧部Ａ１との接点Ｂ２とを有する。さらに、炭化珪素単結晶基板１を回転させながら、第１の円弧部Ａ１と、接点Ｂ２と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１とが研削される。第１の円弧部Ａ１と、接点Ｂ２と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１とが研削されることにより、オリエンテーションフラット部ＯＦ１と第１の円弧部Ａ１とを繋ぎ、かつ第１の半径Ｒ１よりも小さい第２の半径Ｒ２を有する第２の円弧部Ａ２が形成される。これにより、炭化珪素単結晶基板１上に形成される炭化珪素エピタキシャル膜の表面に段差が発生することを効果的に抑制することができる。

【0019】

（６）上記（５）に係る炭化珪素単結晶基板１の製造方法において好ましくは、第１の円弧部Ａ１と、接点Ｂ２と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１とを研削する工程は、第１の力で第１の円弧部Ａ１を砥石２に押し当てながら第１の円弧部Ａ１を研削する工程と、第２の力で接点Ｂ２を砥石２に押し当てながら接点Ｂ２を研削する工程と、第３の力でオリエンテーションフラット部ＯＦ１を砥石に押し当てながらオリエンテーションフラット部ＯＦ１を研削する工程とを含む。第２の力は、第１の力よりも大きく、かつ第３の力は、第２の力よりも大きい。これにより、炭化珪素単結晶基板１の割れおよび欠けを防止しつつ、第２の円弧部Ａ２を効率的に形成することができる。

【0020】

（７）上記（６）に係る炭化珪素単結晶基板１の製造方法において好ましくは、砥石２の結合材６はレジンである。レジンを用いた結合材６は、強度が高く、かつ弾性が高い。そのため、金属を用いた結合材よりも、高い周速度条件下における研削に好適に使用されうる。

【0021】

（８）上記（６）または（７）に係る炭化珪素単結晶基板１の製造方法において好ましくは、周縁部３に当接する砥石２の研削面２ａにおける砥粒密度は、２５体積％以上３２．５体積％以下である。これにより、切削能力を上げて周縁部３を砥石２の研削面２ａに過剰に押し当てることにより、第２の円弧部Ａ２を効率的に形成することができる。

【0022】

（９）上記（５）〜（８）のいずれかに係る炭化珪素単結晶基板１の製造方法において好ましくは、第１の円弧部Ａ１と、接点Ｂ２と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１とを研削する工程において、炭化珪素単結晶基板１を回転させながら、第１の円弧部Ａ１と、接点Ｂ２と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１とが研削される。接点Ｂ２を研削する工程における炭化珪素単結晶基板１の回転速度は、第１の円弧部Ａ１を研削する工程およびオリエンテーションフラット部ＯＦ１を研削する工程の各々における炭化珪素単結晶基板１の回転速度よりも低い。これにより、炭化珪素単結晶基板１の割れおよび欠けを防止しつつ、第２の円弧部Ａ２を効率的に形成することができる。

【0023】

（１０）上記（５）〜（９）のいずれかに係る炭化珪素単結晶基板１の製造方法において好ましくは、第１の円弧部Ａ１と、接点Ｂ２と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１とを研削する工程において、周縁部３の全周が面取りされる。これにより、周縁部３の全周が面取りされた炭化珪素単結晶基板１を形成することができる。

【0024】

（１１）上記（５）〜（１０）のいずれかに係る炭化珪素単結晶基板１の製造方法において好ましくは、第１の主面１ａの最大径は、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。第１の主面１ａの最大径Ｗ１が大きくなると、第１の円弧部Ａ１とオリエンテーションフラット部ＯＦ１とにより形成される角度が小さくなって接点付近が鋭利になるため、接点付近にチッピングが発生しやすくなる。そのため、第１の主面１ａの最大径Ｗ１が１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下である炭化珪素単結晶基板１において、特に効果的に炭化珪素エピタキシャル膜の表面に段差が発生することを抑制することができる。
［実施形態の詳細］
以下、図面に基づいて実施の形態を説明する。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。また、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。また、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。

【0025】

まず、実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１の構造について説明する。
図１〜図３を参照して、炭化珪素単結晶基板１は、第１の主面１ａと、第１の主面１ａとは反対側の第２の主面１ｂと、周縁部３とを主に有している。周縁部３は、第１の主面１ａと第２の主面１ｂとを繋ぐ面取り部分である。図３を参照して、第１の主面１ａに平行な方向に沿って見た場合（断面視）において、第１の主面１ａは、第２の主面１ｂとほぼ平行である。断面視において、周縁部３は、凸状の曲線である。炭化珪素単結晶基板１を構成する材料は、好ましくは、六方晶炭化珪素であり、より好ましくは、ポリタイプ４Ｈを有する六方晶炭化珪素である。炭化珪素単結晶基板１は、たとえば窒素（Ｎ）などのｎ型不純物を含んでおり、ｎ型の導電型を有していてもよい。炭化珪素単結晶基板１の第１の主面１ａは、たとえば｛０００１｝面または｛０００１｝面から８°以下程度オフした面である。炭化珪素単結晶基板１の第１の主面１ａは、たとえば（０００１）面または（０００１）面から８°以下程度オフした面であり、かつ第２の主面１ｂは（０００−１）面または（０００−１）面から８°以下程度オフした面である。炭化珪素単結晶基板１の第１の主面１ａは、たとえば（０００−１）面または（０００−１）面から８°以下程度オフした面であり、かつ第２の主面１ｂは（０００１）面または（０００１）面から８°以下程度オフした面であってもよい。

【0026】

図１を参照して、第１の主面１ａの最大径Ｗ１は、たとえば１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、好ましくは１５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。第１の主面１ａに対して垂直な方向に沿って見た場合（平面視）において、周縁部３は、直線状のオリエンテーションフラット部ＯＦ１と、第１の円弧部Ａ１と、第２の円弧部Ａ２と、第３の円弧部Ａ３とを有している。たとえば、第１の主面１ａの最大径Ｗ１が１００ｍｍ（４インチ）および１５０ｍｍ（６インチ）の場合、第１の主面１ａと平行な方向におけるオリエンテーションフラット部ＯＦ１の長さは、たとえば３２．５ｍｍおよび４７．５ｍｍ程度である。第１の円弧部Ａ１は、第１の半径Ｒ１を有する。言い換えれば、第１の円弧部Ａ１は、中心Ｏ１を有し、かつ第１の半径Ｒ１を有する円の円周の一部である。第１の半径Ｒ１は、たとえば５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。

【0027】

図２を参照して、第２の円弧部Ａ２は、オリエンテーションフラット部ＯＦ１と第１の円弧部Ａ１とを繋ぐように形成されている。第２の円弧部Ａ２は、第１の半径Ｒ１よりも小さい第２の半径Ｒ２を有する。言い換えれば、第２の円弧部Ａ２に沿って形成される円Ｃ２は、第１の半径Ｒ１よりも小さい第２の半径Ｒ２を有する。中心Ｏ２と、第２の円弧部Ａ２とオリエンテーションフラット部ＯＦ１との接点とを繋ぐ線分Ｓ１と、中心Ｏ２と、第２の円弧部Ａ２と第１の円弧部Ａ１との接点とを繋ぐ線分Ｓ２と、第２の円弧部Ａ２により囲まれた領域は、扇形となる。第２の円弧部Ａ２は、中心Ｏ２を有し、かつ第２の半径Ｒ２を有する円Ｃ２の円周の一部である。好ましくは、第２の半径Ｒ２は、５０μｍ以上５００μｍ以下であり、より好ましくは、１００μｍ以上２５０μｍ以下である。

【0028】

図１を参照して、直線状のオリエンテーションフラット部ＯＦ１の一方端部に第２の円弧部Ａ２が連接し、他方端部には第３の円弧部Ａ３が連接する。第３の円弧部Ａ３は、第２の円弧部Ａ２と同様に、オリエンテーションフラット部ＯＦ１と第１の円弧部Ａ１とを繋ぐように形成されている。第３の円弧部Ａ３は、第１の半径Ｒ１よりも小さい第３の半径Ｒ３を有する。第３の円弧部Ａ３は、中心Ｏ３を有し、かつ第３の半径Ｒ３を有する円Ｃ３の円周の一部である。第３の半径Ｒ３は、第２の半径Ｒ２とほぼ同じである。なお、第１の半径Ｒ１、第２の半径Ｒ２および第３の半径Ｒ３の各々は、第１の主面１ａ側から第１の主面１ａの画像を撮影することにより測定することができる。

【0029】

オリエンテーションフラット部ＯＦ１は、炭化珪素単結晶基板１の重心Ｇから見て、たとえば[１−１００]方向に位置している。平面視において、[１−１００]方向は、たとえば直線状のオリエンテーションフラット部が延在する方向に対して垂直な方向である。この場合、第２の円弧部Ａ２は、重心Ｇから見て[１１−２０]方向に位置している。六方晶炭化珪素の[１１−２０]方位の位置は、劈開しやすい性質を有するため、当該位置に対して平面視において曲率を有し、かつ断面視において曲率を有するように面取り加工を施すことが好ましい。なお、炭化珪素単結晶基板１の第１の主面１ａおよび第２の主面１ｂの一方上に、炭化珪素エピタキシャル膜（図示せず）が設けられていてもよい。

【0030】

図１３を参照して、本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１の変形例の構成について説明する。

【0031】

図１３に示すように、周縁部３は、さらに第２のオリエンテーションフラット部ＯＦ２と、第４の円弧部Ａ４と、第５の円弧部Ａ５とを有していてもよい。第２のオリエンテーションフラット部ＯＦ２は、炭化珪素単結晶基板１の重心Ｇから見て、たとえば[−１−１２０]方向に位置している。平面視において、[−１−１２０]方向は、たとえば直線状のオリエンテーションフラット部が延在する方向に対して垂直な方向である。平面視において、第２のオリエンテーションフラット部ＯＦ２の直線部分の長さは、オリエンテーションフラット部ＯＦ１の直線部分の長さよりも短い。

【0032】

第４の円弧部Ａ４は、第２のオリエンテーションフラット部ＯＦ２の一方端部に連接しており、かつ第５の円弧部Ａ５は、第２のオリエンテーションフラット部ＯＦ２の他方端部に連接している。第４の円弧部Ａ４は、中心Ｏ４および第４の半径Ｒ４を有する円Ｃ４の一部である。第５の円弧部Ａ５は、中心Ｏ５および第５の半径Ｒ５を有する円Ｃ５の一部である。好ましくは、第４の半径Ｒ４および第５の半径Ｒ５の各々は、第２の半径Ｒ２よりも小さい。平面視において、第３の円弧部Ａ３と第４の円弧部Ａ４との間に、第６の円弧部Ａ６を有していてもよい。第６の円弧部Ａ６の半径は、第１の円弧部Ａ１の第１の半径Ｒ１とほぼ同じであってもよい。

【0033】

次に、円弧部の半径の測定方法について説明する。
円弧部の半径は、たとえば株式会社コベルコ科研製のエッジプロファイルモニタ（型番：ＬＥＰ−２０００）により測定することができる。具体的には、エッジプロファイルモニタにより、炭化珪素単結晶基板１の第１の主面１ａの画像が取得される。取得された画像から、円弧部（たとえば第２の円弧部Ａ２：図２参照）が識別される。円弧部との重なりが最大になるように、円弧部に円（たとえば円Ｃ２：図２参照）がフィッティングされる。フィッティングされた円から、円の半径（たとえば第２の半径Ｒ２：図２参照）が算出される。フィッティングされた円の半径が、円弧部の半径である。なお、エッジプロファイルモニタの代わりに、株式会社ニコン製の白色干渉顕微鏡（型番：Ｎｉｋｏｎ ＢＷ−５０３Ｄ）が利用されてもよい。たとえば、白色干渉顕微鏡により取得された第１の主面１ａの画像を用いて、円弧部に円が手動でフィッティングされ、当該フィッティングされた円から、円弧部の半径が算出されてもよい。

【0034】

次に、実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法について説明する。
たとえば昇華法によって、ポリタイプ４Ｈを有する六方晶炭化珪素からなる略円柱状のインゴット（図示せず）が形成される。次に、略円柱状のインゴットの軸線に対してほぼ平行な方向に沿ってインゴットの一部を切断することにより、オリエンテーションフラット部を形成する。次に、オリエンテーションフラット部が形成されたインゴットを、軸線に対してほぼ垂直な方向に沿ってスライスすることにより、複数の炭化珪素単結晶基板１が切り出される。

【0035】

図４および図５を参照して、炭化珪素単結晶基板１は、第１の主面１ａと、第１の主面１ａと反対側の第２の主面１ｂと、第１の主面１ａと第２の主面１ｂとを繋ぐ周縁部３とを有する。炭化珪素単結晶基板１を構成する材料は、好ましくは、六方晶炭化珪素であり、より好ましくは、ポリタイプ４Ｈを有する六方晶炭化珪素である。炭化珪素単結晶基板１は、たとえば窒素（Ｎ）などのｎ型不純物を含んでおり、ｎ型の導電型を有していてもよい。炭化珪素単結晶基板１の第１の主面１ａは、たとえば｛０００１｝面または｛０００１｝面から８°以下程度オフした面である。炭化珪素単結晶基板１の第１の主面１ａは、たとえば（０００１）面または（０００１）面から８°以下程度オフした面であり、かつ第２の主面１ｂは（０００−１）面または（０００−１）面から８°以下程度オフした面である。炭化珪素単結晶基板１の第１の主面１ａは、たとえば（０００−１）面または（０００−１）面から８°以下程度オフした面であり、かつ第２の主面１ｂは（０００１）面または（０００１）面から８°以下程度オフした面であってもよい。図５に示すように、断面視において、第１の主面１ａは、第２の主面１ｂとほぼ平行である。断面視において、周縁部３は、第１の主面１ａおよび第２の主面１ｂの各々に対してほぼ垂直である。

【0036】

図４を参照して、第１の主面１ａの最大径Ｗ１は、たとえば１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、好ましくは１５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。第１の主面１ａに対して垂直な方向に沿って見た場合に、周縁部３は、直線状のオリエンテーションフラット部ＯＦ１と、第１の円弧部Ａ１と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１の一方端部と第１の円弧部Ａ１との接点Ｂ２と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１の他方端部と第１の円弧部Ａ１との接点Ｂ３とを有する。第１の円弧部Ａ１は、第１の半径Ｒ１を有する円の一部である。第１の半径Ｒ１は、たとえば５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。

【0037】

次に、炭化珪素単結晶基板１の周縁部３の面取りが実施される。具体的には、第１の主面１ａに対して垂直な回転軸１ｃの周りに炭化珪素単結晶基板１を回転させながら、第１の円弧部Ａ１と、接点Ｂ２と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１とが研削される。図５を参照して、研削面２ａを有する砥石２が準備される。砥石２は、回転軸２ｂの周りに回転可能に構成されている。図５に示すように、炭化珪素単結晶基板１の周縁部３が砥石２の研削面２ａに対面するように、炭化珪素単結晶基板１が配置される。

【0038】

図６を参照して、砥石２の研削面２ａ付近を拡大すると、砥石２は、台金５と、台金５上に設けられた結合材６と、結合材６により台金５に固定された複数の砥粒７とを有している。砥粒７は、たとえばダイヤモンドである。図６に示すように、砥粒７の一部が結合材６に埋め込まれており、残りの部分が結合材６から露出している。砥粒７は、炭化珪素単結晶基板１の周縁部３に当接する。好ましくは、砥石２の結合材６はレジン（樹脂）である。レジンを用いた結合材６は、たとえばフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を主な材料として構成されている。結合材６は、たとえば１５０℃以上２００℃以下程度の温度で焼結される。レジンを用いた結合材６は、強度が高く、かつ弾性が高い。そのため、金属を用いた結合材よりも、高い周速度条件下における研削に好適に使用されうる。

【0039】

【表1】

【0040】

好ましくは、砥石２の研削面２ａにおける砥粒密度は、２５体積％以上３２．５体積％以下である。砥粒密度は、砥粒層中に含まれる砥粒の割合である。表１は、集中度と、砥粒密度と、ダイヤモンド含有量との対応関係を示している。たとえば、ダイヤモンド含有量が４．４ｃｔ．（カラット）／ｃｍ³が、集中度が１００および砥粒密度が２５体積％に対応する。表１において、集中度が２５から２００までの場合における、砥粒密度およびダイヤモンド含有量が記載されている。

【0041】

図７および図１０を参照して、回転軸２ｂの周りに砥石２を回転させ、かつ回転軸１ｃの周りに炭化珪素単結晶基板１を回転させながら、炭化珪素単結晶基板１の周縁部３が砥石２の研削面２ａに押し当てられる。砥石２の回転軸２ｂは、炭化珪素単結晶基板１の回転軸１ｃとほぼ平行である。炭化珪素単結晶基板１の回転軸１ｃは、第１の円弧部Ａ１の中心Ｏ１を通っていてもよい。図７に示すように、第１の主面１ａ側の周縁部３のオリエンテーションフラット部ＯＦ１が、第３の力Ｆ３で、砥石２の研削面２ａに押し当てられながら、オリエンテーションフラット部ＯＦ１が研削される。砥石２の回転速度は、好ましくは４０００ｒｐｍ以上６０００ｒｐｍ以下であり、たとえば５０００ｒｐｍである。炭化珪素単結晶基板１の回転速度は、砥石２の回転速度よりも遅い。炭化珪素単結晶基板１の回転速度は、たとえば１ｒｐｍである。好ましくは、砥石２の回転方向Ｄ２は、炭化珪素単結晶基板１の回転方向Ｄ１と同じである。オリエンテーションフラット部ＯＦ１は、一方の端部から他方の端部まで研削される。

【0042】

次に、第１の主面１ａ側のオリエンテーションフラット部ＯＦ１および第１の円弧部Ａ１の接点Ｂ２が研削される。図８および図１０を参照して、回転軸２ｂの周りに砥石２を回転させ、かつ回転軸１ｃの周りに炭化珪素単結晶基板１を回転させながら、第２の力Ｆ２で、接点Ｂ２が砥石２の研削面２ａに押し当てられることにより、接点Ｂ２が研削される。好ましくは、第３の力Ｆ３は、第２の力Ｆ２よりも大きい。好ましくは、接点Ｂ２を研削する工程における炭化珪素単結晶基板１の回転速度は、オリエンテーションフラット部ＯＦ１を研削する工程における炭化珪素単結晶基板１の回転速度よりも低い。つまり、オリエンテーションフラット部ＯＦ１の研削が終了した後、炭化珪素単結晶基板１の回転速度を低下させて接点Ｂ２の研削が開始される。

【0043】

次に、第１の主面１ａ側の第１の円弧部Ａ１が研削される。図９および図１０を参照して、回転軸２ｂの周りに砥石２を回転させ、かつ回転軸１ｃの周りに炭化珪素単結晶基板１を回転させながら、第１の力Ｆ１で、第１の円弧部Ａ１が砥石２の研削面２ａに押し当てられることにより、第１の円弧部Ａ１が研削される。好ましくは、第２の力Ｆ２は、第１の力Ｆ１よりも大きい。好ましくは、接点Ｂ２を研削する工程における炭化珪素単結晶基板１の回転速度は、第１の円弧部Ａ１を研削する工程を研削する工程における炭化珪素単結晶基板１の回転速度よりも低い。つまり、接点Ｂ２の研削が終了した後、炭化珪素単結晶基板１の回転速度を上げて第１の円弧部Ａ１が研削される。炭化珪素単結晶基板１が回転することにより、第１の円弧部Ａ１の一方の端部から他方の端部まで研削される。

【0044】

次に、第１の主面１ａ側のオリエンテーションフラット部ＯＦ１および第１の円弧部Ａ１の接点Ｂ３が研削される。回転軸２ｂの周りに砥石２を回転させ、かつ回転軸１ｃの周りに炭化珪素単結晶基板１を回転させながら、第２の力Ｆ２で、接点Ｂ３が砥石２の研削面２ａに押し当てられることにより、接点Ｂ３が研削される。好ましくは、接点Ｂ３を研削する工程における炭化珪素単結晶基板１の回転速度は、オリエンテーションフラット部ＯＦ１および第１の円弧部Ａ１を研削する工程における炭化珪素単結晶基板１の回転速度よりも低い。つまり、第１の円弧部Ａ１の研削が終了した後、炭化珪素単結晶基板１の回転速度を低下させて接点Ｂ３の研削が開始される。

【0045】

以上のように、第１の主面１ａ側の周縁部３が砥石２の研削面２ａに押し当てられた状態で炭化珪素単結晶基板１が回転軸１ｃの周りを３６０°回転することにより、第１の主面１ａ側の周縁部３の全周が面取りされる。図１０に示すように、炭化珪素単結晶基板１の第１の主面１ａ側の周縁部３が面取りされているため、第１の主面１ａ側の周縁部３はラウンド形状になっている。一方、第２の主面１ｂ側の周縁部３は未だ面取りされていない。そのため、断面視において、周縁部３と第２の主面１ｂとが形成する角度はほぼ９０°である。

【0046】

次に、第２の主面１ｂ側の周縁部３の面取りが実施される。図１１を参照して、炭化珪素単結晶基板１の第２の主面１ｂ側の周縁部３が、砥石２の研削面２ａに当接するように、炭化珪素単結晶基板１の位置が下げられる。図７および図１１を参照して、回転軸２ｂの周りに砥石２を回転させ、かつ回転軸１ｃの周りに炭化珪素単結晶基板１を回転させながら、炭化珪素単結晶基板１のオリエンテーションフラット部ＯＦ１が砥石２の研削面２ａに押し当てられる。第２の主面１ｂ側のオリエンテーションフラット部ＯＦ１が、第３の力Ｆ３で、砥石２の研削面２ａに押し当てられながら、オリエンテーションフラット部ＯＦ１が研削される。砥石２の回転速度は、好ましくは４０００ｒｐｍ以上６０００ｒｐｍ以下であり、たとえば５０００ｒｐｍである。炭化珪素単結晶基板１の回転速度は、砥石２の回転速度よりも遅い。炭化珪素単結晶基板１の回転速度は、たとえば１ｒｐｍである。好ましくは、砥石２の回転方向Ｄ２は、炭化珪素単結晶基板１の回転方向Ｄ１と同じである。オリエンテーションフラット部ＯＦ１は、一方の端部から他方の端部まで研削される。

【0047】

次に、第２の主面１ｂ側のオリエンテーションフラット部ＯＦ１および第１の円弧部Ａ１の接点Ｂ２が研削される。図８および図１１を参照して、回転軸２ｂの周りに砥石２を回転させ、かつ回転軸１ｃの周りに炭化珪素単結晶基板１を回転させながら、第２の力Ｆ２で、接点Ｂ２が砥石２の研削面２ａに押し当てられることにより、接点Ｂ２が研削される。好ましくは、第３の力Ｆ３は、第２の力Ｆ２よりも大きい。好ましくは、接点Ｂ２を研削する工程における炭化珪素単結晶基板１の回転速度は、オリエンテーションフラット部ＯＦ１を研削する工程における炭化珪素単結晶基板１の回転速度よりも低い。つまり、オリエンテーションフラット部ＯＦ１の研削が終了した後、炭化珪素単結晶基板１の回転速度を低下させて接点Ｂ２の研削が開始される。

【0048】

次に、第２の主面１ｂ側の第１の円弧部Ａ１が研削される。図９および図１１を参照して、回転軸２ｂの周りに砥石２を回転させ、かつ回転軸１ｃの周りに炭化珪素単結晶基板１を回転させながら、第１の力Ｆ１で、第１の円弧部Ａ１が砥石２の研削面２ａに押し当てられることにより、第１の円弧部Ａ１が研削される。好ましくは、第２の力Ｆ２は、第１の力Ｆ１よりも大きい。好ましくは、接点Ｂ２を研削する工程における炭化珪素単結晶基板１の回転速度は、第１の円弧部Ａ１を研削する工程を研削する工程における炭化珪素単結晶基板１の回転速度よりも低い。つまり、接点Ｂ２の研削が終了した後、炭化珪素単結晶基板１の回転速度を上げて第１の円弧部Ａ１が研削される。炭化珪素単結晶基板１が回転することにより、第１の円弧部Ａ１の一方の端部から他方の端部まで研削される。

【0049】

次に、第２の主面１ｂ側のオリエンテーションフラット部ＯＦ１および第１の円弧部Ａ１の接点Ｂ３が研削される。回転軸２ｂの周りに砥石２を回転させ、かつ回転軸１ｃの周りに炭化珪素単結晶基板１を回転させながら、第２の力Ｆ２で、接点Ｂ３が砥石２の研削面２ａに押し当てられることにより、接点Ｂ３が研削される。好ましくは、接点Ｂ３を研削する工程における炭化珪素単結晶基板１の回転速度は、オリエンテーションフラット部ＯＦ１および第１の円弧部Ａ１を研削する工程における炭化珪素単結晶基板１の回転速度よりも低い。つまり、第１の円弧部Ａ１の研削が終了した後、炭化珪素単結晶基板１の回転速度を低下させて接点Ｂ３の研削が開始される。以上のように、第２の主面１ｂ側の周縁部３が砥石２の研削面２ａに押し当てられた状態で炭化珪素単結晶基板１が回転軸１ｃの周りを３６０°回転することにより、第２の主面１ｂ側の周縁部３の全周が面取りされる。最終的には、第１の主面１ａ側の周縁部３および第２の主面１ｂ側の周縁部３の双方の全周が面取りされる。図１２を参照して、周縁部３の全周の面取りが終了した後、炭化珪素単結晶基板１の周縁部３が、砥石２の研削面２ａから離される。

【0050】

以上のように、第１の円弧部Ａ１と、接点Ｂ２と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１とが研削されることにより、オリエンテーションフラット部ＯＦ１と第１の円弧部Ａ１とを繋ぎ、かつ第１の半径Ｒ１よりも小さい第２の半径Ｒ２を有する第２の円弧部Ａ２が形成される（図１参照）。

【0051】

なお、上記実施の形態においては、炭化珪素単結晶基板１が第１の主面１ａ側から見て時計周りに回転する場合について説明したが、炭化珪素単結晶基板１が第１の主面１ａ側から見て反時計回りに回転してもよい。また上記実施の形態においては、第１の主面１ａ側の周縁部３が研削された後に、第２の主面１ｂ側の周縁部３が研削される場合について説明したが、第２の主面１ｂ側の周縁部３が研削された後に、第１の主面１ａ側の周縁部３が研削されてもよい。さらに、第１の主面１ａ側の周縁部３および第２の主面１ｂ側の周縁部３の双方が同時に研削されてもよい。

【0052】

次に、本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板およびその製造方法の作用効果について説明する。

【0053】

本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１によれば、周縁部３は、直線状のオリエンテーションフラット部ＯＦ１と、第１の半径Ｒ１を有する第１の円弧部Ａ１と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１と第１の円弧部Ａ１とを繋ぎ、かつ第１の半径Ｒ１よりも小さい第２の半径Ｒ２を有する第２の円弧部Ａ２を有する。これにより、炭化珪素単結晶基板１上に形成される炭化珪素エピタキシャル膜の表面に段差が発生することを効果的に抑制することができる。

【0054】

また本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１によれば、第２の半径Ｒ２は、５０μｍ以上５００μｍ以下である。第２の半径Ｒ２を５０μｍ以上とすることにより、効果的に接点付近の損傷を取り除くことができるので、エピタキシャル膜の表面に発生する段差をより効果的に抑制することができる。第２の半径Ｒ２を５００μｍ以下とすることにより、直線状のオリエンテーションフラット部ＯＦ１が短くなりすぎることにより、アライメント異常が発生することを抑制することができる。

【0055】

さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１によれば、第１の主面１ａの最大径Ｗ１は、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。第１の主面１ａの最大径Ｗ１が大きくなると、第１の円弧部Ａ１とオリエンテーションフラット部ＯＦ１とにより形成される角度が小さくなって接点付近が鋭利になるため、接点付近にチッピングが発生しやすくなる。そのため、第１の主面１ａの最大径Ｗ１が１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下である炭化珪素単結晶基板１において、特に効果的に炭化珪素エピタキシャル膜の表面に段差が発生することを抑制することができる。

【0056】

さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１によれば、炭化珪素単結晶基板１を構成する材料は、六方晶炭化珪素である。オリエンテーションフラット部ＯＦ１は、炭化珪素単結晶基板１の重心Ｇから見て[１−１００]方向に位置している。この場合、第２の円弧部Ａ２は、重心Ｇから見て[１１−２０]方向に位置している。六方晶炭化珪素の[１１−２０]方位の位置は、劈開しやすい性質を有する。そのため、当該位置に第２の円弧部Ａ２を設けることにより、チッピングを効果的に抑制することができる。

【0057】

本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１の製造方法によれば、炭化珪素単結晶基板１を回転させながら、第１の円弧部Ａ１と、接点Ｂ２と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１とが研削される。第１の円弧部Ａ１と、接点Ｂ２と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１とが研削されることにより、オリエンテーションフラット部ＯＦ１と第１の円弧部Ａ１とを繋ぎ、かつ第１の半径Ｒ１よりも小さい第２の半径Ｒ２を有する第２の円弧部Ａ２が形成される。これにより、炭化珪素単結晶基板１上に形成される炭化珪素エピタキシャル膜の表面に段差が発生することを効果的に抑制することができる。

【0058】

また本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１の製造方法によれば、第１の円弧部Ａ１と、接点Ｂ２と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１とを研削する工程は、第１の力で第１の円弧部Ａ１を砥石２に押し当てながら第１の円弧部Ａ１を研削する工程と、第２の力で接点Ｂ２を砥石２に押し当てながら接点Ｂ２を研削する工程と、第３の力でオリエンテーションフラット部ＯＦ１を砥石に押し当てながらオリエンテーションフラット部ＯＦ１を研削する工程とを含む。第２の力は、第１の力よりも大きく、かつ第３の力は、第２の力よりも大きい。これにより、炭化珪素単結晶基板１の割れや欠けを防止しつつ、第２の円弧部Ａ２を効率的に形成することができる。

【0059】

さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１の製造方法によれば、砥石２の結合材６はレジンである。レジンを用いた結合材６は、強度が高く、かつ弾性が高い。そのため、金属を用いた結合材よりも、高い周速度条件下における研削に好適に使用されうる。

【0060】

さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１の製造方法によれば、周縁部３に当接する砥石２の研削面２ａにおける砥粒密度は、２５体積％以上３２．５体積％以下である。これにより、切削能力を上げて周縁部３を砥石２の研削面２ａに過剰に押し当てることにより、第２の円弧部Ａ２を効率的に形成することができる。

【0061】

さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１の製造方法によれば、第１の円弧部Ａ１と、接点Ｂ２と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１とを研削する工程において、炭化珪素単結晶基板１を回転させながら、第１の円弧部Ａ１と、接点Ｂ２と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１とが研削される。接点Ｂ２を研削する工程における炭化珪素単結晶基板１の回転速度は、第１の円弧部Ａ１を研削する工程およびオリエンテーションフラット部ＯＦ１を研削する工程の各々における炭化珪素単結晶基板１の回転速度よりも低い。これにより、炭化珪素単結晶基板１の割れや欠けを防止しつつ、第２の円弧部Ａ２を効率的に形成することができる。

【0062】

さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１の製造方法によれば、第１の円弧部Ａ１と、接点Ｂ２と、オリエンテーションフラット部ＯＦ１とを研削する工程において、周縁部３の全周が面取りされる。これにより、周縁部３の全周が面取りされた炭化珪素単結晶基板１を形成することができる。

【0063】

さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１の製造方法によれば、第１の主面１ａの最大径は、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。第１の主面１ａの最大径Ｗ１が大きくなると、第１の円弧部Ａ１とオリエンテーションフラット部ＯＦ１とにより形成される角度が小さくなって接点付近が鋭利になるため、接点付近にチッピングが発生しやすくなる。そのため、第１の主面１ａの最大径Ｗ１が１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下である炭化珪素単結晶基板１において、特に効果的に炭化珪素エピタキシャル膜の表面に段差が発生することを抑制することができる。

【実施例】

【0064】

まず、第２の円弧部Ａ２の第２の半径Ｒ２が異なる６種類の炭化珪素単結晶基板１（図１参照）を準備した。第２の半径Ｒ２を、０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、５００μｍおよび１０００μｍとした。第２の半径Ｒ２が０μｍの炭化珪素単結晶基板１（比較例）は、オリエンテーションフラット部ＯＦ１と第１の円弧部Ａ１との接点Ｂ２、Ｂ３を研削することなく作製した。第２の半径Ｒ２が５０μｍ以上１０００μｍ以下の炭化珪素単結晶基板１は、上記実施の形態で説明した方法により、オリエンテーションフラット部ＯＦ１と第１の円弧部Ａ１との接点Ｂ２、Ｂ３を研削して作製した。炭化珪素単結晶基板１の周縁部３の研削後、上記６種類の炭化珪素単結晶基板１の第１の主面１ａ上に炭化珪素エピタキシャル膜を形成した。炭化珪素エピタキシャル膜の厚みを１５μｍとした。

【0065】

上記６種類の炭化珪素単結晶基板１を作製した後、第１の主面１ａにオリエンテーションフラット部ＯＦ１と第１の円弧部Ａ１との接点付近におけるチッピングの有無を、光学顕微鏡を用いて調査した。第１の主面１ａと平行な方向における長さが５０μｍ以上のチッピングが存在する場合、チッピングが有ると判断し、５０μｍ以上のチッピングが存在しない場合、チッピングが無いと判断した。同様に、炭化珪素単結晶基板１上に形成された炭化珪素エピタキシャル膜の表面における凹凸（スリップ）の有無を調査した。第１の主面１ａに対して垂直な方向における段差が１μｍ以上の段差が存在する場合、凹凸が有ると判断し、１μｍ以上の段差が存在しない場合、凹凸が無いと判断した。

【0066】

表２を参照して、上記６種類の炭化珪素単結晶基板１におけるチッピングの有無およびエピタキシャル膜の表面の凹凸の有無について説明する。

【0067】

【表2】

【0068】

表２に示すように、第２の半径Ｒ２が０μｍである炭化珪素単結晶基板１の場合（つまり、オリエンテーションフラット部ＯＦ１と第１の円弧部Ａ１との接点Ｂ２、Ｂ３が研削されていない場合）、オリエンテーションフラット部ＯＦ１と第１の円弧部Ａ１との接点付近に５０μｍ以上のチッピングが観察された。また炭化珪素単結晶基板１上に形成されたエピタキシャル膜の表面に１μｍ以上の段差が観察された。一方、第２の半径Ｒ２が５０μｍ以上１０００μｍ以下の炭化珪素単結晶基板１の場合、オリエンテーションフラット部ＯＦ１と第１の円弧部Ａ１との接点付近に５０μｍ以上のチッピングが観察されなかった。また炭化珪素単結晶基板１上に形成されたエピタキシャル膜の表面に１μｍ以上の段差が観察されなかった。

【0069】

以上の結果により、第２の半径Ｒ２を５０μｍ以上１０００μｍ以下とすることにより、チッピングおよびエピタキシャル膜の表面の段差が発生することを効果的に抑制可能であることが確認された。また第２の半径Ｒ２が５００μｍよりも大きくなると、直線状のオリエンテーションフラット部ＯＦ１の長さが相対的に短くなる。そのため、オリエンテーションフラット部ＯＦ１を基準として炭化珪素単結晶基板１０と製造装置との位置合わせを行う場合、位置合わせの不具合が発生する場合がある。よって、第２の半径Ｒ２は、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。

【0070】

今回開示された実施の形態および実施例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請求の範囲によって示され、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】

【0071】

１ 炭化珪素単結晶基板、１ａ 第１の主面、１ｂ 第２の主面、１ｃ，２ｂ 回転軸、２ 砥石、２ａ 研削面、３ 周縁部、５ 台金、６ 結合材、７ 砥粒、Ａ１ 第１の円弧部、Ａ２ 第２の円弧部、Ａ３ 第３の円弧部、Ａ４ 第４の円弧部、Ａ５ 第５の円弧部、Ａ６ 第６の円弧部、Ｂ２，Ｂ３ 接点、Ｄ１，Ｄ２ 回転方向、Ｆ１ 第１の力、Ｆ２ 第２の力、Ｆ３ 第３の力、Ｇ 重心、Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４，Ｏ５ 中心、ＯＦ１ オリエンテーションフラット部、ＯＦ２ 第２のオリエンテーションフラット部、Ｒ１ 第１の半径、Ｒ２ 第２の半径、Ｒ３ 第３の半径、Ｒ４ 第４の半径、Ｒ５ 第５の半径、Ｗ１ 最大径。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】