特許 6986944 ＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法及び製造方法

(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】6986944

(24)【登録日】2021年12月2日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】ＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   C30B 29/36 20060101AFI20211213BHJP

   C23C 16/42 20060101ALI20211213BHJP

   C23C 16/52 20060101ALI20211213BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   C30B29/36 A

   C23C16/42

   C23C16/52

   H01L21/205

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-234586(P2017-234586)

(22)【出願日】2017年12月6日

(65)【公開番号】特開2019-99438(P2019-99438A)

(43)【公開日】2019年6月24日

【審査請求日】2020年9月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002004

【氏名又は名称】昭和電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100163496

【弁理士】

【氏名又は名称】荒 則彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(72)【発明者】

【氏名】西原 禎孝

(72)【発明者】

【氏名】亀井 宏二

【審査官】 神▲崎▼ 賢一

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１７／０９４７６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／１４４６１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−３１８０２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ３０Ｂ ２９／３６

Ｃ２３Ｃ １６／４２

Ｃ２３Ｃ １６／５２

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

不純物濃度が１×１０^１８ｃｍ^−３以上の高濃度エピタキシャル層に対して励起光を照射し、４３０ｎｍ以下の波長帯のバンドパスフィルターを介して前記励起光の照射面を観測する第１工程を有し、
前記第１工程において、オフセット方向に延在しアスペクト比が１より大きい欠陥を観測する、ＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法。

【請求項2】

不純物濃度が１×１０^１８ｃｍ^−３以上の高濃度エピタキシャル層に対して励起光を照射し、４３０ｎｍ以下の波長帯のバンドパスフィルターを介して前記励起光の照射面を観測する第１工程を有し、
前記励起光の照射面を４３０ｎｍより大きい波長帯のバンドパスフィルターを介して観測する第２工程と、
前記第１工程の観測結果と前記第２工程の評価結果を比較する第１判定工程をさらに有する、ＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法。

【請求項3】

不純物濃度が１×１０^１８ｃｍ^−３以上の高濃度エピタキシャル層に対して励起光を照射し、４３０ｎｍ以下の波長帯のバンドパスフィルターを介して前記励起光の照射面を観測する第１工程を有し、
前記励起光の照射面と同一面を表面観察する第３工程と、
前記第１工程の観測結果と前記第３工程の評価結果を比較する第２判定工程をさらに有する、ＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法。

【請求項4】

前記励起光の照射面を４３０ｎｍより大きい波長帯のバンドパスフィルターを介して観測する第２工程と、
前記第１工程の観測結果と前記第２工程の評価結果を比較する第１判定工程をさらに有する、請求項１に記載のＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法。

【請求項5】

前記励起光の照射面と同一面を表面観察する第３工程と、
前記第１工程の観測結果と前記第３工程の評価結果を比較する第２判定工程をさらに有する、請求項１，２および４のいずれか一項に記載のＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法。

【請求項6】

不純物濃度が１×１０^１８ｃｍ^−３以上の高濃度エピタキシャル層をＳｉＣ基板の一面に積層する工程と、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法を用いて、前記高濃度エピタキシャル層を評価する工程と、
前記高濃度エピタキシャル層上にドリフト層を積層する工程と、を有する、ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法。

【請求項7】

前記ＳｉＣ基板と前記高濃度エピタキシャル層との間に、前記高濃度エピタキシャル層より不純物濃度が低いバッファ層を積層する工程をさらに有する、請求項６に記載のＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法及び製造方法に関する。

【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倍大きく、熱伝導率が３倍程度高い。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。

【0003】

ＳｉＣデバイスの実用化の促進には、高品質のＳｉＣエピタキシャルウェハ、及び高品質のエピタキシャル成長技術の確立が求められている。

【0004】

ＳｉＣデバイスは、ＳｉＣ基板と当該基板上に積層されたエピタキシャル層とを備えるＳｉＣエピタキシャルウェハに形成される。ＳｉＣ基板は、昇華再結晶法等で成長させたＳｉＣのバルク単結晶から加工して得られる。エピタキシャル層は、化学的気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）等によって作製され、デバイスの活性領域となる。

【0005】

エピタキシャル層は、より具体的には、（０００１）面から＜１１−２０＞方向にオフ角を有する面を成長面とするＳｉＣ基板上に形成される。エピタキシャル層は、ＳｉＣ基板上にステップフロー成長（原子ステップからの横方向成長）し、４Ｈ−ＳｉＣとなる。

【0006】

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（Ｂａｓａｌ ｐｌａｎｅ ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ：ＢＰＤ）が知られている。たとえば、バイポーラデバイスに順電流を印加した際に流れる少数キャリアの再結合エネルギーによって、ＳｉＣ基板からエピタキシャル層に引き継がれたＢＰＤが拡張し高抵抗な積層欠陥となる。そして、デバイス内に高抵抗部が生じると、デバイスの信頼性が低下する。そのため、このようにエピタキシャル層に引き継がれるＢＰＤの低減がこれまで行われてきた。

【0007】

ＳｉＣ基板中におけるＢＰＤの多くは、エピタキシャル層が形成される際に欠陥拡張が生じない貫通刃状転位（Ｔｈｒｅａｄｉｎｇ ｅｄｇｅ ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ：ＴＥＤ）に変換することができる。この変換率は現在９９．９％以上を実現できており、エピタキシャル層中のＢＰＤによるデバイス不良はほとんど無視できるまでになった。一方で、最近、ＴＥＤに変換されたＳｉＣ基板中のＢＰＤが、順方向に大電流を流した際に、エピタキシャル層中で積層欠陥を形成してしまうことが明らかになってきた。これを抑えなくては、如何にＴＥＤへの変換率を上げたとしても、ＢＰＤによるデバイス不良を完全に解消したとはいえない。そこで、この抑制手段として、基板中のＢＰＤ近傍で少数キャリアを再結合させないことが効果的であると考えられている。

【0008】

特許文献１及び２には、ＳｉＣ基板上に高濃度に不純物ドーピングされたエピタキシャル層を積層することで、デバイスに順電流を印加した際に、少数キャリアの基板中のＢＰＤへの到達確率を抑制でき、その拡張による高抵抗な積層欠陥の形成を防ぐことができることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】国際公開第２０１７／０９４７６４号

【特許文献2】国際公開第２０１７／１０４７５１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

エピタキシャル層内のＢＰＤの特定は、一般にフォトルミネッセンス法（ＰＬ法）によって行う。例えば、３１３ｎｍの励起光をＳｉＣエピタキシャルウェハの照射し、６６０ｎｍ以上の波長帯を通すバンドパスフィルターを介して照射面を観測する。照射面内にＢＰＤが存在する場合は、当該場所が発光する。

【0011】

一方で、高濃度エピタキシャル層を用いた場合、高濃度エピタキシャル層内のＢＰＤは、当該波長帯では周囲の発光がＢＰＤの発光よりも強くなるため見えなくなってしまう。つまり、高濃度エピタキシャル層内に存在するＢＰＤを特定することができなかった。

【0012】

上述のようなＳｉＣ基板上に高濃度エピタキシャル層を積層したウェハを用いることで、バイポーラデバイスの様な少数キャリアによる伝導が生じるデバイスに順電流を印加した際に、ＢＰＤが拡張して高抵抗な積層欠陥となることを防ぐことができる。しかしながら、この高濃度エピタキシャル層のために、ＴＥＤに変換されなかったＢＰＤを特定できないことは品質管理の観点において問題である。

【0013】

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、高濃度エピタキシャル層内の基底面転位（ＢＰＤ）を評価できるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法及び製造方法を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明者らは、鋭意検討の結果、４３０ｎｍ以下の波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測すると、ＢＰＤが他の領域と比較して黒く見えることを見出した。従来の方法ではＢＰＤを発光により特定していたのに対し、本発明ではＢＰＤを黒線として特定している。これらのＢＰＤの検出過程は異なり、単にバンドパスフィルターの波長帯を変更するという発想により到達できるものではない。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。

【0015】

（１）第１の態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法は、不純物濃度が１×１０^１８ｃｍ^−３以上の高濃度エピタキシャル層に対して励起光を照射し、４３０ｎｍ以下の波長帯のバンドパスフィルターを介して前記励起光の照射面を観測する第１工程を有する。

【0016】

（２）上記態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法の前記第１工程において、オフセット方向に延在しアスペクト比が１より大きい欠陥を観測してもよい。

【0017】

（３）上記態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法は、前記励起光の照射面を４３０ｎｍより大きい波長帯のバンドパスフィルターを介して観測する第２工程と、前記第１工程の観測結果と前記第２工程の評価結果を比較する第１判定工程をさらに有してもよい。

【0018】

（４）上記態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法は、前記励起光の照射面と同一面を表面観察する第３工程と、前記第１工程の観測結果と前記第３工程の評価結果を比較する第２判定工程をさらに有してもよい。

【0019】

（５）第２の態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法は、不純物濃度が１×１０^１８ｃｍ^−３以上の高濃度エピタキシャル層をＳｉＣ基板の一面に積層する工程と、上記態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法を用いて、前記高濃度エピタキシャル層を評価する工程と、前記高濃度エピタキシャル層上にドリフト層を積層する工程と、を有する。

【0020】

（６）上記態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法において、前記ＳｉＣ基板と前記高濃度エピタキシャル層との間に、前記高濃度エピタキシャル層より不純物濃度が低いバッファ層を積層する工程をさらに有してもよい。

【発明の効果】

【0021】

上記態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法によれば、高濃度エピタキシャル層内の基底面転位（ＢＰＤ）を評価できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】高濃度エピタキシャル層を観測した図であり、（ａ）は共焦点顕微鏡により高濃度エピタキシャル層の表面を撮影した図であり、（ｂ）は６６０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果であり、（ｃ）は４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果である。

【図2】不純物濃度が１×１０^１６ｃｍ^−３程度であるエピタキシャル層を観測した図であり、（ａ）は共焦点顕微鏡により高濃度エピタキシャル層の表面を撮影した図であり、（ｂ）は６６０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果であり、（ｃ）は４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果である。

【図3】４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果と、高濃度エピタキシャル層の表面をＫＯＨエッチングした後に共焦点顕微鏡で表面観察した結果とを比較した図である。

【図4】バンドパスフィルターの波長帯を変えて、励起光の照射面を観測した結果をまとめた図である。

【図5】４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果であり、高濃度エピタキシャル層の不純物濃度を変えた結果である。

【図6】エピタキシャル層内でＴＥＤに変換された場合のＢＰＤを第１工程により測定した結果である。

【図7】プリズム面積層欠陥を観測した図であり、（ａ）は共焦点顕微鏡により高濃度エピタキシャル層の表面を撮影した図であり、（ｂ）は６６０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果であり、（ｃ）は４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果である。

【図8】基底面積層欠陥を観測した図であり、（ａ）は共焦点顕微鏡により高濃度エピタキシャル層の表面を撮影した図であり、（ｂ）は６６０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果であり、（ｃ）は４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本実施形態について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材質、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

【0024】

「ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法」
本実施形態にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法は、不純物濃度が１×１０^１８ｃｍ^−３以上の高濃度エピタキシャル層をＳｉＣ基板上に積層する工程と、所定のＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法を用いて高濃度エピタキシャル層を評価する工程と、高濃度エピタキシャル層上にドリフト層を積層する工程と、を有する。

【0025】

（高濃度エピタキシャル層の積層工程）
まずＳｉＣ基板を準備する。ＳｉＣ基板の作製方法は特に問わない。例えば、昇華法等で得られたＳｉＣインゴットをスライスすることで得られる。本明細書において、ＳｉＣエピタキシャルウェハはエピタキシャル膜を形成後のウェハを意味し、ＳｉＣ基板はエピタキシャル膜を形成前のウェハを意味する。

【0026】

ＳｉＣ基板には、ＢＰＤが（０００１）面（ｃ面）に沿って存在する。ＳｉＣ基板の成長面に露出しているＢＰＤの個数は、少ない方が好ましいが、特に限定するものではない。現段階での技術水準では、６インチのＳｉＣ基板の表面（成長面）に存在するＢＰＤの個数は１ｃｍ^２あたり５００〜５０００個程度である。

【0027】

次いで、ＳｉＣ基板上に高濃度エピタキシャル層をエピタキシャル成長させる。ドープする不純物は、窒素、ホウ素、チタン、バナジウム、アルミニウム、ガリウム、リン等を用いることができる。高濃度エピタキシャル層は、エピタキシャル成長により形成された層であり、不純物濃度が１．０×１０^１８ｃｍ^−３以上の層である。当該層を積層することで、ＢＰＤを有するバイポーラデバイスの順方向に電流を流した場合に、その少数キャリアが基板に存在するＢＰＤまで到達することを防ぐことができる。その結果、ショックレイ型の積層欠陥が形成され、その欠陥が拡大することを抑制できる。つまり、デバイスの順方向特性の劣化を抑制することができる。

【0028】

高濃度エピタキシャル層の厚みは、０．１μｍ以上であることが好ましく、１μｍ以上であることがより好ましく、３μｍ以上であることがさらに好ましい。

【0029】

またＳｉＣ基板と前記高濃度エピタキシャル層との間に、高濃度エピタキシャル層と同等かそれより低い不純物濃度を有するバッファ層を積層してもよい。バッファ層は高濃度エピタキシャル層とＳｉＣ基板のキャリア濃度の違いを緩和するための層である。

【0030】

（高濃度エピタキシャル層の評価工程：第１工程）
次いで、高濃度エピタキシャル層の評価工程（第１工程）として、高濃度エピタキシャル層内にＢＰＤが存在するかを評価する。第１工程では、不純物濃度が１×１０^１８ｃｍ^−３以上の高濃度エピタキシャル層に対して励起光を照射し、４３０ｎｍ以下の波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測する。

【0031】

励起光の光源には水銀ランプを使用し、その照射時間は、１０ｍｓｅｃ以上１００ｓｅｃ以下であることが好ましく、２００ｍｓｅｃ以上１０ｓｅｃ以下であることがより好ましい。励起光を充分照射すると、ＢＰＤとその他の領域のコントラストが明確になるが、一方で励起光による「焼け」が生じてしまい、検出感度の低下も同時に引き起こす。そのため、照射する励起光の強度は低く抑えることが好ましく、具体的には１Ｗｃｍ^−２以下であることが好ましく、５００ｍＷｃｍ^−２以下であることがより好ましい。照射する励起光は、２８０ｎｍ以上３７５ｎｍ以下の波長であることが好ましい。水銀ランプを用いると照射する励起光の強度は低く抑えることができる。

【0032】

図１は、高濃度エピタキシャル層を観測した図であり、（ａ）は共焦点顕微鏡により高濃度エピタキシャル層の表面を撮影した図であり、（ｂ）は６６０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果であり、（ｃ）は４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果である。

【0033】

図１に示すように、高濃度エピタキシャル層の場合、６６０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測しても、ＢＰＤは特定されなかった。また共焦点顕微鏡で表面観察をしても、ＢＰＤは特定されなかった。これに対し、４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測すると、ＢＰＤが黒く観測された。

【0034】

一方、図２は、不純物濃度が１×１０^１６ｃｍ^−３程度であるエピタキシャル層を観測した図であり、（ａ）は共焦点顕微鏡により高濃度エピタキシャル層の表面を撮影した図であり、（ｂ）は６６０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果であり、（ｃ）は４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果である。

【0035】

図２に示すように、不純物濃度がドリフト層と同等（１×１０^１６ｃｍ^−３程度）のエピタキシャル層の場合、６６０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測すると、ＢＰＤが発光（フォトルミネッセンス光）して観測された。

【0036】

図２に示すように、不純物濃度が１×１０^１６ｃｍ^−３程度のエピタキシャル層においても、４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した。この場合においても、ＢＰＤは黒く観測された。すなわち、ＢＰＤの観測状態が発光と吸収とで異なるが、４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介した観測で特定しているものがＢＰＤであることが確認できた。なお、当該層においても共焦点顕微鏡では、ＢＰＤを特定できなかった。

【0037】

また図３は、４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果と、高濃度エピタキシャル層の表面をＫＯＨエッチングした後に共焦点顕微鏡で表面観察した結果とを比較した図である。ＢＰＤを有するエピタキシャル層をＫＯＨでエッチングすると、ＢＰＤが存在する箇所にピットが発生する。図３に示すように、４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果と、高濃度エピタキシャル層の表面をＫＯＨエッチングした後に共焦点顕微鏡で表面観察した結果と、は対応関係を有する。すなわち、この点からも４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介した観測で特定しているものがＢＰＤであることが確認できた。

【0038】

図１では、４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを用いてＢＰＤを特定した。しかしながら、第１工程に用いるバンドパスフィルターは、当該波長帯に限られず、４３０ｎｍ以下の波長帯のバンドパスフィルターを用いることができる。

【0039】

図４は、バンドパスフィルターの波長帯を変えて、励起光の照射面を観測した結果をまとめた図である。図４に示すように、４２０ｎｍ以下の波長帯のバンドパスフィルターを用いるとＢＰＤを特定できるが、４２０ｎｍより大きい波長帯のバンドパスフィルターを用いるとＢＰＤが特定できなかった。ここで特定波長のバンドパスフィルターは、特定波長±１０ｎｍ程度の波長帯の光を通過することができる。すなわち、４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターでＢＰＤを特定できれば、４３０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターでも特定できる。従って、第１工程では、４３０ｎｍ以下の波長帯のバンドパスフィルターを用いることができる。

【0040】

また高濃度エピタキシャル層の不純物濃度は、１×１０^１８ｃｍ^−３以上であり、２×１０^１９ｃｍ^−３以下であることが好ましく、１×１０^１９ｃｍ^−３以下であることがより好ましい。高濃度エピタキシャル層の不純物濃度が高すぎると、ＢＰＤ以外の欠陥の発生確率が高まる。

【0041】

図５は、４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果であり、高濃度エピタキシャル層の不純物濃度を変えた結果である。図５に示すように、１×１０^１８ｃｍ^−３から１×１０^１９ｃｍ^−３のいずれの不純物濃度においても、第１工程を行うことでＢＰＤを特定できる。

【0042】

また当該方法では、ＢＰＤ以外の欠陥も特定される場合がある。ＢＰＤの有無を判断することができれば目的は達成できるが、ＢＰＤの位置を特定できるとより好ましい。そのため、ＢＰＤとその他の欠陥との分別ができることがより好ましい。

【0043】

分別の方法の一つが、特定される欠陥の形状で分別する方法（第１分別方法）である。ＢＰＤは、ＳｉＣ基板の基底面である（０００１）面（ｃ面）に存在する転位である。一般に、ＳｉＣ基板は、（０００１）から＜１１−２０＞方向にオフセット角を有する面を成長面とする。そのため、ＢＰＤはオフセット方向に延在して観測される。つまり、ＢＰＤは、＜１１−２０＞方向を基準に４５°以内の傾き角内に長軸を有する欠陥である。

【0044】

そこで、オフセット方向に延在しアスペクト比が１より大きい欠陥をＢＰＤとして、欠陥を分別することが好ましい。また欠陥の分別の精度によっては、アスペクト比を１．５以上としてもよいし、２．０以上としてもよい。ここでアスペクト比は、測定される欠陥の長軸を短軸で割った値である。

【0045】

図１に示すように、ＳｉＣ基板からエピタキシャル層内に引き継がれたＢＰＤがエピタキシャル層表面まで延在する場合のアスペクト比は、２．０以上となる。一方で、エピタキシャル層内でＴＥＤに変換された場合のアスペクト比は、２．０未満となる場合がある。図６は、エピタキシャル層内でＴＥＤに変換された場合のＢＰＤを第１工程により測定した結果である。図６（ａ）のＢＰＤのアスペクト比は１．６７であり、図６（ｂ）のＢＰＤのアスペクト比は１．８５である。

【0046】

またＢＰＤを他の欠陥と分別する別の分別方法として、その他の評価結果と比較する方法がある。例えば、第２分別方法は、励起光の照射面を４３０ｎｍ以上の波長帯のバンドパスフィルターを介して観測する第２工程と、第１工程の観測結果と第２工程の評価結果を比較する第１判定工程をさらに有する。また例えば、第３分別方法は、励起光の照射面と同一面を表面観察する第３工程と、第１工程の観測結果と第３工程の評価結果を比較する第２判定工程をさらに有する。

【0047】

ＢＰＤと形状が類似して見える欠陥として、プリズム面積層欠陥（キャロット欠陥）、基底面積層欠陥等がある。図７は、プリズム面積層欠陥を観測した図であり、（ａ）は共焦点顕微鏡により高濃度エピタキシャル層の表面を撮影した図であり、（ｂ）は６６０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果であり、（ｃ）は４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果である。また図８は、基底面積層欠陥を観測した図であり、（ａ）は共焦点顕微鏡により高濃度エピタキシャル層の表面を撮影した図であり、（ｂ）は６６０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果であり、（ｃ）は４２０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した結果である。

【0048】

プリズム面積層欠陥は、図７に示すように共焦点顕微鏡で特定できる。またプリズム面積層欠陥は、６６０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した場合、発光せず黒く見える。つまり、第２工程と第３工程との少なくとも一方を行い、第１判定工程と第２判定工程との少なくとも一方を行うことで、プリズム面積層欠陥とＢＰＤは分別できる。

【0049】

基底面積層欠陥は、図８に示すように基底面積層欠陥は共焦点顕微鏡で特定できない。一方で、基底面積層欠陥は、６６０ｎｍの波長帯のバンドパスフィルターを介して励起光の照射面を観測した場合、発光せず黒く見える。つまり、第２工程を行い、第１判定工程を行うことで、基底面積層欠陥は分別できる。

【0050】

上述のように、本実施形態にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの評価方法を用いれば、高濃度エピタキシャル層を積層した場合でも基底面転位（ＢＰＤ）を評価できる。
また、この評価方法により測定したＢＰＤは画像解析ソフトを使用しての自動検出が可能であり、定量的に計数できる。

【0051】

（ドリフト層の積層工程）
最後に、高濃度エピタキシャル層上にドリフト層を積層する。ドリフト層は、公知の方法で積層される。ドリフト層の不純物濃度は、高濃度エピタキシャル層より低く、１×１０^１６ｃｍ^−３程度である。ドリフト層は、ＳｉＣデバイスが形成される層である。ドリフト層にＢＰＤが含まれると、ＳｉＣデバイスの順方向特性の劣化要因となる。これについては、基板とエピタキシャル層の界面においてＴＥＤへの転換することで、ドリフト層に含まれるＢＰＤを低減することができる。また、ドリフト層は、高濃度エピタキシャル層上に積層されるため、基板中のＢＰＤによる特性劣化もまた抑制されている。

【0052】

上述のように、本実施形態にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法によれば、ＢＰＤがデバイスの特性劣化を引き起こすことを抑制できる。また高濃度エピタキシャル層を有しているにもかかわらず、ＢＰＤの有無、位置を特定することができ、ＳｉＣエピタキシャルウェハの品質管理を簡便に行うことができる。

【0053】

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】