特開 2022-172550 炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法および炭化珪素半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022172550

(43)【公開日】2022-11-17

(54)【発明の名称】炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法および炭化珪素半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C30B 29/36 20060101AFI20221110BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20221110BHJP

【ＦＩ】

C30B29/36 A

H01L21/205

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021078399

(22)【出願日】2021-05-06

(71)【出願人】

【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】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊東 洋典

【テーマコード（参考）】

4G077

5F045

【Ｆターム（参考）】

4G077AA02

4G077AA03

4G077AB10

4G077BE08

4G077DB04

4G077DB07

4G077EG22

4G077GA10

4G077HA12

5F045AA03

5F045AB06

5F045AC01

5F045AC07

5F045AC12

5F045AD18

5F045AF02

5F045DP04

5F045DP28

5F045EK03

5F045EM10

(57)【要約】

【課題】炭化珪素半導体装置の製造工程において、露光不良が発生する確率を低減可能な炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法および炭化珪素半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】複数の第１炭化珪素基板の各々のＬＴＶが測定される。複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板の各々のＬＴＶが測定される。複数の第１炭化珪素基板の各々のＬＴＶと複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板の各々のＬＴＶとの関係に基づいて、複数の第１炭化珪素基板の各々とは異なる第２炭化珪素基板を選別するための基準が決定される。第２炭化珪素基板のＬＴＶが測定される。第２炭化珪素基板のＬＴＶが基準を満たすか否かが判定される。基準を満たす第２炭化珪素基板上に第２炭化珪素エピタキシャル層が形成される。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の第１炭化珪素基板を準備する工程と、
前記複数の第１炭化珪素基板の各々のＬＴＶを測定する工程と、
前記複数の第１炭化珪素基板の各々上に第１炭化珪素エピタキシャル層を形成することにより複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板を得る工程と、
前記複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板の各々のＬＴＶを測定する工程と、
前記複数の第１炭化珪素基板の各々のＬＴＶと前記複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板の各々のＬＴＶとの関係に基づいて、前記複数の第１炭化珪素基板の各々とは異なる第２炭化珪素基板を選別するための基準を決定する工程と、
前記第２炭化珪素基板のＬＴＶを測定する工程と、
前記第２炭化珪素基板のＬＴＶが前記基準を満たすか否かを判定する工程と、
前記基準を満たす前記第２炭化珪素基板上に第２炭化珪素エピタキシャル層を形成する工程と、を備えた、炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法。

【請求項2】

前記複数の第１炭化珪素基板は、前記第１炭化珪素エピタキシャル層と接する主面を有しており、
前記主面は、複数の正方領域に区分され、
前記複数の正方領域の各々の一辺の長さは、１０ｍｍであり、
前記複数の第１炭化珪素基板の各々のＬＴＶを測定する工程においては、前記複数の正方領域の各々においてＬＴＶが測定され、
前記複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板の各々のＬＴＶを測定する工程においては、前記複数の正方領域の各々においてＬＴＶが測定される、請求項１に記載の炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法。

【請求項3】

前記第２炭化珪素基板のＬＴＶが前記基準を満たすか否かを判定する工程において、前記複数の正方領域の各々におけるＬＴＶが１．０μｍ未満である領域の面積率が９０％以上の場合、前記第２炭化珪素基板のＬＴＶが前記基準を満たすと判定される、請求項２に記載の炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法。

【請求項4】

複数の第１炭化珪素基板を準備する工程と、
前記複数の第１炭化珪素基板の各々のＬＴＩＲを測定する工程と、
前記複数の第１炭化珪素基板の各々上に第１炭化珪素エピタキシャル層を形成することにより複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板を得る工程と、
前記複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板の各々のＬＴＩＲを測定する工程と、
前記複数の第１炭化珪素基板の各々のＬＴＩＲと前記複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板の各々のＬＴＩＲとの関係に基づいて、前記複数の第１炭化珪素基板の各々とは異なる第２炭化珪素基板を選別するための基準を決定する工程と、
前記第２炭化珪素基板のＬＴＩＲを測定する工程と、
前記第２炭化珪素基板のＬＴＩＲが前記基準を満たすか否かを判定する工程と、
前記基準を満たす前記第２炭化珪素基板上に第２炭化珪素エピタキシャル層を形成する工程と、を備えた、炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法。

【請求項5】

前記複数の第１炭化珪素基板は、前記第１炭化珪素エピタキシャル層と接する主面を有しており、
前記主面は、複数の正方領域に区分され、
前記複数の正方領域の各々の一辺の長さは、１０ｍｍであり、
前記複数の第１炭化珪素基板の各々のＬＴＩＲを測定する工程においては、前記複数の正方領域の各々においてＬＴＩＲが測定され、
前記複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板の各々のＬＴＩＲを測定する工程においては、前記複数の正方領域の各々においてＬＴＩＲが測定される、請求項４に記載の炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法。

【請求項6】

前記第２炭化珪素基板のＬＴＩＲが前記基準を満たすか否かを判定する工程において、前記複数の正方領域の各々におけるＬＴＩＲが１．０μｍ未満である領域の面積率が９０％以上の場合、前記第２炭化珪素基板のＬＴＩＲが前記基準を満たすと判定される、請求項５に記載の炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法により製造された炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程と、
前記炭化珪素エピタキシャル基板を加工する工程と、を備えた、炭化珪素半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法および炭化珪素半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

大谷昇、「大口径SiC単結晶基板の開発動向」、Journal of the Vacuum Society of Japan、54巻、6号、339-345頁、2011年（非特許文献１）には、炭化珪素基板の加工方法が記載されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】大谷昇、「大口径SiC単結晶基板の開発動向」、Journal of the Vacuum Society of Japan、54巻、6号、339-345頁、2011年

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示の目的は、炭化珪素半導体装置の製造工程において、露光不良が発生する確率を低減可能な炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法および炭化珪素半導体装置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】

【0005】

本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法は以下の工程を備えている。複数の第１炭化珪素基板が準備される。複数の第１炭化珪素基板の各々のＬＴＶが測定される。複数の第１炭化珪素基板の各々上に第１炭化珪素エピタキシャル層を形成することにより複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板が得られる。複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板の各々のＬＴＶが測定される。複数の第１炭化珪素基板の各々のＬＴＶと複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板の各々のＬＴＶとの関係に基づいて、複数の第１炭化珪素基板の各々とは異なる第２炭化珪素基板を選別するための基準が決定される。第２炭化珪素基板のＬＴＶが測定される。第２炭化珪素基板のＬＴＶが基準を満たすか否かが判定される。基準を満たす第２炭化珪素基板上に第２炭化珪素エピタキシャル層が形成される。

【0006】

本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法は以下の工程を備えている。複数の第１炭化珪素基板が準備される。複数の第１炭化珪素基板の各々のＬＴＩＲが測定される。複数の第１炭化珪素基板の各々上に第１炭化珪素エピタキシャル層を形成することにより複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板が得られる。複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板の各々のＬＴＩＲが測定される。複数の第１炭化珪素基板の各々のＬＴＩＲと複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板の各々のＬＴＩＲとの関係に基づいて、複数の第１炭化珪素基板の各々とは異なる第２炭化珪素基板を選別するための基準が決定される。第２炭化珪素基板のＬＴＩＲが測定される。第２炭化珪素基板のＬＴＩＲが基準を満たすか否かが判定される。基準を満たす第２炭化珪素基板上に第２炭化珪素エピタキシャル層が形成される。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、炭化珪素半導体装置の製造工程において、露光不良が発生する確率を低減可能な炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法および炭化珪素半導体装置の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、炭化珪素エピタキシャル基板の構成を示す平面模式図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面模式図である。

【図3】図３は、ＬＴＶおよびＬＴＩＲの測定領域を示す平面模式図である。

【図4】図４は、ＬＴＶの定義を説明する模式図である。

【図5】図５は、ＬＴＩＲの定義を説明する模式図である。

【図6】図６は、炭化珪素エピタキシャル基板の製造装置の構成を示す一部断面模式図である。

【図7】図７は、第１実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法を概略的に示すフローチャートである。

【図8】図８は、複数の第１炭化珪素基板の各々の構成を示す断面模式図である。

【図9】図９は、複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板の各々の構成を示す断面模式図である。

【図10】図１０は、第１炭化珪素基板の第１面積率（ＬＴＶが０．８μｍ未満である領域の面積率）と、第１炭化珪素エピタキシャル基板の第２面積率（ＬＴＶが１．０μｍ未満である領域の面積率）との関係を示す図である。

【図11】図１１は、第２炭化珪素基板の構成を示す断面模式図である。

【図12】図１２は、第２実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法を概略的に示すフローチャートである。

【図13】図１３は、第１炭化珪素基板の第１面積率（ＬＴＩＲが０．８μｍ未満である領域の面積率）と、第１炭化珪素エピタキシャル基板の第２面積率（ＬＴＩＲが１．０μｍ未満である領域の面積率）との関係を示す図である。

【図14】図１４は、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を概略的に示すフローチャートである。

【図15】図１５は、ボディ領域を形成する工程を示す断面模式図である。

【図16】図１６は、ソース領域を形成する工程を示す断面模式図である。

【図17】図１７は、炭化珪素エピタキシャル層の第２主面にトレンチを形成する工程を示す断面模式図である。

【図18】図１８は、ゲート絶縁膜を形成する工程を示す断面模式図である。

【図19】図１９は、ゲート電極および層間絶縁膜を形成する工程を示す断面模式図である。

【図20】図２０は、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の構成を示す断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本開示の実施形態の概要］
まず本開示の実施形態の概要について説明する。本明細書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｛｝でそれぞれ示す。結晶学上の指数が負であることは、通常、数字の上に”－”（バー）を付すことによって表現されるが、本明細書では数字の前に負の符号を付すことによって結晶学上の負の指数を表現する。

【0010】

（１）本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法は以下の工程を備えている。複数の第１炭化珪素基板１４が準備される。複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＶが測定される。複数の第１炭化珪素基板１４の各々上に第１炭化珪素エピタキシャル層１５を形成することにより複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００が得られる。複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＶが測定される。複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＶと複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＶとの関係に基づいて、複数の第１炭化珪素基板１４の各々とは異なる第２炭化珪素基板２４を選別するための基準が決定される。第２炭化珪素基板２４のＬＴＶが測定される。第２炭化珪素基板２４のＬＴＶが基準を満たすか否かが判定される。基準を満たす第２炭化珪素基板２４上に第２炭化珪素エピタキシャル層２５が形成される。

【0011】

（２）上記（１）に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法によれば、複数の第１炭化珪素基板１４は、第１炭化珪素エピタキシャル層１５と接する主面を有していてもよい。主面は、複数の正方領域に区分されてもよい。複数の正方領域の各々の一辺の長さは、１０ｍｍであってもよい。複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＶを測定する工程においては、複数の正方領域の各々においてＬＴＶが測定されてもよい。複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＶを測定する工程においては、複数の正方領域の各々においてＬＴＶが測定されてもよい。

【0012】

（３）上記（１）または（２）に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法によれば、第２炭化珪素基板２４のＬＴＶが基準を満たすか否かを判定する工程において、複数の正方領域５０の各々におけるＬＴＶが１．０μｍ未満である領域の面積率が９０％以上の場合、第２炭化珪素基板２４のＬＴＶが基準を満たすと判定されてもよい。

【0013】

（４）本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法は以下の工程を備えている。複数の第１炭化珪素基板１４が準備される。複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＩＲが測定される。複数の第１炭化珪素基板１４の各々上に第１炭化珪素エピタキシャル層１５を形成することにより複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００が得られる。複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＩＲが測定される。複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＩＲと複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＩＲとの関係に基づいて、複数の第１炭化珪素基板１４の各々とは異なる第２炭化珪素基板２４を選別するための基準が決定される。第２炭化珪素基板２４のＬＴＩＲが測定される。第２炭化珪素基板２４のＬＴＩＲが基準を満たすか否かが判定される。基準を満たす第２炭化珪素基板２４上に第２炭化珪素エピタキシャル層２５が形成される。

【0014】

（５）上記（４）に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法によれば、複数の第１炭化珪素基板１４は、第１炭化珪素エピタキシャル層１５と接する主面を有していてもよい。主面は、複数の正方領域５０に区分されてもよい。複数の正方領域５０の各々の一辺の長さは、１０ｍｍであってもよい。複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＩＲを測定する工程においては、複数の正方領域５０の各々においてＬＴＩＲが測定されてもよい。複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＩＲを測定する工程においては、複数の正方領域５０の各々においてＬＴＩＲが測定されてもよい。

【0015】

（６）上記（４）または（５）に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法によれば、第２炭化珪素基板２４のＬＴＩＲが基準を満たすか否かを判定する工程において、複数の正方領域５０の各々におけるＬＴＩＲが１．０μｍ未満である領域の面積率が９０％以上の場合、第２炭化珪素基板２４のＬＴＩＲが基準を満たすと判定されてもよい。

【0016】

（７）本開示に係る炭化珪素半導体装置の製造方法は以下の工程を備えている。上記（１）から（６）のいずれかに記載の炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法により製造された炭化珪素エピタキシャル基板が準備される。炭化珪素エピタキシャル基板が加工される。

【0017】

［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の実施形態の詳細について説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。

【0018】

まず、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板２００の構成について説明する。図１は、炭化珪素エピタキシャル基板２００の構成を示す平面模式図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面模式図である。

【0019】

図１および図２に示されるように、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板２００は、第２炭化珪素基板２４と、第２炭化珪素エピタキシャル層２５とを有している。第２炭化珪素エピタキシャル層２５は、第２炭化珪素基板２４上にある。第２炭化珪素エピタキシャル層２５は、第２炭化珪素基板２４に接している。炭化珪素エピタキシャル基板２００は、第１主面２１と、第２主面２２とを有している。第２主面２２は、第１主面２１の反対側にある。

【0020】

第１主面２１は、第２炭化珪素基板２４により構成されている。第２主面２２は、第２炭化珪素エピタキシャル層２５により構成されている。第２炭化珪素基板２４は、第３主面２３を有している。第３主面２３は、第２炭化珪素エピタキシャル層２５に接している。第２炭化珪素基板２４を構成する炭化珪素のポリタイプは、たとえば４Ｈである。第２炭化珪素エピタキシャル層２５を構成する炭化珪素のポリタイプは、たとえば４Ｈである。

【0021】

図１に示されるように、炭化珪素エピタキシャル基板２００の厚み方向に見て、炭化珪素エピタキシャル基板２００は、外周側面９を有している。外周側面９は、たとえばオリエンテーションフラット７と、円弧状部８とを有している。オリエンテーションフラット７は、第１方向１０１に沿って延在している。図１に示されるように、炭化珪素エピタキシャル基板２００の厚み方向に見て、オリエンテーションフラット７は直線状である。円弧状部８は、オリエンテーションフラット７に連なっている。炭化珪素エピタキシャル基板２００の厚み方向に見て、円弧状部８は、円弧状である。

【0022】

図１に示されるように、炭化珪素エピタキシャル基板２００の厚み方向に見て、第２主面２２は、第１方向１０１および第２方向１０２の各々に沿って延在している。炭化珪素エピタキシャル基板２００の厚み方向に見て、第１方向１０１は、第２方向１０２に対して垂直な方向である。

【0023】

第１方向１０１は、たとえば＜１１－２０＞方向である。第１方向１０１は、たとえば[１１－２０］方向であってもよい。第１方向１０１は、＜１１－２０＞方向を第２主面２２に射影した方向であってもよい。別の観点から言えば、第１方向１０１は、たとえば＜１１－２０＞方向成分を含む方向であってもよい。

【0024】

第２方向１０２は、たとえば＜１－１００＞方向である。第２方向１０２は、たとえば［１－１００]方向であってもよい。第２方向１０２は、たとえば＜１－１００＞方向を第２主面２２に射影した方向であってもよい。別の観点から言えば、第２方向１０２は、たとえば＜１－１００＞方向成分を含む方向であってもよい。

【0025】

図１に示されるように、炭化珪素エピタキシャル基板２００の直径（第１幅Ｗ１）は、特に限定されないが、たとえば１００ｍｍ（４インチ）以上である。第１幅Ｗ１は、１２５ｍｍ（５インチ）以上でもよいし、１５０ｍｍ（６インチ）以上でもよい。第１幅Ｗ１の上限は、特に限定されない。第１幅Ｗ１は、たとえば２００（８インチ）ｍｍ以下であってもよい。

【0026】

なお本明細書において、４インチは、１００ｍｍ又は１０１．６ｍｍ（４インチ×２５．４ｍｍ／インチ）のことである。５インチは、１２５ｍｍ又は１２７．０ｍｍ（５インチ×２５．４ｍｍ／インチ）のことである。６インチは、１５０ｍｍ又は１５２．４ｍｍ（６インチ×２５．４ｍｍ／インチ）のことである。８インチは、２００ｍｍ又は２０３．２ｍｍ（８インチ×２５．４ｍｍ／インチ）のことである。

【0027】

炭化珪素エピタキシャル基板２００の第２主面２２は、たとえば｛０００１｝面に対して８°以下のオフ角で傾斜していてもよい。具体的には、第２主面２２は、（０００１）面または（０００１）面に対して８°以下のオフ角で傾斜していてもよい。第１主面２１は、（０００－１）面または（０００－１）面に対して８°以下のオフ角で傾斜していてもよい。

【0028】

オフ角の上限は、特に限定されないが、たとえば６°以下であってもよいし、４°以下であってもよい。オフ角の下限は、特に限定されないが、たとえば２°以上であってもよいし、１°以上であってもよい。オフ方向は、特に限定されないが、たとえば＜１１－２０＞方向であってもよいし、＜０００１＞方向であってもよい。

【0029】

第２炭化珪素基板２４は、たとえば窒素（Ｎ）などのｎ型不純物を含んでいる。第２炭化珪素基板２４の導電型は、たとえばｎ型（第１導電型）である。この場合、キャリアは電子である。第２炭化珪素基板２４のキャリア濃度は、たとえば１×１０¹⁹ｍ^-3以上１×１０²⁰ｃｍ^-3以下である。第２炭化珪素基板２４の厚みは、特に限定されないが、たとえば２００μｍ以上５００μｍ以下であってもよい。

【0030】

第２炭化珪素エピタキシャル層２５は、たとえば窒素（Ｎ）などのｎ型不純物を含んでいる。第２炭化珪素エピタキシャル層２５の導電型は、たとえばｎ型（第１導電型）である。この場合、キャリアは電子である。第２炭化珪素エピタキシャル層２５のキャリア濃度は、たとえば１×１０¹⁴ｃｍ^-3以上１×１０¹⁹ｃｍ^-3以下である。第２炭化珪素エピタキシャル層２５の厚みは、特に限定されないが、たとえば２μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。

【0031】

次に、基板のＬＴＶ（Ｌｏｃａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）およびＬＴＩＲ（Ｌｏｃａｌ Ｔｏｔａｌ Ｉｎｄｉｃａｔｅｄ Ｒｅａｄｉｎｇ）の測定方法について説明する。ＬＴＶおよびＬＴＩＲは、たとえばＣｏｒｎｉｎｇ Ｔｒｏｐｅｌ社製の「Ｔｒｏｐｅｌ ＦｌａｔＭａｓｔｅｒ（登録商標）」を用いて測定可能である。

【0032】

図３は、ＬＴＶおよびＬＴＩＲの測定領域を示す平面模式図である。図３に示されるように、基板の測定面Ａが、複数の正方領域５０に区分される。複数の正方領域５０の各々の１辺の長さ（Ｗ２）は、たとえば１０ｍｍである。測定面Ａの直径（Ｗ１）は、たとえば１５０ｍｍである。まず、基板の外周側面９に外接する１５０ｍｍ×１５０ｍｍの正方形が想定される。１５０ｍｍ×１５０ｍｍの正方形は、１０ｍｍ×１０ｍｍの正方領域（１５×１５＝２２５個）に区分される。基板の厚み方向に見て、外周側面９に囲まれている正方領域５０の数は、１４５個である。基板の厚み方向に見て、外周側面９と交差する正方領域は、一部が欠けており完全な正方領域とはならない。そのため、外周側面９と交差する正方領域は、測定面Ａを構成する正方領域５０とはみなさない。なお、基板の厚み方向に見て、複数の正方領域５０の各々一辺は、オリエンテーションフラット７の延在方向に平行である。

【0033】

図３に示されるように、測定面Ａの直径が１５０ｍｍの場合、測定面Ａは、１辺の長さＷ２が１０ｍｍである１４５個の正方領域５０に区分される。１４５個の正方領域５０の各々において、ＬＴＶおよびＬＴＩＲが測定される。

【0034】

次に、ＬＴＶの定義について説明する。図４は、ＬＴＶの定義を説明する模式図である。

【0035】

ＬＴＶ＝｜Ｔ２－Ｔ１｜ ・・・（数式１）
ＬＴＶは、たとえば以下の手順で測定される。まず、炭化珪素基板または炭化珪素エピタキシャル基板が準備される。炭化珪素基板または炭化珪素エピタキシャル基板は、表面と、裏面とを有している。裏面は、表面の反対側の面である。表面および裏面の一方は、平坦なチャック面に吸着される吸着面Ｂとなる。吸着面Ｂの反対側の面は、測定面Ａとなる。

【0036】

炭化珪素基板または炭化珪素エピタキシャル基板の吸着面Ｂが、チャック面に全面吸着される。次に、吸着面Ｂの反対側にある測定面Ａの画像が光学的に取得される。図４および数式１に示されるように、ＬＴＶとは、平坦なチャック面に吸着面Ｂを全面吸着させた状態で、吸着面Ｂから測定面Ａの最高点（第１最高点Ｐ２）までの高さ（第２高さＴ２）から、吸着面Ｂから測定面Ａの最低点（第１最低点Ｐ１）までの高さ（第１高さＴ１）を差し引いた値である。言い換えれば、ＬＴＶは、吸着面Ｂに対して垂直な方向において、測定面Ａと吸着面Ｂとの最長距離から、測定面Ａと吸着面Ｂとの最短距離を差し引いた値である。つまり、ＬＴＶは、第１最高点Ｐ２を通りかつ吸着面Ｂと平行な平面（第２平面Ｌ２）と、第１最低点Ｐ１を通りかつ吸着面Ｂと平行な平面（第１平面Ｌ１）との距離である。

【0037】

次に、ＬＴＩＲの測定方法について説明する。図５は、ＬＴＩＲの定義を説明する模式図である。

【0038】

ＬＴＩＲ＝｜Ｔ３｜＋｜Ｔ４｜ ・・・（数式２）
ＬＴＩＲは、たとえば以下の手順で測定される。まず、炭化珪素基板または炭化珪素エピタキシャル基板の吸着面Ｂが、チャック面に全面吸着される。次に、吸着面Ｂの反対側にある測定面Ａの画像が光学的に取得される。

【0039】

次に、測定面Ａの正方領域の最小二乗平面Ｌ５が計算により求められる。図５および数式２に示されるように、ＬＴＩＲは、平坦なチャック面に吸着面Ｂを全面吸着させた状態で、最小二乗平面Ｌ５から測定面Ａの第４最高点Ｐ４までの高さ（最高点高さＴ４）から、最小二乗平面Ｌ５から測定面Ａの第３最低点Ｐ３までの高さ（最低点高さＴ３）を差し引いた値である。第３最低点Ｐ３とは、最小二乗平面Ｌ５に対して吸着面Ｂ側に位置する測定面Ａの領域において、最小二乗平面Ｌ５に対して垂直な方向に沿った最小二乗平面Ｌ５と測定面Ａとの距離が最大となる位置である。第４最高点Ｐ４とは、最小二乗平面Ｌ５に対して吸着面Ｂ側とは反対側に位置する測定面Ａの領域において、最小二乗平面Ｌ５に対して垂直な方向に沿った最小二乗平面Ｌ５と測定面Ａとの距離が最大となる位置である。つまり、ＬＴＩＲは、第４最高点Ｐ４を通りかつ最小二乗平面Ｌ５と平行な平面（第４平面Ｌ４）と、第３最低点Ｐ３を通りかつ最小二乗平面Ｌ５と平行な平面（第３平面Ｌ３）との距離である。

【0040】

（炭化珪素エピタキシャル基板の製造装置）
次に、炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造装置の構成について説明する。図６は、炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造装置の構成を示す一部断面模式図である。炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造装置３００は、たとえばホットウォール方式の横型ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置である。図６に示されるように、炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造装置３００は、反応室２０１と、ガス供給部２３５と、制御部２４５と、発熱体２０３、石英管２０４、断熱材（図示せず）、誘導加熱コイル（図示せず）とを主に有している。

【0041】

発熱体２０３は、たとえば筒状の形状を有しており、内部に反応室２０１を形成している。発熱体２０３は、たとえば黒鉛製である。発熱体２０３は、石英管２０４の内部に設けられている。断熱材は、発熱体２０３の外周を取り囲んでいる。誘導加熱コイルは、たとえば石英管２０４の外周面に沿って巻回されている。誘導加熱コイルは、外部電源（図示せず）により、交流電流が供給可能に構成されている。これにより、発熱体２０３が誘導加熱される。結果として、反応室２０１が発熱体２０３により加熱される。

【0042】

反応室２０１は、発熱体２０３の内壁面２０５に取り囲まれて形成された空間である。反応室２０１には、第２炭化珪素基板２４を保持するサセプタ２１０が設けられる。サセプタ２１０は、炭化珪素により構成されている。第２炭化珪素基板２４は、サセプタ２１０に載置される。サセプタ２１０は、ステージ２０２上に配置される。ステージ２０２は、回転軸２０９によって自転可能に支持されている。ステージ２０２が回転することで、サセプタ２１０が回転する。

【0043】

炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造装置３００は、ガス導入口２０７およびガス排気口２０８をさらに有している。ガス排気口２０８は、図示しない排気ポンプに接続されている。図６中の矢印は、ガスの流れを示している。ガスは、ガス導入口２０７から反応室２０１に導入され、ガス排気口２０８から排気される。反応室２０１内の圧力は、ガスの供給量と、ガスの排気量とのバランスによって調整される。

【0044】

ガス供給部２３５は、反応室２０１に、原料ガスとドーパントガスとキャリアガスとを含む混合ガスを供給可能に構成されている。具体的には、ガス供給部２３５は、たとえば第１ガス供給部２３１と、第２ガス供給部２３２と、第３ガス供給部２３３と、第４ガス供給部２３４とを含んでいる。

【0045】

第１ガス供給部２３１は、たとえば炭素原子を含む第１ガスを供給可能に構成されている。第１ガス供給部２３１は、たとえば第１ガスが充填されたガスボンベである。第１ガスは、たとえばプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）ガスである。第１ガスは、たとえばメタン（ＣＨ₄）ガス、エタン（Ｃ₂Ｈ₆）ガス、アセチレン（Ｃ₂Ｈ₂）ガス等であってもよい。

【0046】

第２ガス供給部２３２は、たとえばシランガスを含む第２ガスを供給可能に構成されている。第２ガス供給部２３２は、たとえば第２ガスが充填されたガスボンベである。第２ガスは、たとえばシラン（ＳｉＨ₄）ガスである。第２ガスは、シランガスと、シラン以外の他のガスとの混合ガスでもよい。

【0047】

第３ガス供給部２３３は、たとえば窒素原子を含む第３ガスを供給可能に構成されている。第３ガス供給部２３３は、たとえば第３ガスが充填されたガスボンベである。第３ガスは、ドーピングガスである。第３ガスは、たとえばアンモニアガスである。アンモニアガスは、三重結合を有する窒素ガスに比べて熱分解されやすい。

【0048】

第４ガス供給部２３４は、たとえば水素などの第４ガス（キャリアガス）を供給可能に構成されている。第４ガス供給部２３４は、たとえば水素が充填されたガスボンベである。第４ガスは、アルゴンガスであってもよい。

【0049】

制御部２４５は、ガス供給部２３５から反応室２０１に供給される混合ガスの流量を制御可能に構成されている。具体的には、制御部２４５は、第１ガス流量制御部２４１と、第２ガス流量制御部２４２と、第３ガス流量制御部２４３と、第４ガス流量制御部２４４とを含んでいてもよい。各制御部は、たとえばＭＦＣ(Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ)であってもよい。制御部２４５は、ガス供給部２３５とガス導入口２０７との間に配置されている。

【0050】

（炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法）
＜第１実施形態＞
次に、第１実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造方法について説明する。図７は、第１実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造方法を概略的に示すフローチャートである。図７に示されるように、第１実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造方法は、複数の第１炭化珪素基板１４を準備する工程（Ｓ１１）と、複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＶを測定する工程（Ｓ１２）と、複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００を得る工程（Ｓ１３）と、複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＶを測定する工程（Ｓ１４）と、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準を決定する工程（Ｓ１５）と、第２炭化珪素基板２４のＬＴＶを測定する工程（Ｓ１６）と、第２炭化珪素基板２４のＬＴＶが基準を満たすか否かを判定する工程（Ｓ１７）と、第２炭化珪素基板２４上に第２炭化珪素エピタキシャル層２５を形成する工程（Ｓ１８）とを主に有している。

【0051】

まず、複数の第１炭化珪素基板１４を準備する工程（Ｓ１１）が実施される。たとえば昇華法により製造された炭化珪素単結晶からなるインゴットがワイヤーソーによりスライスされる。これにより、複数の第１炭化珪素基板１４が準備される。複数の第１炭化珪素基板１４の各々は、たとえばポリタイプ４Ｈの炭化珪素から構成されている。複数の第１炭化珪素基板１４の各々は、窒素などのｎ型不純物を含んでいる。ｎ型不純物の濃度は、たとえば１×１０¹⁵ｃｍ³以上１×１０¹⁹ｃｍ³以下である。

【0052】

図８は、複数の第１炭化珪素基板１４の各々の構成を示す断面模式図である。図８に示されるように、複数の第１炭化珪素基板１４の各々は、第４主面１１と、第６主面１３とを有している。第６主面１３は、第４主面１１の反対側にある。第４主面１１の直径は、たとえば１５０ｍｍである。

【0053】

次に、複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＶを測定する工程（Ｓ１２）が実施される。第４主面１１は、たとえば吸着面Ｂとされる。第６主面１３は、たとえば測定面Ａとされる。第１炭化珪素基板１４の測定面Ａは、複数の正方領域５０に区分される。複数の正方領域５０において、ＬＴＶが測定される。測定面Ａの直径が１５０ｍｍの場合、測定面Ａは、１辺の長さＷ２が１０ｍｍである１４５個の正方領域５０に区分される。１４５個の正方領域５０の各々において、ＬＴＶが測定される。

【0054】

次に、複数の正方領域５０の各々において、ＬＴＶの値が第１特定値未満であるか否かが判定される。第１特定値は、たとえば０．８μｍである。具体的には、複数の正方領域５０の各々において、ＬＴＶの値が０．８μｍ未満であるか否かが判定される。次に、ＬＴＶの値が第１特定値未満である正方領域の面積率（第１面積率）が求められる。第１面積率は、ＬＴＶの値が第１特定値未満である正方領域の数を、全ての正方領域の数で除した値である。たとえば、ＬＴＶの値が０．８μｍ未満である正方領域の数が１３５であり、全ての正方領域の数が１４５である場合、第１面積率は１３５／１４５である。第１特定値は、たとえば０．７μｍであってもよいし、０．６μｍであってもよい。

【0055】

次に、複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００を得る工程（Ｓ１３）が実施される。複数の第１炭化珪素基板１４がサセプタ２１０に配置される。次に、反応室２０１が減圧される。具体的には、反応室２０１の圧力が大気圧からたとえば１×１０^-6Ｐａ程度に低減される。次に、複数の第１炭化珪素基板１４の昇温が開始される。昇温の途中において、第４ガス供給部２３４からキャリアガスである水素（Ｈ₂）ガスが反応室２０１に導入される。

【0056】

次に、原料ガス、ドーパントガスおよびキャリアガスが、反応室２０１に供給される。具体的には、たとえばシランとプロパンとアンモニアと水素とを含む混合ガスが、反応室２０１に導入される。反応室２０１において、それぞれのガスが熱分解される。成長温度は、たとえば１５００℃以上１７５０℃以下である。混合ガスは、水素の代わりにアルゴンを含んでいてもよい。

【0057】

第１ガス（プロパンガス）の流量は、たとえば２９ｓｃｃｍである。第２ガス（シランガス）の流量は、たとえば４６ｓｃｃｍである。第３ガス（アンモニアガス）の流量は、たとえば１．５ｓｃｃｍである。第４ガス（水素ガスまたはアルゴンガス）の流量は、たとえば１００ｓｌｍである。反応室２０１は、たとえば２ｋＰａ以上６ｋＰａ以下の圧力で維持される。これにより、複数の第１炭化珪素基板１４の各々上に第１炭化珪素エピタキシャル層１５が形成される。これにより、第１炭化珪素基板１４と、第１炭化珪素エピタキシャル層１５とを有する第１炭化珪素エピタキシャル基板１００が得られる。

【0058】

図９は、複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々の構成を示す断面模式図である。図９に示されるように、複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々は、第５主面１２と、第４主面１１とを有している。第５主面１２は、第４主面１１の反対側にある。第６主面１３は、第４主面１１と第５主面１２との間に位置している。

【0059】

次に、複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＶを測定する工程（Ｓ１４）が実施される。第４主面１１は、たとえば吸着面Ｂとされる。第５主面１２は、たとえば測定面Ａとされる。第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の測定面Ａは、複数の正方領域５０に区分される。複数の正方領域５０において、ＬＴＶが測定される。測定面Ａの直径が１５０ｍｍの場合、測定面Ａは、１辺の長さＷ２が１０ｍｍである１４５個の正方領域５０に区分される。１４５個の正方領域５０の各々において、ＬＴＶが測定される。

【0060】

次に、複数の正方領域５０の各々において、ＬＴＶの値が第２特定値未満であるか否かが判定される。第２特定値は、たとえば１．０μｍである。具体的には、複数の正方領域５０の各々において、ＬＴＶの値が１．０μｍ未満であるか否かが判定される。次に、ＬＴＶの値が第２特定値未満である正方領域の面積率（第２面積率）が求められる。第２面積率は、ＬＴＶの値が第２特定値未満である正方領域の数を、全ての正方領域の数で除した値である。たとえば、ＬＴＶの値が１．０μｍ未満である正方領域の数が１４０であり、全ての正方領域の数が１４５である場合、第２面積率は１４０／１４５である。第２特定値は、たとえば０．９μｍであってもよいし、０．８μｍであってもよい。

【0061】

次に、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準を決定する工程（Ｓ１５）が実施される。具体的には、複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＶと、複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＶとの相関関係が求められる。図１０は、第１炭化珪素基板１４の第１面積率（ＬＴＶが０．８μｍ未満である領域の面積率）と、第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の第２面積率（ＬＴＶが１．０μｍ未満である領域の面積率）との関係を示す図である。図１０の横軸は、第１炭化珪素基板１４の第１面積率（ＬＴＶが０．８μｍ未満である領域の面積率）を示している。図１０の縦軸は、第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の第２面積率（ＬＴＶが１．０μｍ未満である領域の面積率）を示している。

【0062】

図１０に示されるように、第１炭化珪素基板１４の第１面積率が高い場合は、第１炭化珪素基板１４上に第１炭化珪素エピタキシャル層１５を形成することにより得られた第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の第２面積率が高くなる傾向にある。つまり、第１炭化珪素基板１４の第１面積率によって、第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の第２面積率を予測することができる。第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の第２面積率の予測精度を向上するためには、第１炭化珪素基板１４の数が多いことが望ましい。第１炭化珪素基板１４の数は、特に限定されないが、たとえば２０以上であってもよいし、４０以上であってもよい。

【0063】

次に、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準が決定される。まず、第１炭化珪素基板１４の第１面積率と、第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の第２面積率との相関関係が求められる。たとえば線形近似を使用して、第１炭化珪素基板１４の第１面積率と、第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の第２面積率との相関関係が求められる。線形近似によって求められた１次関数に基づいて、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準が求められてもよい。

【0064】

たとえば第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の第２面積率が９０％以上である第１炭化珪素エピタキシャル基板１００を得るために、第１炭化珪素基板１４の第１面積率は８０％以上とすることができる。この場合、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準は、第２炭化珪素基板２４の第１面積率が８０％以上であるという条件を満たすことである。以上のように、複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＶと複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＶとの関係に基づいて、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準が決定される。なお、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準は、他の方法により決定されてもよい。第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の第２面積率が９０％以上である第１炭化珪素エピタキシャル基板１００をより確実に得るために、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準は、第２炭化珪素基板２４の第１面積率が９０％以上であるという条件を満たすこととしてもよい。

【0065】

次に、第２炭化珪素基板２４のＬＴＶを測定する工程（Ｓ１６）が実施される。第２炭化珪素基板２４は、複数の第１炭化珪素基板１４の各々とは異なっている。まず、第２炭化珪素基板２４が準備される。図１１は、第２炭化珪素基板２４の構成を示す断面模式図である。図１１に示されるように、第２炭化珪素基板２４は、第３主面２３と、第１主面２１とを有している。第１主面２１は、第３主面２３の反対側にある。次に、第２炭化珪素基板２４のＬＴＶが測定される。第１主面２１は、たとえば吸着面Ｂとされる。第３主面２３は、たとえば測定面Ａとされる。

【0066】

図３に示されるように、第２炭化珪素基板２４の測定面Ａは、複数の正方領域５０に区分される。複数の正方領域５０において、ＬＴＶが測定される。測定面Ａの直径が１５０ｍｍの場合、測定面Ａは、１辺の長さＷ２が１０ｍｍである１４５個の正方領域５０に区分される。１４５個の正方領域５０の各々において、ＬＴＶが測定される。

【0067】

次に、複数の正方領域５０の各々において、ＬＴＶの値が第１特定値未満であるか否かが判定される。第１特定値は、たとえば０．８μｍである。具体的には、複数の正方領域５０の各々において、ＬＴＶの値が０．８μｍ未満であるか否かが判定される。次に、ＬＴＶの値が第１特定値未満である正方領域の面積率（第１面積率）が求められる。第１面積率は、ＬＴＶの値が第１特定値未満である正方領域の数を、全ての正方領域の数で除した値である。たとえば、ＬＴＶの値が０．８μｍ未満である正方領域の数が１３５であり、全ての正方領域の数が１４５である場合、第１面積率は１３５／１４５である。

【0068】

次に、第２炭化珪素基板２４のＬＴＶが基準を満たすか否かを判定する工程（Ｓ１７）が実施される。具体的には、第２炭化珪素基板２４のＬＴＶが、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準を決定する工程（Ｓ１５）で決定された基準を満たすか否かが判定される。たとえば、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準は、第２炭化珪素基板２４の第１面積率が９０％以上であるという条件を満たすことであると決定された場合、第１面積率が９０％以上である第２炭化珪素基板２４は、当該基準を満たすと判定される。反対に、第１面積率が９０％未満である第２炭化珪素基板２４は、当該基準を満たさないと判定される。当該基準を満たさない第２炭化珪素基板２４は、廃棄されるか、もしくは当該基準を満たすようになるまで研磨処理などが実施される。

【0069】

次に、第２炭化珪素基板２４上に第２炭化珪素エピタキシャル層２５を形成する工程（Ｓ１８）が実施される。まず、上記基準を満たすと判定された第２炭化珪素基板２４が選別される。次に、第２炭化珪素基板２４上に第２炭化珪素エピタキシャル層２５を形成する。第２炭化珪素基板２４上に第２炭化珪素エピタキシャル層２５を形成する工程（Ｓ１８）における第２炭化珪素エピタキシャル層２５の成膜条件は、第１炭化珪素基板１４上に第１炭化珪素エピタキシャル層１５を形成する際の成膜条件と同じであってもよい。以上により、炭化珪素エピタキシャル基板２００が得られる（図１参照）。

【0070】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造方法について説明する。図１２は、第２実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造方法を概略的に示すフローチャートである。図１２に示されるように、第２実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造方法は、複数の第１炭化珪素基板１４を準備する工程（Ｓ２１）と、複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＩＲを測定する工程（Ｓ２２）と、複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００を得る工程（Ｓ２３）と、複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＩＲを測定する工程（Ｓ２４）と、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準を決定する工程（Ｓ２５）と、第２炭化珪素基板２４のＬＴＩＲを測定する工程（Ｓ２６）と、第２炭化珪素基板２４のＬＴＩＲが基準を満たすか否かを判定する工程（Ｓ２７）と、第２炭化珪素基板２４上に第２炭化珪素エピタキシャル層２５を形成する工程（Ｓ２８）とを主に有している。

【0071】

第２実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造方法は、主に、ＬＴＶの代わりにＬＴＩＲが測定される点において、第１実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造方法と異なっており、その他の点については、第２実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造方法と同様である。以下、第１実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造方法と異なる工程を中心に説明する。

【0072】

まず、複数の第１炭化珪素基板１４を準備する工程（Ｓ２１）が実施される。複数の第１炭化珪素基板１４を準備する工程（Ｓ２１）は、複数の第１炭化珪素基板１４を準備する工程（Ｓ１１）と同様である。

【0073】

次に、複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＩＲを測定する工程（Ｓ２２）が実施される。第４主面１１は、たとえば吸着面Ｂとされる。第６主面１３は、たとえば測定面Ａとされる。図３に示されるように、第１炭化珪素基板１４の測定面Ａは、複数の正方領域５０に区分される。複数の正方領域５０において、ＬＴＶが測定される。測定面Ａの直径が１５０ｍｍの場合、測定面Ａは、１辺の長さＷ２が１０ｍｍである１４５個の正方領域５０に区分される。１４５個の正方領域５０の各々において、ＬＴＶが測定される。

【0074】

次に、複数の正方領域５０の各々において、ＬＴＩＲの値が第１特定値未満であるか否かが判定される。第１特定値は、たとえば０．８μｍである。具体的には、複数の正方領域５０の各々において、ＬＴＩＲの値が０．８μｍ未満であるか否かが判定される。次に、ＬＴＩＲの値が第１特定値未満である正方領域の面積率（第１面積率）が求められる。第１面積率は、ＬＴＩＲの値が第１特定値未満である正方領域の数を、全ての正方領域の数で除した値である。たとえば、ＬＴＩＲの値が０．８μｍ未満である正方領域の数が１３５であり、全ての正方領域の数が１４５である場合、第１面積率は１３５／１４５である。第１特定値は、たとえば０．７μｍであってもよいし、０．６μｍであってもよい。

【0075】

次に、複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００を得る工程（Ｓ２３）が実施される。複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００を得る工程（Ｓ２３）は、複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００を得る工程（Ｓ１３）と同様である。

【0076】

次に、複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＩＲを測定する工程（Ｓ２４）が実施される。第４主面１１は、たとえば吸着面Ｂとされる。第５主面１２は、たとえば測定面Ａとされる。第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の測定面Ａは、複数の正方領域５０に区分される。複数の正方領域５０において、ＬＴＩＲが測定される。測定面Ａの直径が１５０ｍｍの場合、測定面Ａは、１辺の長さＷ２が１０ｍｍである１４５個の正方領域５０に区分される。１４５個の正方領域５０の各々において、ＬＴＩＲが測定される。

【0077】

次に、複数の正方領域５０の各々において、ＬＴＩＲの値が第２特定値未満であるか否かが判定される。第２特定値は、たとえば１．０μｍである。具体的には、複数の正方領域５０の各々において、ＬＴＩＲの値が１．０μｍ未満であるか否かが判定される。次に、ＬＴＩＲの値が第２特定値未満である正方領域の面積率（第２面積率）が求められる。第２面積率は、ＬＴＩＲの値が第２特定値未満である正方領域の数を、全ての正方領域の数で除した値である。たとえば、ＬＴＶの値が１．０μｍ未満である正方領域の数が１４０であり、全ての正方領域の数が１４５である場合、第２面積率は１４０／１４５である。第２特定値は、たとえば０．９μｍであってもよいし、０．８μｍであってもよい。

【0078】

次に、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準を決定する工程（Ｓ２５）が実施される。具体的には、複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＩＲと、複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＩＲとの相関関係が求められる。図１３は、第１炭化珪素基板１４の第１面積率（ＬＴＩＲが０．８μｍ未満である領域の面積率）と、第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の第２面積率（ＬＴＩＲが１．０μｍ未満である領域の面積率）との関係を示す図である。図１３の横軸は、第１炭化珪素基板１４の第１面積率（ＬＴＩＲが０．８μｍ未満である領域の面積率）を示している。図１３の縦軸は、第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の第２面積率（ＬＴＩＲが１．０μｍ未満である領域の面積率）を示している。

【0079】

図１３に示されるように、第１炭化珪素基板１４の第１面積率が高い場合は、第１炭化珪素基板１４上に第１炭化珪素エピタキシャル層１５を形成することにより得られた第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の第２面積率が高くなる傾向にある。つまり、第１炭化珪素基板１４の第１面積率によって、第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の第２面積率を予測することができる。

【0080】

たとえば第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の第２面積率が９０％以上である第１炭化珪素エピタキシャル基板１００を高い確率で得るために、第１炭化珪素基板１４の第１面積率は９０％以上とすることができる。この場合、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準は、第２炭化珪素基板２４の第１面積率が９０％以上であるという条件を満たすことである。以上のように、複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＩＲと複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＩＲとの関係に基づいて、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準が決定される。

【0081】

次に、第２炭化珪素基板２４のＬＴＩＲを測定する工程（Ｓ２６）が実施される。第２炭化珪素基板２４は、複数の第１炭化珪素基板１４の各々とは異なっている。まず、第２炭化珪素基板２４が準備される。第２炭化珪素基板２４の測定面Ａは、複数の正方領域５０に区分される。複数の正方領域５０において、ＬＴＩＲが測定される。測定面Ａの直径が１５０ｍｍの場合、測定面Ａは、１辺の長さＷ２が１０ｍｍである１４５個の正方領域５０に区分される。１４５個の正方領域５０の各々において、ＬＴＩＲが測定される。

【0082】

次に、複数の正方領域５０の各々において、ＬＴＩＲの値が第１特定値未満であるか否かが判定される。第１特定値は、たとえば０．８μｍである。具体的には、複数の正方領域５０の各々において、ＬＴＩＲの値が０．８μｍ未満であるか否かが判定される。次に、ＬＴＩＲの値が第１特定値未満である正方領域の面積率（第１面積率）が求められる。第１面積率は、ＬＴＩＲの値が第１特定値未満である正方領域の数を、全ての正方領域の数で除した値である。たとえば、ＬＴＩＲの値が０．８μｍ未満である正方領域の数が１３５であり、全ての正方領域の数が１４５である場合、第１面積率は１３５／１４５である。

【0083】

次に、第２炭化珪素基板２４のＬＴＩＲが基準を満たすか否かを判定する工程（Ｓ２７）が実施される。具体的には、第２炭化珪素基板２４のＬＴＩＲが、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準を決定する工程（Ｓ２５）で決定された基準を満たすか否かが判定される。たとえば、第２炭化珪素基板２４を選別するための基準は、第２炭化珪素基板２４の第１面積率が９０％以上であるという条件を満たすことであると決定された場合、第１面積率が９０％以上である第２炭化珪素基板２４は、当該基準を満たすと判定される。反対に、第１面積率が９０％未満である第２炭化珪素基板２４は、当該基準を満たさないと判定される。当該基準を満たさない第２炭化珪素基板２４は、廃棄されるか、もしくは当該基準を満たすようになるまで研磨処理などが実施される。

【0084】

次に、第２炭化珪素基板２４上に第２炭化珪素エピタキシャル層２５を形成する工程（Ｓ２８）が実施される。第２炭化珪素基板２４上に第２炭化珪素エピタキシャル層２５を形成する工程（Ｓ２８）は、第２炭化珪素基板２４上に第２炭化珪素エピタキシャル層２５を形成する工程（Ｓ１８）と同様である。

【0085】

（炭化珪素半導体装置の製造方法）
次に、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置４００の製造方法について説明する。図１４は、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置４００の製造方法を概略的に示すフローチャートである。図１４に示されるように、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置４００の製造方法は、炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程（Ｓ１）と、炭化珪素エピタキシャル基板を加工する工程（Ｓ２）とを主に有している。

【0086】

まず、炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程（Ｓ１）が実施される。炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程（Ｓ１）においては、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造方法によって製造された炭化珪素エピタキシャル基板２００が得られる（図２参照）。

【0087】

次に、炭化珪素エピタキシャル基板を加工する工程（Ｓ２）が実施される。具体的には、炭化珪素エピタキシャル基板２００に対して以下のような加工が行われる。まず、炭化珪素エピタキシャル基板２００に対してイオン注入が行われる。具体的には、第２炭化珪素エピタキシャル層２５において、たとえばボディ領域１１３などのイオン注入領域が形成される。

【0088】

図１５は、ボディ領域を形成する工程を示す断面模式図である。具体的には、第２炭化珪素エピタキシャル層２５の第２主面２２に対して、たとえばアルミニウムなどのｐ型不純物がイオン注入される。これにより、ｐ型の導電型を有するボディ領域１１３が形成される。第２炭化珪素エピタキシャル層２５において、ボディ領域１１３が形成されなかった部分は、ドリフト領域１２１となる。ボディ領域１１３の厚みは、たとえば０．９μｍである。

【0089】

次に、ソース領域を形成する工程が実施される。図１６は、ソース領域を形成する工程を示す断面模式図である。具体的には、ボディ領域１１３に対して、たとえばリンなどのｎ型不純物がイオン注入される。これにより、ｎ型の導電型を有するソース領域１１４が形成される。ソース領域１１４の厚みは、たとえば０．４μｍである。ソース領域１１４が含むｎ型不純物の濃度は、ボディ領域１１３が含むｐ型不純物の濃度よりも高い。

【0090】

次に、ソース領域１１４に対して、たとえばアルミニウムなどのｐ型不純物がイオン注入されることにより、コンタクト領域１１８が形成される。コンタクト領域１１８は、ソース領域１１４およびボディ領域１１３を貫通し、ドリフト領域１２１に接するように形成される。コンタクト領域１１８が含むｐ型不純物の濃度は、ソース領域１１４が含むｎ型不純物の濃度よりも高い。

【0091】

次に、イオン注入された不純物を活性化するため活性化アニールが実施される。活性化アニールの温度は、好ましくは１５００℃以上１９００℃以下であり、たとえば１７００℃程度である。活性化アニールの時間は、たとえば３０分程度である。活性化アニールの雰囲気は、好ましくは不活性ガス雰囲気であり、たとえばアルゴン雰囲気である。

【0092】

次に、第２炭化珪素エピタキシャル層２５の第２主面２２にトレンチを形成する工程が実施される。図１７は、第２炭化珪素エピタキシャル層２５の第２主面２２にトレンチを形成する工程を示す断面模式図である。ソース領域１１４およびコンタクト領域１１８から構成される第２主面２２上に、開口を有するマスク１７が形成される。マスク１７を用いて、ソース領域１１４と、ボディ領域１１３と、ドリフト領域１２１の一部とがエッチングにより除去される。エッチングの方法としては、たとえば反応性イオンエッチング、特に誘導結合プラズマ反応性イオンエッチングを用いることができる。具体的には、たとえば反応ガスとしてＳＦ₆またはＳＦ₆とＯ₂との混合ガスを用いた誘導結合プラズマ反応性イオンエッチングを用いることができる。エッチングにより、第２主面２２に凹部が形成される。

【0093】

次に、凹部において熱エッチングが行われる。熱エッチングは、第２主面２２上にマスク１７が形成された状態で、たとえば、少なくとも１種類以上のハロゲン原子を有する反応性ガスを含む雰囲気中での加熱によって行い得る。少なくとも１種類以上のハロゲン原子は、塩素（Ｃｌ）原子およびフッ素（Ｆ）原子の少なくともいずれかを含む。当該雰囲気は、たとえば、Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃、ＳＦ₆またはＣＦ₄を含む。たとえば、塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスを反応ガスとして用い、熱処理温度を、たとえば７００℃以上１０００℃以下として、熱エッチングが行われる。なお、反応ガスは、上述した塩素ガスと酸素ガスとに加えて、キャリアガスを含んでいてもよい。キャリアガスとしては、たとえば窒素ガス、アルゴンガスまたはヘリウムガスなどを用いることができる。

【0094】

図１７に示されるように、熱エッチングにより、第２主面２２にトレンチ５６が形成される。トレンチ５６は、側壁面５３と、底壁面５４とにより規定される。側壁面５３は、ソース領域１１４と、ボディ領域１１３と、ドリフト領域１２１とにより構成される。底壁面５４は、ドリフト領域１２１により構成される。次に、マスク１７が第２主面２２から除去される。

【0095】

次に、ゲート絶縁膜を形成する工程が実施される。図１８は、ゲート絶縁膜を形成する工程を示す断面模式図である。具体的には、第２主面２２にトレンチ５６が形成された炭化珪素エピタキシャル基板２００が、酸素を含む雰囲気中において、たとえば１３００℃以上１４００℃以下の温度で加熱される。これにより、底壁面５４においてドリフト領域１２１と接し、側壁面５３においてドリフト領域１２１、ボディ領域１１３およびソース領域１１４の各々に接し、かつ第２主面２２においてソース領域１１４およびコンタクト領域１１８の各々と接するゲート絶縁膜１１５が形成される。

【0096】

次に、ゲート電極を形成する工程が実施される。図１９は、ゲート電極および層間絶縁膜を形成する工程を示す断面模式図である。ゲート電極２７は、トレンチ５６の内部においてゲート絶縁膜１１５に接するように形成される。ゲート電極２７は、トレンチ５６の内部に配置され、ゲート絶縁膜１１５上においてトレンチ５６の側壁面５３および底壁面５４の各々と対面するように形成される。ゲート電極２７は、たとえばＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成される。

【0097】

次に、層間絶縁膜が形成される。層間絶縁膜２６は、ゲート電極２７を覆い、かつゲート絶縁膜１１５と接するように形成される。層間絶縁膜２６は、たとえば化学気相成長法により形成される。層間絶縁膜２６は、たとえば二酸化珪素を含む材料により構成される。次に、ソース領域１１４およびコンタクト領域１１８上に開口部が形成されるように、層間絶縁膜２６およびゲート絶縁膜１１５の一部がエッチングされる。これにより、コンタクト領域１１８およびソース領域１１４がゲート絶縁膜１１５から露出する。

【0098】

次に、ソース電極を形成する工程が実施される。ソース電極１６は、ソース領域１１４およびコンタクト領域１１８の各々に接するように形成される。ソース電極１６は、たとえばスパッタリング法により形成される。ソース電極１６は、たとえばＴｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）およびＳｉ（シリコン）を含む材料からなる。

【0099】

次に、合金化アニールが実施される。具体的には、ソース領域１１４およびコンタクト領域１１８の各々と接するソース電極１６が、たとえば９００℃以上１１００℃以下の温度で５分程度保持される。これにより、ソース電極１６の少なくとも一部がシリサイド化する。これにより、ソース領域１１４とオーミック接合するソース電極１６が形成される。好ましくは、ソース電極１６は、コンタクト領域１１８とオーミック接合する。

【0100】

次に、ソース配線１９が形成される。ソース配線１９は、ソース電極１６と電気的に接続される。ソース配線１９は、ソース電極１６および層間絶縁膜２６を覆うように形成される。

【0101】

次に、ドレイン電極を形成する工程が実施される。まず、第１主面２１において、第２炭化珪素基板２４が研磨される。これにより、第２炭化珪素基板２４の厚みが薄くなる。次に、ドレイン電極１２３が形成される。ドレイン電極１２３は、第１主面２１と接するように形成される。以上により、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置４００が製造される。

【0102】

図２０は、本実施形態に係る炭化珪素半導体装置の構成を示す断面模式図である。炭化珪素半導体装置４００は、たとえばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。炭化珪素半導体装置４００は、炭化珪素エピタキシャル基板２００と、ゲート電極２７と、ゲート絶縁膜１１５と、ソース電極１６と、ドレイン電極１２３と、ソース配線１９と、層間絶縁膜２６とを主に有している。炭化珪素エピタキシャル基板２００は、ドリフト領域１２１と、ボディ領域１１３と、ソース領域１１４と、コンタクト領域１１８とを有している。炭化珪素半導体装置４００は、たとえばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等であってもよい。

【0103】

次に、本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板２００の製造方法および炭化珪素半導体装置４００の製造方法の作用効果について説明する。

【0104】

炭化珪素エピタキシャル基板の平坦性が低い場合、炭化珪素エピタキシャル基板を用いて炭化珪素半導体装置を製造する工程の露光工程において、露光不良（デフォーカス）が発生する場合がある。炭化珪素エピタキシャル基板における複数の露光領域において、露光不良が発生する領域の割合が高いと、炭化珪素半導体装置の歩留まりが大幅に低下する。そのため、露光不良が発生する割合が高い炭化珪素エピタキシャル基板に対しては、リワークを実施し、炭化珪素エピタキシャル基の平坦性を高くする必要がある。具体的には、たとえば、炭化珪素エピタキシャル基板から炭化珪素エピタキシャル層を除去した上で、再度、炭化珪素基板に対して研磨等の平坦加工が行われる。この場合、炭化珪素半導体装置の製造工程のリードタイムが大幅に長くなる。

【0105】

本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法によれば、複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＶと複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＶとの関係に基づいて、複数の第１炭化珪素基板１４の各々とは異なる第２炭化珪素基板２４を選別するための基準が決定される。当該基準を用いることにより、第２炭化珪素基板２４のＬＴＶに基づいて、第２炭化珪素エピタキシャル基板のＬＴＶを精度良く予測することができる。

【0106】

また本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法によれば、第２炭化珪素基板２４のＬＴＶが測定される。第２炭化珪素基板２４のＬＴＶが基準を満たすか否かが判定される。これにより、第２炭化珪素基板２４のＬＴＶが基準を満たさない場合であっても、第２炭化珪素エピタキシャル層２５を除去することなく、迅速に第２炭化珪素基板２４に対して研磨等を行って、第２炭化珪素基板２４の平坦性を高くすることができる。そのため、炭化珪素半導体装置の製造工程のリードタイムが大幅に長くなることを抑制することができる。

【0107】

さらに本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法によれば、ＬＴＶに関する基準を満たす第２炭化珪素基板２４上に第２炭化珪素エピタキシャル層２５が形成される。そのため、平坦性が高い炭化珪素エピタキシャル基板を精度良く選別することができる。結果として、炭化珪素半導体装置の製造工程において、露光不良が発生する確率を低減することができる。

【0108】

本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法によれば、複数の第１炭化珪素基板１４の各々のＬＴＩＲと複数の第１炭化珪素エピタキシャル基板１００の各々のＬＴＩＲとの関係に基づいて、複数の第１炭化珪素基板１４の各々とは異なる第２炭化珪素基板２４を選別するための基準が決定される。当該基準を用いることにより、第２炭化珪素基板２４のＬＴＩＲに基づいて、第２炭化珪素エピタキシャル基板のＬＴＩＲを精度良く予測することができる。

【0109】

また本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法によれば、第２炭化珪素基板２４のＬＴＩＲが測定される。第２炭化珪素基板２４のＬＴＩＲが基準を満たすか否かが判定される。これにより、第２炭化珪素基板２４のＬＴＩＲが基準を満たさない場合であっても、第２炭化珪素エピタキシャル層２５を除去することなく、迅速に第２炭化珪素基板２４に対して研磨等を行って、第２炭化珪素基板２４の平坦性を高くすることができる。そのため、炭化珪素半導体装置の製造工程のリードタイムが大幅に長くなることを抑制することができる。

【0110】

さらに本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法によれば、ＬＴＩＲに関する基準を満たす第２炭化珪素基板２４上に第２炭化珪素エピタキシャル層２５が形成される。そのため、平坦性が高い炭化珪素エピタキシャル基板を精度良く選別することができる。結果として、炭化珪素半導体装置の製造工程において、露光不良が発生する確率を低減することができる。

【0111】

今回開示された実施形態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実施形態および実施例ではなく特許請求の範囲によって示され、特許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】

【0112】

７ オリエンテーションフラット
８ 円弧状部
９ 外周側面
１１ 第４主面
１２ 第５主面
１３ 第６主面
１４ 第１炭化珪素基板
１５ 第１炭化珪素エピタキシャル層
１６ ソース電極
１７ マスク
１９ ソース配線
２１ 第１主面
２２ 第２主面
２３ 第３主面
２４ 第２炭化珪素基板
２５ 第２炭化珪素エピタキシャル層
２６ 層間絶縁膜
２７ ゲート電極
５０ 正方領域
５３ 側壁面
５４ 底壁面
５６ トレンチ
１００ 第１炭化珪素エピタキシャル基板
１０１ 第１方向
１０２ 第２方向
１１３ ボディ領域
１１４ ソース領域
１１５ ゲート絶縁膜
１１８ コンタクト領域
１２１ ドリフト領域
１２３ ドレイン電極
２００ 炭化珪素エピタキシャル基板
２０１ 反応室
２０２ ステージ
２０３ 発熱体
２０４ 石英管
２０５ 内壁面
２０７ ガス導入口
２０８ ガス排気口
２０９ 回転軸
２１０ サセプタ
２３１ 第１ガス供給部
２３２ 第２ガス供給部
２３３ 第３ガス供給部
２３４ 第４ガス供給部
２３５ ガス供給部
２４１ 第１ガス流量制御部
２４２ 第２ガス流量制御部
２４３ 第３ガス流量制御部
２４４ 第４ガス流量制御部
２４５ 制御部
３００ 製造装置
４００ 炭化珪素半導体装置
Ａ 測定面
Ｂ 吸着面
Ｌ１ 第１平面
Ｌ２ 第２平面
Ｌ３ 第３平面
Ｌ４ 第４平面
Ｌ５ 最小二乗平面
Ｐ１ 第１最低点
Ｐ２ 第１最高点
Ｐ３ 第３最低点
Ｐ４ 第４最高点
Ｔ１ 第１高さ
Ｔ２ 第２高さ
Ｔ３ 最低点高さ
Ｔ４ 最高点高さ
Ｗ１ 第１幅
Ｗ２ 長さ

【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】