特許 7170460 ＳｉＣ単結晶の評価方法、及び品質検査方法

(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】

(24)【登録日】2022-11-04

(45)【発行日】2022-11-14

(54)【発明の名称】ＳｉＣ単結晶の評価方法、及び品質検査方法

(51)【国際特許分類】

   C30B 29/36 20060101AFI20221107BHJP

【ＦＩ】

C30B29/36 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018152393

(22)【出願日】2018-08-13

(65)【公開番号】P2020026377

(43)【公開日】2020-02-20

【審査請求日】2021-05-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000002004

【氏名又は名称】昭和電工株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(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】藤川 陽平

(72)【発明者】

【氏名】鷹羽 秀隆

【審査官】宮崎 園子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００９／０３５０９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１０４２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１３１４４９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ３０Ｂ ２９／３６

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平面視中央を通る第１の方向に沿って、原子配列面の湾曲量を測定する工程と、
前記原子配列面の湾曲量から基底面転位（ＢＰＤ）密度を概算する工程と、
前記第１の方向と直交する第２の方向における原子配列面の湾曲量を測定する工程と、
前記第２の方向における原子配列面の湾曲量から基底面転位（ＢＰＤ）密度を概算する工程と、
を有するＳｉＣ単結晶の評価方法。

【請求項2】

基底面転位（ＢＰＤ）密度が１００００ｃｍ^－２以下のＳｉＣ単結晶に対して評価を行う、請求項１に記載のＳｉＣ単結晶の評価方法。

【請求項3】

平面視中央を通り、中央に対して対称な六方向に沿って原子配列面の湾曲量を測定する工程と、
測定された前記六方向のそれぞれに沿う面のそれぞれにおける前記原子配列面の湾曲量から基底面転位（ＢＰＤ）密度を概算する工程と、を有するＳｉＣ単結晶の評価方法。

【請求項4】

ＳｉＣ単結晶からなるＳｉＣインゴットを複数ロット作製する工程と、
請求項１～３のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶の評価方法を用いて、ロットごとのＳｉＣインゴットの基底面転位（ＢＰＤ）密度を評価する工程と、を有する品質検査方法。

【請求項5】

ＳｉＣ単結晶からなるＳｉＣインゴットを作製する工程と、
前記ＳｉＣインゴットを前記ＳｉＣインゴットの成長方向と交差する方向に切断し、複数の切断体を作製する工程と、
請求項１～３のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶の評価方法を用いて、切断体ごとの基底面転位（ＢＰＤ）密度を評価する工程と、を有する品質検査方法。

【請求項6】

ＳｉＣ単結晶からなるＳｉＣウェハを作製する工程と、
請求項１又は２に記載のＳｉＣ単結晶の評価方法を用いて、前記第１の方向に沿った複数の測定箇所ごとにおける基底面転位（ＢＰＤ）密度を評価する工程と、を有する品質検査方法。

【請求項7】

ＳｉＣ単結晶からなるＳｉＣウェハを作製する工程と、
請求項３に記載のＳｉＣ単結晶の評価方法を用いて、第１の方向に沿った複数の測定箇所ごとにおける基底面転位（ＢＰＤ）密度を評価する工程と、を有する品質検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＳｉＣ単結晶の評価方法、及び品質検査方法に関する。

【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。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】

半導体等のデバイスには、ＳｉＣウェハ上にエピタキシャル膜を形成したＳｉＣエピタキシャルウェハが用いられる。ＳｉＣウェハ上に化学的気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）によって設けられたエピタキシャル膜が、ＳｉＣ半導体デバイスの活性領域となる。

【0004】

そのため、割れ等の破損が無く、欠陥の少ない、高品質なＳｉＣウェハが求められている。なお、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ウェハはエピタキシャル膜を形成前のウェハを意味する。

【0005】

ＳｉＣウェハのキラー欠陥の一つとして、基底面転位（ＢＰＤ）がある。ＳｉＣウェハのＢＰＤの一部はＳｉＣエピタキシャルウェハにも引き継がれ、デバイスの順方向に電流を流した際の順方向特性の低下の要因となる。ＢＰＤは、基底面において生じるすべりが発生の原因の一つであると考えられている欠陥である。

【0006】

ＳｉＣ単結晶におけるＢＰＤ密度を評価する方法の一つとして、ＫＯＨエッチングを用いたエッチピット分析法が知られている（特許文献１）。エッチピット分析法は、ＳｉＣ単結晶をＫＯＨエッチングすることでエッチピットを形成し、その形状から転位を判別する方法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１５－１８８００３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１に記載のエッチピット分析法を行ったＳｉＣ単結晶は、デバイスに用いることができない。すなわち、エッチピット分析法は破壊検査であり、デバイスに使用するＳｉＣ単結晶そのものを検査することができない。そのため、非破壊で検査できる方法が求められている。

【0009】

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、デバイスに使用するＳｉＣ単結晶そのものを評価できるＳｉＣ単結晶の評価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、ＳｉＣ単結晶の原子配列面（格子面）の湾曲量と、基底面転位（ＢＰＤ）密度との間に、相関関係があることを見出した。そのため、ＳｉＣ単結晶の原子配列面（格子面）の湾曲量を評価することで、基底面転位（ＢＰＤ）密度の概算を行うことができることを見出した。
すなわち、本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を提供する。

【0011】

（１）第１の態様にかかるＳｉＣ単結晶の評価方法は、平面視中央を通る第１の方向に沿って、原子配列面の湾曲量を測定する工程と、前記原子配列面の湾曲量から基底面転位（ＢＰＤ）密度を概算する工程と、を有する。

【0012】

（２）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶の評価方法は、基底面転位（ＢＰＤ）密度が１００００ｃｍ^－２以下のＳｉＣ単結晶に対して行ってもよい。

【0013】

（３）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶の評価方法は、前記第１の方向と直交する第２の方向における原子配列面の湾曲量を測定する工程と、前記第２の方向における原子配列面の湾曲量から基底面転位（ＢＰＤ）密度を概算する工程と、をさらに有してもよい。

【0014】

（４）第２の態様にかかる品質検査方法は、ＳｉＣ単結晶からなるＳｉＣインゴットを複数ロット作製する工程と、上記態様にかかるＳｉＣ単結晶の評価方法を用いて、ロットごとのＳｉＣインゴットの基底面転位（ＢＰＤ）密度を評価する工程と、を有する。

【0015】

（５）第３の態様にかかる品質検査方法は、ＳｉＣ単結晶からなるＳｉＣインゴットを作製する工程と、前記ＳｉＣインゴットを前記ＳｉＣインゴットの成長方向と交差する方向に切断し、複数の切断体を作製する工程と、上記態様にかかるＳｉＣ単結晶の評価方法を用いて、切断体ごとの基底面転位（ＢＰＤ）密度を評価する工程と、を有する。

【0016】

（６）第４の態様にかかる品質検査方法は、ＳｉＣ単結晶からなるＳｉＣウェハを作製する工程と、上記態様にかかるＳｉＣ単結晶の評価方法を用いて、前記第１の方向に沿った複数の測定箇所ごとにおける基底面転位（ＢＰＤ）密度を評価する工程と、を有する。

【発明の効果】

【0017】

上記態様にかかるＳｉＣ単結晶の評価方法を用いると、デバイスに使用するＳｉＣ単結晶そのものを評価できる。またデバイスに使用するＳｉＣ単結晶の全数検査も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】ＳｉＣ単結晶を平面視中心を通る第１の方向に延在する直線に沿って切断した切断面の模式図である。

【図2】ＳｉＣ単結晶の原子配列面の一例を模式的に示した図である。

【図3】ＳｉＣ単結晶の原子配列面の別の例を模式的に示した図である。

【図4】原子配列面の湾曲量の測定方法を具体的に説明するための図である。

【図5】原子配列面の湾曲量の測定方法を具体的に説明するための図である。

【図6】原子配列面の湾曲量の測定方法を具体的に説明するための図である。

【図7】原子配列面の湾曲量の測定方法を具体的に説明するための図である。

【図8】複数のＸＲＤの測定点から原子配列面の曲率半径を求めた例を示す。

【図9】原子配列面の湾曲量の測定方法の別の例を具体的に説明するための図である。

【図10】原子配列面の湾曲量の測定方法の別の例を具体的に説明するための図である。

【図11】同一の条件で作製したＳｉＣインゴットをその積層方向に４分割した各切断体の原子配列面とＢＰＤ密度との関係を示す。

【図12】異なるＳｉＣインゴットの原子配列面の曲率半径とＢＰＤ密度との関係を示す。

【図13】ＳｉＣウェハの一例を平面視した図である。

【図14】ＳｉＣウェハの測定箇所ごとの原子配列面の曲率半径とＢＰＤ密度との関係を示す。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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、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。

【0020】

「ＳｉＣ単結晶の評価方法」
本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の評価方法は、平面視中央を通る第１の方向に沿って、原子配列面の湾曲量を測定する工程と、原子配列面の湾曲量から基底面転位（ＢＰＤ）密度を概算する工程と、を有する。

【0021】

＜原子配列面の湾曲量の測定＞
図１は、ＳｉＣ単結晶を平面視中心を通る第１の方向に延在する直線に沿って切断した切断面の模式図である。第１の方向は、原子配列面の湾曲量とＢＰＤ密度との相関関係を事前に調べた方向であれば、任意の方向を設定できる。図１では、第１の方向を［１－１００］としている。図１において上側は［０００－１］方向、すなわち＜０００１＞方向に垂直に切断をした時にカーボン面（Ｃ面、（０００－１）面）が現れる方向である。以下、第１の方向を［１－１００］とした場合を例に説明する。

【0022】

ここで結晶方位及び面は、ミラー指数として以下の括弧を用いて表記される。（）と｛｝は面を表す時に用いられる。（）は特定の面を表現する際に用いられ、｛｝は結晶の対称性による等価な面の総称（集合面）を表現する際に用いられる。一方で、＜＞と［］は方向を表す特に用いられる。［］は特定の方向を表現する際に用いられ、＜＞は結晶の対称性による等価な方向を表現する際に用いられる。

【0023】

図１に示すように、ＳｉＣ単結晶１は、複数の原子Ａが整列してなる単結晶である。そのため図１に示すように、ＳｉＣ単結晶の切断面をミクロに見ると、複数の原子Ａが配列した原子配列面２が形成されている。切断面における原子配列面２は、切断面に沿って配列する原子Ａを繋いで得られる切断方向と略平行な方向に延在する線として表記される。

【0024】

切断面における原子配列面２の形状は、ＳｉＣ単結晶１の最表面の形状によらず、凸形状、凹形状となっている場合がある。また原子配列面２の形状は切断方向によって異なっている場合がある。原子配列面２の形状としては、例えば図２に示すように中心に向かって窪んだ凹形状、図３に示すように所定の切断面では凹形状、異なる切断面では凸形状のポテトチップス型（鞍型）の形状等がある。

【0025】

原子配列面２の形状はＸ線回折（ＸＲＤ）により測定できる。測定する面は測定する方向に応じて決定される。測定方向を［ｈｋｉｌ］とすると、測定面は（ｍｈ ｍｋ ｍｉ ｎ）の関係を満たす必要がある。ここで、ｍは０以上の整数であり、ｎは自然数である。例えば、［１１－２０］方向に測定する場合は、ｍ＝０、ｎ＝４として（０００４）面、ｍ＝２、ｎ＝１６として（２２－４１６）面等が選択される。一方で、［１１－２０］方向に測定する場合は、ｍ＝０、ｎ＝４として（０００４）面、ｍ＝３、ｎ＝１６として（３－３０１６）面等が選択される。すなわち測定面は、測定方向によって異なる面であってもよく、原子配列面は必ずしも同じ面とはならなくてもよい。上記関係を満たすことで、結晶成長時に及ぼす影響の少ないａ面又はｍ面方向の格子湾曲をｃ面方向の格子湾曲と誤認することを防ぐことができる。また測定はＣ面、Ｓｉ面のいずれの面を選択してもよいが、一つのサンプルにおいて測定方向は変更しない。

【0026】

Ｘ線回折データは、所定の方向に沿って中心、端部、中心と端部との中点の５点において取得する。原子配列面２が湾曲している場合、Ｘ線の反射方向が変わるため、中心とそれ以外の部分とで出力されるＸ線回折像のピークのω角の位置が変動する。この回折ピークの位置変動から原子配列面２の湾曲方向を求めることができる。また回折ピークの位置変動から原子配列面２の曲率半径も求めることができ、原子配列面２の湾曲量も求めることができる。

【0027】

（原子配列面の湾曲量の測定方法（方法１）の具体的な説明）
ＳｉＣ単結晶をスライスした試料（以下、ウェハ２０と言う）の外周端部分のＸＲＤの測定値から原子配列面の湾曲方向及び湾曲量を測定する方法について具体的に説明する。

【0028】

図４に平面視中心を通り原子配列面の測定の方向、例えば［１－１００］方向に沿って切断した切断面を模式的に示す。ウェハ２０の半径をｒとすると、断面の横方向の長さは２ｒとなる。また図４にウェハ２０における原子配列面２２の形状も図示している。図４に示すように、ウェハ２０自体の形状は平坦であるが、原子配列面２２は湾曲している場合がある。図４に示す原子配列面２２は左右対称であり、凹型に湾曲している。この対称性は、ＳｉＣ単結晶（インゴット）の製造条件が通常中心に対して対称性があることに起因する。なお、この対称性とは、完全対称である必要はなく、製造条件の揺らぎ等に起因したブレを容認する近似としての対称性を意味する。

【0029】

次いで、図５に示すように、ＸＲＤをウェハ２０の両外周端部に対して行い、測定した２点間のＸ線回折ピーク角度の差Δθを求める。このΔθが測定した２点の原子配列面２２の傾きの差になっている。Ｘ線回折測定に用いる回折面は、上述のように切断面にあわせて適切な面を選択する。

【0030】

次に、図６に示すように、得られたΔθから湾曲した原子配列面２２の曲率半径を求める。図６には、ウェハ２０の原子配列面２２の曲面が円の一部であると仮定して、測定した２箇所の原子配列面に接する円Ｃを示している。図６から幾何学的に、接点を両端とする円弧を含む扇型の中心角φは、測定したＸ線回折ピーク角度の差Δθと等しくなる。原子配列面２２の曲率半径は、当該円弧の半径Ｒに対応する。円弧の半径Ｒは以下の関係式で求められる。

【0031】

【数1】

【0032】

そして、この円弧の半径Ｒとウェハ２０の半径ｒとから、原子配列面２２の湾曲量ｄが求められる。図７に示すように、原子配列面２２の湾曲量ｄは、円弧の半径から、円弧の中心からウェハ２０に下した垂線の距離を引いたものに対応する。円弧の中心からウェハ２０に下した垂線の距離は、三平方の定理から算出され、以下の式が成り立つ。なお、本明細書では曲率半径が正（凹面）の場合の湾曲量ｄを正の値とし、負（凸面）の場合の湾曲量ｄを負の値と定義する。

【0033】

【数2】

【0034】

上述のように、ＸＲＤのウェハ２０の両外側端部の測定値だけからＲを測定することもできる。一方で、この方法を用いると、測定箇所に局所的な歪等が存在した場合において、形状を見誤る可能性もある。その為、複数箇所でＸ線回折ピーク角度の測定を行って、単位長さ辺りの曲率を以下の式から換算する。

【0035】

【数3】

【0036】

図８に、複数のＸＲＤの測定点から原子配列面の曲率半径を求めた例を示す。図８の横軸はウェハ中心からの相対位置であり、縦軸はウェハ中心回折ピーク角に対する各測定点の相対的な回折ピーク角度を示す。図８は、ウェハの［１－１００］方向を測定し、測定面を（３－３０１６）とした例である。測定箇所は５カ所で行った。５点はほぼ直線に並んでおり、この傾きから、ｄθ／ｄｒ＝８．６９×１０^－４ｄｅｇ／ｍｍが求められる。この結果を上式に適用することでＲ＝６６ｍの凹面であることが計算できる。そして、このＲとウェハの半径ｒ（７５ｍｍ）から、原子配列面の湾曲量ｄが４２．６μｍと求まる。

【0037】

ここまで原子配列面の形状が凹面である例で説明したが、凸面の場合も同様に求められる。凸面の場合は、Ｒはマイナスとして算出される。

【0038】

（原子配列面の湾曲量の別の測定方法（方法２）の説明）
原子配列面の湾曲量は、別の方法で求めてもよい。図９に平面視中心を通り原子配列面の測定の方向、例えば［１－１００］方向に沿って切断した切断面を模式的に示す。図９では、原子配列面２２の形状が凹状に湾曲している場合を例に説明する。

【0039】

図９に示すように、ウェハ２０の中心とウェハ２０の中心から距離ｘだけ離れた場所の２箇所で、Ｘ線回折の回折ピークを測定する。インゴットの製造条件の対称性からウェハ２０の形状は、近似として左右対称とすることができ、原子配列面２２はウェハ２０の中央部で平坦になると仮定できる。そのため、図１０に示すように測定した２点における原子配列面２２の傾きの差をΔθとすると、原子配列面２２の相対的な位置ｙは以下の式で表記できる。

【0040】

【数4】

【0041】

中心からの距離ｘの位置を変えて複数箇所の測定をすることで、それぞれの点でウェハ中心と測定点とにおける原子配列面２２の相対的な原子位置を求めることができる。
この方法は、それぞれの測定箇所で原子配列面における原子の相対位置が求められる。そのため、局所的な原子配列面の湾曲量を求めることができる。また、ウェハ２０全体における原子配列面２２の相対的な原子位置をグラフとして示すことができ、原子配列面２２のならびを感覚的に把握するために有益である。

【0042】

ここでは、測定対象をウェハ２０の場合を例に説明した。測定対象がＳｉＣインゴットやＳｉＣインゴットから切断された切断体の場合も、同様に原子配列面の湾曲量を求めることができる。

【0043】

＜原子配列面の湾曲量からＢＰＤ密度の概算＞
次いで、測定した原子配列面の湾曲量からＢＰＤ密度を概算する。図１１は、作製したＳｉＣインゴットをその積層方向に４分割した各切断体の原子配列面とＢＰＤ密度との関係を示す。以下の表１は、測定位置と、原子配列面の曲率半径と、ＢＰＤ密度との関係を示す。なお、測定位置は、種結晶からのＳｉＣインゴットの成長量を意味し、種結晶と成長領域との界面からの距離を意味する。

【0044】

【表1】

【0045】

図１１に示すように、原子配列面の曲率半径とＢＰＤ密度とは対応関係を有する。原子配列面の曲率半径が大きい（原子配列面の湾曲量が小さい）ほど、ＢＰＤ密度は少なくなる傾向にある。内部に応力が残留した結晶は、結晶面のすべりを誘起させ、ＢＰＤの発生と共に原子配列面２を湾曲させると考えられる。あるいは、逆に、湾曲量が大きい原子配列面２が、ひずみを有し、ＢＰＤの原因となることも考えられる。いずれの場合においても、原子配列面の湾曲が大きいほどＢＰＤ密度が大きくなる。

【0046】

この原子配列面の曲率半径とＢＰＤ密度との対応関係から、測定試料のＢＰＤ密度を概算することができる。原子配列面の曲率半径とＢＰＤ密度との対応関係は、同一条件で作製した別の試料における測定結果から検量線を作成することで、事前に入手できる。原子配列面の湾曲量は、測定方向によっても異なる場合（図２、図３参照）がある。そのため検量線を作成する試料の測定方向と、測定試料の測定方向（第１の方向）とは一致させることが好ましい。

【0047】

上述のように、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の評価方法によれば、デバイスに使用するＳｉＣ単結晶そのものを、非破壊で評価できる。品質評価において現物評価とサンプリング評価では、現物評価の方が信頼性は高い。そのため、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の評価方法を用いることで、顧客に対してより信頼性の高い評価を提示することができる。また試料の全数検査を行うことも可能となる。

【0048】

また本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の評価方法に用いる評価試料（ＳｉＣ単結晶）のＢＰＤ密度は、１００００ｃｍ^－２以下であることが好ましく、５０００ｃｍ^－２以下であることがより好ましい。ＢＰＤは、原子配列面の湾曲以外にも様々な要因で発生する。そのため、ＢＰＤ密度が大きいＳｉＣ単結晶は、原子配列面の湾曲以外の要因で発生したＢＰＤを含む場合がある。このようなＢＰＤを含むと、原子配列面の曲率半径とＢＰＤ密度との対応関係が乱れ、検量線に対する精度が低下する。ＢＰＤ密度が１００００ｃｍ^－２以下の試料であれば、原子配列面の曲率半径とＢＰＤ密度との間に、明確な対応関係を確認できる。

【0049】

また本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の評価方法は、第１の方向と直交する第２の方向における原子配列面の湾曲量を測定する工程と、第２の方向における原子配列面の湾曲量から基底面転位（ＢＰＤ）密度を概算する工程と、をさらに有してもよい。

【0050】

第１の方向の結果からＢＰＤ密度を概算することは、上述のように可能である。一方で、原子配列面の湾曲量は、測定方向によっても異なる場合（図２、図３参照）がある。そのため、複数の方向における原子配列面の湾曲量を求め、それぞれの方向から概算されるＢＰＤ密度を求めることで、ＢＰＤ密度の概算の精度をより高めることができる。

【0051】

また二方向に限られず、より複数の方向で測定してもよい。ＳｉＣ単結晶１の結晶構造は六方晶である。そのため、中心に対して対称な六方向に沿って原子配列面の湾曲量を測定すると、より高い精度でＢＰＤ密度を概算できる。

【0052】

「品質検査方法」
本実施形態にかかる品質検査方法は、上述のＳｉＣ単結晶の評価方法を用いる。ＳｉＣ単結晶の品質検査は、ＳｉＣインゴットのロットごと、一つのＳｉＣインゴット内の場所ごと、ＳｉＣウェハの複数の場所ごとのそれぞれで行うことができる。

【0053】

＜ロット評価＞
ロットごとの評価を行う際の品質検査方法は、ＳｉＣ単結晶からなるＳｉＣインゴットを複数ロット作製する工程と、上記のＳｉＣ単結晶の評価方法を用いて、ロットごとのＳｉＣインゴットの基底面転位（ＢＰＤ）密度を評価する工程と、を有する。

【0054】

まずＳｉＣインゴットを複数ロット作製する。各ＳｉＣインゴットは公知の方法で作製する。各ＳｉＣインゴットの製造条件は大きく変更しないことが好ましい。原子配列面の湾曲量とＢＰＤ密度との対応関係を示す検量線は、ＳｉＣインゴットの製造条件によっても変わるためである。

【0055】

そして、作製したＳｉＣインゴットのそれぞれの原子配列面の湾曲量を求める。この際、ＳｉＣインゴットにおける測定位置及び測定方向は同一とすることが好ましい。また原子配列面の湾曲量を測定する際は、上述の方法１で測定することが好ましい。方法２は、回折条件によっては部分的に測定しにくい位置（特にウェハの一方の端部近く）が生じる場合があり、また結晶性が悪い部分があると誤差を含みやすい。

【0056】

図１２は、異なるＳｉＣインゴットの原子配列面の曲率半径とＢＰＤ密度との関係を示す。なお、図１２の測定においては、第１の方向を［１１－２０］とした。図１２に示すように、異なるロットごとの原子配列面の曲率半径の結果を集めても、原子配列面の曲率半径とＢＰＤ密度との間に対応関係が確認できる。そのため、ロットごとの測定においても検量線を引くことができる。

【0057】

上述のように、ロットごとの原子配列面の湾曲量を評価することで、ロットごとのＳｉＣインゴットのＢＰＤ密度を評価することができる。そのため、同一条件で各ロットを作製しているにも関わらず、極端に原子配列面の湾曲量の異なるロットが発生した場合、製造プロセス等に問題が発生していることを非破壊で判断することができる。また各ロット間におけるＢＰＤ密度の推移も把握することができる。

【0058】

＜インゴット評価＞
一つのＳｉＣインゴット内の場所ごとの評価を行う際の品質検査方法は、ＳｉＣ単結晶からなるＳｉＣインゴットを作製する工程と、ＳｉＣインゴットをＳｉＣインゴットの成長方向と交差する方向に切断し、複数の切断体を作製する工程と、上述のＳｉＣ単結晶の評価方法を用いて、切断体ごとの基底面転位（ＢＰＤ）密度を評価する工程と、を有する。

【0059】

まずＳｉＣインゴットを作製する。ＳｉＣインゴットは公知の方法で作製する。次いで、作製したＳｉＣインゴットを複数の切断体に分割する。切断方向は、ＳｉＣインゴットの成長方向に対して交差する向きとする。

【0060】

最後に得られたＳｉＣインゴットの切断体ごとに、原子配列面の湾曲量を求める。原子配列面の湾曲量は、上述の方法１で測定することが好ましい。図１１は、切断体ごとの原子配列面の曲率半径とＢＰＤ密度との関係を示す。上述のように、図１１に示す原子配列面の曲率半径とＢＰＤ密度とは対応関係を有するため、ＳｉＣインゴットの成長過程におけるＢＰＤ密度の推移を把握することができる。

【0061】

＜ＳｉＣウェハ評価＞
ＳｉＣウェハの場所ごとの評価を行う際の品質検査方法は、ＳｉＣ単結晶からなるＳｉＣウェハを作製する工程と、上述のＳｉＣ単結晶の評価方法を用いて、第１の方向に沿った複数の測定箇所ごとにおける基底面転位（ＢＰＤ）密度を評価する工程と、を有する。

【0062】

ＳｉＣウェハは、ＳｉＣインゴットを切断して得られる。図１３は、ＳｉＣウェハの一例を平面視した図である。ＳｉＣウェハを評価する場合は、測定する第１の方向に沿った複数の測定箇所Ｍｐのそれぞれで原子配列面の湾曲量を求める。この場合は、上述の方法２を用いることが好ましい。図１３では、第１の方向を［１１－２０］とした。

【0063】

原子配列面２の湾曲量を測定するＳｉＣウェハの厚みは、５００μｍ以上であることが好ましい。ＳｉＣウェハの厚みが５００μｍ以上であれば、ＳｉＣウェハの反りを抑制できる。ＳｉＣウェハ自体が反ると、原子配列面２の湾曲量を正確に見積もることが難しくなる。ＳｉＣウェハの反り量としては、任意の方向に５μｍ以下であることが好ましい。ここでＳｉＣウェハの反り量とは、平坦面に試料を載置した際に、試料の平坦面側の載置面から平坦面に向けて下した垂線の距離の最大値を指す。

【0064】

図１４は、ＳｉＣウェハの測定箇所Ｍｐごとの原子配列面の曲率半径とＢＰＤ密度との関係を示す。図１４に示すように、ＳｉＣウェハの一領域である所定の測定箇所Ｍｐを測定しても、原子配列面の曲率半径とＢＰＤ密度との間には対応関係が確認される。すなわち、ロット評価やインゴット評価のようにＳｉＣ単結晶全体の平均値としてのＢＰＤ密度だけでなく、ウェハの一領域のＢＰＤ密度も概算することができる。

【0065】

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。

【符号の説明】

【0066】

１…ＳｉＣ単結晶、２，２２…原子配列面、ウェハ…２０、Ａ…原子

【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】