特許 7216248 ＳｉＣデバイス及びＳｉＣデバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-23

(45)【発行日】2023-01-31

(54)【発明の名称】ＳｉＣデバイス及びＳｉＣデバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C30B 29/36 20060101AFI20230124BHJP

   C30B 25/20 20060101ALI20230124BHJP

【ＦＩ】

C30B29/36 A

C30B25/20

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022189408

(22)【出願日】2022-11-28

(62)【分割の表示】P 2021115760の分割

【原出願日】2021-07-13

【審査請求日】2022-11-28

【早期審査対象出願】

(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】塩野 翼

(72)【発明者】

【氏名】馬渕 雄一郎

【審査官】有田 恭子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０７７８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９９４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２１６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０９４７６４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ３０Ｂ １／００－３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＳｉＣ基板と、前記ＳｉＣ基板上に積層されたＳｉＣエピタキシャル層と、を備え、
前記ＳｉＣエピタキシャル層は、前記ＳｉＣ基板側から順に第１層、第２層、第３層を有し、
前記ＳｉＣ基板の窒素濃度は、６．０×１０^１８ｃｍ^－３以上１．５×１０^１９ｃｍ^－３以下であり、
前記第１層の窒素濃度は、１．０×１０^１７ｃｍ^－３以上１．５×１０^１８ｃｍ^－３以下であり、
前記第２層の窒素濃度は、１．０×１０^１８ｃｍ^－３以上５．０×１０^１８ｃｍ^－３以下であり、
前記第３層の窒素濃度は、５．０×１０^１３ｃｍ^－３以上１．０×１０^１７ｃｍ^－３以下である、ＳｉＣデバイス。

【請求項2】

前記第２層の膜厚は、２．０μｍ以上である、請求項１に記載のＳｉＣデバイス。

【請求項3】

前記第１層の膜厚は、０．２μｍ以上２．０μｍ以下である、請求項１に記載のＳｉＣデバイス。

【請求項4】

前記第１層の膜厚は、０．２μｍ以上２．０μｍ以下である、請求項２に記載のＳｉＣデバイス。

【請求項5】

前記ＳｉＣデバイスがパワーデバイスである、請求項１～４のいずれか一項に記載のＳｉＣデバイス。

【請求項6】

前記ＳｉＣデバイスが高周波デバイスである、請求項１～４のいずれか一項に記載のＳｉＣデバイス。

【請求項7】

前記ＳｉＣデバイスが高温動作デバイスである、請求項１～４のいずれか一項に記載のＳｉＣデバイス。

【請求項8】

前記ＳｉＣデバイスがバイポーラデバイスである、請求項１～４のいずれか一項に記載のＳｉＣデバイス。

【請求項9】

ＳｉＣ基板にＳｉＣエピタキシャル層が形成されたＳｉＣエピタキシャルウェハを用いてＳｉＣデバイスを作製する工程を有し、
前記ＳｉＣエピタキシャル層は、前記ＳｉＣ基板側から順に第１層、第２層、第３層を有し、
前記ＳｉＣ基板の窒素濃度は、６．０×１０^１８ｃｍ^－３以上１．５×１０^１９ｃｍ^－３以下であり、
前記第１層の窒素濃度は、１．０×１０^１７ｃｍ^－３以上１．５×１０^１８ｃｍ^－３以下であり、
前記第２層の窒素濃度は、１．０×１０^１８ｃｍ^－３以上５．０×１０^１８ｃｍ^－３以下であり、
前記第３層の窒素濃度は、５．０×１０^１３ｃｍ^－３以上１．０×１０^１７ｃｍ^－３以下である、ＳｉＣデバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＳｉＣデバイス及びＳｉＣデバイスの製造方法に関する。

【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。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エピタキシャルウェハに形成される。ＳｉＣエピタキシャルウェハは、ＳｉＣ基板と、ＳｉＣ基板上に積層されたエピタキシャル層と、を備える。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】

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すると、ＢＰＤを基点として積層欠陥が拡張し、高抵抗な積層欠陥となる。デバイス内に生じた高抵抗部は、デバイスの信頼性を低下させる。ＢＰＤは、その近傍で少数キャリアが再結合すると積層欠陥を形成しながら拡張する性質がある。

【0006】

例えば、特許文献１～３には、ＳｉＣ基板とデバイスが形成される半導体層との間に、基板と同程度又はそれ以上の高濃度の不純物を含むバッファ層を形成することが記載されている。バッファ層は、ＢＰＤが拡張し積層欠陥となることを抑制する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許第６６２７９３８号公報

【文献】特許第６３５１８７４号公報

【文献】特許第５６８７４２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ＳｉＣデバイスの作製において、エピタキシャル層の膜厚は重要な情報である。エピタキシャル層の測定膜厚と実膜厚とが異なると、プロセス過程でトラブルの原因となる場合がある。エピタキシャル層の膜厚は、例えば、フーリエ変換赤外分光（ＦＴ－ＩＲ）法で測定できる。ＦＴ－ＩＲは、表面反射と界面反射との干渉波形からフーリエ変換により膜厚を測定する。界面が複数ある場合、複数の干渉波形が生じる。干渉波形同士が重なると、所望の干渉波形を分離できず、所望の膜厚を測定することができない。例えば、ＳｉＣ基板とデバイスが形成される半導体層との間に、高濃度の不純物を含むバッファ層を形成すると、エピタキシャル層の総厚を正確に測定できない場合がある。

【0009】

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、エピタキシャル層の総厚及びドリフト層の厚みを測定できる、ＳｉＣエピタキシャルウェハ及びその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】

【0010】

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。

【0011】

（１）第１の態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハは、ＳｉＣ基板と、前記ＳｉＣ基板上に積層されたエピタキシャル層と、を備え、前記エピタキシャル層は、前記ＳｉＣ基板側から順に第１層、第２層、第３層を有し、前記ＳｉＣ基板の窒素濃度は、６．０×１０^１８ｃｍ^－３以上１．５×１０^１９ｃｍ^－３以下であり、前記第１層の窒素濃度は、１．０×１０^１７ｃｍ^－３以上１．５×１０^１８ｃｍ^－３以下であり、前記第２層の窒素濃度は、１．０×１０^１８ｃｍ^－３以上５．０×１０^１８ｃｍ^－３以下であり、前記第３層の窒素濃度は、５．０×１０^１３ｃｍ^－３以上１．０×１０^１７ｃｍ^－３以下である。

【0012】

（２）上記態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハにおいて、前記第２層の膜厚は、２．０μｍ以上であってもよい。

【0013】

（３）上記態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハにおいて、前記第１層の膜厚は、０．２μｍ以上２．０μｍ以下であってもよい。

【0014】

（４）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、窒素濃度が６．０×１０^１８ｃｍ^－３以上１．５×１０^１９ｃｍ^－３以下のＳｉＣ基板上に、窒素濃度が１．０×１０^１７ｃｍ^－３以上１．５×１０^１８ｃｍ^－３以下の第１層を積層する工程と、前記第１層上に、窒素濃度が１．０×１０^１８ｃｍ^－３以上５．０×１０^１８ｃｍ^－３以下の第２層を積層する工程と、前記第２層上に、窒素濃度が５．０×１０^１３ｃｍ^－３以上１．０×１０^１７ｃｍ^－３以下の第３層を積層する工程と、を有する。

【発明の効果】

【0015】

上記態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハは、エピタキシャル層の総厚及びドリフト層の厚みを測定できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１実施形態に係るＳｉＣエピタキシャルウェハの断面図である。

【図2】ＦＴ－ＩＲの測定原理を示す図である。

【図3】各層の窒素濃度を制御しなかった場合（比較例）におけるＦＴ－ＩＲ測定結果である。

【図4】実施例１におけるＳｉＣエピタキシャルウェハにおける膜厚測定箇所の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。

【0018】

図１は、第１実施形態に係るＳｉＣエピタキシャルウェハ１００の断面図である。ＳｉＣエピタキシャルウェハ１００は、ＳｉＣ基板１０とエピタキシャル層２０とを有する。

【0019】

ＳｉＣ基板１０は、例えば、ＳｉＣインゴットから切り出されたものである。ＳｉＣインゴットは、例えば、昇華法を用いてＳｉＣ種結晶上に成長する。ＳｉＣ基板１０は、例えば、（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。

【0020】

ＳｉＣ基板１０は、不純物がドーピングされている。不純物は、例えば、窒素である。ＳｉＣ基板１０の窒素濃度は、６．０×１０^１８ｃｍ^－３以上１．５×１０^１９ｃｍ^－３以下である。ＳｉＣ基板１０の窒素濃度は、６．５×１０^１８ｃｍ^－３以上であることが好ましい。ドーピング濃度の面内均一性は３０％以内であることが好ましく、２０％以下であることがより好ましい。ＳｉＣ基板１０の平面視サイズは、例えば、６インチ以上である。

【0021】

エピタキシャル層２０は、ＳｉＣ基板１０上に積層されている。エピタキシャル層２０は、例えば、化学気相成長法（ＣＶＤ法）で形成される。

【0022】

エピタキシャル層２０は、例えば、第１層２１と第２層２２と第３層２３とを有する。エピタキシャル層２０は、ＳｉＣ基板１０上に、第１層２１、第２層２２、第３層２３の順に積層されている。第１層２１、第２層２２、第３層２３のそれぞれは、窒素濃度で区分される。第１層２１、第２層２２、第３層２３のそれぞれは、複数の層からなってもよい。

【0023】

第１層２１は、ＳｉＣ基板１０と第２層２２との間にある。第１層２１は、ＳｉＣ基板１０上に積層されている。第１層２１は、ｎ型又はｐ型の半導体である。

【0024】

第１層２１は、ＳｉＣ基板１０より窒素濃度が低く、第２層２２より窒素濃度が低い。第１層２１の窒素濃度は、１．０×１０^１７ｃｍ^－３以上１．５×１０^１８ｃｍ^－３以下である。第１層２１の窒素濃度は、例えば、ＳｉＣ基板１０の窒素濃度の０．３倍以下であることが好ましく、０．２倍以下であることがより好ましい。第１層２１のドーピング濃度の面内均一性は５０％以内であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましい。

【0025】

第１層２１の膜厚は、例えば、０．２μｍ以上２．０μｍ以下であり、好ましくは０．２μｍ以上１．２μｍ未満である。ＦＴ－ＩＲにおいて、ＳｉＣ基板１０と第１層２１との間の界面反射に伴う干渉波形と、第１層２１と第２層２２との間の界面反射に伴う干渉波形とは、重なりやすい。本実施形態に係るＳｉＣエピタキシャルウェハ１００であれば、第１層２１の膜厚が薄い場合でも、干渉波形の重なりを抑制でき、エピタキシャル層２０の総厚を正確に測定できる。

【0026】

第１層２１は、第１層２１とＳｉＣ基板１０との界面で、ＢＰＤをＴＥＤ（貫通刃状転移）に変換することで、ＳｉＣ基板１０内のＢＰＤがエピタキシャル層２０内に引き継がれることを抑制する。

【0027】

第２層２２は、第１層２１と第３層２３との間にある。第２層２２は、第１層２１上に積層されている。

【0028】

第２層２２は、第１層２１より窒素濃度が高い。第２層２２は、高濃度層と称されるｎ型の半導体層である。第２層２２は、エピタキシャル層２０中のキャリアがＳｉＣ基板１０に到るのを抑制する。キャリアがＳｉＣ基板１０に至り、ＳｉＣ基板１０内のＢＰＤ近傍でキャリアが再結合した場合、ＢＰＤを基点とした積層欠陥が拡張することで、デバイス抵抗が増加し、信頼性低下につながる。

【0029】

第２層２２の窒素濃度は、１．０×１０^１８ｃｍ^－３以上５．０×１０^１８ｃｍ^－３以下であり、好ましくは１．０×１０^１８ｃｍ^－３以上３．５×１０^１８ｃｍ^－３以下である。第２層２２の窒素濃度は、例えば、第１層２１の窒素濃度の１０倍以下であることが好ましく、５倍以下であることがより好ましい。ドーピング濃度の面内均一性は５０％以内であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましい。

【0030】

第２層２２の膜厚は、例えば、２．０μｍ以上であり、好ましくは１０μｍ以下である。第２層２２の膜厚が十分厚いと、エピタキシャル層２０中のキャリアがＳｉＣ基板１０に到るのをより抑制できる。第２層２２が厚すぎるとスループットが増加し、ＳｉＣエピタキシャルウェハ１００のコスト増の原因となる。

【0031】

第３層２３は、第２層２２上に積層されている。第３層２３は、ドリフト電流が流れ、デバイスとして機能する層である。第３層２３は、ドリフト層と称される。ドリフト電流は、半導体に電圧が印加された際に、キャリアの流れにより生じる電流である。

【0032】

第３層２３は、不純物を含む。不純物は、例えば、窒素である。第３層２３の窒素濃度は、５．０×１０^１３ｃｍ^－３以上１．０×１０^１７ｃｍ^－３以下であり、好ましくは１．０×１０^１４ｃｍ^－３以上１．０×１０^１７ｃｍ^－３以下である。第３層２３の窒素濃度は、例えば、第２層２２の窒素濃度の０．１倍以下であることが好ましく、０．０２倍以下であることがより好ましい。ドーピング濃度の面内均一性は２０％以内であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。

【0033】

第３層２２の膜厚は、例えば、５μｍ以上である。

【0034】

各層の窒素濃度は、水銀プローブ（Ｈｇ－ＣＶ）法や二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）等で測定できる。

【0035】

Ｈｇ－ＣＶ法は、ドナー濃度Ｎ_ｄとアクセプター濃度Ｎ_ａの差（Ｎ_ｄ－Ｎ_ａ）をｎ型の不純物濃度として測定する。ドナー濃度に比べてアクセプター濃度が十分に小さい場合は、これらの濃度差をｎ型の不純物濃度とみなせる。

【0036】

二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）は、厚み方向に層を削りながら、飛び出してきた二次イオンの質量分析をする方法である。質量分析からドーピング濃度を測定できる。

【0037】

窒素濃度の測定点はウェハ面内の分布が反映できるのであれば任意の点でよい。ウェハのエッジから５ｍｍ未満の部分は測定点に含めないことが好ましい。例えば、ウェハの中心を原点として十字の方向に複数点で測定する。例えば、原点を中心に十字のそれぞれの４方向に等間隔に並ぶ５点ずつの計２１点で測定する。上述の窒素濃度は、各点で測定された濃度の平均値である。それぞれの測定点における濃度は、平均値から大幅にズレるものではなく、少なくともいずれかの測定点は上述の窒素濃度の範囲を満たす。面内均一性とは、面内測定値の最大値から最小値を引き、面内測定値の平均値で割った値である。

【0038】

次いで、第１実施形態に係るＳｉＣエピタキシャルウェハ１００の製造方法を説明する。ＳｉＣエピタキシャルウェハ１００は、ＳｉＣ基板１０を準備する工程と、ＳｉＣ基板１０上に第１層２１、第２層２２、第３層２３を順に積層する工程と、を有する。

【0039】

まずＳｉＣ基板１０を準備する。ＳｉＣ基板１０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。例えば、ＳｉＣ基板１０の主面が（０００１）面に対して０．４°以上５°以下のオフセット角を有するように、スライスする。ＳｉＣ基板１０は、６．０×１０^１８ｃｍ^－３以上１．５×１０^１９ｃｍ^－３以下のものを選択する。

【0040】

ＳｉＣ基板１０には、ＢＰＤが（０００１）面（ｃ面）に沿って存在する。ＳｉＣ基板１０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。例えば、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個～５０００個程度である。

【0041】

次いで、ＳｉＣ基板１０上に第１層２１を成膜する。第１層２１の成膜は、ＳｉＣ基板１０上に、原料ガス及びドーパントガスを流通して、化学気相成長法により行う。原料ガスは、分子内にＳｉを含むＳｉ系原料ガスと、分子内にＣを含むＣ系原料ガスに分けられる。ドーパントガスは、例えば、窒素ガスである。

【0042】

第１層２１の窒素濃度は、１．０×１０^１７ｃｍ^－３以上１．５×１０^１８ｃｍ^－３以下とする。第１層２１の窒素濃度は、Ｃ／Ｓｉ比及びドーパントガス濃度を調整することで、制御される。Ｃ／Ｓｉ比は、Ｓｉ系原料ガス中のＳｉ原子に対するＣ系原料ガス中のＣ原子のモル比である。

【0043】

次いで、第１層２１上に、第２層２２を成膜する。第２層２２の窒素濃度は、１．０×１０^１８ｃｍ^－３以上５．０×１０^１８ｃｍ^－３以下とする。次いで、第２層２２上に、第３層２３を成膜する。第３層２３の窒素濃度は、５．０×１０^１３ｃｍ^－３以上１．０×１０^１７ｃｍ^－３以下とする。第２層２２及び第３層２３は、第１層２１と同様の方法で成膜することができる。

【0044】

第１実施形態に係るＳｉＣエピタキシャルウェハ１００は、エピタキシャル層２０の総厚及び第３層２３の厚みを測定できる。エピタキシャル層２０の総厚及び第３層２３の厚みは、ＦＴ－ＩＲで測定できる。

【0045】

図２は、ＦＴ－ＩＲの測定原理を示す図である。ＳｉＣエピタキシャルウェハ１００には、ＳｉＣ基板１０と第１層２１との間に界面Ｓ１、第１層２１と第２層２２の間に界面Ｓ２、第２層２２と第３層２３の間に界面Ｓ３、がある。界面Ｓ１では界面反射Ｒ１、界面Ｓ２では界面反射Ｒ２、界面Ｓ３では界面反射Ｒ３が生じる。ＦＴ－ＩＲは、表面反射とそれぞれの界面反射Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３との干渉波形からフーリエ変換により膜厚を測定する。

【0046】

図３は、各層の窒素濃度を制御しなかった場合（比較例）におけるＦＴ－ＩＲ測定結果である。図３における左のピークは、界面反射Ｒ３に由来する。図３における右のピークは、界面反射Ｒ１及び界面反射Ｒ２に由来する。図３に示すように、界面反射Ｒ１に由来するピークと界面反射Ｒ２に由来するピークは混合し、それぞれを分離することができない。そのため、ＦＴ－ＩＲの測定結果からエピタキシャル層２０の総厚と、第２層２２と第３層２３との合計厚みとを、分離して求めることができない。

【0047】

これに対し、第１実施形態に係るＳｉＣエピタキシャルウェハ１００は、各層の窒素濃度が制御されることで各層の屈折率が制御されている。そのため、ＦＴ－ＩＲ測定結果において、界面反射Ｒ２を起こさなくすることができ、図３における右のピークから界面反射Ｒ２の影響を取り除くことができる。したがって、界面反射Ｒ１に由来するピークからエピタキシャル層２０の総厚を測定できる。また界面反射Ｒ３に由来するピークから第３層２３の厚みを同時に測定できる。

【0048】

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。

【実施例】

【0049】

（実施例１）
窒素濃度が６．０×１０^１８ｃｍ^－３以上１．５×１０^１９ｃｍ^－３以下の範囲内であるＳｉＣ基板を準備した。ＳｉＣ基板のサイズは６インチとした。当該ＳｉＣ基板上に、エピタキシャル層として第１層、第２層、第３層を順に積層した。第１層の窒素濃度は１．０×１０^１８ｃｍ^－３とした。第２層の窒素濃度は３．５×１０^１８ｃｍ^－３とした。第３層の窒素濃度は１．０×１０^１６ｃｍ^－３とした。

【0050】

図４は、実施例１におけるＳｉＣエピタキシャルウェハにおける膜厚測定箇所の模式図である。図４に示すように、９カ所の測定点ｐ１～ｐ９のそれぞれで、エピタキシャル層の膜厚をＦＴ－ＩＲ測定した。

【0051】

（比較例１）
比較例１は、第２層の窒素濃度を６．５×１０^１８ｃｍ^－３とした点のみが実施例１と異なる。その他の条件を実施例１と同一として、９カ所の測定点ｐ１～ｐ９のそれぞれで、エピタキシャル層の膜厚をＦＴ－ＩＲ測定した。

【0052】

実施例１と比較例１では、測定されたエピタキシャル層の総厚が異なっていた。成長速度から算出したおおよその設定膜厚と比較すると、実施例１のエピタキシャル層の総厚が正しいと考えられる。面内平均値で比較すると、比較例１で測定されたエピタキシャル層の総厚の平均値は、実施例１で測定されたエピタキシャル層の総厚の平均値と０．２μｍ差があった。比較例１は、図３に示すように、界面反射Ｒ１に由来するピークと界面反射Ｒ２に由来するピークとが混合したためと思われる。

【0053】

（実施例２）
窒素濃度が約７．０×１０^１８ｃｍ^－３のＳｉＣインゴットからＳｉＣ基板を切り出した。当該ＳｉＣ基板上に、エピタキシャル層として第１層、第２層、第３層を順に積層した。第１層の窒素濃度は１．０×１０^１８ｃｍ^－３とした。第２層の窒素濃度は３．７×１０^１８ｃｍ^－３とした。第３層の窒素濃度は１．０×１０^１６ｃｍ^－３とした。そして、測定点ｐ１におけるエピタキシャル層の総厚をＦＴ－ＩＲで測定した。

【0054】

（実施例３）
実施例３は、窒素濃度が約７．５×１０^１８ｃｍ^－３のＳｉＣインゴットからＳｉＣ基板を切り出した点が実施例２と異なる。ＳｉＣ基板は６枚取り出し、それぞれのＳｉＣ基板上にエピタキシャル層を成膜した。それぞれのエピタキシャル層の構成は、実施例２と同じとした。そして、測定点ｐ１におけるエピタキシャル層の総厚をＦＴ－ＩＲで測定した。

【0055】

（実施例４）
実施例４は、窒素濃度が約６．５×１０^１８ｃｍ^－３の別のＳｉＣインゴットからＳｉＣ基板を切り出した点が実施例２と異なる。ＳｉＣ基板上にエピタキシャル層を成膜した。エピタキシャル層の構成は、実施例２と同じとした。そして、測定点ｐ１におけるエピタキシャル層の総厚をＦＴ－ＩＲで測定した。

【0056】

（比較例２）
比較例２は、窒素濃度が約５．７×１０^１８ｃｍ^－３のＳｉＣインゴットからＳｉＣ基板を切り出した点が実施例２と異なる。ＳｉＣ基板は２枚取り出し、それぞれのＳｉＣ基板上にエピタキシャル層を成膜した。それぞれのエピタキシャル層の構成は、実施例２と同じとした。そして、測定点ｐ１におけるエピタキシャル層の総厚をＦＴ－ＩＲで測定した。

【0057】

（比較例３）
比較例３は、窒素濃度が約５．５×１０^１８ｃｍ^－３のＳｉＣインゴットからＳｉＣ基板を切り出した点が実施例２と異なる。ＳｉＣ基板は４枚取り出し、それぞれのＳｉＣ基板上にエピタキシャル層を成膜した。それぞれのエピタキシャル層の構成は、実施例２と同じとした。そして、測定点ｐ１におけるエピタキシャル層の総厚をＦＴ－ＩＲで測定した。

【0058】

以下の表１に、実施例２～４、比較例２，３の膜厚測定結果をまとめた。表１では、設定膜厚と実測膜厚の差を示す。設定膜厚と実測膜厚の差は、以下の関係式で求められる。設定膜厚は、成膜条件と成長速度から算出される。
（「実測膜厚」－「設定膜厚」）／「設定膜厚」×１００ （％）

【0059】

表１に示すように、ＳｉＣ基板の窒素濃度が６．０×１０^１８ｃｍ^－３以上である実施例２～４は、設定膜厚と実測膜厚の差が１％程度であった。これに対し、窒素濃度が６．０×１０^１８ｃｍ^－３未満である比較例２，３は、設定膜厚と実測膜厚の差が２％以上ある部分があった。比較例２，３は、エピタキシャル層の総厚が薄く測定された。比較例２，３は、図３に示すように、界面反射Ｒ１に由来するピークと界面反射Ｒ２に由来するピークとが、混合したためと思われる。

【0060】

【表1】

【符号の説明】

【0061】

１０…ＳｉＣ基板、２０…エピタキシャル層、２１…第１層、２２…第２層、２３…第３層、１００…ＳｉＣエピタキシャル層、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…界面、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３…界面反射

【要約】

【課題】エピタキシャル層の総厚及びドリフト層の厚みを測定できる、ＳｉＣデバイス及びその製造方法を得ることを目的とする。
【解決手段】このＳｉＣデバイスは、ＳｉＣ基板と、前記ＳｉＣ基板上に積層されたＳｉＣエピタキシャル層と、を備え、前記ＳｉＣエピタキシャル層は、前記ＳｉＣ基板側から順に第１層、第２層、第３層を有し、前記ＳｉＣ基板の窒素濃度は、６．０×１０^１８ｃｍ^－３以上１．５×１０^１９ｃｍ^－３以下であり、前記第１層の窒素濃度は、１．０×１０^１７ｃｍ^－３以上１．５×１０^１８ｃｍ^－３以下であり、前記第２層の窒素濃度は、１．０×１０^１８ｃｍ^－３以上５．０×１０^１８ｃｍ^－３以下であり、前記第３層の窒素濃度は、５．０×１０^１３ｃｍ^－３以上１．０×１０^１７ｃｍ^－３以下である。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】