本發(fā)明涉及外延碳化硅晶片的制造方法。

背景技術(shù)：

碳化硅(以下標(biāo)記為SiC)的耐熱性以及機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良，物理、化學(xué)上穩(wěn)定，因此作為耐環(huán)境性半導(dǎo)體材料受到矚目。而且，近年來(lái)，作為高頻高耐壓電子器件等的基板，外延SiC晶片的需求得以增高。

在使用SiC單晶基板(以下有時(shí)稱為SiC基板)制作電力器件、高頻器件等的情況下，一般是：通常在SiC基板上利用熱CVD法(熱化學(xué)蒸鍍法)使SiC薄膜外延生長(zhǎng)；或者，通過(guò)離子注入法直接注入摻雜物。在后者的情況下，由于在注入后需要進(jìn)行高溫下的退火，因此多采用利用外延生長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行薄膜形成。

在SiC的外延膜上除了三角形缺陷、胡蘿卜型缺陷、彗星型缺陷等外延缺陷以外，還存在表面的微細(xì)凹凸、所謂的臺(tái)階聚并(step bunching)。該臺(tái)階聚并通過(guò)臺(tái)階流動(dòng)(step flow)進(jìn)行外延生長(zhǎng)時(shí)，各臺(tái)階的進(jìn)行速度不相同，因此通過(guò)速度快的臺(tái)階追趕上速度慢的臺(tái)階，產(chǎn)生臺(tái)階的高度增大的結(jié)果。如果臺(tái)階聚并存在，則例如在其上制作MOS器件時(shí)，通過(guò)氧化膜與SiC的界面的凹凸使電子的遷移率降低，器件特性變差。因此，為了提高器件的特性以及成品率，外延缺陷同樣需要該臺(tái)階聚并也降低。

已知上述臺(tái)階聚并在通常在生長(zhǎng)前進(jìn)行的SiC基板的蝕刻處理的時(shí)刻已經(jīng)發(fā)生，正在對(duì)不發(fā)生臺(tái)階聚并的蝕刻處理?xiàng)l件進(jìn)行研究。作為一個(gè)例子，示出了通過(guò)使用氫與硅烷的混合氣體作為蝕刻處理氣體，蝕刻處理后的臺(tái)階聚并與僅使用了氫的蝕刻處理的情況相比能夠大幅降低(參考非專利文獻(xiàn)1)。

圖1中，將以往的進(jìn)行外延膜生長(zhǎng)時(shí)的典型熱CVD法所得到的生長(zhǎng)次序與氣體的導(dǎo)入時(shí)刻一同示出。首先，在外延生長(zhǎng)爐中安裝SiC基板，將外延生長(zhǎng)爐內(nèi)真空排氣后，導(dǎo)入氫氣載氣來(lái)將壓力調(diào)節(jié)至2×10³～2×10⁴Pa。然后，在將壓力保持恒定的同時(shí)升高外延生長(zhǎng)爐的溫度，達(dá)到1550～1600℃左右后，導(dǎo)入SiH₄開始蝕刻處理(氫氣載氣為流入的狀態(tài))。此時(shí)的SiH₄流量為每分鐘1～2cm³，氫氣載氣流量為每分鐘100～200L。蝕刻處理結(jié)束后，使外延生長(zhǎng)爐的溫度變化至外延生長(zhǎng)溫度即1600～1650℃左右，但此期間，停止SiH₄的導(dǎo)入，外延生長(zhǎng)爐的溫度穩(wěn)定后，在再次導(dǎo)入作為硅系材料氣體的SiH₄的同時(shí)，導(dǎo)入作為碳系材料氣體的C₃H₈以及作為摻雜氣體的N₂，開始外延生長(zhǎng)。此時(shí)的SiH₄流量為每分鐘100～150cm³、C₃H₈流量為每分鐘50～70cm³(C/Si比為1.0～2.0左右)，外延生長(zhǎng)速度為每小時(shí)10μm左右。關(guān)于該外延生長(zhǎng)速度，由于通常利用的外延層的膜厚為10μm左右，因此考慮生產(chǎn)率來(lái)確定。在得到期望膜厚的時(shí)刻，停止SiH₄、C₃H₈以及N₂的導(dǎo)入，在僅氫氣流入的狀態(tài)下降低溫度。溫度降低至常溫后，停止氫氣的導(dǎo)入，將外延生長(zhǎng)室內(nèi)真空排氣，將不活潑氣體導(dǎo)入外延生長(zhǎng)室，并將外延生長(zhǎng)室恢復(fù)至大氣壓，然后取出SiC基板。

但是，即使使用上述氫與硅烷的混合氣體，通過(guò)以往方法，以相當(dāng)?shù)念l率觀察到在外延生長(zhǎng)后發(fā)生臺(tái)階聚并，這暗示了蝕刻處理后的表面狀態(tài)的不穩(wěn)定性。因此，進(jìn)一步公開了用于抑制臺(tái)階聚并的嘗試。

專利文獻(xiàn)1中提出了在氫與硅烷的混合氣體中導(dǎo)入三氯硅烷等硅-氯系氣體。其公開了在硅烷分解時(shí)生成多種化合物，但在硅-氯系氣體的情況下，即使分解也變成SiCl₂，得到穩(wěn)定的蝕刻速度。

專利文獻(xiàn)2中公開了控制成膜中的Si/C比來(lái)抑制原子臺(tái)階的技術(shù)。提出了此時(shí)從蝕刻開始在成膜初期中使Si/C比率恒定。

專利文獻(xiàn)3中公開了通過(guò)使由氫蝕刻產(chǎn)生的蝕刻深度在一定值(1nm)以下來(lái)抑制由基底面位錯(cuò)(BPD)引起的巨型臺(tái)階聚并(GSB；Giant Step Bunching)的技術(shù)。此時(shí)，提出了瞬間進(jìn)行向蝕刻工序和外延生長(zhǎng)層形成工序的過(guò)渡。具體而言，提出了在與停止導(dǎo)入蝕刻氣體的大致同時(shí)導(dǎo)入外延生長(zhǎng)用的原料氣體或者持續(xù)導(dǎo)入蝕刻氣體的狀態(tài)下，追加導(dǎo)入對(duì)形成外延生長(zhǎng)層所必需的氣體作為原料氣體。

因此，雖然是今后期待應(yīng)用于器件中的外延SiC晶片，但如果使蝕刻處理后的表面狀態(tài)穩(wěn)定、使外延生長(zhǎng)后的臺(tái)階聚并穩(wěn)定而不降低，則難以以高成品率制作特性優(yōu)良的電子器件。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國(guó)際公開公報(bào)WO2012/67112號(hào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2007-326743號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2014-189436號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：K.Kojima et al.：Materials Science Forum Vols.556-557(2007)pp 85-88.

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問(wèn)題

作為抑制臺(tái)階聚并的技術(shù)，有例如專利文獻(xiàn)1～3中公開的技術(shù)，報(bào)道發(fā)揮了一定的效果。

但是，專利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)雖然是向蝕刻氣體中導(dǎo)入三氯硅烷等硅-氯系氣體，有助于蝕刻的穩(wěn)定化，但與臺(tái)階聚并的穩(wěn)定的減少無(wú)關(guān)。

另外，專利文獻(xiàn)2中記載的技術(shù)是在外延生長(zhǎng)條件正在發(fā)生變動(dòng)的過(guò)程中開始外延生長(zhǎng)，因此對(duì)于臺(tái)階聚并的減少效果產(chǎn)生批次間的偏差，不能得到再現(xiàn)性。

專利文獻(xiàn)3中，提倡瞬間切換蝕刻工序與外延生長(zhǎng)工序，但在現(xiàn)實(shí)情況下很困難。公開了在切換時(shí)，在持續(xù)導(dǎo)入蝕刻氣體的狀態(tài)下，追加導(dǎo)入對(duì)外延生長(zhǎng)層的形成所必需的氣體作為原料氣體，與專利文獻(xiàn)2同樣地在外延生長(zhǎng)條件正在發(fā)生變動(dòng)的過(guò)程中開始外延生長(zhǎng)，因此在臺(tái)階聚并的減少效果方面產(chǎn)生批次間的偏差，不能得到再現(xiàn)性。

如上所述，即使進(jìn)行這些技術(shù)，臺(tái)階聚并也并不是穩(wěn)定地減少，此外產(chǎn)生批次間的偏差，存在不能得到再現(xiàn)性的問(wèn)題。另一方面，器件技術(shù)已經(jīng)進(jìn)一步高度化，要求臺(tái)階聚并的進(jìn)一步穩(wěn)定的降低。

本發(fā)明的課題在于，在不伴隨有設(shè)備的大幅改造的情況下制造抑制臺(tái)階聚并、具有再現(xiàn)性良好且高品質(zhì)的外延膜(SiC單晶薄膜)的外延SiC晶片。此外，本發(fā)明中，作為臺(tái)階聚并的指標(biāo)使用表面粗糙度Ra，以表面粗糙度Ra為1.0nm以下作為目標(biāo)。

用于解決問(wèn)題的手段

本發(fā)明者們?yōu)榱私鉀Q上述課題進(jìn)行了深入的研究，結(jié)果得到以下見解。

(a)

以往，蝕刻結(jié)束后，雖然是流入作為載氣的氫氣(以下稱為氫氣載氣)的狀態(tài)，但材料氣體停止，變更爐內(nèi)溫度和壓力等用于外延生長(zhǎng)的條件(以下稱為外延生長(zhǎng)條件)。外延生長(zhǎng)條件穩(wěn)定后，導(dǎo)入外延生長(zhǎng)用的材料氣體，開始外延生長(zhǎng)。從蝕刻結(jié)束到外延生長(zhǎng)開始的期間通常需要5～10分鐘。此期間發(fā)現(xiàn)：好不容易通過(guò)蝕刻形成的潔凈的SiC基板的表面狀態(tài)紊亂，這是使臺(tái)階聚并的再現(xiàn)性變差的原因之一。

(b)

因此發(fā)現(xiàn)了：在外延生長(zhǎng)前，與氫氣載氣一起流入硅系材料氣體，進(jìn)行SiC基板的蝕刻處理，從該蝕刻處理工序向生長(zhǎng)工序變更氣體流量、溫度、壓力等外延生長(zhǎng)條件時(shí)，持續(xù)流入硅系材料氣體和氫氣載氣直到各條件的穩(wěn)定化完成，在條件穩(wěn)定后導(dǎo)入碳系材料氣體，開始生長(zhǎng)，由此能夠使臺(tái)階聚并降低了的外延膜穩(wěn)定地生長(zhǎng)。由此，能夠在保持表面能量低且穩(wěn)定的SiC基板表面的同時(shí)開始外延生長(zhǎng)，因此發(fā)現(xiàn)不僅臺(tái)階聚并被抑制，而且批次間的偏差也降低，可以得到穩(wěn)定且高品質(zhì)的外延SiC晶片。

此外，外延生長(zhǎng)條件主要是指外延生長(zhǎng)溫度、外延生長(zhǎng)壓力、氫氣載氣的流量、硅系材料氣體的流量或碳系的各材料氣體的流量中的至少任意一種。另外，外延生長(zhǎng)條件的變更是指從蝕刻處理時(shí)的條件變更(變化)為外延生長(zhǎng)時(shí)的條件。

(c)

另外，上述見解確認(rèn)了在蝕刻氣體中導(dǎo)入三氯硅烷等硅-氯系氣體的情況下也得到同樣的效果。

本發(fā)明是基于上述見解而進(jìn)行的，其主旨如下。

即，本發(fā)明為：

[1]一種外延碳化硅晶片的制造方法，其是在外延生長(zhǎng)爐內(nèi)的碳化硅單晶基板上通過(guò)熱CVD法使碳化硅外延生長(zhǎng)，其特征在于，在外延生長(zhǎng)爐內(nèi)，導(dǎo)入作為載氣的氫氣和相對(duì)于上述載氣為10^-4體積％以上且10^-2體積％以下的硅系材料氣體，對(duì)碳化硅單晶基板的表面進(jìn)行超過(guò)0.05μm且0.5μm以下蝕刻處理后，在供給上述載氣和上述硅系材料氣體的狀態(tài)下變更上述外延生長(zhǎng)爐內(nèi)的外延生長(zhǎng)條件，在上述外延生長(zhǎng)條件穩(wěn)定后，在供給上述載氣和上述硅系材料氣體的狀態(tài)下進(jìn)一步供給碳系材料氣體，開始碳化硅的外延生長(zhǎng)。

[2]根據(jù)[1]所述的外延碳化硅晶片的制造方法，其特征在于，上述外延生長(zhǎng)條件為外延生長(zhǎng)溫度、外延生長(zhǎng)壓力、載氣的流量、硅系材料氣體的流量或碳系材料氣體的流量中的任意一種以上。

[3]根據(jù)[1]或[2]所述的外延碳化硅晶片的制造方法，其特征在于，上述硅系材料氣體為硅烷系氣體、氯硅烷系氣體以及四氯化硅氣體中的一種或二種以上的混合氣體。

[4]根據(jù)[1]～[3]中任一項(xiàng)所述的外延碳化硅晶片的制造方法，其特征在于，上述碳系材料氣體為C₃H₈氣體、C₂H₄氣體以及CH₄氣體中的一種或二種以上的混合氣體。

[5]根據(jù)[1]～[4]中任一項(xiàng)所述的外延碳化硅晶片的制造方法，其特征在于，所得到的外延碳化硅晶片表面的表面粗糙度Ra為1.0nm以下。

[6]根據(jù)[1]～[5]中任一項(xiàng)所述的外延碳化硅晶片的制造方法，其特征在于，上述碳化硅單晶基板相對(duì)于(0001)面向<11-20>方向傾斜的偏斜角度為4°以下。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠穩(wěn)定地提供具有與以往相比更進(jìn)一步降低了臺(tái)階聚并的高品質(zhì)外延膜的外延SiC晶片。

另外，本發(fā)明的制造方法由于使用熱CVD法，因此可以得到裝置構(gòu)成容易且控制性也優(yōu)良、均勻性、再現(xiàn)性高的外延膜。另外，可以在不進(jìn)行大幅改造的情況下運(yùn)用已知的外延生長(zhǎng)爐。

另外，如果使用本發(fā)明的外延SiC晶片，則能夠在降低了臺(tái)階聚并的高品質(zhì)外延膜上形成器件，因此其特性以及成品率提高。

附圖說(shuō)明

圖1是表示以往的進(jìn)行外延生長(zhǎng)時(shí)的典型的生長(zhǎng)次序的圖。

圖2是表示通過(guò)本發(fā)明的一個(gè)方法進(jìn)行外延生長(zhǎng)時(shí)的生長(zhǎng)次序的圖。

圖3是表示通過(guò)本發(fā)明的一個(gè)方法進(jìn)行外延生長(zhǎng)后的膜的表面狀態(tài)的光學(xué)顯微鏡照片。

圖4是表示通過(guò)本發(fā)明的其他一個(gè)方法進(jìn)行外延生長(zhǎng)時(shí)的生長(zhǎng)次序的圖。

圖5是表示通過(guò)本發(fā)明的其他一個(gè)方法進(jìn)行外延生長(zhǎng)時(shí)的生長(zhǎng)次序的圖。

具體實(shí)施方式

以下，對(duì)本發(fā)明詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。

如圖1所說(shuō)明的那樣，以往，導(dǎo)入作為載氣的氫氣和硅系材料氣體，在1550～1600℃下對(duì)碳化硅單晶基板的表面進(jìn)行蝕刻處理后，在氫氣流入的狀態(tài)下停止硅系材料氣體的導(dǎo)入，在氫氣載氣流入的狀態(tài)下使?fàn)t內(nèi)的溫度、壓力變更為外延生長(zhǎng)溫度、壓力。另外，溫度、壓力穩(wěn)定后，導(dǎo)入硅系以及碳系的各材料氣體，開始外延生長(zhǎng)。因此據(jù)認(rèn)為，從蝕刻處理結(jié)束到開始外延生長(zhǎng)的期間(通常5～10分鐘左右)，碳化結(jié)晶單晶基板處于約1600℃氣氛下，所以通過(guò)蝕刻處理形成的潔凈度高的SiC基板的表面狀態(tài)紊亂，無(wú)法再現(xiàn)性良好地降低臺(tái)階聚并。

因此，本發(fā)明的特征在于，從蝕刻處理結(jié)束到開始外延生長(zhǎng)的期間，維持氫氣載氣和硅系材料氣體的導(dǎo)入，在保持表面能量低且穩(wěn)定的SiC基板表面的同時(shí)，外延生長(zhǎng)條件穩(wěn)定后，開始外延生長(zhǎng)，通過(guò)該方法能夠再現(xiàn)性良好地降低臺(tái)階聚并。

關(guān)于本發(fā)明的具體的內(nèi)容，首先，對(duì)向SiC基板上的外延生長(zhǎng)進(jìn)行描述。外延生長(zhǎng)所使用的裝置(外延生長(zhǎng)爐)為熱CVD裝置。CVD法的裝置構(gòu)成簡(jiǎn)單，通過(guò)氣體的開/關(guān)可以控制外延生長(zhǎng)的膜厚，因此是外延膜的控制性、再現(xiàn)性優(yōu)良的生長(zhǎng)方法。

本發(fā)明中，將進(jìn)行外延膜生長(zhǎng)時(shí)的次序的一個(gè)例子示于圖2。該次序是針對(duì)在開始外延生長(zhǎng)時(shí)從蝕刻處理的條件中改變外延生長(zhǎng)溫度的情況來(lái)示出的。首先，與如圖1所示的以往例同樣地在外延生長(zhǎng)爐內(nèi)安裝SiC基板，將外延生長(zhǎng)爐內(nèi)真空排氣后，導(dǎo)入氫氣載氣，將壓力調(diào)節(jié)至2×10³～2×10⁴Pa。然后，在將壓力保持恒定的同時(shí)升高外延生長(zhǎng)爐的溫度，達(dá)到1550～1600℃左右后，導(dǎo)入SiH₄，從而開始蝕刻處理(氫氣載氣為流入的狀態(tài))。此時(shí)的SiH₄流量為每分鐘1～2cm³、氫氣載氣流量為每分鐘100～200L。蝕刻處理結(jié)束后，使溫度變化至外延生長(zhǎng)溫度即1600～1650℃左右，但此期間(時(shí)間t)在SiH₄為流入的狀態(tài)下，等待溫度穩(wěn)定(該次序例子中為5～10分鐘左右)。溫度穩(wěn)定后，SiH₄已經(jīng)流入，但如果需要，則調(diào)節(jié)流量，導(dǎo)入C₃H₈以及作為摻雜氣體的N₂，開始外延生長(zhǎng)。之后的工序與如圖1所示的以往法同樣。這樣，在SiC基板的蝕刻處理后，將溫度等外延生長(zhǎng)爐內(nèi)的條件調(diào)節(jié)(變更)成外延生長(zhǎng)條件。此時(shí)，通過(guò)設(shè)定成使SiH₄這樣的硅系材料氣體流入的狀態(tài)，保持使用了SiH₄的蝕刻處理的特長(zhǎng)、即穩(wěn)定的表面狀態(tài)。因此，可以在SiC基板的潔凈的表面狀態(tài)下直接實(shí)施外延生長(zhǎng)。其結(jié)果，能夠穩(wěn)定地降低結(jié)束外延生長(zhǎng)后的外延膜表面上的臺(tái)階聚并。

使用了SiH₄的蝕刻處理通常使SiC基板的表面能量下降，因此能夠降低蝕刻處理后的臺(tái)階聚并。另外，在開始外延生長(zhǎng)時(shí)容易促進(jìn)臺(tái)階流動(dòng)，因此據(jù)認(rèn)為通過(guò)兩者的效果對(duì)抑制外延生長(zhǎng)后的臺(tái)階聚并是有效的。但是，蝕刻處理?xiàng)l件和外延生長(zhǎng)條件中，在多數(shù)情況下溫度、壓力、各種氣體流量等工序條件不同，在將條件從蝕刻處理向外延生長(zhǎng)改變時(shí)，對(duì)條件變更以及穩(wěn)定化所需的時(shí)間(相當(dāng)于圖2所示的時(shí)間t)是必需的。以往技術(shù)中，上述條件變更以及穩(wěn)定化的時(shí)間期間，在氫氣載氣流入的狀態(tài)下停止SiH₄是為了保持由蝕刻處理形成的表面狀態(tài)而進(jìn)行的。但是，本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，在此期間也使SiH₄持續(xù)流入對(duì)保持SiC的表面狀態(tài)的穩(wěn)定是有效的，與抑制再現(xiàn)性良好的臺(tái)階聚并相關(guān)。

上述例子中，以作為外延生長(zhǎng)條件的溫度為例子進(jìn)行了說(shuō)明，但作為外延生長(zhǎng)條件，在開始SiC的外延生長(zhǎng)時(shí)，也有時(shí)使外延生長(zhǎng)溫度、外延生長(zhǎng)壓力、氫氣載氣的流量或硅系以及碳系的各材料氣體的流量中的任意一種或一種以上從蝕刻處理時(shí)的條件發(fā)生變化即可。關(guān)于從蝕刻處理到開始外延生長(zhǎng)的條件變更以及穩(wěn)定化所需的時(shí)間t，使載氣和各材料的流量發(fā)生變化的情況下大約為1～2分鐘左右。另外，使外延生長(zhǎng)溫度發(fā)生變化的情況下大約為5～10分鐘左右，使外延生長(zhǎng)壓力發(fā)生變化的情況下大約為3～5分鐘左右。

此外，在此所說(shuō)的外延生長(zhǎng)條件穩(wěn)定是指各條件(溫度、壓力、流量等)集中于特定的目標(biāo)值。例如，只要1分鐘的變動(dòng)以目標(biāo)值為中心在±3％以內(nèi)即可，如果優(yōu)選為±1％以內(nèi)，則可以判斷為穩(wěn)定。

蝕刻處理中的硅系材料氣體能夠以相對(duì)于載氣達(dá)到10^-4體積％以上且10^-2體積％以下(1E-4體積％以上且1E-2體積％以下)的方式向外延生長(zhǎng)爐內(nèi)導(dǎo)入載氣和硅系材料氣體。硅系材料氣體相對(duì)于載氣少于10^-4體積％時(shí)，由蝕刻處理產(chǎn)生的SiC基板的表面能量的降低效果減少。另一方面，硅系材料氣體相對(duì)于載氣多于10^-2體積％時(shí)，硅系材料氣體的濃度高而導(dǎo)致Si微滴的產(chǎn)生會(huì)成為問(wèn)題。

此外，上述說(shuō)明中硅系材料氣體使用SiH₄，碳系材料氣體使用C₃H₈，但無(wú)需特別限于這些。

作為硅系材料氣體，可以使用硅烷(也稱為SiH₄、單硅烷)、乙硅烷(Si₂H₆)、丙硅烷(Si₃H₈)等硅烷系氣體、以及三氯硅烷、四氯硅烷等氯硅烷系氣體、四氯化硅氣體。當(dāng)然也可以為硅烷系氣體、氯硅烷系氣體以及四氯化硅氣體中的1種或2種以上的混合氣體。

作為碳系材料氣體，可以使用C₃H₈、C₂H₄或CH₄等烴化合物的氣體。

此外，在圖2的次序例子中以N₂作為n型摻雜氣體，但作為p型摻雜也可以使用包含B、Al的氣體等?；蛘?，也可以通過(guò)沒(méi)有導(dǎo)入摻雜氣體而使其外延生長(zhǎng)。

另外，通過(guò)蝕刻處理對(duì)SiC基板的表面以超過(guò)0.05μm且0.5μm以下、優(yōu)選0.1μm以上且0.5μm以下的量進(jìn)行蝕刻。這是由于，如果蝕刻量達(dá)到0.05μm以下，則SiC基板表面的研磨損傷層的除去不充分，因此容易誘發(fā)臺(tái)階聚并以及外延缺陷，而如果蝕刻量大于0.5μm，則變得過(guò)度蝕刻，表面粗糙度增大。

因此，在臺(tái)階聚并的評(píng)價(jià)中，通常使用表面粗糙度Ra。在無(wú)臺(tái)階聚并的情況下，Ra為0.3～0.5nm，如果超過(guò)該值的2倍左右，則臺(tái)階聚并變顯著。因此，適當(dāng)?shù)貙⑼庋覵iC晶片表面的表面粗糙度Ra抑制為1.0nm以下即可。此外，表面粗糙度Ra是基于JIS B0601：2001的算術(shù)平均粗糙度。可以優(yōu)選為0.8nm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.6nm以下。

在制造外延SiC晶片時(shí)，關(guān)于SiC基板的偏斜角度，其值越小，來(lái)自晶錠的收率越大而越有利。偏斜角度過(guò)小時(shí)，表面的臺(tái)階密度減少，階梯寬度增大，因此阻礙臺(tái)階流動(dòng)生長(zhǎng)，臺(tái)階聚并和外延缺陷增加。鑒于這些情況，目前以4度的偏斜角度為主流。為了充分地得到本發(fā)明的效果，相對(duì)于(0001)面向<11-20>方向傾斜的偏斜角度為4度以下即可，更確切地說(shuō)偏斜角度優(yōu)選為0.5～4度。即，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于具有4°以下的偏斜角度的SiC基板上的外延膜，穩(wěn)定地得到臺(tái)階聚并少的高品質(zhì)的外延膜。

作為在這樣地外延生長(zhǎng)后的外延SiC晶片上適宜形成的器件，沒(méi)有特別限制，例如為肖特基勢(shì)壘二極管、PIN二極管、MOS二極管、MOS晶體管等這樣的特別在電力控制用中使用的器件。

實(shí)施例

以下，基于實(shí)施例以及比較例，在SiC單晶基板上使SiC膜外延生長(zhǎng)，對(duì)制造外延SiC晶片的方法進(jìn)行說(shuō)明。此外，本發(fā)明不限于以下的內(nèi)容。

(實(shí)施例1)從4英寸(100mm)晶片用SiC單晶錠以約400μm的厚度進(jìn)行切割，實(shí)施粗加工和利用金剛石磨粒進(jìn)行的通常的研磨以及利用CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)進(jìn)行的精研磨，由此得到SiC單晶基板。對(duì)該SiC單晶基板的Si面實(shí)施外延生長(zhǎng)。在此，SiC單晶基板的多型為4H，另外，相對(duì)于(0001)面向<11-20>方向傾斜的SiC單晶基板的偏斜角度為4°(以下的實(shí)施例、比較例中偏斜角度的偏斜方向均與此相同)。

作為外延生長(zhǎng)的順序，在熱CVD的外延生長(zhǎng)爐內(nèi)安裝SiC單晶基板，將外延生長(zhǎng)爐內(nèi)真空排氣后，以每分鐘150L導(dǎo)入氫氣載氣的同時(shí)，將壓力調(diào)節(jié)至3×10³Pa。然后，將壓力保持恒定的同時(shí)升高外延生長(zhǎng)爐的溫度至1630℃，在溫度穩(wěn)定了的時(shí)刻將SiH₄(硅系材料氣體)以每分鐘15cm³導(dǎo)入，開始蝕刻處理。此時(shí)，在氫氣載氣流入的狀態(tài)下，SiH₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為10^-2體積％。另外，將蝕刻時(shí)間設(shè)定為60分鐘，利用該蝕刻處理進(jìn)行的SiC單晶基板的表面的蝕刻量為0.2μm。此外，蝕刻量的調(diào)節(jié)可以通過(guò)蝕刻時(shí)間來(lái)進(jìn)行，預(yù)先通過(guò)使用了FTIR(傅里葉變換紅外光譜；Fourier Transform InfraredSpectroscopy)法的厚度測(cè)定來(lái)求出蝕刻速度。

蝕刻處理后，在使氫氣載氣以及SiH₄氣體的流量不發(fā)生變化地流入的同時(shí)，升高外延生長(zhǎng)爐的溫度至1650℃。在溫度穩(wěn)定了的時(shí)刻將SiH₄氣體的流量變更至每分鐘125cm³的同時(shí)，使C₃H₈(碳系材料氣體)的流量為每分鐘54cm³，使N₂(摻雜氣體)的流量為每分鐘30cm³，導(dǎo)入外延生長(zhǎng)爐內(nèi)，開始向SiC單晶基板上的外延生長(zhǎng)。此時(shí)，從蝕刻結(jié)束后至開始外延生長(zhǎng)的時(shí)間大約為3分鐘。另外，使外延層生長(zhǎng)10μm后，停止SiH₄、C₃H₈以及N₂的導(dǎo)入，在僅氫氣流入的狀態(tài)下降低溫度。下降至常溫后，停止氫氣的導(dǎo)入，將外延生長(zhǎng)室內(nèi)真空排氣，將不活潑氣體導(dǎo)入外延生長(zhǎng)室中，并使外延生長(zhǎng)室恢復(fù)至大氣壓之后，取出SiC單晶基板。

將這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的光學(xué)顯微鏡照片示于圖3。由圖3可知，得到臺(tái)階聚并少的良好的膜。另外，表面粗糙度Ra小至0.4nm。這據(jù)認(rèn)為是，在蝕刻處理結(jié)束后還在使SiH₄持續(xù)流入的同時(shí)使外延生長(zhǎng)條件穩(wěn)定化，過(guò)渡至外延生長(zhǎng)工序，由此SiC基板表面由于在保持表面能量低的穩(wěn)定狀態(tài)的情況下直接開始外延生長(zhǎng)，因此降低了臺(tái)階聚并。

(實(shí)施例2)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)。SiC單晶基板的偏斜角度為4°。作為蝕刻處理的順序與實(shí)施例1同樣，但使蝕刻處理時(shí)的SiH₄流量為每分鐘1.5cm³地進(jìn)行導(dǎo)入(SiH₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為10^-3體積％)，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為0.2μm(蝕刻時(shí)間為40分鐘)。之后的外延生長(zhǎng)順序、氣體流量、溫度等與實(shí)施例1同樣，外延生長(zhǎng)膜厚為10μm。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra小至0.5nm。這是由于，通過(guò)在蝕刻處理結(jié)束后還在使SiH₄持續(xù)流入的同時(shí)過(guò)渡至外延生長(zhǎng)工序，由此SiC基板表面在保持表面能量低的穩(wěn)定狀態(tài)的情況下直接開始外延生長(zhǎng)，降低了臺(tái)階聚并。

(實(shí)施例3)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)。SiC單晶基板的偏斜角度為4°。作為蝕刻處理的順序與實(shí)施例1同樣，但使蝕刻處理時(shí)的SiH₄流量為每分鐘0.15cm³地進(jìn)行導(dǎo)入(SiH₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為10^-4體積％)，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為0.2μm(蝕刻時(shí)間為30分鐘)。之后的外延生長(zhǎng)順序、氣體流量、溫度等與實(shí)施例1同樣，外延生長(zhǎng)膜厚為10μm。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra小至0.7nm。這是由于，通過(guò)在蝕刻處理結(jié)束后還在使SiH₄持續(xù)流入的同時(shí)過(guò)渡至外延生長(zhǎng)工序，由此在保持表面能量低的穩(wěn)定狀態(tài)的情況下直接開始外延生長(zhǎng)，降低了臺(tái)階聚并。

(實(shí)施例4)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)。SiC單晶基板的偏斜角度為4°。作為蝕刻處理的順序與實(shí)施例1同樣，但使蝕刻處理時(shí)的SiH₄流量為每分鐘15cm³地進(jìn)行導(dǎo)入(SiH₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為10^-2體積％)，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為0.1μm(蝕刻時(shí)間為30分鐘)。之后的外延生長(zhǎng)順序、氣體流量、溫度等與實(shí)施例1同樣，外延生長(zhǎng)膜厚為10μm。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra小至0.6nm。這是由于，通過(guò)在蝕刻處理結(jié)束后還在使SiH₄持續(xù)流入的同時(shí)過(guò)渡至外延生長(zhǎng)工序，由此SiC基板表面在保持表面能量低的穩(wěn)定狀態(tài)的情況下直接開始外延生長(zhǎng)，降低了臺(tái)階聚并。

(實(shí)施例5)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)。SiC單晶基板的偏斜角度為4°。作為蝕刻處理的順序與實(shí)施例1同樣，但使蝕刻處理時(shí)的SiH₄流量為每分鐘15cm³地進(jìn)行導(dǎo)入(SiH₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為10^-2體積％)，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為0.5μm(蝕刻時(shí)間為150分鐘)。之后的外延生長(zhǎng)順序、氣體流量、溫度等與實(shí)施例1同樣，外延生長(zhǎng)膜厚為10μm。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra小至0.5nm。這是由于，通過(guò)在蝕刻處理結(jié)束后還在使SiH₄持續(xù)流入的同時(shí)過(guò)渡至外延生長(zhǎng)工序，由此SiC基板表面在保持表面能量低的穩(wěn)定狀態(tài)的情況下直接開始外延生長(zhǎng)，降低了臺(tái)階聚并。

(實(shí)施例6)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)。SiC單晶基板的偏斜角度為2°。作為蝕刻處理的順序與實(shí)施例1同樣，但使蝕刻處理時(shí)的SiH₄流量為每分鐘15cm³地進(jìn)行導(dǎo)入(SiH₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為10^-2體積％)，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為0.2μm(蝕刻時(shí)間為60分鐘)。之后的外延生長(zhǎng)順序、氣體流量、溫度等與實(shí)施例1同樣，外延生長(zhǎng)膜厚為10μm。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra小至0.8nm。這是由于，通過(guò)在蝕刻處理結(jié)束后還在使SiH₄持續(xù)流入的同時(shí)過(guò)渡至外延生長(zhǎng)工序，由此SiC基板表面在保持表面能量低的穩(wěn)定狀態(tài)的情況下直接開始外延生長(zhǎng)，降低了臺(tái)階聚并。

(實(shí)施例7)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)。SiC單晶基板的偏斜角度為0.5°。作為蝕刻處理的順序與實(shí)施例1同樣，但使蝕刻處理時(shí)的SiH₄流量為每分鐘15cm³地進(jìn)行導(dǎo)入(SiH₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為10^-2體積％)，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為0.2μm(蝕刻時(shí)間為60分鐘)。之后的外延生長(zhǎng)順序、氣體流量、溫度等與實(shí)施例1同樣，外延生長(zhǎng)膜厚為10μm。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra小至0.9nm。這是由于，通過(guò)在蝕刻處理結(jié)束后還在使SiH₄持續(xù)流入的同時(shí)過(guò)渡至外延生長(zhǎng)工序，由此SiC基板表面在保持表面能量低的穩(wěn)定狀態(tài)的情況下直接開始外延生長(zhǎng)，降低了臺(tái)階聚并。

(實(shí)施例8)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)。SiC單晶基板的偏斜角度為4°。作為蝕刻處理的順序與實(shí)施例1同樣，但使用SiHCl₃代替SiH₄，使蝕刻處理時(shí)的SiHCl₃流量為每分鐘15cm³地進(jìn)行導(dǎo)入(SiHCl₃相對(duì)于氫氣載氣的比例為10^-2體積％)，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為0.2μm(蝕刻時(shí)間為60分鐘)。之后的外延生長(zhǎng)順序、氣體流量、溫度等與實(shí)施例1同樣，外延生長(zhǎng)膜厚為10μm。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra小至0.5nm。這是由于，通過(guò)在蝕刻處理結(jié)束后還在使SiHCl₃持續(xù)流入的同時(shí)過(guò)渡至外延生長(zhǎng)工序，由此SiC基板表面在保持表面能量低的穩(wěn)定狀態(tài)的情況下直接開始外延生長(zhǎng)，降低了臺(tái)階聚并。

(實(shí)施例9)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)。SiC單晶基板的偏斜角度為4°。作為蝕刻處理的順序與實(shí)施例1同樣，但使用SiCl₄代替SiH₄，使蝕刻處理時(shí)的SiCl₄流量為每分鐘15cm³地進(jìn)行導(dǎo)入(SiCl₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為10^-2體積％)，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為0.2μm(蝕刻時(shí)間為60分鐘)。之后的外延生長(zhǎng)順序、氣體流量、溫度等與實(shí)施例1同樣，外延生長(zhǎng)膜厚為10μm。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra小至0.45nm。這是由于，通過(guò)在蝕刻處理結(jié)束后還在使SiCl₄持續(xù)流入的同時(shí)過(guò)渡至外延生長(zhǎng)工序，由此SiC基板表面在保持表面能量低的穩(wěn)定狀態(tài)的情況下直接開始外延生長(zhǎng)，降低了臺(tái)階聚并。

(實(shí)施例10)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)。SiC單晶基板的偏斜角度為4°。實(shí)施例1～9中作為外延生長(zhǎng)開始的條件變更了外延溫度，但在該實(shí)施例中變更了外延壓力，將這種情況下的外延生長(zhǎng)次序示于圖4。

作為外延生長(zhǎng)的順序，在外延生長(zhǎng)爐內(nèi)安裝SiC單晶基板，將外延生長(zhǎng)爐內(nèi)真空排氣后，在使氫氣載氣以每分鐘150L導(dǎo)入的同時(shí)將壓力調(diào)節(jié)至3×10³Pa。然后，將壓力保持恒定的同時(shí)升高外延生長(zhǎng)爐的溫度至1630℃，在溫度穩(wěn)定了的時(shí)刻使SiH₄流量為每分鐘15cm³進(jìn)行導(dǎo)入，開始蝕刻處理。SiH₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為10^-2體積％，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為0.2μm(蝕刻時(shí)間為60分鐘)。

蝕刻處理后，在溫度不改變并且SiH₄流量也不發(fā)生變化地進(jìn)行流入的同時(shí)將壓力升高至7×10³Pa，在壓力穩(wěn)定了的時(shí)刻在使SiH₄流量改變至每分鐘125cm³的同時(shí)，使C₃H₈流量為每分鐘54cm³、N₂流量為每分鐘30cm³導(dǎo)入外延生長(zhǎng)爐內(nèi)，開始外延生長(zhǎng)。此時(shí)，從蝕刻結(jié)束后至開始外延生長(zhǎng)的時(shí)間大約為3分鐘。之后的順序、外延生長(zhǎng)膜厚與實(shí)施例1同樣。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra小至0.55nm。這是由于，通過(guò)在蝕刻處理結(jié)束后還在使SiH₄持續(xù)流入的同時(shí)過(guò)渡至外延生長(zhǎng)工序，由此SiC基板表面在保持表面能量低的穩(wěn)定狀態(tài)的情況下直接開始外延生長(zhǎng)，降低了臺(tái)階聚并。

(實(shí)施例11)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)。SiC單晶基板的偏斜角度為4°。在該實(shí)施例中作為外延生長(zhǎng)開始的條件的載氣流量發(fā)生變更，將此時(shí)的外延生長(zhǎng)次序示于圖5。

作為外延生長(zhǎng)的順序，在外延生長(zhǎng)爐內(nèi)安置基板，將外延生長(zhǎng)爐內(nèi)真空排氣后，在使氫氣載氣以每分鐘150L導(dǎo)入的同時(shí)將壓力調(diào)節(jié)至3×10³Pa。然后，將壓力保持恒定的同時(shí)升高外延生長(zhǎng)爐的溫度至1630℃，在溫度穩(wěn)定了的時(shí)刻使SiH₄流量為每分鐘15cm³進(jìn)行導(dǎo)入，開始蝕刻處理。SiH₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為10^-2體積％，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為0.2μm(蝕刻時(shí)間為60分鐘)。

蝕刻處理后，在溫度不改變并且SiH₄流量也不發(fā)生變化地進(jìn)行流入的同時(shí)使氫氣載氣的流量降低至每分鐘100L，在載氣的流量穩(wěn)定了的時(shí)刻在使SiH₄流量改變至每分鐘125cm³的同時(shí)，使C₃H₈流量為每分鐘54cm³、N₂流量為每分鐘30cm³導(dǎo)入外延生長(zhǎng)爐內(nèi)，開始外延生長(zhǎng)。此時(shí)，從蝕刻結(jié)束后至開始外延生長(zhǎng)的時(shí)間大約為4分鐘。之后的順序、外延生長(zhǎng)膜厚與實(shí)施例1同樣。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra小至0.6nm。這是由于，通過(guò)在蝕刻處理結(jié)束后還在使SiH₄持續(xù)流入的同時(shí)過(guò)渡至外延生長(zhǎng)工序，由此SiC基板表面在保持表面能量低的穩(wěn)定狀態(tài)的情況下直接開始外延生長(zhǎng)，降低了臺(tái)階聚并。

(實(shí)施例12)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)。SiC單晶基板的偏斜角度為0°。作為蝕刻處理的順序與實(shí)施例1同樣，但使蝕刻處理時(shí)的SiH₄流量為每分鐘15cm³地進(jìn)行導(dǎo)入(SiH₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為10^-2體積％)，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為0.2μm(蝕刻時(shí)間為60分鐘)。之后的外延生長(zhǎng)順序、氣體流量、溫度等與實(shí)施例1同樣，外延生長(zhǎng)膜厚為10μm。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra小至0.98nm。這是由于，通過(guò)在蝕刻處理結(jié)束后還在使SiH₄持續(xù)流入的同時(shí)過(guò)渡至外延生長(zhǎng)工序，由此SiC基板表面在保持表面能量低的穩(wěn)定狀態(tài)的情況下直接開始外延生長(zhǎng)，降低了臺(tái)階聚并。

(比較例1)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)?；宓钠苯嵌葹?°。作為蝕刻處理的順序與實(shí)施例1同樣，但使蝕刻處理時(shí)的SiH₄流量為每分鐘15cm³地進(jìn)行導(dǎo)入(SiH₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為10^-2體積％)，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為0.2μm(蝕刻時(shí)間為60分鐘)，但在蝕刻處理后，停止SiH₄的導(dǎo)入，在僅氫氣載氣流入的狀態(tài)下使外延生長(zhǎng)爐的溫度升高至1650℃，在溫度穩(wěn)定了的時(shí)刻流入SiH₄、C₃H₈、以及N₂，開始外延生長(zhǎng)。外延生長(zhǎng)時(shí)的氣體流量、溫度等與實(shí)施例1同樣，外延生長(zhǎng)膜厚為10μm。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra大至2.5nm，從蝕刻處理結(jié)束至開始外延生長(zhǎng)停止SiH₄的導(dǎo)入，由此表面狀態(tài)變得不穩(wěn)定，據(jù)認(rèn)為受到由此引起的臺(tái)階聚并增大的影響。

(比較例2)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)?；宓钠苯嵌葹?°。作為蝕刻處理的順序與實(shí)施例1同樣，但使蝕刻處理時(shí)的SiH₄流量為每分鐘30cm³地進(jìn)行導(dǎo)入(SiH₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為2×10^-2體積％)，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為0.2μm(蝕刻時(shí)間為60分鐘)。之后的外延生長(zhǎng)順序、氣體流量、溫度等與實(shí)施例1同樣，外延生長(zhǎng)膜厚為10μm。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra大至2.8nm，據(jù)認(rèn)為受到由SiH₄的流量多而引起的Si微滴發(fā)生的影響。

(比較例3)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)?；宓钠苯嵌葹?°。作為蝕刻處理的順序與實(shí)施例1同樣，但使蝕刻處理時(shí)的SiH₄流量為每分鐘0.1cm³地進(jìn)行導(dǎo)入(SiH₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為6.7×10^-5體積％)，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為0.1μm(蝕刻時(shí)間為15分鐘)。之后的外延生長(zhǎng)順序、氣體流量、溫度等與實(shí)施例1同樣，外延生長(zhǎng)膜厚為10μm。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra大至1.8nm，由于蝕刻處理中的SiH₄流量少，未觀察到抑制臺(tái)階聚并的效果。

(比較例4)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)?；宓钠苯嵌葹?°。作為蝕刻處理的順序與實(shí)施例1同樣，但使蝕刻處理時(shí)的SiH₄流量為每分鐘15cm³地進(jìn)行導(dǎo)入(SiH₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為10^-2體積％)，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為0.05μm(蝕刻時(shí)間為15分鐘)。之后的外延生長(zhǎng)順序、氣體流量、溫度等與實(shí)施例1同樣，外延生長(zhǎng)膜厚為10μm。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra大至2.1nm，由于蝕刻量少，在外延生長(zhǎng)前表面的研磨損傷層的除去變得不充分，未觀察到抑制臺(tái)階聚并的效果。

(比較例5)在與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了切割、粗加工、通常研磨以及精研磨后的具有4H型的多型的4英寸(100mm)的SiC單晶基板的Si面上實(shí)施了外延生長(zhǎng)。基板的偏斜角度為4°。作為蝕刻處理的順序與實(shí)施例1同樣，但使蝕刻處理時(shí)的SiH₄流量為每分鐘15cm³地進(jìn)行導(dǎo)入(SiH₄相對(duì)于氫氣載氣的比例為10^-2體積％)，由蝕刻處理產(chǎn)生的蝕刻量為1.0μm(蝕刻時(shí)間為300分鐘)。之后的外延生長(zhǎng)順序、氣體流量、溫度等與實(shí)施例1同樣，外延生長(zhǎng)膜厚為10μm。在這樣地進(jìn)行了外延生長(zhǎng)后的膜的表面粗糙度Ra大至2.3nm，由于蝕刻量過(guò)多，外延生長(zhǎng)前表面的粗糙度過(guò)度增大，未觀察到抑制臺(tái)階聚并的效果。

以上的實(shí)施例中，分別改變外延溫度、外延壓力、氣體流量等外延生長(zhǎng)條件，但在使氫氣載氣和硅系材料氣體流入的同時(shí)，也可以同時(shí)改變這些條件，使外延生長(zhǎng)開始。另外，各材料氣體使用SiH₄氣體和C₃H₈氣體，但也可以作為硅系材料氣體使用例如Si₂H₆和氯硅烷氣體等，或者作為碳系材料氣體使用C₂H₄等。另外，也可以在沒(méi)有流入摻雜氣體的狀態(tài)下進(jìn)行外延生長(zhǎng)。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明，能夠穩(wěn)定地制作在向SiC單晶基板上的外延生長(zhǎng)中特別是降低了臺(tái)階聚并的具有高品質(zhì)外延膜的外延SiC晶片。因此，如果在這樣的晶片上形成電子器件，則可以期待器件的特性以及成品率提高。