1.本发明涉及碳化硅衬底的制造方法、碳化硅衬底以及去除由激光加工引入到碳化硅衬底中的应变层的方法。
背景技术：
：：2.以往在半导体衬底的制造中采用通过对半导体衬底照射激光而加工该半导体衬底的方法。3.专利文献1公开了这样的发明：对加工对象物照射激光束，该激光束采用加工对象物可吸收的波长，将激光束的聚光点位于加工对象物的上表面上来进行烧蚀加工，在加工对象物的上表面上形成槽。另外，可以理解为，专利文献1记载的发明是可应用于已知的半导体材料的方法。4.现有技术文献5.专利文献6.专利文献1：日本特开平10-305420号公报技术实现要素：7.发明要解决的问题8.另外，在上述的对加工对象物进行激光束照射的方法中，由于该照射而会将应变引入到作为加工对象物的半导体衬底中。9.例如，当在碳化硅衬底中产生位错的情况下，有可能该位错在通过以该碳化硅衬底作为基底衬底的外延生长所形成的生长层延续。因此，期望去除碳化硅衬底中的上述应变。10.本发明要解决的问题是提供一种能够去除由激光加工引入到碳化硅衬底中的应变层的新颖技术。11.解决问题的手段12.解决上述问题的本发明是一种碳化硅衬底的制造方法，包括：进行激光加工以通过对碳化硅衬底照射激光而去除所述碳化硅衬底的一部分的加工步骤，和通过对所述碳化硅衬底进行热处理而去除通过所述加工步骤引入到所述碳化硅衬底中的应变层的应变层去除步骤。这样，本发明可以去除引入到碳化硅衬底中的应变层。即本发明可以去除由于激光加工而引入到碳化硅衬底中的应变层。13.在本发明的优选实施方式中，所述加工步骤是在所述碳化硅衬底上形成贯通孔的步骤。因此，本发明可以形成在沿a轴方向进行的晶体生长中的成为驱动力的横向的温度梯度。14.在本发明的优选实施方式中，所述应变层去除步骤是在准封闭空间内蚀刻所述碳化硅衬底的步骤。15.在本发明的优选实施方式中，所述应变层去除步骤是在硅气氛下蚀刻所述碳化硅衬底的步骤。这样，本发明可以使碳化硅衬底表面中的上部和侧壁平坦化。16.此外，本发明还涉及一种去除通过激光加工引入到碳化硅衬底中的应变层的方法，包括对碳化硅衬底进行热处理的应变层去除步骤。即，解决上述问题的本发明是一种去除通过激光加工引入到碳化硅衬底中的应变层的方法，包括在碳化硅衬底中进行激光加工之后对碳化硅衬底进行热处理的应变层去除步骤。17.在本发明的优选实施方式中，所述应变层去除步骤是在准封闭空间内蚀刻所述碳化硅衬底的步骤。18.在本发明的优选实施方式中，所述应变层去除步骤是在硅气氛下蚀刻所述碳化硅衬底的步骤。19.发明的效果20.根据所公开的技术，可以提供一种能够去除由激光加工引入到碳化硅衬底中的应变层的新颖技术。21.其他问题、特征和优点将通过阅读下面描述的实施本发明的实施方式并结合附图和权利要求而变得显而易见。附图说明22.图1是说明根据实施方式的碳化硅衬底的制造方法的说明图。23.图2是说明根据实施方式的加工步骤和应变层去除步骤的说明图。24.图3是说明根据实施方式的晶体生长步骤的说明图。25.图4是说明根据实施例的应变层去除步骤的说明图。26.图5是根据实施例的碳化硅衬底的观察图像。27.图6是根据实施例的碳化硅衬底的观察图像。28.图7是示出根据实施例的碳化硅衬底的应变分布的图。29.图8是示出根据实施例的碳化硅衬底的应变分布的图。具体实施方式30.以下参照附图对根据本发明的碳化硅衬底的制造方法的优选实施方式进行详细说明。31.本发明的技术范围不限于附图所示的实施方式，能够在权利要求书记载的范围内适当变更。32.本说明书的附图是概念图，各部件的相对尺寸等并不限定本发明。33.在本说明书中，以说明本发明为目的，存在基于附图的上下而指称上或下的情况，但在与本发明的碳化硅衬底的使用方式等关系方面不限定上下。34.另外，在以下实施方式的说明和附图中，对相同的结构附以相同的附图标记，并且省略重复的说明。35.《碳化硅衬底的制造方法》36.图1和图2示出了根据本发明的实施方式的碳化硅衬底(以下简称为“sic衬底”)的制造方法的步骤。37.根据实施方式的sic衬底的制造方法，包括：进行激光加工以通过对碳化硅衬底照射激光l而去除sic衬底的一部分的加工步骤s11，和通过对sic衬底10进行热处理而去除通过加工步骤s11引入到sic衬底10中的应变层12的应变层去除步骤s12。38.此外，该实施方式可以理解为一种去除通过激光加工引入到sic衬底10中的应变层12的方法，包括在sic衬底10中进行激光加工之后对sic衬底10进行热处理的应变层去除步骤s12。39.sic衬底10(相当于sic晶片)既可以是单晶sic衬底，也可以是多晶sic衬底，也可以是从块状晶体加工而成的晶片或衬底，也可以是包括外延生长层的晶片或衬底，也可以是方形晶片。40.此外，sic衬底10在其晶体多晶型、偏离方向、偏离角度、晶片尺寸、衬底厚度、掺杂浓度、包含掺杂元素的添加元素的原子种类方面不受限制。41.以下，对实施方式的各步骤进行详细说明。42.加工步骤s11是进行激光加工以通过对sic衬底10照射激光l而去除sic衬底10的一部分的步骤。43.在本说明书中的说明中的“激光加工”是指这样的加工：通过使对作为加工对象物的sic衬底10具有吸收性的波长的激光束的聚光点位于sic衬底10的上表面或内部并对sic衬底10照射激光束，从而在sic衬底10的上表面形成槽，或在sic衬底10的内部形成损伤区域。44.此外，激光加工是指这样的方法：通过在控制激光照射部分(相当于聚光点)的同时将具有与构成加工对象物的材料中的结合能量同等能量的光波照射并聚光到加工对象物，对加工对象物的一部分进行选择性加工。45.此外，加工步骤s11优选地是对sic衬底10照射具有532nm的波长的激光l的步骤。46.激光l的波长优选为808nm以下，优选为650nm以下，更优选为635nm以下，更优选为589nm以下，更优选为532nm以下，更优选为473nm以下，更优选为460nm以下，更优选为445nm以下，更优选为405nm以下。47.此外，激光l的波长优选为355nm以上，更优选为405nm以上，更优选为445nm以上，更优选为460nm以上，更优选为532nm以上，更优选为589nm以上，更优选为635nm以上，更优选为650nm以上。48.激光l的波长例如是分类为可见光范围的波长带中的波长。49.此外，加工步骤s11可以基于已知或常用的光学系统来实施。50.此外，加工步骤s11可以根据激光l的波长等适当地采用已知或常用的光源。51.此外，在加工步骤s11中使用的激光l，其活性介质、振荡模式、重复频率、脉冲宽度、束斑直径、输出功率和偏光特性不受限制。52.在加工步骤s11中使用的光学系统适当地具有已知或常用的反射镜、配备有用于对准的轴旋转电机等的扫描仪、聚光透镜和光栅。53.在加工步骤s11中使用的光学系统的聚光透镜，其倍率和数值孔径(na)不受限制。54.此外，加工步骤s11是在sic衬底10上形成贯通孔11的步骤。55.这里，加工步骤s11可以理解为是通过形成贯通孔11而降低sic衬底10的强度的脆化加工步骤。56.另外，加工步骤s11在贯通孔11的形成中在sic衬底10的膜厚方向上扫描激光照射部分(相当于聚光点)。57.贯通孔11只要例如是用于降低sic衬底10的强度的形状(图案)就可以采用。58.此外，贯通孔11只要例如是包含劣角的形状(图案)就可以采用。59.此外，期望的是，在以sic衬底10作为基底衬底的外延生长中，设定为可获得期望的生长层的形状(图案)。60.此时，加工步骤s11根据该形状(图案)用激光l扫描sic衬底10的表面内部。61.另外，期望的是，加工步骤s11根据sic衬底10或该生长层的半导体材料的物理特性(晶体取向等)或生长方法采用最佳图案。另外，该形状(图案)的宽度和深度不受限制。62.此外，加工步骤s11是将sic衬底10的表面加工成台面状的步骤。63.本说明书中的“台面状”相当于凹凸形状，并且该凹凸形状中的上壁和侧壁所成的角度不受限制。64.此外，加工步骤s11中的加工深度不受限制。65.另外，当加工步骤s11是将sic衬底10的表面加工成台面状的步骤时，加工步骤s11在sic衬底10的表面上形成凹部而代替上述贯通孔11。66.此外，加工步骤s11通过将激光l的焦点从sic衬底10的表面(相当于上表面)扫描到底面(相当于下表面)而形成贯通孔11或凸部。67.此外，加工步骤s11可以例如适当采用日本特开平10-305420号公报、日本特开2002-192370号公报和日本特开2016-111147号公报等中描述的方法等的公知技术的至少一部分。68.应变层去除步骤s12是通过对sic衬底10进行热处理而去除通过加工步骤s11引入到sic衬底10中的应变层12的步骤。另外，可以理解为，应变层12例如相当于损伤层。69.此外，应变层去除步骤s12可以采用通过对sic衬底10进行热处理而蚀刻sic衬底10的手段。70.此外，应变层去除步骤s12只要是能够去除应变层12的手段即可以采用。71.此外，应变层去除步骤s12是通过热蚀刻去除应变层12的步骤。72.此外，应变层去除步骤s12是在准封闭空间内蚀刻sic衬底10的步骤。另外，本说明书中的“准封闭空间”是指虽然能够进行设置有sic衬底10的容器内或试样室内的抽真空、但能够将在容器内或试样室内产生的蒸气的至少一部分封入的空间。73.此外，应变层去除步骤s12是在硅气氛下(si硅气氛下)蚀刻sic衬底10的步骤。另外，本说明书中的说明中的“硅气氛”相当于包含si元素的气相物种的蒸气压。74.另外，应变层去除步骤s12例如是将sic衬底10收纳在sic容器50内、将该sic容器50收纳在tac容器60等的高熔点容器内并且对包括sic衬底10的该高熔点容器进行热处理的步骤。75.此时，上述高熔点容器包括能够将包含si元素的气相物种的蒸气压供给到sic容器50的外部的si蒸气供给源64。76.另外，应变层去除工序s12例如是将sic衬底10收纳在上述高熔点容器中并对包括sic衬底10的该高熔点容器进行热处理的步骤。77.此时，高熔点容器包括能够供给包含si元素的气相物种的蒸气压的si蒸气供给源64。78.本说明书说明中的“si蒸气供给源64”例如是固体的si(si片或si粉末等的si颗粒)或si化合物，并且可以采用薄膜的形式。79.根据本发明，通过包括对sic衬底10进行热处理的应变层去除步骤s12，可以去除通过激光加工引入到sic衬底10中的应变层12。80.本说明书以下对通过使通过应变层去除步骤s12去除了应变层12的sic衬底10作为基底衬底的外延生长形成生长层20的实施方式进行说明。81.另外，根据本发明的实施方式，去除了应变层12的sic衬底10例如可供用于sic和aln等材料的外延生长的基底衬底。82.《晶体生长步骤s20》83.晶体生长步骤s20是在应变层去除步骤s12之后的sic衬底10上形成生长层20的步骤。84.生长层20的材料既可以是与sic衬底10相同的材料(相当于同质外延生长)，也可以是与sic衬底10不同的材料(相当于异质外延生长)。85.生长层20的材料只要是通常进行外延生长的材料即可。86.此外，生长层20的材料既可以是sic衬底10的材料，也可以是可作为sic衬底10的材料采用的已知材料，也可以是可在sic衬底10上进行外延生长的已知材料。87.根据实施方式的生长层20的材料例如是aln。88.此外，晶体生长步骤s20优选地是采用物理气相输送法(physicalvaportransport：pvt)形成生长层20的步骤。89.作为生长层20的生长方法，晶体生长步骤s20可以采用pvt、升华再结晶法、改良瑞利法、化学气相输送法(chemicalvaportransport：cvt)等已知的气相生长法(相当于气相外延法)。90.另外，晶体生长步骤s20可以采用物理气相生长法(physicalvapordeposition：pvd，物理气相沉积)而取代pvt。另外，晶体生长步骤s20可以采用化学气相生长法(chemicalvapordeposition：cvd，化学气相沉积)而取代cvt。91.此外，作为生长层20的生长方法，晶体生长步骤s20可以采用tssg法(top-seededsolutiongrowth(顶部籽晶溶液生长)法)、亚稳态溶剂外延法(metastablesolventepitaxy：mse)等已知的液相生长法(相当于液相外延法)。92.此外，作为生长层20的生长方法，晶体生长步骤s20可以采用cz法(czochralski法，提拉法)。93.晶体生长步骤s20可以根据sic衬底10和生长层20各自的材料适当地选择并采用生长方法。94.图3是说明根据实施方式的晶体生长步骤s20的说明图。95.根据实施方式的晶体生长步骤s20是将sic衬底10和成为生长层20的原料的半导体材料40相对(彼此面对)配置在具有准封闭空间的坩埚30内并进行加热的步骤。96.通过加热该坩埚30(sic衬底10和半导体材料40)，将原料通过原料输送空间31从半导体材料40输送到sic衬底10上。97.此外，作为用于在sic衬底10和半导体材料40之间输送原料的驱动力，晶体生长步119.光斑直径：40μm120.(应变层去除步骤s12)121.图4是说明根据实施例的应变层去除步骤s12的说明图。122.根据实施例的应变层去除步骤s12将sic衬底10收纳在sic容器50内，进一步将sic容器50收纳在tac容器60内并进行加热。123.(sic容器50)124.材料：多晶sic125.容器尺寸：直径60mm×高度4mm126.sic衬底10和sic容器50的底面之间的距离：2mm127.(sic容器50的细节)128.如图6所示，sic容器50是包括能够相互嵌合的上容器51和下容器52的嵌合容器。129.在上容器51和下容器52的嵌合部处形成有微小的间隙53，构成为能够从该间隙53进行sic容器50内的排气(抽真空)。130.sic容器50具有蚀刻空间54，通过在sic衬底10配置在温度梯度的高温侧的状态下使配置在温度梯度的低温侧的sic容器50的一部分和sic衬底10相对而形成。131.蚀刻空间54是用于以设置在sic衬底10和sic容器50的底面之间的温度差作为驱动力将si原子和c原子从sic衬底10输送到sic容器50并进行蚀刻的空间。132.此外，sic容器50具有用于将sic衬底10保持在半空中并形成蚀刻空间54的衬底保持件55。133.另外，sic容器50也可以根据加热炉的温度梯度的方向不设置衬底保持件55。134.例如，在加热炉形成温度梯度以使温度从下容器52向上容器51下降的情况下，sic容器50也可以在下容器52的底面上配置sic衬底10，而不设置衬底保持件55。135.(tac容器60的细节)136.与sic容器50一样，tac容器60是包括能够相互嵌合的上容器61和下容器62的嵌合容器，并且构成为能够收纳sic容器50。137.在上容器61和下容器62的嵌合部处形成有微小的间隙63，构成为能够从该间隙63进行tac容器60内的排气(抽真空)。138.tac容器60具有能够在tac容器60内供给包含si元素的气相物种的蒸气压的si蒸气供给源64。139.si蒸气供应源64只要是在加热处理时在tac容器60内产生包含si元素的气相物种的蒸气压的结构即可。140.(加热条件)141.将在上述条件下所配置的sic衬底10在以下条件下进行加热处理。142.加热温度：1800℃143.蚀刻量：8μm144.另外，应变层去除步骤s12适当地设定加热时间和温度梯度以实现以下的蚀刻量。145.图5示出了在加工步骤s11之后的sic衬底10的截面sem图像和俯视sem图像。146.图6示出了经过加工步骤s11和应变层去除步骤s12的sic衬底10的截面sem图像和俯视sem图像。147.根据图5和图6可以理解，通过应变层去除步骤s12使sic衬底10的表面平坦化。148.图7示出了经过加工步骤s11后的sic衬底10的ebsd映射图像。149.图8示出了经过加工步骤s11和应变层去除步骤s12后的sic衬底10的ebsd映射图像。150.图7和图8示出了剪切应变分量e12的映射图像。151.根据图7和图8，可以理解为，通过应变层去除步骤s12去除了sic衬底10的应变。152.根据本发明，可以去除在通过激光加工形成图案的过程中引入到sic衬底10中的应变层12。153.由此，可以降低图案的上壁和侧壁各自附近处的位错等缺陷的密度，并且可以抑制该生长表面从上壁和/或侧壁进行的晶体生长(相当于外延生长)中的位错等缺陷的延续。154.附图标记说明155.10ꢀꢀꢀꢀꢀsic衬底156.11ꢀꢀꢀꢀꢀ贯通孔157.12ꢀꢀꢀꢀꢀ应变层158.30ꢀꢀꢀꢀꢀ坩埚159.31ꢀꢀꢀꢀꢀ原料输送空间160.40ꢀꢀꢀꢀꢀ半导体材料161.50ꢀꢀꢀꢀꢀsic容器162.60ꢀꢀꢀꢀꢀtac容器163.s11ꢀꢀꢀꢀ加工步骤164.s12ꢀꢀꢀꢀ应变层去除步骤当前第1页12当前第1页12