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JP7521407B2 - Silicon carbide epitaxial substrate inspection method, silicon carbide epitaxial substrate manufacturing method, and silicon carbide epitaxial substrate inspection device - Google Patents
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JP7521407B2 - Silicon carbide epitaxial substrate inspection method, silicon carbide epitaxial substrate manufacturing method, and silicon carbide epitaxial substrate inspection device - Google Patents

Silicon carbide epitaxial substrate inspection method, silicon carbide epitaxial substrate manufacturing method, and silicon carbide epitaxial substrate inspection device Download PDF

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JP7521407B2 JP2020208321A JP2020208321A JP7521407B2 JP 7521407 B2 JP7521407 B2 JP 7521407B2 JP 2020208321 A JP2020208321 A JP 2020208321A JP 2020208321 A JP2020208321 A JP 2020208321A JP 7521407 B2 JP7521407 B2 JP 7521407B2
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本開示は、炭化珪素エピタキシャル基板の検査方法、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エピタキシャル基板の検査装置に関する。 This disclosure relates to a method for inspecting a silicon carbide epitaxial substrate, a method for manufacturing a silicon carbide epitaxial substrate, and an inspection device for a silicon carbide epitaxial substrate.

特表2018-518063号公報(特許文献1)には、表面電位コロナ帯電を用いて、半導体ドーピング濃度を測定するシステムおよび方法が記載されている。 JP2018-518063A (Patent Document 1) describes a system and method for measuring semiconductor doping concentration using surface potential corona charging.

特表2018-518063号公報Special table 2018-518063 publication

本開示の目的は、キャリア濃度を安定的に測定することができる炭化珪素エピタキシャル基板の検査方法、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エピタキシャル基板の検査装置を提供することである。 The objective of the present disclosure is to provide a method for inspecting a silicon carbide epitaxial substrate that can stably measure carrier concentration, a method for manufacturing a silicon carbide epitaxial substrate, and an inspection device for a silicon carbide epitaxial substrate.

本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板の検査方法は、以下の工程を備えている。主面を有する炭化珪素エピタキシャル基板が準備される。主面に対して200nm以上400nm以下の波長を有する紫外光が照射される。紫外光を照射する工程後、主面に電荷を供給したのちプローブを主面と非接触の状態で配置し、プローブを用いて主面の電位が測定される。電荷および電位に基づいて、炭化珪素エピタキシャル基板のキャリア濃度が計算される。紫外光を照射する工程においては、紫外光の単位面積当たりのフォトン数は30×1016個/cm2以上である。 The method for inspecting a silicon carbide epitaxial substrate according to the present disclosure includes the following steps: A silicon carbide epitaxial substrate having a main surface is prepared. The main surface is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or more and 400 nm or less. After the step of irradiating with ultraviolet light, a charge is supplied to the main surface, and then a probe is placed in a non-contact state with the main surface, and a potential of the main surface is measured using the probe. A carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate is calculated based on the charge and the potential. In the step of irradiating with ultraviolet light, the number of photons per unit area of the ultraviolet light is 30×10 16 /cm 2 or more.

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。主面を有する炭化珪素エピタキシャル基板が準備される。主面に対して200nm以上400nm以下の波長を有する紫外光が照射される。紫外光を照射する工程においては、紫外光の単位面積当たりのフォトン数は30×1016個/cm2以上である。 A method for manufacturing a silicon carbide epitaxial substrate according to the present disclosure includes the following steps: A silicon carbide epitaxial substrate having a main surface is prepared. The main surface is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or more and 400 nm or less. In the step of irradiating with ultraviolet light, the number of photons per unit area of the ultraviolet light is 30×10 16 /cm 2 or more.

本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板の検査装置は、照射装置部と、測定装置部とを備えている。照射装置部は、炭化珪素エピタキシャル基板の主面に対して200nm以上400nm以下の波長を有する紫外光を照射する。測定装置部は、主面に電荷を供給したのちプローブを主面と非接触の状態で配置し、プローブを用いて主面の電位を測定する。 The silicon carbide epitaxial substrate inspection device according to the present disclosure includes an irradiation device section and a measurement device section. The irradiation device section irradiates the main surface of the silicon carbide epitaxial substrate with ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or more and 400 nm or less. The measurement device section supplies an electric charge to the main surface, then places a probe in a non-contact state with the main surface, and uses the probe to measure the electric potential of the main surface.

本開示によれば、キャリア濃度を安定的に測定することができる炭化珪素エピタキシャル基板の検査方法、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エピタキシャル基板の検査装置を提供することができる。 The present disclosure provides a method for inspecting a silicon carbide epitaxial substrate that can stably measure carrier concentration, a method for manufacturing a silicon carbide epitaxial substrate, and an inspection device for a silicon carbide epitaxial substrate.

図1は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の検査装置の測定装置部の構成を示す一部断面模式図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional schematic diagram showing the configuration of a measurement device section of an inspection device for a silicon carbide epitaxial substrate according to the present embodiment. 図2は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の検査装置の照射装置部の構成を示す一部断面模式図である。FIG. 2 is a partial schematic cross-sectional view showing the configuration of an irradiation device section of the silicon carbide epitaxial substrate inspection apparatus according to this embodiment. 図3は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の検査装置の構成を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of an inspection apparatus for a silicon carbide epitaxial substrate according to this embodiment. 図4は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の検査方法を示すフロー図である。FIG. 4 is a flow diagram showing the method for inspecting a silicon carbide epitaxial substrate according to the present embodiment. 図5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。FIG. 5 is a schematic plan view showing the configuration of a silicon carbide epitaxial substrate. 図6は、図5のVI-VI線に沿った断面模式図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 図7は、主面に対して紫外光を照射する工程を示す平面模式図である。FIG. 7 is a schematic plan view showing a step of irradiating the main surface with ultraviolet light. 図8は、本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図である。FIG. 8 is a flow diagram that outlines the method for manufacturing a silicon carbide epitaxial substrate according to the present embodiment. 図9は、サンプル1に係る炭化珪素エピタキシャル基板の第1主面に照射された紫外光の単位面積当たりのフォトン数と、炭化珪素エピタキシャル基板のキャリア濃度との関係を示す図である。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the number of photons per unit area of ultraviolet light irradiated onto the first main surface of the silicon carbide epitaxial substrate according to Sample 1 and the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate. 図10は、サンプル2に係る炭化珪素エピタキシャル基板の第1主面に照射された紫外光の単位面積当たりのフォトン数と、炭化珪素エピタキシャル基板のキャリア濃度との関係を示す図である。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the number of photons per unit area of ultraviolet light irradiated onto the first main surface of the silicon carbide epitaxial substrate according to Sample 2 and the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate. 図11は、サンプル3に係る炭化珪素エピタキシャル基板の第1主面に照射された紫外光の単位面積当たりのフォトン数と、炭化珪素エピタキシャル基板のキャリア濃度との関係を示す図である。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the number of photons per unit area of ultraviolet light irradiated onto the first main surface of the silicon carbide epitaxial substrate according to Sample 3 and the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate. 図12は、サンプル4に係る炭化珪素エピタキシャル基板の第1主面に照射された紫外光の単位面積当たりのフォトン数と、炭化珪素エピタキシャル基板のキャリア濃度との関係を示す図である。FIG. 12 is a graph showing the relationship between the number of photons per unit area of ultraviolet light irradiated onto the first main surface of the silicon carbide epitaxial substrate according to Sample 4 and the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate. 図13は、サンプル5~7に係る炭化珪素エピタキシャル基板の第1主面に照射された紫外光の単位面積当たりのフォトン数と、炭化珪素エピタキシャル基板のキャリア濃度との関係を示す図である。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the number of photons per unit area of ultraviolet light irradiated onto the first main surfaces of the silicon carbide epitaxial substrates according to Samples 5 to 7 and the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrates.

[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。
[Summary of the embodiment of the present disclosure]
First, an overview of the embodiments of the present disclosure will be described. In the crystallographic description in this specification, an individual orientation is represented by [ ], a collective orientation by <>, an individual plane by ( ), and a collective plane by { }. A negative index in crystallography is usually represented by placing a "-" (bar) above the number, but in this specification, a negative index in crystallography is represented by placing a negative sign before the number.

(1)本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査方法は、以下の工程を備えている。主面1を有する炭化珪素エピタキシャル基板10が準備される。主面1に対して200nm以上400nm以下の波長を有する紫外光が照射される。紫外光を照射する工程後、主面1に電荷を供給したのちプローブ113を主面1と非接触の状態で配置し、プローブ113を用いて主面1の電位が測定される。電荷および電位に基づいて、炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度が計算される。紫外光を照射する工程においては、紫外光の単位面積当たりのフォトン数は30×1016個/cm2以上である。 (1) A method for inspecting a silicon carbide epitaxial substrate 10 according to the present disclosure includes the following steps: A silicon carbide epitaxial substrate 10 having a main surface 1 is prepared. The main surface 1 is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or more and 400 nm or less. After the step of irradiating the ultraviolet light, a charge is supplied to the main surface 1, and then a probe 113 is placed in a non-contact state with the main surface 1, and the potential of the main surface 1 is measured using the probe 113. A carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate 10 is calculated based on the charge and the potential. In the step of irradiating the ultraviolet light, the number of photons per unit area of the ultraviolet light is 30×10 16 /cm 2 or more.

(2)上記(1)に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査方法によれば、主面1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。 (2) According to the method for inspecting a silicon carbide epitaxial substrate 10 according to (1) above, the main surface 1 may be inclined at an off angle of 8° or less with respect to the (000-1) plane or the (000-1) plane.

(3)上記(1)に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査方法によれば、主面1は、主面1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。単位面積当たりのフォトン数は、550×1016個/cm2以上であってもよい。 (3) According to the method for inspecting silicon carbide epitaxial substrate 10 in accordance with (1) above, main surface 1 may be inclined at an off angle of 8° or less with respect to the (0001) plane or the (0001) plane. The number of photons per unit area may be 550× 10 /cm or more .

(4)本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の製造方法は、以下の工程を備えている。上記(1)から(3)のいずれかに記載の炭化珪素エピタキシャル基板10の検査方法が行われる。キャリア濃度に基づいて、炭化珪素エピタキシャル基板10が選別される。 (4) The method for manufacturing a silicon carbide epitaxial substrate 10 according to the present disclosure includes the following steps. The method for inspecting a silicon carbide epitaxial substrate 10 described in any one of (1) to (3) above is performed. The silicon carbide epitaxial substrates 10 are selected based on the carrier concentration.

(5)本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の製造方法は、以下の工程を備えている。主面1を有する炭化珪素エピタキシャル基板10が準備される。主面1に対して200nm以上400nm以下の波長を有する紫外光が照射される。紫外光を照射する工程においては、紫外光の単位面積当たりのフォトン数は30×1016個/cm2以上である。 (5) A method for manufacturing silicon carbide epitaxial substrate 10 according to the present disclosure includes the following steps: Silicon carbide epitaxial substrate 10 having main surface 1 is prepared. Main surface 1 is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or more and 400 nm or less. In the step of irradiating with ultraviolet light, the number of photons per unit area of the ultraviolet light is 30×10 16 /cm 2 or more.

(6)本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査装置300は、照射装置部200と、測定装置部100とを備えている。照射装置部200は、炭化珪素エピタキシャル基板10の主面1に対して200nm以上400nm以下の波長を有する紫外光を照射する。測定装置部100は、主面1に電荷を供給したのちプローブ113を主面1と非接触の状態で配置し、プローブ113を用いて主面1の電位を測定する。 (6) The inspection device 300 for the silicon carbide epitaxial substrate 10 according to the present disclosure includes an irradiation device section 200 and a measurement device section 100. The irradiation device section 200 irradiates the main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10 with ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or more and 400 nm or less. The measurement device section 100 supplies a charge to the main surface 1, and then places a probe 113 in a non-contact state with the main surface 1, and measures the electric potential of the main surface 1 using the probe 113.

[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。
[Details of the embodiment of the present disclosure]
Hereinafter, the details of the embodiments of the present disclosure will be described. In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and the same description thereof will not be repeated.

まず、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査装置の測定装置部100の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査装置の測定装置部100の構成を示す一部断面模式図である。 First, the configuration of the measurement device section 100 of the inspection device for the silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment will be described. FIG. 1 is a partial cross-sectional schematic diagram showing the configuration of the measurement device section 100 of the inspection device for the silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment.

本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査装置の測定装置部100は、非接触型キャリア濃度測定器である。図1に示されるように、測定装置部100は、チャック111と、コロナ電極112と、プローブ113とを主に有している。プローブ113は、たとえばケルビンプローブである。チャック111は、炭化珪素エピタキシャル基板10を保持する。チャック111は、導電性材料により構成されている。チャック111は、たとえば電気的に接地されている。チャック111は、基板保持面110を有している。チャック111は、基板保持面110に平行な方向に沿って移動可能であってもよい。 The measurement device section 100 of the inspection device for the silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment is a non-contact carrier concentration measuring device. As shown in FIG. 1, the measurement device section 100 mainly includes a chuck 111, a corona electrode 112, and a probe 113. The probe 113 is, for example, a Kelvin probe. The chuck 111 holds the silicon carbide epitaxial substrate 10. The chuck 111 is made of a conductive material. The chuck 111 is, for example, electrically grounded. The chuck 111 has a substrate holding surface 110. The chuck 111 may be movable along a direction parallel to the substrate holding surface 110.

コロナ電極112は、チャック111の基板保持面110に対向して配置されている。コロナ電極112は、コロナ電荷を発生する。コロナ電極112の先端は、たとえば円錐状である。コロナ電極112は、炭化珪素エピタキシャル基板10の主面1に電荷を供給する。コロナ電極112に電圧を印加することで、空気が電離し、電荷が発生する。これにより、炭化珪素エピタキシャル基板10に空乏層が形成される。 The corona electrode 112 is disposed opposite the substrate holding surface 110 of the chuck 111. The corona electrode 112 generates a corona charge. The tip of the corona electrode 112 is, for example, conical. The corona electrode 112 supplies a charge to the main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10. By applying a voltage to the corona electrode 112, the air is ionized and a charge is generated. This forms a depletion layer in the silicon carbide epitaxial substrate 10.

プローブ113は、チャック111の基板保持面110に対向して配置されている。プローブ113は、炭化珪素エピタキシャル基板10の主面1から離間して配置される。別の観点から言えば、プローブ113は、非接触プローブである。プローブ113は、炭化珪素エピタキシャル基板10の主面1の電位(表面ポテンシャル)を測定することができる。プローブ113の先端は、たとえば円柱状である。プローブ113の先端の直径は、たとえば2mmである。 The probe 113 is disposed facing the substrate holding surface 110 of the chuck 111. The probe 113 is disposed away from the main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10. From another perspective, the probe 113 is a non-contact probe. The probe 113 can measure the electric potential (surface potential) of the main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10. The tip of the probe 113 is, for example, cylindrical. The diameter of the tip of the probe 113 is, for example, 2 mm.

測定装置部100は、炭化珪素エピタキシャル基板10の主面1に電荷を供給したのち、プローブ113を炭化珪素エピタキシャル基板10の主面1と非接触の状態で配置し、プローブ113を用いて炭化珪素エピタキシャル基板10の主面1の電位を測定する。測定装置部100は、炭化珪素エピタキシャル基板10の主面1に供給した電荷と、炭化珪素エピタキシャル基板10の主面1の電位とに基づいて、炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度を算出する演算部(図示せず)を有していてもよい。 After supplying a charge to the main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10, the measuring device 100 places a probe 113 in a non-contact state with the main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10 and uses the probe 113 to measure the potential of the main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10. The measuring device 100 may have a calculation unit (not shown) that calculates the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate 10 based on the charge supplied to the main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10 and the potential of the main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10.

次に、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査装置の照射装置部200の構成について説明する。図2は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査装置の照射装置部200の構成を示す一部断面模式図である。 Next, the configuration of the irradiation device section 200 of the inspection device for the silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment will be described. FIG. 2 is a partial cross-sectional schematic diagram showing the configuration of the irradiation device section 200 of the inspection device for the silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment.

図2に示されるように、照射装置部200は、基板保持部201と、紫外光照射部204とを主に有している。基板保持部201は、基板保持面210を有している。基板保持部201は、たとえば基板を保持する台である。基板保持部201は、固定式であってもよいし、可動式であってもよい。基板保持部201は、炭化珪素エピタキシャル基板10を保持した状態で、基板保持面210と平行な方向に移動可能であってもよい。 As shown in FIG. 2, the irradiation device section 200 mainly includes a substrate holding section 201 and an ultraviolet light irradiation section 204. The substrate holding section 201 has a substrate holding surface 210. The substrate holding section 201 is, for example, a stand that holds a substrate. The substrate holding section 201 may be fixed or movable. The substrate holding section 201 may be movable in a direction parallel to the substrate holding surface 210 while holding the silicon carbide epitaxial substrate 10.

紫外光照射部204は、UVライト203(紫外光ライト)と、ライト保持部202とを有している。UVライト203は、細長い形状を有している。UVライト203の長さは、炭化珪素エピタキシャル基板10の直径よりも大きくてもよい。また、UVライト203の形状は、リング状でもよい。UVライト203は、面発光ライトでもよい。UVライト203の形状は、任意でよい。ライト保持部202は、UVライト203を保持している。UVライト203は、基板保持面210の表面に対向して設けられる。UVライト203は、固定式であってもよいし、可動式であってもよい。UVライト203は、基板保持面210と平行な方向に移動可能であってもよい。 The ultraviolet light irradiation unit 204 has a UV light 203 (ultraviolet light) and a light holding unit 202. The UV light 203 has an elongated shape. The length of the UV light 203 may be greater than the diameter of the silicon carbide epitaxial substrate 10. The shape of the UV light 203 may be ring-shaped. The UV light 203 may be a surface-emitting light. The shape of the UV light 203 may be arbitrary. The light holding unit 202 holds the UV light 203. The UV light 203 is provided facing the surface of the substrate holding surface 210. The UV light 203 may be fixed or movable. The UV light 203 may be movable in a direction parallel to the substrate holding surface 210.

紫外光照射部204は、炭化珪素エピタキシャル基板10の主面1に対して紫外光を照射する。紫外光は、200nm以上400nm以下の波長を有する。紫外光照射部204は、異なる2つの波長の紫外光を照射可能であってもよい。異なる2つの波長は、たとえば254nmおよび365nmである。紫外光照射部204としては、たとえばアズワン社製のSLUV-6を使用することができる。また、紫外光の波長が240nm以上385nm以下であることが特に好ましい。UVライトを安価に入手できるからである。また、紫外光の波長が254nm以上365nm以下であることが特に好ましい。光源の寿命が比較的長く、メンテナンス頻度が少なくなるからである。 The ultraviolet light irradiation unit 204 irradiates ultraviolet light onto the main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10. The ultraviolet light has a wavelength of 200 nm or more and 400 nm or less. The ultraviolet light irradiation unit 204 may be capable of irradiating ultraviolet light of two different wavelengths. The two different wavelengths are, for example, 254 nm and 365 nm. For example, SLUV-6 manufactured by AS ONE Corporation can be used as the ultraviolet light irradiation unit 204. It is particularly preferable that the wavelength of the ultraviolet light is 240 nm or more and 385 nm or less. This is because UV light is inexpensively available. It is particularly preferable that the wavelength of the ultraviolet light is 254 nm or more and 365 nm or less. This is because the light source has a relatively long life and requires less frequent maintenance.

次に、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査装置300の構成について説明する。図3は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査装置300の構成を示す模式図である。図3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10の検査装置300は、照射装置部200と、測定装置部100と、搬送部310とを主に有している。 Next, the configuration of the inspection device 300 for the silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the inspection device 300 for the silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment. As shown in FIG. 3, the inspection device 300 for the silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment mainly includes an irradiation device section 200, a measurement device section 100, and a transport section 310.

搬送部310は、照射装置部200と測定装置部100との間に配置されている。搬送部310は、照射装置部200と測定装置部100とを繋いでいる。搬送部310は、照射装置部200と測定装置部100との間において、炭化珪素エピタキシャル基板10を搬送することができる。搬送部310は、たとえば、照射装置部200において炭化珪素エピタキシャル基板10に対する紫外光の照射が完了した後、自動的に炭化珪素エピタキシャル基板10を測定装置部100に搬送することができる。搬送部310は、たとえばベルトコンベアである。 The transport section 310 is disposed between the irradiation device section 200 and the measurement device section 100. The transport section 310 connects the irradiation device section 200 and the measurement device section 100. The transport section 310 can transport the silicon carbide epitaxial substrate 10 between the irradiation device section 200 and the measurement device section 100. The transport section 310 can automatically transport the silicon carbide epitaxial substrate 10 to the measurement device section 100, for example, after the irradiation device section 200 completes the irradiation of the silicon carbide epitaxial substrate 10 with ultraviolet light. The transport section 310 is, for example, a belt conveyor.

図4は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査方法を示すフロー図である。図4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10の検査方法は、主面を有する炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程(S10)と、主面に対して紫外光を照射する工程(S20)と、主面に電荷を供給したのちプローブを主面と非接触の状態で配置し、プローブを用いて主面の電位を測定する工程(S30)と、電荷および電位に基づいて、炭化珪素エピタキシャル基板のキャリア濃度を計算する工程(S40)と、炭化珪素エピタキシャル基板を選別する工程(S50)とを有している。 Figure 4 is a flow diagram showing the method for inspecting silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment. As shown in Figure 4, the method for inspecting silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment includes the steps of preparing a silicon carbide epitaxial substrate having a main surface (S10), irradiating the main surface with ultraviolet light (S20), supplying an electric charge to the main surface and then placing a probe in a non-contact state with the main surface and measuring the electric potential of the main surface using the probe (S30), calculating the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate based on the electric charge and the electric potential (S40), and selecting silicon carbide epitaxial substrates (S50).

まず、主面を有する炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程(S10)が実施される。図5は、炭化珪素エピタキシャル基板10の構成を示す平面模式図である。図6は、図5のVI-VI線に沿った断面模式図である。 First, a step (S10) of preparing a silicon carbide epitaxial substrate having a main surface is carried out. FIG. 5 is a plan view schematic diagram showing the configuration of silicon carbide epitaxial substrate 10. FIG. 6 is a cross-sectional schematic diagram taken along line VI-VI in FIG. 5.

図5および図6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10は、炭化珪素基板11と、炭化珪素エピタキシャル層12とを有している。炭化珪素エピタキシャル層12は、炭化珪素基板11上にある。炭化珪素エピタキシャル層12は、第1主面1と、第2主面2とを有している。第2主面2は、第1主面1の反対側にある。第2主面2は、炭化珪素基板11に接している。炭化珪素基板11は、第3主面3と、第4主面4とを有している。第4主面4は、第3主面3の反対側にある。第3主面3は、炭化珪素エピタキシャル層12に接している。 As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment has a silicon carbide substrate 11 and a silicon carbide epitaxial layer 12. The silicon carbide epitaxial layer 12 is on the silicon carbide substrate 11. The silicon carbide epitaxial layer 12 has a first main surface 1 and a second main surface 2. The second main surface 2 is on the opposite side of the first main surface 1. The second main surface 2 is in contact with the silicon carbide substrate 11. The silicon carbide substrate 11 has a third main surface 3 and a fourth main surface 4. The fourth main surface 4 is on the opposite side of the third main surface 3. The third main surface 3 is in contact with the silicon carbide epitaxial layer 12.

図5に示されるように、炭化珪素エピタキシャル基板10の厚み方向に見て、炭化珪素エピタキシャル基板10は、外周縁15を有している。外周縁15は、たとえばオリエンテーションフラット13と、円弧状部14とを有している。オリエンテーションフラット13は、第1方向101に沿って延在している。図5に示されるように、炭化珪素エピタキシャル基板10の厚み方向に見て、オリエンテーションフラット13は直線状である。円弧状部14は、オリエンテーションフラット13に連なっている。炭化珪素エピタキシャル基板10の厚み方向に見て、円弧状部14は、円弧状である。 As shown in FIG. 5, when viewed in the thickness direction of the silicon carbide epitaxial substrate 10, the silicon carbide epitaxial substrate 10 has an outer peripheral edge 15. The outer peripheral edge 15 has, for example, an orientation flat 13 and an arc-shaped portion 14. The orientation flat 13 extends along the first direction 101. As shown in FIG. 5, when viewed in the thickness direction of the silicon carbide epitaxial substrate 10, the orientation flat 13 is linear. The arc-shaped portion 14 is continuous with the orientation flat 13. When viewed in the thickness direction of the silicon carbide epitaxial substrate 10, the arc-shaped portion 14 is arc-shaped.

図5に示されるように、炭化珪素エピタキシャル基板10の厚み方向に見て、第1主面1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10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。 As shown in FIG. 5, when viewed in the thickness direction of the silicon carbide epitaxial substrate 10, the first main surface 1 extends along each of the first direction 101 and the second direction 102. When viewed in the thickness direction of the silicon carbide epitaxial substrate 10, the first direction 101 is perpendicular to the second direction 102.

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1主面1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。 The first direction 101 is, for example, the <11-20> direction. The first direction 101 may be, for example, the [11-20] direction. The first direction 101 may be a direction obtained by projecting the <11-20> direction onto the first principal surface 1. From another perspective, the first direction 101 may be, for example, a direction that includes a <11-20> directional component.

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1主面1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。 The second direction 102 is, for example, the <1-100> direction. The second direction 102 may be, for example, the [1-100] direction. The second direction 102 may be, for example, a direction obtained by projecting the <1-100> direction onto the first principal surface 1. From another perspective, the second direction 102 may be, for example, a direction that includes a <1-100> directional component.

図5に示されるように、炭化珪素基板11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。 As shown in FIG. 5, the diameter (first width W1) of the silicon carbide substrate 11 is not particularly limited, but is, for example, 100 mm (4 inches) or more. The first width W1 may be 125 mm (5 inches) or more, or 150 mm (6 inches) or more. The upper limit of the first width W1 is not particularly limited. The first width W1 may be, for example, 200 mm (8 inches) or less.

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。 In this specification, 4 inches means 100 mm or 101.6 mm (4 inches x 25.4 mm/inch). 5 inches means 125 mm or 127.0 mm (5 inches x 25.4 mm/inch). 6 inches means 150 mm or 152.4 mm (6 inches x 25.4 mm/inch). 8 inches means 200 mm or 203.2 mm (8 inches x 25.4 mm/inch).

図6に示されるように、第1主面1は、炭化珪素エピタキシャル基板10の表面を構成する。第4主面4は、炭化珪素エピタキシャル基板10の裏面を構成する。炭化珪素基板11を構成する炭化珪素のポリタイプは、たとえば4Hである。炭化珪素エピタキシャル層12を構成する炭化珪素のポリタイプは、たとえば4Hである。 As shown in FIG. 6, the first main surface 1 constitutes the front surface of the silicon carbide epitaxial substrate 10. The fourth main surface 4 constitutes the back surface of the silicon carbide epitaxial substrate 10. The polytype of the silicon carbide constituting the silicon carbide substrate 11 is, for example, 4H. The polytype of the silicon carbide constituting the silicon carbide epitaxial layer 12 is, for example, 4H.

炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1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。具体的には、第1主面1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1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。 The first main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10 may be inclined at an off angle of 8° or less with respect to the {0001} plane or the {0001} plane. Specifically, the first main surface 1 may be inclined at an off angle of 8° or less with respect to the (0001) plane or the (0001) plane. The first main surface 1 may be inclined at an off angle of 8° or less with respect to the (000-1) plane or the (000-1) plane.

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。 The upper limit of the off angle is not particularly limited, but may be, for example, 6° or less, or 4° or less. The lower limit of the off angle is not particularly limited, but may be, for example, 2° or more, or 1° or more. The off direction is not particularly limited, but may be, for example, the <11-20> direction or the <0001> direction.

炭化珪素基板11は、たとえば窒素(N)などのn型不純物を含んでいる。炭化珪素基板11の導電型は、たとえばn型(第1導電型)である。炭化珪素基板11の厚みは、特に限定されないが、たとえば200μm以上500μm以下である。炭化珪素エピタキシャル層12は、たとえば窒素などのn型不純物を含んでいる。炭化珪素エピタキシャル層12の導電型は、たとえばn型である。炭化珪素エピタキシャル層12の厚みは、特に限定されないが、たとえば5μm以上100μm以下である。炭化珪素エピタキシャル層12が含むn型不純物の濃度は、炭化珪素基板11が含むn型不純物の濃度より低くてもよい。 The silicon carbide substrate 11 contains an n-type impurity such as nitrogen (N). The conductivity type of the silicon carbide substrate 11 is, for example, n-type (first conductivity type). The thickness of the silicon carbide substrate 11 is not particularly limited, but is, for example, 200 μm or more and 500 μm or less. The silicon carbide epitaxial layer 12 contains an n-type impurity such as nitrogen. The conductivity type of the silicon carbide epitaxial layer 12 is, for example, n-type. The thickness of the silicon carbide epitaxial layer 12 is not particularly limited, but is, for example, 5 μm or more and 100 μm or less. The concentration of the n-type impurity contained in the silicon carbide epitaxial layer 12 may be lower than the concentration of the n-type impurity contained in the silicon carbide substrate 11.

炭化珪素エピタキシャル層12のキャリア濃度は、1×1015/cm以上1×1017/cm以下することができる。また炭化珪素エピタキシャル層12のキャリア濃度は、特に3×1015/cm以上5×1016/cm以下することができる。炭化珪素エピタキシャル層12の導電型は、たとえばn型である。炭化珪素エピタキシャル層12のドーパントは、窒素であることが好ましい。炭化珪素エピタキシャル層12のドーパントは、リンであってもよい。 The carrier concentration of silicon carbide epitaxial layer 12 can be 1×10 15 /cm 3 or more and 1×10 17 /cm 3 or less. The carrier concentration of silicon carbide epitaxial layer 12 can be particularly 3×10 15 /cm 3 or more and 5×10 16 /cm 3 or less. The conductivity type of silicon carbide epitaxial layer 12 is, for example, n-type. The dopant of silicon carbide epitaxial layer 12 is preferably nitrogen. The dopant of silicon carbide epitaxial layer 12 may be phosphorus.

次に、主面に対して紫外光を照射する工程(S20)が実施される。図2に示されるように、炭化珪素エピタキシャル基板10が基板保持部201に配置される。炭化珪素エピタキシャル基板10の第4主面4は、基板保持面210に接している。紫外光照射部204は、炭化珪素エピタキシャル基板10の上方に配置される。紫外光照射部204のUVライト203は、炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に対向している。第1主面1に対して垂直な方向において、UVライト203と第1主面1との距離(離間距離D)は、たとえば50mmである。 Next, a step (S20) of irradiating the main surface with ultraviolet light is performed. As shown in FIG. 2, the silicon carbide epitaxial substrate 10 is placed on the substrate holding part 201. The fourth main surface 4 of the silicon carbide epitaxial substrate 10 is in contact with the substrate holding surface 210. The ultraviolet light irradiation part 204 is placed above the silicon carbide epitaxial substrate 10. The UV light 203 of the ultraviolet light irradiation part 204 faces the first main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10. In a direction perpendicular to the first main surface 1, the distance (separation distance D) between the UV light 203 and the first main surface 1 is, for example, 50 mm.

図7は、主面1に対して紫外光を照射する工程を示す平面模式図である。図7に示されるように、第1主面1に対して垂直な方向に見て、紫外光照射部204のUVライト203は、長方形の形状を有している。UVライト203の長手方向の幅(第2幅W2)は、短手方向の幅(第3幅W3)よりも大きい。第2幅W2は、たとえば炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1の直径(第1幅W1)よりも大きい。第2幅W2は、たとえば154mmである。第3幅W3は、第1幅W1よりも小さい。第3幅W3は、たとえば47mmである。紫外光照射部204は、第1主面1に対して垂直な方向に見て、UVライト203の長手方向がオリエンテーションフラット13と平行となるように配置される。 Figure 7 is a schematic plan view showing the process of irradiating ultraviolet light to the main surface 1. As shown in Figure 7, the UV light 203 of the ultraviolet light irradiation unit 204 has a rectangular shape when viewed in a direction perpendicular to the first main surface 1. The lengthwise width (second width W2) of the UV light 203 is larger than the width in the short direction (third width W3). The second width W2 is, for example, larger than the diameter (first width W1) of the first main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10. The second width W2 is, for example, 154 mm. The third width W3 is smaller than the first width W1. The third width W3 is, for example, 47 mm. The ultraviolet light irradiation unit 204 is arranged so that the lengthwise direction of the UV light 203 is parallel to the orientation flat 13 when viewed in a direction perpendicular to the first main surface 1.

紫外光照射部204は、炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に対して紫外光を照射する。紫外光は、200nm以上400nm以下の波長を有する。紫外光の波長は、たとえば365nmである。UVライト203から50mm離れた場所における紫外光の強度は、たとえば1274μW/cm2である。第1主面1に対して紫外光を照射する工程においては、紫外光の単位面積当たりのフォトン数は30×1016個/cm2以上とする。紫外光は、第1主面1に対して、たとえば5分以上照射される。 Ultraviolet light irradiation unit 204 irradiates first main surface 1 of silicon carbide epitaxial substrate 10 with ultraviolet light. The ultraviolet light has a wavelength of 200 nm or more and 400 nm or less. The wavelength of the ultraviolet light is, for example, 365 nm. The intensity of the ultraviolet light at a location 50 mm away from UV light 203 is, for example, 1274 μW/cm 2. In the step of irradiating first main surface 1 with ultraviolet light, the number of photons per unit area of the ultraviolet light is 30×10 16 /cm 2 or more. First main surface 1 is irradiated with the ultraviolet light for, for example, 5 minutes or more.

第1主面1が(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る場合、紫外光の単位面積当たりのフォトン数は、50×1016個/cm2以上であってもよいし、60×1016個/cm2以上であってもよい。紫外光の単位面積当たりのフォトン数の上限は、特に限定されないが、120×1016個/cm2以下であってもよいし、80×1016個/cm2以下であってもよい。 When first main surface 1 is inclined at an off angle of 8° or less with respect to the (000-1) plane or the (000-1) plane, the number of photons per unit area of the ultraviolet light may be 50×10 16 /cm 2 or more, or 60×10 16 /cm 2 or more. There is no particular limitation on the upper limit of the number of photons per unit area of the ultraviolet light, but it may be 120×10 16 /cm 2 or less, or 80×10 16 /cm 2 or less.

第1主面1が(0001)面または(0001)面に対して8°以下のオフ角で傾斜している場合、紫外光の単位面積当たりのフォトン数は、550×1016個/cm2以上であってもよい。紫外光の単位面積当たりのフォトン数の上限は、特に限定されないが、700×1016個/cm2以下であってもよいし、800×1016個/cm2以下であってもよい。紫外光の単位面積当たりのフォトン数の上限は、特に限定されないが、1800×1016個/cm2以下であってもよいし、1200×1016個/cm2以下であってもよい。 When the first main surface 1 is inclined at an off angle of 8° or less with respect to the (0001) plane or the (0001) plane, the number of photons per unit area of the ultraviolet light may be 550×10 16 /cm 2 or more. The upper limit of the number of photons per unit area of the ultraviolet light is not particularly limited, but may be 700×10 16 /cm 2 or less, or may be 800×10 16 /cm 2 or less. The upper limit of the number of photons per unit area of the ultraviolet light is not particularly limited, but may be 1800×10 16 /cm 2 or less, or may be 1200×10 16 /cm 2 or less.

次に、単位面積当たりのフォトン数の計算方法について説明する。 Next, we will explain how to calculate the number of photons per unit area.

まず、1秒当たりのフォトン数は、以下の数式1として求められる。 First, the number of photons per second can be calculated using the following formula 1.

=(W×λ)÷(h×c) ・・・(数式1)
:1秒当たりのフォトン数(個/秒)
W:UVライトの照射強度(W/cm2
h:プランク定数=6.626×10-34(J・秒)
c:真空中の光速=2.998×108(m/秒)
λ:光の波長(m)
フォトン数は、以下の数式2として求められる。
Ns = (W × λ) ÷ (h × c) (Formula 1)
N s : Number of photons per second (photons/second)
W: UV light irradiation intensity (W/cm 2 )
h: Planck's constant = 6.626 x 10 -34 (J·sec)
c: Speed of light in a vacuum = 2.998 x 10 8 (m/sec)
λ: wavelength of light (m)
The number of photons is calculated using the following formula 2.

=N×t ・・・(数式2)
:フォトン数(個)
t:光の照射時間(秒)
炭化珪素エピタキシャル基板10の主面1に照射される単位面積当たりのフォトン数は、以下の数式3として求められる。
Nt = Ns ×t...(Formula 2)
Nt : number of photons (pieces)
t: light irradiation time (seconds)
The number of photons per unit area irradiated onto main surface 1 of silicon carbide epitaxial substrate 10 can be calculated by the following equation 3.

N=(N×W)÷(L×S) ・・・(数式3)
N:主面に照射される単位面積当たりのフォトン数(個/cm2
W:主面の直径(cm)
L:UVライトの長さ(cm)
S:主面の面積(cm2
炭化珪素エピタキシャル基板10の主面1におけるUVライトの照射強度は、たとえば照度計(強度計)を用いて測定される。照度計を用いて、炭化珪素エピタキシャル基板10の主面1におけるUVライトの照射強度が得られる。
N=( Nt ×W)÷(L×S)...(Formula 3)
N: number of photons per unit area irradiated onto the main surface (pcs/ cm2 )
W: diameter of main surface (cm)
L: UV light length (cm)
S: area of main surface (cm 2 )
The irradiation intensity of the UV light on the main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10 is measured using, for example, an illuminometer (intensity meter). The illumination intensity is obtained.

照射強度から、以下の数式4を用いてフォトン数が求められる。 The number of photons can be calculated from the irradiation intensity using the following formula 4.

=(W1×λ)÷(h×c)×t ・・・(数式4)
:フォトン数(個)
W1:主面におけるUVライトの照射強度(W/cm2
λ:光の波長(m)
h:プランク定数=6.626×10-34(J・秒)
c:真空中の光速=2.998×108(m/秒)
t:光の照射時間(秒)
次に、主面に電荷を供給したのちプローブを主面と非接触の状態で配置し、プローブを用いて主面の電位を測定する工程(S30)が実施される。図1に示されるように、炭化珪素エピタキシャル基板10がチャック111に取り付けられる。炭化珪素エピタキシャル基板10の第4主面4は、チャック111の基板保持面110に接する。チャック111は、導電性材料により構成されている。チャック111は、電気的に接地されている。炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1の上方に、コロナ電極112と、プローブ113とが配置される。コロナ電極112は、第1主面1に電荷を供給する。コロナ電極112は、第1主面1から離間している。
N t = (W1×λ) ÷ (h×c)×t (Formula 4)
Nt : number of photons (pieces)
W1: UV light irradiation intensity on the main surface (W/cm 2 )
λ: wavelength of light (m)
h: Planck's constant = 6.626 x 10 -34 (J·sec)
c: Speed of light in a vacuum = 2.998 x 10 8 (m/sec)
t: light irradiation time (seconds)
Next, a step (S30) is performed in which a probe is placed in a non-contact state with the main surface after supplying an electric charge to the main surface, and the electric potential of the main surface is measured using the probe. Silicon carbide epitaxial substrate 10 is attached to chuck 111. Fourth main surface 4 of silicon carbide epitaxial substrate 10 contacts substrate holding surface 110 of chuck 111. Chuck 111 is made of a conductive material. The chuck 111 is electrically grounded. A corona electrode 112 and a probe 113 are disposed above the first main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10. The corona electrode 112 is The corona electrode 112 is spaced apart from the first main surface 1 .

コロナ電極112に電圧を印加することで、空気が電離し、電荷が発生する。電荷のミラー効果により、炭化珪素エピタキシャル層中のキャリアが移動することで、炭化珪素エピタキシャル層12に空乏層が形成される。プローブ113は、第1主面1と非接触の状態で配置される。プローブ113は、第1主面1から離間している。プローブ113は、たとえば第1主面1の中心の上方に配置される。プローブ113を用いて第1主面1の電位が測定される。以上のように、第1主面1に電荷を供給したのちプローブ113を第1主面1と非接触の状態で配置し、プローブ113を用いて第1主面1の電位が測定される。 By applying a voltage to the corona electrode 112, the air is ionized and an electric charge is generated. Due to the mirror effect of the electric charge, carriers in the silicon carbide epitaxial layer move, forming a depletion layer in the silicon carbide epitaxial layer 12. The probe 113 is arranged in a non-contact state with the first main surface 1. The probe 113 is spaced apart from the first main surface 1. The probe 113 is arranged, for example, above the center of the first main surface 1. The electric potential of the first main surface 1 is measured using the probe 113. As described above, after supplying an electric charge to the first main surface 1, the probe 113 is arranged in a non-contact state with the first main surface 1, and the electric potential of the first main surface 1 is measured using the probe 113.

次に、電荷および電位に基づいて、炭化珪素エピタキシャル基板のキャリア濃度を計算する工程(S40)が実施される。炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に供給された電荷と、プローブ113によって測定された第1主面1の電位とに基づいて、炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度が求められる。 Next, a step (S40) of calculating the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate based on the charge and potential is performed. The carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate 10 is determined based on the charge supplied to the first main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10 and the potential of the first main surface 1 measured by the probe 113.

炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度は、以下の数式5を用いて求められる。 The carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate 10 is calculated using the following formula 5:

2=(2×e×εS×ε0)×(V-V)×Nd ・・・(数式5)
Q:コロナ電荷量(C)
e:電荷素量=1.602×10-19(C)
εS:炭化珪素エピタキシャル基板の比誘電率
ε0:真空の誘電率=8.854×10-14(F/cm)
V:プローブで測定された電位(V)
d:基準電位(V)
d:炭化珪素エピタキシャル基板のキャリア濃度(cm-3
次に、炭化珪素エピタキシャル基板を選別する工程(S50)が実施される。具体的には、炭化珪素エピタキシャル基板のキャリア濃度を計算する工程(S40)において計算されたキャリア濃度が、基準となるキャリア濃度と比較される。炭化珪素エピタキシャル基板のキャリア濃度を計算する工程(S40)において計算されたキャリア濃度が、基準となるキャリア濃度の範囲内であれば、当該炭化珪素エピタキシャル基板10は、良品と判断される。反対に、炭化珪素エピタキシャル基板のキャリア濃度を計算する工程(S40)において計算されたキャリア濃度が、基準となるキャリア濃度の範囲外であれば、当該炭化珪素エピタキシャル基板10は、不良品と判断される。以上のように、炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度に基づいて炭化珪素エピタキシャル基板10が選別される。
Q 2 =(2×e×ε S ×ε 0 )×(V−V d )×N d (Formula 5)
Q: Corona charge amount (C)
e: Elementary charge = 1.602×10 -19 (C)
ε S : relative dielectric constant of silicon carbide epitaxial substrate ε 0 : dielectric constant of vacuum = 8.854 × 10 -14 (F/cm)
V: potential measured by the probe (V)
V d : Reference potential (V)
N d : Carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate (cm −3 )
Next, a step (S50) of selecting silicon carbide epitaxial substrates is performed. Specifically, the carrier concentration calculated in the step (S40) of calculating the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate is compared with a reference carrier concentration. If the carrier concentration calculated in the step (S40) of calculating the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate is within the range of the reference carrier concentration, the silicon carbide epitaxial substrate 10 is determined to be a good product. On the other hand, if the carrier concentration calculated in the step (S40) of calculating the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate is outside the range of the reference carrier concentration, the silicon carbide epitaxial substrate 10 is determined to be a defective product. As described above, the silicon carbide epitaxial substrate 10 is selected based on the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate 10.

(炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法)
次に、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の製造方法について説明する。図8は、本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図である。図8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10の製造方法は、主面を有する炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程(S10)と、主面に対して紫外光を照射する工程(S20)とを主に有している。
(Method of manufacturing silicon carbide epitaxial substrate)
Next, a method for manufacturing the silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment will be described. Fig. 8 is a flow diagram that illustrates a schematic diagram of the method for manufacturing the silicon carbide epitaxial substrate according to this embodiment. As shown in Fig. 8, the method for manufacturing the silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment mainly includes a step (S10) of preparing a silicon carbide epitaxial substrate having a main surface, and a step (S20) of irradiating the main surface with ultraviolet light.

まず、主面を有する炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程(S10)が実施される。本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の製造方法における主面を有する炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程(S10)は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査方法における主面を有する炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程(S10)と同様である。 First, a step (S10) of preparing a silicon carbide epitaxial substrate having a main surface is performed. The step (S10) of preparing a silicon carbide epitaxial substrate having a main surface in the manufacturing method of silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment is similar to the step (S10) of preparing a silicon carbide epitaxial substrate having a main surface in the inspection method of silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment.

次に、主面に対して紫外光を照射する工程(S20)が実施される。本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の製造方法における主面に対して紫外光を照射する工程(S20)は、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査方法における主面に対して紫外光を照射する工程(S20)と同様である。以上により、炭化珪素エピタキシャル基板10が準備される。 Next, a step (S20) of irradiating the main surface with ultraviolet light is carried out. The step (S20) of irradiating the main surface with ultraviolet light in the method for manufacturing silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment is similar to the step (S20) of irradiating the main surface with ultraviolet light in the method for inspecting silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment. In this manner, silicon carbide epitaxial substrate 10 is prepared.

次に、本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査方法、炭化珪素エピタキシャル基板10の製造方法および炭化珪素エピタキシャル基板10の検査装置300の作用効果について説明する。 Next, the effects of the method for inspecting the silicon carbide epitaxial substrate 10, the method for manufacturing the silicon carbide epitaxial substrate 10, and the inspection device 300 for the silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment will be described.

炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度を測定する方法として、水銀プローブを用いた接触型の測定方法と、非接触プローブを用いた非接触型の測定方法とがある。非接触型の測定方法は、プローブ113を炭化珪素エピタキシャル基板10に接触させる必要がないため、炭化珪素エピタキシャル基板10にコンタミネーションが発生することを抑制することができるという利点がある。しかしながら、非接触型の測定方法においては、キャリア濃度の再現性が低く、安定的にキャリ濃度を算出することができないという課題があった。 There are two methods for measuring the carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate 10: a contact type measurement method using a mercury probe and a non-contact type measurement method using a non-contact probe. The non-contact type measurement method has the advantage that it is possible to suppress the occurrence of contamination in silicon carbide epitaxial substrate 10 because it is not necessary to contact probe 113 with silicon carbide epitaxial substrate 10. However, the non-contact type measurement method has the problem that the reproducibility of the carrier concentration is low and the carrier concentration cannot be calculated stably.

発明者らは、上記課題を解決するための方策について鋭意検討の結果、以下の知見を得て、本開示に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査方法、炭化珪素エピタキシャル基板10の製造方法および炭化珪素エピタキシャル基板10の検査装置300を見出した。具体的には、ある特定の波長の紫外光を炭化珪素エピタキシャル基板10に一定時間照射することで、キャリア濃度が安定的に測定可能であることを見出した。さらに検討を進めたところ、キャリア濃度の安定性は、単位面積当たりの紫外光のフォトン量に依存することが分かってきた。詳細な実験の結果、炭化珪素エピタキシャル基板10に照射される紫外光の単位面積当たりのフォトン数を30×1016個/cm2以上とすることにより、安定的にキャリア濃度を測定可能であることを見出した。 The inventors have intensively studied measures to solve the above problems, and have obtained the following findings, and have found a method for inspecting a silicon carbide epitaxial substrate 10, a method for manufacturing a silicon carbide epitaxial substrate 10, and an inspection device 300 for a silicon carbide epitaxial substrate 10 according to the present disclosure. Specifically, it has been found that the carrier concentration can be stably measured by irradiating the silicon carbide epitaxial substrate 10 with ultraviolet light of a certain wavelength for a certain period of time. Further investigation has revealed that the stability of the carrier concentration depends on the amount of photons of ultraviolet light per unit area. As a result of detailed experiments, it has been found that the carrier concentration can be stably measured by setting the number of photons per unit area of ultraviolet light irradiated to the silicon carbide epitaxial substrate 10 to 30×10 16 /cm 2 or more.

本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査方法によれば、主面1を有する炭化珪素エピタキシャル基板10が準備される。主面1に対して200nm以上400nm以下の波長を有する紫外光が照射される。紫外光を照射する工程後、主面1に電荷を供給したのちプローブ113を主面1と非接触の状態で配置し、プローブ113を用いて主面1の電位が測定される。電荷および電位に基づいて、炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度が計算される。紫外光を照射する工程においては、紫外光の単位面積当たりのフォトン数は30×1016個/cm2以上である。これにより、炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度を安定的に測定することができる。 According to the method for inspecting a silicon carbide epitaxial substrate 10 according to the present embodiment, a silicon carbide epitaxial substrate 10 having a main surface 1 is prepared. The main surface 1 is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or more and 400 nm or less. After the step of irradiating the ultraviolet light, a charge is supplied to the main surface 1, and then a probe 113 is placed in a non-contact state with the main surface 1, and the potential of the main surface 1 is measured using the probe 113. The carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate 10 is calculated based on the charge and the potential. In the step of irradiating the ultraviolet light, the number of photons per unit area of the ultraviolet light is 30×10 16 /cm 2 or more. This allows the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate 10 to be stably measured.

また本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査方法によれば、主面1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。これにより、主面1がカーボン面またはカーボン面に対して8°以下のオフ角で傾斜している場合において、炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度を安定的に測定することができる。 Furthermore, according to the method for inspecting silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment, main surface 1 may be inclined at an off angle of 8° or less with respect to the (000-1) plane or the (000-1) plane. This allows the carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate 10 to be stably measured when main surface 1 is a carbon plane or is inclined at an off angle of 8° or less with respect to the carbon plane.

さらに本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査方法によれば、主面1は、主面1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。単位面積当たりのフォトン数は、550×1016個/cm2以上であってもよい。これにより、主面1がシリコン面またはシリコン面に対して8°以下のオフ角で傾斜している場合において、炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度を安定的に測定することができる。 Furthermore, according to the method for inspecting silicon carbide epitaxial substrate 10 according to the present embodiment, main surface 1 may be inclined at an off angle of 8° or less with respect to the (0001) plane or the (0001) plane. The number of photons per unit area may be 550× 1016 / cm2 or more. This allows the carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate 10 to be stably measured when main surface 1 is the silicon plane or is inclined at an off angle of 8° or less with respect to the silicon plane.

本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の製造方法によれば、上記記載の炭化珪素エピタキシャル基板10の検査方法が行われる。キャリア濃度に基づいて、炭化珪素エピタキシャル基板10が選別される。これにより、精度良く、炭化珪素エピタキシャル基板10が選別される。結果として、炭化珪素エピタキシャル基板10の歩留まりが高くなる。 According to the method for manufacturing the silicon carbide epitaxial substrate 10 of this embodiment, the above-described method for inspecting the silicon carbide epitaxial substrate 10 is performed. The silicon carbide epitaxial substrates 10 are selected based on the carrier concentration. This allows the silicon carbide epitaxial substrates 10 to be selected with high accuracy. As a result, the yield of the silicon carbide epitaxial substrates 10 is increased.

本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の製造方法によれば、主面1を有する炭化珪素エピタキシャル基板10が準備される。主面1に対して200nm以上400nm以下の波長を有する紫外光が照射される。紫外光を照射する工程においては、紫外光の単位面積当たりのフォトン数は30×1016個/cm2以上である。これにより、キャリ濃度を安定的に測定することができる炭化珪素エピタキシャル基板10を得ることができる。 According to the method for manufacturing silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment, silicon carbide epitaxial substrate 10 having a main surface 1 is prepared. Main surface 1 is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or more and 400 nm or less. In the step of irradiating with ultraviolet light, the number of photons per unit area of the ultraviolet light is 30×10 16 /cm 2 or more. This makes it possible to obtain silicon carbide epitaxial substrate 10 in which the carry concentration can be stably measured.

本実施形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の検査装置300は、照射装置部200と、測定装置部100とを有している。照射装置部200は、炭化珪素エピタキシャル基板10の主面1に対して200nm以上400nm以下の波長を有する紫外光を照射する。測定装置部100は、主面1に電荷を供給したのちプローブ113を主面1と非接触の状態で配置し、プローブ113を用いて主面1の電位を測定する。これにより、キャリ濃度を安定的に測定することができる炭化珪素エピタキシャル基板10を得ることができる。 The inspection device 300 for the silicon carbide epitaxial substrate 10 according to this embodiment includes an irradiation device section 200 and a measurement device section 100. The irradiation device section 200 irradiates the main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10 with ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or more and 400 nm or less. The measurement device section 100 supplies a charge to the main surface 1, and then places a probe 113 in a non-contact state with the main surface 1, and measures the potential of the main surface 1 using the probe 113. This makes it possible to obtain a silicon carbide epitaxial substrate 10 in which the carry concentration can be stably measured.

(サンプル準備)
サンプル1~7に係る炭化珪素エピタキシャル基板10を準備した。サンプル1~3および5~7に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1は、(000-1)面とした。サンプル4に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1は、(0001)面とした。
(Sample preparation)
Silicon carbide epitaxial substrates 10 according to Samples 1 to 7 were prepared. First main surfaces 1 of silicon carbide epitaxial substrates 10 according to Samples 1 to 3 and 5 to 7 were the (000-1) plane. First main surface 1 of silicon carbide epitaxial substrate 10 according to Sample 4 was the (0001) plane.

(実験方法)
図2に示されるように、炭化珪素エピタキシャル基板10が基板保持部201に配置された。紫外光照射部204は、炭化珪素エピタキシャル基板10の上方に配置された。紫外光照射部204のUVライト203は、炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に対向させて配置した。第1主面1に対して垂直な方向において、UVライト203と第1主面1との距離は、50mmとした。図7に示されるように、第1主面1に対して垂直な方向に見て、紫外光照射部204のUVライト203は、長方形の形状を有している。第2幅W2は、154mmとした。第3幅W3は、47mmとした。紫外光照射部204は、第1主面1に対して垂直な方向に見て、UVライト203の長手方向がオリエンテーションフラットと平行となるように配置された。紫外光照射部204として、アズワン社製のSLUV-6が使用された。
(experimental method)
As shown in FIG. 2, the silicon carbide epitaxial substrate 10 was placed on the substrate holding unit 201. The ultraviolet light irradiation unit 204 was placed above the silicon carbide epitaxial substrate 10. The UV light 203 of the ultraviolet light irradiation unit 204 was placed facing the first main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10. In a direction perpendicular to the first main surface 1, the distance between the UV light 203 and the first main surface 1 was set to 50 mm. As shown in FIG. 7, the UV light 203 of the ultraviolet light irradiation unit 204 has a rectangular shape when viewed in a direction perpendicular to the first main surface 1. The second width W2 was set to 154 mm. The third width W3 was set to 47 mm. The ultraviolet light irradiation unit 204 was placed so that the longitudinal direction of the UV light 203 was parallel to the orientation flat when viewed in a direction perpendicular to the first main surface 1. As the ultraviolet light irradiation unit 204, SLUV-6 manufactured by AS ONE Corporation was used.

サンプル1に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に対しては、365nmの波長を有する紫外光が照射された。UVライト203は、移動させることなく固定状態とした。紫外光の照射時間を変化させることにより、単位面積当たりのフォトン数を変化させた。 The first main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10 of sample 1 was irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 365 nm. The UV light 203 was fixed without being moved. The number of photons per unit area was changed by changing the irradiation time of the ultraviolet light.

サンプル2に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に対しては、254nmの波長を有する紫外光が照射された。UVライト203は、移動させることなく固定状態とした。紫外光の照射時間を変化させることにより、単位面積当たりのフォトン数を変化させた。 The first main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10 of sample 2 was irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 254 nm. The UV light 203 was fixed without being moved. The number of photons per unit area was changed by changing the irradiation time of the ultraviolet light.

サンプル3に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に対しては、365nmの波長を有する紫外光が照射された。UVライト203は、オリエンテーションフラットから第2方向102に沿って移動させた。紫外光の照射時間を変化させることにより、単位面積当たりのフォトン数を変化させた。 The first main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10 of sample 3 was irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 365 nm. The UV light 203 was moved from the orientation flat along the second direction 102. The number of photons per unit area was changed by changing the irradiation time of the ultraviolet light.

サンプル4に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に対しては、365nmの波長を有する紫外光が照射された。UVライト203は、移動させることなく固定状態とした。紫外光の照射時間を変化させることにより、単位面積当たりのフォトン数を変化させた。 The first main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10 of sample 4 was irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 365 nm. The UV light 203 was fixed without being moved. The number of photons per unit area was changed by changing the irradiation time of the ultraviolet light.

サンプル5に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に対しては、365nmの波長を有する紫外光が照射された。第1主面1における紫外光強度は、498μW/cm2とした。UVライト203と第1主面1との距離(離間距離D)は、8mmとした。紫外光の照射時間を変化させることにより、単位面積当たりのフォトン数を変化させた。 First main surface 1 of silicon carbide epitaxial substrate 10 of sample 5 was irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 365 nm. The ultraviolet light intensity at first main surface 1 was set to 498 μW/cm 2. The distance (separation distance D) between UV light 203 and first main surface 1 was set to 8 mm. The number of photons per unit area was changed by changing the irradiation time of the ultraviolet light.

サンプル6に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に対しては、365nmの波長を有する紫外光が照射された。第1主面1における紫外光強度は、1274μW/cm2とした。UVライト203と第1主面1との距離(離間距離D)は、5mmとした。紫外光の照射時間を変化させることにより、単位面積当たりのフォトン数を変化させた。 The first main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10 of Sample 6 was irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 365 nm. The ultraviolet light intensity on the first main surface 1 was set to 1274 μW/cm 2. The distance (separation distance D) between the UV light 203 and the first main surface 1 was set to 5 mm. The number of photons per unit area was changed by changing the irradiation time of the ultraviolet light.

サンプル7に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に対しては、365nmの波長を有する紫外光が照射された。第1主面1における紫外光強度は、7963μW/cm2とした。UVライト203と第1主面1との距離(離間距離D)は、2mmとした。紫外光の照射時間を変化させることにより、単位面積当たりのフォトン数を変化させた。 The first main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10 of Sample 7 was irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 365 nm. The ultraviolet light intensity at the first main surface 1 was set to 7963 μW/cm 2. The distance (separation distance D) between the UV light 203 and the first main surface 1 was set to 2 mm. The number of photons per unit area was changed by changing the irradiation time of the ultraviolet light.

(実験結果)
図9は、サンプル1に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に照射された紫外光の単位面積当たりのフォトン数と、炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度との関係を示す図である。図9に示されるように、紫外光の単位面積当たりのフォトン数が少ない場合の炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度は、単位面積当たりのフォトン数が多い場合の炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度よりも高い。紫外光の単位面積当たりのフォトン数が30×1016個/cm2以上の場合、キャリア濃度は、紫外光の単位面積当たりのフォトン数によらず、ほぼ一定の値となった。
(Experimental result)
9 is a diagram showing the relationship between the number of photons per unit area of ultraviolet light irradiated onto the first main surface 1 of silicon carbide epitaxial substrate 10 according to sample 1 and the carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate 10. As shown in Fig. 9, the carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate 10 when the number of photons per unit area of ultraviolet light is small is higher than the carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate 10 when the number of photons per unit area of ultraviolet light is large. When the number of photons per unit area of ultraviolet light is 30 x 1016 / cm2 or more, the carrier concentration was an approximately constant value regardless of the number of photons per unit area of ultraviolet light.

図10は、サンプル2に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に照射された紫外光の単位面積当たりのフォトン数と、炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度との関係を示す図である。図10に示されるように、紫外光の単位面積当たりのフォトン数が少ない場合の炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度は、単位面積当たりのフォトン数が多い場合の炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度よりも高い。紫外光の単位面積当たりのフォトン数が30×1016個/cm2以上の場合、キャリア濃度は、紫外光の単位面積当たりのフォトン数によらず、ほぼ一定の値となった。 Fig. 10 is a diagram showing the relationship between the number of photons per unit area of ultraviolet light irradiated onto first main surface 1 of silicon carbide epitaxial substrate 10 relating to sample 2 and the carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate 10. As shown in Fig. 10, the carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate 10 when the number of photons per unit area of ultraviolet light is small is higher than the carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate 10 when the number of photons per unit area of ultraviolet light is large. When the number of photons per unit area of ultraviolet light is 30 x 1016 / cm2 or more, the carrier concentration was an approximately constant value regardless of the number of photons per unit area of ultraviolet light.

図11は、サンプル3に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に照射された紫外光の単位面積当たりのフォトン数と、炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度との関係を示す図である。図11に示されるように、紫外光の単位面積当たりのフォトン数が少ない場合の炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度は、単位面積当たりのフォトン数が多い場合の炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度よりも高い。紫外光の単位面積当たりのフォトン数が30×1016個/cm2以上の場合、キャリア濃度は、紫外光の単位面積当たりのフォトン数によらず、ほぼ一定の値となった。 Fig. 11 is a diagram showing the relationship between the number of photons per unit area of ultraviolet light irradiated onto first main surface 1 of silicon carbide epitaxial substrate 10 relating to sample 3 and the carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate 10. As shown in Fig. 11, the carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate 10 when the number of photons per unit area of ultraviolet light is small is higher than the carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate 10 when the number of photons per unit area of ultraviolet light is large. When the number of photons per unit area of ultraviolet light is 30 x 1016 / cm2 or more, the carrier concentration was an approximately constant value regardless of the number of photons per unit area of ultraviolet light.

図12は、サンプル4に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に照射された紫外光の単位面積当たりのフォトン数と、炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度との関係を示す図である。図12に示されるように、紫外光の単位面積当たりのフォトン数が少ない場合の炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度は、単位面積当たりのフォトン数が多い場合の炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度よりも高い。紫外光の単位面積当たりのフォトン数が550×1016個/cm2以上の場合、キャリア濃度は、紫外光の単位面積当たりのフォトン数によらず、ほぼ一定の値となった。 Fig. 12 is a diagram showing the relationship between the number of photons per unit area of ultraviolet light irradiated onto first main surface 1 of silicon carbide epitaxial substrate 10 relating to sample 4 and the carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate 10. As shown in Fig. 12, the carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate 10 when the number of photons per unit area of ultraviolet light is small is higher than the carrier concentration of silicon carbide epitaxial substrate 10 when the number of photons per unit area of ultraviolet light is large. When the number of photons per unit area of ultraviolet light is 550 x 1016 / cm2 or more, the carrier concentration was an approximately constant value regardless of the number of photons per unit area of ultraviolet light.

図13は、サンプル5~7に係る炭化珪素エピタキシャル基板10の第1主面1に照射された紫外光の単位面積当たりのフォトン数と、炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度との関係を示す図である。サンプル5~7に係る炭化珪素エピタキシャル基板10は、それぞれ、「○」、「△」および「□」で示している。図13に示されるように、全ての紫外光強度の場合において、紫外光の単位面積当たりのフォトン数が少ない場合の炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度は、単位面積当たりのフォトン数が多い場合の炭化珪素エピタキシャル基板10のキャリア濃度よりも高い。全ての紫外光強度の場合において、紫外光の単位面積当たりのフォトン数が30×1016個/cm2以上の場合、キャリア濃度は、紫外光の強度によらずほぼ一定の値となった。以上の結果より、紫外光の単位面積当たりのフォトン数を30×1016個/cm2以上とすることにより、キャリア濃度が安定的に測定できることが確認された。 13 is a diagram showing the relationship between the number of photons per unit area of ultraviolet light irradiated on the first main surface 1 of the silicon carbide epitaxial substrate 10 according to Samples 5 to 7 and the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate 10. The silicon carbide epitaxial substrates 10 according to Samples 5 to 7 are indicated by "○", "△" and "□", respectively. As shown in FIG. 13, in the case of all ultraviolet light intensities, the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate 10 when the number of photons per unit area of the ultraviolet light is small is higher than the carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate 10 when the number of photons per unit area is large. In the case of all ultraviolet light intensities, when the number of photons per unit area of the ultraviolet light is 30×10 16 /cm 2 or more, the carrier concentration was almost constant regardless of the intensity of the ultraviolet light. From the above results, it was confirmed that the carrier concentration can be stably measured by setting the number of photons per unit area of ultraviolet light to 30×10 16 /cm 2 or more.

今回開示された実施形態および実施例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。 The embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and should not be considered limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above-described embodiments and examples, and is intended to include all modifications within the scope of the claims and meanings equivalent thereto.

1 第1主面(主面)
2 第2主面
3 第3主面
4 第4主面
10 炭化珪素エピタキシャル基板
11 炭化珪素基板
12 炭化珪素エピタキシャル層
13 オリエンテーションフラット
14 円弧状部
15 外周縁
100 測定装置部
101 第1方向
102 第2方向
110,210 基板保持面
111 チャック
112 コロナ電極
113 プローブ
200 照射装置部
201 基板保持部
202 ライト保持部
203 UVライト
204 紫外光照射部
300 検査装置
310 搬送部
D 離間距離
W1 第1幅
W2 第2幅
W3 第3幅
1 First main surface (main surface)
2 Second main surface 3 Third main surface 4 Fourth main surface 10 Silicon carbide epitaxial substrate 11 Silicon carbide substrate 12 Silicon carbide epitaxial layer 13 Orientation flat 14 Arc-shaped portion 15 Outer periphery 100 Measurement device portion 101 First direction 102 Second direction 110, 210 Substrate holding surface 111 Chuck 112 Corona electrode 113 Probe 200 Irradiation device portion 201 Substrate holding portion 202 Light holding portion 203 UV light 204 Ultraviolet light irradiation portion 300 Inspection device 310 Transport portion D Separation distance W1 First width W2 Second width W3 Third width

Claims (6)

主面を有する炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程と、
前記主面に対して200nm以上400nm以下の波長を有する紫外光を照射する工程と、
前記紫外光を照射する工程後、前記主面に電荷を供給したのちプローブを前記主面と非接触の状態で配置し、前記プローブを用いて前記主面の電位を測定する工程とを備え、
前記電荷および前記電位に基づいて、前記炭化珪素エピタキシャル基板のキャリア濃度を計算する工程とを備え、
前記紫外光を照射する工程においては、前記紫外光の単位面積当たりのフォトン数は30×1016個/cm2以上である、炭化珪素エピタキシャル基板の検査方法。
providing a silicon carbide epitaxial substrate having a main surface;
irradiating the main surface with ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or more and 400 nm or less;
a step of, after the step of irradiating the ultraviolet light, supplying an electric charge to the main surface, disposing a probe in a non-contact state with the main surface, and measuring an electric potential of the main surface using the probe;
and calculating a carrier concentration of the silicon carbide epitaxial substrate based on the charge and the potential;
A method for inspecting a silicon carbide epitaxial substrate, wherein in the step of irradiating with ultraviolet light, the number of photons per unit area of the ultraviolet light is 30×10 16 /cm 2 or more.
前記主面は、(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る、請求項1に記載の炭化珪素エピタキシャル基板の検査方法。 The method for inspecting a silicon carbide epitaxial substrate according to claim 1, wherein the main surface is inclined at an off angle of 8° or less with respect to the (000-1) plane or the (000-1) plane. 前記主面は、(0001)面または(0001)面に対して8°以下のオフ角で傾斜しており、
前記単位面積当たりのフォトン数は、550×1016個/cm2以上である、請求項1に記載の炭化珪素エピタキシャル基板の検査方法。
the main surface is a (0001) plane or is inclined at an off angle of 8° or less with respect to the (0001) plane,
2. The method for inspecting a silicon carbide epitaxial substrate according to claim 1, wherein the number of photons per unit area is 550×10 16 /cm 2 or more.
請求項1から請求項3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検査方法を行う工程と、
前記キャリア濃度に基づいて、前記炭化珪素エピタキシャル基板を選別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。
A step of performing the method for inspecting a silicon carbide epitaxial substrate according to any one of claims 1 to 3;
and selecting the silicon carbide epitaxial substrate based on the carrier concentration.
主面を有する炭化珪素エピタキシャル基板を準備する工程と、
前記主面に対して200nm以上400nm以下の波長を有する紫外光を照射する工程と
前記紫外光を照射する工程後、前記主面に電荷を供給したのちプローブを前記主面と非接触の状態で配置し、前記プローブを用いて前記主面の電位を測定する工程とを備え、
前記紫外光を照射する工程においては、前記紫外光の単位面積当たりのフォトン数は30×1016個/cm2以上である、炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法。
providing a silicon carbide epitaxial substrate having a main surface;
irradiating the main surface with ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or more and 400 nm or less ;
a step of, after the step of irradiating the ultraviolet light, supplying an electric charge to the main surface, disposing a probe in a non-contact state with the main surface, and measuring an electric potential of the main surface using the probe;
A method for producing a silicon carbide epitaxial substrate, wherein in the step of irradiating with ultraviolet light, the number of photons per unit area of the ultraviolet light is 30×10 16 /cm 2 or more.
炭化珪素エピタキシャル基板の主面に対して200nm以上400nm以下の波長を有する紫外光を照射する照射装置部と、
前記主面に電荷を供給したのちプローブを前記主面と非接触の状態で配置し、前記プローブを用いて前記主面の電位を測定する測定装置部とを備え、
前記紫外光を照射する工程においては、前記紫外光の単位面積当たりのフォトン数は30×10 16 個/cm 2 以上である、炭化珪素エピタキシャル基板の検査装置。
an irradiation device unit that irradiates a main surface of the silicon carbide epitaxial substrate with ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or more and 400 nm or less;
a measurement device unit that, after supplying an electric charge to the main surface, places a probe in a non-contact state with the main surface and measures a potential of the main surface using the probe;
The silicon carbide epitaxial substrate inspection apparatus, wherein in the step of irradiating with ultraviolet light, the number of photons per unit area of the ultraviolet light is 30×10 16 /cm 2 or more .
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