| 研究概要 |
4H-SiC構造のシリコンカーバイド単結晶に(0001)面から[11-20]方向に8°オフカットを与えた基板上に,CVD法により9〜10μm厚さのSiCホモエピ膜を成長させた.エピ膜表面に形成されたモルフォロジー的な欠陥の1種である「キャロット欠陥」の起源を解明するため,エピ膜表面の様相を光学顕微鏡写真で記録してから,プラズマエッチングにより,エピ膜を0,3〜0.4μm程度残して除去した.その後,基板側から通常の平面TEM試料を作製し,キャロット欠陥の起源に相当する部分を観察した.
サブミクロンの大きさの異物粒子が,キャロット欠陥の開始部に伴っていることが観察された.この粒子の本質を探るために,TEM/EDX法により粒子部分の特性X線分析を行ったところ,Zrに対応するピークが明瞭に現れた.同じようなZrのピークは,他のエピ結晶のキャロット欠陥開始部の粒子でも繰り返し見られた.粒子部分からの制限視野回折像を解析したところ,これらの粒子はZrの酸化物であるジルコニアである可能性が高まった.このジルコニアの混入経路はまだ確定していないが,SiC単結晶を基板用のウエハに加工する際の切断ないしは研磨工程が疑われている.
これまで,表面欠陥の多くは,その形成原因が解明されておらず,今回のジルコニア粒子の関与を示す結果も非常に驚くべきものである.今後は,切断や研磨工程を見直し,ジルコニア粒子混入の可能性をつぶすことにより,SiCのエピ成長技術の向上に結びつけていく.
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