JP2003095797A - Method of producing single crystal material and method of manufacturing electronic device - Google Patents

Method of producing single crystal material and method of manufacturing electronic device

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JP2003095797A
JP2003095797A JP2001295114A JP2001295114A JP2003095797A JP 2003095797 A JP2003095797 A JP 2003095797A JP 2001295114 A JP2001295114 A JP 2001295114A JP 2001295114 A JP2001295114 A JP 2001295114A JP 2003095797 A JP2003095797 A JP 2003095797A
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silicon carbide
single crystal
cavity
carbide single
crystal material
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Takashi Shinohe
孝 四戸
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Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a thick and high-quality silicon carbide single crystal, and to provide a method of manufacturing an electronic device using the same. SOLUTION: The method of producing the single crystal material includes a process for forming a cavity 2 at the inside of a silicon carbide single crystal substrate 1, and a process for sublimating silicon carbide from the first surface of the substrate 1, which the first surface faces a space of the cavity 2, and crystallizing the sublimated silicon carbide on the second surface of the substrate 1, which the second surface faces the first surface while putting the cavity 2 between them, by setting the temperature of the first surface of the substrate 1 higher than that of the second surface of the substrate 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶材料の製造
方法及び電子装置の製造方法に係り、特には、高品質な
炭化珪素単結晶を製造する方法及びそのような炭化珪素
単結晶を用いた電子装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a single crystal material and a method for manufacturing an electronic device, and more particularly to a method for manufacturing a high quality silicon carbide single crystal and a method for using such a silicon carbide single crystal. The electronic device manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭化珪素単結晶の製造には改良レーリー
法と呼ばれる昇華を利用した方法が用いられている。こ
の方法で製造された単結晶では、互いに異なるポリタイ
プの混在、ウエハを貫通したマイクロパイプと呼ばれる
致命的な欠陥、すべり転位、刃状転位、並びに結晶の配
向がわずかにずれたサブグレイン構造など多くの欠陥が
含まれている。
2. Description of the Related Art A method utilizing sublimation called an improved Rayleigh method is used for producing a silicon carbide single crystal. In the single crystal produced by this method, different polytypes are mixed, fatal defects called micropipes penetrating the wafer, slip dislocations, edge dislocations, and subgrain structures in which the crystal orientation is slightly deviated. It contains many flaws.

【0003】これらの欠陥を低減するため、単結晶成長
条件の見直しやるつぼ構造の工夫などの技術開発が進め
られているが、依然として半導体装置などの電子装置を
作製可能なレベルの単結晶基板は得られていない。その
ため、炭化珪素単結晶を用いて半導体装置を製造する場
合、単結晶基板上に高品質エピタキシャル層を成長さ
せ、この高品質エピタキシャル層に対して各種加工を行
っていた。
In order to reduce these defects, technological developments such as reviewing single-crystal growth conditions and devising crucible structure are in progress, but single-crystal substrates of a level capable of producing electronic devices such as semiconductor devices are still available. Not obtained. Therefore, when manufacturing a semiconductor device using a silicon carbide single crystal, a high quality epitaxial layer was grown on a single crystal substrate, and various processing was performed on this high quality epitaxial layer.

【0004】しかしながら、エピタキシャル層は単結晶
基板の欠陥を引き継ぎ、その内部には多くの欠陥が存在
している。そのため、この方法で得られる半導体装置で
は、耐圧劣化やリーク電流増加などの問題が発生してい
た。また、超高耐圧半導体装置を作製する際には、厚い
エピタキシャル層を成長させるために非常に長い時間を
要することから、生産性が悪く高コストになるという問
題点も指摘されている。
However, the epitaxial layer takes over the defects of the single crystal substrate, and many defects are present inside. Therefore, in the semiconductor device obtained by this method, problems such as deterioration of breakdown voltage and increase of leak current occur. Further, it has been pointed out that when an ultra-high voltage semiconductor device is manufactured, it takes a very long time to grow a thick epitaxial layer, resulting in poor productivity and high cost.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、厚く且つ高品質な炭化珪
素単結晶を製造可能な単結晶の製造方法、及びそのよう
な炭化珪素単結晶を用いた電子装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and is a method for producing a single crystal capable of producing a thick and high-quality silicon carbide single crystal, and such a silicon carbide. It is an object to provide a method for manufacturing an electronic device using a single crystal.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、炭化珪素単結晶素材の内部に空洞を形成する工程
と、前記空洞内の空間に面した前記炭化珪素単結晶素材
の第1表面を前記空洞を挟んで前記第1表面に対向した
前記炭化珪素単結晶素材の第2表面に比べてより高温と
して、前記第1表面から炭化珪素を昇華させるとともに
前記昇華した炭化珪素を前記第2表面上で結晶化させる
工程とを含んだことを特徴とする単結晶材料の製造方法
を提供する。
In order to solve the above problems, a step of forming a cavity inside a silicon carbide single crystal material, and a first surface of the silicon carbide single crystal material facing a space in the cavity. At a temperature higher than that of the second surface of the silicon carbide single crystal material facing the first surface with the cavity sandwiched between the second surface and the silicon carbide sublimated from the first surface. And a step of crystallizing on a surface thereof.

【0007】また、本発明は、炭化珪素単結晶素材の内
部に空洞を形成する工程と、前記空洞内の空間に面した
前記炭化珪素単結晶素材の第1表面を前記空洞を挟んで
前記第1表面に対向した前記炭化珪素単結晶素材の第2
表面に比べてより高温として、前記第1表面から炭化珪
素を昇華させるとともに前記昇華した炭化珪素を前記第
2表面上で結晶化させることにより炭化珪素単結晶領域
を形成する工程と、前記炭化珪素単結晶領域を備えた電
子装置を作製する工程とを含んだことを特徴とする電子
装置の製造方法を提供する。
The present invention also provides the step of forming a cavity inside the silicon carbide single crystal material, and the first surface of the silicon carbide single crystal material facing the space in the cavity with the cavity sandwiched therebetween. No. 1 second of the silicon carbide single crystal material facing the surface
Forming a silicon carbide single crystal region by sublimating silicon carbide from the first surface and crystallizing the sublimated silicon carbide on the second surface at a temperature higher than that of the surface; And a step of producing an electronic device having a single crystal region.

【0008】さらに、本発明は、炭化珪素単結晶基板に
溝を形成する工程と、前記溝の第1側壁を前記溝の前記
第1側壁に対向した第2側壁に比べてより高温として、
前記第1側壁から炭化珪素を昇華させるとともに前記昇
華した炭化珪素を前記第2側壁上で結晶化させることに
より炭化珪素単結晶領域を形成する工程と、前記炭化珪
素単結晶領域を備えた電子装置を作製する工程とを含ん
だことを特徴とする電子装置の製造方法を提供する。
Further, according to the present invention, the step of forming a groove in a silicon carbide single crystal substrate and the temperature of the first side wall of the groove is higher than that of the second side wall of the groove facing the first side wall,
Forming a silicon carbide single crystal region by sublimating silicon carbide from the first side wall and crystallizing the sublimated silicon carbide on the second side wall; and an electronic device including the silicon carbide single crystal region. And a method of manufacturing an electronic device.

【0009】なお、ここでいう「電子装置」は、高耐圧
半導体装置、発光ダイオード、半導体レーザ、及びLS
I等の半導体装置やマイクロレンズを備えた電子機器な
どのように電気伝導を利用した装置を意味する。
The "electronic device" referred to here is a high breakdown voltage semiconductor device, a light emitting diode, a semiconductor laser, and an LS.
It means a device using electric conduction such as a semiconductor device such as I or an electronic device having a microlens.

【0010】本発明において、上記空洞は、例えば、炭
化珪素単結晶素材に複数の凹部を形成し、炭化珪素単結
晶素材を還元性雰囲気中で加熱して複数の凹部の周囲で
炭化珪素単結晶素材を流動化させることにより複数の凹
部の開口を塞ぐとともに複数の凹部を連結することによ
り形成することができる。
In the present invention, the cavity has, for example, a plurality of recesses formed in a silicon carbide single crystal material, the silicon carbide single crystal material is heated in a reducing atmosphere, and the silicon carbide single crystal is surrounded by the plurality of recesses. It can be formed by closing the openings of the plurality of recesses by fluidizing the material and connecting the plurality of recesses.

【0011】本発明において、炭化珪素単結晶素材に形
成する空洞の数に特に制限はない。すなわち、空洞の数
は、1個であってもよく或いは複数個であってもよい。
同様に、炭化珪素単結晶基板に形成する溝の数に特に制
限はなく、1個であってもよく或いは複数個であっても
よい。複数個の空洞を形成する場合、それら空洞の位置
関係に特に制限はない。例えば、温度勾配を形成する方
向に対して、それら空洞を平行に配置してもよく、或い
は、垂直に配置してもよい。また、空洞内の雰囲気は、
炭化珪素単結晶素材の外部の雰囲気と同一であってもよ
く、或いは、異なっていてもよい。例えば、空洞内は昇
華を促進させる雰囲気とし、炭化珪素単結晶素材外部は
昇華を抑制させる雰囲気としてもよい。例えば、低圧還
元性雰囲気(例えば、20Torrの水素雰囲気)中で
上記空洞を形成し、その後、より高い圧力(例えば、常
圧)下で加熱を行った場合、空洞内での昇華及び結晶化
を進行させつつ、炭化珪素単結晶素材の外面からの揮発
を抑制することができる。
In the present invention, the number of cavities formed in the silicon carbide single crystal material is not particularly limited. That is, the number of cavities may be one or plural.
Similarly, the number of grooves formed in the silicon carbide single crystal substrate is not particularly limited, and may be one or plural. When forming a plurality of cavities, there is no particular limitation on the positional relationship between the cavities. For example, the cavities may be arranged in parallel or perpendicular to the direction forming the temperature gradient. Also, the atmosphere in the cavity is
The atmosphere outside the silicon carbide single crystal material may be the same or different. For example, the inside of the cavity may be an atmosphere that promotes sublimation, and the outside of the silicon carbide single crystal material may be an atmosphere that suppresses sublimation. For example, when the cavity is formed in a low pressure reducing atmosphere (for example, a hydrogen atmosphere of 20 Torr) and then heated under a higher pressure (for example, normal pressure), sublimation and crystallization in the cavity are caused. Volatilization from the outer surface of the silicon carbide single crystal material can be suppressed while proceeding.

【0012】本発明において、高品質炭化珪素単結晶領
域を形成する工程或いは結晶化させる工程の前に、炭化
珪素単結晶素材に空洞内の空間と炭化珪素単結晶素材の
外側の空間との間を連絡する孔を形成してもよい。この
場合、炭化珪素の昇華及び結晶化を、炭化珪素単結晶素
材に形成した孔を介して空洞内の雰囲気を制御しつつ行
うことができる。例えば、空洞内部に不活性ガス或いは
還元性ガスを供給しつつ炭化珪素の昇華及び結晶化を行
うことができる。また、空洞内に珪素源及び炭素源を含
んだガスを供給しつつ炭化珪素の昇華及び結晶化を行う
ことができる。
In the present invention, before the step of forming the high-quality silicon carbide single crystal region or the step of crystallizing the high-quality silicon carbide single crystal region, between the space inside the cavity and the space outside the silicon carbide single crystal material in the silicon carbide single crystal material. You may form the hole which connects. In this case, sublimation and crystallization of silicon carbide can be performed while controlling the atmosphere in the cavity through the holes formed in the silicon carbide single crystal material. For example, sublimation and crystallization of silicon carbide can be performed while supplying an inert gas or a reducing gas inside the cavity. Moreover, sublimation and crystallization of silicon carbide can be performed while supplying a gas containing a silicon source and a carbon source into the cavity.

【0013】上記の孔を形成する場合、さらに、空洞内
にP型或いはN型の不純物を含んだガスを供給しつつ炭
化珪素の昇華及び結晶化を行ってもよい。この場合、炭
化珪素の昇華及び結晶化を、空洞内にP型の不純物を含
んだガスとN型の不純物を含んだガスとを交互に供給し
つつ行えば、P型の高品質炭化珪素単結晶領域とN型の
高品質炭化珪素単結晶領域との積層構造を形成すること
ができる。この場合、例えば、スーパージャンクション
構造のドーピング領域を備えた半導体装置を得ることが
できる。また、上記の孔を形成する場合、炭化珪素単結
晶素材とは導電型が反対の不純物を含んだガスを供給し
つつ炭化珪素の昇華及び結晶化を行ってもよい。或い
は、炭化珪素単結晶素材と導電型が等しい不純物を含ん
だガスを供給しつつ炭化珪素の昇華及び結晶化を行って
もよい。
When forming the above-mentioned holes, sublimation and crystallization of silicon carbide may be further performed while supplying a gas containing P-type or N-type impurities into the cavity. In this case, if sublimation and crystallization of silicon carbide are performed while alternately supplying a gas containing a P-type impurity and a gas containing an N-type impurity into the cavity, a P-type high-quality silicon carbide single crystal is obtained. A laminated structure of a crystal region and an N-type high-quality silicon carbide single crystal region can be formed. In this case, for example, it is possible to obtain a semiconductor device including a doping region having a super junction structure. Further, when forming the above-mentioned holes, sublimation and crystallization of silicon carbide may be performed while supplying a gas containing an impurity having a conductivity type opposite to that of the silicon carbide single crystal material. Alternatively, sublimation and crystallization of silicon carbide may be performed while supplying a gas containing impurities having the same conductivity type as that of the silicon carbide single crystal material.

【0014】なお、これらガスの供給は、炭化珪素単結
晶基板に溝を形成した場合にも同様に行うことができ
る。
The supply of these gases can be performed in the same manner even when the groove is formed in the silicon carbide single crystal substrate.

【0015】本発明において、第1表面及び第2表面に
はいずれの結晶面が露出していてもよい。同様に、第1
側壁及び第2側壁にはいずれの結晶面が露出していても
よい。例えば、(0001)面が露出していてもよく、
(11−20)面が露出していてもよい。さらに、4H
−SiCの(03−38)面が露出していてもよく、6
H−SiCの(01−14)面が露出していてもよい。
また、第1表面と第2表面とは、互いに平行であっても
よく、或いは、互いに平行でなくてもよい。同様に、第
1側壁と第2側壁とは、互いに平行であってもよく、或
いは、互いに平行でなくてもよい。
In the present invention, any crystal plane may be exposed on the first surface and the second surface. Similarly, the first
Any crystal plane may be exposed on the side wall and the second side wall. For example, the (0001) plane may be exposed,
The (11-20) plane may be exposed. Furthermore, 4H
The (03-38) plane of -SiC may be exposed, and 6
The (01-14) plane of H-SiC may be exposed.
Further, the first surface and the second surface may be parallel to each other or may not be parallel to each other. Similarly, the first side wall and the second side wall may or may not be parallel to each other.

【0016】本発明の方法は、第1表面を第2表面に比
べてより高温として、第1表面から炭化珪素を昇華させ
るとともに昇華した炭化珪素を第2表面上で結晶化させ
る第1再結晶工程に加え、第3表面を第4表面に比べて
より高温として、第3表面から炭化珪素を昇華させると
ともに昇華した炭化珪素を第4表面上で結晶化させる第
2再結晶工程をさらに含むことができる。この場合、第
1表面と第4表面とが同一であり且つ第2表面と第3表
面とが同一であってもよい。或いは、第1表面と第2表
面と第3表面と第4表面とは互いに異なっていてもよ
い。
According to the method of the present invention, the first surface is heated to a temperature higher than that of the second surface to sublimate silicon carbide from the first surface and to crystallize the sublimated silicon carbide on the second surface. In addition to the step, the method further includes a second recrystallization step in which the third surface is heated to a temperature higher than that of the fourth surface to sublimate silicon carbide from the third surface and crystallize the sublimated silicon carbide on the fourth surface. You can In this case, the first surface and the fourth surface may be the same and the second surface and the third surface may be the same. Alternatively, the first surface, the second surface, the third surface, and the fourth surface may be different from each other.

【0017】同様に、本発明の方法は、第1側壁を第2
側壁に比べてより高温として、第1側壁から炭化珪素を
昇華させるとともに昇華した炭化珪素を第2側壁上で結
晶化させる第1再結晶工程に加え、第3側壁を第4側壁
に比べてより高温として、第3側壁から炭化珪素を昇華
させるとともに昇華した炭化珪素を第4側壁上で結晶化
させる第2再結晶工程をさらに含むことができる。この
場合、第1側壁と第4側壁とが同一であり且つ第2側壁
と第3側壁とが同一であってもよい。或いは、第1側壁
と第2側壁と第3側壁と第4側壁とは互いに異なってい
てもよい。
Similarly, the method of the present invention comprises a first side wall and a second side wall.
In addition to the first recrystallization step of subliming silicon carbide from the first sidewall and crystallizing the sublimated silicon carbide on the second sidewall at a temperature higher than that of the sidewall, the third sidewall is more A second recrystallization step of sublimating silicon carbide from the third sidewall and crystallizing the sublimated silicon carbide on the fourth sidewall can be further included at the high temperature. In this case, the first side wall and the fourth side wall may be the same and the second side wall and the third side wall may be the same. Alternatively, the first side wall, the second side wall, the third side wall and the fourth side wall may be different from each other.

【0018】本発明の方法が第1再結晶工程に加えて第
2再結晶工程をさらに含む場合、それら再結晶工程をそ
れぞれ1回づつ行ってもよく、或いは、それら再結晶工
程を交互に繰り返し行ってもよい。
When the method of the present invention further comprises a second recrystallization step in addition to the first recrystallization step, each of these recrystallization steps may be carried out once, or the recrystallization steps are alternately repeated. You can go.

【0019】本発明を半導体装置の製造に適用する場
合、高品質炭化珪素単結晶領域をチャネル領域として利
用することができる。複数個の空洞を形成し且つ本発明
を半導体装置の製造に適用する場合、空洞と空洞の間の
支柱部分に相当する領域は、そこに半導体装置の活性領
域を形成せずに、素子分離領域として用いてもよい。ま
た、本発明を半導体装置の製造に適用する場合、完成し
た半導体装置において空洞が残されていてもよく、或い
は、製造工程のいずれかの段階で空洞が無くなるまで研
磨などを行ってもよい。
When the present invention is applied to the manufacture of a semiconductor device, a high quality silicon carbide single crystal region can be used as a channel region. When a plurality of cavities are formed and the present invention is applied to manufacture of a semiconductor device, a region corresponding to a pillar portion between cavities does not have an active region of the semiconductor device formed therein, but an element isolation region. You may use as. When the present invention is applied to the manufacture of a semiconductor device, cavities may be left in the completed semiconductor device, or polishing may be performed until the cavities disappear at any stage of the manufacturing process.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながらより詳細に説明する。なお、各
図において、同様または類似する構成要素には同一の参
照符号を付し、重複する説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. In each drawing, the same or similar components are designated by the same reference numerals, and duplicated description will be omitted.

【0021】(第1の実施形態)図1(a)〜(c)
は、本発明の第1の実施形態に係る単結晶材料の製造方
法を概略的に示す断面図である。
(First Embodiment) FIGS. 1A to 1C.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a method for manufacturing a single crystal material according to the first embodiment of the present invention.

【0022】本実施形態に係る方法では、まず、図1
(a)に示すように、母体となる炭化珪素単結晶素材1
の内部に空洞2を形成する。なお、空洞2の形成方法に
ついては、後で詳述する。
In the method according to the present embodiment, first, as shown in FIG.
As shown in (a), a silicon carbide single crystal material 1 as a base material
The cavity 2 is formed in the inside of the. The method of forming the cavity 2 will be described in detail later.

【0023】次に、空洞2内の空間に面した炭化珪素単
結晶素材1の表面の一部がそれに対向した面に比べてよ
り高温となるように炭化珪素単結晶素材1を加熱する。
例えば、図中、下側が上側に比べてより高温となるよう
に加熱する。この空洞2の温度勾配方向のサイズは任意
に選ぶことができ、例えば、数百nm〜数mmの範囲内
で設定することが可能である。高温側の温度は、最低で
も昇華が起こる約1600℃以上にする必要があり、例
えば、炭化珪素の昇華が盛んに起こる約2000〜24
00度程度に設定する。また、高温側と低温側との間の
温度勾配は、例えば、1〜20℃/cm程度に設定す
る。
Next, silicon carbide single crystal material 1 is heated so that a part of the surface of silicon carbide single crystal material 1 facing the space in cavity 2 becomes higher in temperature than the surface facing the surface.
For example, in the figure, heating is performed so that the lower side has a higher temperature than the upper side. The size of the cavity 2 in the temperature gradient direction can be arbitrarily selected, and can be set within a range of several hundred nm to several mm, for example. The temperature on the high temperature side must be at least about 1600 ° C. at which sublimation occurs, and for example, about 2000 to 24 where sublimation of silicon carbide occurs actively.
Set to around 00 degrees. The temperature gradient between the high temperature side and the low temperature side is set to, for example, about 1 to 20 ° C / cm.

【0024】このような温度勾配を形成すると、空洞2
内の空間に面した相対的に高温の表面から炭化珪素が昇
華し、この昇華した炭化珪素は矢印3で示す方向へと拡
散し、相対的に低温の表面で結晶化する。上記の昇華/
結晶化(すなわち、再結晶化)の進行に伴い、相対的に
高温の表面は後退し、相対的に低温の表面では欠陥が低
減された高品質炭化珪素単結晶領域が成長する。その結
果、空洞2の位置は、図1(a)の状態から図1(b)
の状態及び図1(c)の状態へと順次変化する。すなわ
ち、空洞2は、炭化珪素単結晶素材1の内部を低温側か
ら高温側へと移動する。なお、空洞2の移動速度は加熱
温度と温度勾配と空洞2の温度勾配方向のサイズとに依
存し、上記の温度条件では、通常、約1〜200μm/
hの速度で移動する。以上のようにして、炭化珪素単結
晶素材1のほぼ全体を高品質化することができる。
When such a temperature gradient is formed, the cavity 2
Silicon carbide sublimes from the relatively high temperature surface facing the inner space, and the sublimated silicon carbide diffuses in the direction indicated by arrow 3 and crystallizes on the relatively low temperature surface. Sublimation above /
With the progress of crystallization (that is, recrystallization), the surface of relatively high temperature recedes, and the surface of relatively low temperature grows a high-quality silicon carbide single crystal region with reduced defects. As a result, the position of the cavity 2 is changed from the state of FIG. 1 (a) to that of FIG. 1 (b).
And the state of FIG. 1C are sequentially changed. That is, cavity 2 moves inside silicon carbide single crystal material 1 from the low temperature side to the high temperature side. The moving speed of the cavity 2 depends on the heating temperature, the temperature gradient, and the size of the cavity 2 in the direction of the temperature gradient. Under the above temperature conditions, it is usually about 1 to 200 μm /
Move at the speed of h. As described above, almost the entire silicon carbide single crystal material 1 can be improved in quality.

【0025】上記の通り、本実施形態では、炭化珪素単
結晶素材1に空洞2を形成し、炭化珪素単結晶素材1の
内部で炭化珪素の再結晶化を行うことにより単結晶を高
品質化している。そのため、昇華した炭化珪素のほぼ全
てが高品質炭化珪素単結晶領域の成長に利用される。し
たがって、単結晶基板上に高品質エピタキシャル層を成
長させる場合に比べ、より厚い高品質炭化珪素単結晶領
域をより容易に形成することができる。また、本実施形
態では、空洞2は炭化珪素単結晶素材1の外部空間から
隔離されているため、高品質炭化珪素単結晶領域中への
外部空間中の不純物が高品質炭化珪素単結晶領域中に混
入することはない。さらに、本実施形態では、チャンバ
内に互いに対向するように配置された一対の炭化珪素単
結晶基板の一方から炭化珪素を昇華させ且つ昇華した炭
化珪素を他方の上で結晶化させる場合などに比べて、著
しく狭い反応空間内で再結晶化を行っているため、反応
空間内での不所望な乱流や低温側表面以外での不所望な
結晶化などが抑制される。したがって、本実施形態によ
ると、厚く且つ極めて高品質な炭化珪素単結晶を製造す
ることができる。
As described above, in this embodiment, the cavity 2 is formed in the silicon carbide single crystal material 1 and the silicon carbide is recrystallized inside the silicon carbide single crystal material 1 to improve the quality of the single crystal. ing. Therefore, almost all of the sublimated silicon carbide is used for growing the high-quality silicon carbide single crystal region. Therefore, a thicker high quality silicon carbide single crystal region can be more easily formed as compared with the case of growing a high quality epitaxial layer on a single crystal substrate. Further, in the present embodiment, since cavity 2 is isolated from the external space of silicon carbide single crystal material 1, impurities in the external space to the high quality silicon carbide single crystal region are contained in the high quality silicon carbide single crystal region. Will not be mixed in. Further, in the present embodiment, as compared with the case where silicon carbide is sublimated from one of a pair of silicon carbide single crystal substrates arranged to face each other in the chamber and the sublimated silicon carbide is crystallized on the other. Since recrystallization is carried out in a remarkably narrow reaction space, undesired turbulent flow in the reaction space, undesired crystallization other than on the low temperature side surface, etc. are suppressed. Therefore, according to this embodiment, a thick and extremely high-quality silicon carbide single crystal can be manufactured.

【0026】本実施形態において、炭化珪素単結晶素材
1の内部に空洞2を形成する方法に特に制限はなく、例
えば、以下に説明する方法を利用することができる。
In the present embodiment, the method for forming the cavity 2 inside the silicon carbide single crystal material 1 is not particularly limited, and for example, the method described below can be used.

【0027】図2(a)〜(c)は、本発明の第1の実
施形態に係る単結晶材料の製造方法で利用可能な空洞の
形成方法を概略的に示す図である。なお、図2(a)は
斜視図であり、図2(b)は図2(a)に示す構造の断
面図であり、図2(c)は図2(a)及び(b)に示す
構造に所定の処理を施すことにより得られる構造の断面
図である。
FIGS. 2A to 2C are schematic views showing a method of forming a cavity that can be used in the method of manufacturing a single crystal material according to the first embodiment of the present invention. 2A is a perspective view, FIG. 2B is a sectional view of the structure shown in FIG. 2A, and FIG. 2C is shown in FIGS. 2A and 2B. It is sectional drawing of the structure obtained by giving a predetermined process to a structure.

【0028】空洞2を形成するに当り、まず、図2
(a)及び(b)に示すように、炭化珪素単結晶素材1
の表面にRIE(Reactive Ion Etch
ing)法などにより周期的に凹部6を形成する。次
に、図2(a)及び(b)に示す構造に対して、水素雰
囲気などの還元性雰囲気中で高温処理を施す。このよう
な高温処理を施すと、炭化珪素単結晶素材1の表面で流
動化が生じ、それにより、凹部6の開口が塞がれるとも
に凹部6同士が連結される。その結果、図2(c)に示
すように、炭化珪素単結晶素材1の内部に空洞2が形成
される。
In forming the cavity 2, first, referring to FIG.
As shown in (a) and (b), a silicon carbide single crystal material 1
RIE (Reactive Ion Etch) on the surface of
ing) method or the like to form the concave portions 6 periodically. Next, the structure shown in FIGS. 2A and 2B is subjected to a high temperature treatment in a reducing atmosphere such as a hydrogen atmosphere. When such a high temperature treatment is performed, fluidization occurs on the surface of the silicon carbide single crystal material 1, whereby the openings of the recesses 6 are closed and the recesses 6 are connected to each other. As a result, as shown in FIG. 2C, a cavity 2 is formed inside the silicon carbide single crystal material 1.

【0029】例えば、半径R=0.25μm、深さL=
2.3μmの円柱状の凹部6を、隣接する凹部6間の距
離D=0.78μmとなるように周期的に形成し、その
後、例えば1600〜1850℃、20Torrの高温
・低圧下の水素雰囲気中で30分程度の加熱処理を行っ
た場合には、図中、縦方向のサイズT=0.7μmの巨
大な平板状空洞2が形成される(平板状空洞2の厚さは
T=27.83R3/D2で与えられる)。また、<11
−20>方向にオフ角をつけた(0001)面ウエハに
この方法で空洞2を形成すると、空洞2の相対する面は
自動的にオフ角のついた(0001)面となる。
For example, radius R = 0.25 μm and depth L =
Cylindrical recesses 6 of 2.3 μm are periodically formed so that the distance D between adjacent recesses 6 is 0.78 μm, and then, for example, hydrogen atmosphere under high temperature and low pressure of 1600 to 1850 ° C. and 20 Torr. In the case where the heat treatment is performed for about 30 minutes, a huge flat plate-shaped cavity 2 having a size T = 0.7 μm in the vertical direction in the figure is formed (the thickness of the flat plate-shaped cavity 2 is T = 27). given by .83R 3 / D 2). Also, <11
When the cavity 2 is formed by this method in a (0001) plane wafer having an off angle in the −20> direction, the opposing surfaces of the cavity 2 automatically become the (0001) plane having the off angle.

【0030】なお、この方法は、応用物理 第69巻
第10号 (2000) pp.1187−1191に
報告されているSi単結晶中への空洞形成方法を炭化珪
素単結晶への空洞形成に応用したものである。
This method is applied to Applied Physics Vol. 69.
No. 10 (2000) pp. The method for forming a cavity in a Si single crystal reported in 1187-1191 is applied to the formation of a cavity in a silicon carbide single crystal.

【0031】上記の空洞形成方法によれば、高品質化に
用いるための空洞2を制御性よく形成することができ
る。また、凹部6の形成ピッチや配置などを適宜変える
ことにより、平板状、棒状、球状などさまざまな形態の
空洞2を形成することができるので、作製する半導体装
置の構造などに応じて選択可能である。
According to the above cavity forming method, it is possible to form the cavity 2 for high quality control with good controllability. In addition, since the cavity 2 having various shapes such as a flat plate shape, a rod shape, and a spherical shape can be formed by appropriately changing the formation pitch or the arrangement of the concave portions 6, it can be selected according to the structure of the semiconductor device to be manufactured. is there.

【0032】空洞2は、図2(a)〜(c)を参照して
説明した方法以外でも形成可能である。例えば、炭化珪
素単結晶基材の表面に凹部を形成し、その面に他の炭化
珪素単結晶基材を貼り合わせることにより空洞2を形成
することができる。この場合、炭化珪素単結晶素材1は
一対の炭化珪素単結晶基材で構成されることとなるが、
上述したのとほぼ同様の効果を得ることができる。この
場合には、高温側となる炭化結晶素材は必ずしも単結晶
である必要はなく、多結晶であってもよい。
The cavity 2 can be formed by a method other than that described with reference to FIGS. For example, cavity 2 can be formed by forming a recess on the surface of a silicon carbide single crystal base material and bonding another silicon carbide single crystal base material on the surface. In this case, the silicon carbide single crystal material 1 is composed of a pair of silicon carbide single crystal base materials,
It is possible to obtain substantially the same effect as described above. In this case, the carbide crystal material on the high temperature side does not necessarily have to be a single crystal, and may be a polycrystal.

【0033】本実施形態において、炭化珪素単結晶素材
1はどのような形状であってもよい。例えば、炭化珪素
単結晶素材1として、<0001>方向に成長した炭化
珪素インゴットから切り出した(0001)面ウエハ、
<11−20>方向にオフ角をつけた(0001)面ウ
エハ、(000−1)面ウエハ、<11−20>方向に
オフ角をつけた(000−1)面ウエハ、(11−2
0)面ウエハ、4H−SiC(03−38)面ウエハ、
6H−SiC(01−14)面ウエハを用いることがで
きる。
In the present embodiment, silicon carbide single crystal material 1 may have any shape. For example, as the silicon carbide single crystal material 1, a (0001) plane wafer cut out from a silicon carbide ingot grown in the <0001> direction,
A (0001) plane wafer with an off angle in the <11-20> direction, a (000-1) plane wafer, a (000-1) plane wafer with an off angle in the <11-20> direction, (11-2
0) plane wafer, 4H-SiC (03-38) plane wafer,
A 6H-SiC (01-14) plane wafer can be used.

【0034】炭化珪素単結晶素材1としてこれらウエハ
を用いた場合、ウエハ面に平行な平板状空洞2を形成し
てもよい。また、炭化珪素単結晶素材1として(000
1)面ウエハを用いた場合、第4の実施形態で説明する
ように、空洞2の代わりに、側壁が(11−20)面と
なるような溝を形成してもよい。また、<0001>方
向、<11−20>方向、4H−SiC<03−38>
方向、6H−SiC<01−14>方向に成長した炭化
珪素インゴットからそれぞれ切り出したウエハを用いて
もよい。(0001)面ウエハまたは(000−1)面
ウエハにオフ角をつけたウエハでは空洞の中の結晶化が
生ずる面でステップフロー成長が起こるので、異なるポ
リタイプの出現が抑制される、表面が平坦になりやす
い、マイクロパイプ充填が起こるなどの効果が期待でき
る。また、(11−20)面ウエハと4H−SiC(0
3−38)面ウエハ、6H−SiC(01−14)面ウ
エハでは、空洞の中の結晶化が生ずる面に炭化珪素単結
晶の周期配列が出ているので、オフ角をつけなくても異
なるポリタイプの出現が抑制されるとともに平坦な面が
容易に得られる。(0001)面ウエハに側壁が(11
−20)面となるような溝を形成した場合には、(11
−20)面に対して垂直に温度勾配を設定して、ウエハ
の厚み方向に垂直な方向へ空洞を移動して高品質化を実
現する。
When these wafers are used as the silicon carbide single crystal material 1, a flat plate-shaped cavity 2 parallel to the wafer surface may be formed. Further, as the silicon carbide single crystal material 1, (000
When a 1) plane wafer is used, as described in the fourth embodiment, instead of the cavity 2, a groove may be formed in which the side wall is the (11-20) plane. Further, <0001> direction, <11-20> direction, 4H-SiC <03-38>
Direction, a wafer cut out from each of the silicon carbide ingots grown in the 6H-SiC <01-14> direction may be used. In a wafer having an off-angle to a (0001) plane wafer or a (000-1) plane wafer, step flow growth occurs at the surface of the cavity where crystallization occurs, so that the appearance of different polytypes is suppressed. Effects such as flattening and filling of micropipes can be expected. In addition, the (11-20) plane wafer and 4H-SiC (0
In the 3-38) plane wafer and the 6H-SiC (01-14) plane wafer, since the silicon carbide single crystal has a periodic array on the surface where crystallization occurs in the cavity, it is different even if the off angle is not provided. The appearance of polytypes is suppressed and a flat surface is easily obtained. The (0001) plane wafer has sidewalls (11
In the case of forming a groove to be the −20) plane, (11
-20) A temperature gradient is set perpendicularly to the plane, and the cavity is moved in a direction perpendicular to the thickness direction of the wafer to achieve high quality.

【0035】母体となる炭化珪素単結晶素材1は必ずし
もウエハ状である必要はなく、円柱状インゴットの一方
の端部に空洞を形成して、他方の端部に向かって温度勾
配を設定して高品質化を図ってもよい。また、温度勾配
の方向を変更することにより、空洞2の移動方向を変更
することが可能であり、インゴット内部をくまなく高品
質化することもできる。なお、高品質化後の炭化珪素単
結晶素材1を空洞2のない完全なウエハ形状としたい場
合には、残存した空洞2が消失するまで裏面側を研磨す
ればよい。
The silicon carbide single crystal material 1 that is the base does not necessarily have to be in the form of a wafer, but a cavity is formed at one end of a cylindrical ingot and a temperature gradient is set toward the other end. High quality may be achieved. Further, by changing the direction of the temperature gradient, the moving direction of the cavity 2 can be changed, and the quality of the inside of the ingot can be improved throughout. When it is desired to form the silicon carbide single crystal material 1 after quality improvement into a complete wafer shape without the cavity 2, the back surface side may be polished until the remaining cavity 2 disappears.

【0036】以上説明した第1の実施形態では、炭化珪
素単結晶素材1に1つの空洞2を形成したが、炭化珪素
単結晶素材1に形成する空洞2の数に特に制限はない。
例えば、複数の空洞2を、温度勾配を形成する方向に対
して垂直な方向に配列させてもよい。
In the first embodiment described above, one cavity 2 is formed in the silicon carbide single crystal material 1, but the number of cavities 2 formed in the silicon carbide single crystal material 1 is not particularly limited.
For example, the plurality of cavities 2 may be arranged in a direction perpendicular to the direction forming the temperature gradient.

【0037】また、第1の実施形態では空洞2を平板状
としたが、空洞2の形状に特に制限はない。例えば、空
洞2は、正方形であってもよく、球形であってもよい。
Further, although the cavity 2 has a flat plate shape in the first embodiment, the shape of the cavity 2 is not particularly limited. For example, the cavity 2 may be square or spherical.

【0038】さらに、第1の実施形態では空洞2を図中
上側から下側に向けて移動させたが、その後、空洞2を
下側から上側に向けてさらに移動させてもよい。すなわ
ち、高温側と低温側とを逆転させてもよい。この場合、
再結晶化が繰り返されるため、さらなる高品質化が可能
である。また、空洞2を例えば正方形或いは球形とした
場合には、空洞2を図中上側から下側に向けて移動させ
た後、空洞2を図中右側或いは左側に向けてさらに移動
させてもよい。この場合、空洞2の形状が正方形或いは
球形などであるにも拘らず、炭化珪素単結晶素材1のほ
ぼ全体を高品質化することができる。
Further, in the first embodiment, the cavity 2 is moved from the upper side to the lower side in the drawing, but thereafter, the cavity 2 may be further moved from the lower side to the upper side. That is, the high temperature side and the low temperature side may be reversed. in this case,
Since recrystallization is repeated, higher quality can be achieved. When the cavity 2 is, for example, a square or a sphere, the cavity 2 may be moved from the upper side to the lower side in the figure, and then the cavity 2 may be further moved to the right side or the left side in the figure. In this case, the quality of almost the entire silicon carbide single crystal material 1 can be improved even though the shape of the cavity 2 is square or spherical.

【0039】(第2の実施形態)上述した第1の実施形
態では、炭化珪素単結晶素材1の内部に1つの空洞2を
形成することについて主に説明した。以下に説明する第
2の実施形態では、炭化珪素単結晶素材1の内部に複数
の空洞2を形成する。
(Second Embodiment) In the above-described first embodiment, the formation of one cavity 2 inside the silicon carbide single crystal material 1 has been mainly described. In the second embodiment described below, a plurality of cavities 2 are formed inside the silicon carbide single crystal material 1.

【0040】図3(a)〜(c)は、本発明の第2の実
施形態に係る単結晶材料の製造方法を概略的に示す断面
図である。
FIGS. 3A to 3C are sectional views schematically showing a method for producing a single crystal material according to the second embodiment of the present invention.

【0041】本実施形態に係る方法では、まず、図3
(a)に示すように、炭化珪素単結晶素材1の内部に複
数の空洞2を形成する。なお、ここでは、空洞2として
2つの空洞2a,2bを形成することとする。また、空
洞2a,2bの形成方法については、後で詳述する。
In the method according to this embodiment, first, as shown in FIG.
As shown in (a), a plurality of cavities 2 are formed inside the silicon carbide single crystal material 1. Here, two cavities 2a and 2b are formed as the cavity 2. The method of forming the cavities 2a and 2b will be described in detail later.

【0042】次に、例えば、図中、下側が上側に比べて
より高温となるように炭化珪素単結晶素材1を加熱す
る。このような温度勾配を形成すると、空洞2aを取り
囲む領域及び空洞2bを取り囲む領域のそれぞれにおい
て、第1の実施形態で説明したのと同様の再結晶化が進
行する。その結果、空洞2a,2bの位置は、図3
(a)の状態から図3(b)の状態及び図3(c)の状
態へと順次変化する。すなわち、空洞2a,2bは、炭
化珪素単結晶素材1の内部を低温側から高温側へと移動
する。以上のようにして、炭化珪素単結晶素材1のほぼ
全体を高品質化することができる。
Next, for example, in the figure, the silicon carbide single crystal material 1 is heated so that the lower side has a higher temperature than the upper side. When such a temperature gradient is formed, recrystallization similar to that described in the first embodiment proceeds in each of the region surrounding the cavity 2a and the region surrounding the cavity 2b. As a result, the positions of the cavities 2a and 2b are as shown in FIG.
The state of (a) is sequentially changed to the state of FIG. 3 (b) and the state of FIG. 3 (c). That is, the cavities 2a and 2b move inside the silicon carbide single crystal material 1 from the low temperature side to the high temperature side. As described above, almost the entire silicon carbide single crystal material 1 can be improved in quality.

【0043】上記の通り、本実施形態では、炭化珪素単
結晶素材1に複数の空洞2a,2bを設け、それらの配
列方向に沿って温度勾配を形成している。そのため、第
1の実施形態に係る方法に比べ、より短い時間で高品質
化を完了すること、或いは、より高い品質の高品質炭化
珪素単結晶領域を形成することのいずれかが可能であ
る。
As described above, in the present embodiment, the silicon carbide single crystal material 1 is provided with the plurality of cavities 2a and 2b, and the temperature gradient is formed along the arrangement direction thereof. Therefore, as compared with the method according to the first embodiment, it is possible to complete the quality improvement in a shorter time or to form a higher quality high quality silicon carbide single crystal region.

【0044】本実施形態において、炭化珪素単結晶素材
1の内部に空洞2a,2bを形成する方法に特に制限は
なく、例えば、以下に説明する方法を利用することがで
きる。
In this embodiment, the method for forming the cavities 2a and 2b inside the silicon carbide single crystal material 1 is not particularly limited, and, for example, the method described below can be used.

【0045】図4(a)〜(c)は、本発明の第2の実
施形態に係る単結晶材料の製造方法で利用可能な空洞の
形成方法を概略的に示す図である。なお、図4(a)は
斜視図であり、図4(b)は図4(a)に示す構造の断
面図であり、図4(c)は図4(a)及び(b)に示す
構造に所定の処理を施すことにより得られる構造の断面
図である。
FIGS. 4 (a) to 4 (c) are diagrams schematically showing a method of forming a cavity that can be used in the method of manufacturing a single crystal material according to the second embodiment of the present invention. 4A is a perspective view, FIG. 4B is a sectional view of the structure shown in FIG. 4A, and FIG. 4C is shown in FIGS. 4A and 4B. It is sectional drawing of the structure obtained by giving a predetermined process to a structure.

【0046】空洞2を形成するに当り、まず、図4
(a)及び(b)に示すように、炭化珪素単結晶素材1
の表面にRIE法などにより周期的に凹部6を形成す
る。ここで凹部6は、図2(a)及び(b)に示した凹
部6に比べ、より深く形成する。次に、図4(a)及び
(b)に示す構造に対して、水素雰囲気などの還元性雰
囲気中で高温処理を施す。図4(a)及び(b)に示す
構造では、深い凹部6が形成されているため、上記の高
温処理を施して凹部6同士が連結する際に、凹部6の開
口だけでなく中間部分も塞がれる。その結果、図4
(c)に示すように、炭化珪素単結晶素材1の内部に複
数の空洞2a,2bが形成される。
In forming the cavity 2, first, referring to FIG.
As shown in (a) and (b), a silicon carbide single crystal material 1
Recesses 6 are periodically formed on the surface of the substrate by RIE or the like. Here, the recess 6 is formed deeper than the recess 6 shown in FIGS. Next, the structure shown in FIGS. 4A and 4B is subjected to high temperature treatment in a reducing atmosphere such as a hydrogen atmosphere. In the structure shown in FIGS. 4A and 4B, since the deep recesses 6 are formed, not only the openings of the recesses 6 but also the intermediate portions are formed when the recesses 6 are connected by performing the above high temperature treatment. Will be blocked. As a result,
As shown in (c), a plurality of cavities 2 a and 2 b are formed inside the silicon carbide single crystal material 1.

【0047】なお、上記の方法で形成される空洞2の数
は、凹部6の深さLなどに依存する。例えば、半径R=
0.25μm、深さL=5μmの円柱状の凹部6を、隣
接する凹部6間の距離D=0.78μmとなるように周
期的に形成し、その後、例えば1600〜1850℃、
20Torrの高温・低圧下の水素雰囲気中で30分程
度の加熱処理を行った場合には、2つの空洞2が形成さ
れる。また、例えば、凹部6の深さを7μmとした場合
には3つの空洞2が形成され、凹部6の深さを9μmと
した場合には4つの空洞2が形成される。
The number of the cavities 2 formed by the above method depends on the depth L of the recess 6. For example, radius R =
Cylindrical recesses 6 having a depth of 0.25 μm and a depth L of 5 μm are periodically formed so that the distance D between adjacent recesses 6 is D = 0.78 μm, and then, for example, 1600 to 1850 ° C.
When the heat treatment is performed for about 30 minutes in a hydrogen atmosphere at a high temperature and a low pressure of 20 Torr, two cavities 2 are formed. Further, for example, three cavities 2 are formed when the depth of the recess 6 is 7 μm, and four cavities 2 are formed when the depth of the recess 6 is 9 μm.

【0048】(第3の実施形態)図5(a)〜(f)
は、本発明の第3の実施形態に係る単結晶材料の製造方
法を概略的に示す図である。なお、図5(a)は斜視図
であり、図5(b)〜(f)は断面図である。また、図
5(b)は図5(a)に示す構造の断面図である。
(Third Embodiment) FIGS. 5A to 5F.
FIG. 6 is a diagram schematically showing a method for producing a single crystal material according to a third embodiment of the present invention. 5A is a perspective view, and FIGS. 5B to 5F are sectional views. Further, FIG. 5B is a sectional view of the structure shown in FIG.

【0049】本実施形態に係る方法では、まず、図5
(a)及び(b)に示すように、炭化珪素単結晶素材1
の表面にRIE法などにより周期的に凹部6a,6bを
形成する。ここで両端に位置する凹部6bは、それらの
間に位置する凹部6aに比べ、より大きな径に形成す
る。次に、図5(a)及び(b)に示す構造に対して、
水素雰囲気などの還元性雰囲気中で高温処理を施す。こ
の高温処理により、凹部6a,6b同士は連結され、凹
部6aの開口は塞がれる。しかしながら、図5(a)及
び(b)に示す構造では、径のより小さな凹部6aの両
側に径のより大きな凹部6bが形成されているため、凹
部6bの開口は完全には塞がれず、それらの位置にはス
リット状の孔7が残される。以上のようにして、図5
(c)に示すように、炭化珪素単結晶素材1の内部に空
洞2が形成されるとともに、空洞2と炭化珪素単結晶素
材1の外部空間とを連絡するスリット状の孔7とが形成
される。なお、ここでは空洞2の周辺部にスリット状の
孔7を形成しているが、外部からのガスの導入を容易に
するために中央部分にも孔7を形成してもよい。
In the method according to this embodiment, first, as shown in FIG.
As shown in (a) and (b), a silicon carbide single crystal material 1
The concave portions 6a and 6b are periodically formed by the RIE method or the like on the surface of. Here, the recesses 6b located at both ends are formed to have a larger diameter than the recesses 6a located between them. Next, with respect to the structure shown in FIGS.
Perform high temperature treatment in a reducing atmosphere such as a hydrogen atmosphere. By this high temperature treatment, the recesses 6a and 6b are connected to each other and the opening of the recess 6a is closed. However, in the structure shown in FIGS. 5A and 5B, since the recess 6b having the larger diameter is formed on both sides of the recess 6a having the smaller diameter, the opening of the recess 6b is not completely closed. Slit-shaped holes 7 are left at those positions. As described above, FIG.
As shown in (c), a cavity 2 is formed inside the silicon carbide single crystal material 1, and a slit-shaped hole 7 that connects the cavity 2 and the external space of the silicon carbide single crystal material 1 is formed. It Here, although the slit-shaped hole 7 is formed in the peripheral portion of the cavity 2 here, the hole 7 may be formed in the central portion in order to facilitate introduction of gas from the outside.

【0050】本実施形態では、空洞2内部の雰囲気を炭
化珪素単結晶素材1の外部から制御しつつ再結晶化を行
なう。これにより意図的に再結晶化の間に起こる表面反
応を制御して、欠陥発生の抑制、不純物の取り込み抑制
或いは促進などを行なうことが可能となる。また、圧力
や雰囲気の制御により空洞2の移動速度を速くしたり遅
くしたりすることも可能となる。特に空洞2内を水素な
どの還元性雰囲気とすれば、結晶化を生ずる表面の流動
化を促して更に高品質化することが可能となる。また、
空洞2内に珪素供給源となるSiH4ガスと炭素供給源
となるC38ガスとを所定の比率で供給すれば、昇華に
よる表面エッチング速度と再結晶化速度との比率を制御
しながら高品質化を図ることができる。また、炭素供給
源となるC38ガスの比率を増加させることにより、窒
素の取り込みを抑制して低不純物濃度の単結晶を作製す
ることができる。さらに、P型ドーピングガスとしてT
MA(トリメチルアルミニウム)を、N型ドーピングガ
スとして窒素を供給すれば、炭化珪素単結晶素材1の内
部に自由な形状でP型領域やN型領域を形成することが
できる。
In this embodiment, recrystallization is performed while controlling the atmosphere inside the cavity 2 from outside the silicon carbide single crystal material 1. This makes it possible to intentionally control the surface reaction that occurs during recrystallization to suppress the generation of defects and suppress or promote the incorporation of impurities. In addition, it is possible to increase or decrease the moving speed of the cavity 2 by controlling the pressure and the atmosphere. In particular, if the inside of the cavity 2 is made into a reducing atmosphere such as hydrogen, fluidization of the surface that causes crystallization is promoted, and it becomes possible to further improve the quality. Also,
By supplying SiH 4 gas as a silicon supply source and C 3 H 8 gas as a carbon supply source in the cavity 2 at a predetermined ratio, the ratio between the surface etching rate by sublimation and the recrystallization rate can be controlled. Higher quality can be achieved. Further, by increasing the ratio of C 3 H 8 gas serving as a carbon supply source, nitrogen incorporation can be suppressed and a single crystal having a low impurity concentration can be manufactured. Furthermore, T as a P-type doping gas
By supplying MA (trimethylaluminum) as nitrogen as an N-type doping gas, a P-type region or an N-type region can be formed in the silicon carbide single crystal material 1 in a free shape.

【0051】以上説明した第3の実施形態では、空洞2
と炭化珪素単結晶素材1の外部空間とを連絡する孔7と
してスリットを形成したが、孔7の形状はこれに限られ
ることはない。また、本実施形態では、図5(a)〜
(c)を参照して説明した方法により孔7及び空洞2を
形成したが、孔7及び空洞2の形成方法はこれに限られ
るものではない。例えば、図2(a)〜(c)を参照し
て説明した方法により空洞2を形成した後、炭化珪素単
結晶素材1の一部を除去して孔7を形成してもよい。
In the third embodiment described above, the cavity 2
Although a slit is formed as the hole 7 that connects the outer space of the silicon carbide single crystal material 1 with the slit 7, the shape of the hole 7 is not limited to this. In addition, in the present embodiment, FIG.
Although the hole 7 and the cavity 2 are formed by the method described with reference to (c), the method of forming the hole 7 and the cavity 2 is not limited to this. For example, after forming cavity 2 by the method described with reference to FIGS. 2A to 2C, part of silicon carbide single crystal material 1 may be removed to form hole 7.

【0052】第3の実施形態に係る方法は、様々な電子
装置の製造に適用可能である。例えば、第3の実施形態
に係る方法を利用すると、優れた半導体基板を得ること
ができ、したがって、優れた半導体装置を製造すること
が可能となる。
The method according to the third embodiment can be applied to the manufacture of various electronic devices. For example, when the method according to the third embodiment is used, an excellent semiconductor substrate can be obtained and therefore an excellent semiconductor device can be manufactured.

【0053】図6(a)〜(c)は、本発明の第3の実
施形態に係る単結晶材料の製造方法を利用して製造可能
な半導体基板の例を概略的に示す断面図である。なお、
ここでは、母体である炭化珪素単結晶素材1として低濃
度n型層(n-)を使用することとする。
FIGS. 6A to 6C are sectional views schematically showing an example of a semiconductor substrate that can be manufactured by using the method for manufacturing a single crystal material according to the third embodiment of the present invention. . In addition,
Here, a low-concentration n-type layer (n ) is used as the silicon carbide single crystal material 1 that is the base material.

【0054】図6(a)に示す半導体基板は、高品質炭
化珪素単結晶領域(或いは、ドーピング領域)8として
p型層とn型層との積層構造を有している。この積層構
造は、Super Junction構造として利用可
能である。第3の実施形態に係る単結晶材料の製造方法
を利用すると、図6(a)に示す構造は、炭化珪素単結
晶素材1の外部空間から孔7を介して空洞2内に供給す
るガスをP型ドーピングガスとN型ドーピングガスとの
間で交互に切り替えつつ上記の高温処理を行うことによ
り得ることができる。すなわち、単結晶の高品質化プロ
セスと同時に、ドーピング領域8を形成することが可能
である。なお、ドーピングガスとしては、例えば、P型
にTMA(トリメチルアルミニウム)を用いることがで
き、N型には窒素を用いることができる。
The semiconductor substrate shown in FIG. 6A has a laminated structure of a p-type layer and an n-type layer as a high-quality silicon carbide single crystal region (or doping region) 8. This laminated structure can be used as a Super Junction structure. When the method for producing a single crystal material according to the third embodiment is used, the structure shown in FIG. 6 (a) allows the gas supplied from the external space of the silicon carbide single crystal material 1 into the cavity 2 through the hole 7. It can be obtained by performing the above-mentioned high temperature treatment while alternately switching between the P-type doping gas and the N-type doping gas. That is, it is possible to form the doping region 8 at the same time as the quality improvement process of the single crystal. As the doping gas, for example, TMA (trimethylaluminum) can be used for the P type and nitrogen can be used for the N type.

【0055】図6(b)に示す半導体基板は、高品質炭
化珪素単結晶領域(或いは、ドーピング領域)8とし
て、母体となる炭化珪素単結晶素材1の導電型とは導電
型が反対のp型層を有している。図6(b)に示す構造
は、炭化珪素単結晶素材1の外部空間から孔7を介して
空洞2内に供給するガスとして、母体となる炭化珪素単
結晶素材1の導電型とは導電型が反対のドーピングガス
を供給しつつ上記の高温処理を行うことにより得ること
ができる。
In the semiconductor substrate shown in FIG. 6B, a high-quality silicon carbide single crystal region (or a doping region) 8 having a conductivity type opposite to that of the base silicon carbide single crystal material 1 is formed. It has a mold layer. In the structure shown in FIG. 6B, the conductivity type of the base silicon carbide single crystal material 1 is the conductivity type as the gas supplied from the external space of the silicon carbide single crystal material 1 into the cavity 2 through the hole 7. However, it can be obtained by performing the above high temperature treatment while supplying a doping gas opposite thereto.

【0056】図6(c)に示す半導体基板は、高品質炭
化珪素単結晶領域(或いは、ドーピング領域)8とし
て、母体となる炭化珪素単結晶素材1の導電型と導電型
が同一のn型層を有している。図6(c)に示す構造
は、炭化珪素単結晶素材1の外部空間から孔7を介して
空洞2内に供給するガスとして、母体となる炭化珪素単
結晶素材1の導電型と導電型が同一のドーピングガスを
供給しつつ上記の高温処理を行うことにより得ることが
できる。
In the semiconductor substrate shown in FIG. 6C, the high-quality silicon carbide single crystal region (or doping region) 8 is an n-type having the same conductivity type as that of the base silicon carbide single crystal material 1. Have layers. In the structure shown in FIG. 6C, the conductivity type and the conductivity type of the base silicon carbide single crystal material 1 are used as the gas supplied from the outer space of the silicon carbide single crystal material 1 into the cavity 2 through the holes 7. It can be obtained by performing the above high temperature treatment while supplying the same doping gas.

【0057】本実施形態によれば、単結晶の高品質化と
ドーピング領域8の形成とを同時に行うことが可能であ
る。また、図6(a)〜(c)に示す構造に対し、酸化
雰囲気で熱処理を行なうと、空洞2および孔7の内壁に
は酸化膜が形成されるので、これらドーピング領域8を
誘電体分離されたSOI(SiC on Insula
tor)領域として扱うことができ、高速・低消費電力
のデバイスを形成することができる。さらに、空洞2を
埋め込むことなく残して大面積SON(SiCon N
othing)構造とすれば、比誘電率の観点からSO
I構造を凌ぐ特性が得られる。
According to this embodiment, it is possible to improve the quality of the single crystal and form the doped region 8 at the same time. When the structure shown in FIGS. 6A to 6C is subjected to heat treatment in an oxidizing atmosphere, an oxide film is formed on the inner walls of the cavity 2 and the hole 7, so that these doping regions 8 are separated by the dielectric material. SOI (SiC on Insula)
(tor) region, and a device with high speed and low power consumption can be formed. Furthermore, the large area SON (SiCon N
In the case of an
The characteristics exceeding the I structure can be obtained.

【0058】(第4の実施形態)以上説明した第1〜第
3の実施形態では、主として空洞2を利用した方法につ
いて説明した。以下に説明する第4の実施形態では、空
洞2の代わりに溝を利用する。
(Fourth Embodiment) In the first to third embodiments described above, the method mainly using the cavity 2 has been described. In the fourth embodiment described below, a groove is used instead of the cavity 2.

【0059】図7(a)〜(c)は、本発明の第4の実
施形態に係る単結晶材料の製造方法を利用した半導体装
置の製造方法の一例を概略的に示す断面図である。この
方法では、まず、図7(a)に示すように、炭化珪素単
結晶基板1の表面に溝2を形成する。なお、ここでは、
炭化珪素単結晶基板1として、n+型層の上にn-型層が
形成されたものを使用し、溝2は、そのn-型層の表面
に形成することとする。また、基板1の主表面には(0
001)面が露出し、溝の側壁には(11−20)面が
露出していることとする。
FIGS. 7A to 7C are sectional views schematically showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device using the method for manufacturing a single crystal material according to the fourth embodiment of the present invention. In this method, first, as shown in FIG. 7A, a groove 2 is formed on the surface of a silicon carbide single crystal substrate 1. In addition, here
As the silicon carbide single crystal substrate 1, one having an n type layer formed on an n + type layer is used, and the groove 2 is formed on the surface of the n type layer. In addition, (0
The (001) plane is exposed and the (11-20) plane is exposed on the side wall of the groove.

【0060】次に、溝2の相対する側壁間に温度差が生
じるように周囲温度を設定する。ここでは、図中、左側
の側壁を右側の側壁に比べてより高温となるように加熱
する。これにより、図7(a)に示すように、左側の側
壁から炭化珪素が昇華し、この昇華した炭化珪素は右側
の側壁上で結晶化して、高品質炭化珪素単結晶領域8a
が形成される。
Next, the ambient temperature is set so that a temperature difference is generated between the opposite side walls of the groove 2. Here, in the figure, the left side wall is heated so as to have a higher temperature than the right side wall. As a result, as shown in FIG. 7A, silicon carbide is sublimated from the left side wall, and the sublimated silicon carbide is crystallized on the right side wall to form high quality silicon carbide single crystal region 8a.
Is formed.

【0061】所定の時間だけ加熱処理を施した後、温度
勾配を逆転させて、さらに所定の時間だけ加熱処理を行
なう。すなわち、図中、右側の側壁を左側の側壁に比べ
てより高温となるように加熱する。これにより、図7
(b)に示すように、右側の側壁から炭化珪素が昇華
し、この昇華した炭化珪素は左側の側壁上で結晶化し
て、高品質炭化珪素単結晶領域8bが形成される。
After the heat treatment is performed for a predetermined time, the temperature gradient is reversed and the heat treatment is further performed for a predetermined time. That is, in the figure, the right side wall is heated so as to have a higher temperature than the left side wall. As a result, FIG.
As shown in (b), silicon carbide is sublimated from the right side wall, and the sublimated silicon carbide is crystallized on the left side wall to form high quality silicon carbide single crystal region 8b.

【0062】その後、絶縁膜9、ゲート電極10、ソー
ス電極11、及びドレイン電極12などを形成する。以
上のようにして、図7(c)に示すように高品質炭化珪
素単結晶領域8a,8bをチャネル領域とした縦型MO
SFET素子構造を得る。
After that, the insulating film 9, the gate electrode 10, the source electrode 11, the drain electrode 12 and the like are formed. As described above, as shown in FIG. 7C, the vertical MO having the high-quality silicon carbide single crystal regions 8a and 8b as the channel regions.
Obtain the SFET device structure.

【0063】本実施形態によれば、チャネル領域8a,
8bが高品質化されるのでチャネル移動度が大きな低損
失縦型MOSFETを実現することが可能である。チャ
ネル領域8a,8bのみを高品質化するのであれば、熱
処理時間はごく短時間だけで十分である。また、溝2と
溝2との間の領域全体を高品質化する場合であっても、
それら溝2の間に挟まれた微小な領域内で熱勾配による
昇華/結晶化によって溝2を移動させるだけでよいの
で、比較的短時間の熱処理で高品質化が達成される。
なお、上記の実施形態では、エピタキシャル成長法は利
用しなかったが、上述した方法とエピタキシャル成長法
とを組み合わせることも可能である。例えば、昇華法で
作製したn+型基板上にエピタキシャル成長法によりn-
型層を形成し、これに対して上記の高純度化手法を適用
して、エピタキシャル層をさらに高品質化してもよい。
According to this embodiment, the channel regions 8a,
Since 8b is improved in quality, it is possible to realize a low-loss vertical MOSFET having a large channel mobility. If the quality of only the channel regions 8a and 8b is to be improved, the heat treatment time may be very short. In addition, even when the quality of the entire region between the grooves 2 is improved,
Since it is only necessary to move the groove 2 by sublimation / crystallization by a thermal gradient within a minute area sandwiched between the grooves 2, high quality can be achieved by heat treatment for a relatively short time.
Although the epitaxial growth method is not used in the above embodiment, it is possible to combine the method described above with the epitaxial growth method. For example, an n -type substrate manufactured by a sublimation method is n -typed by an epitaxial growth method.
A mold layer may be formed and the above-described purification method may be applied thereto to further improve the quality of the epitaxial layer.

【0064】また、上記の実施形態では、電子装置とし
て特定の半導体装置を製造することについて説明した
が、本発明は、高耐圧半導体装置に加え、発光ダイオー
ド、半導体レーザ、及びLSIなどの他の半導体装置に
も適用可能である。また、不純物を殆ど含まない高純度
の炭化珪素は透明であるので、空洞が凸面状或いは凹面
上であれば、空洞内に炭化珪素とは屈折率が異なる物質
を封入することにより、高精度なマイクロレンズを得る
ことができる。したがって、そのようなマイクロレンズ
を有する電子装置を得ることができる。
Further, in the above-described embodiment, the manufacturing of a specific semiconductor device as an electronic device has been described, but the present invention is not limited to the high breakdown voltage semiconductor device, and other devices such as a light emitting diode, a semiconductor laser, and an LSI. It is also applicable to semiconductor devices. In addition, since high-purity silicon carbide containing almost no impurities is transparent, if the cavity is convex or concave, a substance having a refractive index different from that of silicon carbide is enclosed in the cavity to achieve high accuracy. A micro lens can be obtained. Therefore, an electronic device having such a microlens can be obtained.

【0065】また、上記の実施形態では、空洞2を埋め
込むことなく残して大面積SON構造とすることについ
て説明したが、空洞2は他の目的で利用することも可能
である。例えば、炭化珪素単結晶素材の高品質化した部
分に半導体素子を形成し、上記空洞内の空間に面した表
面に酸化膜を形成するとともに空洞内に液体を封入すれ
ば、これをヒートパイプとして利用することができる。
この場合、半導体素子の温度上昇を抑制することができ
る。
Further, in the above-described embodiment, the case where the cavity 2 is left without being embedded to form the large area SON structure has been described, but the cavity 2 can be used for other purposes. For example, if a semiconductor element is formed on a high-quality portion of a silicon carbide single crystal material, an oxide film is formed on the surface facing the space inside the cavity, and a liquid is enclosed in the cavity, this is used as a heat pipe. Can be used.
In this case, the temperature rise of the semiconductor element can be suppressed.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明では、炭化珪
素単結晶素材或いは炭化珪素単結晶基板に空洞または溝
を形成し、炭化珪素単結晶素材或いは炭化珪素単結晶基
板の内部で炭化珪素の昇華及び結晶化を行うことにより
単結晶を高品質化している。そのため、例えば、非常に
薄い膜の形態から基板のようなバルクの形態まで様々な
厚さで極めて高品質な炭化珪素単結晶を製造することが
できる。すなわち、本発明によると、厚く且つ高品質な
炭化珪素単結晶を製造可能な単結晶の製造方法、及びそ
のような炭化珪素単結晶を用いた電子装置の製造方法が
提供される。
As described in detail above, in the present invention, a cavity or groove is formed in a silicon carbide single crystal material or a silicon carbide single crystal substrate, and silicon carbide is formed inside the silicon carbide single crystal material or the silicon carbide single crystal substrate. Sublimation and crystallization of the single crystal improves the quality of the single crystal. Therefore, for example, it is possible to manufacture an extremely high quality silicon carbide single crystal in various thicknesses from a very thin film form to a bulk form like a substrate. That is, according to the present invention, a method for producing a single crystal capable of producing a thick and high-quality silicon carbide single crystal, and a method for producing an electronic device using such a silicon carbide single crystal are provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)〜(c)は、本発明の第1の実施形態に
係る単結晶材料の製造方法を概略的に示す断面図。
1A to 1C are cross-sectional views schematically showing a method for manufacturing a single crystal material according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)〜(c)は、本発明の第1の実施形態に
係る単結晶材料の製造方法で利用可能な空洞の形成方法
を概略的に示す図。
2A to 2C are diagrams schematically showing a method for forming a cavity that can be used in the method for producing a single crystal material according to the first embodiment of the present invention.

【図3】(a)〜(c)は、本発明の第2の実施形態に
係る単結晶材料の製造方法を概略的に示す断面図。
3 (a) to 3 (c) are cross-sectional views schematically showing a method for manufacturing a single crystal material according to a second embodiment of the present invention.

【図4】(a)〜(c)は、本発明の第2の実施形態に
係る単結晶材料の製造方法で利用可能な空洞の形成方法
を概略的に示す図。
4A to 4C are diagrams schematically showing a method of forming a cavity that can be used in the method of manufacturing a single crystal material according to the second embodiment of the present invention.

【図5】(a)〜(f)は、本発明の第3の実施形態に
係る単結晶材料の製造方法を概略的に示す図。
5 (a) to (f) are diagrams schematically showing a method for producing a single crystal material according to a third embodiment of the present invention.

【図6】(a)〜(c)は、本発明の第3の実施形態に
係る単結晶材料の製造方法を利用して製造可能な半導体
基板の例を概略的に示す断面図。
6A to 6C are cross-sectional views schematically showing an example of a semiconductor substrate that can be manufactured by using the method for manufacturing a single crystal material according to the third embodiment of the present invention.

【図7】(a)〜(c)は、本発明の第4の実施形態に
係る単結晶材料の製造方法を利用した半導体装置の製造
方法の一例を概略的に示す断面図。
7A to 7C are cross-sectional views schematically showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device using the method for manufacturing a single crystal material according to the fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…炭化珪素単結晶素材または炭化珪素単結晶基板 2…空洞 2a…空洞 2b…空洞 3…矢印 6…凹部 6a…半径の小さな溝 6b…半径の大きな溝 7…孔 8…ドーピング領域 8a…高品質炭化珪素単結晶領域 8b…高品質炭化珪素単結晶領域 9…絶縁膜 10…ゲート電極 11…ソース電極 12…ドレイン電極 1. Silicon carbide single crystal material or silicon carbide single crystal substrate 2 ... Cavity 2a ... cavity 2b ... cavity 3 ... Arrow 6 ... recess 6a ... Groove with small radius 6b ... Groove with large radius 7 ... hole 8 ... Doping region 8a ... High quality silicon carbide single crystal region 8b ... High-quality silicon carbide single crystal region 9 ... Insulating film 10 ... Gate electrode 11 ... Source electrode 12 ... Drain electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/78 H01L 29/78 658Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) H01L 29/78 H01L 29/78 658Z

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化珪素単結晶素材の内部に空洞を形成
する工程と、 前記空洞内の空間に面した前記炭化珪素単結晶素材の第
1表面を前記空洞を挟んで前記第1表面に対向した前記
炭化珪素単結晶素材の第2表面に比べてより高温とし
て、前記第1表面から炭化珪素を昇華させるとともに前
記昇華した炭化珪素を前記第2表面上で結晶化させる工
程とを含んだことを特徴とする単結晶材料の製造方法。
1. A step of forming a cavity inside a silicon carbide single crystal material, and a first surface of the silicon carbide single crystal material facing a space in the cavity facing the first surface across the cavity. A temperature higher than that of the second surface of the silicon carbide single crystal material, sublimating silicon carbide from the first surface and crystallizing the sublimated silicon carbide on the second surface. And a method for producing a single crystal material.
【請求項2】 前記空洞を形成する工程は、 前記炭化珪素単結晶素材に複数の凹部を形成すること
と、 前記炭化珪素単結晶素材を還元性雰囲気中で加熱して前
記複数の凹部の周囲で前記炭化珪素単結晶素材を流動化
させることにより前記複数の凹部の開口を塞ぐとともに
前記複数の凹部を互いに連結することとを含んだことを
特徴とする請求項1に記載の単結晶材料の製造方法。
2. The step of forming the cavity comprises forming a plurality of recesses in the silicon carbide single crystal material, and heating the silicon carbide single crystal material in a reducing atmosphere to surround the plurality of recesses. And fluidizing the silicon carbide single crystal material to close the openings of the plurality of recesses and connect the plurality of recesses to each other. Production method.
【請求項3】 前記結晶化させる工程の前に、前記炭化
珪素単結晶素材に前記空洞内の空間と前記炭化珪素単結
晶素材の外側の空間との間を連絡する孔を形成する工程
をさらに含み、 前記結晶化させる工程を、前記炭化珪素単結晶素材の外
部から前記孔を介して前記空洞内の雰囲気を制御しつつ
行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の
単結晶材料の製造方法。
3. Prior to the step of crystallizing, a step of forming a hole in the silicon carbide single crystal material for connecting a space inside the cavity and a space outside the silicon carbide single crystal material is further formed. The single crystal according to claim 1 or 2, wherein the step of crystallizing is performed while the atmosphere inside the cavity is controlled from the outside of the silicon carbide single crystal material through the hole. Material manufacturing method.
【請求項4】 前記第2表面を前記第1表面に比べてよ
り高温として、前記第2表面から炭化珪素を昇華させる
とともに前記昇華した炭化珪素を前記第1表面上で結晶
化させる工程をさらに含んだことを特徴とする請求項1
乃至請求項3のいずれか1項に記載の単結晶材料の製造
方法。
4. The step of sublimating silicon carbide from the second surface and crystallizing the sublimated silicon carbide on the first surface by setting the second surface at a higher temperature than that of the first surface. Claim 1 characterized in that it is included.
A method for manufacturing the single crystal material according to claim 3.
【請求項5】 炭化珪素単結晶素材の内部に空洞を形成
する工程と、 前記空洞内の空間に面した前記炭化珪素単結晶素材の第
1表面を前記空洞を挟んで前記第1表面に対向した前記
炭化珪素単結晶素材の第2表面に比べてより高温とし
て、前記第1表面から炭化珪素を昇華させるとともに前
記昇華した炭化珪素を前記第2表面上で結晶化させるこ
とにより炭化珪素単結晶領域を形成する工程と、 前記炭化珪素単結晶領域を備えた電子装置を作製する工
程とを含んだことを特徴とする電子装置の製造方法。
5. A step of forming a cavity inside the silicon carbide single crystal material, and a first surface of the silicon carbide single crystal material facing a space in the cavity facing the first surface across the cavity. The silicon carbide single crystal obtained by sublimating silicon carbide from the first surface and crystallizing the sublimated silicon carbide on the second surface at a higher temperature than the second surface of the silicon carbide single crystal material described above. A method of manufacturing an electronic device, comprising: a step of forming a region; and a step of manufacturing an electronic device including the silicon carbide single crystal region.
【請求項6】 炭化珪素単結晶基板に溝を形成する工程
と、 前記溝の第1側壁を前記溝の前記第1側壁に対向した第
2側壁に比べてより高温として、前記第1側壁から炭化
珪素を昇華させるとともに前記昇華した炭化珪素を前記
第2側壁上で結晶化させることにより炭化珪素単結晶領
域を形成する工程と、 前記炭化珪素単結晶領域を備えた電子装置を作製する工
程とを含んだことを特徴とする電子装置の製造方法。
6. A step of forming a groove in a silicon carbide single crystal substrate, the first side wall of the groove having a temperature higher than that of a second side wall of the groove facing the first side wall, Forming a silicon carbide single crystal region by sublimating silicon carbide and crystallizing the sublimated silicon carbide on the second sidewall; and a step of manufacturing an electronic device including the silicon carbide single crystal region. A method of manufacturing an electronic device, comprising:
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006351743A (en) * 2005-06-15 2006-12-28 Fuji Electric Holdings Co Ltd Mos gate type silicon carbide semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2007280978A (en) * 2006-04-03 2007-10-25 Mitsubishi Electric Corp Method of manufacturing semiconductor device
JP2010040564A (en) * 2008-07-31 2010-02-18 Sumitomo Electric Ind Ltd Silicon carbide semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2012004312A (en) * 2010-06-16 2012-01-05 Denso Corp Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device and silicon carbide semiconductor device
US8450750B2 (en) 2010-01-27 2013-05-28 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Silicon carbide semiconductor device and method of manufacturing thereof
US9147579B2 (en) 2012-08-30 2015-09-29 Fuji Electric Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device
JP2018037561A (en) * 2016-08-31 2018-03-08 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Manufacturing method of silicon carbide substrate
JP2019012801A (en) * 2017-06-30 2019-01-24 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Manufacturing method of silicon carbide semiconductor device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006351743A (en) * 2005-06-15 2006-12-28 Fuji Electric Holdings Co Ltd Mos gate type silicon carbide semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2007280978A (en) * 2006-04-03 2007-10-25 Mitsubishi Electric Corp Method of manufacturing semiconductor device
JP2010040564A (en) * 2008-07-31 2010-02-18 Sumitomo Electric Ind Ltd Silicon carbide semiconductor device and manufacturing method thereof
US8450750B2 (en) 2010-01-27 2013-05-28 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Silicon carbide semiconductor device and method of manufacturing thereof
JP2012004312A (en) * 2010-06-16 2012-01-05 Denso Corp Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device and silicon carbide semiconductor device
US9147579B2 (en) 2012-08-30 2015-09-29 Fuji Electric Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device
JP2018037561A (en) * 2016-08-31 2018-03-08 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Manufacturing method of silicon carbide substrate
JP2019012801A (en) * 2017-06-30 2019-01-24 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Manufacturing method of silicon carbide semiconductor device
JP7031148B2 (en) 2017-06-30 2022-03-08 富士電機株式会社 Manufacturing method of silicon carbide semiconductor device

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