JP2008088036A - 炭化珪素単結晶の製造方法 - Google Patents
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- C30B35/002—Crucibles or containers
Abstract
【解決手段】結晶成長ルツボに低温部と高温部を設け、結晶成長ルツボの低温部に炭化珪素単結晶からなる種結晶基板22を配し、高温部に炭化珪素原料を配して、炭化珪素原料から昇華した昇華ガスを種結晶基板22上に析出させて炭化珪素単結晶を成長させる炭化珪素単結晶の製造方法において、種結晶22を配する箇所のルツボ部材に、炭化珪素との室温における線膨張係数の差が1.0×10−6/ケルビン以下である部材を用いる。また、種結晶22を配する箇所のルツボ部材として炭化珪素を用いる。
【選択図】図2
Description
(1)結晶成長ルツボに低温部と高温部を設け、該結晶成長ルツボの低温部に炭化珪素単結晶からなる種結晶基板を配し、高温部に炭化珪素原料を配して、炭化珪素原料から昇華した昇華ガスを種結晶基板上に析出させて炭化珪素単結晶を成長させる炭化珪素単結晶の製造方法において、種結晶を配する箇所のルツボ部材に、炭化珪素との室温における線膨張係数の差が1.0×10−6/ケルビン以下である部材を用いることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
(2)種結晶を配する箇所のルツボ部材が、炭化珪素であることを特徴とする(1)に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(3)種結晶を配する箇所のルツボ部材が、炭化珪素単結晶であることを特徴とする(1)に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(4)種結晶を配する箇所のルツボ部材の結晶構造と、種結晶の結晶構造とを同一とする(3)に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(5)種結晶を配する箇所のルツボ部材の結晶面方位と、種結晶の結晶面方位とを−10°〜+10°の範囲内となるように合致させることを特徴とする(3)または(4)に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(6)種結晶を配する箇所のルツボ部材の結晶構造が4Hであることを特徴とする(3)〜(5)の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(7)結晶面方位が、{0001}に対し+30°〜−30°の範囲内でオフセットがついた面方位であることを特徴とする(5)または(6)に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(8)種結晶を配する箇所のルツボ部材の厚さが、0.7mm〜50mmの範囲内であることを特徴とする(1)〜(7)の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(9)低温部となるルツボ部材に種結晶を配するに際して、種結晶の側部を炭化珪素の部材を用いて保持することを特徴とする(1)〜(9)の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(10)結晶成長ルツボ内の種結晶を配する壁部の厚さを、他の箇所の壁厚より薄くすることを特徴とする(1)〜(9)の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(11)結晶成長ルツボに低温部と高温部を設け、該結晶成長ルツボの低温部に炭化珪素単結晶からなる種結晶基板を配し、高温部に炭化珪素原料を配して、炭化珪素原料から昇華した昇華ガスを種結晶基板上に析出させて炭化珪素単結晶を成長させる炭化珪素単結晶の製造方法において、低温部となるルツボ部材と種結晶基板との間に、炭化珪素との室温における線膨張係数の差が1.0×10−6/ケルビン以下である物質を炭化珪素種結晶支持部材として用いることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
(12)炭化珪素種結晶支持部材が、炭化珪素であることを特徴とする(11)に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(13)炭化珪素種結晶支持部材が、炭化珪素単結晶であることを特徴とする(11)に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(14)炭化珪素種結晶支持部材の結晶構造と、種結晶の結晶構造とを同一とする(11)〜(13)の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(15)炭化珪素種結晶支持部材の結晶面方位と、種結晶の結晶面方位とを、−10°〜+10°の範囲内となるように合致させることを特徴とする(11)〜(14)の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(16)炭化珪素種結晶支持部材の結晶構造が4Hであることを特徴とする(13)〜(15)の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(17)結晶面方位が{0001}に対し+30°〜−30°の範囲内でオフセットがついた面方位であることを特徴とする(15)または(16)に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(18)炭化珪素種結晶支持部材の厚さが、0.7mm〜50mmの範囲内であることを特徴とする(11)〜(17)の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(19)炭化珪素種結晶支持部材に種結晶を配するに際して、種結晶の側部を炭化珪素の部材を用いて保持することを特徴とする(11)〜(18)の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(20)結晶成長ルツボ内の支持部材を保持する壁部の厚さを、他の箇所の壁厚より薄くすることを特徴とする(11)〜(19)の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(21)(1)〜(20)の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法を用いて製造した単結晶を用いた半導体デバイス。
(22)(21)の半導体デバイスから構成されたインバータ。
(実施例)
(000−1)面が露出した4H−炭化珪素単結晶を種結晶基板(直径50mm、厚さ0.4mm)を、硫酸−過酸化水素混合溶液で110℃、10分、超純水による流水洗浄5分、アンモニア、過酸化水素混合溶液にて10分、洗浄超純水による流水洗浄5分、塩酸及び過酸化水素混合溶液にて10分、洗浄超純水による流水洗浄5分、さらにHF溶液にて洗浄した。その後、1200℃で表面を酸化した後再度HF洗浄を行ない種結晶とした。
2 断熱材
3 高周波コイル
4 炭化珪素結晶
5 炭化珪素原料
6 ルツボ
7 ガス導入口
8 ガス排出口
9 放射温度計
10 種結晶支持部材
21 ルツボ蓋
22 種結晶
23 種結晶支持部材
24 支持部固定部材
25 種結晶固定部材
Claims (22)
- 結晶成長ルツボに低温部と高温部を設け、該結晶成長ルツボの低温部に炭化珪素単結晶からなる種結晶基板を配し、高温部に炭化珪素原料を配して、炭化珪素原料から昇華した昇華ガスを種結晶基板上に析出させて炭化珪素単結晶を成長させる炭化珪素単結晶の製造方法において、種結晶を配する箇所のルツボ部材に、炭化珪素との室温における線膨張係数の差が1.0×10−6/ケルビン以下である部材を用いることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
- 種結晶を配する箇所のルツボ部材が、炭化珪素であることを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 種結晶を配する箇所のルツボ部材が、炭化珪素単結晶であることを特徴とする請求項1に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 種結晶を配する箇所のルツボ部材の結晶構造と、種結晶の結晶構造とを同一とする請求項3に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 種結晶を配する箇所のルツボ部材の結晶面方位と、種結晶の結晶面方位とを−10°〜+10°の範囲内となるように合致させることを特徴とする請求項3または4に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 種結晶を配する箇所のルツボ部材の結晶構造が4Hであることを特徴とする請求項3〜5の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 結晶面方位が、{0001}に対し+30°〜−30°の範囲内でオフセットがついた面方位であることを特徴とする請求項5または6に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 種結晶を配する箇所のルツボ部材の厚さが、0.7mm〜50mmの範囲内であることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 低温部となるルツボ部材に種結晶を配するに際して、種結晶の側部を炭化珪素の部材を用いて保持することを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 結晶成長ルツボ内の種結晶を配する壁部の厚さを、他の箇所の壁厚より薄くすることを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 結晶成長ルツボに低温部と高温部を設け、該結晶成長ルツボの低温部に炭化珪素単結晶からなる種結晶基板を配し、高温部に炭化珪素原料を配して、炭化珪素原料から昇華した昇華ガスを種結晶基板上に析出させて炭化珪素単結晶を成長させる炭化珪素単結晶の製造方法において、低温部となるルツボ部材と種結晶基板との間に、炭化珪素との室温における線膨張係数の差が1.0×10−6/ケルビン以下である物質を炭化珪素種結晶支持部材として用いることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
- 炭化珪素種結晶支持部材が、炭化珪素であることを特徴とする請求項11に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 炭化珪素種結晶支持部材が、炭化珪素単結晶であることを特徴とする請求項11に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 炭化珪素種結晶支持部材の結晶構造と、種結晶の結晶構造とを同一とする請求項11〜13の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 炭化珪素種結晶支持部材の結晶面方位と、種結晶の結晶面方位とを、−10°〜+10°の範囲内となるように合致させることを特徴とする請求項11〜14の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 炭化珪素種結晶支持部材の結晶構造が4Hであることを特徴とする請求項13〜15の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 結晶面方位が{0001}に対し+30°〜−30°の範囲内でオフセットがついた面方位であることを特徴とする請求項15または16に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 炭化珪素種結晶支持部材の厚さが、0.7mm〜50mmの範囲内であることを特徴とする請求項11〜17の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 炭化珪素種結晶支持部材に種結晶を配するに際して、種結晶の側部を炭化珪素の部材を用いて保持することを特徴とする請求項11〜18の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 結晶成長ルツボ内の支持部材を保持する壁部の厚さを、他の箇所の壁厚より薄くすることを特徴とする請求項11〜19の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 請求項1〜20の何れか1項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法を用いて製造した単結晶を用いた半導体デバイス。
- 請求項21の半導体デバイスから構成されたインバータ。
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