JP2013032254A - Method for manufacturing single-crystal silicon carbide substrate - Google Patents
Method for manufacturing single-crystal silicon carbide substrate Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013032254A JP2013032254A JP2011170109A JP2011170109A JP2013032254A JP 2013032254 A JP2013032254 A JP 2013032254A JP 2011170109 A JP2011170109 A JP 2011170109A JP 2011170109 A JP2011170109 A JP 2011170109A JP 2013032254 A JP2013032254 A JP 2013032254A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- crystal silicon
- crucible
- single crystal
- carbide substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 104
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 98
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 29
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 82
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 82
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 82
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 27
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 48
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 47
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 abstract 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005092 sublimation method Methods 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、準安定溶媒エピタクシー法(Metastable Solvent Epitaxy法:MSE法)を用いた単結晶炭化珪素基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a single crystal silicon carbide substrate using a metastable solvent epitaxy method (Metastable Solvent Epitaxy method: MSE method).
近年の電気機器の高効率化に対する厳しいユーザの要求の下、半導体デバイスにおいても一層の耐圧特性を有する半導体材料の開発が進められている。特に、単結晶炭化珪素を用いた半導体は、その物性値からシリコンと比較して低損失で高温動作可能なデバイスへの応用が期待されている。 In recent years, development of a semiconductor material having higher withstand voltage characteristics has been promoted under the severe user demand for higher efficiency of electrical equipment. In particular, a semiconductor using single crystal silicon carbide is expected to be applied to a device capable of operating at a high temperature with low loss as compared with silicon because of its physical properties.
単結晶炭化珪素デバイスは、昇華法等を用いて作製されたバルク結晶から加工した単結晶炭化珪素基板を用い、この上に半導体デバイスの活性領域となる単結晶炭化珪素エピタキシャル膜を形成することにより作製され、従来より、気相から原料を供給して所望のエピタキシャル膜を形成する気相成長法が主流であった。 A single crystal silicon carbide device uses a single crystal silicon carbide substrate processed from a bulk crystal manufactured using a sublimation method or the like, and a single crystal silicon carbide epitaxial film serving as an active region of a semiconductor device is formed thereon. Conventionally, a vapor phase growth method in which a desired epitaxial film is formed by supplying a raw material from a vapor phase has been mainly used.
このような気相成長法に対して、原料を液相から供給してエピタキシャル成長を行う液相成長法があり、GaAs等の化合物半導体には採用されていたが、炭化珪素は温度に対して非常に安定であり、安定した液相状態を形成することが困難なために、液相成長法を用いて高品質な単結晶炭化珪素エピタキシャル膜を形成することは困難であった。 In contrast to such a vapor phase growth method, there is a liquid phase growth method in which raw materials are supplied from a liquid phase and epitaxial growth is performed, which has been adopted for compound semiconductors such as GaAs. Therefore, it is difficult to form a high quality single crystal silicon carbide epitaxial film by using the liquid phase growth method.
そこで、本出願人は、先に、単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の形成方法として、単結晶炭化珪素基板と炭素供給原料との間にシリコン原料を挟み、坩堝内で高温加熱することによりシリコンを融解させて、単結晶炭化珪素基板上に高速で良質な単結晶炭化珪素エピタキシャル膜を形成させる準安定溶媒エピタクシー法(MSE法)を提案した(特許文献1)。 Therefore, the present applicant firstly melted silicon by sandwiching a silicon raw material between a single crystal silicon carbide substrate and a carbon supply raw material and heating the crucible at a high temperature as a method for forming a single crystal silicon carbide epitaxial film. Thus, a metastable solvent epitaxy method (MSE method) for forming a high-quality single-crystal silicon carbide epitaxial film on a single-crystal silicon carbide substrate at high speed has been proposed (Patent Document 1).
従来のMSE法による単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の形成につき、図2を用いて具体的に説明する。図2に示すように、坩堝14内に、支持台16、カーボン原料12、スペーサ20、単結晶炭化珪素基板11、シリコン基板18が順に積層されており、その上に重石19が配置されている。
The formation of a single crystal silicon carbide epitaxial film by the conventional MSE method will be specifically described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, a
ここで、スペーサ20は、単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の厚みをコントロールするために設けられている。
Here, the
そして、坩堝蓋15をかぶせた後、加熱することにより、シリコン基板18が融解してスペーサ20により形成された単結晶炭化珪素基板11とカーボン原料12との間の空間に流れ込み、シリコン融液層を形成する。そして、シリコン融液層中において、カーボン原料12から溶け出した炭素と反応することにより、単結晶炭化珪素基板11上に単結晶炭化珪素エピタキシャル膜が形成される。
Then, after covering the
なお、上記においては、シリコン基板18の融解によりシリコン融液層を形成させているが、予め、スペーサ20により形成される単結晶炭化珪素基板11とカーボン原料12との間の空間にシリコン原料を配置しておいて、シリコン融液層を形成させてもよい。
In the above, the silicon melt layer is formed by melting the
しかし、上記した従来のMSE法を用いて単結晶炭化珪素エピタキシャル膜を形成した場合、スペーサ20が多結晶炭化珪素やカーボンにより形成されていることにより、単結晶炭化珪素基板11とスペーサ20、あるいはカーボン原料12とスペーサ20とが固着するため、この固着部分を切断等により除去しなければならないという問題があった。
However, when the single crystal silicon carbide epitaxial film is formed using the above-described conventional MSE method, the single crystal
また、単結晶炭化珪素基板11には重石19により荷重がかけられているため、加熱時、熱歪が発生して単結晶炭化珪素基板11に反りを生じさせ、前記固着部分付近に大きな応力が発生することにより、形成される単結晶炭化珪素エピタキシャル膜に新たな転位が生じて、単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の特性に悪影響を及ぼすという問題があった。
In addition, since the single crystal
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑み、単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の形成におけるスペーサによる固着の発生を防止すると共に、熱歪や新たな転位の発生を充分に抑制して、高品質で均一な単結晶炭化珪素エピタキシャル膜を形成することができる単結晶炭化珪素基板の製造方法を提供することを課題とする。 Accordingly, in view of the above problems, the present invention prevents the occurrence of sticking by spacers in the formation of a single crystal silicon carbide epitaxial film, and sufficiently suppresses the occurrence of thermal strain and new dislocations, thereby achieving high quality. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a single crystal silicon carbide substrate capable of forming a uniform single crystal silicon carbide epitaxial film.
本発明者は、上記課題の解決につき鋭意検討する中で、シリコン融液の表面張力に着目し、以下に示す方法により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventor has intensively studied to solve the above problems, paying attention to the surface tension of the silicon melt, has found that the above problems can be solved by the following method, and has completed the present invention.
即ち、請求項1に記載の発明は、
予め、カーボン原料または単結晶炭化珪素基板の片面に、所定の厚みのシリコン薄膜を形成するシリコン薄膜形成工程と、
前記カーボン原料と前記単結晶炭化珪素基板との間に前記シリコン薄膜が配置されて下記式を満足するように、坩堝内に、下から順に、シリコン基板、支持台、単結晶炭化珪素基板を積層して配置すると共に、坩堝蓋の内側に、坩堝蓋側から順に、カーボン原料支持台、カーボン原料を接合して配置する材料配置工程と、
前記坩堝蓋をかぶせた前記坩堝をシリコンの融点温度以上に加熱して、前記シリコン基板および前記シリコン薄膜を融解させると共に、前記坩堝蓋を前記坩堝の内壁高さまで下降させるシリコン融解工程と、
前記坩堝をさらに単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の成長温度以上に加熱して、前記シリコン薄膜の融解により形成されたシリコン融液の表面張力により前記カーボン原料に懸垂、保持された前記単結晶炭化珪素基板上に、単結晶炭化珪素エピタキシャル膜を形成させる単結晶炭化珪素エピタキシャル膜形成工程と
を備えていることを特徴とする単結晶炭化珪素基板の製造方法である。
That is, the invention described in claim 1
A silicon thin film forming step for forming a silicon thin film having a predetermined thickness on one surface of a carbon raw material or a single crystal silicon carbide substrate in advance,
A silicon substrate, a support base, and a single crystal silicon carbide substrate are stacked in order from the bottom in the crucible so that the silicon thin film is disposed between the carbon raw material and the single crystal silicon carbide substrate and satisfies the following formula. And arranging the carbon raw material support base and the carbon raw material in order from the crucible lid side, inside the crucible lid,
A silicon melting step of heating the crucible covered with the crucible lid to a temperature equal to or higher than a melting point temperature of silicon to melt the silicon substrate and the silicon thin film, and lowering the crucible lid to the height of the inner wall of the crucible;
The single-crystal silicon carbide substrate is further suspended and held on the carbon raw material by the surface tension of a silicon melt formed by melting the silicon thin film by further heating the crucible above the growth temperature of the single-crystal silicon carbide epitaxial film. A method for producing a single crystal silicon carbide substrate, further comprising a single crystal silicon carbide epitaxial film forming step for forming a single crystal silicon carbide epitaxial film.
本発明によれば、単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の形成における固着の発生を防止すると共に、熱歪や新たな転位の発生を充分に抑制して、高品質で均一な単結晶炭化珪素エピタキシャル膜を形成することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of sticking in the formation of a single crystal silicon carbide epitaxial film, and to sufficiently suppress the occurrence of thermal strain and new dislocations, thereby producing a high quality and uniform single crystal silicon carbide epitaxial film. Can be formed.
以下、実施の形態に基づき、図面を用いて本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, based on an embodiment, the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
本発明者は、従来のMSE法における固着や熱歪の発生が、スペーサの使用や重石の荷重の影響によるものであることに鑑み、スペーサを用いず、重石の荷重が影響しない単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の形成方法として、単結晶炭化珪素基板をシリコン融液の表面張力により保持した状態で単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の形成を行うことを考えた。以下、具体的に説明する。 In view of the fact that the occurrence of sticking and thermal strain in the conventional MSE method is due to the use of spacers and the influence of the weight of the heavy stone, the present inventor does not use the spacer and does not affect the weight of the heavy stone. As a method for forming the epitaxial film, it was considered that the single crystal silicon carbide epitaxial film was formed while the single crystal silicon carbide substrate was held by the surface tension of the silicon melt. This will be specifically described below.
1.シリコン薄膜形成工程
最初に、シリコン薄膜形成工程について説明する。
1. Silicon Thin Film Forming Process First, the silicon thin film forming process will be described.
本工程は、単結晶炭化珪素基板またはカーボン原料の片面に、シリコン薄膜を予め、形成する工程であり、具体的には、真空中でシリコンを蒸着する方法や、シリコンターゲット上でプラズマを発生させて、ターゲット原料であるシリコンを対面の基板に付着させるスパッタ蒸着法などを用いて形成することができる。形成されたシリコン薄膜は、後述するように、加熱により溶融してシリコン融液を形成する。 This step is a step of forming a silicon thin film in advance on one surface of a single crystal silicon carbide substrate or a carbon raw material. Specifically, a silicon deposition method in a vacuum or a plasma is generated on a silicon target. Then, it can be formed using a sputtering deposition method in which silicon as a target material is attached to a facing substrate. As will be described later, the formed silicon thin film is melted by heating to form a silicon melt.
2.材料配置工程
次に、材料配置工程について説明する。
2. Material Arrangement Step Next, the material arrangement step will be described.
図1は、本発明による単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の形成を説明する模式図であって、シリコンを融解させる前の状態を模式的に示している。 FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the formation of a single crystal silicon carbide epitaxial film according to the present invention, and schematically shows a state before silicon is melted.
図1において、14は坩堝、15は坩堝蓋であり、内部で温度差がほとんど発生しないように、単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の形成ができる範囲で小さな容積に作製されている。坩堝14(内壁高さ:l1)には、下から順に、シリコン基板18(厚み:t18)、カーボン製の支持台16(高さ:l3)、および単結晶炭化珪素基板11(厚み:t11)が積層されている。一方、坩堝蓋15には、坩堝蓋15側から順に、カーボン原料支持台17(高さ:l2)およびカーボン原料12(厚み:t12)が接合されている。そして、上記シリコン薄膜形成工程において形成されたシリコン薄膜13(厚み:t13)は、単結晶炭化珪素基板11とカーボン原料12との間に位置するように配置される。
In FIG. 1,
このとき、各材料の厚みや高さと、坩堝内壁の高さとの間には、下式に示す関係を満足している。 At this time, the relationship shown by the following formula is satisfied between the thickness and height of each material and the height of the inner wall of the crucible.
即ち、坩堝内壁の高さ(l1)は、支持台16の高さ(l3)、シリコン薄膜13の厚み(t13)、単結晶炭化珪素基板11の厚み(t11)、カーボン原料支持台17の高さ(l2)、およびカーボン原料12の厚み(t12)のトータル厚み(l2+l3+t11+t12+t13)より大きな値に、また、前記合計厚みにシリコン基板18の厚み(t18)を加えた厚み(l2+l3+t11+t12+t13+t18)より小さな値になるように設定されている。
That is, the height (l 1 ) of the inner wall of the crucible is the height of the support 16 (l 3 ), the thickness of the silicon thin film 13 (t 13 ), the thickness of the single crystal silicon carbide substrate 11 (t 11 ), and the carbon raw material support. The height (l 2 ) of the
3.シリコン融解工程
次に、シリコン融解工程について説明する。
3. Silicon melting step Next, the silicon melting step will be described.
まず、坩堝蓋15を坩堝14にかぶせる。このとき、前記したように、坩堝14の内壁の高さ(l1)は、支持台16、シリコン基板18、シリコン薄膜13、単結晶炭化珪素基板11、カーボン原料支持台17、およびカーボン原料12のトータル厚み(l2+l3+t11+t12+t13+t18)より小さな値に設定されているため、坩堝蓋15は坩堝14の内壁の上端から離れた状態となり、各部材は密着された状態になっている。
First, the
このため、坩堝蓋15をかぶせた状態では、坩堝蓋15および坩堝蓋15に接合されたカーボン原料支持台17、カーボン原料12が、従来のMSE法における重石と同様に機能して、搬送時や坩堝の設置時の傾きなどにより発生する各部材の配置のズレを充分に抑制することができる。
For this reason, in the state where the
ここで、従来のMSE法の材料の配置において、単結晶炭化珪素基板上にシリコン原料を配置する替わりに、所定の厚み、例えば、100μmの蒸着シリコン膜を利用する方法も考えられるが、この方法の場合、搬送時や坩堝の設置時の傾きなどにより配置にズレが生じることがある。しかし、本実施の形態によれば、上記のように、坩堝蓋を含めて狭い容積にも拘わらず、比較的重い重石として働くため、これらのズレの発生を抑制することができる。 Here, in the arrangement of the material of the conventional MSE method, a method of using a deposited silicon film having a predetermined thickness, for example, 100 μm, instead of arranging the silicon raw material on the single crystal silicon carbide substrate is also conceivable. In this case, the arrangement may be shifted due to an inclination during conveyance or crucible installation. However, according to the present embodiment, as described above, since it functions as a relatively heavy weight in spite of a small volume including the crucible lid, the occurrence of these deviations can be suppressed.
次に、この坩堝蓋15をかぶせた状態のまま、坩堝全体をMSE装置内に入れて加熱する。坩堝内の温度がシリコンの融点(約1410℃)を越えると、シリコン薄膜13及びシリコン基板18が融解する。このとき、前記したように、坩堝の容積は単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の形成ができる範囲で小さく作製されているため、製作坩堝内部で温度差がほとんど発生せず、シリコン薄膜13とシリコン基板18の双方がほぼ同時に融解する。
Next, with the
融解したシリコン薄膜13は、単結晶炭化珪素基板11とカーボン原料12との間に、シリコン融液層を形成する。
The melted silicon
一方、シリコン基板18が融解すると、支持台16が自重で下降していき、それに併せて坩堝蓋15が下降する。しかし、前記したように、坩堝14の内壁の高さ(l1)は、支持台16、シリコン薄膜13、単結晶炭化珪素基板11、カーボン原料支持台17およびカーボン原料12のトータル厚み(l2+l3+t11+t12+t13)より大きい値に設定されて、坩堝蓋15が坩堝14の内壁高さ以上には下降しないようにされているため、坩堝14の内壁高さまで下降した坩堝蓋15と坩堝14により、坩堝内部が密閉状態とされる。
On the other hand, when the
さらに、そのまま加熱を続けると、シリコン基板18がさらに融解していき、支持台16が下降する。しかし、坩堝蓋15は坩堝14の内壁によって保持されてもはや下降しないため、坩堝14に積層された支持台16と坩堝蓋15にカーボン原料支持台17を介して接合されたカーボン原料12との間に隙間が生じ、この隙間が徐々に広がっていく。
Furthermore, when heating is continued as it is, the
このとき、単結晶炭化珪素基板11は、支持台16と共には下降せず、単結晶炭化珪素基板11とカーボン原料12との間形成されたシリコン融液層の表面張力により、カーボン原料12に懸垂された状態で保持される。
At this time, the single crystal
これは、シリコン融液層の表面張力が大きく、単結晶炭化珪素基板11に掛かる重力に比べて遙かに大きな力で単結晶炭化珪素基板11を保持する(持ち上げる)ことができるからである。
This is because the surface tension of the silicon melt layer is large, and the single crystal
具体的には、シリコン融液の表面張力は約760mN/mであり、例えば、厚み350μm、直径3インチの単結晶炭化珪素基板11をシリコン融液の表面張力が保持する(持ち上げる)力fは、f=4πrγ(γ:シリコン融液の表面張力、r:単結晶炭化珪素基板の半径)から約0.36Nと計算される。一方、この単結晶炭化珪素基板11に掛かる重力は、単結晶炭化珪素基板11の密度を3.22g/cm3と見込めば、約0.05Nと計算される。この結果より、単結晶炭化珪素基板11を保持する(持ち上げる)力fは、単結晶炭化珪素基板11に掛かる重力の7倍以上であり、単結晶炭化珪素基板11がシリコン融液層によりカーボン原料12に懸垂された状態で充分に保持されることが分かる。
Specifically, the surface tension of the silicon melt is about 760 mN / m. For example, the force f that the surface tension of the silicon melt holds (lifts) the single crystal
また、シリコン融液の表面張力により、単結晶炭化珪素基板11とカーボン原料12とは正対した位置に配置されるため、搬送時や坩堝の設置時の傾きなどにより単結晶炭化珪素基板とカーボン原料との間に若干のズレが生じていても、自動的に正対した位置に補正される。
In addition, since the single crystal
4.単結晶炭化珪素エピタキシャル膜形成工程
次に、単結晶炭化珪素エピタキシャル膜形成工程について説明する。
4). Single Crystal Silicon Carbide Epitaxial Film Formation Step Next, the single crystal silicon carbide epitaxial film formation step will be described.
上記したシリコン融解工程に引き続いて、単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の成長温度である1600℃から2000℃まで昇温して、所定時間この温度に保持することにより、カーボン原料12に懸垂、保持された単結晶炭化珪素基板11上に単結晶炭化珪素エピタキシャル膜が形成され、成長する。温度保持時間を適宜調整することにより、所望する厚みの単結晶炭化珪素エピタキシャル膜を形成することができる。
Subsequent to the silicon melting step described above, the temperature was raised from 1600 ° C., which is the growth temperature of the single crystal silicon carbide epitaxial film, to 2000 ° C., and held at this temperature for a predetermined time. A single crystal silicon carbide epitaxial film is formed and grown on single crystal
このように、本実施の形態によれば、スペーサを用いることなく単結晶炭化珪素エピタキシャル膜を形成することができるため、従来のMSE法と異なり、固着が発生することがない。 Thus, according to the present embodiment, since a single crystal silicon carbide epitaxial film can be formed without using a spacer, sticking does not occur unlike the conventional MSE method.
また、このとき、カーボン原料12は単結晶炭化珪素基板11を懸垂、保持しているが、下降することができない坩堝蓋15に接合されているため、カーボン原料12には荷重がかからず、上記したスペーサを用いないことと相俟って、熱歪による反りの発生が抑制される。このため、単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の形成に際して、大きな応力が発生することがなく、形成される単結晶炭化珪素エピタキシャル膜に新たな転位が生じることが充分に抑制される。
At this time, the
この結果、単結晶炭化珪素基板11上に、高品質で均一な単結晶炭化珪素エピタキシャル膜を形成することができる。
As a result, a high quality and uniform single crystal silicon carbide epitaxial film can be formed on single crystal
なお、形成される単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の厚みに影響するシリコン薄膜13の厚みは、前記した真空蒸着法などを用いることにより、従来のMSE法におけるスペーサの間隔、即ち、10〜100μm程度の厚みに、容易に制御することができる。
Note that the thickness of the silicon
5.各材料について
最後に本発明において使用される各材料について説明するが、これらの材料は、従来のMSE法において使用されている材料と同様の材料であり、コストの上昇を抑制することができる。
5). Each material Finally, each material used in the present invention will be described. However, these materials are the same materials as those used in the conventional MSE method, and an increase in cost can be suppressed.
即ち、単結晶炭化珪素基板11としては、例えば、従来から公知の方法により作製された単結晶炭化珪素インゴットから切断した後の基板などを用いることができる。また、市販の単結晶炭化珪素基板を用いてもよい。
That is, as the single crystal
そして、カーボン原料12としては、シリコン融液中にカーボンを供給できるものであれば特に限定されず、例えば、単結晶炭化珪素基板、多結晶炭化珪素基板、炭素基板、ポーラス炭化珪素基板、焼結炭化珪素基板、非晶質炭化珪素基板等を用いることができる。
The
また、坩堝14および坩堝蓋15としては、カーボン等の高温耐性のある材料を用いて作製されたものが用いられる。
In addition, as the
以上、実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。 While the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications can be made to the above-described embodiment within the same and equivalent scope as the present invention.
11 単結晶炭化珪素基板
12 カーボン原料
13 シリコン薄膜
14 坩堝
15 坩堝蓋
16 支持台
17 カーボン原料支持台
18 シリコン基板
19 重石
20 スペーサ
11 Monocrystalline
Claims (1)
前記カーボン原料と前記単結晶炭化珪素基板との間に前記シリコン薄膜が配置されて下記式を満足するように、坩堝内に、下から順に、シリコン基板、支持台、単結晶炭化珪素基板を積層して配置すると共に、坩堝蓋の内側に、坩堝蓋側から順に、カーボン原料支持台、カーボン原料を接合して配置する材料配置工程と、
前記坩堝蓋をかぶせた前記坩堝をシリコンの融点温度以上に加熱して、前記シリコン基板および前記シリコン薄膜を融解させると共に、前記坩堝蓋を前記坩堝の内壁高さまで下降させるシリコン融解工程と、
前記坩堝をさらに単結晶炭化珪素エピタキシャル膜の成長温度以上に加熱して、前記シリコン薄膜の融解により形成されたシリコン融液の表面張力により前記カーボン原料に懸垂、保持された前記単結晶炭化珪素基板上に、単結晶炭化珪素エピタキシャル膜を形成させる単結晶炭化珪素エピタキシャル膜形成工程と
を備えていることを特徴とする単結晶炭化珪素基板の製造方法。
A silicon substrate, a support base, and a single crystal silicon carbide substrate are stacked in order from the bottom in the crucible so that the silicon thin film is disposed between the carbon raw material and the single crystal silicon carbide substrate and satisfies the following formula. And arranging the carbon raw material support base and the carbon raw material in order from the crucible lid side, inside the crucible lid,
A silicon melting step of heating the crucible covered with the crucible lid to a temperature equal to or higher than a melting point temperature of silicon to melt the silicon substrate and the silicon thin film, and lowering the crucible lid to the height of the inner wall of the crucible;
The single-crystal silicon carbide substrate is further suspended and held on the carbon raw material by the surface tension of a silicon melt formed by melting the silicon thin film by further heating the crucible above the growth temperature of the single-crystal silicon carbide epitaxial film. A method for producing a single crystal silicon carbide substrate, comprising: a single crystal silicon carbide epitaxial film forming step for forming a single crystal silicon carbide epitaxial film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011170109A JP2013032254A (en) | 2011-08-03 | 2011-08-03 | Method for manufacturing single-crystal silicon carbide substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011170109A JP2013032254A (en) | 2011-08-03 | 2011-08-03 | Method for manufacturing single-crystal silicon carbide substrate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013032254A true JP2013032254A (en) | 2013-02-14 |
Family
ID=47788473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011170109A Withdrawn JP2013032254A (en) | 2011-08-03 | 2011-08-03 | Method for manufacturing single-crystal silicon carbide substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013032254A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015012190A1 (en) | 2013-07-24 | 2015-01-29 | トヨタ自動車株式会社 | METHOD FOR PRODUCING SiC SUBSTRATES |
JP2017071519A (en) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | 東洋炭素株式会社 | Liquid-phase epitaxial growth method and crucible used therefor |
-
2011
- 2011-08-03 JP JP2011170109A patent/JP2013032254A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015012190A1 (en) | 2013-07-24 | 2015-01-29 | トヨタ自動車株式会社 | METHOD FOR PRODUCING SiC SUBSTRATES |
US9951441B2 (en) | 2013-07-24 | 2018-04-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for producing SiC substrate |
JP2017071519A (en) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | 東洋炭素株式会社 | Liquid-phase epitaxial growth method and crucible used therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5803519B2 (en) | Method and apparatus for producing SiC single crystal | |
JP5304600B2 (en) | SiC single crystal manufacturing apparatus and manufacturing method | |
JP4593099B2 (en) | Liquid crystal epitaxial growth method of single crystal silicon carbide and heat treatment apparatus used therefor | |
JP2010089983A (en) | METHOD FOR FORMING SiC SINGLE CRYSTAL | |
JP2013237591A (en) | Gallium oxide melt, gallium oxide single crystal, gallium oxide substrate, and method for producing gallium oxide single crystal | |
JP5339239B2 (en) | Method for producing SiC substrate | |
JP4060106B2 (en) | Unidirectionally solidified silicon ingot, manufacturing method thereof, silicon plate, solar cell substrate and sputtering target material | |
JP2013032254A (en) | Method for manufacturing single-crystal silicon carbide substrate | |
JP6910168B2 (en) | Silicon Carbide Single Crystal Ingot Manufacturing Equipment and Manufacturing Method | |
JPWO2009107188A1 (en) | Method for growing single crystal SiC | |
JP4521588B2 (en) | Method for producing single crystal SiC film | |
JP5477229B2 (en) | Semiconductor single crystal manufacturing apparatus and manufacturing method | |
JP2012158520A (en) | Apparatus for growing single crystal | |
JP4703486B2 (en) | Crucible and thin plate manufacturing equipment | |
JP5164121B2 (en) | Single crystal silicon carbide growth method | |
JP5029184B2 (en) | Semiconductor crystal manufacturing method and manufacturing apparatus thereof | |
WO2011135669A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCTION OF SiC SUBSTRATE | |
JP2014218397A (en) | Manufacturing method of silicon carbide single crystal | |
JPWO2014020694A1 (en) | Single crystal silicon carbide substrate and manufacturing method thereof | |
JP2013071855A (en) | Method for fixing aluminum nitride seed crystal, pedestal-seed crystal fixed body, method for producing aluminum nitride single crystal, and aluminum nitride single crystal | |
JP2013507313A (en) | Crystal growth apparatus and crystal growth method | |
JP2010208868A (en) | Apparatus and method for producing thin plate, thin plate, and solar cell | |
JP2010030868A (en) | Production method of semiconductor single crystal | |
KR102060188B1 (en) | Manufacturing apparatus for silicon carbide single crystal and manufacturing method of silicon carbide single crystal | |
JP5019398B2 (en) | Thin plate manufacturing apparatus and manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20140319 |
|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20141007 |