JP2013067522A - 炭化珪素結晶の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】炭素からなる台座の主面上に昇華法により炭化珪素結晶を形成する工程S1と、炭化珪素結晶を台座とを一体で取り出し、台座のうち炭化珪素結晶と接する部分が残存するように台座の一部をワイヤーソーを用いた切断などにより除去する工程S2と、台座の残部と炭化珪素結晶を加熱装置の内部空間に収容し、酸素含有雰囲気で加熱することにより台座の炭素を酸化してより炭化珪素結晶から台座を除去する工程S3とを備える。
【選択図】図1
Description
以下、本発明の一例として、昇華法を用いて多結晶構造を有するSiC結晶を製造する方法について説明する。
図1および図2を参照して、まず、台座10の主面10a(図2中、下面)上に、SiC結晶を形成する(ステップS1)。本工程において、SiC結晶は、以下のように形成することができる。
次に、図1および図4を参照して、台座10の一部を除去する(ステップS2)。本工程において、台座10の一部は、以下のように除去することができる。
次に、図1および図5を参照して、台座10を構成する炭素を酸化して、SiC結晶11から台座10を除去する(ステップS3)。本工程において、台座10は、以下のように除去することができる。
以下、本発明の一例として、昇華法を用いて単結晶構造を有するSiC結晶を製造する方法について説明する。
図8および図9を参照して、まず、台座10の主面10a(図9中、下面)上に種基板91を配置する(ステップS81)。本実施の形態2において、種基板91は、図9に示すように、固定部92によって台座10の主面10a側に接着することができる。
次に、図8および図10を参照して、種基板91の面91a上にSiC結晶11を形成する(ステップS82)。本工程では、実施の形態1のステップS1で詳述した昇華法と同様の昇華法によってSiC結晶が形成されるため、その説明は繰り返さない。
次に、図8および図11を参照して、台座10の一部を除去する(ステップS83)。本工程は、実施の形態1のステップS2と同様であるため、その説明は繰り返さない。
次に、図8および図12を参照して、台座10を構成する炭素を酸化して、SiC結晶11から台座10を除去する(ステップS84)。本工程は、実施の形態1のステップS3と同様であるため、その説明は繰り返さない。
まず、高純度のSiC粉末を、グラファイトからなる坩堝内に表面が平坦となるように充填した。また、ノボラック樹脂を硬化させることによって、グラファイト製の台座の主面に固定部を介して種基板を固定した。種基板としては、主面形状が円形状であり、直径が25〜100mm(1〜4インチ)、その厚みが0.4〜2mmである様々なサイズの4H−SiC単結晶を用いた。なお、種基板の台座と対向する面と反対側の主面の面方位は、(0001)面からのオフ角度が8°のものにした。
実施例1と同様の方法により、結晶成長方向の最長の長さが2cm以上のSiC結晶を成長させた。次に、台座、固定部、種基板、SiC結晶からなる構造物を上記ワイヤーソーを用いてスライスし、厚さ450mmのSiC基板を300枚作製したところ、ワイヤーが断線され、この断線に伴い、20枚のSiC基板に割れが発生した。
実施例1と同様の方法により、結晶成長方向の最長の長さが2cm以上のSiC結晶を成長させた。次に、台座、固定部、種基板、SiC結晶からなる構造物について、固定部と種基板とを分離すべく機械的な剥離を試みたが、剥離されたSiC種基板の表面には複数のクレーターのような剥がれが観察された。このため、剥離によって露出したSiC種基板の表層部分は、SiC基板として利用することができないことが分かった。
Claims (8)
- 炭素からなる台座の主面上に炭化珪素結晶を形成する工程と、
前記炭素を酸化して、前記炭化珪素結晶から前記台座を除去する工程と、を備える、炭化珪素結晶の製造方法。 - 前記炭化珪素結晶を形成する工程の前に、前記台座の主面に炭化珪素単結晶からなる種基板を配置する工程を備える、請求項1に記載の炭化珪素結晶の製造方法。
- 前記台座を配置する工程において、炭素からなる固定部を用いて、前記台座の主面に対して前記種基板を固定する、請求項2に記載の炭化珪素結晶の製造方法。
- 前記台座を除去する工程において、前記台座を500℃以上1800℃未満で加熱する、請求項1から3のいずれかに記載の炭化珪素結晶の製造方法。
- 前記台座を除去する工程において、酸素を1体積%以上含有する雰囲気に前記台座を配置する、請求項1から4のいずれかに記載の炭化珪素結晶の製造方法。
- 前記炭化珪素結晶を形成する工程と前記台座を除去する工程との間に、前記台座の一部を除去する工程をさらに備える請求項1から5のいずれかに記載の炭化珪素結晶の製造方法。
- 前記台座を除去する工程は、前記台座を加熱装置の内部空間に収容する工程と、前記加熱装置の内部空間を加熱することによって、収容された前記台座を加熱する工程とを有し、前記収容する工程において、前記台座と前記加熱装置の内壁とが接触しないように、前記台座を前記加熱装置内に配置する、請求項1から6のいずれかに記載の炭化珪素結晶の製造方法。
- 前記炭化珪素結晶の前記台座と接触する面の最大幅Wと、前記接触する面に直交する前記炭化珪素結晶の成長方向の最大長さHとの比H/Wが、2/5以下である、請求項1から7のいずれかに記載の炭化珪素結晶の製造方法。
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