JP2013103848A - METHOD FOR PRODUCING SiC SINGLE CRYSTAL - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はSiC単結晶の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a SiC single crystal.
炭化珪素(SiC)は熱的・化学的に優れた特性を有し、禁制帯幅が珪素(Si)半導体に比べて大きいため電気的にも優れた特性を有する半導体材料として知られている。特に4H−SiCは、電子移動度や飽和電子速度が大きいことから、パワーデバイス向け半導体材料として一部で既に実用化が始まっている。SiC基板の更なる実用化のためには、結晶欠陥密度を低くすることと、量産性を向上して価格を下げることが求められる。 Silicon carbide (SiC) is known as a semiconductor material having excellent thermal and chemical characteristics, and having a forbidden band width larger than that of a silicon (Si) semiconductor, and also having excellent electrical characteristics. In particular, 4H—SiC has already been put into practical use as a semiconductor material for power devices because of its high electron mobility and saturated electron velocity. For further practical use of the SiC substrate, it is required to lower the crystal defect density and to improve the mass productivity to reduce the price.
現在、半導体用途のSiC単結晶を製造する方法として改良レイリー法(昇華法)が広く用いられており、現在、直径100mmまでの基板が市販されているが、結晶欠陥密度が大きいことが課題である。昇華法とは、坩堝内にて高温下で昇華した原料を、原料より低温に保持された種結晶側に、温度差に起因する活性種の蒸気圧差によって拡散させ、種結晶上で再結晶化することによって単結晶を成長させる方法である。 Currently, the modified Rayleigh method (sublimation method) is widely used as a method for producing SiC single crystals for semiconductor applications, and currently substrates with a diameter of 100 mm are commercially available, but the problem is that the crystal defect density is large. is there. In the sublimation method, the raw material sublimated at a high temperature in the crucible is diffused to the seed crystal side held at a lower temperature than the raw material by the vapor pressure difference of the active species due to the temperature difference, and recrystallized on the seed crystal. This is a method for growing a single crystal.
非特許文献1には、グラファイト製の坩堝中でSiCが昇華するとSi、Si2C、SiC2といった活性種が発生し、Siの分圧がCの分圧より高い状態で昇華することが記されている。また、非特許文献2によると、原料から昇華したガス中のSiの分圧が、結晶成長が行われる成長表面近傍のSiの飽和蒸気圧よりも高くなると、結晶中にシリコンドロップレットが形成される。これがマイクロパイプと言われるc軸に沿った中空状の欠陥を発生させる原因となり、結晶品質を大きく劣化させる。シリコンドロップレットの発生を抑制するため、特許文献1では種結晶周囲に多結晶SiCを配置することを提案している。
Non-Patent
SiCウェハを低価格で製造するためには、結晶成長速度を大きくすることが求められる。昇華法を用いた結晶成長で成長速度を増加させるためには、原料と種結晶の温度差を大きくしなければならない。しかし、温度差を大きくしすぎると、原料近傍でのSiの蒸気圧が種結晶近傍でのSiの飽和蒸気圧より大きくなりやすく、特許文献1の方法を用いたとしても、種結晶表面あるいは成長結晶表面にシリコンドロップレットが発生して、結晶品質が大きく劣化するという問題がある。
In order to manufacture a SiC wafer at a low price, it is required to increase the crystal growth rate. In order to increase the growth rate by crystal growth using the sublimation method, the temperature difference between the raw material and the seed crystal must be increased. However, if the temperature difference is increased too much, the vapor pressure of Si in the vicinity of the raw material tends to be larger than the saturated vapor pressure of Si in the vicinity of the seed crystal, and even if the method of
この発明は上記の様な問題を解決するためになされたものであり、高品質なSiC単結晶を高速に成長させる方法の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a method for growing a high-quality SiC single crystal at high speed.
本発明に係るSiC単結晶の製造方法は、(a)SiC粉末とC粉末、あるいは部分炭化させたSiC粉末を、原料粉末として準備する工程と、(b)工程(a)の後、原料粉末を用いた昇華法により、シリコンドロップレットを抑制しながらSiC単結晶を高速成長させる工程と、を備える。 The SiC single crystal manufacturing method according to the present invention includes (a) a step of preparing SiC powder and C powder or partially carbonized SiC powder as a raw material powder, and (b) a raw material powder after step (a). And a step of growing a SiC single crystal at a high speed while suppressing silicon droplets by a sublimation method using.
本発明に係るSiC単結晶の製造方法は、(a)SiC粉末とC粉末、あるいは部分炭化させたSiC粉末を、原料粉末として準備する工程と、(b)工程(a)の後、原料粉末を用いた昇華法により、シリコンドロップレットを抑制しながらSiC単結晶を高速成長させる工程と、を備えるので、高品質なSiC単結晶を高速に成長させることが可能である。 The SiC single crystal manufacturing method according to the present invention includes (a) a step of preparing SiC powder and C powder or partially carbonized SiC powder as a raw material powder, and (b) a raw material powder after step (a). And a step of growing a SiC single crystal at a high speed while suppressing silicon droplets by a sublimation method using a high-quality SiC single crystal.
(A.実施の形態1)
<A−1.装置構成>
図1は、本発明の実施の形態1に係る単結晶製造装置の構成を示す断面図である。昇華法を用いてSiC単結晶を製造するこの単結晶製造装置は、蓋4を取り付けた坩堝1を断熱材6で覆った構成である。
(A. Embodiment 1)
<A-1. Device configuration>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a single crystal manufacturing apparatus according to
昇華法では高周波誘導加熱を用いて坩堝1を加熱するため、導電性と耐熱性を考慮して坩堝1の材質にはグラファイトを用いる。また、表皮効果で生じる温度の不均一を抑制することと、加工が容易であることから、坩堝1は円筒状にする。坩堝1の外径は180mm、内径は160mmであり、高さは203mmである。蓋4を坩堝1上に取り付けた状態での坩堝1の内部の高さは173mmである。
In the sublimation method, since the
さらに、坩堝1からの熱輻射を抑制して効率良く坩堝1を加熱するために、断熱材6で坩堝1を覆っている。断熱材6には2400℃の高温に耐えることと、グラファイト坩堝よりも抵抗率が高いことが求められるので、ポーラス状のグラファイト断熱材が用いられる。
Furthermore, in order to suppress the heat radiation from the
坩堝1にはSiC粉末2aとC粉末3が充填され、これらが結晶成長用の原料粉末となる。原料粉末中の炭素(C)と珪素(Si)の割合は、モル比でC:Si=1.1:1となるように調整されている。具体的には、SiC粉末2aが3000gに対してC粉末3が90gである。炭素は12g/mol、シリコンは28g/molであるため、SiC3000gは75molであり、カーボン90gは7.5molである。SiC粉末2aは平均粒径が90μmで、不純物濃度が概ね1ppm未満である。C粉末3は平均粒径が10μmで、SiCの主要な不純物であるアルミニウム、ホウ素、鉄、またはモリブデンといった金属不純物の不純物密度が0.01ppm未満である。
The
蓋4の内側中央部には凸型の台座4aが形成され、台座4aには直径110mm、4H−SiCの種結晶5が取り付けられている。種結晶5は、原料粉末と対向する成長面をカーボン面とする。結晶成長によって得られるインゴットへの応力を低減するため、台座4aはSiCと熱膨張係数が出来るだけ近い材質であることが好ましい。
A
SiC粉末2aの他にC粉末3を結晶成長の原料とするのは、原料粉末から昇華するガス(原料ガス)中のシリコンに対する炭素の割合、すなわちC/Siを高くするためである。SiCの昇華においてSiの分圧はCの分圧よりも高い。すなわち、Siの方がCよりも積極的に昇華するので、原料にSiC粉末を用いた場合には、結晶成長が進行するにつれて原料からCが過剰になる。すなわち、原料粉末の昇華ガスは成長開始直後に最もSiリッチな状態となる。
The reason why the
一方、原料粉末から昇華したSi関連(Si,Si2C、SiC2)の活性種の蒸気圧が種結晶5表面でのSiの飽和蒸気圧よりも高くなると、結晶成長面にシリコンドロップレットが発生する。この状態は原料と種結晶の温度差が大きいときに生じる。
On the other hand, when the vapor pressure of the active species related to Si (Si, Si 2 C, SiC 2 ) sublimated from the raw material powder is higher than the saturated vapor pressure of Si on the surface of the
しかしながら、結晶成長速度は原料粉末近傍の活性種の蒸気圧と成長表面の活性種の蒸気圧との差で決まるため、結晶成長速度を大きくするためには、原料粉末と種結晶5との温度差を大きくする必要がある。つまり、成長速度が大きい条件ではシリコンドロップレットが発生しやすくなる。
However, since the crystal growth rate is determined by the difference between the vapor pressure of the active species near the raw material powder and the vapor pressure of the active species on the growth surface, in order to increase the crystal growth rate, the temperature between the raw material powder and the
そこで、本実施の形態ではSiC粉末2aにC粉末3を加えて原料粉末とすることにより、SiC粉末2aから昇華したSiCガスをC粉末3と反応させている。これにより、原料ガス中のC/Siを、原料粉末にC粉末3を加えない場合に比べて高くし、結晶成長の開始時にSiリッチな状況となることを避けている。これにより、原料粉末と種結晶5の温度差を大きくしてもシリコンドロップレットの発生を抑制しつつ、大きな成長速度で成長させることができる。
Therefore, in the present embodiment, SiC powder sublimated from
なお、図1ではC粉末3を原料粉末の底部に充填している様子を示している。昇華法では原料粉末を効率よく昇華させるために、坩堝1の底部を最も高温とする温度分布が採用される。最も高温となる原料粉末の底部からSiCの昇華が生じるので、C粉末3を原料底部に充填することにより、C粉末3とSiC粉末2aからの昇華ガスを効率よく反応させることが出来る。
In addition, in FIG. 1, a mode that
<A−2.製造工程>
図1に示した単結晶製造装置を用いた結晶成長工程を以下に説明する。
<A-2. Manufacturing process>
A crystal growth process using the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 1 will be described below.
まず、坩堝1にC粉末3とSiC粉末2aを投入し、蓋4を取り付けた後、周囲を断熱材6で覆って炉の中に設置する。
First, the
次に、炉内を10-4Pa台まで真空引き(排気)し、残留窒素および酸素を除去した後、炉内に不活性ガスであるアルゴンを充填して圧力を800hPaに保つ。その状態で、誘導加熱により坩堝1を底部温度がSiCの成長温度である2400℃になるまで加熱する。加熱手段の発振器の周波数は10kHzとする。
Next, the inside of the furnace is evacuated (exhaust) to a level of 10 −4 Pa to remove residual nitrogen and oxygen, and then the inside of the furnace is filled with argon as an inert gas, and the pressure is maintained at 800 hPa. In this state, the
続いて、坩堝1の温度を維持したまま、炉内の圧力をSiCの成長圧力である3.3hPaまで90分かけて減圧する。炉内の圧力が成長圧力に達すると、種結晶5からSiC単結晶の成長が開始する。この時、坩堝1の上部温度、すなわち結晶成長面近傍の温度は2100℃である。この状態を50時間維持し、結晶成長を行う。
Subsequently, while maintaining the temperature of the
その後、炉内にアルゴンを充填して圧力を900hPaまで上昇させ、結晶成長を終了させる。28時間かけて坩堝1の温度を室温まで下げた後、坩堝1を炉内から取り出し、坩堝1からインゴットを取り出す。
Thereafter, the furnace is filled with argon, the pressure is increased to 900 hPa, and crystal growth is terminated. After the temperature of the
こうして作成したインゴットの直径は112mm、成長高さは52.4mmであり、1.048mm/hという非常に大きな成長速度であった。この大きな成長速度は、坩堝の温度を底部で2400℃、上部で2100℃とし、300℃以上の温度差を実現したことにより得られたものである。上記温度差が200℃以上で、0.7mm/h以上の成長速度を得ることが出来る。インゴットを直径100mmに外周研削したのち、ワイヤーソーによりウェーハ状にスライスし、シリコン面をダイヤ砥粒により研磨した後、化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing:CMP)を行った。そして、500℃に加熱した溶融KOHによりエッチングし、エッチピットを出現させ、マイクロパイプに起因するエッチピットの個数を数えた。マイクロパイプの個数は8個であり、マイクロパイプ密度は0.10/cm2と非常に低い結晶が得られた。また、X線ロッキングカーブ測定のマッピングをウェハ全面について行うと、半値幅の平均値は18秒以下であり、結晶配向性が優れていることが確認できた。 The ingot thus produced had a diameter of 112 mm, a growth height of 52.4 mm, and a very high growth rate of 1.048 mm / h. This large growth rate was obtained by setting the temperature of the crucible to 2400 ° C. at the bottom and 2100 ° C. at the top, and realizing a temperature difference of 300 ° C. or more. A growth rate of 0.7 mm / h or more can be obtained when the temperature difference is 200 ° C. or more. The ingot was peripherally ground to a diameter of 100 mm, sliced into a wafer with a wire saw, the silicon surface was polished with diamond abrasive grains, and then subjected to chemical mechanical polishing (CMP). Then, etching was performed with molten KOH heated to 500 ° C. to make etch pits appear, and the number of etch pits caused by micropipes was counted. The number of micropipes was 8, and crystals with a very low micropipe density of 0.10 / cm 2 were obtained. Moreover, when mapping of the X-ray rocking curve measurement was performed on the entire wafer surface, the average value of the full width at half maximum was 18 seconds or less, and it was confirmed that the crystal orientation was excellent.
本実施の形態では原料のC/Siを1.1となるようにしたが、C/Siを1.04〜1.14の範囲とすることが好ましい。C/Siが1.04より小さいと、結晶成長初期に原料から昇華したガス中のSiの蒸気圧が成長表面のSiの飽和蒸気圧よりも高くなりやすい。そのため、結晶成長面にシリコンドロップレットが形成され、マイクロパイプ等の欠陥が多く発生して結晶品質が悪化する。また、C/Siが1.14より大きいと、結晶成長が進行した時にC/Siが大きくなりすぎるので、カーボンインクルージョンが容易に形成される。そのため、マイクロパイプ等の欠陥が形成され、結晶品質が悪化する。 In the present embodiment, the raw material C / Si is set to 1.1, but C / Si is preferably in the range of 1.04 to 1.14. When C / Si is smaller than 1.04, the vapor pressure of Si in the gas sublimated from the raw material at the initial stage of crystal growth tends to be higher than the saturated vapor pressure of Si on the growth surface. For this reason, silicon droplets are formed on the crystal growth surface, and many defects such as micropipes are generated to deteriorate the crystal quality. On the other hand, if C / Si is larger than 1.14, C / Si becomes too large when crystal growth proceeds, so that carbon inclusion is easily formed. As a result, defects such as micropipes are formed and the crystal quality deteriorates.
<効果>
本実施の形態に係るSiC単結晶の製造方法では、原料粉末のシリコンに対する炭素の割合を1.04〜1.14とする工程であるので、原料粉末の昇華ガスがシリコンリッチにならないようにして、シリコンドロップレットを抑制することが出来る。
<Effect>
In the method for producing a SiC single crystal according to the present embodiment, since the ratio of carbon to silicon of the raw material powder is 1.04 to 1.14, the sublimation gas of the raw material powder should not be silicon-rich. , Silicon droplets can be suppressed.
また、本実施の形態に係るSiC単結晶の製造方法は、結晶成長面近傍と原料粉末近傍の温度差を200℃以上としたうえで、昇華法によりシリコンドロップを抑制しながらSiC単結晶を形成するので、高品質なSiC単結晶を高速に形成することが出来る。 In addition, the SiC single crystal manufacturing method according to the present embodiment forms a SiC single crystal while suppressing a silicon drop by a sublimation method after setting the temperature difference between the crystal growth surface and the raw material powder to 200 ° C. or more. Therefore, a high-quality SiC single crystal can be formed at high speed.
また、本実施の形態に係るSiC単結晶の製造方法では、原料粉末にSiC粉末2aとC粉末3を用いる場合、原料粉末中の底部にC粉末3を充填した状態で昇華法を実行する。昇華法では原料粉末を効率よく昇華させるために、坩堝1の底部を最も高温とする温度分布が採用される。最も高温となる原料粉末の底部からSiCの昇華が生じるので、C粉末3を原料底部に充填することにより、C粉末3とSiC粉末2aからの昇華ガスを効率よく反応させることが出来る。
Moreover, in the manufacturing method of the SiC single crystal which concerns on this Embodiment, when using
また、本実施の形態に係るSiC単結晶の製造方法では、SiC単結晶を0.7mm/h以上の速度で成長させるので、シリコンドロップレットを抑制しつつ、SiC単結晶の量産性を高めることが出来る。 Further, in the method for manufacturing a SiC single crystal according to the present embodiment, the SiC single crystal is grown at a rate of 0.7 mm / h or more, so that the mass productivity of the SiC single crystal is improved while suppressing silicon droplets. I can do it.
(実施の形態2)
実施の形態1では、SiC粉末2aにC粉末3を加えることによって、原料粉末の昇華ガス中のC/Siを大きくした。実施の形態2では、SiC粉末2aのみを原料粉末として用い、予備加熱を行うことによってSiC粉末2aの一部を昇華させることにより原料粉末の昇華ガス中のC/Siを大きくする。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, C / Si in the sublimation gas of the raw material powder is increased by adding
以下、図2,3を用いて実施の形態2に係るSiC単結晶の製造方法を説明する。図2において、図1と同様の構成要素には同一の参照符号を付している。 Hereinafter, the manufacturing method of the SiC single crystal which concerns on Embodiment 2 is demonstrated using FIG. In FIG. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
まず、坩堝1にSiC粉末2aを投入し、種結晶を貼り付けていない予備加熱用蓋7を取り付けたら、坩堝1の周囲に断熱材6を設置する。予備加熱用蓋7は坩堝1に対して接着剤等で固定せず、取り外し可能に取り付ける。
First, when the
これらを誘導加熱炉内に設置し、炉内の圧力を10-4Pa台まで真空引きして残留窒素および酸素を除去する。その後、炉内に不活性ガスであるアルゴンを充填した後、再び炉内圧力を1.0Paまで真空引きする。そして、坩堝1の温度が1500℃になるまで1時間かけて加熱し、1500℃の状態で1時間保持する。その後、炉内にアルゴンを充填して800hPaに保持し、坩堝1の温度を室温まで下げて坩堝1を取り出す。
These are installed in an induction heating furnace, and the pressure in the furnace is evacuated to a level of 10 −4 Pa to remove residual nitrogen and oxygen. Thereafter, after filling the furnace with argon as an inert gas, the furnace pressure is again evacuated to 1.0 Pa. And it heats over 1 hour until the temperature of the
次に、予備加熱用蓋7を坩堝1から取り外し、代わりに台座4aと種結晶5が予め据え付けられた図3に示す蓋4を坩堝1に取り付ける。そして、これらの周囲に再び断熱材6を設置して、炉内に設置する。
Next, the preheating
その後は実施の形態1で説明したのと同じ工程で、種結晶5から結晶成長させる。
Thereafter, the crystal is grown from the
50時間結晶成長を行うことにより、直径112mm、成長高さ51.5mmの結晶が得られ、成長速度は1.03mm/hと非常に大きな値であった。実施の形態1と同様の方法で測定したマイクロパイプ密度は0.11/cm2、X線ロッキングカーブの半値幅の平均値は18秒以下であり、非常に高品質な結晶を得ることができた。 By carrying out crystal growth for 50 hours, a crystal having a diameter of 112 mm and a growth height of 51.5 mm was obtained, and the growth rate was a very large value of 1.03 mm / h. The micropipe density measured by the same method as in the first embodiment is 0.11 / cm 2 , and the average half-value width of the X-ray rocking curve is 18 seconds or less, so that a very high quality crystal can be obtained. It was.
実施の形態2では、結晶成長の前に予備加熱処理を行うことにより、SiC粉末2aが僅かに昇華するので、昇華ガスのC/Siを1より大きくすることが可能となる。よって、成長初期にSiリッチな状況になることを防止することができ、成長速度が大きくなる条件で結晶成長を行っても、シリコンドロップレットを発生させることなく結晶成長を進行させることが可能となる。
In the second embodiment, the
図3に、炉内の雰囲気圧力を変化させたときの活性種蒸気圧におけるC/Siのシミュレーション結果を示す。この結果は、雰囲気圧力を低くするとC/Siが小さくなる、すなわち、SiCからSiの脱離が促進することを示している。 FIG. 3 shows a simulation result of C / Si at the active species vapor pressure when the atmospheric pressure in the furnace is changed. This result shows that C / Si decreases when the atmospheric pressure is lowered, that is, the desorption of Si from SiC is promoted.
そこで、予備加熱の効果を促進させる観点から、予備加熱時の雰囲気圧力を低くすることが望ましく、20Pa未満であればよい。例えば油回転真空ポンプで真空排気を行いながら予備加熱を行えば良い。予備加熱中の炉内圧力はポンプの排気能力に依存する。 Therefore, from the viewpoint of promoting the effect of preheating, it is desirable to lower the atmospheric pressure during preheating, and it may be less than 20 Pa. For example, preliminary heating may be performed while evacuating with an oil rotary vacuum pump. The pressure in the furnace during preheating depends on the pumping capacity.
また、予備加熱の温度は1300℃以上1800℃未満が良い。1300℃以下の温度では原料SiCが昇華せず、予備加熱の効果が得られない。また、1800℃以上の高温で予備加熱を行うと、原料が昇華しすぎてしまい、成長初期のC/Siが大きくなりすぎてしまう。この場合、結晶内にカーボンインクルージョンが形成されやすくなり、結晶品質劣化の原因となる。 The preheating temperature is preferably 1300 ° C. or higher and lower than 1800 ° C. At a temperature of 1300 ° C. or lower, the raw material SiC does not sublime and the effect of preheating cannot be obtained. Moreover, when preheating is performed at a high temperature of 1800 ° C. or higher, the raw material is excessively sublimated, and C / Si at the initial growth stage becomes too large. In this case, carbon inclusions are likely to be formed in the crystal, causing deterioration of crystal quality.
予備加熱時の温度や圧力は結晶品質に影響を及ぼすので、結晶成長条件と共にそれぞれの結晶成長炉に合わせて最適化することが求められる。 Since the temperature and pressure at the time of preheating affect the crystal quality, it is required to optimize the crystal growth conditions according to each crystal growth furnace.
さらに、予備加熱を行うことにより、原料及び坩堝に付着した不純物を除去することが可能となるので、高純度で低欠陥密度の単結晶を短時間で得ることが可能となる。 Further, by performing preheating, it is possible to remove impurities adhering to the raw material and the crucible, so that a single crystal having a high purity and a low defect density can be obtained in a short time.
<効果>
本発明に係るSiC単結晶の製造方法は、(a)SiC粉末2aとC粉末3、あるいは部分炭化させたSiC粉末2bを、原料粉末として準備する工程と、(b)工程(a)の後、原料粉末を用いた昇華法により、シリコンドロップレットを抑制しながらSiC単結晶を高速成長させる工程と、を備えるので、高品質のSiC単結晶を高速に形成することが可能である。
<Effect>
The SiC single crystal manufacturing method according to the present invention includes (a) a step of preparing
また、実施の形態2に係るSiC単結晶の製造方法において、工程(a)で、部分炭化させたSiC粉末2bを原料粉末として準備する工程は、(a1)SiC粉末2bを充填した坩堝1に種結晶を配置せずに熱処理する工程を備え、工程(b)は、(b1)工程(a1)の後、坩堝1内のガスを排気してから坩堝1内に種結晶5を配置し、種結晶5から結晶成長させる工程を備える。工程(a1)でSiC粉末2bからSiを一定量脱離させ、原料のC/Siを高めた後に、昇華法で結晶成長を行うので、シリコンドロップレットを抑制することが出来る。
In the method for producing an SiC single crystal according to the second embodiment, the step of preparing partially carbonized
また、工程(a1)において、原料粉末を1300℃以上1800℃未満で熱処理することにより、工程(b)でカーボンインクルージョンが形成されない程度に原料のC/Siを高めることが出来る。 Further, in the step (a1), the raw material powder is heat-treated at 1300 ° C. or higher and lower than 1800 ° C., so that C / Si of the raw material can be increased to such an extent that no carbon inclusion is formed in the step (b).
また、工程(a1)において、原料粉末を20Pa以下の雰囲気圧力で熱処理することにより、効率よく原料粉末からSiの脱離を行うことが出来る。 In the step (a1), Si can be efficiently desorbed from the raw material powder by heat-treating the raw material powder at an atmospheric pressure of 20 Pa or less.
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 In the present invention, the embodiments can be appropriately modified and omitted within the scope of the invention.
1 坩堝、2a,2b SiC粉末、3 C粉末、4 蓋、4a 台座、5 種結晶、6 断熱材、7 予備加熱用蓋。 1 crucible, 2a, 2b SiC powder, 3C powder, 4 lid, 4a pedestal, 5 seed crystal, 6 heat insulating material, 7 lid for preheating.
Claims (8)
(b)前記工程(a)の後、前記原料粉末を用いた昇華法により、シリコンドロップレットを抑制しながらSiC単結晶を高速成長させる工程と、を備える、
SiC単結晶の製造方法。 (A) a step of preparing SiC powder and C powder or partially carbonized SiC powder as a raw material powder;
(B) After the step (a), a step of growing a SiC single crystal at a high speed while suppressing silicon droplets by a sublimation method using the raw material powder.
A method for producing a SiC single crystal.
請求項1に記載のSiC単結晶の製造方法。 The step (a) is a step in which the ratio of carbon to silicon in the raw material powder is 1.04 to 1.14.
The manufacturing method of the SiC single crystal of Claim 1.
請求項1又は2に記載のSiC単結晶の製造方法。 In the step (b), the temperature difference between the vicinity of the crystal growth surface and the raw material powder is set to 200 ° C. or more.
The manufacturing method of the SiC single crystal of Claim 1 or 2.
前記工程(b)は、前記原料粉末中の底部に前記C粉末を充填した状態で前記昇華法を実行する工程である、
請求項1〜3のいずれかに記載のSiC単結晶の製造方法。 When preparing the SiC powder and C powder as the raw material powder in the step (a),
The step (b) is a step of executing the sublimation method in a state where the bottom portion in the raw material powder is filled with the C powder.
The manufacturing method of the SiC single crystal in any one of Claims 1-3.
(a1)SiC粉末を充填した坩堝に種結晶を配置せずに熱処理する工程を備え、
前記工程(b)は、
(b1)工程(a1)の後、前記坩堝内のガスを排気してから前記坩堝内に種結晶を配置し、前記種結晶から結晶成長させる工程を備える、
請求項1〜3のいずれかに記載のSiC単結晶の製造方法。 The step of preparing the partially carbonized SiC powder as the raw material powder in the step (a),
(A1) comprising a step of heat-treating without placing a seed crystal in a crucible filled with SiC powder;
The step (b)
(B1) After the step (a1), the method includes the steps of evacuating the gas in the crucible, placing a seed crystal in the crucible, and growing crystals from the seed crystal.
The manufacturing method of the SiC single crystal in any one of Claims 1-3.
請求項5に記載のSiC単結晶の製造方法。 The step (a1) is a step of heat-treating the raw material powder at 1300 ° C. or more and less than 1800 ° C.,
The manufacturing method of the SiC single crystal of Claim 5.
請求項5又は6に記載のSiC単結晶の製造方法。 The step (a1) is a step of heat-treating the raw material powder at an atmospheric pressure of 20 Pa or less.
The manufacturing method of the SiC single crystal of Claim 5 or 6.
請求項1〜7のいずれかに記載のSiC単結晶の製造方法。 The step (b) is a step of growing the SiC single crystal at a rate of 0.7 mm / h or more.
The manufacturing method of the SiC single crystal in any one of Claims 1-7.
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