JP2014043367A - METHOD FOR MAKING SiC SINGLE CRYSTAL - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for making an SiC single crystal by which an SiC single crystal is grown using a solution growth method, and at the time, the height of a step formed on a crystal growth surface can be reduced.SOLUTION: When an SiC single crystal is grown by developing a step comprising SiC on the crystal growth surface of an SiC seed crystal in a material solution using a liquid phase growth method, at least a part of step bunching is dissolved by applying external force to the material solution in order to flow the material solution in a direction opposite to the developing direction of the step.

Description

本発明は、SiC種結晶を結晶成長させてSiC単結晶を製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a SiC single crystal by growing a SiC seed crystal.

SiC(炭化ケイ素)は熱的および化学的に非常に安定な半導体材料である。SiCは、電子デバイスなどの基板材料として現在広く用いられているケイ素(Si)と比較して、禁制帯幅2〜3倍程度、絶縁破壊電圧が約10倍である。このためSiC単結晶は、ケイ素を用いたデバイスを超えるパワーデバイスの基板材料などとして期待されている。   SiC (silicon carbide) is a thermally and chemically very stable semiconductor material. SiC has a forbidden band width of about 2 to 3 times and a dielectric breakdown voltage of about 10 times that of silicon (Si), which is currently widely used as a substrate material for electronic devices and the like. For this reason, the SiC single crystal is expected as a substrate material for power devices exceeding the devices using silicon.

SiC単結晶の製造方法として、SiC種結晶を気相中で結晶成長させる方法(所謂気相成長法)と、SiC種結晶を液相中で結晶成長させる方法(所謂液相成長法)とが知られている。液相成長法は、気相成長法に比べると熱平衡に近い状態で結晶成長をおこなうため、高品質なSiC単結晶が得られると考えられている(例えば、特許文献1参照)。   As a method for producing an SiC single crystal, there are a method of growing an SiC seed crystal in a gas phase (so-called vapor phase growth method) and a method of growing an SiC seed crystal in a liquid phase (so-called liquid phase growth method). Are known. Since the liquid phase growth method performs crystal growth in a state close to thermal equilibrium as compared with the vapor phase growth method, it is considered that a high-quality SiC single crystal can be obtained (for example, see Patent Document 1).

ところで、結晶成長の際には、SiC単結晶の結晶成長面に多数のステップが形成される。このステップの高さを望み通りに制御するのは困難である。SiC単結晶を各種デバイス用の基板として用いる場合等には、SiC単結晶の表面に高さの高いステップが形成されているのが好ましくない場合があるが、このような場合にはSiC単結晶の結晶成長面を切削加工する等して平滑化する必要があった。   By the way, during crystal growth, a number of steps are formed on the crystal growth surface of the SiC single crystal. It is difficult to control the height of this step as desired. When a SiC single crystal is used as a substrate for various devices, it may not be preferable that a step having a high height is formed on the surface of the SiC single crystal. In such a case, the SiC single crystal It was necessary to smooth the crystal growth surface by cutting or the like.

特開2000−264790号公報JP 2000-264790 A

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、液相成長法によりSiC単結晶を結晶成長させ、かつ、結晶成長面に形成されているステップの高さを低減できるSiC単結晶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-described circumstances, and it is possible to grow a SiC single crystal by a liquid phase growth method and reduce the height of a step formed on a crystal growth surface. An object is to provide a manufacturing method.

本発明の発明者等は、鋭意研究の結果、液相成長法により特定の条件でSiC単結晶を成長させることで、SiC単結晶の結晶成長面に生じているステップバンチングを解き、SiC単結晶表面に形成されているステップの高さを低減できることを見出した。   As a result of diligent research, the inventors of the present invention have solved the step bunching generated on the crystal growth surface of the SiC single crystal by growing the SiC single crystal under a specific condition by the liquid phase growth method. It has been found that the height of the step formed on the surface can be reduced.

すなわち、上記課題を解決する本発明のSiC単結晶の製造方法は、ケイ素(Si)および炭素(C)を含む原料溶液中で液相成長法によりSiC種結晶の結晶成長面にSiCからなるステップを進展させてSiC単結晶を結晶成長させる結晶成長工程を含み、前記結晶成長工程は、前記原料溶液に外力を加え前記原料溶液を前記ステップの進展方向の逆方向に沿って流動させることで、前記結晶成長面におけるステップバンチングの少なくとも一部を解く平滑化工程を備える方法である。   That is, the method for producing a SiC single crystal according to the present invention that solves the above-described problem comprises a step of forming SiC on the crystal growth surface of a SiC seed crystal by a liquid phase growth method in a raw material solution containing silicon (Si) and carbon (C). A crystal growth step of growing a SiC single crystal by developing the step, wherein the crystal growth step applies an external force to the raw material solution and causes the raw material solution to flow along a direction opposite to the progress direction of the step, It is a method comprising a smoothing step for solving at least a part of step bunching on the crystal growth surface.

このような方法を備える本発明の製造方法によると、ステップバンチングが生じ比較的大きな凹凸が形成されたSiC単結晶の表面を、平滑化工程によって略平滑化することができる。このため、本発明のSiC単結晶の製造方法によると、研磨加工や切削加工を施さなくても、表面が略平滑化されたSiC単結晶を得ることが可能である。   According to the manufacturing method of the present invention including such a method, the surface of the SiC single crystal in which step bunching occurs and relatively large irregularities are formed can be substantially smoothed by the smoothing step. For this reason, according to the manufacturing method of the SiC single crystal of the present invention, it is possible to obtain an SiC single crystal having a substantially smooth surface without performing polishing or cutting.

本発明のSiC単結晶の製造方法は、下記の(1)〜(4)の何れかを備えるのが好ましく、(1)〜(4)の複数を備えるのがより好ましい。
(1)前記結晶成長工程は、前記原料溶液を前記ステップの進展方向に沿って流動させることで、前記結晶成長面にステップバンチングを生じさせるバンチング工程を含む。
(2)前記バンチング工程において、前記ステップバンチングにより、SiC単結晶からなり高さ70nmを超えるマクロステップを形成する。
(3)前記バンチング工程において、前記ステップバンチングにより、高さ80nm以上のマクロステップを形成する。
(4)前記バンチング工程において、前記ステップバンチングにより、高さ100nm以上のマクロステップを形成する。
The method for producing a SiC single crystal of the present invention preferably includes any one of the following (1) to (4), and more preferably includes a plurality of (1) to (4).
(1) The crystal growth step includes a bunching step of causing step bunching on the crystal growth surface by causing the raw material solution to flow along the progress direction of the step.
(2) In the bunching step, a macro step made of SiC single crystal and having a height exceeding 70 nm is formed by the step bunching.
(3) In the bunching step, a macro step having a height of 80 nm or more is formed by the step bunching.
(4) In the bunching step, a macro step having a height of 100 nm or more is formed by the step bunching.

本発明の発明者等は、鋭意研究の結果、液相成長法により特定の条件で種結晶を結晶成長させることで、ステップバンチングを生じさせ、高さの高いステップを形成しつつ単結晶を結晶成長させ得ることを見出した。   As a result of diligent research, the inventors of the present invention have grown a seed crystal under a specific condition by a liquid phase growth method, thereby generating step bunching and crystallizing a single crystal while forming a high step. I have found that it can grow.

すなわち、上記(1)を備える本発明のSiC単結晶の製造方法によると、バンチング工程においてステップバンチングを生じさせることができるため、高さの高いステップを形成しつつ単結晶を結晶成長させることが可能である。なお、バンチング工程を平滑化工程の前におこなうことで、高さの高いステップを進展させつつ結晶成長をおこない、その後に結晶成長面を略平滑化することが可能である。この場合、種結晶の結晶成長面に対する原料溶液の流動方向を180°異なる2方向に切り替えれば良い。例えば、原料溶液の流動方向をSiC単結晶のステップ進展方向と同方向にし、その後ステップ進展方向と逆方向にすれば、欠陥の少ないかつ表面の滑らかなSiC単結晶を得ることが可能である。   That is, according to the SiC single crystal manufacturing method of the present invention having the above (1), step bunching can be generated in the bunching step, so that the single crystal can be grown while forming a high step. Is possible. In addition, by performing the bunching process before the smoothing process, it is possible to perform crystal growth while progressing a step having a high height, and thereafter to substantially smooth the crystal growth surface. In this case, the flow direction of the raw material solution with respect to the crystal growth surface of the seed crystal may be switched to two directions different by 180 °. For example, if the flow direction of the raw material solution is set in the same direction as the step progress direction of the SiC single crystal and then the direction opposite to the step progress direction, it is possible to obtain a SiC single crystal with few defects and a smooth surface.

上記(2)〜(4)の何れかを備える本発明のSiC単結晶の製造方法によると、後述するように、欠陥の少ないSiC単結晶を容易に製造することができる。   According to the method for producing a SiC single crystal of the present invention including any one of the above (2) to (4), a SiC single crystal with few defects can be easily produced as described later.

なお、本発明の製造方法で得られたSiC単結晶は、種々のデバイス等の基板として用いることもできるし、或いは、種結晶として用いることもできる。   The SiC single crystal obtained by the production method of the present invention can be used as a substrate for various devices or the like, or can be used as a seed crystal.

本発明の製造方法によると、液相成長法によりSiC単結晶を結晶成長させ、その際に結晶成長面に形成されるステップの高さを低減できる。   According to the manufacturing method of the present invention, a SiC single crystal can be grown by a liquid phase growth method, and the height of the step formed on the crystal growth surface at that time can be reduced.

結晶成長中のSiC単結晶におけるステップ進展方向、テラス面およびステップ高さの関係を模式的に表す説明図である。It is explanatory drawing which represents typically the relationship of the step progress direction, terrace surface, and step height in the SiC single crystal during crystal growth. 実施形態で用いた単結晶成長装置を模式的に表す説明図である。It is explanatory drawing which represents typically the single crystal growth apparatus used in embodiment. 試験1のSiC単結晶の製造方法における坩堝、原料溶液の流動方向および種結晶の位置を模式的に表す説明図である。It is explanatory drawing which represents typically the crucible in the manufacturing method of the SiC single crystal of Test 1, the flow direction of a raw material solution, and the position of a seed crystal. 試験1のSiC単結晶の製造方法における位置調整要素、坩堝および種結晶の位置を模式的に表す説明図である。It is explanatory drawing which represents typically the position of the position adjustment element in the manufacturing method of the SiC single crystal of Test 1, a crucible, and a seed crystal. SiC単結晶の(0001)面にオフ角を形成した様子を模式的に表す説明図である。It is explanatory drawing which represents typically a mode that the off angle was formed in the (0001) plane of a SiC single crystal. 試験1aのSiC単結晶の原子間力顕微鏡像と、当該原子間力顕微鏡像のA−B位置におけるステップ高さを表すグラフである。It is a graph showing the step height in the AB position of the atomic force microscope image of the SiC single crystal of test 1a, and the said atomic force microscope image. 試験1bのSiC単結晶の原子間力顕微鏡像と、当該原子間力顕微鏡像のC−D位置におけるステップ高さを表すグラフである。It is a graph showing the step height in the CD position of the atomic force microscope image of the SiC single crystal of test 1b, and the said atomic force microscope image. 結晶成長中のSiC単結晶1aおよび1bにおけるステップ高さの経時変化を表すグラフである。It is a graph showing the time-dependent change of the step height in SiC single crystal 1a and 1b during crystal growth. 種結晶、および、参考試験1の方法による結晶成長の初期におけるSiC単結晶を同一箇所で撮像したX線トポグラフィー像である。2 is an X-ray topography image obtained by imaging a seed crystal and an SiC single crystal at the initial stage of crystal growth by the method of Reference Test 1 at the same location. 参考試験1で用いた種結晶を図11および図12と同一箇所で撮像したX線トポグラフィー像である。FIG. 13 is an X-ray topography image obtained by imaging the seed crystal used in Reference Test 1 at the same location as in FIGS. 11 and 12. FIG. 参考試験1の方法による結晶成長の初期におけるSiC単結晶を図10および図12と同一箇所で撮像したX線トポグラフィー像である。13 is an X-ray topography image obtained by imaging a SiC single crystal at the initial stage of crystal growth by the method of Reference Test 1 at the same position as in FIGS. 10 and 12. 参考試験1のSiC単結晶を図10および図11と同一箇所で撮像したX線トポグラフィー像である。12 is an X-ray topography image obtained by imaging the SiC single crystal of Reference Test 1 at the same location as in FIGS. 10 and 11. 参考試験1〜3のSiC単結晶における貫通らせん転位の変換率(%)および各SiC単結晶におけるステップ高さの最小値と、参考試験1〜3においてSiC種結晶に形成したオフ角との関係を表すグラフである。Relationship between conversion rate of threading screw dislocation (%) in SiC single crystals of Reference Tests 1 to 3 and the minimum step height in each SiC single crystal and the off-angle formed in the SiC seed crystal in Reference Tests 1 to 3 It is a graph showing. 参考試験1のSiC単結晶のレーザー顕微鏡像である。It is a laser microscope image of the SiC single crystal of Reference Test 1. 参考試験2のSiC単結晶のレーザー顕微鏡像である。It is a laser microscope image of the SiC single crystal of Reference Test 2. 参考試験3のSiC単結晶のレーザー顕微鏡像である。It is a laser microscope image of the SiC single crystal of Reference Test 3. 図14を基に得たSiC単結晶のステップを模式的に表す説明図である。It is explanatory drawing which represents typically the step of the SiC single crystal obtained based on FIG. 参考試験1〜3の各SiC単結晶におけるステップ高さとオフ角との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the step height and off angle in each SiC single crystal of Reference Tests 1-3. 参考試験1〜3の各SiC単結晶におけるテラス幅とオフ角との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the terrace width | variety and off angle in each SiC single crystal of the reference tests 1-3. SiC種結晶の断面を模式的に表す説明図である。It is explanatory drawing which represents the cross section of a SiC seed crystal typically. SiC種結晶の結晶成長面にマクロステップが進展している様子を模式的に表す説明図である。It is explanatory drawing which represents typically a mode that the macro step is advancing on the crystal growth surface of a SiC seed crystal. SiC種結晶の結晶成長面にマクロステップが進展している様子を模式的に表す説明図である。It is explanatory drawing which represents typically a mode that the macro step is advancing on the crystal growth surface of a SiC seed crystal. 本発明のSiC単結晶の製造方法により形成したマクロステップを進展させつつ結晶成長したSiC単結晶を模式的に表す説明図である。It is explanatory drawing which represents typically the SiC single crystal which carried out the crystal growth, developing the macro step formed with the manufacturing method of the SiC single crystal of this invention. マクロステップの高さ(h)、マクロステップのステップ進展速度(Vstep)、テラス幅(w)、および、らせん転位の成長速度(vspiral)の関係を模式的に表す説明図である。It is explanatory drawing which represents typically the relationship between the height (h) of a macrostep, the step progress rate ( Vstep ) of a macrostep , terrace width (w), and the growth rate ( vspiral ) of a screw dislocation. ノマルスキー型微分干渉顕微鏡を用いて参考試験4のSiC単結晶を撮像した顕微鏡像である。It is the microscope image which imaged the SiC single crystal of the reference test 4 using the Nomarski type | mold differential interference microscope.

本発明のSiC単結晶成長方法において、原料溶液としてはケイ素元素および炭素元素を含む溶液を用いる。この原料溶液にSiC種結晶を接触させて、少なくともSiC種結晶近傍の溶液を過冷却状態にする。このことで、原料溶液のC濃度がSiC種結晶近傍において過飽和状態になるようにし、SiC種結晶上にSiC単結晶を成長(主としてエピタキシャル成長)させる。液相成長法では、熱平衡状態に近い環境で結晶成長が進行するため、積層欠陥などの欠陥の密度が低い良質なSiC単結晶を得ることが可能である。なお、原料溶液の材料は特に限定されず、一般的なものを使用することができる。例えば、原料溶液のSi源としては、SiまたはSi合金を用いることができる。具体的には、Siを主成分とし、Ti、Cr、Sc、Ni、Al、Co、Mn、Mg、Ge、As、P、N、O、B、Dy、Y、Nb、Nd、Feから選ばれる少なくとも一種を加えた合金溶液等である。原料溶液のC源としては、黒鉛、グラッシーカーボン、SiC、メタン、エタン、プロパン、アセチレンなどの炭化水素ガス、および、下記に上げる元素Xの炭化物(X=Li、Be、B、Na、Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Br、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ba、Hf、Ta、W、La、Ce、Sm、Eu、Ho、Yb、Th、U、Pu)から選ばれる少なくとも一種を用いることができる。なお、SiC種結晶としては、4H−SiCおよび6H−SiCに代表される種々の結晶多形を用いることができる。   In the SiC single crystal growth method of the present invention, a solution containing silicon element and carbon element is used as the raw material solution. The SiC seed crystal is brought into contact with this raw material solution, and at least the solution in the vicinity of the SiC seed crystal is brought into a supercooled state. Thus, the C concentration of the raw material solution is supersaturated in the vicinity of the SiC seed crystal, and an SiC single crystal is grown (mainly epitaxial growth) on the SiC seed crystal. In the liquid phase growth method, since crystal growth proceeds in an environment close to a thermal equilibrium state, it is possible to obtain a high-quality SiC single crystal with a low density of defects such as stacking faults. In addition, the material of a raw material solution is not specifically limited, A general thing can be used. For example, Si or Si alloy can be used as the Si source of the raw material solution. Specifically, Si is the main component and selected from Ti, Cr, Sc, Ni, Al, Co, Mn, Mg, Ge, As, P, N, O, B, Dy, Y, Nb, Nd, and Fe. Or an alloy solution to which at least one kind is added. As the C source of the raw material solution, a hydrocarbon gas such as graphite, glassy carbon, SiC, methane, ethane, propane, acetylene, and a carbide of the element X described below (X = Li, Be, B, Na, Mg, Al, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Br, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ba, Hf, Ta, W, La, Ce, Sm, Eu, Ho, At least one selected from Yb, Th, U, Pu) can be used. As the SiC seed crystal, various crystal polymorphs represented by 4H—SiC and 6H—SiC can be used.

何れの場合も、SiC単結晶におけるステップ進展方向の逆方向に沿って原料溶液を流動させることで、結晶成長面に存在するステップバンチングの少なくとも一部を解き、結晶成長面を略平滑化することが可能である。また、原料溶液の流動方向をSiC単結晶のステップ進展方向に沿った方向にすることで、ステップバンチングを生じさせ、結晶成長面に高さの高いステップを形成することが可能である。ところで、本明細書において、原料溶液の流動方向を単結晶のステップ進展方向に沿った方向にする、とは、原料溶液の流動方向をステップ進展方向と平行または略平行な方向にすることをいう。原料溶液の流動方向とステップ進展方向とは、交差角が±15°以内となれば良い。原料溶液の流動方向とステップ進展方向との交差角は10°以内であるのが好ましく、±5°以内であるのがより好ましい。   In any case, by flowing the raw material solution along the direction opposite to the step progress direction in the SiC single crystal, at least part of the step bunching existing on the crystal growth surface is solved and the crystal growth surface is substantially smoothed. Is possible. In addition, by making the flow direction of the raw material solution in a direction along the step progress direction of the SiC single crystal, it is possible to generate step bunching and form a high step on the crystal growth surface. By the way, in this specification, making the flow direction of the raw material solution a direction along the step progress direction of the single crystal means making the flow direction of the raw material solution a direction parallel or substantially parallel to the step progress direction. . The crossing angle between the flow direction of the raw material solution and the step progress direction may be within ± 15 °. The crossing angle between the flow direction of the raw material solution and the step progress direction is preferably within 10 °, and more preferably within ± 5 °.

なお本明細書において、原料溶液の流動とは対流でなく強制流を指す。つまり、一般的に液相成長法において、原料溶液には温度勾配等が形成されているため、外力により原料溶液を強制流動させない場合にも、原料溶液の対流が生じている場合がある。本発明の製造方法においては、この対流を打ち消す程度に原料溶液を強制流動させる。原料溶液の強制流動方法は特に問わない。例えば、坩堝等の容器内に収容された原料溶液中で結晶成長をおこなう場合には、容器に外力を加え、容器を回転または振動させることで、容器内の原料溶液に間接的に外力を作用させ、強制流動を生じさせても良い。或いは、原料溶液に直接磁場を印加することで、原料溶液を強制流動させても良い。なお、原料溶液が流動する、とは、液槽中の原料溶液と種結晶の結晶成長面との少なくとも一方が他方に対して相対的に位置変化する、と言い換えることができる。つまり、種結晶自体を位置変化させることで原料溶液と種結晶とを相対的に位置変化させつつ、結晶成長をおこなうことも可能である。   In the present specification, the flow of the raw material solution refers to forced flow rather than convection. That is, generally, in the liquid phase growth method, since a temperature gradient or the like is formed in the raw material solution, convection of the raw material solution may occur even when the raw material solution is not forced to flow by an external force. In the production method of the present invention, the raw material solution is forced to flow to such an extent that the convection is canceled. The method for forcibly flowing the raw material solution is not particularly limited. For example, when crystal growth is performed in a raw material solution contained in a container such as a crucible, external force is indirectly applied to the raw material solution in the container by applying external force to the container and rotating or vibrating the container. And forced flow may be generated. Alternatively, the raw material solution may be forced to flow by applying a magnetic field directly to the raw material solution. In addition, it can be paraphrased that the raw material solution flows is that the position of at least one of the raw material solution in the liquid tank and the crystal growth surface of the seed crystal changes relative to the other. That is, it is possible to perform crystal growth while changing the position of the seed crystal itself while relatively changing the position of the raw material solution and the seed crystal.

また、本明細書におけるステップの高さhとは、図1に示すテラス面P1とP2との距離を指す。より詳しくは、ステップの高さは以下のように説明できる。図1に示すように、任意のステップS1のテラス面(つまりSiC種結晶自体の結晶成長方向における先端面)をテラス面P1とし、当該テラス面P1を通る直線を直線L1とする。また、当該ステップS1のステップ進展方向の先側に隣接する他のステップS2のテラス面をP2とし、当該テラス面P2を通る直線を直線L2とする。この場合にステップS1の高さは直線L1と直線L2との距離に相当する。なお、本明細書においては、70nmを超える高さのステップをマクロステップと呼ぶ。   Further, the step height h in this specification refers to the distance between the terrace surfaces P1 and P2 shown in FIG. More specifically, the step height can be described as follows. As shown in FIG. 1, the terrace surface in any step S1 (that is, the tip surface in the crystal growth direction of the SiC seed crystal itself) is defined as a terrace surface P1, and a straight line passing through the terrace surface P1 is defined as a straight line L1. Further, the terrace surface of another step S2 adjacent to the front side in the step progress direction of the step S1 is P2, and a straight line passing through the terrace surface P2 is a straight line L2. In this case, the height of step S1 corresponds to the distance between the straight line L1 and the straight line L2. In the present specification, a step having a height exceeding 70 nm is called a macro step.

(実施形態)
(試験1)
以下、具体例を挙げて、本発明のSiC単結晶およびその製造方法を説明する。
(Embodiment)
(Test 1)
Hereinafter, the SiC single crystal of the present invention and the manufacturing method thereof will be described with specific examples.

高周波加熱グラファイトホットゾーン炉を用いて、SiC単結晶を製造した。この単結晶成長装置を模式的に表す説明図を図2に示す。単結晶成長装置20は、カーボン製の坩堝21と、この坩堝21を加熱する加熱要素22と、坩堝21の内部に対して自在に位置変化可能である保持要素23と、坩堝21を回転させる坩堝駆動要素24と、これらを収容するチャンバー(図略)とを持つ。坩堝21は上方に開口する有底の略円筒状をなす。坩堝21の内径は45mmであり、深さは50mmである。加熱要素22は誘導加熱式のヒータである。加熱要素22はコイル状の導線25と、導線25と図略の電源とを接続する図略のリード線とを持つ。導線25は坩堝21の外側に巻回されて、坩堝21と同軸的なコイルを形成している。保持要素23は、ロッド状をなすディップ軸部26と、ディップ軸部26を駆動するディップ軸駆動部(図略)と、を持つ。ディップ軸部26の直径は10mmであり、ディップ軸部26の長手方向の一端部(図2中下端部)は二つに分岐している。各々の先端にはSiC種結晶1を保持可能な保持部28が形成されている。保持要素23は後述する位置調整要素3に保持されている。   A SiC single crystal was produced using a high frequency heating graphite hot zone furnace. FIG. 2 is an explanatory view schematically showing this single crystal growth apparatus. The single crystal growth apparatus 20 includes a carbon crucible 21, a heating element 22 that heats the crucible 21, a holding element 23 that can freely change its position relative to the inside of the crucible 21, and a crucible that rotates the crucible 21. It has the drive element 24 and the chamber (not shown) which accommodates these. The crucible 21 has a bottomed, generally cylindrical shape that opens upward. The inner diameter of the crucible 21 is 45 mm and the depth is 50 mm. The heating element 22 is an induction heating type heater. The heating element 22 has a coiled conductor 25 and a lead wire (not shown) that connects the conductor 25 and a power source (not shown). The conducting wire 25 is wound around the outer side of the crucible 21 to form a coil coaxial with the crucible 21. The holding element 23 includes a rod-shaped dip shaft portion 26 and a dip shaft drive portion (not shown) that drives the dip shaft portion 26. The diameter of the dip shaft portion 26 is 10 mm, and one end portion (the lower end portion in FIG. 2) in the longitudinal direction of the dip shaft portion 26 is branched into two. A holding portion 28 capable of holding the SiC seed crystal 1 is formed at each tip. The holding element 23 is held by a position adjusting element 3 described later.

試験1においては、この単結晶成長装置を用い、溶液引き上げ(TSSG:Top Seeded Solution Growth)法に基づいて、SiC種結晶1を坩堝21の中の原料溶液29に浸すとともに引き上げながら結晶成長させた。   In Test 1, using this single crystal growth apparatus, the SiC seed crystal 1 was dipped in the raw material solution 29 in the crucible 21 and was grown while being pulled based on the TS Seed (Top Seed Solution Growth) method. .

詳しくは、坩堝駆動要素24によって坩堝21を一方向に回転させ、図3に示すように、坩堝21内において原料溶液29の流れを図中矢印に示すように一方向に形成した。より具体的には、カーボン製の坩堝21中でSi(純度11N、株式会社トクヤマ製)を加熱要素22により加熱することで、坩堝21に含まれるCを坩堝21中のSi融液に溶出させて、原料溶液29を得た。なお、前処理として、SiC種結晶およびSiは予め、メタノール、アセトン、および精製水(18MΩ/cm)中でそれぞれ超音波洗浄した。   Specifically, the crucible drive element 24 was used to rotate the crucible 21 in one direction, and as shown in FIG. 3, the flow of the raw material solution 29 was formed in the crucible 21 in one direction as indicated by an arrow in the figure. More specifically, Si (purity 11N, manufactured by Tokuyama Corporation) is heated by the heating element 22 in the carbon crucible 21 to elute C contained in the crucible 21 into the Si melt in the crucible 21. Thus, a raw material solution 29 was obtained. As pretreatment, the SiC seed crystal and Si were ultrasonically cleaned in advance in methanol, acetone, and purified water (18 MΩ / cm), respectively.

単結晶成長装置20における加熱要素22の設定温度は1700℃であり、坩堝21中には21℃/cmの図2中上下方向(坩堝21の液面−底面方向)に向けた温度勾配が形成された。つまり、坩堝21中に収容されている原料溶液29は、導線25の近傍に位置しかつ坩堝21の内面21aに隣接する部分において最も高温である。坩堝21の中心部に近づく程(坩堝の内面21aから離れる程)、あるいは、坩堝21の軸方向すなわち図2に示す上下方向に導線25から離れる程、原料溶液29の温度は低くなる。このように坩堝21中の原料溶液29に温度勾配を形成した状態で、チャンバー内部に高純度(99.9999体積%)のアルゴンガスを供給しつつ、SiC種結晶1(以下、単に種結晶1と呼ぶ)を保持したディップ軸部26を坩堝中21に挿入した。   The set temperature of the heating element 22 in the single crystal growth apparatus 20 is 1700 ° C., and a temperature gradient is formed in the crucible 21 in the vertical direction in FIG. 2 (the liquid surface-bottom direction of the crucible 21) at 21 ° C./cm. It was done. That is, the raw material solution 29 accommodated in the crucible 21 has the highest temperature in a portion located in the vicinity of the conducting wire 25 and adjacent to the inner surface 21 a of the crucible 21. The closer to the center of the crucible 21 (the farther it is from the inner surface 21a of the crucible), or the farther away from the lead wire 25 in the axial direction of the crucible 21, that is, the vertical direction shown in FIG. With the temperature gradient formed in the raw material solution 29 in the crucible 21 in this way, while supplying high purity (99.9999% by volume) argon gas into the chamber, SiC seed crystal 1 (hereinafter simply referred to as seed crystal 1). The dip shaft portion 26 holding the above was inserted into the crucible 21.

保持要素23は、図2に示すディップ軸部26と位置調整要素3とを含む。より具体的には、ディップ軸部26は位置調整要素3に保持され、坩堝21の径方向および回転軸L方向に対して移動可能であり、坩堝21内部における略全領域に種結晶1を配置し得る。位置調整要素3は、坩堝21の上方に配置され略板状をなすxyテーブル30と、xyテーブル30に取り付けられているx方向案内部30xと、x方向案内部30xに取り付けられているy方向案内部30yと、xyテーブル30に取り付けられているz方向案内部30zとを持つ。 The holding element 23 includes the dip shaft portion 26 and the position adjusting element 3 shown in FIG. More specifically, the dip shaft portion 26 is held by the position adjusting element 3 and is movable with respect to the radial direction of the crucible 21 and the rotational axis L 0 direction. Can be placed. The position adjusting element 3 is arranged above the crucible 21 and has a substantially plate shape, an x-direction guide 30x attached to the xy table 30, and a y-direction attached to the x-direction guide 30x. It has a guide portion 30y and a z-direction guide portion 30z attached to the xy table 30.

図4に示すように、x方向案内部30xおよびy方向案内部30yはそれぞれ略棹状をなす。x方向案内部30xはxyテーブル30に固定されている。y方向案内部30yの一端部はx方向案内部30xにスライド可能に取り付けられている。したがって、y方向案内部30yはx方向案内部30xの長手方向(図4中矢印x方向)に沿ってスライド可能である。y方向案内部30yとx方向案内部30xとの間には、x方向駆動部31xが介在している。x方向駆動部31xは、第1モータ(図略)と、第1モータの回転運動をx方向の直線運動に変換するとともにy方向案内部30yに伝達する第1伝達機構(図略)とを含み、y方向案内部30yをx方向に自動的にスライドさせる。   As shown in FIG. 4, the x-direction guide part 30x and the y-direction guide part 30y each have a substantially bowl shape. The x-direction guide unit 30 x is fixed to the xy table 30. One end of the y-direction guide 30y is slidably attached to the x-direction guide 30x. Therefore, the y-direction guide portion 30y can slide along the longitudinal direction of the x-direction guide portion 30x (the arrow x direction in FIG. 4). An x-direction drive unit 31x is interposed between the y-direction guide unit 30y and the x-direction guide unit 30x. The x-direction drive unit 31x includes a first motor (not shown) and a first transmission mechanism (not shown) that converts the rotational motion of the first motor into a linear motion in the x direction and transmits the linear motion to the y-direction guide unit 30y. In addition, the y-direction guide unit 30y is automatically slid in the x direction.

y方向案内部30yにはディップ軸部24aが取り付けられている。ディップ軸部24aはy方向案内部30yの長手方向(図4中矢印y方向)に沿ってスライド可能である。y方向案内部30yとディップ軸部24aとの間には、y方向駆動部31yが介在している。y方向駆動部31yは、第2モータ(図略)と、第2モータの回転運動をy方向の直線運動に変換するとともにディップ軸部24に伝達する第2伝達機構(図略)とを含み、ディップ軸部24をy方向に自動的にスライドさせる。   A dip shaft portion 24a is attached to the y-direction guide portion 30y. The dip shaft portion 24a is slidable along the longitudinal direction of the y-direction guide portion 30y (the arrow y direction in FIG. 4). A y-direction drive unit 31y is interposed between the y-direction guide unit 30y and the dip shaft unit 24a. The y-direction drive unit 31y includes a second motor (not shown) and a second transmission mechanism (not shown) that converts the rotational motion of the second motor into a linear motion in the y-direction and transmits the linear motion to the dip shaft portion 24. The dip shaft 24 is automatically slid in the y direction.

xyテーブル30にはz方向案内部30zが取り付けられている。z方向案内部30zはz方向(図2中上下方向)に沿ってスライド可能である。xyテーブル30とz方向案内部30zとの間には、z方向駆動部31zが介在している。z方向駆動部31zは、第3モータ(図略)と、第3モータの回転運動をz方向の直線運動に変換するとともにxyテーブルに伝達する第2伝達機構(図略)とを含み、xyテーブルをz方向に自動的にスライドさせる。なお、ディップ軸部24、x方向案内部30xおよびy方向案内部30yもまた、xyテーブル30に従動して上下にスライドする。   A z-direction guide portion 30z is attached to the xy table 30. The z-direction guide part 30z is slidable along the z direction (up and down direction in FIG. 2). A z-direction drive unit 31z is interposed between the xy table 30 and the z-direction guide unit 30z. The z-direction drive unit 31z includes a third motor (not shown) and a second transmission mechanism (not shown) that converts the rotational motion of the third motor into a linear motion in the z direction and transmits the linear motion to the xy table. The table is automatically slid in the z direction. The dip shaft 24, the x-direction guide 30x, and the y-direction guide 30y also slide up and down following the xy table 30.

x方向案内部30xの長手方向xとy方向案内部30yの長手方向yとは、互いに交差する方向(試験1においては略直交する方向)であり、ディップ軸部24aはxyテーブル30と平行な面上、つまり、xy平面上を自在に移動可能である。ディップ軸部24aの長手方向はy方向案内部30yの長手方向yおよびx方向案内部30xの長手方向xと交差する方向(試験1では略直交する方向)であり、かつ、上述したようにディップ軸部24aは高さ方向(坩堝21の深さ方向:z軸方向)にスライド可能である。このため、ディップ軸部24aに保持された種結晶1は、坩堝21内をx軸方向およびy軸方向に移動可能であるとともに、xyテーブルと略直交する方向(z軸方向、図2に示す上下方向)にも移動可能である。つまり、試験1で用いた結晶製造装置においては、坩堝21内の略全領域にわたって種結晶1を配置可能である。またディップ軸部24aは、x方向駆動部31x、y方向駆動部31yおよびz方向駆動部31zによって、坩堝21の回転軸Lを中心としxy平面上を円弧方向に移動可能である。換言すると、ディップ軸部24aは坩堝21の回転軸Lを中心としてxy平面上を公転可能である。 The longitudinal direction x of the x-direction guide portion 30x and the longitudinal direction y of the y-direction guide portion 30y are directions that intersect each other (a direction that is substantially orthogonal in Test 1), and the dip shaft portion 24a is parallel to the xy table 30. It can move freely on the surface, that is, on the xy plane. The longitudinal direction of the dip shaft portion 24a is a direction intersecting the longitudinal direction y of the y-direction guide portion 30y and the longitudinal direction x of the x-direction guide portion 30x (a direction substantially orthogonal in Test 1), and as described above, The shaft portion 24a is slidable in the height direction (depth direction of the crucible 21: z-axis direction). Therefore, the seed crystal 1 held by the dip shaft portion 24a can move in the crucible 21 in the x-axis direction and the y-axis direction, and in a direction substantially orthogonal to the xy table (z-axis direction, shown in FIG. 2). It can also be moved in the vertical direction. That is, in the crystal manufacturing apparatus used in Test 1, the seed crystal 1 can be arranged over substantially the entire region in the crucible 21. The dip shaft portion 24a is, x-direction driving unit 31x, the y-direction drive unit 31y and the z-direction drive unit 31z, it is movable on about the rotation axis L 0 of the crucible 21 xy plane in an arc direction. In other words, dip shaft portion 24a is capable of revolving on a xy plane about the rotation axis L 0 of the crucible 21.

さらに、ディップ軸部24aにはモータ39が取り付けられている。モータ39はディップ軸部24aとともにx軸方向、y軸方向およびz軸方向に移動する。このモータ39は、ディップ軸部24aを回転(自転)駆動可能である。この結晶製造装置においては、ディップ軸部24aを回転(公転および/または自転)させることでも、原料溶液(SiC溶液)29を流動させることができる。つまり、モータ39、x方向駆動部31x、y方向駆動部31y、z方向駆動部31zおよびディップ軸部24aは、溶液流動要素として用いることも可能である。   Further, a motor 39 is attached to the dip shaft portion 24a. The motor 39 moves in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction together with the dip shaft portion 24a. The motor 39 can drive the dip shaft 24a to rotate (spin). In this crystal manufacturing apparatus, the raw material solution (SiC solution) 29 can also be flowed by rotating (revolving and / or rotating) the dip shaft portion 24a. That is, the motor 39, the x-direction drive unit 31x, the y-direction drive unit 31y, the z-direction drive unit 31z, and the dip shaft portion 24a can be used as a solution flow element.

種結晶1としては、気相成長法(昇華法)で製造された4H−SiC単結晶(10mm×10mm×厚さ0.35mm)を用いた。図5に示すように、この種結晶1の結晶成長面すなわち(0001)面に、[11−20]方向に向けたオフセット面を切削形成した。このときのオフ角は1.25°であった。この種結晶1を二つ準備し、図2に示すように、各保持部28に各々一つずつ取り付けた。このとき各種結晶1のなかでオフ角を形成した結晶成長面は、坩堝21中の原料溶液29に対面した。そして、ディップ軸駆動部によりディップ軸部26を坩堝21の内部に向けて進行させ、種結晶1を原料溶液29に浸漬した。原料溶液29が温度の低い種結晶1付近で冷却されることで、種結晶1の表面にSiC結晶が成長した。なお、結晶成長は加速るつぼ回転法(accelerated crucible rotation technique)に基づいておこなった。つまり結晶成長中は坩堝駆動要素24によって坩堝21を回転させた。この坩堝21の回転によって、坩堝21内の原料溶液29が坩堝21の回転方向と同方向に流動した(図3)。また、坩堝21内には2つの種結晶(種結晶1a、種結晶1b)が配置され、各種結晶1a、1bは坩堝21の回転軸Lよりも坩堝21の径方向外側に配置されている。このため、原料溶液29は種結晶1の結晶成長面の近傍においても流動した。 As the seed crystal 1, a 4H—SiC single crystal (10 mm × 10 mm × thickness 0.35 mm) manufactured by a vapor phase growth method (sublimation method) was used. As shown in FIG. 5, an offset surface facing the [11-20] direction was cut and formed on the crystal growth surface of the seed crystal 1, that is, the (0001) plane. The off angle at this time was 1.25 °. Two seed crystals 1 were prepared and attached to each holding portion 28 as shown in FIG. At this time, the crystal growth surface that formed an off-angle among the various crystals 1 faced the raw material solution 29 in the crucible 21. Then, the dip shaft driving portion was caused to advance the dip shaft portion 26 toward the inside of the crucible 21, and the seed crystal 1 was immersed in the raw material solution 29. The SiC crystal grew on the surface of the seed crystal 1 by cooling the raw material solution 29 in the vicinity of the seed crystal 1 having a low temperature. Note that crystal growth was performed based on an accelerated crucible rotation technique (accelerated crucible rotation technique). That is, the crucible 21 was rotated by the crucible driving element 24 during crystal growth. By this rotation of the crucible 21, the raw material solution 29 in the crucible 21 flowed in the same direction as the rotation direction of the crucible 21 (FIG. 3). In addition, two seed crystals (seed crystal 1 a and seed crystal 1 b) are disposed in the crucible 21, and the various crystals 1 a and 1 b are disposed on the outer side in the radial direction of the crucible 21 than the rotation axis L 0 of the crucible 21. . For this reason, the raw material solution 29 also flowed in the vicinity of the crystal growth surface of the seed crystal 1.

ところで、上述したように、2つの種結晶1a、1bの表面には[11−20]方向に向けたオフ角が形成されている。このため、各種結晶1a、1b上に成長するSiC単結晶のステップ進展方向は[11−20]方向に案内されている。これに対して原料溶液29は、種結晶1aの近傍においてはステップ進展方向と略同方向になるように流動し、かつ、種結晶1bの近傍においてはステップ進展方向と略逆方向になるように流動した。なお、このときの坩堝21の回転速度(最高速度)は約20rpmであった。   By the way, as described above, off-angles directed in the [11-20] direction are formed on the surfaces of the two seed crystals 1a and 1b. For this reason, the step progress direction of the SiC single crystal grown on the various crystals 1a and 1b is guided in the [11-20] direction. On the other hand, the raw material solution 29 flows in the vicinity of the seed crystal 1a so as to be approximately in the same direction as the step progress direction, and in the vicinity of the seed crystal 1b, it is approximately opposite to the step progress direction. Flowed. At this time, the rotational speed (maximum speed) of the crucible 21 was about 20 rpm.

なお、x方向案内部30x、y方向案内部30yおよびディップ軸部26には、各々の長手方向に沿って目盛りが形成されている。x方向案内部30x、y方向案内部30yおよびディップ軸部26の目盛りによって、ディップ軸部26、ひいてはディップ軸部26に固定されている種結晶1の坩堝21中における座標を把握することが可能であり、種結晶1を坩堝21内における望み通りの位置に再現性高く配置することが可能である。   The x-direction guide portion 30x, the y-direction guide portion 30y, and the dip shaft portion 26 are formed with scales along the respective longitudinal directions. It is possible to grasp the coordinates in the crucible 21 of the seed crystal 1 fixed to the dip shaft portion 26 and eventually the dip shaft portion 26 by the scales of the x direction guide portion 30x, the y direction guide portion 30y and the dip shaft portion 26. Thus, it is possible to arrange the seed crystal 1 at a desired position in the crucible 21 with high reproducibility.

坩堝21内における原料溶液の流動方向および流速は、例えば、坩堝21の回転数や原料溶液の量、温度等に基づいて演算することができる。そして、検知または演算により得た原料溶液の流動方向に基づいて、ディップ軸部26および種結晶1の位置を適宜調整することで、種結晶1上のSiC単結晶のステップ進展方向と原料溶液の流動方向とを逆方向または同方向にすることができる。   The flow direction and flow rate of the raw material solution in the crucible 21 can be calculated based on, for example, the number of revolutions of the crucible 21, the amount of the raw material solution, the temperature, and the like. Then, by appropriately adjusting the positions of the dip shaft portion 26 and the seed crystal 1 based on the flow direction of the raw material solution obtained by detection or calculation, the step progress direction of the SiC single crystal on the seed crystal 1 and the raw material solution The flow direction can be opposite or the same direction.

SiC種結晶1a上におけるSiC単結晶のステップ進展方向と原料溶液29の流動方向とを略同方向とし、SiC種結晶1b上におけるSiC単結晶のステップ進展方向と原料溶液29の流動方向とを略逆方向としつつ、結晶成長を続け、原料溶液29よりも低温の種結晶1a、1bの結晶成長面上にSiC単結晶を成長させた。このときの成長温度は1700℃であった。また、原料溶液29の流動速度は8.6cm/sであった。   The step progress direction of the SiC single crystal on the SiC seed crystal 1a and the flow direction of the raw material solution 29 are substantially the same direction, and the step progress direction of the SiC single crystal on the SiC seed crystal 1b and the flow direction of the raw material solution 29 are approximately the same. While maintaining the reverse direction, crystal growth was continued, and SiC single crystals were grown on the crystal growth surfaces of the seed crystals 1a and 1b at a temperature lower than that of the raw material solution 29. The growth temperature at this time was 1700 ° C. The flow rate of the raw material solution 29 was 8.6 cm / s.

成長開始(つまり種結晶1と原料溶液29との接触開始後)から20分後、ディップ軸駆動部によりディップ軸部26を上方に移動させ、結晶成長した2つの種結晶1(つまりSiC単結晶)を原料溶液29から引き上げた。引き上げた2つのSiC単結晶10は、表面に残存する原料溶液を除去するため、HNOとHFとの混液(HNO:HF=2:1)でエッチングした。以上の工程で、試験1のSiC単結晶を得た。このうち、種結晶として1aを用いたものを試験1aのSiC単結晶と呼び、種結晶として1bを用いたものを試験1bのSiC単結晶と呼ぶ。試験1aのSiC単結晶および試験1bのSiC単結晶の何れにも、ステップの進展を伴う結晶成長が生じていた。 Twenty minutes after the start of growth (that is, after contact between the seed crystal 1 and the raw material solution 29), the dip shaft portion 26 is moved upward by the dip shaft drive unit, and two seed crystals 1 (that is, SiC single crystals) that have undergone crystal growth. ) Was pulled up from the raw material solution 29. The two SiC single crystals 10 pulled up were etched with a mixed solution of HNO 3 and HF (HNO 3 : HF = 2: 1) in order to remove the raw material solution remaining on the surface. The SiC single crystal of Test 1 was obtained through the above steps. Of these, the one using 1a as the seed crystal is called the SiC single crystal of Test 1a, and the one using 1b as the seed crystal is called the SiC single crystal of Test 1b. In both the SiC single crystal of Test 1a and the SiC single crystal of Test 1b, crystal growth accompanied by step progress occurred.

原子間力顕微鏡(AFM)を用い、試験1aのSiC単結晶および試験1bのSiC単結晶に形成されたステップの高さを測定した。測定結果を図6および図7に示す。詳しくは、図6の上図は試験1aのSiC単結晶の表面の高さ分布を表し、図6の下図は上図中A−B間の高さのプロファイルを表す。図7の上図は試験1bのSiC単結晶の表面の高さ分布を表し、図7の下図は上図中C−D間の高さのプロファイルを表す。図6に示すように、原料溶液の流動方向とステップ進展方向とが略同一方向であった試験1aのSiC単結晶において、ステップの平均高さは103nmであり、ステップ高さの高いマクロステップが形成されていた。これに対して、図7に示すように、原料溶液の流動方向とステップ進展方向とが略逆方向であった試験1bのSiC単結晶において、ステップの平均高さは66nmであり、試験1aのSiC単結晶のように大きなステップは形成されていなかった。   Using an atomic force microscope (AFM), the heights of the steps formed in the SiC single crystal of Test 1a and the SiC single crystal of Test 1b were measured. The measurement results are shown in FIGS. Specifically, the upper diagram of FIG. 6 represents the height distribution of the surface of the SiC single crystal of Test 1a, and the lower diagram of FIG. 6 represents the height profile between AB in the upper diagram. The upper diagram of FIG. 7 represents the height distribution of the surface of the SiC single crystal of Test 1b, and the lower diagram of FIG. 7 represents the height profile between C and D in the upper diagram. As shown in FIG. 6, in the SiC single crystal of Test 1a in which the flow direction of the raw material solution and the step progress direction were substantially the same direction, the average height of the step was 103 nm, and the macro step with a high step height was Was formed. On the other hand, as shown in FIG. 7, in the SiC single crystal of Test 1b in which the flow direction of the raw material solution and the step progress direction were approximately opposite directions, the average height of the step was 66 nm. A large step was not formed as in the SiC single crystal.

結晶成長中のSiC単結晶1aおよび1bにおけるステップ高さの経時変化を表すグラフを図8に示す。図8に示すように、SiC溶液29の流動方向とステップ進展方向とが同方向であった試験1aのSiC単結晶に関しては、結晶成長時間が経過するのに伴い(つまり、結晶成長が進行するのに伴い)、ステップ高さが高くなった。つまり、ステップバンチングが進行し、ステップ高さの高いステップ(マクロステップ)が形成された。一方、SiC溶液29の流動方向とステップ進展方向とが逆方向であった試験1bのSiC単結晶に関しては、結晶成長時間が経過するのに伴い、ステップ高さが低くなった。つまり、ステップバンチングが解け、結晶成長面が平滑化された。このように、本発明の結晶成長方法によると、結晶成長面におけるステップバンチングを減少させ(ステップバンチングを解き)、結晶成長面を平滑化することが可能である。また、本発明の結晶成長方法によると、結晶成長面におけるステップバンチングの形成を進行させることができ、マクロステップを形成しつつ単結晶を結晶成長させ得る。そして、貫通らせん転位等の欠陥を基底面の欠陥が変換された単結晶を得ることができる。   FIG. 8 shows a graph representing the change over time of the step heights in SiC single crystals 1a and 1b during crystal growth. As shown in FIG. 8, with respect to the SiC single crystal of Test 1a in which the flow direction of the SiC solution 29 and the step progress direction are the same direction, the crystal growth proceeds (that is, the crystal growth proceeds). Step height). That is, step bunching progressed and a step (macro step) with a high step height was formed. On the other hand, for the SiC single crystal of Test 1b in which the flow direction of the SiC solution 29 and the step progressing direction were opposite, the step height decreased as the crystal growth time passed. That is, step bunching was solved and the crystal growth surface was smoothed. As described above, according to the crystal growth method of the present invention, it is possible to reduce the step bunching on the crystal growth surface (dissolve the step bunching) and smooth the crystal growth surface. Further, according to the crystal growth method of the present invention, the formation of step bunching on the crystal growth surface can be advanced, and a single crystal can be grown while forming a macro step. A single crystal in which defects such as threading screw dislocations are converted into defects on the basal plane can be obtained.

試験1では、坩堝21を回転させることによって、原料溶液29を流動させたが、例えばディップ軸部26を原料溶液29中で回転運動または往復運動させる等して、原料溶液29を流動させることもできる。この場合、ディップ軸部26を駆動するための軸部駆動要素(例えばモータ等)や、軸部駆動要素の駆動力をディップ軸部26に伝達するための軸伝達部(例えばギヤやラックアンドピニオン機構、プーリー機構、クランクシャフト等)を設ければ、ディップ軸部26を自動的に駆動できる。   In Test 1, the raw material solution 29 was caused to flow by rotating the crucible 21, but the raw material solution 29 may be caused to flow, for example, by rotating or reciprocating the dip shaft portion 26 in the raw material solution 29. it can. In this case, a shaft drive element (for example, a motor) for driving the dip shaft portion 26 and a shaft transmission portion (for example, a gear or rack and pinion) for transmitting the driving force of the shaft drive element to the dip shaft portion 26 If a mechanism, a pulley mechanism, a crankshaft, etc.) are provided, the dip shaft portion 26 can be automatically driven.

ところで、SiC単結晶を結晶成長させる際に、種結晶における貫通らせん転位上にマクロステップを進展させる場合には、結晶成長方向に延びる欠陥(例えば貫通らせん転位や貫通刃状転位等)を、基底面に略平行な欠陥(基底面の積層欠陥や基底面転位)等に変換させることができる。つまり、本発明のSiC単結晶の製造方法により、ステップ進展方向に沿って原料溶液を流動させつつ結晶成長させることで、SiC単結晶の結晶成長面にステップバンチングを生じさせ、ひいてはマクロステップを形成することができる。そして、欠陥上にマクロステップを進展させることで、貫通らせん転位等の欠陥の低減したSiC単結晶を得ることが可能である。そして、その後、本発明のSiC単結晶の製造方法により、ステップ進展方向の逆方向に沿って原料溶液を流動させつつ結晶成長させることで、貫通らせん転位等の欠陥が低減し、かつ、表面が平滑化したSiC単結晶を得ることが可能である。   By the way, when a macro step is advanced on the threading screw dislocation in the seed crystal when the SiC single crystal is grown, defects extending in the crystal growth direction (for example, threading screw dislocation, threading edge dislocation, etc.) It can be converted into defects substantially parallel to the surface (stacking defects on the basal plane or basal plane dislocations) or the like. That is, by the SiC single crystal manufacturing method of the present invention, crystal growth is performed while flowing the raw material solution along the step progress direction, thereby causing step bunching on the crystal growth surface of the SiC single crystal and thus forming a macro step. can do. Then, a SiC single crystal with reduced defects such as threading screw dislocations can be obtained by advancing macro steps on the defects. Then, by the SiC single crystal manufacturing method of the present invention, by growing the crystal while flowing the raw material solution along the reverse direction of the step progress direction, defects such as threading screw dislocations are reduced, and the surface is It is possible to obtain a smoothed SiC single crystal.

〔ステップ高さと貫通らせん変換率との関係〕
(参考試験1)
参考試験1のSiC単結晶製造方法は、SiC種結晶の(0001)面に形成するオフ角が1.25°となるように切削加工を施したこと、および、原料溶液を結晶成長面に対して一方向に強制流動させなかったこと以外は試験1のSiC単結晶製造方法と同じ方法である。参考試験1のSiC単結晶製造方法により、参考試験1のSiC単結晶を得た。
[Relationship between step height and penetration helix conversion rate]
(Reference test 1)
In the SiC single crystal manufacturing method of Reference Test 1, the cutting process was performed so that the off angle formed on the (0001) plane of the SiC seed crystal was 1.25 °, and the raw material solution was applied to the crystal growth surface. This is the same method as the SiC single crystal manufacturing method of Test 1 except that the forced flow in one direction is not performed. The SiC single crystal of Reference Test 1 was obtained by the SiC single crystal manufacturing method of Reference Test 1.

(参考試験2)
参考試験2のSiC単結晶製造方法は、種結晶の(0001)面に形成するオフ角が2°となるように切削加工を施したこと以外は、参考試験1のSiC単結晶製造方法と同じ方法である。参考試験2のSiC単結晶製造方法により、参考試験2のSiC単結晶を得た。
(Reference test 2)
The SiC single crystal manufacturing method of Reference Test 2 is the same as the SiC single crystal manufacturing method of Reference Test 1 except that the off-angle formed on the (0001) plane of the seed crystal is 2 °. Is the method. The SiC single crystal of Reference Test 2 was obtained by the SiC single crystal manufacturing method of Reference Test 2.

(参考試験3)
参考試験3のSiC単結晶製造方法は、オフ角の角度以外は参考試験1のSiC単結晶製造方法と同じ方法である。具体的には、参考試験3において種結晶に形成したオフ角は4°であった。参考試験3のSiC単結晶製造方法により、参考試験3のSiC単結晶を得た。
(Reference test 3)
The SiC single crystal manufacturing method of Reference Test 3 is the same method as the SiC single crystal manufacturing method of Reference Test 1 except for the off-angle angle. Specifically, the off angle formed in the seed crystal in Reference Test 3 was 4 °. The SiC single crystal of Reference Test 3 was obtained by the SiC single crystal manufacturing method of Reference Test 3.

(参考試験4)
参考試験4のSiC単結晶製造方法は、オフ角の角度以外は参考試験1のSiC単結晶製造方法と同じ方法である。具体的には、参考試験4において種結晶に形成したオフ角は0.75°であった。参考試験4のSiC単結晶製造方法により、参考試験4のSiC単結晶を得た。
(Reference test 4)
The SiC single crystal manufacturing method of Reference Test 4 is the same method as the SiC single crystal manufacturing method of Reference Test 1 except for the off-angle angle. Specifically, the off angle formed in the seed crystal in Reference Test 4 was 0.75 °. The SiC single crystal of Reference Test 4 was obtained by the SiC single crystal manufacturing method of Reference Test 4.

(参考評価試験)
〔貫通らせん転位の変換率〕
放射光X線を用いたX線トポグラフィー法を用いて、上記の参考試験1〜3のSiC単結晶を観察し、各SiC単結晶に残存する欠陥を評価した。なお、結晶成長前の種結晶についても同じ方法で欠陥の評価をおこなった。X線トポグラフィー法については、ビームラインとしてPhoton factory BL−15Cを用いた。波長は0.150nmであり、反射面は(11−28)であった。
(Reference evaluation test)
[Conversion rate of threading screw dislocation]
Using the X-ray topography method using synchrotron radiation X-rays, the SiC single crystals of the above-described Reference Tests 1 to 3 were observed, and defects remaining in each SiC single crystal were evaluated. In addition, the defect was evaluated by the same method for the seed crystal before crystal growth. For the X-ray topography method, a photon factory BL-15C was used as the beam line. The wavelength was 0.150 nm and the reflection surface was (11-28).

図9は、種結晶、および、参考試験1の方法による結晶成長の初期におけるSiC単結晶を同一箇所で撮像したX線トポグラフィー像である。より具体的には、図9中左に示す像が種結晶のX線トポグラフィー像であり、図9中右に示す像が結晶成長初期における参考試験1のSiC単結晶のX線トポグラフィー像である。成長前の種結晶には点状のコントラストで表される貫通らせん転位TSDが数多く存在している。この貫通らせん転位TSDの多くは、成長後の結晶においてステップ進展方向に延びる線状のコントラストに変換している。TEM観察の結果から、このようなコントラストを示す欠陥は、部分転位を伴うフランク型の積層欠陥SFであることが明らかとなった。この結果から、参考試験1の製造方法によると種結晶に存在する貫通らせん転位を基底面の積層欠陥に変換し得ることがわかる。   FIG. 9 is an X-ray topographic image obtained by imaging the seed crystal and the SiC single crystal at the initial stage of crystal growth by the method of Reference Test 1 at the same location. More specifically, the image shown on the left in FIG. 9 is an X-ray topography image of the seed crystal, and the image shown on the right in FIG. 9 is an X-ray topography image of the SiC single crystal of Reference Test 1 in the early stage of crystal growth. It is. There are many threading screw dislocations TSD represented by point-like contrast in the seed crystal before growth. Most of the threading screw dislocations TSD are converted into a linear contrast extending in the step progress direction in the grown crystal. From the results of TEM observation, it has been clarified that the defect having such a contrast is a flank type stacking fault SF accompanied by partial dislocation. From this result, it can be seen that, according to the production method of Reference Test 1, threading screw dislocations existing in the seed crystal can be converted into basal plane stacking faults.

図10〜図12は、種結晶、参考試験3の方法による結晶成長の初期におけるSiC単結晶、および参考試験3のSiC単結晶を同一箇所で撮像したX線トポグラフィー像である。より具体的には、図10に示す像は種結晶のX線トポグラフィー像である。図11に示す像は結晶成長初期における参考試験3のSiC単結晶のX線トポグラフィー像である。図12に示す像は参考試験3のSiC単結晶のX線トポグラフィー像である。図10、11に示すように、参考試験1に比べてオフ角を大きくした参考試験3のSiC単結晶は、成長初期において殆どの貫通らせん転位TSDが積層欠陥SFに変換している。そして、図12に示すように参考試験3の製造方法で得られたSiC単結晶はステップが進展した痕跡である段差が数多く形成され、殆どの貫通らせん転位TSDおよび積層欠陥SFは消失している。この結果から、オフ角の角度を大きくした参考試験3の製造方法によっても、種結晶に存在する貫通らせん転位を基底面の積層欠陥に変換し得ることがわかる。   10 to 12 are X-ray topographic images obtained by imaging the seed crystal, the SiC single crystal in the initial stage of crystal growth by the method of Reference Test 3, and the SiC single crystal of Reference Test 3 at the same location. More specifically, the image shown in FIG. 10 is an X-ray topographic image of a seed crystal. The image shown in FIG. 11 is an X-ray topographic image of the SiC single crystal of Reference Test 3 at the initial stage of crystal growth. The image shown in FIG. 12 is an X-ray topographic image of the SiC single crystal of Reference Test 3. As shown in FIGS. 10 and 11, in the SiC single crystal of Reference Test 3 in which the off-angle is larger than that of Reference Test 1, most threading screw dislocations TSD are converted into stacking faults SF in the initial stage of growth. Then, as shown in FIG. 12, the SiC single crystal obtained by the manufacturing method of Reference Test 3 is formed with many steps, which are traces of the progress of steps, and most threading screw dislocations TSD and stacking faults SF have disappeared. . From this result, it is understood that the threading screw dislocation existing in the seed crystal can be converted into the stacking fault of the basal plane also by the manufacturing method of Reference Test 3 in which the off-angle is increased.

上記の方法で得たX線トポグラフィー像から選択される任意の1mm×5mmの領域を目視でカウントすることにより、各参考試験に用いた種結晶の貫通らせん転位の数、および、各参考試験で得られたSiC単結晶の貫通らせん転位の数を計測した。そして、各参考試験で用いた各種結晶における貫通らせん転位の数を100個数%として、各参考試験による貫通らせん転位の変換率(%)を算出した。結果を図13に示す。   By visually counting an arbitrary 1 mm × 5 mm area selected from the X-ray topography image obtained by the above method, the number of threading screw dislocations of the seed crystal used in each reference test, and each reference test The number of threading screw dislocations in the SiC single crystal obtained in step 1 was measured. And the conversion rate (%) of the threading screw dislocation by each reference test was calculated by setting the number of threading screw dislocations in various crystals used in each reference test as 100% by number. The results are shown in FIG.

図13に示すように、オフ角の角度が大きくなる程、貫通らせん転位から積層欠陥への変換率(%)が高くなる。   As shown in FIG. 13, as the off-angle increases, the conversion rate (%) from threading screw dislocations to stacking faults increases.

〔ステップ高さとオフ角との関係〕
共焦点レーザー顕微鏡を用い、各参考試験で得られたSiC単結晶に形成されているステップの高さを測定した。具体的には、共焦点レーザー顕微鏡としてオリンパス株式会社製、LEXT OLS−3100を用い、各SiC単結晶をテラス面側から撮像した。参考試験1のSiC単結晶のレーザー顕微鏡像を図14に示し、参考試験2のSiC単結晶のレーザー顕微鏡像を図15に示し、参考試験3のSiC単結晶のレーザー顕微鏡像を図16に示す。図14〜図16に示す各像の濃淡はステップの高さを示す。ステップ進展方向は各図中上下方向(淡色側→濃色側方向)である。図14〜図16に示すように、参考試験1〜3のSiC単結晶には、バンチングした多数のステップが形成されている。そしてこれら多数のステップが縞状に整列していることから、これらのSiC単結晶においてステップが進展したこともわかる。さらに、各ステップの高さは参考試験3>参考試験2>参考試験1であることもわかる。一例として、図14に示す参考試験1のSiC単結晶のレーザー顕微鏡像を基に得た、SiC単結晶のステップを模式的に表す説明図を図17に示す。これらの図から、参考試験1〜3のSiC単結晶におけるステップの高さおよびテラス幅を読み取った。参考試験1〜3の各SiC単結晶におけるステップ高さとオフ角との関係を図18に示し、参考試験1〜3の各SiC単結晶におけるテラス幅とオフ角との関係を図19に示す。図18に示すように、オフ角が大きい程、ステップ高さの高いステップが形成された。このため、オフ角が大きい程、ステップ高さの高いステップ(マクロステップ)を多く含むSiC単結晶を得ることができると考えられる。
[Relationship between step height and off angle]
Using a confocal laser microscope, the height of the step formed on the SiC single crystal obtained in each reference test was measured. Specifically, Olympus Corporation LEXT OLS-3100 was used as a confocal laser microscope, and each SiC single crystal was imaged from the terrace surface side. FIG. 14 shows a laser microscope image of the SiC single crystal of Reference Test 1, FIG. 15 shows a laser microscope image of the SiC single crystal of Reference Test 2, and FIG. 16 shows a laser microscope image of the SiC single crystal of Reference Test 3. . The shading of each image shown in FIGS. 14 to 16 indicates the height of the step. The step progress direction is a vertical direction (light color side → dark color side direction) in each figure. As shown in FIGS. 14 to 16, many bunched steps are formed in the SiC single crystals of the reference tests 1 to 3. And since these many steps are arranged in stripes, it can also be seen that the steps have progressed in these SiC single crystals. It can also be seen that the height of each step is Reference Test 3> Reference Test 2> Reference Test 1. As an example, FIG. 17 shows an explanatory diagram schematically showing steps of a SiC single crystal obtained based on a laser microscope image of the SiC single crystal of Reference Test 1 shown in FIG. From these figures, the step height and terrace width of the SiC single crystals of Reference Tests 1 to 3 were read. The relationship between the step height and the off angle in each SiC single crystal of Reference Tests 1 to 3 is shown in FIG. 18, and the relationship between the terrace width and the off angle in each SiC single crystal of Reference Tests 1 to 3 is shown in FIG. As shown in FIG. 18, a step having a higher step height was formed as the off-angle increased. For this reason, it is thought that the SiC single crystal containing many steps (macro step) with a high step height can be obtained, so that an off angle is large.

参考試験1〜3において種結晶に形成したオフ角と、図18に示される各SiC単結晶におけるステップ高さの最小値と、の関係を貫通らせん転位の変換率とともに図13に示す。図13に示すように、貫通らせん転位の変換率と、SiC単結晶におけるステップ高さの最小値とには正の相関があり、ステップ高さの最小値が大きい程、貫通らせん転位の変換率が高くなることがわかる。オフ角1.25°でありステップ高さの最小値が80nmである参考試験1のSiC単結晶においては90%以上の貫通らせん転位が変換した。また、オフ角4°でありステップ高さの最小値が100nmである参考試験3のSiC単結晶では99%以上の貫通らせん転位が変換した。このように、ステップ高さの高いマクロステップを形成することで、貫通らせん転位の積層欠陥への変換率は大きく向上する。   FIG. 13 shows the relationship between the off-angle formed in the seed crystal in Reference Tests 1 to 3 and the minimum step height in each SiC single crystal shown in FIG. 18 together with the conversion rate of threading screw dislocations. As shown in FIG. 13, there is a positive correlation between the conversion rate of threading screw dislocations and the minimum step height in the SiC single crystal. The larger the minimum step height value, the higher the conversion rate of threading screw dislocations. It turns out that becomes high. In the SiC single crystal of Reference Test 1 having an off angle of 1.25 ° and a minimum step height of 80 nm, 90% or more of threading screw dislocations were converted. Further, in the SiC single crystal of Reference Test 3 having an off angle of 4 ° and a minimum step height of 100 nm, 99% or more of threading screw dislocations were converted. Thus, by forming a macro step having a high step height, the conversion rate of threading screw dislocations into stacking faults is greatly improved.

なお、本発明のSiC単結晶の製造方法においては、全てのステップがマクロステップでなくても良い。少なくとも一つのマクロステップが形成されれば、貫通らせん転位の変換率が向上し、貫通らせん転位の少ないSiC単結晶を得ることが可能である。勿論、上述したようにマクロステップが多く形成されれば(例えば、参考試験3のようにステップ高さの最小値が100nm以上である場合等には)、貫通らせん転位の著しく低減したSiC単結晶を得ることができる。つまり、本発明のSiC単結晶の製造方法によると、マクロステップの数や高さを適宜調整することで、貫通らせん転位のないSiC単結晶を得ることも可能である。参考までに、図19に示すように、オフ角が大きい程、テラス幅は小さくなる。   Note that in the method for producing a SiC single crystal of the present invention, not all steps may be macro steps. If at least one macro step is formed, it is possible to improve the conversion rate of threading screw dislocations and obtain a SiC single crystal with few threading screw dislocations. Of course, if a large number of macrosteps are formed as described above (for example, when the minimum step height is 100 nm or more as in Reference Test 3), a SiC single crystal with significantly reduced threading screw dislocations. Can be obtained. That is, according to the method for producing a SiC single crystal of the present invention, it is possible to obtain a SiC single crystal having no threading screw dislocation by appropriately adjusting the number and height of macro steps. For reference, as shown in FIG. 19, the larger the off-angle, the smaller the terrace width.

マクロステップの数は、多ければ多い方が好ましい。一つの貫通らせん転位上を複数のマクロステップが進展すれば、貫通らせん転位が変換される頻度が高まるからである。好ましいマクロステップの数は、以下の計算に基づき、好ましいマクロステップの密度として表すことができる。   The larger the number of macro steps, the better. This is because if a plurality of macro steps progress on one threading screw dislocation, the frequency at which the threading screw dislocation is converted increases. The number of preferred macrosteps can be expressed as the density of preferred macrosteps based on the following calculation:

上述したように、参考試験3のSiC単結晶においては貫通らせん転位のほぼ100%が変換していた。このSiC単結晶の厚さ(結晶成長した分の厚さ)は20μmであった。このときのマクロステップの高さの最小値は100nm(0.1μm)であったため、結晶成長面上をマクロステップが進展する現象が200回以上生じると、SiC単結晶の貫通らせん転位のほぼ全てが変換すると考えられる。換言すると、一つの貫通らせん転位上をマクロステップが200回以上進展すれば貫通らせん転位はほぼ確実に変換すると考えられる。参考試験3のSiC種結晶における結晶成長面は1cm×1cmであったため、特に好ましいマクロステップの密度(線密度)は200個/cm以上であると言える。なお、実際にはマクロステップの線密度が100個/cm以上あれば、大多数の貫通らせん転位は変換する。つまり、マクロステップの好ましい線密度は100個/cm以上であると言える。マクロステップの線密度は、250個/cm以上であるのがより好ましく、500個/cm以上であるのがさらに好ましい。なお、貫通らせん転位の変換が生じたSiC単結晶における平均的なマクロステップの線密度ρは1000個/cm程度であったため、マクロステップの線密度ρは1000個/cm以上であるのが特に好ましく、2000個/cm以上であるのがより一層好ましいといえる。   As described above, in the SiC single crystal of Reference Test 3, almost 100% of threading screw dislocations were converted. The thickness of the SiC single crystal (the thickness of the grown crystal) was 20 μm. Since the minimum height of the macrostep at this time was 100 nm (0.1 μm), almost all of the threading screw dislocations in the SiC single crystal occur when the phenomenon of the macrostep progressing on the crystal growth surface occurs 200 times or more. Is considered to convert. In other words, it is considered that the threading screw dislocation is almost certainly converted if the macro step advances 200 times or more on one threading screw dislocation. Since the crystal growth surface of the SiC seed crystal of Reference Test 3 was 1 cm × 1 cm, it can be said that the particularly preferable macrostep density (linear density) is 200 pieces / cm or more. Actually, if the linear density of the macrostep is 100 pieces / cm or more, the majority of threading screw dislocations are converted. That is, it can be said that the preferable linear density of the macro step is 100 pieces / cm or more. The linear density of the macrostep is more preferably 250 pieces / cm or more, and further preferably 500 pieces / cm or more. In addition, since the average macrostep linear density ρ in the SiC single crystal in which threading screw dislocation conversion occurred was about 1000 pieces / cm, the macrostep linear density ρ was particularly 1000 pieces / cm or more. Preferably, it can be said that it is more preferable that it is 2000 pieces / cm or more.

参考までに、ここでいうマクロステップの数とは、結晶成長における任意の時点におけるマクロステップの個数をいう。マクロステップの個数は、SiC単結晶上に残存する縞状の段差の数と近似する。この縞状の段差の数をステップの個数と見なしても良い。また、SiC種結晶における結晶成長面の大きさは、SiC単結晶における結晶成長面の大きさと近似する。したがって、SiC単結晶の結晶成長面に残存する縞状の段差の密度を測定することで、マクロステップの密度を測定することが可能である。なお、SiC単結晶の結晶成長面に残存する縞状の段差の数は、レーザー顕微鏡下で測定することができる。   For reference, the number of macro steps here refers to the number of macro steps at an arbitrary point in the crystal growth. The number of macro steps approximates the number of striped steps remaining on the SiC single crystal. The number of striped steps may be regarded as the number of steps. Further, the size of the crystal growth surface in the SiC seed crystal approximates the size of the crystal growth surface in the SiC single crystal. Therefore, it is possible to measure the macro step density by measuring the density of the striped step remaining on the crystal growth surface of the SiC single crystal. The number of striped steps remaining on the crystal growth surface of the SiC single crystal can be measured under a laser microscope.

ところで、上述した好ましいマクロステップの個数または密度は、以下のように表現することもできる。   By the way, the number or density of the preferable macro steps described above can also be expressed as follows.

マクロステップの平均高さをh(cm)、SiC単結晶の成長厚さをt(cm)、マクロステップの線密度、つまり、単位長さ(1cm)あたりに縞状の段差が幾つあるかをρ(1/cm)、平均的なマクロステップの間隔Waveを1/ρ(cm)とする。 The average height of the macro step is h (cm), the growth thickness of the SiC single crystal is t (cm), the linear density of the macro step, that is, how many stripe-shaped steps are present per unit length (1 cm). Let ρ (1 / cm) and the average macrostep interval W ave be 1 / ρ (cm).

結晶成長面上をマクロステップが進展する場合を、結晶成長面上の任意の点Aに注目して考える。SiC単結晶が厚さt成長すると、点A上をマクロステップがn=t/h(回)通過する。また、点A上をマクロステップがn回通過するためには、点Aからn×Wave(cm)だけ離れたところから点Aに向けてマクロステップが進展する必要がある。つまり、SiC単結晶のステップ進展方向に向けた長さがy(cm)とすると、厚さt(cm)成長するということは、SiC種結晶全体のステップ進展方向に向けた長さのt/yの割合を成長したことになる。 A case where a macro step progresses on the crystal growth surface will be considered by paying attention to an arbitrary point A on the crystal growth surface. When the SiC single crystal grows to a thickness t, the macro step passes n = t / h (times) on the point A. Further, in order for the macro step to pass n times on the point A, the macro step needs to progress toward the point A from a point separated from the point A by n × W ave (cm). That is, if the length of the SiC single crystal in the step progress direction is y (cm), the thickness t (cm) grows, which means that the length of the SiC seed crystal in the step progress direction is t / This means that the percentage of y has grown.

また、貫通らせん転位が変換するのに必要なマクロステップ通過回数がN回とすると、SiC単結晶は厚さN×hだけ成長する必要がある。また、マクロステップが貫通らせん転位をN回通過するためには、貫通らせん転位からN×Wave(cm)離れたところのマクロステップが貫通らせん転位を通過する必要がある。つまり、マクロステップはN×Wave(cm)以上進展する必要がある。 Further, if the number of macro step passages required for threading screw dislocation conversion is N, the SiC single crystal needs to grow by a thickness of N × h. Further, in order for the macrostep to pass through the threading screw dislocation N times, the macrostep at a distance of N × W ave (cm) from the threading screw dislocation needs to pass through the threading screw dislocation. That is, the macro step needs to be advanced by N × W ave (cm) or more.

平均的なマクロステップの線密度ρは1000個/cmである。また、マクロステップの好ましい高さは上記のとおり0.1μmである。このため、上式を考慮すると、一つの貫通らせん転位上をマクロステップが100回以上進展するためには、SiC単結晶の成長厚さは、100×0.1μm=10μm以上である事が好ましい。より好ましい成長厚さは、20μm以上である。また、マクロステップの好ましい進展距離(cm)は、100×Wave=100×1/ρ=100×1/1000=1/10cm=1mmである。 The average macrostep linear density ρ is 1000 / cm. The preferred height of the macro step is 0.1 μm as described above. For this reason, considering the above formula, the growth thickness of the SiC single crystal is preferably 100 × 0.1 μm = 10 μm or more in order for the macrostep to progress 100 times or more on one threading screw dislocation. . A more preferable growth thickness is 20 μm or more. Moreover, the preferable progress distance (cm) of a macro step is 100 * Wave = 100 * 1 / (rho) = 100 * 1/1000 = 1 / 10cm = 1mm.

なお、多くの貫通らせん転位を変換するためには、マクロステップが広域にわたって連続的に進展するのが好ましい。図12に示すX線トポグラフィー像の全長は約1000μmである。マクロステップはこの像の全域にわたって形成され、その線密度は上述した好ましい範囲つまり100個/cm以上である。このため、マクロステップは100個/cm以上(より好ましくは200個/cm)の線密度で1mm以上にわたって連続するのが好ましいと言える。マクロステップが連続する長さは長ければ長い方が好ましい。このため、マクロステップは100個/cm以上(より好ましくは200個/cm)の線密度で3mm以上にわたって連続するのが好ましく、5mm以上にわたって連続するのが好ましいと考えられる。   In addition, in order to convert many threading screw dislocations, it is preferable that the macrosteps progress continuously over a wide area. The total length of the X-ray topography image shown in FIG. 12 is about 1000 μm. The macro step is formed over the entire area of the image, and the linear density thereof is the above-described preferable range, that is, 100 / cm or more. For this reason, it can be said that it is preferable that a macro step continues over 1 mm or more with a linear density of 100 pieces / cm or more (more preferably 200 pieces / cm). The longer the macrosteps are continuous, the longer is preferable. For this reason, it is considered that the macro step is preferably continuous over 3 mm or more at a linear density of 100 pieces / cm or more (more preferably 200 pieces / cm), and preferably continuous over 5 mm or more.

また、SiC単結晶における貫通らせん転位の総数を低減するためには、マクロステップが多くの貫通らせん転位上を進展するのが好ましい。つまり、種結晶の結晶成長面上において、マクロステップが進展する領域を大きくするのが好ましい。例えば、マクロステップが結晶成長面全体を進展する場合には、SiC単結晶に残存する貫通らせん転位の総数を大きく低減できる。結晶成長面におけるマクロステップの進展領域は、SiC単結晶における(0001)結晶成長面を100面積%としたときに、30面積%以上であるのが好ましく、50面積%以上であるのがより好ましい。なお、SiC単結晶の表面(結晶成長面)において、上述した規則的な縞状の段差が生じている領域を、マクロステップが進展した領域だとみなすことができる。上述したように、SiC種結晶における結晶成長面とSiC単結晶における結晶成長面とは同じ面積だとみなすことが可能であるため、本発明の製造方法で得られたSiC単結晶の結晶成長面、および、この結晶成長面上において縞状の段差が残存する領域の面積を測定することで、マクロステップの進展領域を測定することが可能である。SiC種結晶の結晶成長面全体にマクロステップを進展させるためには、例えば、参考試験1のように種結晶の結晶成長面にオフ角を設けるのが好ましいが、この方法に限定されない。   Further, in order to reduce the total number of threading screw dislocations in the SiC single crystal, it is preferable that the macrostep progresses on many threading screw dislocations. That is, it is preferable to enlarge the region where the macro step progresses on the crystal growth surface of the seed crystal. For example, when the macro step advances the entire crystal growth surface, the total number of threading screw dislocations remaining in the SiC single crystal can be greatly reduced. The growth area of the macro step on the crystal growth surface is preferably 30 area% or more, more preferably 50 area% or more, when the (0001) crystal growth surface in the SiC single crystal is 100 area%. . It should be noted that the region where the above-described regular striped steps are generated on the surface of the SiC single crystal (crystal growth surface) can be regarded as a region where the macro step has advanced. As described above, since the crystal growth surface in the SiC seed crystal and the crystal growth surface in the SiC single crystal can be regarded as the same area, the crystal growth surface of the SiC single crystal obtained by the manufacturing method of the present invention. It is possible to measure the progress region of the macro step by measuring the area of the region where the striped step remains on the crystal growth surface. In order to advance the macro step over the entire crystal growth surface of the SiC seed crystal, for example, it is preferable to provide an off angle on the crystal growth surface of the seed crystal as in Reference Test 1, but the method is not limited to this method.

このように、マクロステップを進展させることにより欠陥の少ないSiC単結晶を得ることができる理由は明らかではないが、以下のように推測される。   Thus, although the reason which can obtain a SiC single crystal with few defects by advancing a macro step is not clear, it estimates as follows.

図20に示すように(0001)面に対して略垂直な方向に延びる貫通らせん転位TSDは、上述したマクロステップSを進展させることで、図21、22に示すように(0001)面(つまり基底面)に対して略平行な方向に延びる積層欠陥SFに変換されると考えられる。 Threading screw dislocations TSD extending in a direction substantially perpendicular to the (0001) plane as shown in FIG. 20, by progress macro step S m as described above, as shown in FIG. 21, 22 (0001) plane ( That is, it is considered that the stacking fault SF extends in a direction substantially parallel to the base surface).

図20〜22中矢印で示すように、SiC単結晶が結晶成長する際に各ステップSが進展する方向(ステップ進展方向)は、(0001)面と略平行な方向である。一方、貫通らせん転位TSDの成長方向は(0001)面と略垂直な方向である。つまりステップ進展方向と貫通らせん転位TSDの成長方向とは略直交する。したがって、マクロステップSを持つSiC種結晶1の結晶成長時においては、図21に示すようにマクロステップSが貫通らせん転位TSDの上を通過しつつ結晶成長する。すると、図22に示すように貫通らせん転位TSDの成長方向が(0001)面と略平行な方向に変化し、積層欠陥SFに変換される。このような現象が生じる理由は明らかではないが、ステップの高さが関係すると考えられる。つまり、貫通らせん転位TSDの成長方向と、SiC単結晶のステップ進展方向とは略直交する。このため、結晶成長面(0001)に形成されているステップの高さが大きい場合には(つまり、ステップがマクロステップSであれば)、鏡像力(image force)によって貫通らせん転位TSDが曲げられ易く、基底面の積層欠陥SFに変換され易いと考えられる。換言すると、本発明のSiC単結晶の製造方法では、種結晶1にマクロステップSを形成し、このマクロステップSが貫通らせん転位TSD上を進展しさえすれば、貫通らせん転位TSDを変換することができる。従来の結晶成長方法においては、高さの高いステップSを形成しないように結晶成長させるのが良いとされていた。このため、従来の結晶成長方法によると、高さの低いステップSのみが形成され、マクロステップSが形成されず、貫通らせん転位TSDを変換することもできなかったと考えられる。 As shown by arrows in FIGS. 20 to 22, the direction in which each step S progresses (step progress direction) when the SiC single crystal grows is a direction substantially parallel to the (0001) plane. On the other hand, the growth direction of threading screw dislocation TSD is substantially perpendicular to the (0001) plane. That is, the step progress direction and the growth direction of threading screw dislocation TSD are substantially orthogonal. Therefore, at the time of crystal growth of the SiC seed crystal 1 having a macro step S m, the macro step S m as shown in FIG. 21 to the crystal growth while passing over the threading screw dislocations TSD. Then, as shown in FIG. 22, the growth direction of threading screw dislocation TSD changes to a direction substantially parallel to the (0001) plane, and is converted into a stacking fault SF. The reason why such a phenomenon occurs is not clear, but is considered to be related to the step height. That is, the growth direction of threading screw dislocation TSD and the step growth direction of the SiC single crystal are substantially orthogonal. Therefore, when the height of the step formed on the crystal growth surface (0001) is large (i.e., if the step is the macro step S m), bending threading screw dislocations TSD by the image force (image force) It is considered that it is easily converted into a stacking fault SF on the base surface. Conversion In other words, in the manufacturing method of the SiC single crystal of the present invention, a macro step S m is formed on the seed crystal 1, only it needs to develop this macro step S m the upper threading screw dislocations TSD, the threading screw dislocations TSD can do. In the conventional crystal growth method, it is said that the crystal growth is good so as not to form the step S having a high height. Therefore, according to the conventional crystal growth method, only a low step S height is formed, not macro step S m is formed, is considered that it could not be converted to threading screw dislocations TSD.

また、図23に示すように貫通らせん転位TSDの積層欠陥SFへの変換が生じた後に、さらにSiC単結晶10の結晶成長を続けると、種結晶1に由来し貫通らせん転位TSDを含む層(第1の層11)と、この第1の層11に連続して形成され積層欠陥SFを含む第2の層12と、この第2の層12に連続して形成され第1の層11に比べて貫通らせん転位TSDの少ない第3の層13と、の3層を持つSiC単結晶10が得られる。積層欠陥SFは基底面の欠陥であり、結晶成長方向には継承されないためである。第2の層12は第1の層11に比べて貫通らせん転位TSDの数が少なく、積層欠陥SFの数が多い。第3の層13は貫通らせん転位TSDが積層欠陥SFへ変換した後に成長した部分であるため、第1の層11に比べて貫通らせん転位TSDの数は大きく低減し、かつ、積層欠陥SFの数も大きく低減する。したがって、このSiC単結晶10から第3の層13を切り出すことで、貫通らせん転位TSDの非常に少ないSiC単結晶10を得ることができる。また、SiC単結晶10の用途によっては、SiC単結晶10の結晶成長方向にわたって貫通形成された欠陥の数が低減されれば良く、SiC単結晶10の結晶成長方向の一部分に貫通らせん転位TSDが存在していても良い場合もある。このような場合には、上述した製造方法で得られたSiC単結晶10をそのまま使用することも可能である。   Further, as shown in FIG. 23, when the crystal growth of the SiC single crystal 10 is further continued after the conversion of the threading screw dislocation TSD into the stacking fault SF occurs, the layer containing the threading screw dislocation TSD derived from the seed crystal 1 ( A first layer 11), a second layer 12 formed continuously with the first layer 11 and containing a stacking fault SF, and formed with a first layer 11 continuously with the second layer 12. In comparison, the SiC single crystal 10 having the third layer 13 and the third layer 13 with less threading screw dislocation TSD can be obtained. This is because the stacking fault SF is a basal plane defect and is not inherited in the crystal growth direction. The second layer 12 has a smaller number of threading screw dislocations TSD and a larger number of stacking faults SF than the first layer 11. Since the third layer 13 is a portion grown after the threading screw dislocation TSD is converted into the stacking fault SF, the number of threading screw dislocations TSD is greatly reduced as compared with the first layer 11, and the stacking fault SF The number is also greatly reduced. Therefore, by cutting out the third layer 13 from the SiC single crystal 10, it is possible to obtain the SiC single crystal 10 with very little threading screw dislocation TSD. Further, depending on the use of the SiC single crystal 10, the number of defects penetrating through the crystal growth direction of the SiC single crystal 10 may be reduced, and a threading screw dislocation TSD is formed in a part of the SiC single crystal 10 in the crystal growth direction. It may be present. In such a case, the SiC single crystal 10 obtained by the manufacturing method described above can be used as it is.

このようにしてSiC単結晶を製造する場合には、貫通らせん転位のない(または貫通らせん転位の非常に少ない)SiC単結晶を比較的容易かつ短時間で製造できる利点がある。また、このようにして得た貫通らせん転位の少ないSiC単結晶を種結晶として用いれば、一般的な液相法や気相法によって、貫通らせん転位の少ないSiC単結晶を結晶成長させることも可能である。つまり、SiC単結晶上におけるステップバンチングを進行させる本発明の製造方法によると、SiC単結晶の結晶成長面にマクロステップを形成することができ、ひいては貫通らせん転位の少ないSiC単結晶を容易かつ短時間で製造することが可能である。   Thus, when manufacturing a SiC single crystal, there exists an advantage which can manufacture a SiC single crystal without a threading screw dislocation (or very few threading screw dislocations) comparatively easily in a short time. Moreover, if the SiC single crystal with few threading screw dislocations obtained in this way is used as a seed crystal, it is possible to grow a SiC single crystal with few threading screw dislocations by a general liquid phase method or gas phase method. It is. In other words, according to the manufacturing method of the present invention in which step bunching is performed on a SiC single crystal, macrosteps can be formed on the crystal growth surface of the SiC single crystal, and as a result, an SiC single crystal with few threading screw dislocations can be easily and shortly formed. It is possible to manufacture in time.

ところで、上述したように、らせん転位の成長速度がステップ進展速度より大きいと、ステップは進展せず、らせん転位が残存するとともにスパイラル成長が生じる。したがって、図24に示すように、マクロステップの高さをh、マクロステップのステップ進展速度をVstep、テラス幅をw、らせん転位の成長速度をvspiralとすると、ステップの進展が生じるための条件は下記のように表される。 By the way, as described above, when the growth rate of the screw dislocation is larger than the step progress rate, the step does not progress, and the screw dislocation remains and spiral growth occurs. Therefore, as shown in FIG. 24, when the height of the macro step is h, the step progress rate of the macro step is V step , the terrace width is w, and the growth rate of the screw dislocation is v spiral , The conditions are expressed as follows:

spiral<(h×vstep)/w
参考試験においては、Vspiral=9μm/時間、vstep=500μm/時間であった。これらを上式に代入すると、0.018<h/wとなる。これが、SiC単結晶の結晶成長時にステップが進展するための条件となる。参考試験1(ステップ高さの最小値80nm、オフ角1.25°、貫通らせん転位の変換率90%)の場合w=8.5μmであったので、これを代入すると、ステップが進展する条件は、近似的に、70nm<hと考えることができる。このような範囲において、マクロステップによる貫通らせん転位の変換が起こると考えられる。つまり、ステップ形成工程において高さ70nmを超えるマクロステップを形成すれば、貫通らせん転位の低減したSiC単結晶を得ることができる。
V spiral <(h × v step ) / w
In the reference test, V spiral = 9 μm / hour and v step = 500 μm / hour. Substituting these into the above equation results in 0.018 <h / w. This is a condition for the step to progress during the crystal growth of the SiC single crystal. In the case of Reference Test 1 (minimum step height 80 nm, off angle 1.25 °, threading screw dislocation conversion rate 90%), w = 8.5 μm. Is approximately 70 nm <h. In such a range, it is considered that conversion of threading screw dislocation by macro step occurs. That is, if a macro step having a height exceeding 70 nm is formed in the step formation process, an SiC single crystal with reduced threading screw dislocations can be obtained.

マクロステップの高さが高い程、貫通らせん転位の積層欠陥への変換率は高くなる。したがって、鏡像力を考慮すると、マクロステップの高さは高い方が好ましい。具体的には、マクロステップの高さは80nm以上であるのが好ましく、100nm以上であるのがより好ましい。このようなマクロステップを少なくとも一つ、好ましくは複数形成した第2の種結晶を用いてSiC単結晶を成長させることで、貫通らせん転位の大きく低減したSiC単結晶を得ることが可能である。   The higher the macrostep height, the higher the conversion rate of threading screw dislocations into stacking faults. Therefore, considering the mirror image force, it is preferable that the height of the macro step is high. Specifically, the height of the macro step is preferably 80 nm or more, and more preferably 100 nm or more. By growing a SiC single crystal using a second seed crystal in which at least one macrostep is formed, preferably a plurality of such macrosteps, it is possible to obtain a SiC single crystal with greatly reduced threading screw dislocations.

〔ステップ高さとステップ進展との関係〕
ノマルスキー型微分干渉顕微鏡(Leica DM4000 M)を用いて試験4のSiC単結晶を撮像した顕微鏡像を図25に示す。図25に示すように、参考試験4のSiC単結晶の成長表面には、貫通らせん転位によるスパイラル成長によって生じた多くのヒロック(hillock:ステップ状でない隆起)が観察された。この結果から、参考試験4のSiC単結晶においてはスパイラル成長がステップの進展に優先して生じていることがわかり、参考試験4のSiC単結晶においては貫通らせん転位の変換が生じているものの、多くは生じていないことが示唆される。つまり、参考試験4の製造方法では種結晶にマクロステップが形成されているが、その数は参考試験1等と比較すると少なく、貫通らせん転位の変換頻度もまた参考試験1に比べると低かったと考えられる。
[Relationship between step height and step progress]
The microscope image which imaged the SiC single crystal of Test 4 using the Nomarski type | mold differential interference microscope (Leica DM4000 M) is shown in FIG. As shown in FIG. 25, many hillocks (hillocks: non-step-like bumps) generated by spiral growth due to threading screw dislocation were observed on the growth surface of the SiC single crystal of Reference Test 4. From this result, it can be seen that spiral growth occurs in the SiC single crystal of Reference Test 4 in preference to the progress of the step, and in the SiC single crystal of Reference Test 4, threading screw dislocation conversion occurs, It is suggested that many have not occurred. In other words, in the manufacturing method of Reference Test 4, macrosteps are formed in the seed crystal, but the number is small compared to Reference Test 1 and the like, and the threading screw dislocation conversion frequency is also low compared to Reference Test 1. It is done.

つまり、参考試験1〜参考試験3のSiC単結晶の製造方法ではマクロステップ形成工程において高さ70nmを超えるステップであるマクロステップが数多く形成されるとともに、多くの貫通らせん転位上をマクロステップが進展しているのに対し、参考試験4のSiC単結晶の製造方法では、マクロステップ形成工程において形成されたステップは高さ70nm未満のステップが多く、その数も比較的少なかったと考えられる。つまり、オフ角を形成することによりマクロステップを形成する場合には、オフ角の角度を1°以上にするのが好ましいことがわかる。   That is, in the SiC single crystal manufacturing method of Reference Test 1 to Reference Test 3, many macro steps, which are steps exceeding 70 nm in height, are formed in the macro step forming process, and the macro steps progress on many threading screw dislocations. On the other hand, in the SiC single crystal manufacturing method of Reference Test 4, the steps formed in the macrostep forming process are mostly less than 70 nm in height, and the number is considered to be relatively small. That is, it is understood that when the macro step is formed by forming the off angle, the off angle is preferably set to 1 ° or more.

(その他)本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。例えば、結晶成長工程の前に、原料溶液を流動させつつオフ角を形成していない種結晶を結晶成長させることで、ステップ進展方向を原料溶液の流動方向に案内する工程(準備工程)を設けても良い。そして、この準備工程で得た単結晶を種結晶として結晶成長工程に用いても良い。   (Others) The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist. For example, before the crystal growth step, a step (preparation step) for guiding the step progress direction to the flow direction of the raw material solution by crystal growth of a seed crystal that does not form an off-angle while flowing the raw material solution is provided. May be. The single crystal obtained in this preparation step may be used as a seed crystal for the crystal growth step.

また、結晶成長工程における原料溶液の流動方向は、単結晶のステップ進展方向と完全に一致していなくても良い。例えば、単結晶の一部分におけるステップ進展が他の部分におけるステップ進展方向と異なっても良いし、原料溶液の一部が他の部分と異なる方向に流動しても良い。   In addition, the flow direction of the raw material solution in the crystal growth process may not completely match the step progress direction of the single crystal. For example, the step progress in a part of the single crystal may be different from the step progress direction in the other part, or a part of the raw material solution may flow in a direction different from the other part.

(付記)
本発明のSiC単結晶の製造方法における結晶成長工程は平滑化工程を含むものであるが、平滑化工程を行わずバンチング工程のみをおこなうことも可能である。つまり、本明細書の記載から以下の技術思想を把握することが可能である。
(Appendix)
The crystal growth step in the method for producing an SiC single crystal of the present invention includes a smoothing step, but it is also possible to perform only the bunching step without performing the smoothing step. That is, it is possible to grasp the following technical idea from the description of the present specification.

(付記項1)
ケイ素(Si)および炭素(C)を含む原料溶液中で液相成長法によりSiC種結晶の結晶成長面にSiCからなるステップを進展させてSiC単結晶を結晶成長させる結晶成長工程を含み、
前記結晶成長工程は、前記原料溶液に外力を加え前記原料溶液を前記ステップの進展方向に沿って流動させることで、前記結晶成長面にステップバンチングを生じさせるバンチング工程を含むSiC単結晶の製造方法。
(Additional item 1)
Including a crystal growth step of growing a SiC single crystal by causing a step made of SiC to progress on a crystal growth surface of a SiC seed crystal by a liquid phase growth method in a raw material solution containing silicon (Si) and carbon (C),
The crystal growth process includes a bunching process in which step bunching is generated on the crystal growth surface by applying an external force to the raw material solution and causing the raw material solution to flow along the progress direction of the step. .

(付記項2)
前記結晶成長工程は、前記原料溶液を前記ステップ進展方向の逆方向に沿って流動させることで、前記結晶成長面におけるステップバンチングの少なくとも一部を解く平滑化工程を備える付記項1に記載のSiC単結晶の製造方法。
(Appendix 2)
The SiC according to claim 1, wherein the crystal growth step includes a smoothing step of solving at least part of the step bunching on the crystal growth surface by causing the raw material solution to flow along a direction opposite to the step progress direction. A method for producing a single crystal.

1:SiC種結晶 10:SiC単結晶 11:第1の層
12:第2の層 13:第3の層
TSD:貫通らせん転位 SF:積層欠陥
h:ステップ高さ P1、P2:テラス面 S:マクロステップ
20:単結晶成長装置 21:坩堝 22:加熱要素
23:保持要素 24:坩堝駆動要素 25:導線
26:ディップ軸部 27:ディップ軸駆動部 28:保持部
29:原料溶液
1: SiC seed crystal 10: SiC single crystal 11: First layer 12: Second layer 13: Third layer
TSD: threading screw dislocation SF: stacking fault
h: Step height P1, P2: Terrace surface S m : Macro step 20: Single crystal growth apparatus 21: Crucible 22: Heating element 23: Holding element 24: Crucible drive element 25: Conductor 26: Dip shaft 27: Dip shaft Drive unit 28: Holding unit 29: Raw material solution

Claims (5)

ケイ素(Si)および炭素(C)を含む原料溶液中で液相成長法によりSiC種結晶の結晶成長面にSiCからなるステップを進展させてSiC単結晶を結晶成長させる結晶成長工程を含み、
前記結晶成長工程は、前記原料溶液に外力を加え前記原料溶液を前記ステップの進展方向の逆方向に沿って流動させることで、前記結晶成長面におけるステップバンチングの少なくとも一部を解く平滑化工程を備えるSiC単結晶の製造方法。
Including a crystal growth step of growing a SiC single crystal by causing a step made of SiC to progress on a crystal growth surface of a SiC seed crystal by a liquid phase growth method in a raw material solution containing silicon (Si) and carbon (C),
The crystal growth step includes a smoothing step of solving at least a part of step bunching on the crystal growth surface by applying an external force to the raw material solution and causing the raw material solution to flow along a direction opposite to the progress direction of the step. A method for producing a SiC single crystal.
前記結晶成長工程は、前記原料溶液を前記ステップの進展方向に沿って流動させることで、前記結晶成長面にステップバンチングを生じさせるバンチング工程を含む請求項1に記載のSiC単結晶の製造方法。   2. The method for producing an SiC single crystal according to claim 1, wherein the crystal growth step includes a bunching step of causing step bunching on the crystal growth surface by causing the raw material solution to flow along the progress direction of the step. 前記バンチング工程において、前記ステップバンチングにより、SiC単結晶からなり高さ70nmを超えるマクロステップを形成する請求項2に記載のSiC単結晶の製造方法。   3. The method for producing a SiC single crystal according to claim 2, wherein in the bunching step, a macro step made of an SiC single crystal and having a height exceeding 70 nm is formed by the step bunching. 前記バンチング工程において、前記ステップバンチングにより、高さ80nm以上のマクロステップを形成する請求項3に記載のSiC単結晶の製造方法。   The method for producing an SiC single crystal according to claim 3, wherein in the bunching step, a macro step having a height of 80 nm or more is formed by the step bunching. 前記バンチング工程において、前記ステップバンチングにより、高さ100nm以上のマクロステップを形成する請求項3または請求項4に記載のSiC単結晶の製造方法。   5. The method for producing an SiC single crystal according to claim 3, wherein in the bunching step, a macro step having a height of 100 nm or more is formed by the step bunching.
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