JP2017066019A - 炭化珪素単結晶の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
以下、本開示の実施形態を説明する。ただし、本開示の実施形態は、以下の説明に限定されるものではない。以下の説明では、同一または対応する要素に同一の符号を付し、同じ説明は繰り返さない。また結晶学上の指数が負であることは、通常、数字の上に”−”(バー)を付すことによって表現されるが、本明細書では、便宜上、数字の前に負の符号を付すことによって結晶学上の負の指数を表現する。
本開示の製造方法では、昇華法によって炭化珪素のバルク単結晶を成長させる。先ず、図1を用いて昇華法の概要を説明する。
図1は、結晶製造装置の一例を示す概略断面図である。図1に示すように、結晶製造装置200は、チャンバ201を備える。チャンバ201には、ガス導入口202およびガス排気口203が設けられている。ガス排気口203は、排気ポンプ204に接続されている。
準備ステップ(S101)では、第1主面101と、第1主面101と反対側に位置する第2主面102とを有する炭化珪素種基板100を準備する。
本開示の製造方法では、後述の熱処理ステップ(S103)の前に、第1主面101を機械加工してもよい。具体的には、たとえば、第1主面101をラップ加工してもよいし、第1主面101を研削加工してもよい。ラップ加工には、半導体基板用のラップ盤を用いることができる。ラップ加工は、遊離砥粒方式で行ってもよい。遊離砥粒には、たとえばダイヤモンド粒子を含有するスラリーを用いることができる。研削加工には、半導体基板用の研削盤を用いることができる。砥石車には、たとえばダイヤモンドホイールを用いることができる。
熱処理ステップ(S103)では、塩素含有雰囲気下において第1主面101を熱処理する。熱処理には、たとえば管状電気炉等を用いることができる。炉壁の材質は、たとえば石英等でよい。
接着ステップ(S104)では、第1主面101と台座212との間に接着剤20を介在させる。接着剤20は、第1主面101に塗布してもよいし、台座212に塗布してもよいし、第1主面101および台座212の両方に塗布してもよい。
固定ステップ(S105)では、接着剤20を介して炭化珪素種基板100を台座212に固定する。たとえば、炭化珪素種基板100と台座212との積層方向に荷重を加えることにより、接着剤20を介して炭化珪素種基板100を台座212に固定できる。このステップでは、さらに熱処理を行ってもよい。熱処理は、たとえば2段階で行うとよい。先ず、150〜300℃程度の温度で保持することにより、カーボン接着剤に含まれる有機溶剤を気化させる。次いで、500〜1000℃程度の温度で保持することにより、カーボン接着剤の残部を炭化させる。これによりカーボン接着剤は、炭化珪素種基板100および台座212の両方に、強固に結合した接着層となる。本開示の製造方法では、第1主面101に形成された炭素層、カーボン接着剤(接着層)および台座212が、いずれも炭素を主成分とするため、接着強度の向上が期待できる。
結晶成長ステップ(S106)では、昇華法によって、炭化珪素種基板100の第2主面102上に炭化珪素のバルク単結晶を成長させる。
10 固体原料
20 接着剤
100 炭化珪素種基板
101 第1主面
102 第2主面
200 結晶製造装置
201 チャンバ
202 ガス導入口
203 ガス排気口
204 排気ポンプ
205 抵抗ヒータ
206 断熱材
210 坩堝
211 収容部
212 台座
Claims (5)
- 台座に固定された炭化珪素種基板上に、昇華法により炭化珪素単結晶を成長させる炭化珪素単結晶の製造方法であって、
第1主面と、前記第1主面の反対側に位置する第2主面とを有する前記炭化珪素種基板を準備するステップと、
塩素含有雰囲気下において、前記第1主面を熱処理するステップと、
前記第1主面と前記台座との間に接着剤を介在させるステップと、
前記接着剤を介して、前記炭化珪素種基板を前記台座に固定するステップと、を備える、炭化珪素単結晶の製造方法。 - 前記熱処理するステップにおいて、前記第1主面の少なくとも表面の珪素を除去する、請求項1に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記熱処理するステップの前に、前記第1主面を機械加工するステップをさらに備える、請求項1に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記機械加工するステップでは、前記第1主面をラップ加工するか、または前記第1主面を研削加工する、請求項3に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記炭化珪素種基板の直径は、75mm以上である、請求項1に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
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