JP2018080072A - ＳｉＣ単結晶複合体及びＳｉＣインゴット - Google Patents

Abstract

【課題】高品質なＳｉＣウェハを提供することを目的とする。【解決手段】このＳｉＣ単結晶複合体は、平面視中央に位置する中央部と、前記中央部の外周を囲繞する外周部と、を備え、前記中央部と前記外周部とは、結晶面が傾いている又は異なっており、前記中央部と前記外周部との間には境界があり、前記境界を介して前記中央部を構成する結晶の方向と、前記外周部を構成する結晶の方向とが異なっている。【選択図】図１

Description

本発明は、ＳｉＣ単結晶複合体及びＳｉＣインゴットに関する。

炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べて絶縁破壊電界が１桁大きく、バンドギャップが３倍大きい。また、炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べて熱伝導率が３倍程度高い等の特性を有する。炭化珪素（ＳｉＣ）は、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。

ＳｉＣウェハはＳｉＣインゴットを切り出して作製される。近年、市場の要求に伴い、ＳｉＣエピタキシャル膜を成長させるＳｉＣウェハの大口径化が求められている。そのためＳｉＣインゴット自体の大口径化、長尺化の要望も高まっている。例えば、特許文献１には、ＳｉＣ単結晶の口径拡大のために、テーパー状のガイド部材を設けた単結晶の成長装置が記載されている。

しかしながら、種結晶から結晶成長した単結晶と、ガイド部材に成長した多結晶とが接すると、欠陥、異種多形、クラック等の原因となり、ＳｉＣインゴットの品質を劣化させる場合がある。

このような問題を避けるために、特許文献２では、テーパー状のガイド部材を高温に保ち、ガイド部材表面に多結晶のＳｉＣが結晶成長することを抑制している。

特開２００２−６０２９７号公報 特開２０１３−１６６６７２号公報

しかしながら、特許文献２に記載の方法では、ガイド部材を加熱する等の処理が必要であり、より簡便な方法が求められていた。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、高品質なＳｉＣウェハを提供できるＳｉＣ単結晶複合体及びＳｉＣインゴットを提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討の結果、平面視で中央部と外周部とで結晶の状態を変えることで、多結晶との接触により発生した欠陥がＳｉＣウェハに用いられる中央部に侵入することを防ぎ、高品質なＳｉＣウェハを得ることができることを見出した。
すなわち、本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を提供する。

（１）本実施形態の一態様にかかるＳｉＣ単結晶複合体は、平面視中央に位置する中央部と、前記中央部の外周を囲繞する外周部と、を備え、前記中央部と前記外周部とは、結晶面が傾いている又は異なっており、前記中央部と前記外周部との間には境界があり、前記境界を介して前記中央部を構成する結晶の方向と、前記外周部を構成する結晶の方向とが異なっている。

（２）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶複合体において、前記中央部の結晶成長面が、｛０００１｝面に対し２°以上２０°以下のオフセット角を有してもよい。

（３）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶複合体の結晶成長する際のオフセット方向と平行で中心を通る直線と、前記境界との交点において、前記中央部と前記外周部の結晶面が互いに、前記中央部と前記外周部との境界面に対し垂直な方向を軸に２°以上傾いていてもよい。

（４）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶複合体において、前記中央部の結晶面が（０００−１）Ｃ面であり、前記外周部の結晶面が（０００１）Ｓｉ面であってもよい。

（５）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶において、前記境界が、外周端から直径の５％以上内側に設けられていてもよい。

（６）本発明の一態様にかかるＳｉＣインゴットは、平面視中央に位置する第１単結晶と、前記第１単結晶の外周を囲繞する第２単結晶と、前記第１単結晶と前記第２単結晶を接続する接合部と、を有し、前記第１単結晶を構成する結晶の方向と、前記第２単結晶を構成する結晶の方向とが、前記接合部を境に異なっている。

（７）上記態様にかかるＳｉＣインゴットにおいて、前記第１単結晶と前記第２単結晶のポリタイプが異なっていてもよい。

本発明の一態様に係るＳｉＣ単結晶複合体によれば、所定のＳｉＣインゴットを得ることができ、高品質なＳｉＣウェハを得ることができる。

本発明の一態様にかかるＳｉＣ単結晶複合体の模式図である。 中央部と外周部の結晶面が異なっている場合の中央部と外周部の境界近傍を模式的に示した図である。 中央部と外周部の結晶面が傾いている場合の中央部と外周部の境界近傍を模式的に示した図である。 中央部の結晶面に対して外周部の結晶面が８°傾いたＳｉＣ単結晶複合体上にＳｉＣを結晶成長させて得たＳｉＣウェハの表面を溶融ＫＯＨエッチング処理したものの境界部の顕微鏡像である。 本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶複合体の別の例を平面視した図である。 ＳｉＣ単結晶複合体を種結晶とし、ＳｉＣインゴットを作製する過程を示した図である。 従来のＳｉＣ単結晶上に結晶成長したＳｉＣインゴットの断面模式図である。 本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶複合体上に結晶成長したＳｉＣインゴットの断面模式図である。

以下、本発明を適用したＳｉＣ単結晶複合体及びＳｉＣインゴットについて、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材質、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

図１は、本発明の一態様にかかるＳｉＣ単結晶複合体１０の模式図である。図１（ａ）は断面模式図であり、図１（ｂ）は平面模式図である。

図１に示すように、ＳｉＣ単結晶複合体１０は、平面視中央に位置する中央部１と、中央部１の外周を囲繞する外周部２と、を備える。中央部１と外周部２の間には、境界３が形成されている。

中央部１の結晶成長面１ａは、｛０００１｝面に対し２°以上２０°以下のオフセット角を有することが好ましい。すなわち、中央部１の結晶面である｛０００１｝面は、結晶成長面１ａに対し傾きを有することが好ましい。ここで、｛０００１｝面は、（０００−１）Ｃ面及び（０００１）Ｓｉ面を含む面であり、＜０００１＞方向（ｃ軸方向）に対して直交する面である。この面はｃ面と言われることがある。

本明細書において、「オフセット角」とは、結晶成長面１ａの法線ベクトルと、｛０００１｝面の法線ベクトルとのなす角をいう。また「オフセット上流」とは、｛０００１｝面の法線ベクトルを結晶成長面１ａ上に投影したベクトルの先端が向いている向きをいい、「オフセット下流」はオフセット上流と反対向きをいう。さらに、「結晶面」は結晶が有するミラー指数によって定義される面を指し、「結晶成長面」はＳｉＣインゴットを作製する際に表面に露出した面を指し、ＳｉＣ単結晶複合体１０の一面を指す。

ＳｉＣ単結晶複合体１０の結晶成長面上にＳｉＣインゴットを作製する場合、ＳｉＣはステップフロー成長する。ステップフロー成長は、ａ面方向に結晶が成長しながら、全体としてｃ面方向に成長する。そのため、オフセット上流側で発生した欠陥や転位を、オフセット下流側に流出できる。したがって、結晶成長過程で発生した欠陥及び結晶転位を外部に流出し、高品質なＳｉＣインゴットがえられる。

結晶成長面１ａの｛０００１｝面に対するオフセット角は、２°以上２０°以下であり、３°以上９°以下であることが好ましい。オフセット角が小さすぎると、オフセット下流に欠陥が流れにくい。欠陥がオフセット下流に流れず、同一の箇所に留まると、成長中に欠陥が減少し難い。またオフセット角が小さすぎると、ｃ軸方向に結晶成長が進み、異種多形が発生しやすくなる。

一方、オフセット角が大きすぎると、温度勾配によりｃ面が滑る方向（｛０００１｝面に平行な方向）に応力がかかり、基底面転位が発生しやすくなる。またデバイス等を作製する際に用いるＳｉＣウェハのオフセット角（通常、４°以下）との差が大きくなる。そのため、ＳｉＣインゴットからＳｉＣウェハを斜めに切り出す必要があり、得られるＳｉＣウェハの取れ数が少なくなる。

中央部１と外周部２とは、結晶面が傾いている又は異なっており、中央部１を構成する結晶の方向と、外周部２を構成する結晶の方向とが、境界３を介して異なる。境界３は、中央部１と外周部２の界面である。中央部１と外周部２が接合している場合でも、中央部１と外周部２は結晶としては連続していない。すなわち、境界３は、結晶学的には結晶粒界に近く、原子配列が乱れた領域に対応する。

中央部１から結晶成長する単結晶と外周部２から結晶成長する単結晶とは一体化しない。本明細書において、「一体化」と「接合」は同義ではない。「一体化」は、「結晶配列が乱れずに接合していること」を意味し、「接合」は、「結晶同士が空間的なボイド等の隙間を有さずにつながっている状態」を意味する。すなわち、「接合」の方が広い概念であり、「一体化」は「接合」の中でも結晶配列までつながっている状態を示す。そのため、結晶成長後に境界が残っている場合は、一体化していないと言える。境界は例えば表面エッチング後の顕微鏡像等によって確認できる。

まず、中央部１と外周部２の結晶面が異なっている場合について説明する。図２は、中央部１と外周部２の結晶面が異なっている場合の図１における境界Ｂ近傍を模式的に示した図である。つまり、中央部１と外周部２との間の境界３の一部を拡大した図である。

図２において、中央部１の結晶面Ｃ１と外周部２の結晶面Ｃ２とは平行である。一方で、結晶面Ｃ１と結晶面Ｃ２とは面指数が異なる。

中央部１と外周部２の結晶面が異なっている場合の一例として、中央部１の結晶面Ｃ１が（０００−１）Ｃ面であり、外周部２の結晶面Ｃ２が（０００１）Ｓｉ面の場合がある。

ＳｉＣ単結晶は、Ｓｉ面（（０００１）Ｓｉ面）とＣ面（（０００−１）Ｃ面）と言う極性面を有し、極性面はダングリングボンドの相違により物性が異なる。極性面とは、欠陥などが存在しない理想的な面について、半導体を構成する原子（ＳｉＣの場合はＳｉとＣ）の基板表面からの露出確率が同一ではない面のことを指す。すなわち、ＳｉＣ基板におけるＣ面では、基板表面から主にＣ面が露出していてＳｉよりもＣの露出確率が高くなっており、Ｓｉ面では、基板表面から主にＳｉ面が露出していてＣよりもＳｉの露出確率が高くなっている。

ＳｉＣ単結晶は、＜０００１＞方向にシリコン原子の層と炭素原子の層とが交互に積層されている。そのため、（０００−１）Ｃ面上に結晶成長した第１単結晶と、（０００１）Ｓｉ面上に結晶成長した第２単結晶とでは、シリコン原子の層と炭素原子の層の順が反転している。そのため、境界部３上には第１単結晶と第２単結晶とを繋ぐ接合部が粒界として存在し、結晶同士は一体化しない。

また、結晶面が（０００−１）Ｃ面の場合、４Ｈ−ＳｉＣと６Ｈ−ＳｉＣのポリタイプの単結晶が成長するが、結晶成長面が４Ｈであれば４Ｈ−ＳｉＣが支配的に発生する。これに対し、結晶面が（０００１）Ｓｉ面の場合、１５Ｒ−ＳｉＣの混在はあるものの、６Ｈ−ＳｉＣが支配的に発生する。

そのため、（０００−１）Ｃ面の結晶面Ｃ１上には４Ｈ−ＳｉＣが結晶成長し、（０００１）Ｓｉ面の結晶面Ｃ２上には６Ｈ−ＳｉＣが結晶成長する。つまり（０００−１）Ｃ面上に結晶成長した第１単結晶と、（０００１）Ｓｉ面上に結晶成長した第２単結晶とは、ポリタイプも異なる。

ここまで、中央部１と外周部２の結晶面が異なる場合の一例として、（０００−１）Ｃ面と（０００１）Ｓｉ面の場合を基に説明してきたが、この場合に限られない。

例えば、中央部１の結晶面Ｃ１が（０００１）であり、外周部２の結晶面Ｃ２が（１−１０ｘ）の場合、中央部１の結晶面Ｃ１が（０００１）であり、外周部２の結晶面Ｃ２が（１１−２ｘ）の場合、等が挙げられる（ｘは整数）。

いずれの場合でも、結晶面が異なるため、中央部１から結晶成長する第１単結晶と、外周部２から結晶成長する第２単結晶との間には粒界として接合部が残存する。すなわち、第１単結晶を構成する結晶の方向と第２単結晶を構成する結晶の方向とが異なり、結晶同士は一体化しない。

次いで、中央部１と外周部２の結晶面が傾いている場合について説明する。図３は、中央部１と外周部２の結晶面が傾いている場合の中央部１と外周部２との間の境界３の一部である境界Ｂａ近傍を拡大した図である。

図３において、中央部１の結晶面Ｃ１と外周部２の結晶面Ｃ２は同じ面指数を有する。一方で、結晶面Ｃ１と結晶面Ｃ２は、境界面１Ａ，２Ａに対し垂直な方向を軸に傾き角θだけ傾いている。

一般に同一の面指数を有する結晶面上に結晶を成長させると、結晶は一体化し、結晶の界面は見えなくなる。しかしながら、傾き角が２°以上となると、結晶の成長過程で結晶の歪み（乱れ）を緩和しきれなくなり、結晶が一体化しなくなる。

例えば、図４は、中央部１の結晶面Ｃ１に対して外周部２の結晶面Ｃ２が８°傾いたＳｉＣ単結晶複合体上にＳｉＣを結晶成長させて得たＳｉＣウェハの顕微鏡像である。中央部１上に結晶成長した部分が第１単結晶２１であり、外周部２上に結晶成長した部分が第２単結晶２２である。図４は、ＳｉＣウェハの表面をエッチングし、その表面を顕微鏡により撮影した像である。

図４に示すように、第１単結晶２１と第２単結晶２２の間には、明確な接合部２３が確認される。接合部２３を介して、第１単結晶２１を構成する結晶の方向と、第２単結晶２２を構成する結晶の方向とは異なる。そのため、接合部２３は、結晶学的には結晶粒界に近く、原子配列が乱れた領域に対応する。そのため、第１単結晶２１と第２単結晶２２は接合しているが、結晶として一体化はしていない。

図５は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶複合体の別の例を平面視した図である。図５に示すように、中央部１が円形の場合、中央部１と外周部２の円形状の境界部３の全ての箇所において、図３に示すように中央部１の結晶面と外周部２の結晶面に傾き角を与えることは難しい。

例えば、オフセット方向と平行でＳｉＣ単結晶の中心を通る直線と境界３とが交差する交点Ｂ１、Ｂ３において、境界面１Ａ，２Ａに対し垂直な方向を軸に傾き角θを与えると、別の交点Ｂ２、Ｂ４においては傾き方向が変化し、境界面１Ａ、２Ａに対し垂直な方向を軸とした傾き角θが与えられない。

この場合、少なくとも結晶成長する際のオフセット方向と平行で中心を通る直線Ｌ１と、境界３との交点Ｂ１、Ｂ３において、傾き角θが所定の関係を有することが好ましい。ＳｉＣ単結晶複合体の結晶成長中に発生した欠陥は、オフセット上流側から下流側に流れる。そのため、交点Ｂ１、Ｂ３で結晶が連続的に繋がっていっていない（一体化しない）ことで、外周部２で生じた欠陥や転位が、中央部１に伝搬することを防ぐことができる。

また、外周部２を図５に示すように複数に分割して、境界３において、所定の傾き角θの関係を満たす範囲を広げることが好ましい。外周部２の分割数は４分割以上とすることが好ましく、６分割以上とすることがさらに好ましい。

外周部２を４分割すると、オフセット方向と平行で中心を通る直線Ｌ１と境界３との交点Ｂ１、Ｂ３、及び、直線Ｌ１と直交する直線Ｌ２と境界３との交点Ｂ２、Ｂ４で所定の傾き角θの関係を満たすことができる。

４つの交点Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で所定の傾き角θの関係を満たせば、円形状の境界のいずれの位置でも、結晶成長の過程で歪を緩和できない程度に中央部１の結晶面Ｃ１と外周部２の結晶面Ｃ２とが歪む。そのため、中央部１から結晶成長した第１単結晶と、外周部２から結晶成長した第２単結晶とが一体化することを避けられる。

同様に、外周部２を６分割すると、６つの交点で所定の傾き角θの関係を満たすことができる。ＳｉＣは６回対称の結晶構造を有する。そのため、６つの交点で所定の傾き角θの関係を満たせば、対称性を有する全ての方位において、第１単結晶と第２単結晶とが一体化することが避けられる。

次いで、中央部１から結晶成長した第１単結晶と、外周部２から結晶成長した第２単結晶と、が一体化しないことについての利点について図６〜図８を基に説明する。図６は、ＳｉＣ単結晶複合体１０を種結晶とし、ＳｉＣインゴット２０を作製する過程を示した図である。

図６に示す坩堝１００は、坩堝の下部に原料Ｇを収納できる。坩堝１００は、原料Ｇと対向する位置に設けられた結晶設置部１０１と、結晶設置部１０１から原料Ｇに向けて拡径するテーパーガイド１０２を有する。原料Ｇを加熱することで発生した原料ガスは、テーパーガイド１０２に沿って結晶設置部１０１に設置されたＳｉＣ単結晶複合体１０に供給される。ＳｉＣ単結晶複合体１０に原料ガスが供給されることで、ＳｉＣ単結晶複合体１０の結晶成長面にＳｉＣインゴット２０が結晶成長する。

図７は、従来のＳｉＣ単結晶３０上に結晶成長したＳｉＣインゴット４０の断面模式図である。従来のＳｉＣ単結晶３０は、中央部と外周部に分かれておらず、一律な結晶成長面３０ａを有するため、結晶成長するＳｉＣインゴット４０は坩堝内の温度分布及び原料ガスの供給量に沿って一律に結晶成長する。例えば、｛０００１｝面に対して４°のオフセット角を有する結晶成長面３０ａ上にＳｉＣインゴット４０が結晶成長する。

成長が進み長尺化すると、成長した結晶自体の断熱効果が大きくなり、テーパーガイドの方が低温となる。その結果テーパーガイド表面に多結晶が析出し、成長結晶端部の形状に影響を与える。この影響で、インゴット外周部に欠陥が導入されやすい。

テーパーガイド１０２に析出した多結晶Ａ（図６参照）とＳｉＣインゴット４０とが、結晶成長の過程で接触すると、その接触した部分で欠陥、異種多形、クラック等が発生する。これらの欠陥は、ＳｉＣインゴット４０の内側に向かって伝播する。この影響で、インゴット外周部に欠陥が導入されやすく、ＳｉＣインゴット４０の品質が劣化する。

一方で、図８は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶複合体１０上に結晶成長したＳｉＣインゴット２０の断面模式図である。

ＳｉＣ単結晶複合体１０上に結晶成長したＳｉＣインゴット２０は、ＳｉＣ単結晶複合体１０の中央部１上に結晶成長した第１単結晶２１と、外周部２上に結晶成長した第２単結晶２２との間に、接合部２３を有する。接合部２３は、第１単結晶２１及び第２単結晶２２のような単結晶ではなく、アモルファスでもなく、何らかの結晶性を有する結晶が乱れた部分である。

接合部２３を境に、第１単結晶２１を構成する結晶の方向と、第２単結晶２２を構成する結晶の方向とは異なっている。すなわち、接合部２３を境に、互いに隣接する第１単結晶２１と第２単結晶２２を比べると、結晶としての連続性は確認できず、第１単結晶２１と第２単結晶２２は一体化していない。つまり、ＳｉＣインゴット２０の外周側に存在する第２単結晶２２が多結晶Ａと接触して欠陥が発生しても、接合部２３により結晶性は分断されており、その欠陥は第１単結晶２１までは伝搬しない。

このことは図４に示すエッチングを施したウェハ表面からも確認できる。図４の第２単結晶２２には欠陥Ｄが存在する。図４に示す欠陥Ｄは、基底面転位（ＢＰＤ）である。欠陥Ｄは、第２単結晶２２内では一方向に連続して存在する。基底面転位は、（０００１）面に沿って延在するためである。一方で、この欠陥Ｄは、接合部２３を介して第１単結晶２１までは伝搬していない。すなわち、第２単結晶２２内の欠陥は、第１単結晶２１まで伝搬していないと言える。

つまり、多結晶ＡとＳｉＣインゴット２０が結晶成長の過程で接触しても、発生した欠陥は接合部２３により第１単結晶２１に伝搬しない。すなわち、第１単結晶２１をワイヤーソー等で切り出すことで、高品質なＳｉＣウェハを得ることができる。

また本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶複合体１０を用いると、ＳｉＣインゴット２０を高品質に長尺化できるという利点もある。

ＳｉＣ単結晶複合体１０の境界３は、外周端から直径の５％以上内側に設けることが好ましい。結晶の外周部は上述のように周辺の影響を受けて欠陥が入りやすい。境界３を外周端よりある程度内側に設けることで、欠陥が第２単結晶の部分に留まり、第１単結晶の部分に及ばないようにできる。当該範囲に境界３を設ければ、長尺化した場合でも、第１単結晶の部分での異種多形や小傾角粒界の発生を防ぐことができる。またＳｉＣウェハの取れ効率を大幅に低下させないためには、ＳｉＣ単結晶複合体１０の境界３を、外周端から直径の３０％内側の位置より外側に設けることが好ましい。ＳｉＣ単結晶複合体１０における境界Ｂの位置と、接合部２３の位置の関係は、事前検討により確認する。

上述のように、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶複合体１０によれば、結晶成長の過程で多結晶とＳｉＣインゴットが接触することにより生じる欠陥が、ＳｉＣインゴット２０の内部まで侵入することを防ぐことができる。

すなわち、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶複合体１０によれば、中央部に高品質な第１単結晶を有するＳｉＣインゴットを得ることができ、第１単結晶を切り出すことで高品質なＳｉＣウェハを得ることができる。

以上、本発明の一態様にかかるＳｉＣ単結晶について図面を参照して説明したが、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更を加えることができる。

（ＳｉＣ単結晶複合体及びＳｉＣインゴットの製造方法）
まずＳｉＣ単結晶複合体１０の製造方法について説明する。

ＳｉＣ単結晶複合体１０の中央部１と外周部２の結晶面が異なっている場合について具体的に説明する。

まず、既に形成済みのＳｉＣ単結晶の中央をワイヤーソーにより円形にくりぬく。例えば、既に形成済みのＳｉＣ単結晶の結晶成長面が（０００−１）Ｃ面の場合、くりぬかれた中央部１の結晶成長面も（０００−１）Ｃ面となる。

一方で、くりぬいた際に残った外周部２の向きを反転する。そして、中央部１をくりぬくことで形成された開口部に、中央部１を再度嵌めこむ。外周部２は向きを反転しているため、結晶成長面が（０００１）Ｓｉ面となる。

このように、１つのＳｉＣ単結晶から中央部１をくりぬき、くりぬいた中央部１を向きが反転した外周部２に嵌めこむことで、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶複合体１０を得ることができる。

次いで、ＳｉＣ単結晶複合体１０の中央部１と外周部２の結晶面が傾いている場合について、具体的に説明する。

この場合、図５に示すように、外周部２を複数に分割する。そして分割した外周部２を中央部１との接点において、所定の傾き角θの関係を満たすように設置する。そして分割した外周部２で中央部１の外周を繋ぐことで、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶複合体１０が得られる。

次いで、このＳｉＣ単結晶複合体１０の一面に単結晶を結晶成長させ、ＳｉＣインゴット２０を作製する。

ＳｉＣインゴット２０の作製方法は、例えば昇華法のような公知の方法を用いることができる。例えば、図６に示す坩堝１００を用いることで、ＳｉＣ単結晶複合体１０から径拡大したＳｉＣインゴット２０を作製できる。

最後に得られたＳｉＣインゴット２０からＳｉＣウェハを得る。ＳｉＣインゴット２０の外周側に形成される第２単結晶２２は、多結晶Ａと接触している場合があり、結晶の品質が第１単結晶２１と比較して劣る。

そのため、ワイヤーソー等を用いて、ＳｉＣインゴット２０の第２単結晶２２を除去し、所定の形に加工する。そして、所定の形に加工されたＳｉＣインゴットを厚み方向にスライスすることでＳｉＣウェハが得られる。

１…中央部、１ａ，２０ａ，２１ａ，３０ａ，４０ａ…結晶成長面、１Ａ，２Ａ…境界面、２…外周部、３…境界、１０…ＳｉＣ単結晶複合体、２０，４０…ＳｉＣインゴット、２１…第１単結晶、２２…第２単結晶、２３…接合部、１００…坩堝、１０１…結晶設置部、１０２…テーパーガイド、Ｂ，Ｂａ…境界、Ｂ１〜Ｂ４…交点、Ｃ１，Ｃ２…結晶面、Ｄ…欠陥、Ｇ…原料、θ…傾き角

Claims (7)

1. 平面視中央に位置する中央部と、
   前記中央部の外周を囲繞する外周部と、を備え、
   前記中央部と前記外周部とは、結晶面が傾いている又は異なっており、
   前記中央部と前記外周部との間には境界があり、前記境界を介して前記中央部を構成する結晶の方向と、前記外周部を構成する結晶の方向とが異なっている、ＳｉＣ単結晶複合体。
2. 前記中央部の結晶成長面が、｛０００１｝面に対し２°以上２０°以下のオフセット角を有する請求項１に記載のＳｉＣ単結晶複合体。
3. 結晶成長する際のオフセット方向と平行で中心を通る直線と、前記境界との交点において、
   前記中央部と前記外周部の結晶面が互いに、前記中央部と前記外周部との境界面に対し垂直な方向を軸に２°以上傾いている請求項１又は２のいずれかに記載のＳｉＣ単結晶複合体。
4. 前記中央部の結晶面が（０００−１）Ｃ面であり、前記外周部の結晶面が（０００１）Ｓｉ面である請求項１又は２のいずれかに記載のＳｉＣ単結晶複合体。
5. 前記境界が、外周端から直径の５％以上内側に設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶複合体。
6. 平面視中央に位置する第１単結晶と、
   前記第１単結晶の外周を囲繞する第２単結晶と、
   前記第１単結晶と前記第２単結晶を接続する接合部と、を有し、
   前記第１単結晶を構成する結晶の方向と、前記第２単結晶を構成する結晶の方向とが、前記接合部を境に異なっている、ＳｉＣインゴット。
7. 前記第１単結晶と前記第２単結晶のポリタイプが異なる請求項６に記載のＳｉＣインゴット。