JP2020026376A5 - - Google Patents

Description

「ＳｉＣ単結晶」
図１は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の一例を平面視した図である。また図２は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶を平面視中央を通り、［１−１００］方向に沿って切断した切断面の断面模式図である。図２において上側が［０００−１］方向、すなわち＜０００１＞方向に垂直に切断をした時にカーボン面（Ｃ面、（０００−１）面）が現れる方向である。さらに、図３は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶を平面視中央を通り、図２に示す［１−１００］と直交する［１１−２０］方向に沿って切断した切断面の断面模式図である。図３においても上側が［０００−１］方向、すなわち＜０００１＞方向に垂直に切断をした時にカーボン面（Ｃ面、（０００−１）面）が現れる方向である。図２と図３では、＜１−１００＞方向と、その＜１−１００＞と直交する＜１１−２０＞方向とを代表する方向として、それぞれ［１−１００］方向と［１１−２０］方向とを選んで図示した。また以下の説明においても、［１−１００］方向と［１１−２０］方向とを用いて説明する。

結晶方位及び面は、ミラー指数として以下の括弧を用いて表記される。（）と｛｝は面を表す時に用いられる。（）は特定の面を表現する際に用いられ、｛｝は結晶の対称性による等価な面の総称（集合面）を表現する際に用いられる。一方で、＜＞と［］は方向を表す時に用いられる。［］は特定の方向を表現する際に用いられ、＜＞は結晶の対称性による等価な方向を表現する際に用いられる。

また種結晶５は、ＲＡＦ法（repeated a-face method）で作製したシードを用いることが好ましい。ＲＡＦ法とは、ａ面成長を少なくとも１回以上行った後に、ｃ面成長を行うという方法である。ＲＡＦ法を用いると、螺旋転位、積層欠陥及びＢＰＤの少ないＳｉＣ単結晶を作製できる。これはａ面成長を行った後のＳｉＣ単結晶が有する螺旋転位、積層欠陥及びＢＰＤは、ｃ面成長した後のＳｉＣ単結晶に引き継がれないためである。

ＳｉＣインゴットからウェハを作製し、ＢＰＤ密度をＫＯＨエッチングにより求めたところ、ＢＰＤ密度は３５０個／ｃｍ ^２ であった。また得られたＳｉＣインゴットから作製したウェハについて、［１−１００］方向原子配列面と［１１−２０］方向原子配列面の形状をＳｉＣ種結晶と同じ方法によりＸ線回折（ＸＲＤ）で確認した。

得られたＳｉＣインゴット内のＢＰＤ密度は３３６０個／ｃｍ ^２ と大きな値であった。また得られたＳｉＣインゴットから作製したウェハについて、［１−１００］方向原子配列面と［１１−２０］方向原子配列面の形状を種結晶と同じ方法によりＸ線回折（ＸＲＤ）で確認した。この種結晶について、複数のＸＲＤの測定点から原子配列面の曲率半径を求めた。Ｘ線回折測定の［１−１００］方向及び［１１−２０］方向の測定結果をその結果を図１７に示す。このＸ線回折測定結果から［１−１００］方向においては曲率半径−１３８ｍ、湾曲量−２０．４μｍの凸面、［１１−２０］方向においては曲率半径７１ｍ、湾曲量３９．６μｍの凹面と計算された。すなわち湾曲量が［１−１００］方向においては負、［１１−２０］方向においては正と異なっており、原子配列面２が一方の切断面では凸形状、異なる切断面では凹形状のポテトチップス型（鞍型）の形状であった。