JP2021187697A - 炭化珪素単結晶基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】反りの発生を抑制できるＳｉＣ単結晶基板の製造方法を提供する。【解決手段】ドーパントを有するＳｉＣ単結晶成膜用基板10表面に化学的気相成長法によりＳｉＣ単結晶膜20をエピタキシャル成長させてＳｉＣ単結晶基板200を製造する方法において、上記単結晶成膜用基板10が配置された成膜室内に原料ガスとドーパントガスを含む混合ガスを供給し、その供給比率を調整して単結晶成膜用基板10の表面に該基板10よりドーパント濃度が低い第一ＳｉＣ単結晶膜21を成長させる第一成膜工程と、成膜室内に原料ガスとドーパントガスを含む混合ガスを供給し、その供給比率を調整して第一ＳｉＣ単結晶膜21表面に上記単結晶成膜用基板10よりドーパント濃度が高い第二ＳｉＣ単結晶膜22を成長させる第二成膜工程を有することを特徴とする。【選択図】図２
Description
本発明は、炭化珪素単結晶成膜用基板と該炭化珪素単結晶成膜用基板の表面にエピタキシャル成長させた炭化珪素単結晶膜とで構成される炭化珪素単結晶基板の製造方法に係り、特に、炭化珪素単結晶基板の反りが抑制される製造方法の改良に関するものである。
炭化珪素（以下、ＳｉＣと略称する）は、珪素（以下、Ｓｉと略称する）と炭素で構成される化合物半導体材料であり、絶縁破壊電界強度がＳｉの１０倍、バンドギャップがＳｉの３倍と優れているだけでなく、デバイス作製に必要なｐ型、ｎ型の制御が広い範囲で可能であることから、Ｓｉの限界を超えるパワーデバイス用材料として期待されている。
しかし、ＳｉＣ半導体は、広く普及するＳｉ半導体に較べて大面積のＳｉＣ単結晶基板を得ることが難しく、製造工程も複雑である。これ等の理由から、ＳｉＣ半導体は、Ｓｉ半導体と比較して大量生産が難しく、高価であった。ＳｉＣ半導体のコストが高額であることが、ＳｉＣ半導体の普及を妨げる一因となっていた。
そこで、ＳｉＣ半導体のコストを下げるため、様々な工夫がなされている。例えば、特許文献１には、ＳｉＣ単結晶基板とＳｉＣ多結晶基板を貼り合わせたＳｉＣ基板の製造方法が開示されている。すなわち、少なくとも、マイクロパイプの密度が３０個／ｃｍ2以下のＳｉＣ単結晶基板とＳｉＣ多結晶基板を貼り合わせ、その後、上記ＳｉＣ単結晶基板を薄膜化することで、ＳｉＣ半導体に供されるＳｉＣ基板の製造方法が記載されている。因みに、ＳｉＣ半導体のデバイス活性層は上記ＳｉＣ単結晶基板が機能し、下部の機械的支持部、放熱部分はＳｉＣ多結晶基板がその役割を受け持つ構造となり、ＳｉＣ基板全体を単結晶のＳｉＣで構成した基板と同等に扱うことが可能となる。
更に、特許文献１には、ＳｉＣ単結晶基板とＳｉＣ多結晶基板を貼り合わせる前にＳｉＣ単結晶基板に水素イオン注入層を形成し、水素イオン注入層が形成されたＳｉＣ単結晶基板とＳｉＣ多結晶基板を貼り合わせた後、３５０℃以下の温度で熱処理を行うことで、上記水素イオン注入層をＳｉＣ単結晶基板の剥離面にしてＳｉＣ単結晶基板を薄膜化する方法も記載されている。
そして、特許文献１に記載された方法により、１つのＳｉＣ単結晶インゴットからＳｉＣ半導体に供されるより多くのＳｉＣ基板が得られるようになった。
ところで、特許文献１の方法で製造される貼り合わせ基板には、ＳｉＣ単結晶とＳｉＣ多結晶が使用される。また、貼り合わせ基板用のＳｉＣ単結晶は、昇華法や、昇華法基板（昇華法で製造したＳｉＣ単結晶の成膜用基板）に化学的気相成長法（ＣＶＤ法）によりエピタキシャル成長させて製造することができるが、エピタキシャル成長させたＳｉＣ単結晶の方が、ＳｉＣデバイスを作製した場合にデバイスにおけるキラー欠陥となる基底面転移（ＢＰＤ：Basal Plane Dislocation）が少ないことから、昇華法で得られたＳｉＣ単結晶より品質的に優れていると考えられている。
しかし、エピタキシャル成長させたＳｉＣ単結晶を得るには、該ＳｉＣ単結晶を昇華法基板に厚く成膜する必要があり、ＳｉＣ単結晶を厚く成膜すると、得られたＳｉＣ単結晶基板（昇華法基板と該昇華法基板の表面にエピタキシャル成長させたＳｉＣ単結晶とで構成される）が反ってしまうことがある。そして、ＳｉＣ単結晶基板に反りが生じると、例えば、ＳｉＣ多結晶基板と貼り合わせるためにＳｉＣ単結晶基板を搬送するような場合、吸盤等を用いてＳｉＣ単結晶基板を真空吸着することが困難となり、ＳｉＣ単結晶基板の搬送ができなくなる等の不具合を生じ、ＳｉＣ基板（ＳｉＣ多結晶基板とＳｉＣ単結晶基板とで構成される）の製造歩留まりを低下させてしまう問題を有していた。
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、ＳｉＣ単結晶成膜用基板（上記昇華法基板、すなわち、昇華法で製造したＳｉＣ単結晶の成膜用基板）にＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させて得られるＳｉＣ単結晶基板において、ＳｉＣ単結晶基板の反りの発生を抑制できるＳｉＣ単結晶基板の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明者が鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明に係る第１の発明は、
ドーパントを有する炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、化学的気相成長法により炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させて、上記炭化珪素単結晶成膜用基板と炭化珪素単結晶膜とで構成される炭化珪素単結晶基板を製造する方法において、
上記炭化珪素単結晶成膜用基板が配置された成膜室内に原料ガスおよびドーパントガスを含む混合ガスを供給し、該混合ガスの供給比率を調整して上記炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、該炭化珪素単結晶成膜用基板のドーパント濃度よりもドーパント濃度が低い第一炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させる第一成膜工程と、
上記成膜室内に原料ガスおよびドーパントガスを含む混合ガスを供給し、該混合ガスの供給比率を調整して上記第一炭化珪素単結晶膜の表面に、上記炭化珪素単結晶成膜用基板のドーパント濃度よりもドーパント濃度が高い第二炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させる第二成膜工程、
を有することを特徴とし、
本発明に係る第２の発明は、
ドーパントを有する炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、化学的気相成長法により炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させて、上記炭化珪素単結晶成膜用基板と炭化珪素単結晶膜とで構成される炭化珪素単結晶基板を製造する方法において、
上記炭化珪素単結晶成膜用基板が配置された成膜室内に原料ガスおよびドーパントガスを含む混合ガスを供給し、該混合ガスの供給比率を調整して上記炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、該炭化珪素単結晶成膜用基板のドーパント濃度よりもドーパント濃度が高い第一炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させる第一成膜工程と、
上記成膜室内に原料ガスおよびドーパントガスを含む混合ガスを供給し、該混合ガスの供給比率を調整して上記第一炭化珪素単結晶膜の表面に、上記炭化珪素単結晶成膜用基板のドーパント濃度よりもドーパント濃度が低い第二炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させる第二成膜工程、
を有することを特徴とする。
ドーパントを有する炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、化学的気相成長法により炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させて、上記炭化珪素単結晶成膜用基板と炭化珪素単結晶膜とで構成される炭化珪素単結晶基板を製造する方法において、
上記炭化珪素単結晶成膜用基板が配置された成膜室内に原料ガスおよびドーパントガスを含む混合ガスを供給し、該混合ガスの供給比率を調整して上記炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、該炭化珪素単結晶成膜用基板のドーパント濃度よりもドーパント濃度が低い第一炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させる第一成膜工程と、
上記成膜室内に原料ガスおよびドーパントガスを含む混合ガスを供給し、該混合ガスの供給比率を調整して上記第一炭化珪素単結晶膜の表面に、上記炭化珪素単結晶成膜用基板のドーパント濃度よりもドーパント濃度が高い第二炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させる第二成膜工程、
を有することを特徴とし、
本発明に係る第２の発明は、
ドーパントを有する炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、化学的気相成長法により炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させて、上記炭化珪素単結晶成膜用基板と炭化珪素単結晶膜とで構成される炭化珪素単結晶基板を製造する方法において、
上記炭化珪素単結晶成膜用基板が配置された成膜室内に原料ガスおよびドーパントガスを含む混合ガスを供給し、該混合ガスの供給比率を調整して上記炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、該炭化珪素単結晶成膜用基板のドーパント濃度よりもドーパント濃度が高い第一炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させる第一成膜工程と、
上記成膜室内に原料ガスおよびドーパントガスを含む混合ガスを供給し、該混合ガスの供給比率を調整して上記第一炭化珪素単結晶膜の表面に、上記炭化珪素単結晶成膜用基板のドーパント濃度よりもドーパント濃度が低い第二炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させる第二成膜工程、
を有することを特徴とする。
次に、本発明に係る第３の発明は、
第１の発明または第２の発明に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法において、
第一成膜工程および第二成膜工程において、上記混合ガスの供給量、上記成膜室内の圧力、成膜温度の内の少なくとも一つを調整して、第一炭化珪素単結晶膜および第二炭化珪素単結晶膜のドーパント濃度を調整することを特徴とし、
第４の発明は、
第１の発明または第２の発明に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法において、
第一成膜工程および第二成膜工程において、上記炭化珪素単結晶成膜用基板を回転させながら第一炭化珪素単結晶膜および第二炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させると共に、上記炭化珪素単結晶成膜用基板の回転数を調整して、第一炭化珪素単結晶膜および第二炭化珪素単結晶膜のドーパント濃度を調整することを特徴とし、
第５の発明は、
第１の発明〜第４の発明のいずれかに記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法において、
上記ドーパントガスが、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、窒素、リン、バナジウムから選ばれる１種類または２種類以上であることを特徴とし、
また、第６の発明は、
第１の発明〜第５の発明のいずれかに記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法において、
第一成膜工程および第二成膜工程における成膜温度が１２００℃〜１７００℃であることを特徴とする。
第１の発明または第２の発明に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法において、
第一成膜工程および第二成膜工程において、上記混合ガスの供給量、上記成膜室内の圧力、成膜温度の内の少なくとも一つを調整して、第一炭化珪素単結晶膜および第二炭化珪素単結晶膜のドーパント濃度を調整することを特徴とし、
第４の発明は、
第１の発明または第２の発明に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法において、
第一成膜工程および第二成膜工程において、上記炭化珪素単結晶成膜用基板を回転させながら第一炭化珪素単結晶膜および第二炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させると共に、上記炭化珪素単結晶成膜用基板の回転数を調整して、第一炭化珪素単結晶膜および第二炭化珪素単結晶膜のドーパント濃度を調整することを特徴とし、
第５の発明は、
第１の発明〜第４の発明のいずれかに記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法において、
上記ドーパントガスが、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、窒素、リン、バナジウムから選ばれる１種類または２種類以上であることを特徴とし、
また、第６の発明は、
第１の発明〜第５の発明のいずれかに記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法において、
第一成膜工程および第二成膜工程における成膜温度が１２００℃〜１７００℃であることを特徴とする。
第１の発明に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法によれば、
第一成膜工程において、炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、該単結晶成膜用基板よりドーパント濃度が低い第一炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させ、
第二成膜工程において、第一炭化珪素単結晶膜の表面に、上記炭化珪素単結晶成膜用基板よりドーパント濃度が高い第二炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させているため、
炭化珪素単結晶成膜用基板と炭化珪素単結晶膜（第一炭化珪素単結晶膜と第二炭化珪素単結晶膜とで構成される）間に作用する応力が低減して炭化珪素単結晶基板の反りの発生を抑制することが可能となる。
第一成膜工程において、炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、該単結晶成膜用基板よりドーパント濃度が低い第一炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させ、
第二成膜工程において、第一炭化珪素単結晶膜の表面に、上記炭化珪素単結晶成膜用基板よりドーパント濃度が高い第二炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させているため、
炭化珪素単結晶成膜用基板と炭化珪素単結晶膜（第一炭化珪素単結晶膜と第二炭化珪素単結晶膜とで構成される）間に作用する応力が低減して炭化珪素単結晶基板の反りの発生を抑制することが可能となる。
また、第２の発明に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法によれば、
第一成膜工程において、炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、該単結晶成膜用基板よりドーパント濃度が高い第一炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させ、
第二成膜工程において、第一炭化珪素単結晶膜の表面に、上記炭化珪素単結晶成膜用基板よりドーパント濃度が低い第二炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させているため、
炭化珪素単結晶成膜用基板と炭化珪素単結晶膜（第一炭化珪素単結晶膜と第二炭化珪素単結晶膜とで構成される）間に作用する応力が低減して炭化珪素単結晶基板の反りの発生を抑制することが可能となる。
第一成膜工程において、炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、該単結晶成膜用基板よりドーパント濃度が高い第一炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させ、
第二成膜工程において、第一炭化珪素単結晶膜の表面に、上記炭化珪素単結晶成膜用基板よりドーパント濃度が低い第二炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させているため、
炭化珪素単結晶成膜用基板と炭化珪素単結晶膜（第一炭化珪素単結晶膜と第二炭化珪素単結晶膜とで構成される）間に作用する応力が低減して炭化珪素単結晶基板の反りの発生を抑制することが可能となる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
（１）成膜装置
図１は、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）によりＳｉＣ単結晶膜を成膜する成膜装置の一例を示す構成説明図であるが、下記説明は成膜手順の一例であり、問題のない範囲で、成膜装置の構成や、温度、圧力、ガス雰囲気等の各条件や、手順等を変更してもよい。
図１は、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）によりＳｉＣ単結晶膜を成膜する成膜装置の一例を示す構成説明図であるが、下記説明は成膜手順の一例であり、問題のない範囲で、成膜装置の構成や、温度、圧力、ガス雰囲気等の各条件や、手順等を変更してもよい。
この成膜装置１００は、装置の外装となる筐体１０１と、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０にＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜２１と第二ＳｉＣ単結晶膜２２とで構成される）２０を成膜させる成膜室１０２と、成膜室１０２より排出された原料ガスおよびドーパントガスやキャリアガスを後述のガス排出口１０４へ導入する排出ガス導入室１０５と、排出ガス導入室１０５を覆うボックス１０６と、ボックス１０６の外部より成膜室１０２内を加温するカーボン製のヒーター１０７と、成膜室１０２の上部に設けられ、成膜室１０２に原料ガスおよびドーパントガスやキャリアガスを導入するガス導入口１０３と、原料ガス等を成膜装置外に排出するガス排出口１０４と、後述のサセプタ９０を回転可能に支持する支柱１０８と、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０を載置するサセプタ９０を有する。
支柱１０８は、サセプタ９０を保持する保持機構（図示せず）と、成膜のときにサセプタ９０を回転させる回転機構（図示せず）とを有する。また、サセプタ９０は、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０が載置される平板状の載置部９１と、載置部９１の外周縁から立設した壁部９２とを有する。サセプタ９０が壁部９２を有することにより、サセプタ９０が回転したときにＳｉＣ単結晶成膜用基板１０が遠心力により外部へ飛び出ようとしても抑制することができる。
まず、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０を図１に示すようにサセプタ９０の載置部９１に載置し、減圧状態にして、Ａｒ等の不活性ガス雰囲気下で、成膜の反応温度までヒーター１０７によりＳｉＣ単結晶成膜用基板１０を加熱する。予め設定した成膜の反応温度（１２００℃〜１７００℃程度）まで達した後、不活性ガスの供給を止め、成膜室１０２内を数ｋＰａ〜数百ｋＰａ程度として、成膜室１０２内にＳｉＣ単結晶膜２０の成分を含む原料ガスおよびドーパントガスやキャリアガス等の混合ガスを供給する。このとき、サセプタ９０を図１の矢印Ａ方向に回転させながらＳｉＣ単結晶成膜用基板１０の表面に第一ＳｉＣ単結晶膜２１を成膜させ、次いで、第一ＳｉＣ単結晶膜２１の表面に第二ＳｉＣ単結晶膜２２を成膜させる。尚、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０の回転数は、４インチφサイズや６インチφサイズのＳｉＣ単結晶成膜用基板１０を用いる場合、０ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍ程度とすることができる。
そして、第一ＳｉＣ単結晶膜２１および第二ＳｉＣ単結晶膜２２の各成膜工程において、上記混合ガスの供給比率を調整することで第一ＳｉＣ単結晶膜２１および第二ＳｉＣ単結晶膜２２のドーパント濃度（ドーパント含有量）を調節することができる。尚、混合ガスの供給比率については、ドーパントガスの比率が高くなるほど成膜した第一ＳｉＣ単結晶膜２１および第二ＳｉＣ単結晶膜２２のドーパント濃度が高くなる傾向にある。
また、混合ガスの供給量、成膜室１０２内の圧力、成膜温度、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０の回転数は、ＳｉＣ単結晶膜２０の成膜速度に影響する。このため、混合ガスの供給量、成膜室１０２内の圧力（例えば、数ｋＰａ〜数百ｋＰａ程度）、成膜温度（例えば、１２００℃〜１７００℃）、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０の回転数の内の少なくとも一つを調整することで、第一ＳｉＣ単結晶膜２１および第二ＳｉＣ単結晶膜２２のドーパント濃度（ドーパント含有量）を調節することも可能となる。
（２）ＳｉＣ単結晶成膜用基板
図２（Ａ）に示すＳｉＣ単結晶成膜用基板１０としては、例えば、昇華法等で製造したＳｉＣのバルク単結晶から加工して得た４Ｈ−ＳｉＣ単結晶ウエハを用いることができる。また、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０の形状としては、例えば円形の平行平板状とすることができる。また、厚さ５μｍ〜１００μｍ程度のＳｉＣ単結晶膜（上記第一ＳｉＣ単結晶膜２１と第二ＳｉＣ単結晶膜２２とで構成される）２０を成膜させる場合、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０の厚さは２５０μｍ〜７５０μｍ程度とすることができる。
図２（Ａ）に示すＳｉＣ単結晶成膜用基板１０としては、例えば、昇華法等で製造したＳｉＣのバルク単結晶から加工して得た４Ｈ−ＳｉＣ単結晶ウエハを用いることができる。また、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０の形状としては、例えば円形の平行平板状とすることができる。また、厚さ５μｍ〜１００μｍ程度のＳｉＣ単結晶膜（上記第一ＳｉＣ単結晶膜２１と第二ＳｉＣ単結晶膜２２とで構成される）２０を成膜させる場合、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０の厚さは２５０μｍ〜７５０μｍ程度とすることができる。
また、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０のドーパント濃度（ドーパント含有量）は特に限定されず、所望とする電気抵抗値等から適宜設定することができる。ドーパントガスが窒素の場合、ドーパント濃度（ドーパント含有量）が６×１０18ｃｍ-3〜１０×１０18ｃｍ-3程度のＳｉＣ単結晶成膜用基板１０を用いることができる。
（３）原料ガス、キャリアガス、パージガス、および、ドーパントガス
原料ガスとしては、ＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜２１と第二ＳｉＣ単結晶膜２２とで構成される）２０を成膜させることができれば、特に限定されず、一般的にＳｉＣ単結晶膜の成膜に使用されるＳｉ系原料ガス、Ｃ系原料ガスを用いることができる。
原料ガスとしては、ＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜２１と第二ＳｉＣ単結晶膜２２とで構成される）２０を成膜させることができれば、特に限定されず、一般的にＳｉＣ単結晶膜の成膜に使用されるＳｉ系原料ガス、Ｃ系原料ガスを用いることができる。
例えば、ケイ素（Ｓｉ）系原料ガスとしては、シラン（ＳｉＨ4）を用いることができるほか、モノクロロシラン（ＳｉＨ3Ｃｌ）、ジクロロシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ4）等のエッチング作用があるＣｌを含む塩素系Ｓｉ原料含有ガス（クロライド系原料）を用いることができる。また、上記シランガスを用いる場合、ＨＣｌを併せて供給してもよい。
炭素（Ｃ）系原料ガスとしては、例えば、メタン（ＣＨ4）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）、アセチレン（Ｃ2Ｈ2）等の炭化水素を用いることができる。上記のほか、トリクロロメチルシラン（ＣＨ3Ｃｌ3Ｓｉ）、トリクロロフェニルシラン（Ｃ6Ｈ5Ｃｌ3Ｓｉ）、ジクロロメチルシラン（ＣＨ4Ｃｌ2Ｓｉ）、ジクロロジメチルシラン［（ＣＨ3）2ＳｉＣｌ2］、クロロトリメチルシラン［（ＣＨ3）3ＳｉＣｌ］等のＳｉとＣとを両方含むガスも、原料ガスとして用いることができる。
キャリアガスとしては、成膜を阻害することなく、原料ガスを基板へ展開することができれば、一般的に使用されるキャリアガスを用いることができる。例えば、熱伝導率に優れ、ＳｉＣに対してエッチング作用がある水素（Ｈ2）を用いることができる。
また、第３のガスとしてパージガスを供給してもよい。パージガスは、ＳｉやＣを含まないガスであり、Ｈ2を含むエッチング作用があるガスの他、Ａｒ，Ｈｅ等の不活性ガス（希ガス）を用いることもできる。
また、ＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜２１と第二ＳｉＣ単結晶膜２２とで構成される）２０の導電型を制御するため、不純物ドーピングガスを同時に供給する。例えば、導電型をｎ型とする場合にはＮ2、ｐ型とする場合にはＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を用いることができる。
ドーパントガスとしては、窒素、アルミニウムに限定されず、例えば、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、窒素、リン、バナジウムから選ばれる１種類または２種類以上を含むガスとすることができる。
また、ドーパントガスがホウ素（Ｂ）の場合には、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、ドーパントガスがガリウム（Ｇａ）の場合には、トリメチルガリウム(ＴＭＡＬ)、トリエチルガリウム(ＴＥＧａ)、ドーパントガスがリンの場合には、ホスフィン（ＰＨ3）、ドーパントガスがバナジウムの場合には、バナジウムテトラクロライド（ＶＣｌ4）を用いることができる。ドーパントガスが窒素の場合には、ドーパントガスとして、窒素ガスの他にアンモニア（ＮＨ3）を用いることができる。
上記混合ガスの供給比率は、ドーパントガスのドーパント濃度（ドーパント含有量）を調節するため、例えば、Ｓｉ系ガスとしてシラン（ＳｉＨ4）ガス、炭素系ガスとしてプロパン（Ｃ3Ｈ8）ガス、水素（Ｈ2）ガス、塩素系ガスとして塩化水素（ＨＣｌ）ガス、ドーパントガスとして窒素（Ｎ2）ガスを含む混合ガスを供給する場合、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：０．００１〜０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：１．０２とすることができる。
また、混合ガスの供給量は、成膜室１０２内に供給するガスの合計で１ｓｌｍ〜５００ｓｌｍ程度とすることができる。ガス流量の単位「ｓｌｍ」は、standard liter/min、すなわち、標準状態（０℃、１気圧）に換算した１分間当たりの流量（Ｌ）を示す。
（４）ＳｉＣ単結晶基板
第一成膜工程において、図２（Ａ）に示すドーパントを有するＳｉＣ単結晶成膜用基板１０の表面に、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０のドーパント濃度よりもドーパント濃度が低い図２（Ｂ）に示す第一ＳｉＣ単結晶膜２１をエピタキシャル成長させ、かつ、第二成膜工程において、第一ＳｉＣ単結晶膜２１の表面に、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０のドーパント濃度よりもドーパント濃度が高い第二ＳｉＣ単結晶膜２２をエピタキシャル成長させた後、外周部分を研削加工等で直径寸法を調整することにより、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０より第二ＳｉＣ単結晶膜２２のドープ濃度が高い図２（Ｃ）に示すＳｉＣ単結晶基板２００を製造することができ、あるいは、第一成膜工程において、図２（Ａ）に示すドーパントを有するＳｉＣ単結晶成膜用基板１０の表面に、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０のドーパント濃度よりもドーパント濃度が高い図２（Ｂ）に示す第一ＳｉＣ単結晶膜２１をエピタキシャル成長させ、かつ、第二成膜工程において、第一ＳｉＣ単結晶膜２１の表面に、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０のドーパント濃度よりもドーパント濃度が低い第二ＳｉＣ単結晶膜２２をエピタキシャル成長させた後、外周部分を研削加工等で直径寸法を調整することにより、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０より第二ＳｉＣ単結晶膜２２のドープ濃度が低い図２（Ｃ）に示すＳｉＣ単結晶基板２００を製造することができる。
第一成膜工程において、図２（Ａ）に示すドーパントを有するＳｉＣ単結晶成膜用基板１０の表面に、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０のドーパント濃度よりもドーパント濃度が低い図２（Ｂ）に示す第一ＳｉＣ単結晶膜２１をエピタキシャル成長させ、かつ、第二成膜工程において、第一ＳｉＣ単結晶膜２１の表面に、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０のドーパント濃度よりもドーパント濃度が高い第二ＳｉＣ単結晶膜２２をエピタキシャル成長させた後、外周部分を研削加工等で直径寸法を調整することにより、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０より第二ＳｉＣ単結晶膜２２のドープ濃度が高い図２（Ｃ）に示すＳｉＣ単結晶基板２００を製造することができ、あるいは、第一成膜工程において、図２（Ａ）に示すドーパントを有するＳｉＣ単結晶成膜用基板１０の表面に、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０のドーパント濃度よりもドーパント濃度が高い図２（Ｂ）に示す第一ＳｉＣ単結晶膜２１をエピタキシャル成長させ、かつ、第二成膜工程において、第一ＳｉＣ単結晶膜２１の表面に、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０のドーパント濃度よりもドーパント濃度が低い第二ＳｉＣ単結晶膜２２をエピタキシャル成長させた後、外周部分を研削加工等で直径寸法を調整することにより、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０より第二ＳｉＣ単結晶膜２２のドープ濃度が低い図２（Ｃ）に示すＳｉＣ単結晶基板２００を製造することができる。
（５）その他の工程
本実施形態に係るＳｉＣ単結晶基板の製造方法は、以下の工程を含むことができる。例えば、成膜室１０２のサセプタ９０に配置されたＳｉＣ単結晶成膜用基板１０を加熱する工程、化学的気相成長前のＳｉＣ単結晶成膜用基板１０に、成膜を阻害するような何らかの反応が生じないようＳｉＣ単結晶成膜用基板１０が配置され成膜室１０２内を不活性雰囲気下とするべくアルゴン等の不活性ガスを流通させる工程等が挙げられる。
本実施形態に係るＳｉＣ単結晶基板の製造方法は、以下の工程を含むことができる。例えば、成膜室１０２のサセプタ９０に配置されたＳｉＣ単結晶成膜用基板１０を加熱する工程、化学的気相成長前のＳｉＣ単結晶成膜用基板１０に、成膜を阻害するような何らかの反応が生じないようＳｉＣ単結晶成膜用基板１０が配置され成膜室１０２内を不活性雰囲気下とするべくアルゴン等の不活性ガスを流通させる工程等が挙げられる。
また、ＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜２１と第二ＳｉＣ単結晶膜２２）２０が成膜されたＳｉＣ単結晶成膜用基板１０には、図２（Ｂ）に示すように、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０の成膜対象面１０ａ（図１参照）だけではなく、ＳｉＣ単結晶成膜用基板１０の側面に沿って、ＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜２１と第二ＳｉＣ単結晶膜２２）２０が成膜されていることがある。このため、第二成膜工程後、上述したように外周部分を研削加工等で直径寸法を調整することが好ましい。更に、図２（Ｃ）に示すＳｉＣ単結晶基板２００の厚さについて所望の大きさにするため、必要に応じて、研削加工や研磨加工を行ってもよい。
（６）本発明に係るＳｉＣ単結晶基板の製造方法と従来法との比較
（6-1）従来のＳｉＣ単結晶基板の製造方法（従来法）
（6-1-1）化学的気相成長法（ＣＶＤ法）により昇華法基板（昇華法で製造したＳｉＣ単結晶の成膜用基板）にＳｉＣ単結晶をエピタキシャル成長させてＳｉＣ単結晶基板を製造する従来法においては、得られたＳｉＣ単結晶基板が反ってしまうことがあり、ＳｉＣ多結晶基板と貼り合わせてＳｉＣ基板（ＳｉＣ多結晶基板とＳｉＣ単結晶基板とで構成される）を製造する場合に真空吸着することができず、Ｓｉ単結晶基板を搬送することができない等の不具合が発生してＳｉＣ基板の製造歩留まりを低下させる問題が存在した。
（6-1）従来のＳｉＣ単結晶基板の製造方法（従来法）
（6-1-1）化学的気相成長法（ＣＶＤ法）により昇華法基板（昇華法で製造したＳｉＣ単結晶の成膜用基板）にＳｉＣ単結晶をエピタキシャル成長させてＳｉＣ単結晶基板を製造する従来法においては、得られたＳｉＣ単結晶基板が反ってしまうことがあり、ＳｉＣ多結晶基板と貼り合わせてＳｉＣ基板（ＳｉＣ多結晶基板とＳｉＣ単結晶基板とで構成される）を製造する場合に真空吸着することができず、Ｓｉ単結晶基板を搬送することができない等の不具合が発生してＳｉＣ基板の製造歩留まりを低下させる問題が存在した。
（6-1-2）上記ＳｉＣ単結晶基板の反りは、ＳｉＣ単結晶成膜用基板（昇華法基板）と成膜したＳｉＣ単結晶膜との間に応力差がある場合に発生し、この応力差は、大部分がＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜におけるドーパント含有量（ドーパント濃度、ドープ量）の差が一因であると考えられる。
（6-1-3）ここで、ＳｉＣの結晶構造において、ドーパントは、Ｃ（炭素）サイトに置換して固溶し、ドーパントが窒素の場合、窒素は炭素よりも共有結合半径が小さいため、ドープ量（ドーパントの含有量）が多くなるほど格子定数は小さくなる。
そして、ＳｉＣ単結晶成膜用基板のドープ量に較べてＳｉＣ単結晶膜のドープ量が多い場合、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の格子定数よりＳｉＣ単結晶膜の格子定数が小さくなるため、ＳｉＣ単結晶基板は、ＳｉＣ単結晶膜を内側にして凹状の反りが発生する。
一方、ＳｉＣ単結晶成膜用基板のドープ量に較べてＳｉＣ単結晶膜のドープ量が少ない場合、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の格子定数よりＳｉＣ単結晶膜の格子定数が大きくなるため、ＳｉＣ単結晶基板は、ＳｉＣ単結晶膜を外側にして凸状の反りが発生する。
尚、Ｃサイトに置換するドーパントの共有結合半径が炭素より大きい［例えば、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）等］場合、ドープ量（ドーパントの含有量）が多くなるほど格子定数は大きくなるため、ＳｉＣ単結晶基板の反りは上述した向きとは逆になる。
（6-2）本発明に係るＳｉＣ単結晶基板の製造方法
（6-2-1）本発明方法は、ＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度に対し、第一成膜工程で成膜する第一ＳｉＣ単結晶膜と第二成膜工程で成膜する第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度を調整してＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜とで構成される）間に作用する応力を低減させ、ＳｉＣ単結晶基板の反りの発生を抑制するものである。尚、ＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度は、上述したように所望とする電気抵抗値等から適宜設定されている。
（6-2-1）本発明方法は、ＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度に対し、第一成膜工程で成膜する第一ＳｉＣ単結晶膜と第二成膜工程で成膜する第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度を調整してＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜とで構成される）間に作用する応力を低減させ、ＳｉＣ単結晶基板の反りの発生を抑制するものである。尚、ＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度は、上述したように所望とする電気抵抗値等から適宜設定されている。
（6-2-2）ＳｉＣ単結晶成膜用基板より第二ＳｉＣ単結晶膜のドープ濃度を高くする場合
請求項１に係るＳｉＣ単結晶基板の製造方法は、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面に、該ＳｉＣ単結晶成膜用基板よりもドーパント濃度が低い第一ＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させる第一成膜工程と、該第一ＳｉＣ単結晶膜の表面に、上記ＳｉＣ単結晶成膜用基板よりもドーパント濃度が高い第二ＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させる第二成膜工程を有することを特徴としている。
請求項１に係るＳｉＣ単結晶基板の製造方法は、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面に、該ＳｉＣ単結晶成膜用基板よりもドーパント濃度が低い第一ＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させる第一成膜工程と、該第一ＳｉＣ単結晶膜の表面に、上記ＳｉＣ単結晶成膜用基板よりもドーパント濃度が高い第二ＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させる第二成膜工程を有することを特徴としている。
そして、ドーパントが、炭素より共有結合半径が小さい窒素の場合、
第一成膜工程でＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面に成膜される第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度より低く、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の格子定数より第一ＳｉＣ単結晶膜の格子定数が大きくなるため、格子定数が大きい第一ＳｉＣ単結晶膜を外側にしてＳｉＣ単結晶成膜用基板を凸状に反らせる応力がＳｉＣ単結晶成膜用基板と第一ＳｉＣ単結晶膜との間に作用する。
第一成膜工程でＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面に成膜される第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度より低く、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の格子定数より第一ＳｉＣ単結晶膜の格子定数が大きくなるため、格子定数が大きい第一ＳｉＣ単結晶膜を外側にしてＳｉＣ単結晶成膜用基板を凸状に反らせる応力がＳｉＣ単結晶成膜用基板と第一ＳｉＣ単結晶膜との間に作用する。
一方、第二成膜工程で第一ＳｉＣ単結晶膜の表面に成膜される第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度はＳｉＣ単結晶成膜用基板と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度より高く、ＳｉＣ単結晶成膜用基板と第一ＳｉＣ単結晶膜の各格子定数より第二ＳｉＣ単結晶膜の格子定数が小さくなるため、格子定数が小さい第二ＳｉＣ単結晶膜を内側にしてＳｉＣ単結晶成膜用基板を凹状に反らせる応力が第一ＳｉＣ単結晶膜を介しＳｉＣ単結晶成膜用基板と第二ＳｉＣ単結晶膜との間に作用する。
そして、ＳｉＣ単結晶成膜用基板と第一ＳｉＣ単結晶膜との間に作用しかつ第一ＳｉＣ単結晶膜を外側にしてＳｉＣ単結晶成膜用基板を凸状に反らせる応力と、第一ＳｉＣ単結晶膜を介しＳｉＣ単結晶成膜用基板と第二ＳｉＣ単結晶膜との間に作用しかつ第二ＳｉＣ単結晶膜を内側にしてＳｉＣ単結晶成膜用基板を凹状に反らせる応力が打ち消し合うため、ＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜）とで構成されるＳｉＣ単結晶基板の反りの発生を抑制することが可能となる。
（6-2-3）ＳｉＣ単結晶成膜用基板より第二ＳｉＣ単結晶膜のドープ濃度を低くする場合
請求項２に係るＳｉＣ単結晶基板の製造方法は、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面に、該ＳｉＣ単結晶成膜用基板よりもドーパント濃度が高い第一ＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させる第一成膜工程と、該第一ＳｉＣ単結晶膜の表面に、上記ＳｉＣ単結晶成膜用基板よりもドーパント濃度が低い第二ＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させる第二成膜工程を有することを特徴としている。
請求項２に係るＳｉＣ単結晶基板の製造方法は、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面に、該ＳｉＣ単結晶成膜用基板よりもドーパント濃度が高い第一ＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させる第一成膜工程と、該第一ＳｉＣ単結晶膜の表面に、上記ＳｉＣ単結晶成膜用基板よりもドーパント濃度が低い第二ＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させる第二成膜工程を有することを特徴としている。
そして、ドーパントが、炭素より共有結合半径が小さい窒素の場合、
第一成膜工程でＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面に成膜される第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度より高く、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の格子定数より第一ＳｉＣ単結晶膜の格子定数が小さくなるため、格子定数が小さい第一ＳｉＣ単結晶膜を内側にしてＳｉＣ単結晶成膜用基板を凹状に反らせる応力がＳｉＣ単結晶成膜用基板と第一ＳｉＣ単結晶膜との間に作用する。
第一成膜工程でＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面に成膜される第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度より高く、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の格子定数より第一ＳｉＣ単結晶膜の格子定数が小さくなるため、格子定数が小さい第一ＳｉＣ単結晶膜を内側にしてＳｉＣ単結晶成膜用基板を凹状に反らせる応力がＳｉＣ単結晶成膜用基板と第一ＳｉＣ単結晶膜との間に作用する。
一方、第二成膜工程で第一ＳｉＣ単結晶膜の表面に成膜される第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度はＳｉＣ単結晶成膜用基板と第一ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度より低く、ＳｉＣ単結晶成膜用基板と第一ＳｉＣ単結晶膜の各格子定数より第二ＳｉＣ単結晶膜の格子定数が大きくなるため、格子定数が大きい第二ＳｉＣ単結晶膜を外側にしてＳｉＣ単結晶成膜用基板を凸状に反らせる応力が第一ＳｉＣ単結晶膜を介しＳｉＣ単結晶成膜用基板と第二ＳｉＣ単結晶膜との間に作用する。
そして、ＳｉＣ単結晶成膜用基板と第一ＳｉＣ単結晶膜との間に作用しかつ第一ＳｉＣ単結晶膜を内側にしてＳｉＣ単結晶成膜用基板を凹状に反らせる応力と、第一ＳｉＣ単結晶膜を介しＳｉＣ単結晶成膜用基板と第二ＳｉＣ単結晶膜との間に作用しかつ第二ＳｉＣ単結晶膜を外側にしてＳｉＣ単結晶成膜用基板を凸状に反らせる応力が打ち消し合うため、ＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜）とで構成されるＳｉＣ単結晶基板の反りの発生を抑制することが可能となる。
以下、本発明の実施例について比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明は、これ等の実施例によって限定されるものではない。また、本実施例においては、上述した成膜装置１００を用いてＳｉＣ単結晶基板を製造した。
［実施例１］
ドーパントガスとして窒素を用いた。また、ＳｉＣ単結晶をエピタキシャル成長させるためのＳｉＣ単結晶成膜用基板には、昇華法で作製した６インチφサイズ、３５０μｍ厚、単位体積当たりのドーパント（窒素）濃度が６×１０18ｃｍ-3であるｎ型の４Ｈ−ＳｉＣ単結晶ウエハを用いた。
ドーパントガスとして窒素を用いた。また、ＳｉＣ単結晶をエピタキシャル成長させるためのＳｉＣ単結晶成膜用基板には、昇華法で作製した６インチφサイズ、３５０μｍ厚、単位体積当たりのドーパント（窒素）濃度が６×１０18ｃｍ-3であるｎ型の４Ｈ−ＳｉＣ単結晶ウエハを用いた。
まず、成膜装置１００における成膜室１０２内を排気ポンプにより真空引きを行った後、Ａｒガスを供給しながら成膜室１０２内の温度を１６５０℃まで昇温させてＳｉＣ単結晶成膜用基板を加熱した。
１６５０℃まで昇温した後、Ａｒガスの供給を停止し、成膜室１０２内に第一成膜工程用の原料ガス等を供給した。原料ガスとしてＳｉ系ガスのシランガス（ＳｉＨ4）、炭素系ガスのプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）、パージガスとして水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、ドーパントガスとして窒素ガス（Ｎ2）を用いた。
また、混合ガスの供給比率は、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：０．００１とし、混合ガスの供給量は、合計で１８０ｓｌｍ、１２分間供給し、基板を６００ｒｐｍで回転させながら、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面（成膜対象面）に第一ＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させた。
次に、第一ＳｉＣ単結晶膜を成膜した後、成膜室１０２内に第二成膜工程用の原料ガス等を供給した。原料ガスとしてＳｉ系ガスのシランガス（ＳｉＨ4）、炭素系ガスのプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）、パージガスとして水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、ドーパントガスとして窒素ガス（Ｎ2）を用いた。
また、混合ガスの供給比率は、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：１．０２とし、混合ガスの供給量は、合計で１８０ｓｌｍ、６０分間供給し、基板を６００ｒｐｍで回転させながら、第一ＳｉＣ単結晶膜の表面に第二ＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させた。
尚、上記第一成膜工程および第二成膜工程における成膜室１０２内の圧力は２５ｋＰａであった。
そして、ＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜および第二ＳｉＣ単結晶膜）とで構成されるＳｉＣ単結晶基板を得た。
［ＳｉＣ単結晶基板の評価］
製造したＳｉＣ単結晶基板について、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各膜厚、および、ＳｉＣ単結晶基板の反り量を評価した。
製造したＳｉＣ単結晶基板について、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各膜厚、および、ＳｉＣ単結晶基板の反り量を評価した。
まず、エピタキシャル成長させた第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）を、二次イオン質量分析装置（以下、Ｄ−ＳＩＭＳと記載することがある）を用いて測定した結果、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は６×１０15ｃｍ-3、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は９×１０18ｃｍ-3であった。すなわち、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（６×１０15ｃｍ-3）はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度（６×１０18ｃｍ-3）より低く、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（９×１０18ｃｍ-3）はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度（６×１０18ｃｍ-3）より高く設定されていた。
また、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各膜厚を測定したところ、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面にエピタキシャル成長させた第一ＳｉＣ単結晶膜の平均膜厚は１０μｍ、第一ＳｉＣ単結晶膜の表面にエピタキシャル成長させた第二ＳｉＣ単結晶膜の平均膜厚は５０μｍであった。
更に、得られたＳｉＣ単結晶基板について、平坦度測定器を用い基板中央面の基準面からのズレの最大値と最小値の差を反り量として測定した結果、ＳｉＣ単結晶基板の反り量は５０μｍで、ＳｉＣ多結晶基板との貼り合わせの際に問題のないレベル（ＳｉＣ単結晶基板の反り量が±１００μｍ以内であれば問題を生じない。以下、同様）であった。
尚、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各膜厚、および、ＳｉＣ単結晶基板の反り量と評価について表１に示す。
［実施例２］
第一成膜工程用の原料ガスとしてＳｉ系ガスのシランガス（ＳｉＨ4）、炭素系ガスのプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）、パージガスとして水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、ドーパントガスとして窒素ガス（Ｎ2）を用い、混合ガスの供給比率を、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：０．００１とし、混合ガスの供給量を合計で１８０ｓｌｍ、３６分間供給したこと以外は実施例１と同様にして、ＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜および第二ＳｉＣ単結晶膜）とで構成されるＳｉＣ単結晶基板を製造した。
第一成膜工程用の原料ガスとしてＳｉ系ガスのシランガス（ＳｉＨ4）、炭素系ガスのプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）、パージガスとして水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、ドーパントガスとして窒素ガス（Ｎ2）を用い、混合ガスの供給比率を、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：０．００１とし、混合ガスの供給量を合計で１８０ｓｌｍ、３６分間供給したこと以外は実施例１と同様にして、ＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜および第二ＳｉＣ単結晶膜）とで構成されるＳｉＣ単結晶基板を製造した。
［ＳｉＣ単結晶基板の評価］
実施例１と同様、二次イオン質量分析装置（Ｄ−ＳＩＭＳ）を用いて第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）を測定した結果、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は６×１０15ｃｍ-3、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は９×１０18ｃｍ-3であった。
実施例１と同様、二次イオン質量分析装置（Ｄ−ＳＩＭＳ）を用いて第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）を測定した結果、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は６×１０15ｃｍ-3、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は９×１０18ｃｍ-3であった。
すなわち、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（６×１０15ｃｍ-3）はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度（６×１０18ｃｍ-3）より低く、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（９×１０18ｃｍ-3）はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度（６×１０18ｃｍ-3）より高く設定されていた。
また、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各膜厚を測定したところ、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面にエピタキシャル成長させた第一ＳｉＣ単結晶膜の平均膜厚は３０μｍ、第一ＳｉＣ単結晶膜の表面にエピタキシャル成長させた第二ＳｉＣ単結晶膜の平均膜厚は５０μｍであった。
更に、得られたＳｉＣ単結晶基板について、平坦度測定器を用い基板中央面の基準面からのズレの最大値と最小値の差を反り量として測定した結果、ＳｉＣ単結晶基板の反り量は３０μｍで、ＳｉＣ多結晶基板との貼り合わせの際に問題のないレベルであった。
実施例１と同様、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各膜厚、および、ＳｉＣ単結晶基板の反り量と評価について表１に示す。
［実施例３］
第二成膜工程用の原料ガスとしてＳｉ系ガスのシランガス（ＳｉＨ4）、炭素系ガスのプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）、パージガスとして水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、ドーパントガスとして窒素ガス（Ｎ2）を用い、混合ガスの供給比率を、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：１．０２とし、混合ガスの供給量を合計で１８０ｓｌｍ、１２０分間供給したこと以外は実施例１と同様にして、ＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜および第二ＳｉＣ単結晶膜）とで構成されるＳｉＣ単結晶基板を製造した。
第二成膜工程用の原料ガスとしてＳｉ系ガスのシランガス（ＳｉＨ4）、炭素系ガスのプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）、パージガスとして水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、ドーパントガスとして窒素ガス（Ｎ2）を用い、混合ガスの供給比率を、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：１．０２とし、混合ガスの供給量を合計で１８０ｓｌｍ、１２０分間供給したこと以外は実施例１と同様にして、ＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜および第二ＳｉＣ単結晶膜）とで構成されるＳｉＣ単結晶基板を製造した。
［ＳｉＣ単結晶基板の評価］
実施例１と同様、二次イオン質量分析装置（Ｄ−ＳＩＭＳ）を用いて第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）を測定した結果、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は６×１０15ｃｍ-3、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は９×１０18ｃｍ-3であった。
実施例１と同様、二次イオン質量分析装置（Ｄ−ＳＩＭＳ）を用いて第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）を測定した結果、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は６×１０15ｃｍ-3、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は９×１０18ｃｍ-3であった。
すなわち、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（６×１０15ｃｍ-3）はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度（６×１０18ｃｍ-3）より低く、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（９×１０18ｃｍ-3）はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度（６×１０18ｃｍ-3）より高く設定されていた。
また、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各膜厚を測定したところ、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面にエピタキシャル成長させた第一ＳｉＣ単結晶膜の平均膜厚は１０μｍ、第一ＳｉＣ単結晶膜の表面にエピタキシャル成長させた第二ＳｉＣ単結晶膜の平均膜厚は１００μｍであった。
更に、得られたＳｉＣ単結晶基板について、平坦度測定器を用い基板中央面の基準面からのズレの最大値と最小値の差を反り量として測定した結果、ＳｉＣ単結晶基板の反り量は８０μｍで、ＳｉＣ多結晶基板との貼り合わせの際に問題のないレベルであった。
実施例１と同様、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各膜厚、および、ＳｉＣ単結晶基板の反り量と評価について表１に示す。
［実施例４］
第一成膜工程用の原料ガスとしてＳｉ系ガスのシランガス（ＳｉＨ4）、炭素系ガスのプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）、パージガスとして水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、ドーパントガスとして窒素ガス（Ｎ2）を用い、混合ガスの供給比率を、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：１．０２とし、混合ガスの供給量を合計で１８０ｓｌｍ、１２分間供給し、基板を６００ｒｐｍで回転させながら、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面（成膜対象面）に第一ＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させた。
第一成膜工程用の原料ガスとしてＳｉ系ガスのシランガス（ＳｉＨ4）、炭素系ガスのプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）、パージガスとして水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、ドーパントガスとして窒素ガス（Ｎ2）を用い、混合ガスの供給比率を、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：１．０２とし、混合ガスの供給量を合計で１８０ｓｌｍ、１２分間供給し、基板を６００ｒｐｍで回転させながら、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面（成膜対象面）に第一ＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させた。
次に、第二成膜工程用の原料ガスとしてＳｉ系ガスのシランガス（ＳｉＨ4）、炭素系ガスのプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）、パージガスとして水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、ドーパントガスとして窒素ガス（Ｎ2）を用い、混合ガスの供給比率を、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：０．００１とし、混合ガスの供給量を合計で１８０ｓｌｍ、６０分間供給し、基板を６００ｒｐｍで回転させながら、第一ＳｉＣ単結晶膜の表面に第二ＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させた。
尚、上記第一成膜工程および第二成膜工程における成膜室１０２内の圧力は２５ｋＰａであった。
そして、ＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜および第二ＳｉＣ単結晶膜）とで構成されるＳｉＣ単結晶基板を得た。
［ＳｉＣ単結晶基板の評価］
実施例１と同様、二次イオン質量分析装置（Ｄ−ＳＩＭＳ）を用いて第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）を測定した結果、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は９×１０18ｃｍ-3、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は６×１０15ｃｍ-3であった。
実施例１と同様、二次イオン質量分析装置（Ｄ−ＳＩＭＳ）を用いて第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）を測定した結果、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は９×１０18ｃｍ-3、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は６×１０15ｃｍ-3であった。
すなわち、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（９×１０18ｃｍ-3）はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度（６×１０18ｃｍ-3）より高く、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（６×１０15ｃｍ-3）はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度（６×１０18ｃｍ-3）より低く設定されていた。
また、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各膜厚を測定したところ、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面にエピタキシャル成長させた第一ＳｉＣ単結晶膜の平均膜厚は１０μｍ、第一ＳｉＣ単結晶膜の表面にエピタキシャル成長させた第二ＳｉＣ単結晶膜の平均膜厚は５０μｍであった。
更に、得られたＳｉＣ単結晶基板について、平坦度測定器を用い基板中央面の基準面からのズレの最大値と最小値の差を反り量として測定した結果、ＳｉＣ単結晶基板の反り量は５０μｍで、ＳｉＣ多結晶基板との貼り合わせの際に問題のないレベルであった。
実施例１と同様、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各膜厚、および、ＳｉＣ単結晶基板の反り量と評価について表１に示す。
［実施例５］
第一成膜工程用の原料ガスとしてＳｉ系ガスのシランガス（ＳｉＨ4）、炭素系ガスのプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）、パージガスとして水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、ドーパントガスとして窒素ガス（Ｎ2）を用い、混合ガスの供給比率を、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：１．０２とし、混合ガスの供給量を合計で１８０ｓｌｍ、３６分間供給したこと以外は実施例４と同様にして、ＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜および第二ＳｉＣ単結晶膜）とで構成されるＳｉＣ単結晶基板を製造した。
第一成膜工程用の原料ガスとしてＳｉ系ガスのシランガス（ＳｉＨ4）、炭素系ガスのプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）、パージガスとして水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、ドーパントガスとして窒素ガス（Ｎ2）を用い、混合ガスの供給比率を、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：１．０２とし、混合ガスの供給量を合計で１８０ｓｌｍ、３６分間供給したこと以外は実施例４と同様にして、ＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜および第二ＳｉＣ単結晶膜）とで構成されるＳｉＣ単結晶基板を製造した。
［ＳｉＣ単結晶基板の評価］
実施例１と同様、二次イオン質量分析装置（Ｄ−ＳＩＭＳ）を用いて第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）を測定した結果、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は９×１０18ｃｍ-3、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は６×１０15ｃｍ-3であった。
実施例１と同様、二次イオン質量分析装置（Ｄ−ＳＩＭＳ）を用いて第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）を測定した結果、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は９×１０18ｃｍ-3、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は６×１０15ｃｍ-3であった。
すなわち、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（９×１０18ｃｍ-3）はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度（６×１０18ｃｍ-3）より高く、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（６×１０15ｃｍ-3）はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度（６×１０18ｃｍ-3）より低く設定されていた。
また、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各膜厚を測定したところ、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面にエピタキシャル成長させた第一ＳｉＣ単結晶膜の平均膜厚は３０μｍ、第一ＳｉＣ単結晶膜の表面にエピタキシャル成長させた第二ＳｉＣ単結晶膜の平均膜厚は５０μｍであった。
更に、得られたＳｉＣ単結晶基板について、平坦度測定器を用い基板中央面の基準面からのズレの最大値と最小値の差を反り量として測定した結果、ＳｉＣ単結晶基板の反り量は３０μｍで、ＳｉＣ多結晶基板との貼り合わせの際に問題のないレベルであった。
実施例１と同様、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各膜厚、および、ＳｉＣ単結晶基板の反り量と評価について表１に示す。
［実施例６］
第二成膜工程用の原料ガスとしてＳｉ系ガスのシランガス（ＳｉＨ4）、炭素系ガスのプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）、パージガスとして水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、ドーパントガスとして窒素ガス（Ｎ2）を用い、混合ガスの供給比率を、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：０．００１とし、混合ガスの供給量を合計で１８０ｓｌｍ、１２０分間供給したこと以外は実施例４と同様にして、ＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜および第二ＳｉＣ単結晶膜）とで構成されるＳｉＣ単結晶基板を製造した。
第二成膜工程用の原料ガスとしてＳｉ系ガスのシランガス（ＳｉＨ4）、炭素系ガスのプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）、パージガスとして水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、ドーパントガスとして窒素ガス（Ｎ2）を用い、混合ガスの供給比率を、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：０．００１とし、混合ガスの供給量を合計で１８０ｓｌｍ、１２０分間供給したこと以外は実施例４と同様にして、ＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜（第一ＳｉＣ単結晶膜および第二ＳｉＣ単結晶膜）とで構成されるＳｉＣ単結晶基板を製造した。
［ＳｉＣ単結晶基板の評価］
実施例１と同様、二次イオン質量分析装置（Ｄ−ＳＩＭＳ）を用いて第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）を測定した結果、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は９×１０18ｃｍ-3、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は６×１０15ｃｍ-3であった。
実施例１と同様、二次イオン質量分析装置（Ｄ−ＳＩＭＳ）を用いて第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）を測定した結果、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は９×１０18ｃｍ-3、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は６×１０15ｃｍ-3であった。
すなわち、第一ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（９×１０18ｃｍ-3）はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度（６×１０18ｃｍ-3）より高く、第二ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（６×１０15ｃｍ-3）はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度（６×１０18ｃｍ-3）より低く設定されていた。
また、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各膜厚を測定したところ、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面にエピタキシャル成長させた第一ＳｉＣ単結晶膜の平均膜厚は１０μｍ、第一ＳｉＣ単結晶膜の表面にエピタキシャル成長させた第二ＳｉＣ単結晶膜の平均膜厚は１００μｍであった。
更に、得られたＳｉＣ単結晶基板について、平坦度測定器を用い基板中央面の基準面からのズレの最大値と最小値の差を反り量として測定した結果、ＳｉＣ単結晶基板の反り量は８０μｍで、ＳｉＣ多結晶基板との貼り合わせの際に問題のないレベルであった。
実施例１と同様、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各ドーパント濃度（ドーパント含有量）、第一ＳｉＣ単結晶膜と第二ＳｉＣ単結晶膜の各膜厚、および、ＳｉＣ単結晶基板の反り量と評価について表１に示す。
［比較例１］
成膜工程用の原料ガスとしてＳｉ系ガスのシランガス（ＳｉＨ4）、炭素系ガスのプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）、パージガスとして水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、ドーパントガスとして窒素ガス（Ｎ2）を用い、混合ガスの供給比率を、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：１．０２とし、混合ガスの供給量を合計で１８０ｓｌｍ、６０分間供給し、基板を６００ｒｐｍで回転させながら、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面（成膜対象面）に単一層のＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させ、第二ＳｉＣ単結晶膜を形成しなかった以外は実施例１と同様にして、ＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜とで構成されるＳｉＣ単結晶基板を製造した。
成膜工程用の原料ガスとしてＳｉ系ガスのシランガス（ＳｉＨ4）、炭素系ガスのプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）、パージガスとして水素ガス（Ｈ2）、塩化水素ガス（ＨＣｌ）、ドーパントガスとして窒素ガス（Ｎ2）を用い、混合ガスの供給比率を、ＳｉＨ4：Ｃ3Ｈ8：Ｈ2：ＨＣｌ：Ｎ2＝０．２３：０．１１：９７．３６：２．１０：１．０２とし、混合ガスの供給量を合計で１８０ｓｌｍ、６０分間供給し、基板を６００ｒｐｍで回転させながら、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面（成膜対象面）に単一層のＳｉＣ単結晶膜をエピタキシャル成長させ、第二ＳｉＣ単結晶膜を形成しなかった以外は実施例１と同様にして、ＳｉＣ単結晶成膜用基板とＳｉＣ単結晶膜とで構成されるＳｉＣ単結晶基板を製造した。
［ＳｉＣ単結晶基板の評価］
実施例１と同様、二次イオン質量分析装置（Ｄ−ＳＩＭＳ）を用い単一層で構成されたＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）を測定した結果、ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は９×１０18ｃｍ-3であった。
実施例１と同様、二次イオン質量分析装置（Ｄ−ＳＩＭＳ）を用い単一層で構成されたＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）を測定した結果、ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）は９×１０18ｃｍ-3であった。
すなわち、ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（９×１０18ｃｍ-3）はＳｉＣ単結晶成膜用基板のドーパント濃度（６×１０18ｃｍ-3）より高く設定されていた。
また、ＳｉＣ単結晶膜の膜厚を測定したところ、ＳｉＣ単結晶成膜用基板の表面にエピタキシャル成長させたＳｉＣ単結晶膜の平均膜厚は５０μｍであった。
更に、得られたＳｉＣ単結晶基板について、平坦度測定器を用い基板中央面の基準面からのズレの最大値と最小値の差を反り量として測定した結果、ＳｉＣ単結晶基板の反り量は１２０μｍで、ＳｉＣ多結晶基板と貼り合わせ時における搬送の際、搬送エラーを引き起こす可能性があるレベルであった。
実施例１と同様、ＳｉＣ単結晶膜のドーパント濃度（ドーパント含有量）、ＳｉＣ単結晶膜の膜厚、および、ＳｉＣ単結晶基板の反り量と評価について表１に示す。
尚、上記実施例１〜６と比較例１において、ドーパントガスとして窒素が用いられているが、共有結合半径が炭素より小さいリンとバナジウムをドーパントガスに用いた場合、ドープ量（ドーパントの含有量）が多くなるほど格子定数は小さくなるため、ＳｉＣ単結晶基板の反りは実施例１〜６と同様になることが確認されている。
本発明に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法によれば、得られる炭化珪素単結晶基板の反りの発生が抑制されるため、炭化珪素多結晶基板が貼り合わされて炭化珪素半導体に使用される炭化珪素単結晶基板として利用される産業上の利用可能性を有している。
１０ ＳｉＣ単結晶成膜用基板
１０ａ 成膜対象面
２０ ＳｉＣ単結晶膜
２１ 第一ＳｉＣ単結晶膜
２２ 第二ＳｉＣ単結晶膜
９０ サセプタ
９１ 載置部
９２ 壁部
１００ 成膜装置
１０１ 筐体
１０２ 成膜室
１０３ ガス導入口
１０４ ガス排出口
１０５ 排出ガス導入室
１０６ ボックス
１０７ ヒーター
１０８ 支柱
２００ ＳｉＣ単結晶基板
１０ａ 成膜対象面
２０ ＳｉＣ単結晶膜
２１ 第一ＳｉＣ単結晶膜
２２ 第二ＳｉＣ単結晶膜
９０ サセプタ
９１ 載置部
９２ 壁部
１００ 成膜装置
１０１ 筐体
１０２ 成膜室
１０３ ガス導入口
１０４ ガス排出口
１０５ 排出ガス導入室
１０６ ボックス
１０７ ヒーター
１０８ 支柱
２００ ＳｉＣ単結晶基板
Claims (6)
- ドーパントを有する炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、化学的気相成長法により炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させて、上記炭化珪素単結晶成膜用基板と炭化珪素単結晶膜とで構成される炭化珪素単結晶基板を製造する方法において、
上記炭化珪素単結晶成膜用基板が配置された成膜室内に原料ガスおよびドーパントガスを含む混合ガスを供給し、該混合ガスの供給比率を調整して上記炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、該炭化珪素単結晶成膜用基板のドーパント濃度よりもドーパント濃度が低い第一炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させる第一成膜工程と、
上記成膜室内に原料ガスおよびドーパントガスを含む混合ガスを供給し、該混合ガスの供給比率を調整して上記第一炭化珪素単結晶膜の表面に、上記炭化珪素単結晶成膜用基板のドーパント濃度よりもドーパント濃度が高い第二炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させる第二成膜工程、
を有することを特徴とする炭化珪素単結晶基板の製造方法。 - ドーパントを有する炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、化学的気相成長法により炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させて、上記炭化珪素単結晶成膜用基板と炭化珪素単結晶膜とで構成される炭化珪素単結晶基板を製造する方法において、
上記炭化珪素単結晶成膜用基板が配置された成膜室内に原料ガスおよびドーパントガスを含む混合ガスを供給し、該混合ガスの供給比率を調整して上記炭化珪素単結晶成膜用基板の表面に、該炭化珪素単結晶成膜用基板のドーパント濃度よりもドーパント濃度が高い第一炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させる第一成膜工程と、
上記成膜室内に原料ガスおよびドーパントガスを含む混合ガスを供給し、該混合ガスの供給比率を調整して上記第一炭化珪素単結晶膜の表面に、上記炭化珪素単結晶成膜用基板のドーパント濃度よりもドーパント濃度が低い第二炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させる第二成膜工程、
を有することを特徴とする炭化珪素単結晶基板の製造方法。 - 第一成膜工程および第二成膜工程において、上記混合ガスの供給量、上記成膜室内の圧力、成膜温度の内の少なくとも一つを調整して、第一炭化珪素単結晶膜および第二炭化珪素単結晶膜のドーパント濃度を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。
- 第一成膜工程および第二成膜工程において、上記炭化珪素単結晶成膜用基板を回転させながら第一炭化珪素単結晶膜および第二炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させると共に、上記炭化珪素単結晶成膜用基板の回転数を調整して、第一炭化珪素単結晶膜および第二炭化珪素単結晶膜のドーパント濃度を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。
- 上記ドーパントガスが、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、窒素、リン、バナジウムから選ばれる１種類または２種類以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。
- 第一成膜工程および第二成膜工程における成膜温度が１２００℃〜１７００℃であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。
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