JP3750622B2 - エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ及びその製造方法並びにＳｉＣ電子デバイス - Google Patents
エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ及びその製造方法並びにＳｉＣ電子デバイス Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は，エピタキシャル膜を有するＳｉＣウエハ及びその製造方法，並びに該ＳｉＣウエハを用いた電子デバイスに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より，ＳｉＣ単結晶を利用するＳｉＣ半導体は，Ｓｉ半導体に代わる次世代パワーデバイスの候補材料として期待されている。高性能なＳｉＣパワーデバイスを実現するためには，上記ＳｉＣ半導体に生じる逆方向リーク電流等を低減することが必須条件である。これまでの研究報告によれば，上記ＳｉＣ単結晶に生じるマイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位，積層欠陥等の欠陥が，ＳｉＣ半導体の逆方向リーク電流等の原因となっていると考えられている。
また，上記パワーデバイスの用途には，特にエピタキシャル膜を有するＳｉＣウエハが用いられる。そのため，ＳｉＣ単結晶中のみならず，エピタキシャル膜中にも上記欠陥を含まないエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの開発が望まれている。
【０００３】
図４に示すごとく，ＳｉＣ単結晶は主要な面方位として｛０００１｝面（ｃ面）と，｛０００１｝面に垂直な｛１−１００｝面（ａ面）及び｛１１−２０｝面（ａ面）とを有している。
一般に，上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを得る方法としては，まず，六方晶の｛０００１｝面又は｛０００１｝面からオフセット角度１０°以内の面を種結晶面として露出するＳｉＣ種結晶を用いて，昇華再析出法等により種結晶面上に上記ＳｉＣ単結晶を成長させる，いわゆるｃ面成長を行い，成長させたＳｉＣバルク単結晶を得る。
【０００４】
次に，該ＳｉＣバルク単結晶から｛０００１｝面からオフセット角度１０°以内の面を成膜面として露出するＳｉＣウエハを作製する。続いて，この成膜面に研磨等の表面処理を施し，所望の元素及び密度の不純物を導入したエピタキシャル膜を成膜してエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを得る。
【０００５】
しかし，上記のように｛０００１｝面を種結晶面とし，＜０００１＞方向に成長させてなるＳｉＣバルク単結晶（ｃ面成長結晶）中には，＜０００１＞方向に略平行な方向にマイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位が非常に多く発生するという問題があった。さらに，このｃ面成長結晶からＳｉＣウエハを作製してエピタキシャル膜を成膜すると，該エピタキシャル膜中にはＳｉＣウエハの表面に露出する転位が継承される。これにより，上記エピタキシャル膜中にもＳｉＣウエハと略同密度の転位が存在し，各種デバイス特性に悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００６】
一方，特開平５−２６２５９９号公報には，ＳｉＣ単結晶の｛０００１｝面からの傾きが６０〜１２０°（好ましくは９０°）の面を種結晶面として，この種結晶をａ面成長させて，成長結晶（ａ面成長結晶）を得る方法が開示されている。そして，このａ面成長結晶中には，マイクロパイプ欠陥や螺旋転位が含まれないことを明らかにした。
【０００７】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記ａ面成長結晶中には，＜０００１＞方向に平行及び直交なバーガースベクトルを持つ刃状転位及び｛０００１｝面内の積層欠陥が成長方向に略平行に高密度に存在する。そのため，このａ面成長結晶からＳｉＣウエハを作製しエピタキシャル膜を成膜すると，該エピタキシャル膜中にａ面成長結晶に含まれる高密度の刃状転位から転位が継承される。このようにエピタキシャル膜中に転位を高密度に含有するエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハは，オン抵抗が高くなり，また，逆方向リーク電流を生じるため，デバイス動作に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００８】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，ＳｉＣウエハ及びエピタキシャル膜中に欠陥及び転位をほとんど含有しないエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ及びその製造方法，並びにオン抵抗が低く，逆方向リーク電流の発生がほとんどないＳｉＣ電子デバイスを提供しようとするものである。
【０００９】
【課題の解決手段】
第１の発明は，ＳｉＣ単結晶よりなる種結晶上にＳｉＣ単結晶を成長させてバルク状のＳｉＣ単結晶を製造し，該ＳｉＣ単結晶からＳｉＣウエハを作製して該ＳｉＣウエハの成膜面上にエピタキシャル膜を成膜しエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを製造する方法において，該製造方法は，Ｎ回（Ｎは，Ｎ≧２の自然数）の成長工程と，該成長工程後にエピタキシャル膜を成膜する成膜工程とを含み，上記成長工程における各成長工程を第ｎ成長工程（ｎは自然数であって１から始まりＮで終わる序数）として表した場合，
ｎ＝１である第１成長工程においては，｛１−１００｝面からオフセット角度２０°以下の面，または｛１１−２０｝面からオフッセット角度２０°以下の面を第１成長面として露出させた第１種結晶を用いて，上記第１成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させ第１成長結晶を作製し，
ｎ＝２，３，．．．，Ｎ回目である連続成長工程においては，第（ｎ−１）成長面より４５〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製し，該第ｎ種結晶の上記第ｎ成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させて第ｎ成長結晶を作製し，
上記成膜工程においては，ｎ＝Ｎである第Ｎ成長結晶から成膜面を露出させたＳｉＣウエハを作製し，該ＳｉＣウエハの上記成膜面上にエピタキシャル膜を成膜することを特徴とするエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法にある（請求項１）。
【００１０】
本発明の第１成長工程においては，上記｛１−１００｝面，又は｛１１−２０｝面という，いわゆるａ面からオフセット角度２０°以内の面を第１成長面としている。
そのため，上記第１成長結晶は第１成長面と直交する方向に成長し，これはいわゆるａ面成長に相当する。それ故，上記第１成長結晶中には上記マイクロパイプ欠陥及び螺旋転位は発生しない。
しかし，上記第１成長工程に用いる第１種結晶中には，マイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位，及びそれらの複合転位が存在する。そのため，上記第１成長結晶中には，これらの欠陥に起因する＜０００１＞方向に平行及び直交するバーガースベクトルを持つ刃状転位が上記第１成長面の表面から継承されて存在する。このとき上記刃状転位は，第１成長結晶の成長方向に平行な方向に伸びるように存在する。
【００１１】
次に，上記連続成長工程においては，第（ｎ−１）成長面より４５〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面，即ちほぼａ面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製し，上記第ｎ成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させて第ｎ成長結晶を作製する。
そのため，第（ｎー１）成長結晶に含まれる刃状転位は，上記第ｎ種結晶の表面にはほとんど露出されないので，第ｎ成長結晶中に上記刃状転位はほとんど発生しない。また，上記連続成長工程におけるＳｉＣ単結晶の成長は，略ａ面成長の方向に起こる。そのため，上記連続成長工程における成長結晶中には，マイクロパイプ欠陥及び螺旋転位は発生しない。
また，上記連続成長工程は，１回（Ｎ＝２のとき），または複数回繰り返して行うことができる。そして，連続成長工程の回数を増やす毎に，得られる成長結晶のいわゆる転位密度を指数関数的に減少させることができる。
【００１２】
次に，上記成膜工程においては，ｎ＝Ｎである第Ｎ成長結晶から成膜面を露出させたＳｉＣウエハを作製し，該ＳｉＣウエハの成膜面上にエピタキシャル膜を成膜する。ここで，第Ｎ成長結晶は，上記第１成長工程及び連続成長工程により得られた成長結晶であり，マイクロパイプ欠陥，螺旋転位及び刃状転位をほとんど含んでいない。そのため，上記ＳｉＣウエハの成膜面には，上記欠陥及び転位はほとんど露出されず，上記欠陥及び転位が上記エピタキシャル膜中に継承されることはほとんどない。
【００１３】
このように，本発明によれば，ＳｉＣウエハ及びエピタキシャル膜中に欠陥及び転位をほとんど含有しないエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法を提供することができる。
【００１４】
尚，本発明において，｛１−１００｝，｛１１−２０｝及び｛０００１｝は，いわゆる結晶面の面指数を表している。上記面指数において，「−」記号は通常数字の上に付されるが，本明細書及び図面においては書類作成の便宜上のため数字の左側に付した。また，＜０００１＞，＜１１−２０＞，及び＜１−１００＞は，結晶内の方向を表し，「−」記号の取り扱いについては，上記面指数と同様である。
【００１５】
第２の発明は，ＳｉＣ単結晶よりなる種結晶上にＳｉＣ単結晶を成長させてバルク状のＳｉＣ単結晶を製造し，該ＳｉＣ単結晶からＳｉＣウエハを作製して該ＳｉＣウエハの成膜面上にエピタキシャル膜を成膜しエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを製造する方法において，該製造方法は，（Ｎ＋α）回（Ｎは，Ｎ≧２の自然数であり，αは自然数）の成長工程と，該成長工程後にエピタキシャル膜を成膜する成膜工程とを含み，上記成長工程における各成長工程を第ｎ成長工程（ｎは自然数であって１から始まりＮ＋αで終わる序数）として表した場合，
ｎ＝１である第１成長工程においては，｛１−１００｝面からオフセット角度２０°以下の面，または｛１１−２０｝面からオフッセット角度２０°以下の面を第１成長面として露出させた第１種結晶を用いて，上記第１成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させ第１成長結晶を作製し，
ｎ＝２，３，．．．，Ｎ回目である第１連続成長工程においては，第（ｎ−１）成長面より４５〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製し，該第ｎ種結晶の上記第ｎ成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させて第ｎ成長結晶を作製し，
ｎ＝Ｎ＋１，Ｎ＋２，．．．，Ｎ＋α回目である第２連続成長工程においては，第（ｎ−１）成長面より０〜４５°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製し，該第ｎ種結晶の上記第ｎ成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させて第ｎ成長結晶を作製し，
上記成膜工程においては，ｎ＝Ｎ＋αである第（Ｎ＋α）成長結晶から成膜面を露出させたＳｉＣウエハを作製し，該ＳｉＣウエハの上記成膜面上にエピタキシャル膜を成膜することを特徴とするエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法にある（請求項２）。
【００１６】
本発明の第１成長工程においては，上記第１の発明と同様に，上記｛１−１００｝面，又は｛１１−２０｝面という，いわゆるａ面からオフセット角度２０°以内の面を第１成長面としている。
そのため，上記第１成長結晶は第１成長面と直交する方向に成長し，これはいわゆるａ面成長に相当する。それ故，上記第１成長結晶中には上記マイクロパイプ欠陥及び螺旋転位は発生しない。
しかし，上記第１成長工程に用いる第１種結晶中には上記第１の発明と同様に，マイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位，及びそれらの複合転位が存在する。そのため，上記第１成長結晶中には，これらの欠陥に起因する＜０００１＞方向に平行及び直交するバーガースベクトルを持つ刃状転位が上記第１成長面の表面から継承されて存在する。このとき上記刃状転位は，第１成長結晶の成長方向に平行な方向に伸びるように存在する。
【００１７】
次に，上記第１連続成長工程においては，上記第１の発明と同様に，第（ｎ−１）成長面より４５〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面，即ちほぼａ面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製し，上記第ｎ成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させて第ｎ成長結晶を作製する。そのため，第（ｎー１）成長結晶に含まれる刃状転位は，上記第ｎ種結晶の表面にはほとんど露出されないので，第ｎ成長結晶中に上記刃状転位はほとんど発生しない。また，上記第１連続成長工程におけるＳｉＣ単結晶の成長は，略ａ面成長の方向に起こる。そのため，上記第１連続成長工程における成長結晶中には，マイクロパイプ欠陥及び螺旋転位は発生しない。
また，上記第１の発明と同様に，上記第１連続成長工程は，１回（Ｎ＝２のとき），または複数回繰り返して行うことができる。そして，第１連続成長工程の回数を増やす毎に，得られる成長結晶のいわゆる転位密度を指数関数的に減少させることができる。
【００１８】
次に，ｎ＝Ｎ＋１，Ｎ＋２，．．．，（Ｎ＋α）回目である第２連続成長工程においては，第（ｎ−１）成長面より０〜４５°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製し，該第ｎ種結晶の上記第ｎ成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させて第ｎ成長結晶を作製する。
そのため，上記第２連続成長工程においては，第Ｎ成長結晶と同品質の第（Ｎ＋α）成長結晶を作製することができる。そして，上記第２連続成長工程においては，第（ｎ−１）成長面より０〜４５°という傾きの小さい面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製している。そのため，上記第（ｎ−１）成長結晶より第ｎ種結晶を作製する際には，第（ｎ−１）成長結晶を高く成長させる必要がない。それ故，第ｎ成長結晶を作製するための時間及びコストを削減することができる。
また，上記第２連続成長工程は，１回（α＝１のとき），または複数回繰り返して行うことができる。
【００１９】
次に，上記成膜工程においては，ｎ＝Ｎ＋αである第（Ｎ＋α）成長結晶から成膜面を露出させたＳｉＣウエハを作製し，該ＳｉＣウエハの成膜面上にエピタキシャル膜を成膜する。ここで，第（Ｎ＋α）成長結晶は，上記第１成長工程，第１連続成長工程及び第２連続成長工程により得られた成長結晶であり，マイクロパイプ欠陥，螺旋転位及び刃状転位をほとんど含んでいない。そのため，上記ＳｉＣウエハの成膜面には，上記欠陥及び転位はほとんど露出されず，上記欠陥及び転位が上記エピタキシャル膜中に継承されることはほとんどない。
【００２０】
このように本発明によれば，上記第１の発明と同様に，ＳｉＣウエハ及びエピタキシャル膜中に欠陥及び転位をほとんど含有しないエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法を提供することができる。
【００２１】
尚，本発明においても上記第１の発明と同様に，｛１−１００｝，｛１１−２０｝及び｛０００１｝は，いわゆる結晶面の面指数を表している。上記面指数において，「−」記号は通常数字の上に付されるが，本明細書及び図面においては書類作成の便宜上のため数字の左側に付した。また，＜０００１＞，＜１１−２０＞，及び＜１−１００＞は，結晶内の方向を表し，「−」記号の取り扱いについては，上記面指数と同様である。
【００２２】
また，上記第１又は第２の発明により作製されることを特徴とするエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハがある。
【００２３】
第１又は第２の発明により作製されるエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハは，上述したごとく，マイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位をほとんど含まず，高品質である。それ故，次世代パワーデバイスの材料として非常に有効である。
【００２４】
また，上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを用いて作製されることを特徴とするＳｉＣ電子デバイスがある。
【００２５】
上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハは，上述したごとく，マイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位をほとんど含まず，高品質である。
そのため，上記ＳｉＣ電子デバイスは，オン抵抗が低く，逆方向リーク電流の発生が非常に少ないという優れたデバイス特性を有する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明において，上記第１成長面は，｛１−１００｝面又は｛１１−２０｝面からオフセット角度２０°以下の面であり，これは｛１−１００｝又は｛１１−２０｝面を含む概念である。
ここで，上記第１成長面は，｛１−１００｝面又は｛１１−２０｝面であることが好ましい。
この場合には，上記第１成長は，それぞれ＜１−１００＞又は＜１１−２０＞方向に成長する（ａ面成長）。そのため，上記第１成長結晶に含まれる＜０００１＞方向の貫通欠陥をより効果的に減少させることができる。
【００２７】
また，上記連続成長工程及び第１連続成長工程において，上記第ｎ成長面は，第（ｎ−１）成長面より８０°〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より８０〜９０°傾いた面であることが好ましい。
この場合には，＜０００１＞方向に平行及び直交するバーガースベクトルを持つ刃状転位をより効果的に減少させることができる。
【００２８】
また，上記各成長面の上にＳｉＣ単結晶を成長させる前には，各成長面の表面の付着物や加工変質層を除去しておくことが好ましい。
この場合には，上記付着物や加工変質層に起因する各成長面から各成長結晶に継承される転位を防ぐことができる。なお，上記付着物や加工変質層を除去する方法としては，例えば研磨，化学洗浄，Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ（ＲＩＥ），犠牲酸化等がある。
【００２９】
また，上記各種結晶上でのＳｉＣ単結晶の成長には昇華再析出法を用いることが好ましい（請求項３）。
この場合には，充分な成長高さが得られるため，大口径のエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製することができる。
なお，本発明において使用できるＳｉＣ単結晶成長手法は昇華再析出法に限らず，十分な成長高さのバルク状単結晶を成長できる手法であれば全て適用できる。例えば，Ｍａｔｅｒ． Ｓｃｉ． Ｅｎｇ． Ｂ Ｖｏｌ．６１−６２（１９９９）１１３−１２０に示されているような２０００℃を越える温度域での化学気相堆積法も用いることができる。
【００３０】
また，上記各種結晶の厚みは１ｍｍ以上であることが好ましい（請求項４）。この場合には，上記種結晶と種結晶を固定している物体との熱膨張差による応力によって成長結晶に生じる転位及び積層欠陥を防止することができる。即ち，上記種結晶の厚みを充分大きくすることにより，上記応力が種結晶を構成する格子を歪めて，成長結晶に転位及び積層欠陥が発生することを防止することができる。また，特に，上記種結晶の成長面の面積Ａが５００ｍｍ2を越える場合には，上記種結晶の厚みを１ｍｍよりさらに大きくする必要がある。このときの必要最低限の厚みをｔｓｅｅｄとすると，ｔｓｅｅｄ＝Ａ1/2×２／πの式が与えられる。
なお，上記種結晶及び成長結晶とは，本発明におけるすべての種結晶及びすべての成長結晶を含む概念である。
【００３１】
また，上記成膜面は，｛０００１｝面からオフセット角度０．５°〜２０°の面，｛１−１００｝面からオフセット角度２０°以下の面，又は｛１１−２０｝面からオフセット角度２０°以下の面とすることが好ましい（請求項５）。
この場合には，上記エピタキシャル膜中へのマイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位の発生をほとんど抑制することができる。なお，｛０００１｝面からオフセット角度０．５°未満の面を成膜面とした場合には，上記エピタキシャル膜の成膜が困難になるおそれがある。
【００３２】
また，上記エピタキシャル膜の成膜には，ＣＶＤ法，ＰＶＥ法，又はＬＰＥ法を用いることが好ましい（請求項６）。ここで上記ＣＶＤ法は，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（化学気相堆積法）法，上記ＰＶＥ法は，Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｅｐｉｔａｘｙ（昇華エピタキシー）法，上記ＬＰＥ法は，Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ（液相エピタキシー）法をいう。
この場合には，デバイス作製上重要な設計パラメータである膜厚及び膜中の不純物濃度を容易に制御することができる。
【００３３】
また，上記エピタキシャル膜に１×１０13〜１×１０20／ｃｍ3の不純物を含有させることが好ましい（請求項７）。
この場合には，上記不純物がドナーやアクセプタ等の役割を果たし，上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを半導体デバイス等として用いることができる。上記不純物の含有量が１×１０13／ｃｍ3未満の場合には，上記不純物は充分な量のキャリアを供給することができず，上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハのデバイス特性が低下するおそれがある。一方，１×１０20／ｃｍ3を越える場合には，上記不純物が凝集し，その結果上記エピタキシャル膜中に転位や積層欠陥が発生するおそれがある。
【００３４】
また，上記不純物はその構成元素として，窒素，ホウ素又はアルミニウムの１種以上を含有することが好ましい（請求項８）。
この場合には，上記エピタキシャル膜をｐ又はｎ型半導体とすることができる。そのため，上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハをダイオード等の半導体デバイスとして利用することができる。
【００３５】
【実施例】
以下に，図面を用いて本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
本例のエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法は，図１〜図３に示すごとく，ＳｉＣ単結晶よりなる種結晶上にＳｉＣ単結晶を成長させてバルク状のＳｉＣ単結晶を製造し，該ＳｉＣ単結晶からＳｉＣウエハを作製し，該ＳｉＣウエハ上にエピタキシャル膜を成膜してエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを製造する方法である。そして，この製造方法は，Ｎ回（Ｎは，Ｎ≧２の自然数）の成長工程と，該成長工程後にエピタキシャル膜を成膜する成膜工程とを含み，上記成長工程における各成長工程を第ｎ成長工程（ｎは自然数であって１から始まりＮで終わる序数）として表す。
【００３６】
まず，図１に示すごとく，ｎ＝１である第１成長工程においては，｛１−１００｝面からオフセット角度２０°以下の面を第１成長面１５として露出させた第１種結晶１を用いて，上記第１成長面１５上にＳｉＣ単結晶を成長させ第１成長結晶１０を作製する（第１成長工程）。
【００３７】
次に，図１及び図２に示すごとく，ｎ＝２である第２成長工程としての連続成長工程においては，第１成長面１５より４５〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第２成長面２５とした第２種結晶２を第１成長結晶１０より作製し，該第２種結晶２の上記第２成長面２５上にＳｉＣ単結晶を成長させて第２成長結晶２０を作製する（連続成長工程）。
【００３８】
そして，図２及び図３に示すごとく，上記成膜工程においては，ｎ＝２である第２成長結晶２０から成膜面３５を露出させたＳｉＣウエハ３を作製し，該ＳｉＣウエハ３の上記成膜面３５上にエピタキシャル膜３０を成膜する（成膜工程）。
【００３９】
以下本例につき詳細に説明する。
本例では，図１〜５に示すごとく，ＳｉＣ単結晶よりなる種結晶上に昇華再析出法によりＳｉＣ単結晶を成長させて，このＳｉＣ単結晶からＳｉＣウエハを作製し，このＳｉＣウエハ上にエピタキシャル膜を成膜する。なお，本例においては，上記のごとくＮ＝２，即ち２回の成長工程を含む例を示す。
【００４０】
まず，昇華再析出法により成長したＳｉＣ単結晶を準備した。図４に示すごとく，ＳｉＣ単結晶は，主要な面方位として｛０００１｝面と，｛０００１｝面に垂直な｛１−１００｝面及び｛１１−２０｝面とを有している。また，｛０００１｝面に垂直な方向が＜０００１＞方向，｛１−１００｝面に垂直な方向が＜１−１００＞方向，｛１１−２０｝面に垂直な方向が＜１１−２０＞である。
図１に示すごとく，上記ＳｉＣ単結晶の｛１−１００｝面が第１成長面１５として露出するように上記ＳｉＣ単結晶を切断し，さらにこの第１成長面１５を加工，研磨した。また，第１成長面１５の表面を化学洗浄して付着物を除去し，ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ），犠牲酸化により，切断・研磨に伴う加工変質層を除去し，これを第１種結晶１とした。なお，第１種結晶１の厚みは３ｍｍである。
【００４１】
次に，図５に示すごとく，上記第１種結晶１とＳｉＣ原料粉末８２とをこれらが対向するように坩堝８内に配置した。このとき，上記第１種結晶１は坩堝８の蓋体８５の内側面に接着剤を介して固定した。そして上記坩堝８を減圧不活性雰囲気中で２１００〜２４００℃に加熱した。このとき，ＳｉＣ原料粉末８２側の温度を第１種結晶１側の温度より２０〜２００℃高く設定した。これにより，坩堝８内のＳｉＣ原料粉末８２が加熱により昇華し，該ＳｉＣ原料粉末８２より低温の第１種結晶１上に堆積し，第１成長結晶１０を得た（第１成長工程）。
【００４２】
次に，図１及び図２に示すごとく，上記第１成長結晶１０から，第１成長面１５より９０°傾き，且つ｛０００１｝面より９０°傾いた面，即ち｛１１−２０｝面を第２成長面２５とする第２種結晶２を第１種結晶１と同様にして作製した。そして，この第２種結晶２を第１種結晶１と同様にして成長させ，第２成長結晶２０を得た（連続成長工程）。
【００４３】
次に，図２及び図３に示すごとく，上記第２成長結晶２０から，｛０００１｝面からオフセット角度ｘの面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を切り出した。このＳｉＣウエハ３の成膜面３５に，上記第１種結晶の作製時と同様に加工，研磨，化学洗浄，ＲＩＥ，犠牲酸化等の表面処理を施した。
そして，ＣＶＤ法により上記ＳｉＣウエハ３の成膜面３５上にエピタキシャル膜３０を成膜し，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した（成膜工程）。具体的には，原料ガスとしてＳｉＨ4ガス及びＣ3Ｈ8ガスを５ｍｌ／ｍｉｎにて，またキャリアガスとしてＨ2ガスを１０ｌ／ｍｉｎにてそれぞれ反応管に導入し，ＳｉＣウエハ３を保持しているサセプタの温度を１５５０℃として成膜を行った。なお，本例では，上記オフセット角度ｘは，５°とし，雰囲気圧は３０ｋＰａとした。
【００４４】
次に，上記のようにして作製したエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４のエピタキシャル膜３０中に含まれる欠陥密度を調べるために，上記エピタキシャル膜にＫＯＨエッチングを施し，これによって生じたエッチピット数を測定した。
その結果，転位に対応するエッチピットの数は，１０2〜１０3／ｃｍ2であり，非常に少なかった。
【００４５】
以下，本例の作用効果につき説明する。
本例の第１成長工程においては，上記｛１−１００｝面を第１成長面１５としている。
そのため，上記第１成長結晶１０は第１成長面１５と直交する方向に成長し，これはいわゆるａ面成長に相当する。それ故，上記第１成長結晶１０中には上記マイクロパイプ欠陥及び螺旋転位は発生しない。しかし，第１種結晶中には，マイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位，及びそれらの複合転位などの欠陥が存在する。そのため，上記第１成長結晶１０中には，＜０００１＞方向に平行及び直交するバーガースベクトルをもつ刃状転位が上記第１成長面の表面から継承されて存在する。このとき上記刃状転位は，第１成長結晶の成長方向に平行な方向に伸びるように存在する。
【００４６】
上記連続成長工程においては，第１成長面１５より９０°傾き，且つ｛０００１｝面より９０°傾いた面，即ち｛１１−２０｝面を第２成長面２５とする第２種結晶２を作製している。
そのため，上記第１成長結晶１０に含まれる刃状転位は，上記第２種結晶２の表面にはほとんど露出されない。それ故，第２成長面２５上にＳｉＣ単結晶を成長させても，第２成長結晶２０中には第２種結晶２から継承される刃状転位はほとんど除外される。また，上記連続成長工程において，上記第２種結晶２は略ａ面成長の方向に成長する。そのため，上記第２成長結晶２０中には，マイクロパイプ欠陥及び螺旋転位は発生しない。
【００４７】
上記成膜工程においては，上記第２成長結晶２０の｛０００１｝面からオフセット角度５°の面を露出させたＳｉＣウエハ３を作製している。そのため，上記ＳｉＣウエハ３の成膜面３５には，＜０００１＞方向に平行及び直交するバーガースベクトルをもつ刃状転位はほとんど存在しない。それ故，上記エピタキシャル膜３０には，＜０００１＞方向に直交するバーガースベクトルをもつ転位である刃状転位は発生しない。また，＜０００１＞方向に平行な方向のバーガースベクトルをもつ欠陥であるマイクロパイプ欠陥及び螺旋転位も発生しない。
【００４８】
また，本例においては，上記第１成長面１５及び第２成長面２５上にＳｉＣ単結晶を成長させる前，又は成膜面３５上にエピタキシャル膜３０を成膜する前に，付着物や加工変質層を取り除いている。そのため，上記付着物や加工変質層に起因し各成長面１５，２５又は成膜面３５から各成長結晶１０，２０又はエピタキシャル膜３５に継承される転位を防ぐことができる。
【００４９】
また，上記各種結晶の厚みを１ｍｍ以上にしている。
そのため，上記各種結晶１，２と種結晶が接触している蓋体６５との熱膨張差による応力によって成長結晶１０，２０に生じる転位及び積層欠陥を防止することができる。
【００５０】
このように，本例によれば，ＳｉＣウエハ及びエピタキシャル膜中に欠陥及び転位をほとんど含有しないエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ及びその製造方法を提供することができる。
【００５１】
また，本例においてはＮ＝２として，上記連続成長工程を１回だけ行っているが，複数回繰り返して行ってもよい。
即ち，本例の連続成長工程においては，｛１１−２０｝面を第２成長面２５として第２成長結晶２０を得た。この第２成長結晶２０から，上記第２成長面２５より９０°傾き，且つ｛０００１｝面より９０°傾いた面，即ち｛１−１００｝面を第３成長工程における第３成長面とし，この上にＳｉＣ単結晶を成長させて，第３成長結晶を作製する。さらに，上記第３成長結晶から，第４成長工程，第５成長工程，・・・，第（Ｎ−１）工程というように，上記連続成長工程を繰り返して行うことができる。
この場合には，上記連続成長工程の回数を増やす毎に，ここで得られる成長結晶のいわゆる転位密度を指数関数的に減少させることができる。
【００５２】
（実施例２）
本例のエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法は，図３，図６〜図８に示すごとく，ＳｉＣ単結晶よりなる種結晶上にＳｉＣ単結晶を成長させてバルク状のＳｉＣ単結晶を製造し，該ＳｉＣ単結晶からＳｉＣウエハを作製して該ＳｉＣウエハの成膜面上にエピタキシャル膜を成膜しエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを製造する方法である。そして，この製造方法は，（Ｎ＋α）回（Ｎは，Ｎ≧２の自然数であり，αは自然数）の成長工程と，該成長工程後にエピタキシャル膜を成膜する成膜工程とを含み，上記成長工程における各成長工程を第ｎ成長工程（ｎは自然数であって１から始まりＮ＋αで終わる序数）として表す。
【００５３】
まず，図６に示すごとく，ｎ＝１である第１成長工程においては実施例１と同様にして，｛１−１００｝面からオフセット角度２０°以下の面を第１成長面１５として露出させた第１種結晶１を用いて，上記第１成長面１５上にＳｉＣ単結晶を成長させ第１成長結晶１０を作製する（第１成長工程）。
【００５４】
次に，図６及び図７に示すごとく，ｎ＝２である第２成長工程としての第１連続成長工程においては実施例１と同様にして，第１成長面１５より４５〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第２成長面５５とした第２種結晶５を第１成長結晶１０より作製し，該第２種結晶５の上記第２成長面５５上にＳｉＣ単結晶を成長させて第２成長結晶５０を作製する（第１連続成長工程）。
【００５５】
次に，図７及び図８に示すごとく，ｎ＝３である第３成長工程としての第２連続成長工程においては，第２成長面５５より０〜４５°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第３成長面６５とした第３種結晶６を第２成長結晶５０より作製し，該第３種結晶６の上記第３成長面６５上にＳｉＣ単結晶を成長させて第３成長結晶６０を作製する（第２連続成長工程）。
そして，図３及び図７に示すごとく，上記成膜工程においては，ｎ＝３である第３成長結晶６０から成膜面３５を露出させたＳｉＣウエハ３を作製し，該ＳｉＣウエハ３の上記成膜面３５上にエピタキシャル膜３０を成膜する（成膜工程）。
【００５６】
以下本例につき詳細に説明する。
本例では，図３及び図６〜図８に示すごとく，ＳｉＣ単結晶よりなる種結晶上に昇華再析出法によりＳｉＣ単結晶を成長させて，このＳｉＣ単結晶からＳｉＣウエハを作製し，このＳｉＣウエハ上にエピタキシャル膜を成膜する。なお，本例においては，上記のごとくＮ＝２及びα＝１の合計３回の成長工程を含む例を示す。
【００５７】
まず，昇華再析出法により成長したＳｉＣを準備した。このＳｉＣ単結晶の｛１−１００｝面が第１成長面１５として露出するように上記ＳｉＣ単結晶を切断し，実施例１と同様にして，厚み３ｍｍの第１種結晶１を作製した。さらに，実施例１と同様にして，上記ＳｉＣ原料粉末をこの第１種結晶１上に堆積させ，第１成長結晶１０を得た（第１成長工程）。
【００５８】
次に，図６及び図７に示すごとく，上記第１成長結晶１０から第１成長面１５より９０°傾き，且つ｛０００１｝面より９０°傾いた面，即ち｛１１−２０｝面を第２成長面５５とする第２種結晶２を実施例１と同様にして作製した。そして，さらにこの第２種結晶５を第１種結晶１と同様にして成長させ，第２成長結晶５０を得た（第１連続成長工程）。ここで，上記第２成長結晶５０は，上記第１成長結晶の約半分の高さまで成長させた。
【００５９】
次に，図７及び図８に示すごとく，上記第２成長結晶５０から第２成長面５５より角度ｙ傾き，且つ｛０００１｝面より９０°傾いた面を第３成長面６５とする第３種結晶６を上記第１及び第２種結晶と同様にして作製した。そして，さらにこの第３種結晶６を上記第１及び第２種結晶と同様にして成長させ，第３成長結晶６０を得た（第２連続成長工程）。なお，上記角度ｙは，０〜４５°の範囲で任意に決定することができ，本例では０°とした。
【００６０】
次に，図３及び図８に示すごとく，上記第３成長結晶６０から，｛０００１｝面からオフセット角度ｚの面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を切り出した。そして，実施例１と同様にして，このＳｉＣウエハ３の成膜面３５上にエピタキシャル膜３０を成膜し，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した（成膜工程）。なお，本例では上記オフセット角度ｚは，５°とした。
【００６１】
上記のようにして作製したエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４のエピタキシャル膜３０中に含まれる欠陥密度を，実施例１と同様にして調べるたところ，転位に対応するエッチピットの数は，実施例１で作製したエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４と同程度であり，非常に少なかった。
そして，本例の製造方法によっても，同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を得ることができた。
【００６２】
また，本例の第２連続成長工程においては，第２成長面５５より角度ｙ＝０°，即ち第２成長面５５と平行で，且つ｛０００１｝面より９０°傾いた面を第３成長面６５としている。そのため，上記第２成長工程においては，第２成長結晶５０を高く成長させる必要がない。それ故，第３種結晶６を短時間及び低コストにて作製することができ，最終的に上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製するための時間及びコストを削減することができる。
【００６３】
また，本例においてはＮ＝２，α＝１として，上記第１及び第２連続成長工程を１回ずつ行っているが，これらは複数回繰り返して行ってもよい。上記第１連続成長工程を繰り返し行うと，実施例１の連続成長工程と同様に，得られる成長結晶のいわゆる転位密度を指数関数的に減少させることができる。ここで，転位密度を充分に低減させておくと，第２連続成長工程においては角度ｙという小さい角度でも，転位密度の非常に少ない種結晶を得ることができる。
【００６４】
（実施例３）
本例は，上記成膜面として｛１−１００｝面を用いて上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様に第２成長結晶２０を作製し，該第２成長結晶２０から，｛１−１００｝面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を切り出した。このＳｉＣウエハ３の上記成膜面３５上に，実施例１と同様に，表面処理を施しＣＶＤ法によりエピタキシャル膜３０を成膜して，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。
この場合にも，実施例１と同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を得ることができた。
【００６５】
（実施例４）
本例は，上記成膜面として｛１１−２０｝面を用いて上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様に第２成長結晶２０を作製し，該第２成長結晶２０から，｛１１−２０｝面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を切り出した。このＳｉＣウエハ３の上記成膜面３５上に，実施例１と同様に，表面処理を施しＣＶＤ法によりエピタキシャル膜３０を成膜して，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。
この場合にも，実施例１と同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を得ることができた。
【００６６】
（実施例５）
本例は，ＰＶＥ法により上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様に，｛０００１｝面からオフセット角度５°の面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を作製し，該成膜面３５に表面処理を施した。
そして，ＰＶＥ法により上記ＳｉＣウエハ３の成膜面３５上にエピタキシャル膜３０を成膜し，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。具体的には，ＴａＣコートを施した黒鉛坩堝中に上記ＳｉＣウエハ３と高純度の多結晶ＳｉＣ板を対峙して配置し，減圧不活性雰囲気（Ａｒ，雰囲気圧１００Ｐａ）中にて坩堝を約１８００℃に昇温した。このとき，上記ＳｉＣウエハ３の温度が多結晶ＳｉＣ板に比べて低くなるように温度勾配（５〜１０℃／ｃｍ）を設定した。
この場合にも，実施例１と同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを得ることができた。
【００６７】
（実施例６）
本例は，ＬＰＥ法により上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様に，｛０００１｝面からオフセット角度５°の面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を作製し，該成膜面３５に表面処理を施した。
そして，ＬＰＥ法により，上記ＳｉＣウエハ３の成膜面３５上にエピタキシャル膜３０を成膜し，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。具体的には，不純物が１ｐｐｍ未満という高純度の黒鉛坩堝の底部に上記ＳｉＣウエハ３を固定し，坩堝中に不純物が１０ｐｐｂ未満という高純度のＳｉ粉末を充填し，高圧不活性雰囲気（Ａｒ，雰囲気圧１．０ＭＰａ）中にて１８００℃で加熱した。
この場合にも，実施例１と同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを得ることができた。
【００６８】
（実施例７）
本例は，上記エピタキシャル膜中に不純物として窒素を含有するエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様に，｛０００１｝面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を作製し，該成膜面３５に表面処理を施した。
次に，上記成膜工程において，実施例１と同様にしてＣＶＤ法によりエピタキシャル膜を成膜するときに，Ｎ2ガスを流量０．５ｍｌ／ｍｉｎ（０．５ｓｃｃｍ）にて導入した。このようにして，エピタキシャル膜３０中に不純物として窒素を含有するエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。尚，このときエピタキシャル膜３０中に含まれる不純物の濃度は，１．５×１０16〜１×１０18／ｃｍ3であった。
この場合にも，実施例１と同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを得ることができた。
【００６９】
（実施例８）
本例は，上記エピタキシャル膜中に不純物としてアルミニウムを含有するエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様に，｛０００１｝面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を作製し，該成膜面３５に表面処理を施した。
次に，上記成膜工程において，実施例１と同様にしてＣＶＤ法によりエピタキシャル膜３０を成膜するときに，（ＣＨ3）3Ａｌガスを流量０．０１ｍｌ／ｍｉｎ（０．０１ｓｃｃｍ）にて導入し，エピタキシャル膜３０中に不純物としてアルミニウムを含有するエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。
この場合にも，実施例１と同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを得ることができた。尚，このときエピタキシャル膜３０中に含まれる不純物濃度は，１×１０18／ｃｍ3〜２×１０18／ｃｍ3であった。
【００７０】
（実施例９）
本例は，上記エピタキシャル膜中に不純物としてホウ素を含有するエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様に，｛０００１｝面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を作製し，該成膜面３５に表面処理を施した。
次に，上記成膜工程において，実施例１と同様にしてＣＶＤ法によりエピタキシャル膜３０を成膜するときに，Ｂ2Ｈ6ガスを流量０．００１ｍｌ／ｍｉｎ（０．００１ｓｃｃｍ）にて導入し，エピタキシャル膜３０中に不純物としてホウ素を含有するエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。
この場合にも，実施例１と同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を得ることができた。尚，このときエピタキシャル膜３０中に含まれる不純物の濃度は，２×１０18〜３×１０18／ｃｍ3であった。
【００７１】
（実施例１０）
本例は，実施例１において得られたエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ上にショットキーバリアダイオードを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様にしてエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。このＳｉＣウエハ４上に，ショットキーバリアダイオードを作製した。具体的には，オーミック電極としてＮｉを蒸着し，真空雰囲気９００℃にて熱処理した後に，ショットキー電極を蒸着するという手順で行った。
次に，このショットキーバリアダイオードの逆方向及び順方向の電流−電圧特性を測定した。
その結果を図９及び図１０に示す。尚，図９は，逆方向の電流−電圧特性を示し，図１０は順方向のものを示す。
【００７２】
図９より知られるごとく，上記ショットキーバリアダイオードにおいて，逆方向リーク電流ＩRは，１０-7Ａ／ｃｍ-2以下（ＶR＜２００Ｖ）であり，非常に少ない。
また，図１０より知られるごとく，順方向電流ＩFの立ち上がりは非常に急峻であり，即ちオン抵抗が非常に小さい。
このように，上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを用いると高性能な電子デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１にかかる，第１成長工程を示す説明図。
【図２】実施例１にかかる，連続成長工程を示す説明図。
【図３】実施例１及び実施例２にかかる，成膜工程を示す説明図。
【図４】実施例１にかかる，ＳｉＣ単結晶の主要な面方位を示す説明図。
【図５】実施例１にかかる，昇華再結晶法によるＳｉＣ単結晶の成長方法を示す説明図。
【図６】実施例２にかかる，第１成長工程を示す説明図。
【図７】実施例２にかかる，第１連続成長工程を示す説明図。
【図８】実施例２にかかる，第２連続成長工程を示す説明図。
【図９】実施例１０にかかる，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを用いた電子デバイスにおける逆方向の電流−電圧特性を示す説明図。
【図１０】実施例１０にかかる，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを用いた電子デバイスにおける順方向の電流−電圧特性を示す説明図。
【符号の説明】
１．．．第１種結晶，
１５．．．第１成長面，
１０．．．第１成長結晶，
２．．．第２種結晶（連続成長工程），
２５．．．第２成長面（連続成長工程），
２０．．．第２成長結晶（連続成長工程），
３．．．ＳｉＣウエハ，
３５．．．成膜面，
３０．．．エピタキシャル膜，
４．．．エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ，
５．．．第２種結晶（第１連続成長工程），
５５．．．第２成長面（第１連続成長工程），
５０．．．第２成長結晶（第１連続成長工程），
６．．．第３種結晶（第２連続成長工程），
６５．．．第３成長面（第２連続成長工程），
６０．．．第３成長結晶（第２連続成長工程），
【技術分野】
本発明は，エピタキシャル膜を有するＳｉＣウエハ及びその製造方法，並びに該ＳｉＣウエハを用いた電子デバイスに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より，ＳｉＣ単結晶を利用するＳｉＣ半導体は，Ｓｉ半導体に代わる次世代パワーデバイスの候補材料として期待されている。高性能なＳｉＣパワーデバイスを実現するためには，上記ＳｉＣ半導体に生じる逆方向リーク電流等を低減することが必須条件である。これまでの研究報告によれば，上記ＳｉＣ単結晶に生じるマイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位，積層欠陥等の欠陥が，ＳｉＣ半導体の逆方向リーク電流等の原因となっていると考えられている。
また，上記パワーデバイスの用途には，特にエピタキシャル膜を有するＳｉＣウエハが用いられる。そのため，ＳｉＣ単結晶中のみならず，エピタキシャル膜中にも上記欠陥を含まないエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの開発が望まれている。
【０００３】
図４に示すごとく，ＳｉＣ単結晶は主要な面方位として｛０００１｝面（ｃ面）と，｛０００１｝面に垂直な｛１−１００｝面（ａ面）及び｛１１−２０｝面（ａ面）とを有している。
一般に，上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを得る方法としては，まず，六方晶の｛０００１｝面又は｛０００１｝面からオフセット角度１０°以内の面を種結晶面として露出するＳｉＣ種結晶を用いて，昇華再析出法等により種結晶面上に上記ＳｉＣ単結晶を成長させる，いわゆるｃ面成長を行い，成長させたＳｉＣバルク単結晶を得る。
【０００４】
次に，該ＳｉＣバルク単結晶から｛０００１｝面からオフセット角度１０°以内の面を成膜面として露出するＳｉＣウエハを作製する。続いて，この成膜面に研磨等の表面処理を施し，所望の元素及び密度の不純物を導入したエピタキシャル膜を成膜してエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを得る。
【０００５】
しかし，上記のように｛０００１｝面を種結晶面とし，＜０００１＞方向に成長させてなるＳｉＣバルク単結晶（ｃ面成長結晶）中には，＜０００１＞方向に略平行な方向にマイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位が非常に多く発生するという問題があった。さらに，このｃ面成長結晶からＳｉＣウエハを作製してエピタキシャル膜を成膜すると，該エピタキシャル膜中にはＳｉＣウエハの表面に露出する転位が継承される。これにより，上記エピタキシャル膜中にもＳｉＣウエハと略同密度の転位が存在し，各種デバイス特性に悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００６】
一方，特開平５−２６２５９９号公報には，ＳｉＣ単結晶の｛０００１｝面からの傾きが６０〜１２０°（好ましくは９０°）の面を種結晶面として，この種結晶をａ面成長させて，成長結晶（ａ面成長結晶）を得る方法が開示されている。そして，このａ面成長結晶中には，マイクロパイプ欠陥や螺旋転位が含まれないことを明らかにした。
【０００７】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記ａ面成長結晶中には，＜０００１＞方向に平行及び直交なバーガースベクトルを持つ刃状転位及び｛０００１｝面内の積層欠陥が成長方向に略平行に高密度に存在する。そのため，このａ面成長結晶からＳｉＣウエハを作製しエピタキシャル膜を成膜すると，該エピタキシャル膜中にａ面成長結晶に含まれる高密度の刃状転位から転位が継承される。このようにエピタキシャル膜中に転位を高密度に含有するエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハは，オン抵抗が高くなり，また，逆方向リーク電流を生じるため，デバイス動作に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００８】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，ＳｉＣウエハ及びエピタキシャル膜中に欠陥及び転位をほとんど含有しないエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ及びその製造方法，並びにオン抵抗が低く，逆方向リーク電流の発生がほとんどないＳｉＣ電子デバイスを提供しようとするものである。
【０００９】
【課題の解決手段】
第１の発明は，ＳｉＣ単結晶よりなる種結晶上にＳｉＣ単結晶を成長させてバルク状のＳｉＣ単結晶を製造し，該ＳｉＣ単結晶からＳｉＣウエハを作製して該ＳｉＣウエハの成膜面上にエピタキシャル膜を成膜しエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを製造する方法において，該製造方法は，Ｎ回（Ｎは，Ｎ≧２の自然数）の成長工程と，該成長工程後にエピタキシャル膜を成膜する成膜工程とを含み，上記成長工程における各成長工程を第ｎ成長工程（ｎは自然数であって１から始まりＮで終わる序数）として表した場合，
ｎ＝１である第１成長工程においては，｛１−１００｝面からオフセット角度２０°以下の面，または｛１１−２０｝面からオフッセット角度２０°以下の面を第１成長面として露出させた第１種結晶を用いて，上記第１成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させ第１成長結晶を作製し，
ｎ＝２，３，．．．，Ｎ回目である連続成長工程においては，第（ｎ−１）成長面より４５〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製し，該第ｎ種結晶の上記第ｎ成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させて第ｎ成長結晶を作製し，
上記成膜工程においては，ｎ＝Ｎである第Ｎ成長結晶から成膜面を露出させたＳｉＣウエハを作製し，該ＳｉＣウエハの上記成膜面上にエピタキシャル膜を成膜することを特徴とするエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法にある（請求項１）。
【００１０】
本発明の第１成長工程においては，上記｛１−１００｝面，又は｛１１−２０｝面という，いわゆるａ面からオフセット角度２０°以内の面を第１成長面としている。
そのため，上記第１成長結晶は第１成長面と直交する方向に成長し，これはいわゆるａ面成長に相当する。それ故，上記第１成長結晶中には上記マイクロパイプ欠陥及び螺旋転位は発生しない。
しかし，上記第１成長工程に用いる第１種結晶中には，マイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位，及びそれらの複合転位が存在する。そのため，上記第１成長結晶中には，これらの欠陥に起因する＜０００１＞方向に平行及び直交するバーガースベクトルを持つ刃状転位が上記第１成長面の表面から継承されて存在する。このとき上記刃状転位は，第１成長結晶の成長方向に平行な方向に伸びるように存在する。
【００１１】
次に，上記連続成長工程においては，第（ｎ−１）成長面より４５〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面，即ちほぼａ面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製し，上記第ｎ成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させて第ｎ成長結晶を作製する。
そのため，第（ｎー１）成長結晶に含まれる刃状転位は，上記第ｎ種結晶の表面にはほとんど露出されないので，第ｎ成長結晶中に上記刃状転位はほとんど発生しない。また，上記連続成長工程におけるＳｉＣ単結晶の成長は，略ａ面成長の方向に起こる。そのため，上記連続成長工程における成長結晶中には，マイクロパイプ欠陥及び螺旋転位は発生しない。
また，上記連続成長工程は，１回（Ｎ＝２のとき），または複数回繰り返して行うことができる。そして，連続成長工程の回数を増やす毎に，得られる成長結晶のいわゆる転位密度を指数関数的に減少させることができる。
【００１２】
次に，上記成膜工程においては，ｎ＝Ｎである第Ｎ成長結晶から成膜面を露出させたＳｉＣウエハを作製し，該ＳｉＣウエハの成膜面上にエピタキシャル膜を成膜する。ここで，第Ｎ成長結晶は，上記第１成長工程及び連続成長工程により得られた成長結晶であり，マイクロパイプ欠陥，螺旋転位及び刃状転位をほとんど含んでいない。そのため，上記ＳｉＣウエハの成膜面には，上記欠陥及び転位はほとんど露出されず，上記欠陥及び転位が上記エピタキシャル膜中に継承されることはほとんどない。
【００１３】
このように，本発明によれば，ＳｉＣウエハ及びエピタキシャル膜中に欠陥及び転位をほとんど含有しないエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法を提供することができる。
【００１４】
尚，本発明において，｛１−１００｝，｛１１−２０｝及び｛０００１｝は，いわゆる結晶面の面指数を表している。上記面指数において，「−」記号は通常数字の上に付されるが，本明細書及び図面においては書類作成の便宜上のため数字の左側に付した。また，＜０００１＞，＜１１−２０＞，及び＜１−１００＞は，結晶内の方向を表し，「−」記号の取り扱いについては，上記面指数と同様である。
【００１５】
第２の発明は，ＳｉＣ単結晶よりなる種結晶上にＳｉＣ単結晶を成長させてバルク状のＳｉＣ単結晶を製造し，該ＳｉＣ単結晶からＳｉＣウエハを作製して該ＳｉＣウエハの成膜面上にエピタキシャル膜を成膜しエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを製造する方法において，該製造方法は，（Ｎ＋α）回（Ｎは，Ｎ≧２の自然数であり，αは自然数）の成長工程と，該成長工程後にエピタキシャル膜を成膜する成膜工程とを含み，上記成長工程における各成長工程を第ｎ成長工程（ｎは自然数であって１から始まりＮ＋αで終わる序数）として表した場合，
ｎ＝１である第１成長工程においては，｛１−１００｝面からオフセット角度２０°以下の面，または｛１１−２０｝面からオフッセット角度２０°以下の面を第１成長面として露出させた第１種結晶を用いて，上記第１成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させ第１成長結晶を作製し，
ｎ＝２，３，．．．，Ｎ回目である第１連続成長工程においては，第（ｎ−１）成長面より４５〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製し，該第ｎ種結晶の上記第ｎ成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させて第ｎ成長結晶を作製し，
ｎ＝Ｎ＋１，Ｎ＋２，．．．，Ｎ＋α回目である第２連続成長工程においては，第（ｎ−１）成長面より０〜４５°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製し，該第ｎ種結晶の上記第ｎ成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させて第ｎ成長結晶を作製し，
上記成膜工程においては，ｎ＝Ｎ＋αである第（Ｎ＋α）成長結晶から成膜面を露出させたＳｉＣウエハを作製し，該ＳｉＣウエハの上記成膜面上にエピタキシャル膜を成膜することを特徴とするエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法にある（請求項２）。
【００１６】
本発明の第１成長工程においては，上記第１の発明と同様に，上記｛１−１００｝面，又は｛１１−２０｝面という，いわゆるａ面からオフセット角度２０°以内の面を第１成長面としている。
そのため，上記第１成長結晶は第１成長面と直交する方向に成長し，これはいわゆるａ面成長に相当する。それ故，上記第１成長結晶中には上記マイクロパイプ欠陥及び螺旋転位は発生しない。
しかし，上記第１成長工程に用いる第１種結晶中には上記第１の発明と同様に，マイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位，及びそれらの複合転位が存在する。そのため，上記第１成長結晶中には，これらの欠陥に起因する＜０００１＞方向に平行及び直交するバーガースベクトルを持つ刃状転位が上記第１成長面の表面から継承されて存在する。このとき上記刃状転位は，第１成長結晶の成長方向に平行な方向に伸びるように存在する。
【００１７】
次に，上記第１連続成長工程においては，上記第１の発明と同様に，第（ｎ−１）成長面より４５〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面，即ちほぼａ面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製し，上記第ｎ成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させて第ｎ成長結晶を作製する。そのため，第（ｎー１）成長結晶に含まれる刃状転位は，上記第ｎ種結晶の表面にはほとんど露出されないので，第ｎ成長結晶中に上記刃状転位はほとんど発生しない。また，上記第１連続成長工程におけるＳｉＣ単結晶の成長は，略ａ面成長の方向に起こる。そのため，上記第１連続成長工程における成長結晶中には，マイクロパイプ欠陥及び螺旋転位は発生しない。
また，上記第１の発明と同様に，上記第１連続成長工程は，１回（Ｎ＝２のとき），または複数回繰り返して行うことができる。そして，第１連続成長工程の回数を増やす毎に，得られる成長結晶のいわゆる転位密度を指数関数的に減少させることができる。
【００１８】
次に，ｎ＝Ｎ＋１，Ｎ＋２，．．．，（Ｎ＋α）回目である第２連続成長工程においては，第（ｎ−１）成長面より０〜４５°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製し，該第ｎ種結晶の上記第ｎ成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させて第ｎ成長結晶を作製する。
そのため，上記第２連続成長工程においては，第Ｎ成長結晶と同品質の第（Ｎ＋α）成長結晶を作製することができる。そして，上記第２連続成長工程においては，第（ｎ−１）成長面より０〜４５°という傾きの小さい面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製している。そのため，上記第（ｎ−１）成長結晶より第ｎ種結晶を作製する際には，第（ｎ−１）成長結晶を高く成長させる必要がない。それ故，第ｎ成長結晶を作製するための時間及びコストを削減することができる。
また，上記第２連続成長工程は，１回（α＝１のとき），または複数回繰り返して行うことができる。
【００１９】
次に，上記成膜工程においては，ｎ＝Ｎ＋αである第（Ｎ＋α）成長結晶から成膜面を露出させたＳｉＣウエハを作製し，該ＳｉＣウエハの成膜面上にエピタキシャル膜を成膜する。ここで，第（Ｎ＋α）成長結晶は，上記第１成長工程，第１連続成長工程及び第２連続成長工程により得られた成長結晶であり，マイクロパイプ欠陥，螺旋転位及び刃状転位をほとんど含んでいない。そのため，上記ＳｉＣウエハの成膜面には，上記欠陥及び転位はほとんど露出されず，上記欠陥及び転位が上記エピタキシャル膜中に継承されることはほとんどない。
【００２０】
このように本発明によれば，上記第１の発明と同様に，ＳｉＣウエハ及びエピタキシャル膜中に欠陥及び転位をほとんど含有しないエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法を提供することができる。
【００２１】
尚，本発明においても上記第１の発明と同様に，｛１−１００｝，｛１１−２０｝及び｛０００１｝は，いわゆる結晶面の面指数を表している。上記面指数において，「−」記号は通常数字の上に付されるが，本明細書及び図面においては書類作成の便宜上のため数字の左側に付した。また，＜０００１＞，＜１１−２０＞，及び＜１−１００＞は，結晶内の方向を表し，「−」記号の取り扱いについては，上記面指数と同様である。
【００２２】
また，上記第１又は第２の発明により作製されることを特徴とするエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハがある。
【００２３】
第１又は第２の発明により作製されるエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハは，上述したごとく，マイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位をほとんど含まず，高品質である。それ故，次世代パワーデバイスの材料として非常に有効である。
【００２４】
また，上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを用いて作製されることを特徴とするＳｉＣ電子デバイスがある。
【００２５】
上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハは，上述したごとく，マイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位をほとんど含まず，高品質である。
そのため，上記ＳｉＣ電子デバイスは，オン抵抗が低く，逆方向リーク電流の発生が非常に少ないという優れたデバイス特性を有する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明において，上記第１成長面は，｛１−１００｝面又は｛１１−２０｝面からオフセット角度２０°以下の面であり，これは｛１−１００｝又は｛１１−２０｝面を含む概念である。
ここで，上記第１成長面は，｛１−１００｝面又は｛１１−２０｝面であることが好ましい。
この場合には，上記第１成長は，それぞれ＜１−１００＞又は＜１１−２０＞方向に成長する（ａ面成長）。そのため，上記第１成長結晶に含まれる＜０００１＞方向の貫通欠陥をより効果的に減少させることができる。
【００２７】
また，上記連続成長工程及び第１連続成長工程において，上記第ｎ成長面は，第（ｎ−１）成長面より８０°〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より８０〜９０°傾いた面であることが好ましい。
この場合には，＜０００１＞方向に平行及び直交するバーガースベクトルを持つ刃状転位をより効果的に減少させることができる。
【００２８】
また，上記各成長面の上にＳｉＣ単結晶を成長させる前には，各成長面の表面の付着物や加工変質層を除去しておくことが好ましい。
この場合には，上記付着物や加工変質層に起因する各成長面から各成長結晶に継承される転位を防ぐことができる。なお，上記付着物や加工変質層を除去する方法としては，例えば研磨，化学洗浄，Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ（ＲＩＥ），犠牲酸化等がある。
【００２９】
また，上記各種結晶上でのＳｉＣ単結晶の成長には昇華再析出法を用いることが好ましい（請求項３）。
この場合には，充分な成長高さが得られるため，大口径のエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製することができる。
なお，本発明において使用できるＳｉＣ単結晶成長手法は昇華再析出法に限らず，十分な成長高さのバルク状単結晶を成長できる手法であれば全て適用できる。例えば，Ｍａｔｅｒ． Ｓｃｉ． Ｅｎｇ． Ｂ Ｖｏｌ．６１−６２（１９９９）１１３−１２０に示されているような２０００℃を越える温度域での化学気相堆積法も用いることができる。
【００３０】
また，上記各種結晶の厚みは１ｍｍ以上であることが好ましい（請求項４）。この場合には，上記種結晶と種結晶を固定している物体との熱膨張差による応力によって成長結晶に生じる転位及び積層欠陥を防止することができる。即ち，上記種結晶の厚みを充分大きくすることにより，上記応力が種結晶を構成する格子を歪めて，成長結晶に転位及び積層欠陥が発生することを防止することができる。また，特に，上記種結晶の成長面の面積Ａが５００ｍｍ2を越える場合には，上記種結晶の厚みを１ｍｍよりさらに大きくする必要がある。このときの必要最低限の厚みをｔｓｅｅｄとすると，ｔｓｅｅｄ＝Ａ1/2×２／πの式が与えられる。
なお，上記種結晶及び成長結晶とは，本発明におけるすべての種結晶及びすべての成長結晶を含む概念である。
【００３１】
また，上記成膜面は，｛０００１｝面からオフセット角度０．５°〜２０°の面，｛１−１００｝面からオフセット角度２０°以下の面，又は｛１１−２０｝面からオフセット角度２０°以下の面とすることが好ましい（請求項５）。
この場合には，上記エピタキシャル膜中へのマイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位の発生をほとんど抑制することができる。なお，｛０００１｝面からオフセット角度０．５°未満の面を成膜面とした場合には，上記エピタキシャル膜の成膜が困難になるおそれがある。
【００３２】
また，上記エピタキシャル膜の成膜には，ＣＶＤ法，ＰＶＥ法，又はＬＰＥ法を用いることが好ましい（請求項６）。ここで上記ＣＶＤ法は，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（化学気相堆積法）法，上記ＰＶＥ法は，Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｅｐｉｔａｘｙ（昇華エピタキシー）法，上記ＬＰＥ法は，Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ（液相エピタキシー）法をいう。
この場合には，デバイス作製上重要な設計パラメータである膜厚及び膜中の不純物濃度を容易に制御することができる。
【００３３】
また，上記エピタキシャル膜に１×１０13〜１×１０20／ｃｍ3の不純物を含有させることが好ましい（請求項７）。
この場合には，上記不純物がドナーやアクセプタ等の役割を果たし，上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを半導体デバイス等として用いることができる。上記不純物の含有量が１×１０13／ｃｍ3未満の場合には，上記不純物は充分な量のキャリアを供給することができず，上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハのデバイス特性が低下するおそれがある。一方，１×１０20／ｃｍ3を越える場合には，上記不純物が凝集し，その結果上記エピタキシャル膜中に転位や積層欠陥が発生するおそれがある。
【００３４】
また，上記不純物はその構成元素として，窒素，ホウ素又はアルミニウムの１種以上を含有することが好ましい（請求項８）。
この場合には，上記エピタキシャル膜をｐ又はｎ型半導体とすることができる。そのため，上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハをダイオード等の半導体デバイスとして利用することができる。
【００３５】
【実施例】
以下に，図面を用いて本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
本例のエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法は，図１〜図３に示すごとく，ＳｉＣ単結晶よりなる種結晶上にＳｉＣ単結晶を成長させてバルク状のＳｉＣ単結晶を製造し，該ＳｉＣ単結晶からＳｉＣウエハを作製し，該ＳｉＣウエハ上にエピタキシャル膜を成膜してエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを製造する方法である。そして，この製造方法は，Ｎ回（Ｎは，Ｎ≧２の自然数）の成長工程と，該成長工程後にエピタキシャル膜を成膜する成膜工程とを含み，上記成長工程における各成長工程を第ｎ成長工程（ｎは自然数であって１から始まりＮで終わる序数）として表す。
【００３６】
まず，図１に示すごとく，ｎ＝１である第１成長工程においては，｛１−１００｝面からオフセット角度２０°以下の面を第１成長面１５として露出させた第１種結晶１を用いて，上記第１成長面１５上にＳｉＣ単結晶を成長させ第１成長結晶１０を作製する（第１成長工程）。
【００３７】
次に，図１及び図２に示すごとく，ｎ＝２である第２成長工程としての連続成長工程においては，第１成長面１５より４５〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第２成長面２５とした第２種結晶２を第１成長結晶１０より作製し，該第２種結晶２の上記第２成長面２５上にＳｉＣ単結晶を成長させて第２成長結晶２０を作製する（連続成長工程）。
【００３８】
そして，図２及び図３に示すごとく，上記成膜工程においては，ｎ＝２である第２成長結晶２０から成膜面３５を露出させたＳｉＣウエハ３を作製し，該ＳｉＣウエハ３の上記成膜面３５上にエピタキシャル膜３０を成膜する（成膜工程）。
【００３９】
以下本例につき詳細に説明する。
本例では，図１〜５に示すごとく，ＳｉＣ単結晶よりなる種結晶上に昇華再析出法によりＳｉＣ単結晶を成長させて，このＳｉＣ単結晶からＳｉＣウエハを作製し，このＳｉＣウエハ上にエピタキシャル膜を成膜する。なお，本例においては，上記のごとくＮ＝２，即ち２回の成長工程を含む例を示す。
【００４０】
まず，昇華再析出法により成長したＳｉＣ単結晶を準備した。図４に示すごとく，ＳｉＣ単結晶は，主要な面方位として｛０００１｝面と，｛０００１｝面に垂直な｛１−１００｝面及び｛１１−２０｝面とを有している。また，｛０００１｝面に垂直な方向が＜０００１＞方向，｛１−１００｝面に垂直な方向が＜１−１００＞方向，｛１１−２０｝面に垂直な方向が＜１１−２０＞である。
図１に示すごとく，上記ＳｉＣ単結晶の｛１−１００｝面が第１成長面１５として露出するように上記ＳｉＣ単結晶を切断し，さらにこの第１成長面１５を加工，研磨した。また，第１成長面１５の表面を化学洗浄して付着物を除去し，ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ），犠牲酸化により，切断・研磨に伴う加工変質層を除去し，これを第１種結晶１とした。なお，第１種結晶１の厚みは３ｍｍである。
【００４１】
次に，図５に示すごとく，上記第１種結晶１とＳｉＣ原料粉末８２とをこれらが対向するように坩堝８内に配置した。このとき，上記第１種結晶１は坩堝８の蓋体８５の内側面に接着剤を介して固定した。そして上記坩堝８を減圧不活性雰囲気中で２１００〜２４００℃に加熱した。このとき，ＳｉＣ原料粉末８２側の温度を第１種結晶１側の温度より２０〜２００℃高く設定した。これにより，坩堝８内のＳｉＣ原料粉末８２が加熱により昇華し，該ＳｉＣ原料粉末８２より低温の第１種結晶１上に堆積し，第１成長結晶１０を得た（第１成長工程）。
【００４２】
次に，図１及び図２に示すごとく，上記第１成長結晶１０から，第１成長面１５より９０°傾き，且つ｛０００１｝面より９０°傾いた面，即ち｛１１−２０｝面を第２成長面２５とする第２種結晶２を第１種結晶１と同様にして作製した。そして，この第２種結晶２を第１種結晶１と同様にして成長させ，第２成長結晶２０を得た（連続成長工程）。
【００４３】
次に，図２及び図３に示すごとく，上記第２成長結晶２０から，｛０００１｝面からオフセット角度ｘの面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を切り出した。このＳｉＣウエハ３の成膜面３５に，上記第１種結晶の作製時と同様に加工，研磨，化学洗浄，ＲＩＥ，犠牲酸化等の表面処理を施した。
そして，ＣＶＤ法により上記ＳｉＣウエハ３の成膜面３５上にエピタキシャル膜３０を成膜し，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した（成膜工程）。具体的には，原料ガスとしてＳｉＨ4ガス及びＣ3Ｈ8ガスを５ｍｌ／ｍｉｎにて，またキャリアガスとしてＨ2ガスを１０ｌ／ｍｉｎにてそれぞれ反応管に導入し，ＳｉＣウエハ３を保持しているサセプタの温度を１５５０℃として成膜を行った。なお，本例では，上記オフセット角度ｘは，５°とし，雰囲気圧は３０ｋＰａとした。
【００４４】
次に，上記のようにして作製したエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４のエピタキシャル膜３０中に含まれる欠陥密度を調べるために，上記エピタキシャル膜にＫＯＨエッチングを施し，これによって生じたエッチピット数を測定した。
その結果，転位に対応するエッチピットの数は，１０2〜１０3／ｃｍ2であり，非常に少なかった。
【００４５】
以下，本例の作用効果につき説明する。
本例の第１成長工程においては，上記｛１−１００｝面を第１成長面１５としている。
そのため，上記第１成長結晶１０は第１成長面１５と直交する方向に成長し，これはいわゆるａ面成長に相当する。それ故，上記第１成長結晶１０中には上記マイクロパイプ欠陥及び螺旋転位は発生しない。しかし，第１種結晶中には，マイクロパイプ欠陥，螺旋転位，刃状転位，及びそれらの複合転位などの欠陥が存在する。そのため，上記第１成長結晶１０中には，＜０００１＞方向に平行及び直交するバーガースベクトルをもつ刃状転位が上記第１成長面の表面から継承されて存在する。このとき上記刃状転位は，第１成長結晶の成長方向に平行な方向に伸びるように存在する。
【００４６】
上記連続成長工程においては，第１成長面１５より９０°傾き，且つ｛０００１｝面より９０°傾いた面，即ち｛１１−２０｝面を第２成長面２５とする第２種結晶２を作製している。
そのため，上記第１成長結晶１０に含まれる刃状転位は，上記第２種結晶２の表面にはほとんど露出されない。それ故，第２成長面２５上にＳｉＣ単結晶を成長させても，第２成長結晶２０中には第２種結晶２から継承される刃状転位はほとんど除外される。また，上記連続成長工程において，上記第２種結晶２は略ａ面成長の方向に成長する。そのため，上記第２成長結晶２０中には，マイクロパイプ欠陥及び螺旋転位は発生しない。
【００４７】
上記成膜工程においては，上記第２成長結晶２０の｛０００１｝面からオフセット角度５°の面を露出させたＳｉＣウエハ３を作製している。そのため，上記ＳｉＣウエハ３の成膜面３５には，＜０００１＞方向に平行及び直交するバーガースベクトルをもつ刃状転位はほとんど存在しない。それ故，上記エピタキシャル膜３０には，＜０００１＞方向に直交するバーガースベクトルをもつ転位である刃状転位は発生しない。また，＜０００１＞方向に平行な方向のバーガースベクトルをもつ欠陥であるマイクロパイプ欠陥及び螺旋転位も発生しない。
【００４８】
また，本例においては，上記第１成長面１５及び第２成長面２５上にＳｉＣ単結晶を成長させる前，又は成膜面３５上にエピタキシャル膜３０を成膜する前に，付着物や加工変質層を取り除いている。そのため，上記付着物や加工変質層に起因し各成長面１５，２５又は成膜面３５から各成長結晶１０，２０又はエピタキシャル膜３５に継承される転位を防ぐことができる。
【００４９】
また，上記各種結晶の厚みを１ｍｍ以上にしている。
そのため，上記各種結晶１，２と種結晶が接触している蓋体６５との熱膨張差による応力によって成長結晶１０，２０に生じる転位及び積層欠陥を防止することができる。
【００５０】
このように，本例によれば，ＳｉＣウエハ及びエピタキシャル膜中に欠陥及び転位をほとんど含有しないエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ及びその製造方法を提供することができる。
【００５１】
また，本例においてはＮ＝２として，上記連続成長工程を１回だけ行っているが，複数回繰り返して行ってもよい。
即ち，本例の連続成長工程においては，｛１１−２０｝面を第２成長面２５として第２成長結晶２０を得た。この第２成長結晶２０から，上記第２成長面２５より９０°傾き，且つ｛０００１｝面より９０°傾いた面，即ち｛１−１００｝面を第３成長工程における第３成長面とし，この上にＳｉＣ単結晶を成長させて，第３成長結晶を作製する。さらに，上記第３成長結晶から，第４成長工程，第５成長工程，・・・，第（Ｎ−１）工程というように，上記連続成長工程を繰り返して行うことができる。
この場合には，上記連続成長工程の回数を増やす毎に，ここで得られる成長結晶のいわゆる転位密度を指数関数的に減少させることができる。
【００５２】
（実施例２）
本例のエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法は，図３，図６〜図８に示すごとく，ＳｉＣ単結晶よりなる種結晶上にＳｉＣ単結晶を成長させてバルク状のＳｉＣ単結晶を製造し，該ＳｉＣ単結晶からＳｉＣウエハを作製して該ＳｉＣウエハの成膜面上にエピタキシャル膜を成膜しエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを製造する方法である。そして，この製造方法は，（Ｎ＋α）回（Ｎは，Ｎ≧２の自然数であり，αは自然数）の成長工程と，該成長工程後にエピタキシャル膜を成膜する成膜工程とを含み，上記成長工程における各成長工程を第ｎ成長工程（ｎは自然数であって１から始まりＮ＋αで終わる序数）として表す。
【００５３】
まず，図６に示すごとく，ｎ＝１である第１成長工程においては実施例１と同様にして，｛１−１００｝面からオフセット角度２０°以下の面を第１成長面１５として露出させた第１種結晶１を用いて，上記第１成長面１５上にＳｉＣ単結晶を成長させ第１成長結晶１０を作製する（第１成長工程）。
【００５４】
次に，図６及び図７に示すごとく，ｎ＝２である第２成長工程としての第１連続成長工程においては実施例１と同様にして，第１成長面１５より４５〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第２成長面５５とした第２種結晶５を第１成長結晶１０より作製し，該第２種結晶５の上記第２成長面５５上にＳｉＣ単結晶を成長させて第２成長結晶５０を作製する（第１連続成長工程）。
【００５５】
次に，図７及び図８に示すごとく，ｎ＝３である第３成長工程としての第２連続成長工程においては，第２成長面５５より０〜４５°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第３成長面６５とした第３種結晶６を第２成長結晶５０より作製し，該第３種結晶６の上記第３成長面６５上にＳｉＣ単結晶を成長させて第３成長結晶６０を作製する（第２連続成長工程）。
そして，図３及び図７に示すごとく，上記成膜工程においては，ｎ＝３である第３成長結晶６０から成膜面３５を露出させたＳｉＣウエハ３を作製し，該ＳｉＣウエハ３の上記成膜面３５上にエピタキシャル膜３０を成膜する（成膜工程）。
【００５６】
以下本例につき詳細に説明する。
本例では，図３及び図６〜図８に示すごとく，ＳｉＣ単結晶よりなる種結晶上に昇華再析出法によりＳｉＣ単結晶を成長させて，このＳｉＣ単結晶からＳｉＣウエハを作製し，このＳｉＣウエハ上にエピタキシャル膜を成膜する。なお，本例においては，上記のごとくＮ＝２及びα＝１の合計３回の成長工程を含む例を示す。
【００５７】
まず，昇華再析出法により成長したＳｉＣを準備した。このＳｉＣ単結晶の｛１−１００｝面が第１成長面１５として露出するように上記ＳｉＣ単結晶を切断し，実施例１と同様にして，厚み３ｍｍの第１種結晶１を作製した。さらに，実施例１と同様にして，上記ＳｉＣ原料粉末をこの第１種結晶１上に堆積させ，第１成長結晶１０を得た（第１成長工程）。
【００５８】
次に，図６及び図７に示すごとく，上記第１成長結晶１０から第１成長面１５より９０°傾き，且つ｛０００１｝面より９０°傾いた面，即ち｛１１−２０｝面を第２成長面５５とする第２種結晶２を実施例１と同様にして作製した。そして，さらにこの第２種結晶５を第１種結晶１と同様にして成長させ，第２成長結晶５０を得た（第１連続成長工程）。ここで，上記第２成長結晶５０は，上記第１成長結晶の約半分の高さまで成長させた。
【００５９】
次に，図７及び図８に示すごとく，上記第２成長結晶５０から第２成長面５５より角度ｙ傾き，且つ｛０００１｝面より９０°傾いた面を第３成長面６５とする第３種結晶６を上記第１及び第２種結晶と同様にして作製した。そして，さらにこの第３種結晶６を上記第１及び第２種結晶と同様にして成長させ，第３成長結晶６０を得た（第２連続成長工程）。なお，上記角度ｙは，０〜４５°の範囲で任意に決定することができ，本例では０°とした。
【００６０】
次に，図３及び図８に示すごとく，上記第３成長結晶６０から，｛０００１｝面からオフセット角度ｚの面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を切り出した。そして，実施例１と同様にして，このＳｉＣウエハ３の成膜面３５上にエピタキシャル膜３０を成膜し，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した（成膜工程）。なお，本例では上記オフセット角度ｚは，５°とした。
【００６１】
上記のようにして作製したエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４のエピタキシャル膜３０中に含まれる欠陥密度を，実施例１と同様にして調べるたところ，転位に対応するエッチピットの数は，実施例１で作製したエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４と同程度であり，非常に少なかった。
そして，本例の製造方法によっても，同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を得ることができた。
【００６２】
また，本例の第２連続成長工程においては，第２成長面５５より角度ｙ＝０°，即ち第２成長面５５と平行で，且つ｛０００１｝面より９０°傾いた面を第３成長面６５としている。そのため，上記第２成長工程においては，第２成長結晶５０を高く成長させる必要がない。それ故，第３種結晶６を短時間及び低コストにて作製することができ，最終的に上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製するための時間及びコストを削減することができる。
【００６３】
また，本例においてはＮ＝２，α＝１として，上記第１及び第２連続成長工程を１回ずつ行っているが，これらは複数回繰り返して行ってもよい。上記第１連続成長工程を繰り返し行うと，実施例１の連続成長工程と同様に，得られる成長結晶のいわゆる転位密度を指数関数的に減少させることができる。ここで，転位密度を充分に低減させておくと，第２連続成長工程においては角度ｙという小さい角度でも，転位密度の非常に少ない種結晶を得ることができる。
【００６４】
（実施例３）
本例は，上記成膜面として｛１−１００｝面を用いて上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様に第２成長結晶２０を作製し，該第２成長結晶２０から，｛１−１００｝面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を切り出した。このＳｉＣウエハ３の上記成膜面３５上に，実施例１と同様に，表面処理を施しＣＶＤ法によりエピタキシャル膜３０を成膜して，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。
この場合にも，実施例１と同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を得ることができた。
【００６５】
（実施例４）
本例は，上記成膜面として｛１１−２０｝面を用いて上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様に第２成長結晶２０を作製し，該第２成長結晶２０から，｛１１−２０｝面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を切り出した。このＳｉＣウエハ３の上記成膜面３５上に，実施例１と同様に，表面処理を施しＣＶＤ法によりエピタキシャル膜３０を成膜して，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。
この場合にも，実施例１と同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を得ることができた。
【００６６】
（実施例５）
本例は，ＰＶＥ法により上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様に，｛０００１｝面からオフセット角度５°の面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を作製し，該成膜面３５に表面処理を施した。
そして，ＰＶＥ法により上記ＳｉＣウエハ３の成膜面３５上にエピタキシャル膜３０を成膜し，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。具体的には，ＴａＣコートを施した黒鉛坩堝中に上記ＳｉＣウエハ３と高純度の多結晶ＳｉＣ板を対峙して配置し，減圧不活性雰囲気（Ａｒ，雰囲気圧１００Ｐａ）中にて坩堝を約１８００℃に昇温した。このとき，上記ＳｉＣウエハ３の温度が多結晶ＳｉＣ板に比べて低くなるように温度勾配（５〜１０℃／ｃｍ）を設定した。
この場合にも，実施例１と同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを得ることができた。
【００６７】
（実施例６）
本例は，ＬＰＥ法により上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様に，｛０００１｝面からオフセット角度５°の面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を作製し，該成膜面３５に表面処理を施した。
そして，ＬＰＥ法により，上記ＳｉＣウエハ３の成膜面３５上にエピタキシャル膜３０を成膜し，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。具体的には，不純物が１ｐｐｍ未満という高純度の黒鉛坩堝の底部に上記ＳｉＣウエハ３を固定し，坩堝中に不純物が１０ｐｐｂ未満という高純度のＳｉ粉末を充填し，高圧不活性雰囲気（Ａｒ，雰囲気圧１．０ＭＰａ）中にて１８００℃で加熱した。
この場合にも，実施例１と同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを得ることができた。
【００６８】
（実施例７）
本例は，上記エピタキシャル膜中に不純物として窒素を含有するエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様に，｛０００１｝面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を作製し，該成膜面３５に表面処理を施した。
次に，上記成膜工程において，実施例１と同様にしてＣＶＤ法によりエピタキシャル膜を成膜するときに，Ｎ2ガスを流量０．５ｍｌ／ｍｉｎ（０．５ｓｃｃｍ）にて導入した。このようにして，エピタキシャル膜３０中に不純物として窒素を含有するエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。尚，このときエピタキシャル膜３０中に含まれる不純物の濃度は，１．５×１０16〜１×１０18／ｃｍ3であった。
この場合にも，実施例１と同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを得ることができた。
【００６９】
（実施例８）
本例は，上記エピタキシャル膜中に不純物としてアルミニウムを含有するエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様に，｛０００１｝面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を作製し，該成膜面３５に表面処理を施した。
次に，上記成膜工程において，実施例１と同様にしてＣＶＤ法によりエピタキシャル膜３０を成膜するときに，（ＣＨ3）3Ａｌガスを流量０．０１ｍｌ／ｍｉｎ（０．０１ｓｃｃｍ）にて導入し，エピタキシャル膜３０中に不純物としてアルミニウムを含有するエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。
この場合にも，実施例１と同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを得ることができた。尚，このときエピタキシャル膜３０中に含まれる不純物濃度は，１×１０18／ｃｍ3〜２×１０18／ｃｍ3であった。
【００７０】
（実施例９）
本例は，上記エピタキシャル膜中に不純物としてホウ素を含有するエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様に，｛０００１｝面を成膜面３５として露出させたＳｉＣウエハ３を作製し，該成膜面３５に表面処理を施した。
次に，上記成膜工程において，実施例１と同様にしてＣＶＤ法によりエピタキシャル膜３０を成膜するときに，Ｂ2Ｈ6ガスを流量０．００１ｍｌ／ｍｉｎ（０．００１ｓｃｃｍ）にて導入し，エピタキシャル膜３０中に不純物としてホウ素を含有するエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。
この場合にも，実施例１と同様に欠陥密度が非常に小さいエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を得ることができた。尚，このときエピタキシャル膜３０中に含まれる不純物の濃度は，２×１０18〜３×１０18／ｃｍ3であった。
【００７１】
（実施例１０）
本例は，実施例１において得られたエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ上にショットキーバリアダイオードを作製した例を示す。
まず，実施例１と同様にしてエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ４を作製した。このＳｉＣウエハ４上に，ショットキーバリアダイオードを作製した。具体的には，オーミック電極としてＮｉを蒸着し，真空雰囲気９００℃にて熱処理した後に，ショットキー電極を蒸着するという手順で行った。
次に，このショットキーバリアダイオードの逆方向及び順方向の電流−電圧特性を測定した。
その結果を図９及び図１０に示す。尚，図９は，逆方向の電流−電圧特性を示し，図１０は順方向のものを示す。
【００７２】
図９より知られるごとく，上記ショットキーバリアダイオードにおいて，逆方向リーク電流ＩRは，１０-7Ａ／ｃｍ-2以下（ＶR＜２００Ｖ）であり，非常に少ない。
また，図１０より知られるごとく，順方向電流ＩFの立ち上がりは非常に急峻であり，即ちオン抵抗が非常に小さい。
このように，上記エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを用いると高性能な電子デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１にかかる，第１成長工程を示す説明図。
【図２】実施例１にかかる，連続成長工程を示す説明図。
【図３】実施例１及び実施例２にかかる，成膜工程を示す説明図。
【図４】実施例１にかかる，ＳｉＣ単結晶の主要な面方位を示す説明図。
【図５】実施例１にかかる，昇華再結晶法によるＳｉＣ単結晶の成長方法を示す説明図。
【図６】実施例２にかかる，第１成長工程を示す説明図。
【図７】実施例２にかかる，第１連続成長工程を示す説明図。
【図８】実施例２にかかる，第２連続成長工程を示す説明図。
【図９】実施例１０にかかる，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを用いた電子デバイスにおける逆方向の電流−電圧特性を示す説明図。
【図１０】実施例１０にかかる，エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを用いた電子デバイスにおける順方向の電流−電圧特性を示す説明図。
【符号の説明】
１．．．第１種結晶，
１５．．．第１成長面，
１０．．．第１成長結晶，
２．．．第２種結晶（連続成長工程），
２５．．．第２成長面（連続成長工程），
２０．．．第２成長結晶（連続成長工程），
３．．．ＳｉＣウエハ，
３５．．．成膜面，
３０．．．エピタキシャル膜，
４．．．エピタキシャル膜付きＳｉＣウエハ，
５．．．第２種結晶（第１連続成長工程），
５５．．．第２成長面（第１連続成長工程），
５０．．．第２成長結晶（第１連続成長工程），
６．．．第３種結晶（第２連続成長工程），
６５．．．第３成長面（第２連続成長工程），
６０．．．第３成長結晶（第２連続成長工程），
Claims (8)
- ＳｉＣ単結晶よりなる種結晶上にＳｉＣ単結晶を成長させてバルク状のＳｉＣ単結晶を製造し，該ＳｉＣ単結晶からＳｉＣウエハを作製して該ＳｉＣウエハの成膜面上にエピタキシャル膜を成膜しエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを製造する方法において，該製造方法は，Ｎ回（Ｎは，Ｎ≧２の自然数）の成長工程と，該成長工程後にエピタキシャル膜を成膜する成膜工程とを含み，上記成長工程における各成長工程を第ｎ成長工程（ｎは自然数であって１から始まりＮで終わる序数）として表した場合，
ｎ＝１である第１成長工程においては，｛１−１００｝面からオフセット角度２０°以下の面，または｛１１−２０｝面からオフッセット角度２０°以下の面を第１成長面として露出させた第１種結晶を用いて，上記第１成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させ第１成長結晶を作製し，
ｎ＝２，３，．．．，Ｎ回目である連続成長工程においては，第（ｎ−１）成長面より４５〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製し，該第ｎ種結晶の上記第ｎ成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させて第ｎ成長結晶を作製し，
上記成膜工程においては，ｎ＝Ｎである第Ｎ成長結晶から成膜面を露出させたＳｉＣウエハを作製し，該ＳｉＣウエハの上記成膜面上にエピタキシャル膜を成膜することを特徴とするエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法。 - ＳｉＣ単結晶よりなる種結晶上にＳｉＣ単結晶を成長させてバルク状のＳｉＣ単結晶を製造し，該ＳｉＣ単結晶からＳｉＣウエハを作製して該ＳｉＣウエハの成膜面上にエピタキシャル膜を成膜しエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハを製造する方法において，該製造方法は，（Ｎ＋α）回（Ｎは，Ｎ≧２の自然数であり，αは自然数）の成長工程と，該成長工程後にエピタキシャル膜を成膜する成膜工程とを含み，上記成長工程における各成長工程を第ｎ成長工程（ｎは自然数であって１から始まりＮ＋αで終わる序数）として表した場合，
ｎ＝１である第１成長工程においては，｛１−１００｝面からオフセット角度２０°以下の面，または｛１１−２０｝面からオフッセット角度２０°以下の面を第１成長面として露出させた第１種結晶を用いて，上記第１成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させ第１成長結晶を作製し，
ｎ＝２，３，．．．，Ｎ回目である第１連続成長工程においては，第（ｎ−１）成長面より４５〜９０°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製し，該第ｎ種結晶の上記第ｎ成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させて第ｎ成長結晶を作製し，
ｎ＝Ｎ＋１，Ｎ＋２，．．．，Ｎ＋α回目である第２連続成長工程においては，第（ｎ−１）成長面より０〜４５°傾き，且つ｛０００１｝面より６０〜９０°傾いた面を第ｎ成長面とした第ｎ種結晶を第（ｎ−１）成長結晶より作製し，該第ｎ種結晶の上記第ｎ成長面上にＳｉＣ単結晶を成長させて第ｎ成長結晶を作製し，
上記成膜工程においては，ｎ＝Ｎ＋αである第（Ｎ＋α）成長結晶から成膜面を露出させたＳｉＣウエハを作製し，該ＳｉＣウエハの上記成膜面上にエピタキシャル膜を成膜することを特徴とするエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法。 - 請求項１または２において，上記各種結晶上でのＳｉＣ単結晶の成長には昇華再析出法を用いることを特徴とするエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法。
- 請求項１〜３のいずれか１項において，上記各種結晶の厚みは１ｍｍ以上であることを特徴とするエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法。
- 請求項１〜４のいずれか１項において，上記成膜面は，｛０００１｝面からオフセット角度０．５°〜２０°の面，｛１−１００｝面からオフセット角度２０°以下の面，又は｛１１−２０｝面からオフセット角度２０°以下の面であることを特徴とするエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法。
- 請求項１〜５のいずれか１項において，上記エピタキシャル膜の成膜には，ＣＶＤ法，ＰＶＥ法，又はＬＰＥ法を用いることを特徴とするエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法。
- 請求項１〜６のいずれか１項において，上記エピタキシャル膜に１×１０１３〜１×１０２０／ｃｍ３の不純物を含有させることを特徴とするエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法。
- 請求項７において，上記不純物はその構成元素として，窒素，ホウ素又はアルミニウムを１種以上含有することを特徴とするエピタキシャル膜付きＳｉＣウエハの製造方法。
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