JP4719125B2 - 炭化珪素単結晶の製造方法及び炭化珪素単結晶基板 - Google Patents
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Description
(2)前記最大円形領域の直径が85%以上である(1)に記載の炭化珪素単結晶の製造方法、
(7)前記炭化珪素単結晶インゴットの直径が50mm以上である(1)〜(6)のいずれかに記載の炭化珪素単結晶の製造方法、
(8)前記炭化珪素単結晶インゴットの直径が100mm以上である(1)〜(7)のいずれかに記載の炭化珪素単結晶の製造方法、
(実施例1)
直径が76mmの4H-SiC単結晶インゴットから、切断及び研磨加工により、(0001)面を有する、直径が76mmの円形状の種結晶基板を準備した。厚さは1.1mmである。この種結晶を透過偏光観察によって小傾角粒界と亜粒界の分布を同定した。図2にその分布の概略図を示す。使用した種結晶内には小傾角粒界と亜粒界がかなり密集した領域が存在しており、このため厳密に小傾角粒界と亜粒界の本数を数えることは不可能であったため、図2では、小傾角粒界と亜粒界の存在領域を示している。簡単な計算の結果、この種結晶の小傾角粒界あるいは亜粒界を含まない最大円形領域は62.5mmであり、その中心は種結晶基板の中心から約6.25mm移動した位置に相当することが判明した。このように決定された最大円形領域を残すように、ワイヤー放電加工を用いて切断加工を行い、その結果として、直径が約62.2mmの種結晶を改めて作製した。
直径が76mmの4H-SiC単結晶からなる、円形状の(0001)面種結晶基板を2枚準備した。厚さは1.0mmである。これらの種結晶基板は、同一のインゴットよりワイヤーソー切断よって得られたスライス基板の中から、特に成長端側より選択された隣接する2枚であり、研磨加工後にこれらの種結晶基板について透過偏光観察によって小傾角粒界と亜粒界の分布を同定したところ、分布はほぼ同一で、簡単な計算の結果、この種結晶基板の小傾角粒界あるいは亜粒界を含まない最大円形領域はどちらも約65.0mmであり、その中心は種結晶基板の中心から約7.5mm移動した位置に相当する。一方、特許文献5の定義、即ち、小傾角粒界の基板中心方向の終点と基板中心点を結ぶ線分の内の最短のものを半径とする円形領域を計算すると、円形領域の直径はやはりどちらも約45.0mmとなった。
直径が100mmの4H-SiC単結晶インゴットからなる、円形状の(0001)面を有する種結晶基板を準備した。厚さは1mmである。この種結晶を透過偏光観察によって小傾角粒界と亜粒界の分布を同定したところ、この種結晶の最大円形領域は89mmであり、その中心は種結晶基板の中心から約4.5mm移動した位置に相当することが判明した。この最大円形領域を残すように、ダイシングソーを用いて切断加工を行い、その結果、図5に示す多角形状の種結晶が得られた。更に円筒加工機による外周研削を行って外周を円形形状に整えた。この種結晶を用い、実施例1とほぼ同様な方法でSiC単結晶インゴットを成長させ、口径が約95mmのSiC単結晶インゴットを得た。このインゴットから、ワイヤーソーを用いて成長方向にほぼ垂直に切断し、研磨加工を施して直径95mm、厚さ約1mmの単結晶基板を取り出し、この単結晶基板を種結晶としてそのまま用いて、さらに実施例1とほぼ同様な方法でSiC単結晶インゴットを成長させ、最終的に直径が約102mmのSiC単結晶インゴットを得た。
直径が50.8mmの6H-SiC単結晶からなる、円形状の(0001)面種結晶基板を準備した。厚さは1.5mmである。この種結晶基板を520℃に溶融した水酸化カリウム溶液中で5分間エッチングを施し、エッチピット分布を調べたところ、貫通刃状転位と基底面転位が密集している領域が存在しており、その領域内ではそれら転位欠陥の間隔は、概ね3μm以下であった。簡単な計算の結果、この種結晶基板の転位密集領域を含まない最大円形領域は約47.5mmであり、その中心は種結晶基板の中心から約1.65mm移動した位置に相当する。
2…SiC結晶粉末原料
3…坩堝
4…二重石英管(水冷)
5…断熱材
6…真空排気装置
7…ワークコイル
8…測温用窓
9…二色温度計(放射温度計)
Claims (8)
- 小傾角粒界あるいは亜粒界を含む周辺領域を除去して得られる最大円形領域の直径が70%以上である炭化珪素単結晶基板の周辺領域を除去して得られる円形領域を種結晶基板とし、しかる後に該種結晶基板の表面上に、炭化珪素単結晶インゴットを成長させることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記最大円形領域の直径が85%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。
- 前記最大の円形領域を種結晶基板とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記周辺領域除去後の種結晶基板は、その中心が除去前の種結晶基板の中心と一致しない請求項1〜3のいずれかに記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記周辺領域は、ワイヤー放電加工、ダイシングソー及び外周研削加工から選ばれた加工手段による切断及び/又は研削により除去される請求項1〜4のいずれかに記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記炭化珪素単結晶インゴットを成長させる工程が、昇華再結晶法によって行われる請求項1〜5のいずれかに記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記炭化珪素単結晶インゴットの直径が50mm以上である請求項1〜6のいずれかに記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記炭化珪素単結晶インゴットの直径が100mm以上である請求項1〜7のいずれかに記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
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