JP5982508B2 - SiC結晶製造方法 - Google Patents
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Description
本願の実施例について図面を参照しながら説明する。図1に、本実施例に係る3C−SiC結晶製造装置(以下では結晶製造装置と略称する)1を示す。結晶製造装置1は、坩堝10を備える。坩堝10は、炭素を含有する材質によって形成されている。坩堝10の材質としては、黒鉛やSiCが挙げられる。坩堝10は坩堝台11の上に配置されている。坩堝台11は回転させることが可能である。坩堝10は、坩堝蓋14により密閉することができる。坩堝10の外周は、保温のために断熱材12で覆われている。断熱材12の外周には、多重螺旋構造を有する常伝導コイル13が配置されている。常伝導コイル13は、坩堝10を誘導加熱するための装置である。常伝導コイル13には、不図示の高周波電源が接続されている。坩堝10、断熱材12、常伝導コイル13は、チャンバ15の内部に配置される。チャンバ15は、吸気口16と排気口17とを備える。
本実施例の液相成長法では、窒素を含有する不活性ガス雰囲気中で、3C−SiC結晶の結晶成長を実施している。上述のように、不活性ガス中の窒素は、SiC結晶の炭素原子の位置にドープする場合がある。窒素原子は炭素原子に比べて原子半径が小さい。このため、SiC結晶に窒素をドープさせると格子定数が縮むことになる。これにより、種結晶の格子定数と成長結晶の格子定数との間に差異が生じる。この結果、結晶の歪みが生じるため、成長結晶に貫通転位が発生してしまう場合がある。このため、通常は、窒素を含有する不活性ガスを、液相成長法での雰囲気ガスとしては使用しない。しかしながら本願発明者らは、不活性ガスに所定量の窒素を含有することで、3C−SiC結晶の晶相が、3C−SiC{100}面のみで形成される立方体になることを発見した。このため、所定量の窒素を含有する不活性ガス雰囲気中で3C−SiC結晶成長を実施すると、成長した3C−SiC結晶の表面は、3C−SiC結晶の{100}面で形成される。この結果、成長させた3C−SiC結晶の表面粗さが種結晶の表面粗さよりも大きくなってしまうことを抑制することができる。
第2実施例の3C−SiC結晶の結晶成長方法を説明する。なお、結晶製造装置1は、第1実施例と共通するため、説明を省略する。第2実施例では、窒素を含有していない不活性ガス雰囲気中で3C−SiC結晶を成長させる工程が、追加されている。窒素を含有しない不活性ガス雰囲気中での成長工程を、「第2の成長工程」と呼ぶ場合がある。
その結果、3C−SiC結晶126の表面粗さは、3C−SiC種結晶25の表面粗さよりも大きくなる。
Claims (5)
- SiC結晶の液相成長方法であって、
窒素を含有する不活性ガスの雰囲気中で、3C−SiC結晶の{100}面が表出している3C−SiC種結晶を、シリコンの融液を溶媒とするSiC溶液に接触させる第1の成長工程と、
窒素を含有しない不活性ガスの雰囲気中で前記3C−SiC種結晶を前記SiC溶液に接触させる第2の成長工程と、を備えており、
前記窒素を含有する不活性ガス中の前記窒素の含有率が、体積比率において0.2%以上であり、
前記第1の成長工程の前に前記第2の成長工程を実施することを特徴とする液相成長方法。 - 前記第1の成長工程における3C−SiC結晶の{111}面に垂直な方向への3C−SiC単結晶の成長速度は、前記第1の成長工程における3C−SiC結晶の{100}面に垂直な方向への3C−SiC単結晶の成長速度よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の液相成長方法。
- 前記第2の成長工程における3C−SiC結晶の{100}面に垂直な方向への3C−SiC単結晶の成長速度は、前記第2の成長工程における3C−SiC結晶の{111}面に垂直な方向への3C−SiC単結晶の成長速度よりも大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の液相成長方法。
- 前記第2の成長工程における3C−SiC結晶の{100}面に垂直な方向への3C−SiC単結晶の成長速度は、前記第1の成長工程における3C−SiC結晶の{100}面に垂直な方向への3C−SiC単結晶の成長速度よりも大きいことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の液相成長方法。
- 前記第2の成長工程では、前記3C−SiC種結晶の表面に、3C−SiC結晶の{100}面を頂面として備え、3C−SiC結晶の{111}面を側面として備える島状の3C−SiC単結晶が複数成長し、
前記第1の成長工程では、前記複数の島状の3C−SiC単結晶の間に形成されている空間の少なくとも一部が消失するように、前記島状の3C−SiC単結晶が成長することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の液相成長方法。
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