JP6259740B2 - 炭化ケイ素の結晶の製造方法及び結晶製造装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態にかかる結晶成長装置1の概要を示す図である。結晶成長装置1は、るつぼ3の内部にケイ素と炭素を含む原料溶液5を有し、回転部7は、長軸を回転軸として先端に取り付けられた種結晶9を回転可能である。
最大回転速度20rpmで、30秒周期で正回転と逆回転を入れ替えながら回転する黒鉛るつぼ内の1900℃のSi−40at.%Cr溶媒中に直径1インチの4H−SiC種結晶C面(1度オフ基板)を浸漬し、種結晶の最大回転速度150rpm、2分周期で正回転と逆回転を入れ替えながら3時間成長させた。種結晶の回転中心位置は種結晶の中心位置から2.5cm離れた地点とし、種結晶中心からみた種結晶の回転中心の方向はステップフロー方向と同一、すなわち、回転中心から種結晶の中心に向けた方向と、ステップフロー方向との間をなす角度が180度であるように設定した。
種結晶の回転中心位置を種結晶の中心位置から0.6cm離れた地点とし、種結晶中心からみた種結晶の回転中心の方向をステップフロー方向と同一に設定した以外は実施例1と同様にして結晶成長させた。
種結晶の回転中心位置を種結晶の中心位置とした以外は実施例1と同様にして結晶成長させた。
成長表面のモフォロジーを観察した結果、図7に示すように、図中右側にわずかにトレンチの形成が抑制された領域を有するが、種結晶のほぼすべての領域でトレンチが形成していた。
種結晶の回転中心位置を種結晶の中心位置から0.6cm離れた地点とし、種結晶中心からみた種結晶の回転中心の方向をステップフロー方向と逆方向に設定する以外は実施例1と同様にして結晶成長させた。
成長表面のモフォロジーを観察した結果、図8に示すように種結晶のほぼすべての領域でトレンチが形成していた。これは、種結晶の回転中心がステップフロー方向の上流側に移動したことにより、原料溶液の流れがステップフロー方向と対抗する方向に向いた領域が縮小し、トレンチの形成が抑制された領域がほとんどなくなってしまったためである。
20rpmで回転する黒鉛るつぼ内の1900℃のSi−40at.%Cr溶媒中に直径1インチの4H−SiC種結晶C面(1度オフ基板)を浸漬し、種結晶の回転速度150rpmで回転(つるぼの回転方向とは逆方向)させながら3時間成長させた。種結晶の回転中心位置は種結晶の中心位置とした。
成長表面のモフォロジーを観察した結果、図9に示すように種結晶のほぼすべての領域でトレンチが形成していた。
3 るつぼ
4 ヒーター
5 原料溶液
7 回転部
9 種結晶
11 種結晶の中心
13 ステップフロー方向
14 ステップフロー方向に対向する方向
15 回転中心
Claims (10)
- 炭化ケイ素の種結晶を、ケイ素及び炭素を含む原料溶液に接触させながら回転させる炭化ケイ素の結晶の製造方法において、
前記種結晶の結晶成長面はオフ角を有し、
前記種結晶の回転中心の位置が、前記種結晶の中心位置に対して、前記オフ角の形成方向であるステップフロー方向の下流側にあり、
前記種結晶の回転が、周期的に正回転と逆回転を繰り返すことを特徴とする炭化ケイ素の結晶の製造方法。 - 前記種結晶の回転中心が、前記種結晶の内部に存在することを特徴とする請求項1に記載の炭化ケイ素の結晶の製造方法。
- 前記種結晶の回転中心が、前記種結晶の外部に存在することを特徴とする請求項1に記載の炭化ケイ素の結晶の製造方法。
- 前記種結晶の回転が前記原料溶液の液面と平行な面で行われることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭化ケイ素の結晶の製造方法。
- 炭化ケイ素の種結晶を、容器内に保持されたケイ素及び炭素を含む原料溶液に接触させる炭化ケイ素の結晶の製造方法において、
前記種結晶の結晶成長面はオフ角を有し、
前記容器は、回転中心の位置が、前記種結晶の中心位置に対して、前記オフ角の形成方向であるステップフロー方向の下流側にあるように回転し、
前記容器の回転が、周期的に正回転と逆回転を繰り返すことを特徴とする炭化ケイ素の結晶の製造方法。 - 前記容器の回転中心が、前記種結晶の内部に存在することを特徴とする請求項5に記載の炭化ケイ素の結晶の製造方法。
- 前記容器の回転中心が、前記種結晶の外部に存在することを特徴とする請求項5に記載の炭化ケイ素の結晶の製造方法。
- 前記原料溶液中にクロムを含み、クロムのシリコンとクロムの合計に対する比が20〜60モル%であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の炭化ケイ素の結晶の製造方法。
- 結晶の原料を含む原料溶液と、
前記原料溶液を収容する容器と、
結晶成長面にオフ角を有する種結晶と、
前記種結晶を前記原料溶液に接触させながら回転させる回転部と、を有し、
前記種結晶の回転中心の位置が、前記種結晶の中心位置に対して、前記オフ角の形成方向であるステップフロー方向の下流側にあり、
前記種結晶の回転が、周期的に正回転と逆回転を繰り返すことを特徴とする結晶製造装置。 - 結晶の原料を含む原料溶液と、
前記原料溶液を収容する容器と、
結晶成長面にオフ角を有する種結晶と、を有し、
前記容器は、回転中心の位置が、前記種結晶の中心位置に対して、前記オフ角の形成方向であるステップフロー方向の下流側にあるように回転し、
前記容器の回転が、周期的に正回転と逆回転を繰り返すことを特徴とする結晶製造装置。
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