JP7094171B2 - ＳｉＣ単結晶の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ＳｉＣの単結晶成長用のシード（種結晶）を支持する台座を用いたＳｉＣ単結晶の製造方法に関する。
半導体材料である炭化珪素（ＳｉＣ）は、現在広くデバイス用基板として使用されているＳｉ（珪素）に比べてバンドギャップが広く、耐圧性、熱伝導性に優れていることが知られている。そのため、炭化珪素は、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。
炭化珪素を利用した半導体デバイスには、ＳｉＣウェハ上にエピタキシャル膜を形成したＳｉＣエピタキシャルウェハが用いられる。ＳｉＣウェハ上に化学的気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）によって設けられたエピタキシャル膜が、ＳｉＣ半導体デバイスの活性領域となる。エピタキシャル膜の活性領域は、ＳｉＣウェハの結晶欠陥をそのまま引き継いだり、別の結晶欠陥に変換して引き継いだりすることにより、ＳｉＣウェハの品質の影響を受ける。そのため、欠陥の少ない、高品質なＳｉＣウェハが求められている。
ＳｉＣウェハは、ＳｉＣ単結晶のインゴットを切り出して作製する。ＳｉＣ単結晶は、一般に昇華法を用いて製造することができる。昇華法は、黒鉛製の坩堝内に配置した台座にＳｉＣ単結晶からなる種結晶（シード）を配置し、坩堝を加熱することで坩堝内の原料粉末から昇華した昇華ガスを種結晶に供給し、種結晶をより大きなＳｉＣ単結晶へ成長させる方法である。ＳｉＣ単結晶を成長させる過程おいて、種結晶は、台座に接着剤で固定される。接着剤としては、有機溶媒を含むカーボン接着剤が用いられることが多い（特許文献１）。
接着剤を硬化させる過程において、加熱されたカーボン接着剤からはガスが発生する。このガスによって台座と種結晶の間に空孔が形成されると、そこからマクロ欠陥（貫通欠陥）が伸長し、成長中のＳｉＣ単結晶に達する。そのため、成長中のＳｉＣ単結晶とシードは、台座との密着性が低下して剥がれ落ちる場合がある。剥がれ落ちなかったとしても、成長したＳｉＣ単結晶は、マクロ欠陥を含み、品質が低下したものとなる。
小口径の種結晶を用いるのであれば、ＳｉＣ単結晶を成長させる前のシードに対して、おもりを載せて加圧したり、真空加圧脱泡処理を行ったりすることにより、シードに覆われていない側方から外にガスを逃がすことが可能である。ところが、近年の需要により、大口径のＳｉＣウェハを製造する場合、それに合わせて種結晶も大口径のものが用いられることになり、その場合、接着剤層の中央付近で発生したガスを側方から逃がすことが難しい。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、接着剤でシードを固定した状態において、加熱された接着剤から発生するガスを除去することが可能な台座を提供することを目的とする。
（１）本発明の一態様に係る台座は、結晶成長用のシードの台座であって、前記シードを接着する一方の主面が平坦であり、前記一方の主面からの厚さが、局所的に薄く形成されたガス透過領域を有する。
（２）前記（１）に記載の台座において、前記ガス透過領域の厚さが、１ｍｍ以上５ｍｍ未満であることが好ましい。
（３）前記（１）または（２）のいずれかに記載の台座において、前記ガス透過領域の厚さが、前記中心から遠ざかるにつれて増加していることが好ましい。
（４）前記（１）～（３）のいずれか一つに記載の台座において、前記ガス透過領域以外の領域が、厚さ１０ｍｍ以上の部分を含むことが好ましい。
（５）前記（１）～（４）のいずれか一つに記載の台座において、厚さ方向の平面視において、中心から外周までの距離をｒとしたときに、前記ガス透過領域が、前記中心から（ｒ／２）の距離の範囲に含まれていることが好ましい。
（６）本発明の他の態様に係る台座は、結晶成長用のシードの台座であって、前記シードを接着する一方の主面が平坦であり、前記一方の主面の一部において深さ方向にガス透過領域を有し、前記ガス透過領域より内側に、外部に連通する空隙を有する。
（７）前記（６）に記載の台座において、前記空隙が、前記一方の主面から１ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離に形成されていることが好ましい。
（８）本発明の一態様に係るＳｉＣ単結晶の製造装置は、前記（１）～（７）のいずれか一つに記載の台座を備えている。
（９）本発明の一態様に係るＳｉＣ単結晶の製造方法は、前記（１）～（７）のいずれか一つに記載の台座を用いて、ＳｉＣ単結晶を製造するＳｉＣ単結晶の製造方法であって、前記台座の一方の主面に接着剤を用いて前記シードを貼り付けた後に、前記接着剤を硬化させるための加熱工程において、前記シードに対し、前記台座側に向かって押圧する。
（１０）前記（９）に記載のＳｉＣ単結晶の製造方法は、前記加熱工程の後に、前記台座に形成されている凹部を埋め込む工程を有することが好ましい。
本発明の台座は、局所的に薄く形成されたガス透過領域を有する。そのため、接着剤でシードを固定した状態において、接着剤を加熱して硬化させる際に接着剤から発生するガスを、ガス透過領域を経由して外部に放出させることにより、除去することができる。
以下、本発明について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図は、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際とは異なっていることがある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る台座を備えた、ＳｉＣ単結晶の製造装置１００の断面図である。ＳｉＣ単結晶の製造装置１００は、少なくとも、坩堝１０１と、坩堝１０１内の一端側に配された結晶成長用のシード（種結晶）１０２の台座（支持部材）１０３とを備え、坩堝１０１内の他の一端側に、原料１０４が収容されるように構成されている。ＳｉＣ単結晶の製造装置１００は、さらに、坩堝１０１の外壁を囲むコイル、台座１０３から原料１０４に向けて拡径するテーパーガイドを備えていてもよい。
図１は、本発明の第一実施形態に係る台座を備えた、ＳｉＣ単結晶の製造装置１００の断面図である。ＳｉＣ単結晶の製造装置１００は、少なくとも、坩堝１０１と、坩堝１０１内の一端側に配された結晶成長用のシード（種結晶）１０２の台座（支持部材）１０３とを備え、坩堝１０１内の他の一端側に、原料１０４が収容されるように構成されている。ＳｉＣ単結晶の製造装置１００は、さらに、坩堝１０１の外壁を囲むコイル、台座１０３から原料１０４に向けて拡径するテーパーガイドを備えていてもよい。
図２（ａ）は、図１のＳｉＣ単結晶の製造装置１００のうち、台座１０３周辺の領域Ｒを拡大した図である。台座１０３の一方の主面１０３ａ側（図１では原料１０４側）に、接着剤からなる層（接着剤層）１０５を挟んで、シード１０２が接着（固定）されている。
台座１０３の材料としては、黒鉛を主原料とするカーボン成形材、ポーラスカーボン、グラッシーカーボン、あるいはその他の炭素系材料からなる部材が用いられる。接着剤としては、例えば有機溶媒を含むカーボン接着剤等が用いられる。
台座１０３にシード１０２を接着する過程においては、台座１０３上に塗布された接着剤を加熱して硬化させる必要があり、加熱された接着剤からはガスＧが発生する。このガスＧは、少なくとも、通常用いられる接着剤に含まれており、ベンゼン、フェノール等を主成分とするものである。
台座１０３は、シード１０２を接着する一方の主面１０３ａが平坦であり、一方の主面１０３ａからの厚さが局所的に薄く形成された、ガスの透過しやすい領域（ガス透過領域）１０６を有する。つまり、ガス透過領域１０６は、他の領域に比べて薄く形成されている。ガス透過領域１０６の厚さ１０６Ｔは、１ｍｍ以上５ｍｍ未満であることが好ましい。
ガス透過領域１０６の直下（図１では原料１０４と反対側）は、空隙（空洞）１０７となっており、その周りは、ガス透過領域１０６よりも厚く形成された、ガスが透過しにくい領域で囲まれている。この空隙１０７は、台座の他方の主面１０３ｂ側から見れば凹部（穴）として捉えることもできる。
空隙１０７は、外部に連通する形状であればよいが、ガスの流れをスムーズにする観点から、曲がりが少ない形状であることが好ましく、厚さ方向に延びる形状であれば、より好ましい。図２（ａ）では、台座１０６の厚さ方向に、直線状に延びる空隙１０７を例示している。
ガス透過領域１０６の厚さ１０６Ｔが１ｍｍ未満である場合、ガス透過領域１０６からガスとともに接着剤が染み出し、接着剤の少ない領域が形成されることにより、台座とシードの密着性が低下してしまう。また、この場合、クラックが発生したり、一方の主面１０３ａの平坦性が崩れやすくなることがあり、結晶成長を行う上での支障となる。なお、厚さ１０６Ｔが５ｍｍ以上である場合、ガス透過性が低くなり、目的とする接着剤層１０５中のガスの除去が難しくなり、その結果として、マクロ欠陥の発生を抑える効果が小さくなる。
接着剤層１０５のガス透過領域１０６以外の領域（ガス非透過領域）は、平均の厚さが５ｍｍを超えており、さらに、シードの支持部材としての強度を保持させる観点から、厚さが１０ｍｍ以上の部分を含むことが好ましい。厚さが１０ｍｍ以上の部分は、ガス非透過領域のうち２０％以上を占めていることが好ましい。
図２（ｂ）は、図２（ａ）の台座１０３をシード１０２の上から平面視した図である。図２（ａ）は、図２（ｂ）の台座１０３およびシード１０２を、ＡＡ’線の位置で切断した場合の断面図となっている。
接着剤層１０５において、外周部１０５ａ付近で発生したガスＧ１は側方（厚さ方向と垂直な方向）から放出されるが、中央部１０５ｂ付近で発生したガスＧ２は、側方に流れずに残留しやすい。こうした残留ガスを除去する上で、ガス透過領域１０６は、中央部１０５ｂの直下付近、具体的には、中心Ｃから外周までの距離をｒとしたときに、中心Ｃからの距離がｒ／２以下となる領域にあることが好ましく、ｒ／４以下となる領域にあればより好ましい。（本明細書では、厚さ方向の平面視におけるシード、接着剤層、台座の中心を、総称して中心Ｃと呼ぶ。）
図２（ｂ）の平面視において、ガス透過領域１０６の面積は、シード１０６の面積の１％以上８０％以下であることが好ましい。シード１０２の面積の８０％より大きい場合、台座１０３は、薄い部分の占める割合が高くなることによって平坦性を維持しにくくなる。シード１０２の面積の１％より小さい場合、ガス透過性が低くなり、マクロ欠陥の発生を抑える効果が小さくなる。
［ＳｉＣ単結晶の製造方法］
本実施形態の台座１０３を用いたＳｉＣ単結晶の製造方法について説明する。
本実施形態の台座１０３を用いたＳｉＣ単結晶の製造方法について説明する。
まず、本実施形態の台座の一方の主面１０３ａのうち、シード１０２を載せる部分に、接着剤を塗布して接着剤層１０５を形成する。続いて接着剤層１０５の上にシードを貼り付ける。
この状態で接着剤層１０５を加熱し、接着剤層１０５中の接着剤を硬化させる（加熱工程）。加熱温度は概ね２００℃以上２０００℃以下とし、加熱時間は合計で概ね３ｈｒ（時間）以上１００ｈｒ以下とすることが好ましい。
加熱中、接着剤層１０５の内部でガスが発生するが、本実施形態の構成によれば、この発生したガスを、ガス透過領域を経由して外部に自動的に放出させることができる。
上記加熱工程において、シード１０２に対して荷重を付加することによって、シード１０２を台座１０３側に向かって押圧してもよい。これにより、マクロ欠陥形成の要因となる接着剤層１０５中のガスを、外部に強制的に押し出すことができる。この場合の荷重は、概ね６ｇ／ｃｍ２以上であることが好ましい。
次に、図１に示すように、シード１０２を貼り付けた台座１０３を、シード１０２が坩堝１０１の内部空間に曝されるように、かつガス透過領域１０６に接する空隙１０７が坩堝１０１の外部空間に連結されるように設置する。この状態で、コイル等の加熱手段を用いて坩堝１０１を加熱する。これにより、原料１０４から原料ガスが発生し、この原料ガスが、台座１０３に貼り付けられたシード１０２に供給される。シード１０２に原料ガスが供給されることにより、シード１０２の表面にＳｉＣ単結晶が成長し、 ＳｉＣ単結晶のインゴットが形成される。
なお、接着剤層１０５のガスを放出させた後に、空隙１０７の存在が結晶成長の温度環境に影響しないように、空隙１０７を所定の部材で埋め込んでもよい（埋め込み工程）。埋め込む部材は、台座１０３の構成部材と同様の性質を有する部材であることが好ましい。
以上のように、本実施形態に係る台座１０３は、局所的に薄く形成されたガス透過領域１０６を有する。そのため、接着剤でシード１０２を固定した状態において、接着剤を加熱して硬化させる際に接着剤から発生するガスＧを、ガス透過領域１０６を経由して外部に放出させることにより、除去することができる。
したがって、ガスＧによる空孔から伸長するマクロ欠陥の数を減らし、マクロ欠陥による台座１０３とシード１０２の密着性の低下を抑えることができる。その結果として、成長中のＳｉＣ単結晶とシード１０２が、台座１０３から剥がれ落ちるのを防ぐとともに、マクロ欠陥の影響を抑えた高品質なＳｉＣ単結晶を得ることができる。
本実施形態の台座１０３では、ガス透過領域１０６以外の領域は、５ｍｍを超える厚さを有するため、クラックが発生したり、シード１０２を接着する一方の主面１０３ａの平坦性が崩れやすくなる等の問題を回避することができる。
＜第二実施形態＞
図３（ａ）は、本発明の第二実施形態に係る台座１１３を用いた場合において、図２（ａ）と同様に台座１１３の周辺の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態の台座１１３は、局所的に薄いガス透過領域１１６を複数有する。その他の構成については、第一実施形態の構成と同様であり、第一実施形態と対応する箇所については、形状の違いによらず、同じ符号で示している。本実施形態では、少なくとも第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
図３（ａ）は、本発明の第二実施形態に係る台座１１３を用いた場合において、図２（ａ）と同様に台座１１３の周辺の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態の台座１１３は、局所的に薄いガス透過領域１１６を複数有する。その他の構成については、第一実施形態の構成と同様であり、第一実施形態と対応する箇所については、形状の違いによらず、同じ符号で示している。本実施形態では、少なくとも第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
ガス透過領域１１６を複数配置し、ガス透過領域の面積を増加させる場合、これに比例して、ガス透過領域も増加させることができるため、好ましい。ただし、平坦性とガス透過性を両立させる観点から、複数のガス透過領域１０６の合計面積は、シード１０２の面積の１％以上８０％以下であることが好ましい。
ガス透過領域１０６が複数箇所に分散して配置されていることにより、熱環境の変化等に伴って一箇所当たりに集中する、引っ張り等の応力を軽減させることができる。したがって、複数のガス透過領域１０６の合計面積が、第一実施形態のガス透過領域１０６の面積と同じである場合、本実施形態の台座１１３は、最大ガス透過量は同じであるが、応力が分散される分、第一実施形態の台座１０３に比べて強度を高めることができる。
図３（ｂ）は、本実施形態の台座１１３の一方の主面１１３ａ側の平面図である。図３（ａ）は、図３（ｂ）の台座１１３およびシード１０２を、ＢＢ’線の位置で切断した場合の断面図となっている。
接着剤層１０５中のガスを効率的に透過させる観点、接着剤層１０５中のガスを全領域において均一に減らす観点、台座１１３にかかる応力の異方性をなくす観点等から、ガス透過領域１０６の配置は、一方の主面１１３ａの中心Ｃに対して、周方向に対称性の高い配置であることが好ましい。そのような配置としては、例えば、正多角形（図３（ｂ）では正六角形）を構成する複数の頂点の位置、およびその正多角形の中心点の位置への配置が挙げられる。この場合の正多角形の中心点は、一方の主面１１３ａの中心Ｃに相当する。
なお、接着剤層の中央部１０５ｂ付近で発生するガスは、側方への放出が少ない分、外周部１０５ａで発生するガスに比べて残留量が多くなりやすい。したがって、接着剤層１０５中のガスを全領域にわたって均一に減らす観点からは、中央部１０５ｂ付近と重なるガス透過領域を、外周部１０５ａ付近と重なるガス透過領域に比べて広くすることがより好ましい。
第一実施形態の構成では、結晶成長中に接着剤層１０５の外周部付近で発生したガスＧ１は、側方から放出され、坩堝１０１内に導入されることになる。これに対し、本実施形態では、接着剤層１０５の外周部付近と重なる位置にもガス透過領域１０６が形成されることにより、外周部１０５ａ付近で発生するガスＧ１の少なくとも一部を、ガス透過領域１０６を経由して坩堝１０１外に排出することができる。その結果、結晶成長中に、接着剤層１０５の側方から坩堝１０１内に導入されるガスＧ１の量を減らすことができ、ガスＧ１が結晶成長に及ぼす影響を小さくすることができる。
＜第三実施形態＞
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の第三実施形態に係る台座１２３を用いた場合において、図２（ａ）と同様に台座１２３の周辺の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態の台座１２３は、ガス透過領域の厚さ１０６Ｔが、厚さ方向の平面視における中心Ｃから遠ざかるにつれて増加している。厚さ１０６Ｔの増加のしかたは、連続であってもよいし、不連続であってもよい。この場合、相対的に薄い中央部付近において、より多くのガスが透過するようになる。
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の第三実施形態に係る台座１２３を用いた場合において、図２（ａ）と同様に台座１２３の周辺の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態の台座１２３は、ガス透過領域の厚さ１０６Ｔが、厚さ方向の平面視における中心Ｃから遠ざかるにつれて増加している。厚さ１０６Ｔの増加のしかたは、連続であってもよいし、不連続であってもよい。この場合、相対的に薄い中央部付近において、より多くのガスが透過するようになる。
なお、ガス透過領域の厚さ１０６Ｔが、中心Ｃから遠ざかるにつれて減少する場合には、相対的に薄い外周部付近において、より多くのガスが透過するようになる。その他の構成については、第一実施形態の構成と同様であり、第一実施形態と対応する箇所については、形状の違いによらず、同じ符号で示している。本実施形態では、少なくとも第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
図４（ａ）では、厚さ１０６Ｔの増加が連続であって、ガス透過領域１０６のシード１０２と反対側の表面１０６ｂが、断面視において緩やかなカーブを描きながら、中心Ｃからの距離に比例して一方の主面１０３ａから遠ざかる場合を示している。
図４（ｂ）では、厚さ１０６Ｔの増加が連続であって、ガス透過領域１０６のシード１０２と反対側の表面１０６ｂが、断面視において直線的に傾斜しながら、中心Ｃからの距離に比例して一方の主面１０３ａから遠ざかる場合を示している。
本実施形態では、ガス透過領域１０６に接する空隙１０７が、ガス透過領域１０６から離れるにつれて広くなっている。したがって、ガス透過領域１０６から放出されたガスＧ１同士の相互作用（圧力）が、ガス透過領域１０６から離れるにつれて弱まることになる。そのため、ガス透過領域１０６から放出されたガスＧ１は、より高い確率でガス透過領域１０６から離れようとする。その結果として、ガス透過領域１０６の厚さ方向へのガスＧ１の透過が促進されることになる。
＜第四実施形態＞
図５（ａ）は、本発明の第三実施形態に係る台座１３３を用いた場合において、図２（ａ）と同様に台座１３３の周辺の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態の台座１３３は、ガス透過領域１０６と空隙１０７の形状が、第一実施形態の台座１０３と異なる。本実施形態では、台座１３３の一方の主面１３３ａの一部において、深さ方向Ｄにガス透過領域１３６を有し、ガス透過領域１３６より内側に、外部に連通する空隙１３７を有する。その他の構成については、第一実施形態の構成と同様であり、第一実施形態と対応する箇所については、形状の違いによらず、同じ符号で示している。
図５（ａ）は、本発明の第三実施形態に係る台座１３３を用いた場合において、図２（ａ）と同様に台座１３３の周辺の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態の台座１３３は、ガス透過領域１０６と空隙１０７の形状が、第一実施形態の台座１０３と異なる。本実施形態では、台座１３３の一方の主面１３３ａの一部において、深さ方向Ｄにガス透過領域１３６を有し、ガス透過領域１３６より内側に、外部に連通する空隙１３７を有する。その他の構成については、第一実施形態の構成と同様であり、第一実施形態と対応する箇所については、形状の違いによらず、同じ符号で示している。
本実施形態では、空隙１３７と一方の主面１３３ａで挟まれた領域が、ガス透過領域１３６となる。空隙１３７は、一方の主面１３３ａから１ｍｍ以上５ｍｍ未満の距離（深さ）に形成されていることが好ましい。つまり、ガス透過領域の厚さ１３６Ｔは、１ｍｍ以上５ｍｍ未満であることが好ましい。
ガス透過領域の厚さ１３６Ｔが１ｍｍ未満である場合、ガス透過領域１３６からガスとともに接着剤が染み出し、接着剤の少ない領域が形成されてしまい、台座とシードの密着性が低下してしまう。また、この場合、クラックが発生したり、一方の主面１３３ａの平坦性が崩れやすくなることがあり、結晶成長を行う上での支障となる。なお、厚さ１３６Ｔが５ｍｍ以上である場合、ガス透過性が低くなり、接着剤層１０５中のガスの除去が難しくなる結果として、マクロ欠陥の発生を抑える効果が小さくなる。
空隙１３７は、少なくとも一箇所において台座１３３の外部と連通していればよいが、図５（ａ）に示すように二箇所において外部と連通し、その二箇所の間が貫通していれば、外部に向かうガスの流れがよりスムーズになるため、好ましい。
図５（ｂ）は、本実施形態の台座１３３の一方の主面１３３ａ側の平面図である。図５（ａ）は、図５（ｂ）の台座１１３およびシード１０２を、ＤＤ’線の位置で切断した場合の断面図となっている。ここでは、ガス透過領域１３６が中心Ｃから４方向に延びる十字状をなし、ガス透過領域１３６に沿って延びる空隙１３７が、２つの貫通孔を形成している場合について例示している。
外部に効率よくガスを放出する観点から、貫通孔の数は多いほど好ましく、また、貫通孔の内径が大きいほど好ましい。ただし、貫通孔の数が多過ぎたり、貫通孔の内径が大き過ぎたりすると、台座１３３は、形成する空洞の占める割合が高くなることによって強度を維持しにくくなり、ひいては一方の主面１３３ａの平坦性が崩れやすくなる。したがって、形成する貫通孔の本数、内径については、用いる台座の大きさ等を考慮して決定する必要がある。
貫通孔は、台座の一方の主面１３３ａの中心Ｃに対して、対称的に配置されていることが好ましい。貫通孔が複数ある場合、ガスが残留しやすい接着剤層１０５の中央部と重なる位置に、ガス透過領域１３６が集中するように、複数の貫通孔は、中心Ｃで交差していることが好ましい。つまり、複数の貫通孔は、中心Ｃから放射状に延びるように形成されていることが好ましい。
接着剤層１０５中のガスを効率的に透過させる観点、接着剤層１０５中のガスを全領域において均一に減らす観点、台座１３３にかかる応力の異方性をなくす観点等から、ガス透過領域１３６の配置は、一方の主面１３３ａの中心Ｃに対して、周方向に対称性の高い配置であることが好ましい。
本実施形態の台座１３３では、台座１３３に内在する空隙の直上の領域が薄く形成されており、これがガス透過領域１０６となっている。そのため、接着剤でシード１０２を固定た状態において、接着剤を加熱して硬化させる際に接着剤から発生するガスＧを、ガス透過領域１３６および空隙１３６を経由して外部に放出させることにより、除去することができる。
したがって、ガスＧによる空孔から伸長するマクロ欠陥の数を減らし、マクロ欠陥による台座１０３とシード１０２の密着性の低下を抑えることができる。その結果として、成長中のＳｉＣ単結晶とシード１０２が、台座１３３から剥がれ落ちるのを防ぐとともに、マクロ欠陥の影響を抑えた高品質なＳｉＣ単結晶を得ることができる。
本実施形態の台座１０３では、ガス透過領域１３６以外の領域は、５ｍｍを超える厚さを有するため、クラックが発生したり、シード１０２を接着する一方の主面１０３ａの平坦性が崩れやすくなる等の問題を回避することができる。
１００・・・ＳｉＣ単結晶の製造装置
１０１・・・坩堝
１０２・・・シード
１０３、１１３、１２３、１３３・・・台座
１０３ａ・・・台座の一方の主面
１０４・・・原料
１０５・・・接着剤層
１０６、１３６・・・ガス透過領域
１０６Ｔ、１３６Ｔ・・・ガス透過領域の厚さ
１０７・・・空隙
Ｄ・・・深さ方向
Ｇ、Ｇ１、Ｇ２・・・ガス
Ｒ・・・領域
１０１・・・坩堝
１０２・・・シード
１０３、１１３、１２３、１３３・・・台座
１０３ａ・・・台座の一方の主面
１０４・・・原料
１０５・・・接着剤層
１０６、１３６・・・ガス透過領域
１０６Ｔ、１３６Ｔ・・・ガス透過領域の厚さ
１０７・・・空隙
Ｄ・・・深さ方向
Ｇ、Ｇ１、Ｇ２・・・ガス
Ｒ・・・領域
Claims (7)
- 台座を用いて、ＳｉＣ単結晶を製造するＳｉＣ単結晶の製造方法であって、
前記台座の一方の主面に接着剤を用いてシードを貼り付けた後に、前記接着剤を硬化させるための加熱工程において、前記シードに対し、前記台座側に向かって押圧し、
前記加熱工程の後に、前記台座に形成されている凹部を埋め込む工程を有し、
前記台座は、結晶成長用のシードの台座であって、
前記シードを接着する一方の主面が平坦であり、
前記一方の主面からの厚さが、局所的に薄く形成されたガス透過領域を有することを特徴とするＳｉＣ単結晶の製造方法。 - 前記ガス透過領域の厚さが、１ｍｍ以上５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載のＳｉＣ単結晶の製造方法。
- 前記ガス透過領域の厚さが、前記台座の中心から遠ざかるにつれて増加していることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のＳｉＣ単結晶の製造方法。
- 前記ガス透過領域以外の領域が、厚さ１０ｍｍ以上の部分を含むことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶の製造方法。
- 厚さ方向からの平面視において、前記シードの中心から外周までの距離をｒとしたときに、前記ガス透過領域が、前記シードの中心から（ｒ／２）の距離の範囲に含まれていることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶の製造方法。
- 前記台座は、前記シードを接着する一方の主面が平坦であり、
前記一方の主面の一部において深さ方向にガス透過領域を有し、前記ガス透過領域より内側に、外部に連通する空隙を有することを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶の製造方法。 - 前記空隙が、前記一方の主面から１ｍｍ以上５ｍｍ以下の距離に形成されていることを特徴とする請求項６に記載のＳｉＣ単結晶の製造方法。
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