JPH10182297A - ＳｉＣ単結晶の育成方法 - Google Patents
ＳｉＣ単結晶の育成方法Info
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- JPH10182297A JPH10182297A JP35607496A JP35607496A JPH10182297A JP H10182297 A JPH10182297 A JP H10182297A JP 35607496 A JP35607496 A JP 35607496A JP 35607496 A JP35607496 A JP 35607496A JP H10182297 A JPH10182297 A JP H10182297A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 デバイス動作不良の原因となるマイクロパイ
プ等の結晶欠陥が無くかつ高品質で大型のＳｉＣ単結晶
を育成できるＳｉＣ単結晶の育成方法を提供すること。 【解決手段】 平板状の種結晶を用いた昇華法によるＳ
ｉＣ単結晶の育成方法であり、（0001）面に平行若しく
は垂直な面を持つ種結晶を用いてＳｉＣ結晶の第一育成
を行った後、この育成されたＳｉＣ結晶から第一育成と
は垂直な面方位を持つ（0001）面に垂直若しくは平行な
面で切り出したウエーハを種結晶としてＳｉＣ結晶の第
二育成を行うと共に、これ等第一育成と第二育成とを交
互に必要回繰返してＳｉＣ単結晶を育成させることを特
徴とする。
プ等の結晶欠陥が無くかつ高品質で大型のＳｉＣ単結晶
を育成できるＳｉＣ単結晶の育成方法を提供すること。 【解決手段】 平板状の種結晶を用いた昇華法によるＳ
ｉＣ単結晶の育成方法であり、（0001）面に平行若しく
は垂直な面を持つ種結晶を用いてＳｉＣ結晶の第一育成
を行った後、この育成されたＳｉＣ結晶から第一育成と
は垂直な面方位を持つ（0001）面に垂直若しくは平行な
面で切り出したウエーハを種結晶としてＳｉＣ結晶の第
二育成を行うと共に、これ等第一育成と第二育成とを交
互に必要回繰返してＳｉＣ単結晶を育成させることを特
徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温動作デバイ
ス、パワーデバイス、耐放射線デバイス等の材料として
期待されているＳｉＣ単結晶の育成方法に係り、特に、
デバイス動作不良の原因となるマイクロパイプ等の結晶
欠陥が無くかつ高品質で大型のＳｉＣ単結晶を育成でき
るＳｉＣ単結晶の育成方法に関するものである。
ス、パワーデバイス、耐放射線デバイス等の材料として
期待されているＳｉＣ単結晶の育成方法に係り、特に、
デバイス動作不良の原因となるマイクロパイプ等の結晶
欠陥が無くかつ高品質で大型のＳｉＣ単結晶を育成でき
るＳｉＣ単結晶の育成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ワイドギャップ半導体であるＳｉＣ結晶
は、エネルギーギャップが約３ｅＶと大きい上に、化学
結合力が強固であるため物理的、化学的に安定で耐熱
性、耐放射線性に優れている。更に、ｐ、ｎ両伝導型の
制御が可能であることやキャリアの移動度がＳｉ結晶並
に大きいこと等から、次世代送電システム、電車、電気
自動車などや、航空、原子力、宇宙科学などの分野で要
求される高耐圧パワーデバイス、高温動作デバイス、耐
放射線デバイス等、従来におけるＳｉ等の半導体材料で
は不可能であった過酷な環境下でも使用できる電子デバ
イスの材料として最も期待されている。
は、エネルギーギャップが約３ｅＶと大きい上に、化学
結合力が強固であるため物理的、化学的に安定で耐熱
性、耐放射線性に優れている。更に、ｐ、ｎ両伝導型の
制御が可能であることやキャリアの移動度がＳｉ結晶並
に大きいこと等から、次世代送電システム、電車、電気
自動車などや、航空、原子力、宇宙科学などの分野で要
求される高耐圧パワーデバイス、高温動作デバイス、耐
放射線デバイス等、従来におけるＳｉ等の半導体材料で
は不可能であった過酷な環境下でも使用できる電子デバ
イスの材料として最も期待されている。
【０００３】ところで、ＳｉＣは常圧では融点を持たな
いため、バルク結晶の育成は非常に困難である。そし
て、ＳｉＣ結晶の育成方法としては、ＳｉＯ2 とコーク
スを高温で反応させるアチソン法が古くから知られてい
る。このアチソン法では、研磨剤、耐火材等の一般工業
用ＳｉＣ結晶が製造されているが、偶発的に径が１０ｍ
ｍ程度の六角板状単結晶が得られる。しかし、このアチ
ソン法では、単結晶の成長を制御することは不可能であ
るため、再現性が無く高純度で大型結晶を育成すること
はできない。
いため、バルク結晶の育成は非常に困難である。そし
て、ＳｉＣ結晶の育成方法としては、ＳｉＯ2 とコーク
スを高温で反応させるアチソン法が古くから知られてい
る。このアチソン法では、研磨剤、耐火材等の一般工業
用ＳｉＣ結晶が製造されているが、偶発的に径が１０ｍ
ｍ程度の六角板状単結晶が得られる。しかし、このアチ
ソン法では、単結晶の成長を制御することは不可能であ
るため、再現性が無く高純度で大型結晶を育成すること
はできない。
【０００４】他方、１９６０年代から研究された昇華
法、すなわち、２０００℃以上の高温でＳｉＣ粉末を昇
華再結晶させる方法も大型のＳｉＣ結晶を育成すること
は難しかった。
法、すなわち、２０００℃以上の高温でＳｉＣ粉末を昇
華再結晶させる方法も大型のＳｉＣ結晶を育成すること
は難しかった。
【０００５】このような技術的背景の下、１９７８年に
ロシアのＹｕ．Ｍ．Ｔａｉｒｏｖ等によって平板状の種
結晶を用いた改良型昇華法が提唱され、大きく進展し
た。
ロシアのＹｕ．Ｍ．Ｔａｉｒｏｖ等によって平板状の種
結晶を用いた改良型昇華法が提唱され、大きく進展し
た。
【０００６】現在、一般的に行われている改良型昇華法
は、図１及び図２に示すように円筒形の黒鉛からなる坩
堝１内の一方に原料となるＳｉＣ粉末２を収容し、もう
一方に種結晶３となる平板状のＳｉＣ単結晶を配置し、
Ａｒ等の不活性ガス雰囲気中で高周波誘導加熱コイル若
しくは抵抗加熱ヒータ等の加熱手段４によって坩堝１を
２０００℃〜２５００℃程度に加熱して行われる。そし
て、加熱によって原料ＳｉＣ粉末から昇華した気体が坩
堝１内で温度が最も低く設定されている種結晶３に集ま
り、種結晶３から種結晶３と同一の結晶方位のＳｉＣバ
ルク単結晶を育成するという方法である。尚、図１及び
図２中、５は石英製の育成炉、６は隔壁、７は断熱材を
それぞれ示している。
は、図１及び図２に示すように円筒形の黒鉛からなる坩
堝１内の一方に原料となるＳｉＣ粉末２を収容し、もう
一方に種結晶３となる平板状のＳｉＣ単結晶を配置し、
Ａｒ等の不活性ガス雰囲気中で高周波誘導加熱コイル若
しくは抵抗加熱ヒータ等の加熱手段４によって坩堝１を
２０００℃〜２５００℃程度に加熱して行われる。そし
て、加熱によって原料ＳｉＣ粉末から昇華した気体が坩
堝１内で温度が最も低く設定されている種結晶３に集ま
り、種結晶３から種結晶３と同一の結晶方位のＳｉＣバ
ルク単結晶を育成するという方法である。尚、図１及び
図２中、５は石英製の育成炉、６は隔壁、７は断熱材を
それぞれ示している。
【０００７】ところで、ＳｉＣ結晶は、通常、六方晶系
となり、結晶方位によってその成長速度に大きな差があ
る。六方晶系では、通称ｃ面（底面）と呼ばれる（000
1）面が最稠密面で、その面に平行な方向のステップ前
進速度は速いが、垂直方向の成長速度が最も遅く、自由
な空間で育成するとｃ面が結晶成長に伴って最も大きく
発達する（すなわち面積が広くなる）。従って、従来の
改良型昇華法で用いる種結晶としては、ｃ面で切り出し
たウエーハを適用するのが一般的であった。
となり、結晶方位によってその成長速度に大きな差があ
る。六方晶系では、通称ｃ面（底面）と呼ばれる（000
1）面が最稠密面で、その面に平行な方向のステップ前
進速度は速いが、垂直方向の成長速度が最も遅く、自由
な空間で育成するとｃ面が結晶成長に伴って最も大きく
発達する（すなわち面積が広くなる）。従って、従来の
改良型昇華法で用いる種結晶としては、ｃ面で切り出し
たウエーハを適用するのが一般的であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、単結晶を育成
するような比較的低成長速度の環境下では、ｃ面での成
長は螺旋転位の転位芯を中心としたスパイラル成長が支
配的となり、それらの転位芯の周りに発生したホローコ
アと呼ばれる中空の孔がきっかけとなって、マイクロパ
イプと呼ばれる直径数十ミクロンの大きな中空パイプ状
欠陥を多く発生させる。このマイクロパイプは、デバイ
スを作製したときにリーク電流の原因となることが明ら
かで、存在してはならないとされている結晶欠陥であ
る。
するような比較的低成長速度の環境下では、ｃ面での成
長は螺旋転位の転位芯を中心としたスパイラル成長が支
配的となり、それらの転位芯の周りに発生したホローコ
アと呼ばれる中空の孔がきっかけとなって、マイクロパ
イプと呼ばれる直径数十ミクロンの大きな中空パイプ状
欠陥を多く発生させる。このマイクロパイプは、デバイ
スを作製したときにリーク電流の原因となることが明ら
かで、存在してはならないとされている結晶欠陥であ
る。
【０００９】しかし、従来の改良型昇華法で広く育成さ
れているＳｉＣ単結晶ウエーハには通常、１０3 ／ｃｍ
2 台の密度で存在しており、解決しなければならない重
要な課題となっている。
れているＳｉＣ単結晶ウエーハには通常、１０3 ／ｃｍ
2 台の密度で存在しており、解決しなければならない重
要な課題となっている。
【００１０】他方、このマイクロパイプの発生を抑制す
る方法として、ｃ面と垂直な
る方法として、ｃ面と垂直な
【００１１】
【外１】 方法が提案されている。これ等の面方位で育成すると、
成長表面では渦巻き成長は見られず、これに関連したマ
イクロパイプも発生しないと報告されている。
成長表面では渦巻き成長は見られず、これに関連したマ
イクロパイプも発生しないと報告されている。
【００１２】しかしながら、このｃ面に垂直な面を用い
た育成方法では、ｃ面を用いた育成方法に較べて結晶径
の拡大率が低い欠点があった。従って、得られる結晶の
有効面積が種結晶のサイズからあまり大きくならず、大
面積ウエーハを得るには効率的な方法ではない問題を有
していた。
た育成方法では、ｃ面を用いた育成方法に較べて結晶径
の拡大率が低い欠点があった。従って、得られる結晶の
有効面積が種結晶のサイズからあまり大きくならず、大
面積ウエーハを得るには効率的な方法ではない問題を有
していた。
【００１３】本発明はこの様な問題点に着目してなされ
たもので、その課題とするところは、リーク電流等を引
き起こしデバイス動作不良の原因となるマイクロパイプ
等の結晶欠陥が無くかつ高品質で大型のＳｉＣ単結晶を
育成できるＳｉＣ単結晶の育成方法を提供することにあ
る。
たもので、その課題とするところは、リーク電流等を引
き起こしデバイス動作不良の原因となるマイクロパイプ
等の結晶欠陥が無くかつ高品質で大型のＳｉＣ単結晶を
育成できるＳｉＣ単結晶の育成方法を提供することにあ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に係
る発明は、平板状の種結晶を用いた昇華法によるＳｉＣ
単結晶の育成方法を前提とし、（0001）面に平行若しく
は垂直な面を持つ種結晶を用いてＳｉＣ結晶の第一育成
を行った後、この育成されたＳｉＣ結晶から第一育成と
は垂直な面方位を持つ（0001）面に垂直若しくは平行な
面で切り出したウエーハを種結晶としてＳｉＣ結晶の第
二育成を行うと共に、これ等第一育成と第二育成とを交
互に必要回繰返してＳｉＣ単結晶を育成させることを特
徴とするものである。
る発明は、平板状の種結晶を用いた昇華法によるＳｉＣ
単結晶の育成方法を前提とし、（0001）面に平行若しく
は垂直な面を持つ種結晶を用いてＳｉＣ結晶の第一育成
を行った後、この育成されたＳｉＣ結晶から第一育成と
は垂直な面方位を持つ（0001）面に垂直若しくは平行な
面で切り出したウエーハを種結晶としてＳｉＣ結晶の第
二育成を行うと共に、これ等第一育成と第二育成とを交
互に必要回繰返してＳｉＣ単結晶を育成させることを特
徴とするものである。
【００１５】そして、この請求項１記載の発明に係るＳ
ｉＣ単結晶の育成方法によれば、成長に伴って結晶径が
拡大していくｃ面すなわち（0001）面に平行な面での成
長（第一育成若しくは第二育成）と、マイクロパイプが
発生しないｃ面と垂直な面すなわち（0001）面と垂直な
面での成長（第二育成若しくは第一育成）を、それぞれ
その前の育成で得られた結晶からその成長方向と平行に
切り出したウエーハを種結晶として交互に必要回繰返す
ため、大面積でマイクロパイプが含まれない高品質Ｓｉ
Ｃ単結晶を育成することが可能となる。
ｉＣ単結晶の育成方法によれば、成長に伴って結晶径が
拡大していくｃ面すなわち（0001）面に平行な面での成
長（第一育成若しくは第二育成）と、マイクロパイプが
発生しないｃ面と垂直な面すなわち（0001）面と垂直な
面での成長（第二育成若しくは第一育成）を、それぞれ
その前の育成で得られた結晶からその成長方向と平行に
切り出したウエーハを種結晶として交互に必要回繰返す
ため、大面積でマイクロパイプが含まれない高品質Ｓｉ
Ｃ単結晶を育成することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００１７】従来の改良型昇華法でのＳｉＣ結晶の育成
は、上述したように一般的に２０００℃以上で行われ
る。この様な温度環境で育成されるＳｉＣ結晶は、ポリ
タイプといわれる様々な結晶構造をとるが、４Ｈ（六方
晶系）と６Ｈ（六方晶系）、１５Ｒ（菱面体晶系）が主
に得られる。これ等の単位胞の格子定数は、例えば６Ｈ
の場合、ａ＝３．０８オングストローム、ｃ＝１５．１
２オングストロームと、ａ軸に較べてｃ軸が長く、結晶
は結合の強い方向にのびるため、その平衡形は通称ｃ面
（底面）と呼ばれる最稠密面である
は、上述したように一般的に２０００℃以上で行われ
る。この様な温度環境で育成されるＳｉＣ結晶は、ポリ
タイプといわれる様々な結晶構造をとるが、４Ｈ（六方
晶系）と６Ｈ（六方晶系）、１５Ｒ（菱面体晶系）が主
に得られる。これ等の単位胞の格子定数は、例えば６Ｈ
の場合、ａ＝３．０８オングストローム、ｃ＝１５．１
２オングストロームと、ａ軸に較べてｃ軸が長く、結晶
は結合の強い方向にのびるため、その平衡形は通称ｃ面
（底面）と呼ばれる最稠密面である
【００１８】
【外２】 従って、改良型昇華法で使われる種結晶の面方位は、最
も大きく発達し易いｃ面が一般的に用いられる。高品質
単結晶を育成するようなある程度の低成長速度の環境下
では、ｃ面での成長は螺旋転位の転位芯を中心としたス
パイラル成長が支配的となる。結晶が成長しているとき
には、成長界面の形態は系全体の自由エネルギーを下げ
る方向に変化する。このとき、転位等による歪みエネル
ギーの存在は、自由エネルギーの増加をもたらし不利に
働く。この不利を解消するために、大きなバーガースベ
クトルを持つ転位では転位芯の周りに中空の自由表面
（ホローコア）を作る必要があることが、Ｆｒａｎｋに
よって理論的に予測されている。実験的にも、ホローコ
アはＶｅｒｍａによってＳｉＣ結晶の（0001）面上に観
察されている。特に、成長速度が遅い低過飽和度の条件
下では、このホローコアは安定存在するとされている。
よって、スパイラル成長が支配的なｃ面で育成すると、
そのスパイラルの中心部にホローコアが発生し易く、そ
れらが大きく発達することでマイクロパイプが形成され
てしまうと考えられる。これに対して、ｃ面と垂直な面
での成長は、上述の同様な育成条件下でもスパイラル成
長は起こり難く、二次元核成長あるいは付着成長が支配
的になるため、ホローコアが発生せず、従ってマイクロ
パイプも形成されないと考えられる。
も大きく発達し易いｃ面が一般的に用いられる。高品質
単結晶を育成するようなある程度の低成長速度の環境下
では、ｃ面での成長は螺旋転位の転位芯を中心としたス
パイラル成長が支配的となる。結晶が成長しているとき
には、成長界面の形態は系全体の自由エネルギーを下げ
る方向に変化する。このとき、転位等による歪みエネル
ギーの存在は、自由エネルギーの増加をもたらし不利に
働く。この不利を解消するために、大きなバーガースベ
クトルを持つ転位では転位芯の周りに中空の自由表面
（ホローコア）を作る必要があることが、Ｆｒａｎｋに
よって理論的に予測されている。実験的にも、ホローコ
アはＶｅｒｍａによってＳｉＣ結晶の（0001）面上に観
察されている。特に、成長速度が遅い低過飽和度の条件
下では、このホローコアは安定存在するとされている。
よって、スパイラル成長が支配的なｃ面で育成すると、
そのスパイラルの中心部にホローコアが発生し易く、そ
れらが大きく発達することでマイクロパイプが形成され
てしまうと考えられる。これに対して、ｃ面と垂直な面
での成長は、上述の同様な育成条件下でもスパイラル成
長は起こり難く、二次元核成長あるいは付着成長が支配
的になるため、ホローコアが発生せず、従ってマイクロ
パイプも形成されないと考えられる。
【００１９】よって、大きく発達するｃ面すなわち（00
01）面に平行な面での成長（第一育成若しくは第二育
成）と、マイクロパイプが形成されないｃ面と垂直な面
すなわち（0001）面と垂直な面での成長（第二育成若し
くは第一育成）を、それぞれその前の育成で得られた結
晶から、その成長方向と平行に切り出したウエーハを種
結晶として交互に繰返すことにより、大面積でマイクロ
パイプが含まれない高品質ＳｉＣ単結晶を育成すること
ができる。
01）面に平行な面での成長（第一育成若しくは第二育
成）と、マイクロパイプが形成されないｃ面と垂直な面
すなわち（0001）面と垂直な面での成長（第二育成若し
くは第一育成）を、それぞれその前の育成で得られた結
晶から、その成長方向と平行に切り出したウエーハを種
結晶として交互に繰返すことにより、大面積でマイクロ
パイプが含まれない高品質ＳｉＣ単結晶を育成すること
ができる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。
る。
【００２１】図２に示した育成装置を用いてＳｉＣ単結
晶の育成を４回行った。
晶の育成を４回行った。
【００２２】尚、加熱手段４には高周波誘導加熱コイル
を適用した。
を適用した。
【００２３】まず、第１回目の成長の種結晶３として、
アチソン法で育成された直径約１０ｍｍのＳｉＣ単結晶
基板（種結晶Ａ）を用いた。この種結晶Ａの面方位はｃ
面すなわち（0001）面である。内径７０ｍｍの円筒形黒
鉛坩堝１の下方側に種結晶Ａを配置し、坩堝１の上方側
に原料であるＳｉＣ粉末（パウダー）２を収容した。こ
の坩堝１を、その外側に加熱手段４である高周波誘導加
熱コイルが配置されている内径２００ｍｍの円筒形でか
つ石英製育成炉５内にセットし、１×１０-6ｔｏｒｒま
で真空排気後、Ａｒガスを導入しかつＡｒガス雰囲気の
下で昇温し、結晶育成を行った。このときの温度分布
は、上記種結晶Ａを配置した部位が約２１５０℃で、原
料であるＳｉＣ粉末２を収容した部位が約２３００℃で
あり、かつ、上記種結晶Ａの配置部位からＳｉＣ粉末２
の収容部位までが連続的に変化するように設定した。そ
して、得られた結晶のサイズは、結晶径が約１８ｍｍ、
長さが約２０ｍｍであった。また、マイクロパイプの密
度は、平均して約１０3 ／ｃｍ2 程度であった。
アチソン法で育成された直径約１０ｍｍのＳｉＣ単結晶
基板（種結晶Ａ）を用いた。この種結晶Ａの面方位はｃ
面すなわち（0001）面である。内径７０ｍｍの円筒形黒
鉛坩堝１の下方側に種結晶Ａを配置し、坩堝１の上方側
に原料であるＳｉＣ粉末（パウダー）２を収容した。こ
の坩堝１を、その外側に加熱手段４である高周波誘導加
熱コイルが配置されている内径２００ｍｍの円筒形でか
つ石英製育成炉５内にセットし、１×１０-6ｔｏｒｒま
で真空排気後、Ａｒガスを導入しかつＡｒガス雰囲気の
下で昇温し、結晶育成を行った。このときの温度分布
は、上記種結晶Ａを配置した部位が約２１５０℃で、原
料であるＳｉＣ粉末２を収容した部位が約２３００℃で
あり、かつ、上記種結晶Ａの配置部位からＳｉＣ粉末２
の収容部位までが連続的に変化するように設定した。そ
して、得られた結晶のサイズは、結晶径が約１８ｍｍ、
長さが約２０ｍｍであった。また、マイクロパイプの密
度は、平均して約１０3 ／ｃｍ2 程度であった。
【００２４】この結晶から、成長方向と平行に、かつｃ
面に垂直となる面でウエーハを切り出し、外周部を切り
落として面積サイズ約１６ｍｍ×１６ｍｍのウエーハを
得た。これを鏡面研磨して第２回目の結晶育成用の種結
晶Ｂとした。
面に垂直となる面でウエーハを切り出し、外周部を切り
落として面積サイズ約１６ｍｍ×１６ｍｍのウエーハを
得た。これを鏡面研磨して第２回目の結晶育成用の種結
晶Ｂとした。
【００２５】すなわち、第２回目の結晶育成は、上記ｃ
面と垂直な面で切り出した種結晶Ｂを用いて行った。そ
の他の育成条件は第１回目の育成と同様である。そし
て、得られた結晶のサイズは、結晶径が約２０ｍｍ、長
さが約３０ｍｍであった。また、この結晶にはマイクロ
パイプは皆無であった。
面と垂直な面で切り出した種結晶Ｂを用いて行った。そ
の他の育成条件は第１回目の育成と同様である。そし
て、得られた結晶のサイズは、結晶径が約２０ｍｍ、長
さが約３０ｍｍであった。また、この結晶にはマイクロ
パイプは皆無であった。
【００２６】この結晶から、成長方向と平行に、かつｃ
面でウエーハを切り出した。これの外周部を切り落と
し、鏡面研磨して面積サイズ約１８ｍｍ×２５ｍｍのｃ
面ウエーハを得た。これを第３回目の結晶育成用の種結
晶Ｃとした。
面でウエーハを切り出した。これの外周部を切り落と
し、鏡面研磨して面積サイズ約１８ｍｍ×２５ｍｍのｃ
面ウエーハを得た。これを第３回目の結晶育成用の種結
晶Ｃとした。
【００２７】すなわち、第３回目の結晶育成は、上記種
結晶Ｃを用いて行った。その他の育成条件は前の２回の
育成と同様である。そして、得られた結晶のサイズは、
結晶径が約３５ｍｍ、長さが約３５ｍｍであった。ま
た、マイクロパイプは、平均して約１０3 ／ｃｍ2 程度
の密度で発生していた。この結晶からｃ面と垂直になる
ように、成長方向と平行にウエーハを切り出した。この
結晶の外周部を切り落とし、鏡面研磨して面積サイズ約
３３ｍｍ×３３ｍｍのウエーハを得た。これを第４回目
の結晶育成用の種結晶Ｄとした。
結晶Ｃを用いて行った。その他の育成条件は前の２回の
育成と同様である。そして、得られた結晶のサイズは、
結晶径が約３５ｍｍ、長さが約３５ｍｍであった。ま
た、マイクロパイプは、平均して約１０3 ／ｃｍ2 程度
の密度で発生していた。この結晶からｃ面と垂直になる
ように、成長方向と平行にウエーハを切り出した。この
結晶の外周部を切り落とし、鏡面研磨して面積サイズ約
３３ｍｍ×３３ｍｍのウエーハを得た。これを第４回目
の結晶育成用の種結晶Ｄとした。
【００２８】すなわち、第４回目の結晶育成は、上記種
結晶Ｄを用いて行なった。その他の育成条件は前の３回
の育成と同様である。そして、得られた結晶のサイズ
は、結晶径が約４０ｍｍ、長さが約４０ｍｍであった。
また、この結晶にはマイクロパイプは皆無であった。
結晶Ｄを用いて行なった。その他の育成条件は前の３回
の育成と同様である。そして、得られた結晶のサイズ
は、結晶径が約４０ｍｍ、長さが約４０ｍｍであった。
また、この結晶にはマイクロパイプは皆無であった。
【００２９】この様にｃ面とｃ面に垂直な面での結晶育
成を、それぞれその前の育成で得られた結晶から種結晶
を切り出し僅か４回繰返すことで、結晶径が約４０ｍ
ｍ、長さが約４０ｍｍの大型でマイクロパイプが含まれ
ない高品質のＳｉＣ単結晶を得ることができた。
成を、それぞれその前の育成で得られた結晶から種結晶
を切り出し僅か４回繰返すことで、結晶径が約４０ｍ
ｍ、長さが約４０ｍｍの大型でマイクロパイプが含まれ
ない高品質のＳｉＣ単結晶を得ることができた。
【００３０】［比較例］第１回目の結晶育成は、実施例
と同様にアチソン法で得られた直径約１０ｍｍのｃ面ウ
エーハを種結晶として行なった。また、育成炉、炉内の
構成及び育成条件は実施例の第１回目の結晶育成と同様
である。そして、得られた結晶のサイズ及び品質も、直
径（すなわち結晶径）が約１８ｍｍ、長さが約２０ｍ
ｍ、マイクロパイプの密度約１０3 ／ｃｍ2 程度で、実
施例の第１回目とほぼ同程度の結晶であった。この結晶
からｃ面と平行にウエーハを切り出して鏡面研磨し、次
の育成用の種結晶とした。サイズは直径約１８ｍｍの円
形ウエーハである。
と同様にアチソン法で得られた直径約１０ｍｍのｃ面ウ
エーハを種結晶として行なった。また、育成炉、炉内の
構成及び育成条件は実施例の第１回目の結晶育成と同様
である。そして、得られた結晶のサイズ及び品質も、直
径（すなわち結晶径）が約１８ｍｍ、長さが約２０ｍ
ｍ、マイクロパイプの密度約１０3 ／ｃｍ2 程度で、実
施例の第１回目とほぼ同程度の結晶であった。この結晶
からｃ面と平行にウエーハを切り出して鏡面研磨し、次
の育成用の種結晶とした。サイズは直径約１８ｍｍの円
形ウエーハである。
【００３１】第２回目の結晶育成は、上記ウエーハを種
結晶として行なった。育成条件は第１回目と同様であ
る。そして、得られた結晶のサイズは、直径が約３０ｍ
ｍ、長さが約３０ｍｍであった。また、この結晶におけ
るマイクロパイプの密度は、約２×１０3 ／ｃｍ2 程度
で、第１回目の育成で得られた結晶よりも欠陥が増えて
いた。
結晶として行なった。育成条件は第１回目と同様であ
る。そして、得られた結晶のサイズは、直径が約３０ｍ
ｍ、長さが約３０ｍｍであった。また、この結晶におけ
るマイクロパイプの密度は、約２×１０3 ／ｃｍ2 程度
で、第１回目の育成で得られた結晶よりも欠陥が増えて
いた。
【００３２】この結晶から再びｃ面と平行にウエーハを
切り出して第３回目の結晶育成を行なったが、得られた
結晶のマイクロパイプの密度は約５×１０3 ／ｃｍ2 程
度と更に悪化してしまった。
切り出して第３回目の結晶育成を行なったが、得られた
結晶のマイクロパイプの密度は約５×１０3 ／ｃｍ2 程
度と更に悪化してしまった。
【００３３】
【発明の効果】請求項１記載の発明に係るＳｉＣ単結晶
の育成方法によれば、成長に伴って結晶径が拡大してい
くｃ面すなわち（0001）面に平行な面での成長（第一育
成若しくは第二育成）と、マイクロパイプが発生しない
ｃ面と垂直な面すなわち（0001）面と垂直な面での成長
（第二育成若しくは第一育成）を、それぞれその前の育
成で得られた結晶からその成長方向と平行に切り出した
ウエーハを種結晶として交互に必要回繰返すため、大面
積でマイクロパイプが含まれない高品質ＳｉＣ単結晶を
育成することができる効果を有する。
の育成方法によれば、成長に伴って結晶径が拡大してい
くｃ面すなわち（0001）面に平行な面での成長（第一育
成若しくは第二育成）と、マイクロパイプが発生しない
ｃ面と垂直な面すなわち（0001）面と垂直な面での成長
（第二育成若しくは第一育成）を、それぞれその前の育
成で得られた結晶からその成長方向と平行に切り出した
ウエーハを種結晶として交互に必要回繰返すため、大面
積でマイクロパイプが含まれない高品質ＳｉＣ単結晶を
育成することができる効果を有する。
【図１】改良型昇華法に適用する育成装置の概略構成説
明図。
明図。
【図２】改良型昇華法に適用する育成装置の他の概略構
成説明図。
成説明図。
１ 坩堝 ２ ＳｉＣ粉末 ３ 種結晶 ４ 加熱手段 ５ 育成炉 ６ 隔壁 ７ 断熱材
Claims (1)
- 【請求項１】平板状の種結晶を用いた昇華法によるＳｉ
Ｃ単結晶の育成方法において、 （0001）面に平行若しくは垂直な面を持つ種結晶を用い
てＳｉＣ結晶の第一育成を行った後、この育成されたＳ
ｉＣ結晶から第一育成とは垂直な面方位を持つ（0001）
面に垂直若しくは平行な面で切り出したウエーハを種結
晶としてＳｉＣ結晶の第二育成を行うと共に、これ等第
一育成と第二育成とを交互に必要回繰返してＳｉＣ単結
晶を育成させることを特徴とするＳｉＣ単結晶の育成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35607496A JPH10182297A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | ＳｉＣ単結晶の育成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35607496A JPH10182297A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | ＳｉＣ単結晶の育成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10182297A true JPH10182297A (ja) | 1998-07-07 |
Family
ID=18447200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35607496A Pending JPH10182297A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | ＳｉＣ単結晶の育成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10182297A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000039371A1 (fr) * | 1998-12-25 | 2000-07-06 | Showa Denko K. K. | Procede de fabrication de monocristal de carbure de silicium |
| JP2002520252A (ja) * | 1998-07-14 | 2002-07-09 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | ＳｉＣ単結晶の生成方法 |
| JP2003277193A (ja) * | 2002-03-22 | 2003-10-02 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 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 |
| JP2003321298A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-11 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | ＳｉＣ単結晶及びその製造方法，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 |
| US6890600B2 (en) | 2001-10-12 | 2005-05-10 | Denso Corporation | SiC single crystal, method for manufacturing SiC single crystal, SiC wafer having an epitaxial film, method for manufacturing SiC wafer having an epitaxial film, and SiC electronic device |
| US7387680B2 (en) | 2005-05-13 | 2008-06-17 | Cree, Inc. | Method and apparatus for the production of silicon carbide crystals |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP35607496A patent/JPH10182297A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002520252A (ja) * | 1998-07-14 | 2002-07-09 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | ＳｉＣ単結晶の生成方法 |
| WO2000039371A1 (fr) * | 1998-12-25 | 2000-07-06 | Showa Denko K. K. | Procede de fabrication de monocristal de carbure de silicium |
| US6890600B2 (en) | 2001-10-12 | 2005-05-10 | Denso Corporation | SiC single crystal, method for manufacturing SiC single crystal, SiC wafer having an epitaxial film, method for manufacturing SiC wafer having an epitaxial film, and SiC electronic device |
| DE10247017B4 (de) * | 2001-10-12 | 2009-06-10 | Denso Corp., Kariya-shi | SiC-Einkristall, Verfahren zur Herstellung eines SiC-Einkristalls, SiC-Wafer mit einem Epitaxiefilm und Verfahren zur Herstellung eines SiC-Wafers, der einen Epitaxiefilm aufweist |
| JP2003277193A (ja) * | 2002-03-22 | 2003-10-02 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 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 |
| JP2003321298A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-11 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | ＳｉＣ単結晶及びその製造方法，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 |
| US7387680B2 (en) | 2005-05-13 | 2008-06-17 | Cree, Inc. | Method and apparatus for the production of silicon carbide crystals |
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