JPH1112096A - 炭化珪素単結晶の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薬液や機械研磨によらずにシリコン基板を除
去する。 【解決手段】 まず、シリコンウェハ１１上に炭化珪素
単結晶層１２を成長させる。そして、シリコンウェハ１
１と一体で炭化珪素単結晶層１２と蓋材４ｂとを接着剤
１３で固定する。この後、蓋材４ｂを結晶成長装置に装
着し、結晶成長装置内を珪素単結晶が溶融する温度にし
てシリコンウェハ１１を溶融、除去する。シリコンウェ
ハ１１を除去したあと、露出した炭化珪素単結晶層１２
の表面に炭化珪素単結晶１６を成長させる。すなわち、
熱処理によってシリコンウェハ１１を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭化珪素単結晶の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、炭化珪素単結晶基板は高耐圧電力
用トランジスタ、高耐圧ダイオード等の高耐圧大電力用
半導体装置の半導体基板として開発されている。そし
て、この炭化珪素単結晶基板の製造方法として、大面積
かつ高品質の炭化珪素単結晶成長に有利な昇華再結晶法
が主に採用されている。

【０００３】この昇華再結晶法は、黒鉛製ルツボ内に配
置された炭化珪素原料を加熱昇華させ、同じく黒鉛製ル
ツボ内に炭化珪素原料と対向する位置に配置された炭化
珪素単結晶からなる炭化珪素種結晶上に炭化珪素単結晶
を成長させるものである。そして、炭化珪素種結晶を効
率よく形成する方法として、シリコン基板上に炭化珪素
単結晶層をＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させたあ
と、シリコン基板を除去して炭化珪素単結晶層のみを残
し、この炭化珪素単結晶層を種結晶として昇華再結晶法
により炭化珪素単結晶を成長させる方法がある。

【０００４】また、エピタキシャル成長の成長速度が非
常に遅いため、再現性を考慮すると、種結晶となる炭化
珪素単結晶層の膜厚はせいぜい２０μｍの厚さにしかで
きない。このような極めて薄い種結晶は破損し易いた
め、特開平９−７７５９５号公報に示すように、炭化珪
素単結晶層に補強部材を設けたあとシリコン基板を薬液
や機械研磨によって除去し、シリコン基板を除去した後
においては補強部材によって種結晶が破損するのを防止
するという方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、薬液に
よってシリコン基板を除去する場合には、シリコン基板
を薬液に浸す工程や洗浄工程等が必要となり、ハンドリ
ング工程も多くなる。また、種結晶である炭化珪素単結
晶層を固定しておく接着剤が薬液によって溶けてしまう
という問題がある。

【０００６】一方、機械研磨によってシリコン基板を除
去する場合には、研磨工程等の工程が必要になるだけで
なく、炭化珪素単結晶層の膜厚を考慮した膜厚設定が困
難であるという問題がある。本発明は上記問題に鑑みた
もので、薬液や機械研磨によらずにシリコン基板を除去
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、以下の技術的手段を採用する。請求項１に記載の発
明においては珪素単結晶基板（１１）の融点以上の温度
にて、珪素単結晶基板（１１）を溶融、除去することを
特徴とする。このように、珪素単結晶基板（１１）の融
点以上の温度で珪素単結晶基板（１１）を溶融、除去す
れば、薬液や機械研磨によらずに珪素単結晶基板（１
１）を除去することができる。そして、熱処理によって
珪素単結晶基板（１１）を除去できるため、洗浄工程や
膜厚設定等を行う必要もない。

【０００８】請求項２に記載の発明においては、珪素単
結晶基板（１１）上に炭化珪素単結晶層（１２）を成長
させる工程と、炭化珪素単結晶層（１２）を台座（４
ｂ）に接合することにより炭化珪素単結晶層（１２）及
び珪素単結晶基板（１１）を台座（４ｂ）に固定する工
程と、その台座（４ｂ）を珪素単結晶基板（１１）の融
点以上の温度状態として珪素単結晶基板（１１）を溶融
・除去して炭化珪素単結晶層（１２）を種結晶として露
出させる工程とを備えることを特徴としている。

【０００９】このように、珪素単結晶基板（１１）を熱
処理によって溶融、除去しているため、請求項１と同様
の効果を得ることができる。そして、珪素単結晶基板
（１１）を除去する前に、炭化珪素単結晶層（１２）及
び珪素単結晶基板（１１）を台座（４ｂ）に固定してい
るため、珪素単結晶基板（１１）を除去したあとにおい
ても台座（４ｂ）が補強層としての役割を果たし、ハン
ドリング時等に炭化珪素単結晶層（１２）が破損するこ
とを防止することができる。

【００１０】さらに、請求項３に示すように、結晶成長
装置（１７）内で珪素単結晶基板（１１）を溶融、除去
すれば、珪素単結晶基板（１１）の除去を炭化珪素単結
晶（１６）を形成する結晶成長装置（１７）によって行
うことができるため、珪素単結晶基板（１１）の除去を
個別に行う場合に比して工程数を削減することができ
る。

【００１１】請求項４に記載の発明においては、炭化珪
素単結晶層（１２）の表面に補強層（１４）を形成して
おき、この補強層（１４）を台座（４ｂ）に接合するこ
とによって炭化珪素単結晶層（１２）及び珪素単結晶基
板（１１）を台座（４ｂ）に固定することを特徴として
いる。このように、補強層（１４）を設けることによっ
て炭化珪素単結晶層（１２）を補強することができ、よ
り炭化珪素単結晶層（１２）の破損を防止することがで
きる。

【００１２】具体的には、請求項５に示すように、珪素
単結晶基板（１１）を溶融、除去する工程における温度
よりも高い温度で、炭化珪素単結晶層（１２）を種結晶
として炭化珪素単結晶（１６）を成長させる工程を行う
ようにする。請求項６に記載の発明においては、珪素単
結晶基板（１１）を溶融、除去する工程を、２０００℃
以下の温度で行うことを特徴としている。

【００１３】２０００℃を超える温度で長時間の熱処理
を行うと、炭化珪素単結晶層（１２）において再結晶、
多形の転移に伴う欠陥の発生及び変質という不具合が発
生する場合がある。そして、珪素単結晶基板（１１）を
除去するための工程は長時間必要とされるため、この工
程における温度を２０００℃以下で行うことにより上記
不具合の発生を防止することができる。

【００１４】請求項７に記載の発明においては、珪素単
結晶基板（１１）として、厚さが１乃至３ｍｍのものを
用いることを特徴としている。このように、珪素単結晶
基板（１１）の厚さを１ｍｍ以上にすることにより、珪
素単結晶基板（１１）と炭化珪素単結晶層（１２）の熱
膨張率の相違から発生する反りを低減することができ
る。これにより、前記反りによって発生する炭化珪素単
結晶層（１２）の破損を防止することができる。また、
珪素単結晶基板（１１）の厚さを３ｍｍ以下にすること
によって珪素単結晶基板（１１）を除去する時間を比較
的短時間にすることができる。

【００１５】請求項８に記載の発明においては、珪素単
結晶基板（１１）として、複数枚の珪素単結晶基板を張
り合わせたものを用いることを特徴としている。このよ
うに、珪素単結晶基板（１２）として、複数枚の珪素単
結晶基板（１２）を張り合わせたものにすることによ
り、珪素単結晶基板（１２）の剛性を向上させることが
できると共に、珪素単結晶基板（１１）と炭化珪素単結
晶層（１２）の熱膨張率の相違から発生する反りによっ
て珪素単結晶基板（１２）のうちの一部が割れてしまっ
ても残りの部分で珪素単結晶基板（１２）全体が割れる
ことを防止することができる。これにより、炭化珪素単
結晶層（１２）の破損を防止することができる。

【００１６】請求項９に記載の発明においては、炭化珪
素単結晶層（１２）を種結晶として炭化珪素単結晶（１
６）を成長させる工程は、黒鉛製ルツボ内（４ａ）にお
いて炭化珪素原料粉末（１５）を不活性ガス雰囲気中で
加熱昇華させ、炭化珪素原料粉末（１５）よりやや低温
になっている炭化珪素単結晶層（１２）の表面側に炭化
珪素単結晶（１６）を成長させるものであることを特徴
としている。

【００１７】このように、いわゆる昇華再結晶法によっ
て炭化珪素単結晶（１６）を成長させることによって、
炭化珪素基板に適した厚いバルク状の炭化珪素単結晶
（１６）を短時間で形成することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。本実施形態で用いる結晶成長装置を
図１に示す。この結晶成長装置１７は、昇華再結晶法に
より炭化珪素バルク単結晶１６を形成するためのもので
ある。以下、図１に基づいて結晶成長装置について説明
する。

【００１９】結晶成長装置１７には、真空容器（チャン
バー）１が備えられている。この真空容器１内には基台
２が設けられており、この基台２の上には断熱材３で覆
われた黒鉛製ルツボ４が搭載されている。黒鉛製ルツボ
４は、上面が開口するルツボ本体４ａと、ルツボ本体４
ａの開口部を塞ぐ蓋材４ｂとからなる。そして、蓋材４
ｂが、種結晶となる（１１１）面立方晶炭化珪素単結晶
層１２を支持する台座になる。

【００２０】又、断熱材３は、黒鉛製ルツボ４の底面お
よび側面を覆う本体部３ａと、黒鉛製ルツボ４の上部を
覆う蓋部３ｂとからなっている。真空容器１には排気弁
７を備えた排気管５が設けられている。また、排気管５
には真空ポンプ６が接続されており、この真空ポンプ６
によって真空容器１内の排気が行えるようになってい
る。さらに、真空容器１には不活性ガス導入管８が設け
られており、この不活性ガス導入管８を通して不活性ガ
スであるアルゴンガスを真空容器１に導入できるように
なっている。

【００２１】真空容器１内における断熱材３の外周側に
は誘導コイル９が配置され、この誘導コイル９に対し高
周波電源から電力を供給することにより黒鉛製ルツボ４
を誘導加熱できるようになっている。真空容器１の内部
における断熱材３の蓋部３ｂ及び底面部には温度測定穴
１０ａ、１０ｂがそれぞれ設けられており、この温度測
定穴１０ａ、１０ｂを通して黒鉛製ルツボ４内の光を取
り出して光放射温度計にてルツボ本体４ａの温度を測定
できるようになっている。

【００２２】次に、炭化珪素バルク単結晶の製造方法を
図２（ａ）〜（ｅ）に示す炭化珪素単結晶の状態図に基
づいて説明する。 〔図２（ａ）の工程〕まず、立方晶型結晶である珪素単
結晶基板として、（１１１）面方位を基板表面とするシ
リコンウェハ１１を用意する。このシリコンウェハ１１
には、直径が４インチで、厚さが１乃至３ｍｍのものを
用いている。

【００２３】そして、このシリコンウェハ１１の上に種
結晶となる表面が（１１１）面方位である立方晶炭化珪
素単結晶層１２を化学的気相エピタキシャル成長法（Ｃ
ＶＤ）により成長させる。より詳しくは、メタンなどの
炭素供給用原料ガスおよびシランなどの珪素供給用原料
ガスの化学反応による化学的気相成長法を用いる。この
とき、炭化珪素単結晶層１２の膜厚は１〜２０μｍであ
る。

【００２４】〔図２（ｂ）の工程〕次に、図１における
黒鉛製ルツボの蓋材４ｂを結晶成長装置１７から取り外
し、シリコンウェハ１１と炭化珪素単結晶層１２を一体
にしたまま、炭化珪素単結晶層１２側に接着剤１３を付
着させて、これらを蓋材４ｂに固定する。このとき、シ
リコンウェハ１１を予め除去して薄い炭化珪素単結晶層
１２だけを直接蓋材４ｂに接着固定すると、薄い炭化珪
素単結晶層１２が反ったり、浮いてしまったり、若しく
はうねってしまったりする場合が発生するが、シリコン
ウェハ１１が補強部材の役割を果たすため、このような
状態を防ぐことができる。

【００２５】また、上記接着に際して、シリコンウェハ
１１や炭化珪素単結晶層１２に発生した反りを戻しつつ
行う必要があるが、この反りを戻すことによって炭化珪
素単結晶層１２が割れたりして破損することがある。図
３（ａ）に炭化珪素単結晶層１２を成長させた時におけ
るシリコンウェハ１１の反り特性を示す。但し、図３
（ａ）はシリコンウェハ１１の直径が１００ｍｍであ
り、炭化結晶単結晶層１２の厚さが２０μｍの場合の特
性を示している。シリコンウェハ１１に炭化珪素単結晶
１２を成長させたとき、シリコンウェハ１１と炭化珪素
単結晶層１２との熱膨張率の相違から図３（ｂ）に示す
ように反りが発生する。この反りは、シリコンウェハ１
１の厚さに関係しており、厚くなればなるほど反りが小
さくなる。そして、図３（ｂ）に示されるようにシリコ
ンウェハ１１の厚さが１ｍｍ以上になると上記反りが十
分に低減されていることが分かる。

【００２６】このように、シリコンウェハ１１として厚
さが１ｍｍ以上のものを用いているため、上記反りが低
減でき、この反りを戻そうとするときに炭化珪素単結晶
層１２が割れるのを防止することができる。また、シリ
コンウェハ１１の厚さが厚くなるとシリコンウェハ１１
を除去するために長時間必要となるため、シリコンウェ
ハ１１の厚さは３ｍｍ以下にするのが好ましい。

【００２７】続いて、図１に示すように、黒鉛製ルツボ
の蓋材４ｂを結晶成長装置１７に装着する。このように
して、（１１１）面立方晶炭化珪素単結晶層１２が黒鉛
製ルツボの蓋材４ｂの下面に配置される。一方、図１に
おける黒鉛製ルツボ４には炭化珪素原料粉末１５が１０
０ｇ充填されている。炭化珪素原料粉末１５は、研磨材
として市販されている平均粒径５００μｍのものを予め
真空中で１８００〜２０００℃の熱処理を施して使用し
ている。

【００２８】この状態から、排気管５と排気弁７とを通
して真空ポンプ６により真空容器１内を排気する。この
ときの真空度は１０^-3〜１０^-4Ｔorr とする。さらに、
高周波電源から誘導コイル９に電力供給を行って、黒鉛
製ルツボ４を誘導加熱する。このとき、温度は温度測定
穴１０ａを通して黒鉛製ルツボ４の底を光放射温度計に
より測定する。そして、温度を監視しながら１２００℃
まで温度を上昇した後、不活性ガス導入管８よりアルゴ
ンガスを導入して真空容器１内の圧力を５００Ｔorr に
する。

【００２９】〔図２（ｃ）の工程〕その後、誘導コイル
９に電力を供給して再び温度を上昇させて、黒鉛製ルツ
ボ４の温度をシリコンの溶融温度にする。このシリコン
の溶融温度は約１４００℃であるため、黒鉛製ルツボ４
の温度が１４００℃以上の温度になるように、温度測定
穴１０ｂを通して光放射温度計により監視しながら、誘
導コイル９への供給電力を調整する。このとき、真空容
器１の圧力を低くするとシリコンの蒸発速度が大きくな
るため、真空ポンプ６により真空容器１の圧力を低くし
た方がシリコンの除去時間を短くできる。ここでは真空
容器の真空度を１Ｔｏｒｒとした。

【００３０】但し、このとき、黒鉛製ルツボ４内の温度
が２０００℃にならないように行う。シリコンウェハ１
１の除去には比較的長時間が必要とされ、長時間に渡っ
て黒鉛製ルツボ４内の温度が２０００℃以上である場合
には、炭化珪素単結晶層１２の再結晶、多形の転移に伴
う欠陥の発生、変質等の不具合が生じてしまうからであ
る。

【００３１】そして、黒鉛製ルツボ４の温度が１４００
℃以上になるようにして所定時間維持すると、シリコン
ウェハ１１が全て溶融、除去されてしまい、種結晶とな
る炭化珪素単結晶層１２のみが残留した状態となる。こ
のように、黒鉛製ルツボ４内でシリコンウェハ１１を除
去しているため、シリコンウェハ１１を除去するために
のみ必要な工程を廃止できると共に、シリコンウェハ１
１を除去したあとの種結晶となる炭化珪素単結晶層１２
の表面が大気に触れることがないため、種結晶表面の汚
染による欠陥発生をなくすことができる。

【００３２】なお、このシリコンウェハ１１は除去され
たのち、結晶成長装置１７外に排出してもよいが、結晶
成長装置１７内に残留させた場合においても、シリコン
ウェハ１１は珪素で構成されているため、炭化珪素単結
晶１６を成長させるときの原料として寄与する。 〔図２（ｄ）の工程〕続いて、再び真空容器１の圧力を
５００Ｔｏｒｒに戻し、さらに誘導コイル１０に電力を
供給し、さらに黒鉛製ルツボ４の温度を上昇させて炭化
珪素原料粉末１５の昇華温度にする。この炭化珪素原料
粉末１５の昇華温度は２３３０℃であり、温度測定穴１
０ａを通じて光放射温度計により監視して行う。このと
き、（１１１）面立方晶炭化珪素単結晶層１２の温度
は、黒鉛製ルツボ４と誘導コイル１０の相対的な位置関
係により５０〜３５０℃だけ炭化珪素原料粉末１５の温
度より低くなっている。

【００３３】そして、炭化珪素原料粉末１５と（１１
１）面立方晶炭化珪素単結晶層１２の温度が安定した
後、真空ポンプ７６より真空容器１を減圧する。減圧と
ともに炭化珪素原料粉末１５から昇華が始まり結晶成長
が開始される。この際、１Ｔorrまで減圧して成長圧力
とする。又、結晶成長中はアルゴンガスを１０リットル
／ｍｉｎ流し、排気弁７の開度を調節しながら真空ポン
プ６により圧力を制御する。

【００３４】炭化珪素原料粉末１５から昇華したガスは
種結晶である炭化珪素単結晶層１２との温度差を駆動力
として（１１１）面立方晶炭化珪素単結晶層１２まで到
達して、炭化珪素単結晶の結晶成長が進行する。そし
て、５時間の結晶成長を行った後、アルゴンガスを真空
容器１に導入すると共に誘導コイル９への電力供給を停
止し、温度を下げて成長終了とする。

【００３５】その結果、種結晶である（１１１）面立方
晶の炭化珪素単結晶層１２上に（０００１）面α型炭化
珪素単結晶（炭化珪素単結晶インゴット）１６が形成さ
れる。（０００１）面α型炭化珪素単結晶１６はその厚
さが約２ｍｍ、直径が４インチである。このようにし
て、大口径の炭化珪素単結晶インゴットが得られる。つ
まり、黒鉛製ルツボ４内において炭化珪素原料粉末１５
を不活性ガス雰囲気中で加熱昇華させ、炭化珪素原料粉
末１５よりやや低温になっている（１１１）面立方晶の
炭化珪素単結晶層１２の表面側に炭化珪素単結晶を成長
させるという昇華再結晶法にて（０００１）面α型炭化
珪素単結晶１６が得られる。この昇華再結晶法により
（０００１）面α型炭化珪素単結晶１６を形成した場
合、比較的短時間で炭化珪素単結晶１６を炭化珪素基板
に適した厚いバルク状のもので形成することができる。

【００３６】〔図２（ｅ）の工程〕さらに、図６に示す
ように、（０００１）面α型炭化珪素単結晶１６を黒鉛
製ルツボの蓋材４ｂから取り外し、得られた結晶をスラ
イス、研磨して半導体基板となる。この基板をＸ線回折
およびラマン分光により結晶面方位、結晶構造（多形）
を判定した結果、６Ｈ型の（０００１）面方位をもつも
のであることが確認された。

【００３７】この基板を用いて、大電力用の縦型ＭＯＳ
ＦＥＴ、ｐｎダイオード、ショットキーターイオード等
の半導体装置を作製することができる。このように、シ
リコンウェハ１１を除去しない状態で、炭化珪素単結晶
層１２を台座となる蓋材４ｂに接着させ、この台座に接
着した状態で黒鉛製ルツボ４に入れて、シリコンウェハ
１１を除去すると共に炭化珪素単結晶層１２の表面に
（０００１）面α型炭化珪素単結晶１６を形成している
ため、薬液や機械研磨によらなくても（０００１）面α
型炭化珪素結晶１６を形成することができる。また、炭
化珪素単結晶層１２を形成後のハンドリング工程として
は炭化珪素単結晶層１２を台座に接着する工程のみであ
り、非常に少ない。このため、極めて薄い炭化珪素単結
晶層１２をハンドリング工程において破損させてしまっ
たりすることを防止することができる。

【００３８】なお、本実施形態においては、シリコンウ
ェハ１１が補強材としての役割を果たしてため、炭化珪
素単結晶層１２の割れなどを防止するための補強材をシ
リコンウェハ１１の他に設ける必要がない。このため、
シリコンウェハ１１とは別の補強材を形成する場合にお
いて必要とされる工程を廃止することができる。 （第２実施形態）図４（ａ）〜（ｆ）に本実施形態にお
ける炭化珪素単結晶の状態図を示し、この図に基づいて
本実施形態における炭化珪素バルク単結晶の製造方法を
説明する。本実施形態における炭化珪素バルク単結晶の
製造方法においては、上記第１実施形態と異なりシリコ
ンウェハ１１とは別個に、炭化珪素単結晶層１２を挟ん
でシリコンウェハ１１の反対側の面に補強層１４を設
け、これによって炭化珪素単結晶層１２を補強した状態
で炭化珪素単結晶の結晶成長を施している。

【００３９】まず、図４（ａ）に示す工程においては、
第１実施形態の図２（ａ）に示す工程と同様の工程を経
てシリコンウェハ１１上に炭化珪素単結晶層１２を成長
させる。そして、図４（ｂ）に示すように、炭化珪素単
結晶層１２を挟んでシリコンウェハ１１の反対側の面に
補強層１４を形成する。この補強層１４は炭化珪素単結
晶層１２を形成したのち、続けて同一の装置内で形成す
る。具体的には、炭化珪素単結晶層１２より結晶性の劣
る炭化珪素単結晶をＣＶＤ法によって成長させて補強層
１４を形成する。このとき、補強層１４は、膜厚が５０
〜２００μｍで形成する。

【００４０】その後、図４（ｃ）に示すように補強層１
４に接着剤を付着させて、シリコンウェハ１１、炭化珪
素単結晶層１２及び補強層１４を一体にしたまま黒鉛製
ルツボの蓋材４ｂに固定する。この後の図４（ｄ）〜
（ｆ）に示す工程は、第１実施形態における図２（ｃ）
〜（ｅ）と同様な工程であり、それぞれシリコンウェハ
１１を除去する工程、（０００１）面α型炭化珪素単結
晶１６を成長させる工程、（０００１）面α型炭化珪素
単結晶１６を黒鉛製ルツボの蓋材４ｂから取り外す工程
等を経て炭化珪素バルク単結晶の製造が終了する。

【００４１】このように補強層１４を設けることによっ
て炭化珪素単結晶層１２を補強することができるため、
より炭化珪素単結晶層１２の破損を防止することができ
る。 （他の実施形態） 第１、第２実施形態においては、シリコンウェハ１１
を結晶成長装置１７内で除去しているが、シリコンウェ
ハ１１を熱処理によって除去するものであれば、結晶成
長装置１７以外の装置でシリコンウェハ１１を除去して
もよい。

【００４２】この場合においても、洗浄工程等を行う必
要がないため、シリコンウェハ１１を薬液で除去する場
合に比して、ハンドリング工程が少なくできる。 第１、第２実施形態においては、単一の基板からなる
シリコンウェハ１１を基板に用いて種結晶の炭化珪素単
結晶層１２を形成したが、所望の厚さのシリコンウェハ
を複数張り合わせたもの、例えば、厚さが０．９ｍｍの
ウェハを２枚張り合わせたものを基板に用いてもよい。

【００４３】このように複数枚のシリコンウェハを張り
合わせた場合には、炭化珪素単結晶層１２とシリコンウ
ェハとの熱膨張率の相違によって複数枚のシリコンウェ
ハのうちの一部が割れてしまった場合においても他のシ
リコンウェハによって炭化珪素単結晶が割れるのを防止
することができる。なお、規格品にある比較的薄いシリ
コンウェハを複数枚張り合わせることによって比較的厚
めなシリコンウェハが形成できるため、基板として規格
品のシリコンウェハを適用することもできる。

【００４４】第１、第２実施形態においては、昇華再
結晶法によって炭化珪素単結晶インゴットを形成した
が、結晶成長法によって形成するものであれば他の方法
でもよく、例えばＣＶＤ法によって炭化珪素単結晶イン
ゴットを形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に用いる炭化珪素単結晶
の成長装置の断面図である。

【図２】炭化珪素単結晶の状態を示す説明図である。

【図３】シリコンウェハ１１の厚さに対する反り量の特
性を示す相関図である。

【図４】第２実施形態における炭化珪素単結晶の状態を
示す説明図である。

【符号の説明】

４…黒鉛製ルツボ、４ｂ…蓋材、１１…シリコンウェ
ハ、１２…炭化珪素単結晶層、１３…接着剤、１４…補
強層、１６…炭化珪素単結晶インゴット、１７…結晶成
長装置。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 珪素単結晶基板（１１）上に炭化珪素単
   結晶層（１２）を形成したのち、前記珪素単結晶基板
   （１１）を除去し、前記炭化珪素単結晶層（１２）を種
   結晶として炭化珪素単結晶（１６）を形成する炭化珪素
   単結晶の製造方法において、 前記珪素単結晶基板（１１）の融点以上の温度にて、前
   記珪素単結晶基板（１１）を溶融、除去する工程を備え
   たことを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
2. 【請求項２】 炭化珪素単結晶層（１２）を種結晶と
   し、該種結晶を台座（４ｂ）に接合した状態にて、炭化
   珪素単結晶（１６）を成長させる装置（４ａ）内に該台
   座（４ｂ）を載置して炭化珪素原材料（１５）を加熱昇
   華させ、前記種結晶上に前記炭化珪素単結晶（１６）を
   成長させる方法であって、 珪素単結晶基板（１１）上に前記炭化珪素単結晶層（１
   ２）を成長させる工程と、 前記珪素単結晶基板（１１）と前記炭化珪素単結晶層
   （１２）のうち、前記炭化珪素単結晶層（１２）側を前
   記台座（４ｂ）に接合することにより前記炭化珪素単結
   晶層（１２）及び前記珪素単結晶基板（１１）を前記蓋
   部材（４ｂ）に固定する工程と、 前記炭化珪素単結晶層（１２）及び前記珪素単結晶基板
   （１１）が固定された前記台座（４ｂ）を前記珪素単結
   晶基板（１１）の融点以上の温度状態とし、前記珪素単
   結晶基板（１１）を溶融・除去して前記炭化珪素単結晶
   層（１２）を前記種結晶として露出させる工程とを備え
   ることを特徴とする単毛珪素単結晶の製造方法。
3. 【請求項３】 珪素単結晶基板（１１）上に炭化珪素単
   結晶層（１２）を成長させる工程と、 前記珪素単結晶基板（１１）と前記炭化珪素単結晶層
   （１２）のうち、前記炭化珪素単結晶層（１２）側を結
   晶成長装置（１）の台座（４ｂ）に接合することにより
   前記炭化珪素単結晶層（１２）及び前記珪素単結晶基板
   （１１）を前記台座（４ｂ）に固定する工程と、 前記台座（４ｂ）を前記結晶成長装置（１７）に装着す
   る工程と、 前記結晶成長装置（１７）内の温度を前記珪素単結晶基
   板（１１）の融点以上の温度にして、前記珪素単結晶基
   板（１１）を溶融、除去する工程と、 前記結晶成長装置（１７）内に炭化珪素単結晶（１６）
   の原料のガスを供給することにより、前記炭化珪素単結
   晶層（１２）を種結晶として炭化珪素単結晶（１６）を
   成長させる工程とを備えたことを特徴とする炭化珪素単
   結晶の製造方法。
4. 【請求項４】 前記炭化珪素単結晶層（１２）の表面に
   補強層（１４）を形成する工程を有し、 前記補強層（１４）を前記台座（４ｂ）に接合すること
   によって前記炭化珪素単結晶層（１２）及び前記珪素単
   結晶基板（１１）を前記台座（４ｂ）に固定することを
   特徴とする請求項２又は３に記載の炭化珪素単結晶の製
   造方法。
5. 【請求項５】 前記炭化珪素単結晶層（１２）を種結晶
   として炭化珪素単結晶（１６）を成長させる工程におけ
   る温度は、前記珪素単結晶基板（１１）を溶融、除去す
   る工程における温度よりも高温で行うことを特徴とする
   請求項１乃至３のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶
   の製造方法。
6. 【請求項６】 前記珪素単結晶基板（１１）を溶融、除
   去する工程を、２０００℃以下の温度で行うことを特徴
   とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の炭化珪素
   単結晶の製造方法。
7. 【請求項７】 前記珪素単結晶基板（１１）として、厚
   さが１乃至３ｍｍのものを用いることを特徴とする請求
   項１乃至６のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製
   造方法。
8. 【請求項８】 前記珪素単結晶基板（１１）として、複
   数枚の珪素単結晶基板を張り合わせたものを用いること
   を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の炭
   化珪素単結晶の製造方法。
9. 【請求項９】 前記炭化珪素単結晶層（１２）を種結晶
   として炭化珪素単結晶（１６）を成長させる工程は、黒
   鉛製ルツボ内（４ａ）において炭化珪素原料粉末（１
   ５）を不活性ガス雰囲気中で加熱昇華させ、前記炭化珪
   素原料粉末（１５）よりやや低温になっている前記炭化
   珪素単結晶層（１２）の表面側に炭化珪素単結晶（１
   ６）を成長させるものであることを特徴とする請求項１
   乃至８のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造方
   法。