JPH11268995A - 炭化珪素単結晶の製造方法 - Google Patents
炭化珪素単結晶の製造方法Info
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- JPH11268995A JPH11268995A JP9268598A JP9268598A JPH11268995A JP H11268995 A JPH11268995 A JP H11268995A JP 9268598 A JP9268598 A JP 9268598A JP 9268598 A JP9268598 A JP 9268598A JP H11268995 A JPH11268995 A JP H11268995A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 昇華法の種結晶として使用可能な大口径の４
Ｈ型炭化珪素単結晶膜を得、その上に高品位かつ大口径
の４Ｈ型炭化珪素単結晶を成長させる。 【解決手段】 シリコン単結晶基板１上に３Ｃ型炭化珪
素単結晶膜２をエピタキシャル成長させる際に、不純物
として第３の元素、例えばセリウムをドーピングする。
シリコン単結晶基板１から取り外した３Ｃ型炭化珪素単
結晶膜２を、２０００℃以上の高温で熱処理することに
より、４Ｈ型炭化珪素単結晶膜２´に多形変態させるこ
とができ、これを種結晶として、高品位に４Ｈ型炭化珪
素単結晶を成長させることができる。
Ｈ型炭化珪素単結晶膜を得、その上に高品位かつ大口径
の４Ｈ型炭化珪素単結晶を成長させる。 【解決手段】 シリコン単結晶基板１上に３Ｃ型炭化珪
素単結晶膜２をエピタキシャル成長させる際に、不純物
として第３の元素、例えばセリウムをドーピングする。
シリコン単結晶基板１から取り外した３Ｃ型炭化珪素単
結晶膜２を、２０００℃以上の高温で熱処理することに
より、４Ｈ型炭化珪素単結晶膜２´に多形変態させるこ
とができ、これを種結晶として、高品位に４Ｈ型炭化珪
素単結晶を成長させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、昇華法により炭化
珪素単結晶を成長させる際に種結晶として使用される炭
化珪素単結晶もしくは炭化珪素単結晶基板の製造方法に
関するものである。
珪素単結晶を成長させる際に種結晶として使用される炭
化珪素単結晶もしくは炭化珪素単結晶基板の製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板として有用な炭化珪素単結晶
を製造する方法として、昇華法が広く用いられている。
昇華法は、黒鉛製のルツボ内に配置した黒鉛台座に炭化
珪素単結晶よりなる種結晶を接合し、ルツボ底部に配し
た炭化珪素原料粉末を加熱、昇華させたガスを種結晶上
で再結晶させて単結晶を成長させるものである。
を製造する方法として、昇華法が広く用いられている。
昇華法は、黒鉛製のルツボ内に配置した黒鉛台座に炭化
珪素単結晶よりなる種結晶を接合し、ルツボ底部に配し
た炭化珪素原料粉末を加熱、昇華させたガスを種結晶上
で再結晶させて単結晶を成長させるものである。
【０００３】ここで、種結晶としては、一般に、アチソ
ン法で製造された炭化珪素単結晶が用いられる。ところ
が、現状では、十分径の大きいアチソン結晶を得ること
は困難であり、これを種結晶として直接大口径の単結晶
を得ることは難しい。このため、大口径の単結晶を得る
には、アチソン結晶から成長させた単結晶をウェハ状に
切断し、これを種結晶として単結晶を成長させることを
繰り返し、徐々に大口径化していく必要があった。
ン法で製造された炭化珪素単結晶が用いられる。ところ
が、現状では、十分径の大きいアチソン結晶を得ること
は困難であり、これを種結晶として直接大口径の単結晶
を得ることは難しい。このため、大口径の単結晶を得る
には、アチソン結晶から成長させた単結晶をウェハ状に
切断し、これを種結晶として単結晶を成長させることを
繰り返し、徐々に大口径化していく必要があった。
【０００４】そこで、シリコン基板上に、ＣＶＤ法（化
学的気相エピタキシャル成長法）等によりエピタキシャ
ル成長させた炭化珪素単結晶膜を種結晶として用いる方
法が提案されている。シリコン基板は、アチソン結晶よ
り大口径のものが得られているため、その上に炭化珪素
単結晶膜を成長させることで、種結晶の大口径化が期待
できる。
学的気相エピタキシャル成長法）等によりエピタキシャ
ル成長させた炭化珪素単結晶膜を種結晶として用いる方
法が提案されている。シリコン基板は、アチソン結晶よ
り大口径のものが得られているため、その上に炭化珪素
単結晶膜を成長させることで、種結晶の大口径化が期待
できる。
【０００５】ところで、炭化珪素単結晶には種々の結晶
多形が存在し、炭化珪素単結晶基板をパワー素子等に適
用する場合には、電気的特性に優れた４Ｈ型の炭化珪素
単結晶を用いることが有利である。ところが、上記従来
の方法によりシリコン基板上にエピタキシャル成長させ
た炭化珪素単結晶膜は、結晶多形が立方晶構造の３Ｃ型
であり、４Ｈ型の炭化珪素単結晶膜は得られていない。
多形が存在し、炭化珪素単結晶基板をパワー素子等に適
用する場合には、電気的特性に優れた４Ｈ型の炭化珪素
単結晶を用いることが有利である。ところが、上記従来
の方法によりシリコン基板上にエピタキシャル成長させ
た炭化珪素単結晶膜は、結晶多形が立方晶構造の３Ｃ型
であり、４Ｈ型の炭化珪素単結晶膜は得られていない。
【０００６】一方、従来技術として３Ｃ型炭化珪素単結
晶膜を、２０００℃以上に加熱することにより、６Ｈ型
炭化珪素単結晶に多形変態可能であることが知られてい
る。また、６Ｈ型炭化珪素単結晶を種結晶とし、昇華法
により炭化珪素単結晶を成長させる際に、条件により４
Ｈ型炭化珪素単結晶が得られることが知られ、例えば、
特開平９−１５７０９１号公報には、雰囲気ガス中に窒
素等の不純物ガスを混入し、炭素位置に不純物を導入す
ることにより、４Ｈ型炭化珪素単結晶が得られることが
開示されている。
晶膜を、２０００℃以上に加熱することにより、６Ｈ型
炭化珪素単結晶に多形変態可能であることが知られてい
る。また、６Ｈ型炭化珪素単結晶を種結晶とし、昇華法
により炭化珪素単結晶を成長させる際に、条件により４
Ｈ型炭化珪素単結晶が得られることが知られ、例えば、
特開平９−１５７０９１号公報には、雰囲気ガス中に窒
素等の不純物ガスを混入し、炭素位置に不純物を導入す
ることにより、４Ｈ型炭化珪素単結晶が得られることが
開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、３Ｃ型の炭化
珪素単結晶膜を熱処理して６Ｈ型の炭化珪素単結晶に多
形変態し、これを種結晶として、昇華法による単結晶成
長時に不純物を導入することにより、４Ｈ型の炭化珪素
単結晶を成長させることが考えられる。しかしながら、
より高品位な４Ｈ型炭化珪素単結晶を得るには、種結晶
を４Ｈ型の炭化珪素単結晶膜とすることが望ましい。例
えば、３Ｃ型の炭化珪素単結晶膜から、直接、４Ｈ型の
炭化珪素単結晶膜を得ることが可能となれば、これを種
結晶として、品質の高い４Ｈ型炭化珪素単結晶を作製す
ることが可能となる。
珪素単結晶膜を熱処理して６Ｈ型の炭化珪素単結晶に多
形変態し、これを種結晶として、昇華法による単結晶成
長時に不純物を導入することにより、４Ｈ型の炭化珪素
単結晶を成長させることが考えられる。しかしながら、
より高品位な４Ｈ型炭化珪素単結晶を得るには、種結晶
を４Ｈ型の炭化珪素単結晶膜とすることが望ましい。例
えば、３Ｃ型の炭化珪素単結晶膜から、直接、４Ｈ型の
炭化珪素単結晶膜を得ることが可能となれば、これを種
結晶として、品質の高い４Ｈ型炭化珪素単結晶を作製す
ることが可能となる。
【０００８】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、昇華法の種結晶として使用可能な、
４Ｈ型炭化珪素単結晶を得る方法を提供することにあ
る。
あり、その目的は、昇華法の種結晶として使用可能な、
４Ｈ型炭化珪素単結晶を得る方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、不純物として第３
の元素をドーピングした炭化珪素単結晶を作製し、熱処
理することにより４Ｈ型炭化珪素単結晶に多形変態可能
であることを見出した（請求項１）。
を解決するために鋭意検討した結果、不純物として第３
の元素をドーピングした炭化珪素単結晶を作製し、熱処
理することにより４Ｈ型炭化珪素単結晶に多形変態可能
であることを見出した（請求項１）。
【００１０】ここで、上記第３の元素をドーピングした
炭化珪素単結晶としては、３Ｃ型炭化珪素単結晶が好適
に用いられる（請求項２）。好ましくは、シリコン単結
晶基板上にエピタキシャル成長により形成された３Ｃ型
炭化珪素単結晶膜を使用するのがよい（請求項３）。
炭化珪素単結晶としては、３Ｃ型炭化珪素単結晶が好適
に用いられる（請求項２）。好ましくは、シリコン単結
晶基板上にエピタキシャル成長により形成された３Ｃ型
炭化珪素単結晶膜を使用するのがよい（請求項３）。
【００１１】上記第３の元素のドーピングは、例えば、
上記３Ｃ型炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させ
る工程中において、あるいはエピタキシャル成長後のイ
オン注入により行うことができる（請求項４）。上記第
３の元素は、具体的には、希土類元素及び窒素から選択
され（請求項５）、この第３の元素のドーピング後、上
記熱処理を行う際の温度は、２０００℃以上とすること
が好ましい（請求項６）。
上記３Ｃ型炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させ
る工程中において、あるいはエピタキシャル成長後のイ
オン注入により行うことができる（請求項４）。上記第
３の元素は、具体的には、希土類元素及び窒素から選択
され（請求項５）、この第３の元素のドーピング後、上
記熱処理を行う際の温度は、２０００℃以上とすること
が好ましい（請求項６）。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明では、まず、不純物として第３の元素をド
ーピングした炭化珪素単結晶を作製し、これを熱処理す
ることにより４Ｈ型炭化珪素単結晶に多形変態させる。
炭化珪素単結晶の作製は、例えば、公知のＣＶＤ法（化
学的気相エピタキシャル成長法）を用いて行うことがで
き、図１（ａ）に示す工程において、立方晶型結晶であ
るシリコン単結晶基板１上に、炭素源および珪素源を含
む原料ガスを導入すると、その上に立方晶型結晶である
３Ｃ型の炭化珪素単結晶膜２がエピタキシャル成長す
る。
する。本発明では、まず、不純物として第３の元素をド
ーピングした炭化珪素単結晶を作製し、これを熱処理す
ることにより４Ｈ型炭化珪素単結晶に多形変態させる。
炭化珪素単結晶の作製は、例えば、公知のＣＶＤ法（化
学的気相エピタキシャル成長法）を用いて行うことがで
き、図１（ａ）に示す工程において、立方晶型結晶であ
るシリコン単結晶基板１上に、炭素源および珪素源を含
む原料ガスを導入すると、その上に立方晶型結晶である
３Ｃ型の炭化珪素単結晶膜２がエピタキシャル成長す
る。
【００１３】この３Ｃ型炭化珪素単結晶膜２をエピタキ
シャル成長する工程中において、原料ガス中に第３の元
素の原料となるガスを導入しておくことで、不純物とし
て第３の元素がドーピングされた３Ｃ型炭化珪素単結晶
膜２を得ることができる。不純物となる第３の元素とし
ては、希土類元素、特にセリウム、スカンジウムが好適
に使用される。３Ｃ型炭化珪素単結晶膜２にドーピング
される第３の元素の濃度は、３Ｃ型炭化珪素単結晶の結
晶性を壊さない濃度、具体的には、１×１０20ｃｍ-3を
越えない濃度とするのがよい。
シャル成長する工程中において、原料ガス中に第３の元
素の原料となるガスを導入しておくことで、不純物とし
て第３の元素がドーピングされた３Ｃ型炭化珪素単結晶
膜２を得ることができる。不純物となる第３の元素とし
ては、希土類元素、特にセリウム、スカンジウムが好適
に使用される。３Ｃ型炭化珪素単結晶膜２にドーピング
される第３の元素の濃度は、３Ｃ型炭化珪素単結晶の結
晶性を壊さない濃度、具体的には、１×１０20ｃｍ-3を
越えない濃度とするのがよい。
【００１４】３Ｃ型炭化珪素単結晶膜２に第３の元素を
ドーピングする方法としては、上記ＣＶＤ法によるエピ
タキシャル成長の工程中において行う方法の他、エピタ
キシャル成長後、生成した３Ｃ型炭化珪素単結晶膜２の
表面に、第３の元素をイオン注入する方法を採用しても
よい。この場合も、第３の元素として、希土類元素、特
にセリウム、スカンジウムが好適に使用され、ドーピン
グ濃度が１×１０20ｃｍ-3を越えないようにして、イオ
ン化した第３の元素を膜表面に注入する。
ドーピングする方法としては、上記ＣＶＤ法によるエピ
タキシャル成長の工程中において行う方法の他、エピタ
キシャル成長後、生成した３Ｃ型炭化珪素単結晶膜２の
表面に、第３の元素をイオン注入する方法を採用しても
よい。この場合も、第３の元素として、希土類元素、特
にセリウム、スカンジウムが好適に使用され、ドーピン
グ濃度が１×１０20ｃｍ-3を越えないようにして、イオ
ン化した第３の元素を膜表面に注入する。
【００１５】このようにして第３の元素をドーピングし
た３Ｃ型炭化珪素単結晶膜２を作製した後、図１（ｂ）
に示す工程において、シリコン単結晶基板１を除去す
る。上記珪素単結晶基板１を除去する方法としては、例
えば、フッ酸と硝酸の混合溶液中に浸漬してシリコンを
溶解させる方法、あるいは、１４００℃以上に加熱して
シリコンを溶融除去する方法等が挙げられる。
た３Ｃ型炭化珪素単結晶膜２を作製した後、図１（ｂ）
に示す工程において、シリコン単結晶基板１を除去す
る。上記珪素単結晶基板１を除去する方法としては、例
えば、フッ酸と硝酸の混合溶液中に浸漬してシリコンを
溶解させる方法、あるいは、１４００℃以上に加熱して
シリコンを溶融除去する方法等が挙げられる。
【００１６】ついで、図１（ｃ）に示す工程で、得られ
た第３の元素を含有する３Ｃ型炭化珪素単結晶膜２に、
熱処理を施して多形変態させ、４Ｈ型炭化珪素単結晶膜
２´を得る。熱処理の温度は、２０００℃以上の高温と
し、不活性ガス（アルゴンガス）雰囲気中で、もしくは
高真空中で所定時間、熱処理を行うことにより、３Ｃ型
炭化珪素単結晶を４Ｈ型炭化珪素単結晶に多形変態させ
ることができる。炭化珪素を高温に加熱すると炭化珪素
が表面炭化する恐れがあり、これを防止するため炭化珪
素製の容器内で加熱を行うとよい。この時、３Ｃ型炭化
珪素単結晶膜２全体を４Ｈ型に多形変態させる必要は必
ずしもなく、例えば昇華法の種結晶となる３Ｃ型炭化珪
素単結晶膜２の表面のみを４Ｈ型炭化珪素単結晶に多形
変態させてもよい。熱処理の温度は、好ましくは昇華し
ない温度以下、例えば高真空中であれば２５００℃以下
とするのがよい。
た第３の元素を含有する３Ｃ型炭化珪素単結晶膜２に、
熱処理を施して多形変態させ、４Ｈ型炭化珪素単結晶膜
２´を得る。熱処理の温度は、２０００℃以上の高温と
し、不活性ガス（アルゴンガス）雰囲気中で、もしくは
高真空中で所定時間、熱処理を行うことにより、３Ｃ型
炭化珪素単結晶を４Ｈ型炭化珪素単結晶に多形変態させ
ることができる。炭化珪素を高温に加熱すると炭化珪素
が表面炭化する恐れがあり、これを防止するため炭化珪
素製の容器内で加熱を行うとよい。この時、３Ｃ型炭化
珪素単結晶膜２全体を４Ｈ型に多形変態させる必要は必
ずしもなく、例えば昇華法の種結晶となる３Ｃ型炭化珪
素単結晶膜２の表面のみを４Ｈ型炭化珪素単結晶に多形
変態させてもよい。熱処理の温度は、好ましくは昇華し
ない温度以下、例えば高真空中であれば２５００℃以下
とするのがよい。
【００１７】このようにして得た４Ｈ型炭化珪素単結晶
膜２´を種結晶として、昇華法により単結晶を成長させ
ることができる。図２は、単結晶の成長に使用される黒
鉛るつぼ３の概略図で、容器状の本体３１と蓋体３２か
らなり、蓋体３２の下面中央部に台座３３が形成されて
いる。この台座３３に、４Ｈ型炭化珪素単結晶膜２´を
接合し、本体３１底部に充填した炭化珪素原料粉末４と
対向するように配置して、ルツボ３を図略のヒータで加
熱すると、原料粉末４が昇華し始める。この時、原料粉
末４の温度を約２０００〜２５００℃の範囲とし、種結
晶となる４Ｈ型炭化珪素単結晶膜２´の温度がこれより
やや低い温度となるように温度勾配を設けるのがよい。
ルツボ３内の雰囲気は、通常、アルゴンガス等の不活性
ガス雰囲気とし、図略の真空ポンプで減圧して所定の圧
力に制御する。すると、原料粉末４の昇華ガスが、種結
晶である４Ｈ型炭化珪素単結晶膜２´の表面で再結晶
し、炭化珪素単結晶５が成長する。
膜２´を種結晶として、昇華法により単結晶を成長させ
ることができる。図２は、単結晶の成長に使用される黒
鉛るつぼ３の概略図で、容器状の本体３１と蓋体３２か
らなり、蓋体３２の下面中央部に台座３３が形成されて
いる。この台座３３に、４Ｈ型炭化珪素単結晶膜２´を
接合し、本体３１底部に充填した炭化珪素原料粉末４と
対向するように配置して、ルツボ３を図略のヒータで加
熱すると、原料粉末４が昇華し始める。この時、原料粉
末４の温度を約２０００〜２５００℃の範囲とし、種結
晶となる４Ｈ型炭化珪素単結晶膜２´の温度がこれより
やや低い温度となるように温度勾配を設けるのがよい。
ルツボ３内の雰囲気は、通常、アルゴンガス等の不活性
ガス雰囲気とし、図略の真空ポンプで減圧して所定の圧
力に制御する。すると、原料粉末４の昇華ガスが、種結
晶である４Ｈ型炭化珪素単結晶膜２´の表面で再結晶
し、炭化珪素単結晶５が成長する。
【００１８】以上のように、本発明によれば、３Ｃ型の
炭化珪素単結晶膜２に第３の元素を導入し、熱処理する
ことにより、直接、４Ｈ型の炭化珪素単結晶膜２´を得
ることが可能となる。よって、これを昇華法の種結晶と
することで、高品位に４Ｈ型の炭化珪素単結晶５を得る
ことができる。また、シリコン単結晶基板１の口径を適
宜選択することにより、その上に成長させる３Ｃ型炭化
珪素単結晶膜２を所望の口径とすることができるため、
大口径の４Ｈ型バルク単結晶を成長させることが可能で
ある。従って、結晶成長を繰り返し行う必要がなく、製
作工程が簡略化できるので、製作コストの大幅な低減が
可能である。
炭化珪素単結晶膜２に第３の元素を導入し、熱処理する
ことにより、直接、４Ｈ型の炭化珪素単結晶膜２´を得
ることが可能となる。よって、これを昇華法の種結晶と
することで、高品位に４Ｈ型の炭化珪素単結晶５を得る
ことができる。また、シリコン単結晶基板１の口径を適
宜選択することにより、その上に成長させる３Ｃ型炭化
珪素単結晶膜２を所望の口径とすることができるため、
大口径の４Ｈ型バルク単結晶を成長させることが可能で
ある。従って、結晶成長を繰り返し行う必要がなく、製
作工程が簡略化できるので、製作コストの大幅な低減が
可能である。
【００１９】
【実施例】面方位が（１１１）のシリコン単結晶基板を
用い、その上に、ＣＶＤ法により炭化珪素単結晶膜をエ
ピタキシャル成長させた。公知のＣＶＤ装置を用いてシ
リコン単結晶基板を配置し、原料ガスとして、シラン
（２ｓｃｃｍ）、プロパン（２ｓｃｃｍ）を、キャリア
ガスとしての水素（１０ｓｌｍ）で希釈したガスを導入
し、セリウム源として酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）粉末を
ＣＶＤ装置中で加熱した。圧力１００ｍｂａｒの条件下
で、１３８０℃までシリコン単結晶基板を加熱し、１０
時間で炭化珪素単結晶膜を約２０μｍ堆積した。得られ
た炭化珪素単結晶膜の結晶構造を、Ｘ線回折およびラマ
ン分光により解析した結果、３Ｃ型炭化珪素単結晶の
（１１１）炭素面であることを確認した。また、ＳＩＭ
Ｓ法により結晶中にセリウムが、１×１０18ｃｍ-3の濃
度で含有されていることが確認された。
用い、その上に、ＣＶＤ法により炭化珪素単結晶膜をエ
ピタキシャル成長させた。公知のＣＶＤ装置を用いてシ
リコン単結晶基板を配置し、原料ガスとして、シラン
（２ｓｃｃｍ）、プロパン（２ｓｃｃｍ）を、キャリア
ガスとしての水素（１０ｓｌｍ）で希釈したガスを導入
し、セリウム源として酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）粉末を
ＣＶＤ装置中で加熱した。圧力１００ｍｂａｒの条件下
で、１３８０℃までシリコン単結晶基板を加熱し、１０
時間で炭化珪素単結晶膜を約２０μｍ堆積した。得られ
た炭化珪素単結晶膜の結晶構造を、Ｘ線回折およびラマ
ン分光により解析した結果、３Ｃ型炭化珪素単結晶の
（１１１）炭素面であることを確認した。また、ＳＩＭ
Ｓ法により結晶中にセリウムが、１×１０18ｃｍ-3の濃
度で含有されていることが確認された。
【００２０】この３Ｃ型炭化珪素膜をシリコン単結晶基
板から取り外すために、シリコン単結晶基板を４９％フ
ッ酸と６１％硝酸の混合溶液（濃度２０％）に９０分間
浸漬し、溶解して除去した。これを純水洗浄した後、乾
燥させた。次いで、取り外した３Ｃ型炭化珪素膜を、ア
ルゴンガス雰囲気中、２０００℃で、５時間、熱処理を
行った。Ｘ線回折およびラマン分光により得られた炭化
珪素単結晶膜の結晶構造を解析した結果、３Ｃ型の（１
１１）面炭化珪素単結晶膜が、４Ｈ型の（０００１）面
炭化珪素単結晶膜に多形変態していることが確認され
た。
板から取り外すために、シリコン単結晶基板を４９％フ
ッ酸と６１％硝酸の混合溶液（濃度２０％）に９０分間
浸漬し、溶解して除去した。これを純水洗浄した後、乾
燥させた。次いで、取り外した３Ｃ型炭化珪素膜を、ア
ルゴンガス雰囲気中、２０００℃で、５時間、熱処理を
行った。Ｘ線回折およびラマン分光により得られた炭化
珪素単結晶膜の結晶構造を解析した結果、３Ｃ型の（１
１１）面炭化珪素単結晶膜が、４Ｈ型の（０００１）面
炭化珪素単結晶膜に多形変態していることが確認され
た。
【００２１】さらに、得られた４Ｈ型炭化珪素単結晶膜
上に、昇華法により、炭化珪素単結晶を成長させた。黒
鉛ルツボの台座に、種結晶としての４Ｈ型（０００１）
面炭化珪素単結晶膜を貼り付け、原料粉末として成長に
十分な量の炭化珪素粉末を充填した。このルツボ内を、
真空ポンプで排気してアルゴンガス雰囲気に置換し、ヒ
ータを用いて原料の炭化珪素粉末が２３００℃、種結晶
である４Ｈ型炭化珪素単結晶膜が２２３０℃となるよう
に加熱した。温度が安定した後、雰囲気圧を約５００Ｔ
ｏｒｒから約１Ｔｏｒｒに減圧し、炭化珪素粉末を昇華
させて炭化珪素単結晶を成長させた。得られた炭化珪素
単結晶を台座から取り外し、ウエハ状にスライス、研磨
したものについて、Ｘ線回折およびラマン分光により結
晶構造を解析した結果、４Ｈ型で（０００１）面方位を
有する炭化珪素単結晶であることが確認された。
上に、昇華法により、炭化珪素単結晶を成長させた。黒
鉛ルツボの台座に、種結晶としての４Ｈ型（０００１）
面炭化珪素単結晶膜を貼り付け、原料粉末として成長に
十分な量の炭化珪素粉末を充填した。このルツボ内を、
真空ポンプで排気してアルゴンガス雰囲気に置換し、ヒ
ータを用いて原料の炭化珪素粉末が２３００℃、種結晶
である４Ｈ型炭化珪素単結晶膜が２２３０℃となるよう
に加熱した。温度が安定した後、雰囲気圧を約５００Ｔ
ｏｒｒから約１Ｔｏｒｒに減圧し、炭化珪素粉末を昇華
させて炭化珪素単結晶を成長させた。得られた炭化珪素
単結晶を台座から取り外し、ウエハ状にスライス、研磨
したものについて、Ｘ線回折およびラマン分光により結
晶構造を解析した結果、４Ｈ型で（０００１）面方位を
有する炭化珪素単結晶であることが確認された。
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は本発明に基づく単結晶の
製造工程を示す断面図である。
製造工程を示す断面図である。
【図２】図２は本発明で用いられる単結晶製造用の黒鉛
ルツボの構造を示す概略図である。
ルツボの構造を示す概略図である。
１ シリコン単結晶基板 ２ ３Ｃ型炭化珪素単結晶膜（炭化珪素単結晶） ２´ ４Ｈ型炭化珪素単結晶膜（４Ｈ型炭化珪素単結
晶） ３ ルツボ ３１ 容器体 ３２ 蓋体 ３３ 台座 ４ 原料粉末 ５ 炭化珪素単結晶
晶） ３ ルツボ ３１ 容器体 ３２ 蓋体 ３３ 台座 ４ 原料粉末 ５ 炭化珪素単結晶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 尚宏 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 岡本 篤人 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】 不純物として第３の元素をドーピングし
た炭化珪素単結晶を作製し、熱処理することにより４Ｈ
型炭化珪素単結晶に多形変態させることを特徴とする炭
化珪素単結晶の製造方法。 - 【請求項２】 上記第３の元素をドーピングした炭化珪
素単結晶が３Ｃ型炭化珪素単結晶である請求項１記載の
炭化珪素単結晶の製造方法。 - 【請求項３】 上記３Ｃ型炭化珪素単結晶がシリコン単
結晶基板上にエピタキシャル成長により形成された３Ｃ
型炭化珪素単結晶膜である請求項２記載の炭化珪素単結
晶の製造方法。 - 【請求項４】 上記第３の元素のドーピングを、上記３
Ｃ型炭化珪素単結晶膜をエピタキシャル成長させる工程
中において、あるいはエピタキシャル成長後のイオン注
入により行う請求項３記載の炭化珪素単結晶の製造方
法。 - 【請求項５】 上記第３の元素が希土類元素もしくは窒
素である請求項１ないし４のいずれか記載の炭化珪素単
結晶の製造方法。 - 【請求項６】 上記熱処理の温度が２０００℃以上であ
る請求項１ないし５のいずれか記載の炭化珪素単結晶の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9268598A JPH11268995A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9268598A JPH11268995A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11268995A true JPH11268995A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=14061356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9268598A Pending JPH11268995A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11268995A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100450316B1 (ko) * | 2000-08-10 | 2004-09-30 | 호야 가부시키가이샤 | 탄화 규소 및 이의 제조 방법 |
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| EP3109349A1 (en) * | 2015-06-22 | 2016-12-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Production method of sic crystal |
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-
1998
- 1998-03-20 JP JP9268598A patent/JPH11268995A/ja active Pending
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