KR20170048556A

KR20170048556A - p형 SiC 단결정의 제조 방법

Info

Publication number: KR20170048556A
Application number: KR1020177009161A
Authority: KR
Inventors: 가즈히코 구스노키; 가즈히토 가메이; 가즈아키 세키; 유타카 기시다; 고지 모리구치; 히로시 가이도
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2017-05-08
Also published as: WO2016038845A1; CN107075723A; JPWO2016038845A1; EP3192899A1; US20170283982A1

Abstract

본 실시 형태의 제조 방법은, 생성 공정(S1)과, 제1 성장 공정(S2)과, 회복 공정(S3)과, 제2 성장 공정(S4)을 구비한다. 생성 공정(S1)에서는, Si, Al 및 C를 함유하는 Si-C 용액을 도가니 내에서 생성한다. 제1 성장 공정(S2)에서는, 시드 샤프트를 하강시켜, 시드 샤프트의 하단에 부착된 SiC 종결정을 Si-C 용액에 접촉시킨 후, SiC 종결정 상에 Al이 도핑된 p형 SiC 단결정을 성장시킨다. 회복 공정(S3)에서는, 제1 성장 공정(S2) 후, Si-C 용액의 Al 농도를 높인다. 제2 성장 공정(S4)에서는, 회복 공정(S3) 후, Al이 도핑된 p형 SiC 단결정을 계속해서 성장시킨다.

Description

p형 SiC 단결정의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING P-TYPE SiC SINGLE CRYSTAL}

본 발명은, SiC 단결정의 제조 방법에 관한 것이다. 더 자세히는, 도펀트로서 Al을 함유하는 p형 SiC 단결정을 용액 성장법에 의해 제조하는 방법에 관한 것이다.

탄화규소(SiC)는, 열적 및 화확적으로 안정된 화합물 반도체이다. SiC는, 실리콘(Si)과 비교하여, 뛰어난 밴드 갭, 절연 파괴 전압, 전자 포화 속도 및 열전도율을 갖는다. 그 때문에, SiC는, 차세대의 파워 디바이스 재료로서 주목받는다.

특히, 고내압인 바이폴러 디바이스인 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등의 파워 디바이스에는, 저저항을 갖는 p형 SiC 단결정이 적용되는 것이 바람직하다. p형 SiC 단결정을 제조하는 경우, 도펀트로서, 통상, Al(알루미늄)이 도핑된다.

p형 SiC 단결정을 제조하는 경우, p형 SiC 단결정 벌크 내에 있어서, 도펀트인 Al 농도의 편차가 작은 쪽이 바람직하다.

SiC 단결정을 제조하는 방법으로서 용액 성장법이 있다. 용액 성장법에서는, Si-C 용액에 종결정을 접촉시킨다. Si-C 용액 중 종결정의 주변역을 과냉각 상태로 하고, 종결정 상에 SiC 단결정을 성장시킨다. 여기서, Si-C 용액이란, Si 또는 Si 합금의 융액에 C(탄소)가 용해한 용액을 말한다.

용액 성장법에서는, Si-C 용액이 Al을 함유하면, Al이 도핑된 p형 SiC 단결정을 제조할 수 있다.

그런데, Takayuki Shirai 외, "Solution growth of p-type 4H-SiC bulk Crystals with low resistivity", Materials Science Forum 778-780(2014), p75~78(비특허 문헌 1)에는, 용액 성장법에 의해 1.0㎜/h의 결정 성장 속도로 Al이 도핑된 p형 SiC 단결정 벌크를 성장시킨 경우, 벌크의 높이 방향에 대해서 Al 농도의 편차가 낮다는 것이 개시되어 있다.

Takayuki Shirai 외, "Solution growth of p-type 4H-SiC bulk Crystals with low resistivity", Materials Science Forum 778-780(2014), p75~78

그러나, 본 발명자들이 용액 성장법에 따라 Al이 도핑된 p형 SiC 단결정 벌크를 실제로 제조한바, 벌크의 높이 방향으로, Al 농도의 편차가 큰 것이 판명되었다.

본 발명의 목적은, Al 농도의 편차를 억제할 수 있는, p형 SiC 단결정의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 실시 형태에 따른 p형 SiC 단결정의 제조 방법은, 도가니와, 시드 샤프트를 구비한 제조 장치를 이용하여, 용액 성장법에 따라 p형 SiC 단결정을 제조한다. 시드 샤프트는, SiC 종결정을 부착 가능한 하단을 가지며, 승강 가능하다. 상기 p형 SiC 단결정의 제조 방법은 생성 공정과, 제1 성장 공정과, 회복 공정과, 제2 성장 공정을 구비한다. 생성 공정에서는, Si, Al 및 C를 함유하는 Si-C 용액을 도가니 내에서 생성한다. 제1 성장 공정에서는, 시드 샤프트를 하강시켜, 시드 샤프트의 하단에 부착된 SiC 종결정을 Si-C 용액에 접촉시킨 후, SiC 종결정 상에 Al이 도핑된 p형 SiC 단결정을 성장시킨다. 회복 공정에서는, 제1 성장 공정 후, Si-C 용액의 Al 농도를 높인다. 제2 성장 공정에서는, 회복 공정 후, Al이 도핑된 p형 SiC 단결정을 계속해서 성장시킨다.

본 실시 형태에 의한 p형 SiC 단결정의 제조 방법은, 제조된 p형 SiC 단결정 중의 Al 농도의 편차를 억제할 수 있다.

도 1은, 실시예 중의 비교예로서 제조된 p형 SiC 단결정의 Al 농도의 측정 위치를 나타내는 모식도이다.
도 2는, 용액 성장법에 의해 제조된 SiC 단결정 중의 Al 농도(Al 도핑량, 단위는 atoms/㎤)와 결정 성장 온도 T(K)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 실시 형태의 p형 SiC 단결정의 제조 방법에 이용되는 제조 장치의 전체 구성도이다.
도 4는, 본 실시 형태의 p형 SiC 단결정의 제조 방법의 플로우도이다.
도 5는, 실시예 중의 본 발명예로서 제조된 p형 SiC 단결정의 Al 농도의 측정 위치를 나타내는 모식도이다.

본 실시 형태에 의한 p형 SiC 단결정의 제조 방법은, 도가니와, 시드 샤프트를 구비한 제조 장치를 이용하여, 용액 성장법에 따라 p형 SiC 단결정을 제조한다. 시드 샤프트는, SiC 종결정을 부착 가능한 하단을 가지며, 승강 가능하다. 상기 p형 SiC 단결정의 제조 방법은, 생성 공정과, 제1 성장 공정과, 회복 공정과, 제2 성장 공정을 구비한다. 생성 공정에서는, Si, Al 및 C를 함유하는 Si-C 용액을 도가니 내에서 생성한다. 제1 성장 공정에서는, 시드 샤프트를 하강시켜, 시드 샤프트의 하단에 부착된 SiC 종결정을 Si-C 용액에 접촉시킨 후, SiC 종결정 상에 Al이 도핑된 p형 SiC 단결정을 성장시킨다. 회복 공정에서는, 제1 성장 공정 후, Si-C 용액의 Al 농도를 높인다. 제2 성장 공정에서는, 회복 공정 후, Al이 도핑된 p형 SiC 단결정을 계속해서 성장시킨다.

본 발명자들은, 용액 성장법에 따라, Al이 도핑된 p형 SiC 단결정 벌크를 제조하고, 벌크 높이 방향의 Al 농도(Al 도핑량)를 조사했다.

구체적으로는, at%로 Si를 50%, Al을 30%, Cu를 20% 함유하는 원료를, 흑연 도가니에 수납했다. 흑연 도가니 중의 원료를 가열하여 Si-C 용액(이하, Si₅₀Al₃₀Cu₂₀ 용액이라고 한다)을 생성했다. Si₅₀Al₃₀Cu₂₀ 용액은, 흑연 도가니로부터 용해한 C(탄소)를 함유한다. Si₅₀Al₃₀Cu₂₀ 용액을 이용하여, 용액 성장법에 따라, 1800℃의 결정 성장 온도에서 20시간, p형 SiC 단결정 벌크를 성장시켰다. 제조된 p형 SiC 단결정 벌크의 높이는 1.6㎜였다.

SiC 단결정 벌크 BU1에 있어서, 도 1에 나타내는 P1(성장 초기 위치), P2(성장 중기 위치) 및 P3(성장 말기 위치)에 있어서의 Al 농도(atoms/㎤)를, SIMS 분석(2차 이온 질량 분석)에 의해 구했다. P1, P2 및 P3는, SiC 종결정 SE1측의 단면으로부터 높이 방향으로, 각각, 0.1㎜, 0.8㎜, 및 1.5㎜의 위치이다. 그 결과, Al 농도는, 위치 P1에서 2.8×10²⁰atoms/㎤, 위치 P2에서 2.2×10²⁰atoms/㎤, 위치 P3에서 1.4×10²⁰atoms/㎤가 되었다. 성장 초기로부터 성장 말기로 감에 따라, Al 농도는 크게 저하했다. 즉, p형 SiC 단결정 벌크를 장시간 성장시킨 경우, 벌크의 높이 방향에 있어서의 Al 농도의 편차가 컸다.

그래서, 본 발명자는, Si-C 용액 중의 Al 농도와, p형 SiC 단결정 중의 Al 농도의 관계에 대해 조사했다. 도 2는, 용액 성장법에 따라 제조된 SiC 단결정 중의 Al 농도(Al 도핑량, 단위는 atoms/㎤)와 결정 성장 온도 T(K)의 관계를 나타낸다. 도 2는 다음의 방법에 의해 얻어졌다. 흑연 도가니 중의 원료를 가열하여 Si₅₀Al₃₀Cu₂₀ 용액을 생성했다. Si₅₀Al₃₀Cu₂₀ 용액을 이용하여, 용액 성장법에 의해, 여러 가지의 결정 성장 온도로 p형 SiC 단결정을 제조했다. p형 SiC 단결정의 높이는, 1.6㎜이었다.

또한, Si-C 용액의 조성을 바꾸어, 같은 조사를 행했다. at%로 Si를 70%, Al을 10%, Cu를 20% 함유하는 원료를 흑연 도가니에 수납하고, 원료를 가열하여 Si-C 용액(이하, Si₇₀Al₁₀Cu₂₀ 용액이라고 칭한다)을 생성했다. Si₇₀Al₁₀Cu₂₀ 용액은, 흑연 도가니로부터 용해한 C(탄소)를 함유한다. Si₇₀Al₁₀Cu₂₀ 용액을 이용하여, 용액 성장법에 의해, 여러 가지의 결정 성장 온도로, 높이 1.6㎜의 p형 SiC 단결정을 제조했다.

제조된 SiC 단결정 중의 Al 농도(atoms/㎤)를 SIMS 분석에 의해 구하고, 도 2를 얻었다. 분석 측정 위치는, 도 1에 나타내는 SiC 단결정 BU1 중, SiC 종결정 SE1측의 단면으로부터 높이 방향으로 0.1㎜ 위치 P1(성장 초기 위치)로 했다.

도 2를 참조하여, 같은 결정 성장 온도 T에서는, Si₅₀Al₃₀Cu₂₀ 용액으로 제조된 p형 SiC 단결정의 Al 농도의 쪽이, Si₇₀Al₁₀Cu₂₀ 용액으로 제조된 p형 SiC 단결정의 Al 농도보다 높았다.

이상으로부터, 다음의 사항이 고려된다. Al을 함유한 Si-C 용액을 이용하여, Al이 도핑된 p형 SiC 단결정 벌크를 장시간 성장시키는 경우, 시간의 경과와 함께, Si-C 용액 중의 Al 농도가 감소한다. 그 때문에, p형 SiC 단결정의 높이 방향으로 Al 농도의 편차가 커진다.

또한, p형 SiC 단결정 중의 Al 농도가 높을수록, p형 SiC 단결정의 비저항은 낮다. 그러나, p형 SiC 단결정 중의 Al 농도가 너무 높으면, p형 SiC 단결정의 결정성이 저하한다. 따라서, p형 SiC 단결정 중의 Al 농도의 바람직한 하한은, 3×10¹⁹atoms/㎤이며, 더 바람직하게는, 1×10²⁰atoms/㎤이다. p형 SiC 단결정 중의 Al 농도의 바람직한 상한은, 1×10²¹atoms/㎤이며, 더 바람직하게는, 5×10²⁰atoms/㎤이다.

이상의 지견에 기초하여 완성한 상술의 p형 SiC 단결정의 제조 방법에서는, 제1 성장 공정에 의해 p형 SiC 단결정을 성장시킨 후, 회복 공정에서, Si-C 용액의 Al 농도를 높인다. 그리고, 회복 공정 후에, p형 SiC 단결정의 성장을 계속한다. 그 때문에, 제조 후의 p형 SiC 단결정의 높이 방향에 있어서, Al 농도의 편차를 저감할 수 있다.

상술의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 회복 공정은, 이격 공정과, 농도 조정 공정과, 접촉 공정을 구비한다. 이격 공정에서는, 시드 샤프트를 상승시켜, SiC 종결정 상에 성장한 p형 SiC 단결정을 Si-C 용액으로부터 이격시킨다. 농도 조정 공정에서는, 이격 공정 후, Si-C 용액의 Al 농도를 높인다. 접촉 공정에서는, 농도 조정 공정 후, 시드 샤프트를 다시 하강시켜, p형 SiC 단결정을 Si-C 용액에 접촉시킨다.

이 경우, SiC 종결정 상에 성장한 SiC 단결정을, Si-C 용액의 액면으로부터 분리한 후, Si-C 용액 중의 Al 농도를 조정할 수 있다. 그 때문에, 농도 조정 작업을 용이하게 행할 수 있다.

바람직하게는, 회복 공정은 또한, 농도 조정 공정 후, 접촉 공정 전에, Si-C 용액을 결정 성장 온도로 조정한다.

이 경우, 농도 조정 공정에 의해 Si-C 용액의 온도가 저하한 경우라도, 제2 성장 공정까지, Si-C 용액의 온도를 결정 성장 온도로 높일 수 있다.

바람직하게는, 농도 조정 공정에서는, Si-C 용액에, Al-Si계 합금을 첨가한다.

이 경우, Si-C 용액 중의 Al 농도를 용이하게 높일 수 있다. 여기서 Al-Si계 합금은 예를 들면, Al-Si 합금, Al-Si-Cu 합금 등이다. Al-Si 합금의 상태도에서는, 577℃에서 공정점(Al 함유량 12.6질량%)을 나타낸다. 따라서, 액상온도를 높이기 위해서는, Si 함유량이 많은, 과공정 Al-Si 합금을 이용하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 생성 공정에서는, Cu를 더 함유하는 Si-C 용액을 생성하고, 회복 공정에서는, Si-C 용액의 Al 농도 및 Cu 농도를 높인다.

Si-C 용액이 Al을 함유하고, 또한, 도가니가 흑연을 함유하는 경우, Al과 C가 과잉하게 반응하여 도가니의 일부가 파손하는 경우가 있다. Si-C 용액이 Cu를 함유하면, Al과 C의 반응이 억제된다. 그러나, Al과 같이, 단결정 성장의 시간 경과와 함께, Si-C 용액 중의 Cu 함유량이 저하하는 경우가 있다. 상술의 실시 형태에서는, 회복 공정에 있어서, Si-C 용액의 Al 농도를 높일 뿐만 아니라, Cu 농도도 높인다. 그 때문에, 제2 성장 공정 이후에 있어서도, Al과 C의 과잉인 반응을 억제할 수 있다.

이하, 본 실시 형태에 의한 p형 SiC 단결정의 제조 방법의 상세에 대해 설명한다.

［p형 SiC 단결정의 제조 장치의 전체 구성］

도 3은, 본 실시 형태의 Al이 도핑된 p형 SiC 단결정의 제조 장치(100)의 전체 구성도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 제조 장치(100)는, 챔버(1)와, 단열 부재(2)와, 고주파 가열 코일(3)과, 승강 장치(4)와, 회전 장치(5)를 구비한다.

챔버(1)는 케이스이며, 단열 부재(2)와, 고주파 가열 코일(3)과, 도가니(6)를 수납한다. p형 SiC 단결정이 제조될 때 챔버(1)는 수냉된다.

회전 장치(5)는, 회전 부재(51)와, 구동 장치(52)를 구비한다. 회전 부재(51)는 봉형상이며, 상단에 회전대를 갖는다. 회전대 상에는, 도가니(6)가 배치된다. 회전 부재(51)의 하부는, 구동원(52)과 연결한다. p형 SiC 단결정을 제조할 때, 회전 장치(5)는 도가니(6)를 회전한다. 구체적으로는, 구동원(52)은 회전 부재(51)를 회전한다. 이로 인해, 도가니(6)는 회전 부재(51)의 축 둘레로 회전한다.

도가니(6)는 상단이 개구한 케이스이다. 도가니(6)는, Si-C 용액(8)을 수납한다. Si-C 용액(8)은, Al이 도핑된 p형 SiC 단결정의 원료인, 실리콘(Si), 알루미늄(Al) 및 탄소(C)를 함유한다. Si-C 용액(8)은 또한, 후술하는 바와 같이, Si, Al 및 C 이외의 다른 1종 또는 2종 이상의 원소를 함유해도 된다.

Si-C 용액(8)은, Si-C 용액의 원료를 가열에 의해 용융하여 생성된다. 원료는, Si 및 Al뿐이어도 되고, Si, Al과, 다른 금속 원소를 함유해도 된다. Si-C 용액의 원료에 함유되는 금속 원소는 예를 들면, 티탄(Ti), 망간(Mn), 크롬(Cr), 코발트(Co), 바나듐(V), 철(Fe) 등이다.

본 실시 형태와 같이 Si-C 용액이 Al을 함유하는 경우, 바람직하게는, Si-C 용액은 구리(Cu)를 함유한다. Cu는, Al과 C가 과잉하게 반응하는 것을 억제한다.

도가니(6)의 소재는 예를 들면, 흑연이다. 도가니(6)가 흑연으로 구성되면, 도가니(6) 자체가 Si-C 용액(8)의 탄소 공급원이 된다. 도가니(6)의 소재는, 흑연 이외여도 된다. 예를 들면, 도가니(6)는, 세라믹스나 고융점의 금속으로 구성되어도 된다. 도가니(6)를 탄소 공급원으로서 이용할 수 없는 경우, Si-C 용액(8)의 원료는 C를 함유한다. 또, 도가니(6)가 흑연 이외의 소재로 구성되는 경우, 도가니(6)의 내표면에 흑연으로 이루어지는 피막을 형성해도 된다. 도가니(6)는, 도시하지 않은 덮개를 갖고 있어도 된다.

승강 장치(4)는, 시드 샤프트(41)와, 구동원(42)을 구비한다. 구동원(42)은 챔버(1)의 상방에 배치된다. 시트 샤프트(41)는, 회전 부재(51)와 동축에 배치된다. 시드 샤프트(41)의 하단부는, 챔버(1) 내에 배치되고, 시드 샤프트(41)의 상단부는, 챔버(1)의 상방에 배치된다. 즉, 시드 샤프트(41)는, 챔버(1)를 높이 방향으로 관통한다.

시드 샤프트(41)의 상단부는, 구동원(42)에 연결된다. 구동원(42)은, 시드 샤프트(41)를 승강한다. 구동원(42)은 또한, 시드 샤프트(41)를, 시드 샤프트(41)의 중심축 둘레로 회전한다. 시드 샤프트(41)의 하단은, 도가니(6) 내에 배치된다. 시드 샤프트(41)의 하단에는, SiC 종결정(9)이 부착 가능하다.

SiC 종결정(9)은 판 형상이며, SiC 단결정으로 이루어진다. 용액 성장법에 따른 제조시, SiC 종결정(9)의 표면(결정 성장면)에 Al이 도핑된 p형 SiC 단결정이 생성되고, 성장한다. 4H 다형의 결정 구조를 갖는 p형 SiC 단결정을 제조하는 경우, 바람직하게는, SiC 종결정(9)은 4H 다형의 결정 구조의 단결정이다. 더 바람직하게는, SiC 종결정(9)의 표면(결정 성장면)은, (0001)면 또는 (0001)면으로부터 8° 이하의 각도로 경사한 면이다. 이 경우, p형 SiC 단결정이 안정되게 성장하기 쉽다.

p형 SiC 단결정을 제조할 때, 시드 샤프트(41)를 하강시키고, 도 3에 나타내는 바와같이, SiC 종결정(9)을 Si-C 용액(8)에 접촉시킨다. 이때, Si-C 용액(8)은 결정 성장 온도로 유지된다. 결정 성장 온도란, p형 SiC 단결정을 성장시킬 때의 Si-C 용액(8)의 온도로서, Si-C 용액(8)의 조성에 의존한다. 일반적인 결정 성장 온도는 1600~2000℃이다.

고주파 가열 코일(3)은, 도가니(6)의 둘레에 배치된다. 고주파 가열 코일(3)은, 시드 샤프트(41) 및 회전 부재(51)와 동축에 배치된다. 고주파 가열 코일(3)은, 도가니(6)를 유도 가열하고, 도가니(6)에 수납된 원료를 용융하여 Si-C 용액(8)을 생성한다. 고주파 가열 코일(3)은 또한, Si-C 용액(8)을 결정 성장 온도로 유지한다.

단열 부재(2)는 케이스 형상이며, 측벽과, 상부 덮개와, 하부 덮개를 갖는다. 단열 부재(2)의 측벽은 고주파 가열 코일(3)과 도가니(6)의 사이에 배치된다. 그리고, 단열 부재(2)의 측벽은 도가니(6)의 둘레에 배치된다. 단열 부재(2)의 상부 덮개는 도가니(6)보다 상방에 배치된다. 상부 덮개는 시드 샤프트(41)를 통하기 위한 관통 구멍(21)을 갖는다. 단열 부재(2)의 하부 덮개는 도가니(6)의 하방에 배치된다. 하부 덮개는 회전 부재(51)를 통하기 위한 관통 구멍(22)을 갖는다. 요컨데, 단열 부재(2)는 도가니(6) 전체를 덮는다. 단열 부재(2)는 주지의 단열재를 구비한다. 단열재는 섬유계 또는 비섬유계의 성형 단열재이다.

［농도 회복 장치］

제조 장치(100)는 또한, 농도 회복 장치(200)를 구비한다. 농도 회복 장치(200)는, 원료 호퍼(201)와, 개폐 밸브(202)와, 배관(203)을 구비한다. 농도 회복 장치(200)는, 결정 성장 도중에, Si-C 용액(8)에 Al을 첨가하여, p형 SiC 단결정의 성장 과정에 있어서 Si-C 용액(8) 중에서 감소한 Al 농도를 회복한다.

원료 호퍼(201)는 챔버(1)의 상방에 배치된다. 원료 호퍼(201) 내에는, Si-C 용액(8) 중에서 농도를 회복해야 할 원소(본 예에서는 Al)가 수납된다. 본 예에서는, 원료 호퍼(201) 내에는, Al-Si계 합금의 입자가 수납되어 있다.

배관(203)은, 원료 호퍼(201)의 하단과 개폐 밸브(202)를 통해 연결된다. 배관(203)은, 관통 구멍(21)을 통해 하방으로 연장된다. 배관(203)의 하단은, 도가니(6) 내의 Si-C 용액(8)의 액면 상에 배치된다. 바람직하게는, 배관(203)의 하단은, 도가니(6)의 상단보다 하방으로, Si-C 용액(8)의 액면의 상방에 배치된다.

개폐 밸브(202)가 열리면, 원료 호퍼(201) 내에 수납된 Al(Al-Si계 합금)이, 배관(203)을 통해 Si-C 용액(8)에 첨가된다. 개폐 밸브(202)를 적절히 조정함으로써, Al-Si계 합금의 첨가량, 즉, Si-C 용액(8) 중의 Al 농도를 조정할 수 있다.

［p형 SiC 단결정의 제조 방법］

도 4는, 상술의 제조 장치(100)를 이용한 p형 SiC 단결정의 제조 방법의 플로우도이다. 도 4를 참조하여, 본 제조 방법은, 생성 공정(S1), 제1 성장 공정(S2), 회복 공정(S3), 및 제2 성장 공정(S4)을 구비한다. 생성 공정(S1)에서는, Si-C 용액(8)을 생성한다. 제1 성장 공정(S2)에서는, p형 SiC 단결정을 성장시킨다. 회복 공정(S3)에서는, Si-C 용액(8) 중의 Al 농도를 높인다. 제2 성장 공정에서는, 다시 p형 SiC 단결정을 성장시킨다. 본 실시 형태의 제조 방법에서는, 회복 공정(S3)에 의해, p형 SiC 단결정의 성장 과정의 도중에, Al 농도가 감소한 Si-C 용액 중의 Al 농도를 높이고, 초기 상태에 가까운 Al 농도로 회복한다. 그 때문에, 제조된 p형 SiC 단결정 벌크의 높이 방향의 Al 농도(Al 도핑량)의 편차를 저감할 수 있다. 이하, 각 공정을 상술한다.

［생성 공정(S1)］

처음에, 시드 샤프트(41)의 하단에, SiC 종결정(9)을 부착한다. 다음에, 챔버(1) 내의 회전 부재(51) 상에, 도가니(6)를 배치한다. 도가니(6)에는, Si-C 용액(8)의 원료를 미리 수납한다. 원료는 적어도 Si 및 Al을 함유한다. 도가니(6)가 C를 함유하지 않는 경우, 원료는 C를 더 함유한다. 상술한 바와 같이, 바람직하게는, 원료는 Cu를 더 함유한다.

도가니(6)를 챔버(1) 내에 수납한 후, Si-C 용액(8)을 생성한다. 챔버(1) 내에 불활성 가스를 충전한다. 불활성 가스가 충전된 후, 고주파 가열 코일(3)에 의해, 도가니(6) 내의 원료를 융점 이상으로 가열하여, Si-C 용액(8)을 생성한다. 도가니(6)가 C를 함유하는 경우, 예를 들면, 도가니(6)가 흑연으로 이루어지는 경우, 도가니(6)를 가열하면, 도가니(6)로부터 C가 원료의 융액에 녹아들고, Si-C 용액(8)이 생성된다. 생성된 Si-C 용액(8)은 Si와, Al과, C를 함유한다. Si-C 용액(8)은, 다른 원소(Cu 등)를 더 함유해도 된다. 도가니(6)가 흑연으로 이루어지는 경우, 도가니(6)의 C가 Si-C 용액(8)에 녹아들면, Si-C 용액(8)의 C 농도는 포화 농도에 가까워진다.

본 실시 형태의 p형 SiC 단결정의 제조 방법에 있어서, Si-C 용액(8)은 하기의 식 (1)을 만족하는 것이 바람직하다.

0.14≤［Al］/［Si］≤2 (1)

여기서, ［Al］ 및 ［Si］는, 각각, Si-C 용액(8) 중의 Al 함유량(몰%), Si 함유량(몰%)이다.

F1=［Al］/［Si］로 정의한다. F1가 0.14 이상이면, SiC 단결정의 Al 도핑량이 3×10¹⁹atoms/㎤ 이상이 된다. 이 경우, SiC 단결정의 비저항이 충분히 낮아진다. F1의 바람직한 하한은 0.2이며, 더 바람직하게는 0.3이다.

한편, F1이 2보다 높으면, Si-C 용액(8)으로부터, SiC가 창출하지 않는 경우가 있다. F1가 2 이하이면, SiC가 안정되게 창출하기 쉽다. F1의 바람직한 상한은 1.5이며, 더 바람직하게는 1이다.

［제1 성장 공정(S2)］

제1 성장 공정에서는, 처음에, SiC 종결정(9)을 Si-C 용액(8)에 접촉시킨다. 구체적으로는, 구동원(42)에 의해 시드 샤프트(41)를 하강시키고, SiC 종결정(9)을 Si-C 용액(8)에 접촉시킨다.

SiC 종결정(9)이 Si-C 용액(8)에 접촉한 후, 고주파 가열 코일(3)에 의해, Si-C 용액(8)의 온도를 결정 성장 온도로 조정한다. 또한, Si-C 용액(8) 중, SiC 종결정(9)의 주변역(이하, 간단히 주변역이라고 한다)을 과냉각하여, 주변역의 SiC를 과포화 상태로 한다. 예를 들면, 고주파 가열 코일(3)을 제어하여, 주변역의 온도를 SiC 용액(8)의 다른 부분의 온도보다 낮게 한다. 또, 주변역을 냉매에 의해 냉각해도 된다. 구체적으로는, 시드 샤프트(41)의 내부에 냉매를 순환시켜, SiC 종결정(9) 및 주변역을 냉각한다.

주변역의 SiC를 과포화 상태로 한 채로, SiC 종결정(9)과 도가니(6)(Si-C 용액(8))를 회전한다. 시드 샤프트(41)를, 그 축 둘레로 회전함으로써, SiC 종결정(9)이 회전한다. 회전 부재(51)를, 그 축 둘레로 회전함으로써, 도가니(6)가 회전한다. SiC 종결정(9)의 회전 방향은, 도가니(6)의 회전 방향과 역방향이어도 되고, 같은 방향이어도 된다. 또, 회전 속도는 일정해도 되고, 변동해도 된다.

시드 샤프트(41)를, 회전하면서 서서히 상승시킨다. 이때, SiC 용액(8)에 접촉시킨 SiC 종결정(9)의 표면(결정 성장면)에 Al이 도핑된 p형 SiC 단결정이 생성되고, 성장한다.

［회복 공정(S3)］

제1 성장 공정에서의 성장 시간이 길수록, Si-C 용액(8) 중의 Al 농도는 저하한다. 그 결과, 성장 중의 p형 SiC 단결정의 Al 농도가 저하한다.

그래서, 본 공정에서 Si-C 용액(8) 중의 Al 농도를 높인다. 구체적으로는, Si-C 용액(8) 중의 Al 농도를, 제1 성장 공정(S2) 종료시의 Al 농도보다 높고, 또한, 제1 성장 공정(S2) 개시시의 Al 농도 이하의 농도로 높인다. Al 농도를 높이는 방법은, 농도 회복 장치(200)를 이용하여 Si-C 용액(8) 중에 Al을 첨가한다. 바람직하게는, 회복 공정(S3)은, 이격 공정(S31)과, 농도 조정 공정(S32)과, 접촉 공정(S33)을 포함한다.

［이격 공정(S31)］

이격 공정(S31)에서는, 시드 샤프트(41)를 상승시켜, SiC 종결정(9) 상에 성장한 p형 SiC 단결정을, Si-C 용액(8)의 액면으로부터 이격시킨다. 후술의 농도 조정 공정에 있어서, 농도 회복 장치(200)로부터 Al을 첨가하면, 배관(203)으로부터 Al이 Si-C 용액(8)의 액면에 투하되고, 액면이 흔들린다. 이 경우, SiC 종결정(9)을 Si-C 용액(8)에 접촉시킨 채이면, p형 SiC 단결정의 성장이 불안정해진다. 또한, Al을 첨가했을 때, Si-C 용액(8)의 온도 변동에 의해, p형 SiC 단결정의 성장이 불안정해지는 경우가 있다. 그래서, SiC 종결정(9) 상에서 성장한 p형 SiC 단결정을, Si-C 용액(8)으로부터 이격시킨다.

［농도 조정 공정(S32)］

이격 공정(S31) 후, 농도 조정 공정(S32)을 실시한다. 농도 조정 공정(S32)에서는, 제1 성장 공정(S2)에 의해 감소한 Si-C 용액(8) 중의 Al 농도를 높인다. 구체적으로는, Si-C 용액 중의 Al 농도를, 제1 성장 공정(S2) 종료시의 Al 농도보다 높고, 또한, 제1 성장 공정(S2) 개시시의 Al 농도 이하로 높인다. 구체적으로는, 농도 회복 장치(200)로부터, Al(본 예에서는 Al-Si계 합금)을, Si-C 용액(8)에 첨가한다. 첨가하는 Al-Si계 합금량은 예를 들면, 제1 성장 공정(S2) 전의 Si-C 용액(8)의 화학 조성(즉, 원료에 기초하는 Si-C 용액(8)의 화학 조성)과, 제1 성장 공정(S2)에서의 Al 증발량에 기초하여 결정된다. 상술한 바와 같이, 개폐 밸브(202)를 조정함으로써, Al의 첨가량을 조정할 수 있다.

농도 회복 장치(200)로부터 Si-C 용액(8)에 첨가된 Al에 의해, Si-C 용액(8) 중의 Al 농도는 높아진다. 이로 인해, Si-C 용액(8) 중의 Al 농도는, 제1 성장 공정(S2) 종료시의 Al 농도보다 높고, 또한, 제1 성장 공정(S2) 개시시의 Al 농도 이하로 회복한다.

［접촉 공정(S33)］

농도 조정 공정(S32)에 의해 Si-C 용액(8)의 Al 농도가 회복한 후, 시트 샤프트(41)를 다시 강하하여, SiC 종결정(9) 상에 성장한 p형 SiC 단결정의 하면(결정 성장면)을, Si-C 용액에 접촉시킨다(S33). 이로 인해, 제2 성장 공정(S4)의 준비가 갖춰진다.

［제2 성장 공정(S4)］

회복 공정 후(S3), 제1 성장 공정과 마찬가지로, Al이 도핑된 p형 SiC 단결정의 성장을 재개하고, p형 SiC 단결정을 계속해서 성장시킨다(S4). 회복 공정(S3)에 의해, Si-C 용액(8) 중의 Al 농도는, 제1 성장 공정(S2) 종료시의 Al 농도보다 높고, 또한, 제1 성장 공정(S2) 개시시의 Al 농도 이하로까지 회복한다. 그 때문에, 제조된 p형 SiC 단결정 벌크의 높이 방향의 Al 농도의 편차를 저감할 수 있다.

또한, 회복 공정(S3) 및 제2 성장 공정(S4)은, 반복해서 복수회 실시해도 된다. 구체적으로는, 제2 성장 공정(S4) 후에 회복 공정(S3)을 실시하고, 그 후, 제2 성장 공정(S4)을 실시해도 된다.

［온도 조정 공정(S34)］

바람직하게는, 회복 공정(S3)에 있어서, 농도 조정 공정(S32)과 접촉 공정(S33)의 사이에, 온도 조정 공정(S34)을 실시한다.

농도 조정 공정(S32)에 있어서, Al이 Si-C 용액(8)에 첨가되면, Si-C 용액(8)의 온도가 저하하여, 원하는 결정 성장 온도 미만이 되는 경우가 있다. 이 경우, 접촉 공정(S33)을 실시하기 전에, Al 첨가 후의 Si-C 용액(8)을 고주파 가열 코일(3)에 의해 가열하여, 원하는 결정 성장 온도로 조정한다. 이로 인해, 성장 도중의 p형 SiC 단결정은, 원하는 결정 성장 온도가 된 Si-C 용액(8)에 접촉한다. 그 때문에, p형 SiC 단결정이 다시 성장하기 쉬워진다.

［제2 실시의 형태］

상술의 실시의 형태에서는, 농도 회복 장치(200)를 이용하여, 회복 공정(S3)을 실시했다. 그러나, 다른 방법에 의해 회복 공정(S3)을 실시하여, Si-C 용액(8) 중의 Al 농도를 높일 수도 있다.

예를 들면, 도 4 중의 농도 조정 공정(S32)에 있어서, 도가니(6)를, 새로운 Si-C 용액(8)의 원료를 포함하는 도가니(6)로 치환한다. 구체적으로는, 챔버(1) 내의 도가니(6)와는 별도의 다른 도가니(6)에, 생성 공정(S1)에서 준비한 원료와 같은 조성을 갖는 원료를 수납한다. 이격 공정(S31) 후, 고주파 가열 코일(3)에 의한 가열을 정지하고, 챔버(1) 내의 온도를 상온까지 식힌다. 그 후, 챔버(1)를 열고, 챔버(1) 내의 도가니(6) 대신에, 새로운 도가니(6)를 수납한다. 새로운 도가니(6)를 수납 후, 챔버(1) 내에 불활성 가스를 충전한다. 불활성 가스가 충전된 후, 고주파 가열 코일(3)에 의해, 도가니(6) 내의 원료를 융점 이상으로 가열하여, Si-C 용액(8)을 생성한다. Si-C 용액(8)의 온도를 결정 성장 온도로 한 후, 접촉 공정(S33)을 실시하여, p형 SiC 단결정의 결정 성장면을 Si-C 용액(8)에 접촉시킨다. 그 후, 제2 성장 공정(S4)을 실시한다.

이상의 공정이어도, 회복 공정(S3)에서 Si-C 용액(8)의 Al 농도가 높아지고, 제1 성장 공정(S2) 종료시의 Al 농도보다 높고, 또한, 제1 성장 공정(S2) 개시시의 Al 농도 이하로 회복한다. 그 때문에, 제조된 p형 SiC 단결정 벌크에 있어서, 높이 방향의 Al 농도의 편차를 억제할 수 있다.

［제3 실시의 형태］

상술한 바와 같이, Si-C 용액(8)은 Cu를 함유해도 된다. 이 경우, Si-C 용액(8)에 있어서, Cu가 Al과 C의 과잉 반응을 억제한다. 그러나, p형 SiC 단결정의 성장 중에, Si-C 용액(8) 중에 있어서, Al 함유량뿐만 아니라, Cu 함유량도 저감하는 경우가 있다. 그 때문에, Cu 함유량도 회복할 수 있는 쪽이 바람직하다.

본 실시 형태의 제조 공정에서는, 회복 공정(S3)에 있어서, Si-C 용액(8) 중의 Al 함유량뿐만 아니라, Cu 함유량도 높인다. 예를 들면, 농도 조정 공정(S32)에 있어서, 농도 회복 장치(200)로부터, Al-Si계 합금과 함께 Cu 합금도 Si-C 용액(8)에 첨가한다. 이 경우, 회복 공정(S3)에 있어서, Al 농도뿐만 아니라, Cu 농도도 높일 수 있다. 구체적으로는, Cu 농도도 Al 농도와 마찬가지로, 제1 성장 공정(S2) 종료시의 Cu 농도보다 높고, 또한, 제1 성장 공정(S2) 개시시의 Cu 농도 이하로 높인다. 이로 인해, 제2 성장 공정(S4)에 있어서도, Al과 C가 과잉하게 반응하는 것을 억제할 수 있다. 첨가되는 Cu 합금은 예를 들면, Si-Al-Cu 합금으로서, 과공정의 Al-Si 조성을 기본으로 하여 Si의 일부를 Cu로 치환한 합금이다. 또한, 구리 금속을 그대로 첨가해도 된다.

Si-C 용액(8)이 Cu를 함유하는 경우, Si-C 용액(8)은 하기의 식 (2)를 만족하는 것이 바람직하다.

0.03＜［Cu］/(［Si］＋［Al］＋［Cu］)≤0.5 (2)

여기서, ［Cu］, ［Si］ 및 ［Al］는 각각, Si-C 용액(8) 중의 각 원소의 함유량(몰%)이다.

F2=［Cu］/(［Si］＋［Al］＋［Cu］)로 정의한다. F2가 0.03 이하이면, Si-C 용액(8) 중의 Al과 흑연의 반응을 억제하는 효과를 충분히 얻을 수 없다. 그 때문에, 결정 성장 중에, 흑연 도가니가 Al과 격렬하게 반응하여, 흑연 도가니가 파괴되는 경우가 있다. F2가 0.03보다 높으면, Si-C 용액(8) 중의 Cu 농도가 충분히 높다. 그 때문에, SiC 단결정의 육성 중에 흑연 도가니가 파괴되기 어렵고, Al이 도핑된 SiC 단결정을 성장시킬 수 있다. F2의 바람직한 하한은 0.05이며, 더 바람직하게는 0.1이다.

한편, F2가 0.5를 넘으면, Si-C 용액(8) 중의 탄소 용해량이 불충분해진다. 그 결과, SiC 단결정의 성장 속도가 현저하게 저하한다. 또, Cu는 증기압이 높은 원소이다. 그 때문에, F2가 0.5를 넘으면, Si-C 용액(8)으로부터의 Cu의 증발이 현저해지고, Si-C 용액(8)의 액면이 현저히 저하한다. Si-C 용액(8)의 액면이 저하하면 결정 성장계면의 온도가 저하하기 때문에, Si-C 용액(8)의 과포화도가 커진다. 그 때문에, 안정된 결정 성장의 유지가 곤란해진다. F2가 0.5 이하이면, SiC 단결정의 성장 속도의 저하는 억제되고, 또한, 안정된 결정 성장을 유지할 수 있다. F2의 바람직한 상한은 0.4이며, 더 바람직하게는 0.3이다.

SIMS 분석을 행한 결과, Si-C 용액에 함유되는 Cu는, SiC 단결정에는, 거의 받아들여지지 않는 것이 발견되었다. 따라서, Cu 함유량에 의해 SiC 단결정의 특성이 변동하는 일은 실질적으로 없다.

본 실시 형태의 Si-C 용액(8)은 또한, 임의 원소로서, Ti(티탄), Mn(망간), Cr(크롬), Co(코발트), Ni(니켈), V(바나듐), Fe(철), Dy(디스프로슘), Nd(네오디뮴), Tb(테르븀), Ce(세륨), Pr(프라세오디뮴) 및 Sc(스칸듐)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 함유해도 된다. Ti, Mn, Cr, Co, Ni, V, Fe, Dy, Nd, Tb, Ce, Pr 및 Sc는, 모두, Si-C 용액(8)의 탄소 용해량을 증대시킨다. 탄소 용해량이 많은 Si-C 용액(8)을 이용함으로써, SiC 단결정의 성장 속도를 크게 할 수 있다.

Si-C 용액(8)이 Cu에 더하여, 상술의 임의 원소를 함유하는 경우, Si-C 용액(8)은, 식 (2) 대신에, 다음의 식 (3)을 만족하는 것이 바람직하다.

0.03＜［Cu］/(［Si］＋［Al］＋［Cu］＋［M］)＜0.5 (3)

식 (3) 중의［M］에는, Ti, Mn, Cr, Co, Ni, V, Fe, Dy, Nd, Tb, Ce, Pr 및 Sc로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소의 함유량(몰%)이 대입된다. Si-C 용액(8)에 복수의 상기 임의 원소가 함유되는 경우, 함유된 임의 원소의 합계 함유량(몰%)이［M］에 대입된다.

F3=［Cu］/(［Si］＋［Al］＋［Cu］＋［M］)으로 정의한다. F3이 0.03보다 높으면, Si-C 용액(8) 중의 Cu 농도가 충분히 높다. 그 때문에, SiC 단결정의 육성 중에 흑연 도가니가 파괴되기 어렵다. F3의 바람직한 하한은, 0.05이며, 더 바람직하게는 0.1이다.

한편, F3이 0.5 미만이면, SiC 단결정의 성장 속도의 저하는 억제되고, Cu의 증발도 억제된다. F3의 바람직한 상한은 0.4이며, 더 바람직하게는 0.3이다.

실시예

［비교예］

at%로 Si를 50%, Al을 30%, Cu를 20% 함유하는 원료를, 흑연 도가니에 수납했다. 흑연 도가니를 SiC 단결정 제조 장치의 챔버에 수납하고, 흑연 도가니 중의 원료를 가열하여 Si₅₀Al₃₀Cu₂₀ 용액을 생성했다. Si₅₀Al₃₀Cu₂₀ 용액을 이용하여, 용액 성장법에 의해, 1800℃의 결정 성장 온도로 20시간, SiC 단결정 벌크를 성장시켰다. 제조된 SiC 단결정 벌크의 높이는 1.6㎜였다.

［본 발명예］

도 4의 플로우에 따라서, 용액 성장법에 의해, p형 SiC 단결정을 제조했다. 구체적으로는, 원료를 수납한 흑연 도가니를 비교예로 사용한 SiC 단결정 제조 장치의 챔버에 수납하고, 흑연 도가니 중의 원료를 가열하여 Si₅₀Al₃₀Cu₂₀ 용액을 생성했다(생성 공정 S1).

Si₅₀Al₃₀Cu₂₀ 용액을 이용하여, 용액 성장법에 의해, 1800℃의 결정 성장 온도로 10시간, p형 SiC 단결정 벌크를 성장시켰다(제1 성장 공정 S2).

제1 성장 공정(S2) 후, 시드 샤프트를 상승시켜, SiC 종결정 상에 성장한 p형 SiC 단결정을, Si-C 용액으로부터 이격시켰다(이격 공정 S31). 그 후, 상술의 제2 실시의 형태에 기초하는 농도 조정 공정(S32)을 실시했다. 구체적으로는, 고주파 가열 코일에 의한 가열을 정지하고, 챔버 내의 온도를 상온까지 식혔다. 그 후, 챔버를 열어, 챔버 내의 도가니 대신에, Si₅₀Al₃₀Cu₂₀ 용액의 원료를 수납한 새로운 도가니를 챔버에 수납했다. 새로운 도가니를 수납 후, 챔버 내에 불활성 가스를 충전했다. 불활성 가스가 충전된 후, 고주파 가열 코일에 의해, 도가니 내의 원료를 융점 이상으로 가열하여, Si₅₀Al₃₀Cu₂₀ 용액을 생성했다. Si₅₀Al₃₀Cu₂₀ 용액의 온도를 1800℃(결정 성장 온도)로 한 후, 시드 샤프트를 하강시켜, 성장 도중의 p형 SiC 단결정의 하면(결정 성장면)을, 새로운 Si₅₀Al₃₀Cu₂₀ 용액에 접촉시켰다(접촉 공정 S33). 접촉 후, 1800℃의 결정 성장 온도로, 10시간, p형 SiC 단결정 벌크를 다시 성장시켰다(제2 성장 공정 S4). 제조된 p형 SiC 단결정 벌크의 높이(제1 성장 공정 및 제2 성장 공정의 합계 높이)는 1.6㎜였다.

［p형 SiC 단결정 벌크의 Al 농도 측정］

비교예의 p형 SiC 단결정 벌크 BU1에 있어서, 도 1에 나타내는 P1, P2, 및 P3의 위치에 있어서의 Al 농도(atoms/㎤)를 SIMS 분석(2차 이온 질량 분석)에 의해 구했다. P1, P2 및 P3는, SiC 종결정 SE1측의 단면으로부터 높이 방향으로, 각각, 0.1㎜, 0.8㎜, 및 1.5㎜의 위치이다.

한편, 본 발명예의 p형 SiC 단결정 벌크 BU1에 있어서, 도 5에 나타내는 P1, P2, P2＇ 및 P3에 있어서의 Al 농도(atoms/㎤)를 SIMS 분석에 의해 구했다. P1 및 P2는, SiC종 SE1측의 단면으로부터 높이 방향으로, 각각, 0.1㎜, 0.7㎜의 위치이다. P2＇ 및 P3는, 제1 성장 공정에서 성장한 p형 SiC 단결정 부분과 제2 성장 공정에서 성장한 p형 SiC 단결정 부분의 경계 L0 바로 위로서, SiC 종결정 SE1측의 단면으로부터 높이 방향으로, 각각 0.9㎜, 1.5㎜의 위치이다.

［측정 결과］

측정 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

표 1 중의 「ΔAl」은 P1~P3에서 측정된 Al 농도의 최대치와 최소치의 차분을 나타낸다. 표 1을 참조하여, 본 발명예의 차분 ΔAl은, 비교예의 차분 ΔAl보다 작고, Al 농도의 편차가 작았다.

이상, 본 발명의 실시의 형태를 설명했다. 그러나, 상술한 실시의 형태는 본 발명을 실시하기 위한 예시에 지나지 않는다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시의 형태로 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 상술한 실시의 형태를 적절히 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

3:고주파 가열 코일 6:도가니
8:Si-C 용액 9:SiC 종결정
41:시드 샤프트 200:농도 회복 장치

Claims

도가니와, SiC 종결정을 부착 가능한 하단을 가지며, 승강 가능한 시드 샤프트를 구비하는 제조 장치를 이용한, 용액 성장법에 따른 p형 SiC 단결정의 제조 방법으로서,
Si, Al 및 C를 함유하는 Si-C 용액을 상기 도가니 내에서 생성하는 생성 공정과,
상기 시드 샤프트를 하강시켜, 상기 하단에 부착된 상기 SiC 종결정을 상기 Si-C 용액에 접촉시킨 후, 상기 SiC 종결정 상에 Al이 도핑된 p형 SiC 단결정을 성장시키는 제1 성장 공정과,
상기 제1 성장 공정 후, 상기 Si-C 용액의 Al 농도를 높이는 회복 공정과,
상기 회복 공정 후, 상기 p형 SiC 단결정을 계속해서 성장시키는 제2 성장 공정을 구비하는, p형 SiC 단결정의 제조 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 회복 공정은,
상기 시드 샤프트를 상승시켜, 상기 SiC 종결정 상에 성장한 상기 p형 SiC 단결정을 상기 Si-C 용액으로부터 이격시키는 이격 공정과,
상기 이격 공정 후, 상기 Si-C 용액의 Al 농도를 높이는 농도 조정 공정과,
상기 농도 조정 공정 후, 상기 시드 샤프트를 다시 하강시켜, 상기 p형 SiC 종결정을 상기 Si-C 용액에 접촉시키는 접촉 공정을 구비하는, p형 SiC 단결정의 제조 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 회복 공정은,
상기 농도 조정 공정 후, 상기 접촉 공정 전에, 상기 Si-C 용액을 결정 성장 온도로 조정하는 온도 조정 공정을 더 구비하는, p형 SiC 단결정의 제조 방법.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 농도 조정 공정에서는, 상기 Si-C 용액에 Al-Si계 합금을 첨가하는, p형 SiC 단결정의 제조 방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 생성 공정에서는, Cu를 더 함유하는 상기 Si-C 용액을 생성하고,
상기 회복 공정에서는, 상기 Si-C 용액의 Al 농도 및 Cu 농도를 높이는, p형 SiC 단결정의 제조 방법.