WO2020241541A1 - ＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法及びＳｉＣ改質シードの製造方法 - Google Patents

ＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法及びＳｉＣ改質シードの製造方法 Download PDF

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WO2020241541A1
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WO
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sic
single crystal
raw material
seed
producing
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Application number
PCT/JP2020/020450
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English (en)
French (fr)
Inventor
智博 庄内
Original Assignee
昭和電工株式会社
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B23/06—Heating of the deposition chamber, the substrate or the materials to be evaporated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36—Carbides

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a SiC single crystal ingot and a method for producing a SiC modified seed.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-098446 filed in Japan on May 27, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Silicon carbide has characteristics such as an dielectric breakdown electric field that is an order of magnitude larger, a band gap that is three times larger, and a thermal conductivity that is about three times higher than that of silicon (Si). Since silicon carbide has these characteristics, it is expected to be applied to power devices, high-frequency devices, high-temperature operation devices, and the like.
  • SiC epitaxial wafers in which an epitaxial film is formed on a SiC wafer are used.
  • An epitaxial film provided on a SiC wafer by a chemical vapor deposition method (CVD method) is an active region of a SiC semiconductor device.
  • the SiC wafer is obtained by processing a SiC single crystal ingot.
  • the SiC single crystal ingot can be produced by a method such as a sublimation recrystallization method (hereinafter referred to as a sublimation method).
  • the sublimation method is a method of obtaining a large single crystal by recrystallizing a raw material gas sublimated from a raw material on a seed crystal.
  • a method of suppressing defects and heterogeneous polymorphisms mixture of crystals of different polymorphisms.
  • heterogeneous polymorph as used herein means that crystals having different polymorphisms are mixed.
  • a hollow pipe-shaped defect called a micropipe which has a diameter of several ⁇ m to several tens of ⁇ m, and in some cases, a diameter of about 100 ⁇ m or more, occurs. .. Micropipes are a killer defect when creating electronic devices. Therefore, it is required to manufacture a SiC single crystal ingot that suppresses the generation of micropipes.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing a SiC single crystal ingot having a reduced micropipe density.
  • the present inventor formed a SiC modified layer having a reduced micropipe density, and grew a SiC single crystal ingot on the SiC modified layer by a sublimation method to reduce the micropipe density.
  • a SiC seed crystal to which a Si raw material is attached is prepared, and the SiC seed crystal is heated to obtain the SiC seed crystal. It has a first step of modifying into a modified seed and a second step of growing a SiC seed crystal on the SiC modified seed by a sublimation method.
  • the production method of the first aspect preferably includes the following features (2) to (8). These features may be used alone or in combination of two or more.
  • the first step and the second step are performed using the same pit, and the Si raw material of the SiC type crystal to which the Si raw material is attached is used.
  • the first step may be performed by sticking to the upper part of the pit where the second step is performed, and the second step may be continuously performed after the first step.
  • the first step and the second step are performed by using different devices from each other, and the Si of the SiC type crystal to which the Si raw material is attached is said.
  • the first step is performed in a state where the raw material is fixed to a pedestal having a mounting means, and after the first step is completed, the SiC modified seed together with the pedestal is removed from the apparatus in which the first step is performed.
  • the SiC modified seed may be attached together with the pedestal to the apparatus in which the second step is performed by using the attachment means.
  • the Si raw material is both or one of a flat plate-shaped Si single crystal and a granular Si single crystal, and in the first step, the SiC seed crystal.
  • the Si raw material may be heated at a temperature of 1400 ° C. or higher and 2400 ° C. or lower.
  • the Si raw material is both or one of a flat plate-shaped Si polycrystal and a granular Si polycrystal, and in the first step, the SiC seed crystal.
  • the Si raw material may be heated at a temperature of 1350 ° C. or higher and 2400 ° C. or lower.
  • a Si residue removing step is further provided between the first step and the second step, and the Si residue removing step is the SiC modification.
  • the step may be a step of removing the Si raw material from the surface of the quality seed.
  • a C raw material may be further attached to the SiC seed crystal or the Si raw material.
  • the first step may be heated in a pressurized environment.
  • the method for producing a SiC modified seed according to the second aspect of the present invention is a method for producing a SiC modified seed in which a SiC seed crystal to which a Si raw material is attached is heated and modified into a SiC modified seed. Is.
  • the method for producing the SiC modified seed of the second aspect may be the first step of the method for producing the SiC single crystal ingot of the first aspect.
  • the SiC single crystal ingot can be provided.
  • the method for producing a SiC single crystal ingot according to the present embodiment includes a first step of modifying a SiC seed crystal into a SiC modified seed having a reduced micropipe density, and growing a SiC single crystal ingot on the SiC modified seed.
  • the second step is to be performed.
  • the reforming means that the micropipe density of the seed crystal is reduced by heating the SiC seed crystal to which the Si raw material is attached to at least a part thereof.
  • the reduction rate of the SiC modified seed micropipe obtained by the production method of the present invention varies depending on the conditions, but is, for example, 5 to 80%, 10 to 70%, 20 to 65%, 30 to 60%, and the like. It may be. However, it is not limited to these examples. From the SiC single crystal ingot obtained in the present invention, SiC wafers having an average density of 0 / cm 2 or more and 0.1 / cm 2 or less can be formed.
  • the first step is a step of reforming the SiC seed crystal into a SiC modified seed having a reduced micropipe density by heating the SiC seed crystal to which the Si raw material is attached.
  • the first step can be carried out using a SiC modified seed forming apparatus.
  • the SiC modified seed referred to here is a SiC single crystal that serves as a starting point for the growth of the SiC single crystal by the sublimation method performed in the second step.
  • the SiC seed crystal is composed of a SiC single crystal and can be prepared by using a known method.
  • the Si raw material is attached here may mean that they are fixed to each other by an adhesive or external pressure and become immobile, but the present invention is not limited to this.
  • it also includes a state in which they are simply in contact with each other due to placement or the like.
  • It also includes a state in which a Si film is formed on the surface of a SiC seed crystal by a sputtering method or the like.
  • the method for performing the first step is not limited to the following examples, and can be appropriately modified as necessary.
  • a SiC single crystal cut out from a SiC single crystal ingot produced by a sublimation method is often used as a seed crystal.
  • many micropipes were present in conventional seed crystals.
  • the SiC modified seed produced by performing the first step of the present embodiment has significantly reduced micropipes. .. Therefore, in the present invention, an excellent SiC single crystal ingot can be produced.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a preferable example of a modified seed forming apparatus that performs the first step.
  • reforming can be performed using an apparatus provided with a heating mechanism and having a growth space inside as the modified seed forming apparatus.
  • a modified seed forming apparatus 100 including a crucible 1 and a heater 2 arranged around the crucible 1 such as the modified seed forming apparatus 100 shown in FIG. 1 can be used.
  • the present embodiment describes a method of forming a modified seed using the modified seed forming apparatus 100 as an example, but the method of forming a SiC modified seed is not limited to this example.
  • the crucible 1 of the SiC modified seed forming apparatus 100 shown in FIG. 1 preferably has a lid 11 and a main body portion 12. Since the crucible 1 is heated to a high temperature during the formation of the SiC modified seed, a material that can withstand the high temperature can be used. For example, graphite, TaC, TaC-coated graphite and the like can be used.
  • the lid 11 of the crucible 1 preferably has an installation portion 11A inside.
  • the SiC seed crystal 110 which is a raw material for the SiC raw material 111 and the SiC modified seed, is placed on the installation portion 11A.
  • the Si raw material 111 and the SiC seed crystal 110 are placed and fixed on the pedestal 4 having the mounting means 41, and are installed on the installation portion 11A of the crucible 1.
  • the shape of the installation portion 11A can be arbitrarily selected, and can be appropriately selected according to the pedestal 4 to be installed so that the pedestal 4 or the Si raw material 110 can be easily installed.
  • FIGS. 2A and 2B are schematic views of the pedestal 4.
  • FIG. 2A is a schematic perspective view of the pedestal 4
  • FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of the pedestal 4.
  • FIG. 2B also shows the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 installed on the pedestal 4.
  • the configuration of the pedestal 4 may be arbitrarily selected as long as it can be installed on the lid 11 with the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 fixed.
  • the pedestal 4 has a main portion 40, an attachment means 41, and a side portion 42.
  • the pedestal 4 preferably has a hollow cylindrical portion.
  • As the material of the pedestal 4, for example, graphite, TaC, or the like can be used.
  • the mounting means 41 is provided in a direction orthogonal to one surface (main surface) of the main portion 40.
  • the surface on which the mounting means 41 is not provided is referred to as the mounting surface 40A
  • the surface on which the mounting means 41 is provided is referred to as the installation surface 40B.
  • the installation surface 40B has a configuration in which the mounting means 41 is installed on the installation portion 11A.
  • the mounting means 41 can be arbitrarily selected as long as it can be stably fixed to the lid 11 of the crucible 1, and the shape and the like are not particularly limited.
  • the screw-type mounting means 41 shown in FIGS. 2A and 2B may be used, or a hook-type mounting means (not shown) may be used.
  • the side portion 42 is located on the side circumference of the main portion 40 and extends in the direction of the mounting surface 40A, in other words, extends in the direction orthogonal to one surface (main surface) of the main portion 40.
  • the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 are placed in the region surrounded by the mounting surface 40A and the side portion 42.
  • the pedestal 4 fixes the Si raw material 111 and the SiC seed crystal 110 placed on the mounting surface 40A.
  • the method for fixing the Si raw material 111 and the SiC seed crystal 110 to the pedestal 4 can be selected as needed. For example, it may be fixed by using an adhesive, or it may be fixed by using the pressure from the side portion 42 or its own weight.
  • the Si raw material 111 a Si raw material having a purity of 5N or more can be preferably used. Further, the size, shape and thickness of the Si raw material 111 can be arbitrarily selected. For example, a flat plate-shaped Si raw material or a granular Si raw material can be used. The Si raw material may be in the form of a disc, or the diameter of the disc-shaped Si raw material may be 100 mm or more. Further, the Si raw material 111 may be a Si single crystal or a Si polycrystal. The surface of the Si raw material 111 in contact with the SiC seed crystal 110 may have the same shape and size as the surface of the SiC seed crystal 110.
  • a SiC single crystal is grown by a sublimation method, but when 4H-SiC is used as the SiC seed crystal 110, crystal growth is usually performed on the carbon surface. Therefore, the modified seed can be obtained in a short time by placing the SiC seed crystal 110 in contact with the Si raw material 111 so that the surface thereof is the carbon surface.
  • the pedestal 4 is installed in the crucible 1 by the mounting means 41, and the crucible 1 is heated by the heater 2. As a result, a SiC modified seed is formed.
  • the environment in the crucible 1 may or may not be pressurized as needed.
  • the atmosphere in the crucible 1 can be an inert gas atmosphere such as Ar, an air atmosphere, or a vacuum.
  • the atmosphere in the crucible 1 may further contain a gas containing element C such as methane gas and propane gas.
  • the gas containing the C element contained in the atmosphere may act as a C raw material.
  • the ratio of element C in the atmospheric gas that is, the molar ratio of (element C) / (element of inert gas + element C) is 0.1 to 0. It is preferably .5.
  • the higher the ratio of C element the more efficiently the modified seed can be formed, but if it exceeds 0.5, SiC is precipitated on the surface of the Si raw material 111, and C is less likely to diffuse inside Si.
  • a solid containing a C element such as graphite may be attached to the SiC seed crystal or the Si raw material.
  • the shape of the solid containing element C can be arbitrarily selected, and may be plate-like, granular, or powder-like.
  • the heating temperature at the time of forming the SiC modified seed can be arbitrarily selected.
  • the heating temperature is preferably 1400 ° C. or higher and 2400 ° C. or lower. It is more preferably 1420 ° C. or higher, which is higher than the melting point of single crystal Si, and even more preferably 1450 ° C. or higher.
  • the upper limit is preferably 2300 ° C. or lower.
  • the heating temperature is preferably 1350 ° C. or higher and 2400 ° C. or lower. More preferably, it is 1400 ° C. or higher.
  • the upper limit is preferably 2300 ° C. or lower.
  • a SiC modified seed with reduced micropipes of SiC seed crystals can be formed. Further, by setting the heating temperature within this range, the temperature does not become excessively high, and the melting of the SiC seed crystal 110 can be suppressed.
  • the heating time at the time of forming the SiC modified seed can be arbitrarily selected as needed. For example, 1 hour to 10 days, preferably 10 hours to 10 days, and more preferably 1 day to 10 days. In addition, if necessary, 1 hour to 1 day, 1 hour to 7 days, 1 day to 3 days, 10 days to 14 days, 2 weeks to 3 weeks, 3 weeks to 1 month, and the like can be mentioned. However, it is not limited to these times.
  • the method for forming a SiC modified seed according to the first step of the present embodiment it is possible to form a SiC modified seed with a reduced micropipe density.
  • the SiC single crystal ingot with the reduced micropipe density can be produced. ..
  • the first step may be any method as long as it can form a SiC modified seed.
  • the SiC seed crystal and the Si raw material are attached to the apparatus and heated.
  • One step can be performed. Even when the apparatus shown in FIG. 1 is used, for example, the modified seed forming apparatus 100 may be rotated in a direction different from the orientation of the apparatus shown in FIG. 1, for example, upside down.
  • the preparatory step is, for example, a step of removing the SiC modified seed formed in the first step from the crucible 1 together with the pedestal 4 and attaching the SiC modified seed together with the pedestal 4 to another device in which the second step is performed by using the mounting means 41.
  • the preparatory step may be a step of arranging the raw materials used in the second step in the apparatus between the first step and the second step.
  • the apparatus in which the second step is performed may be brought into a desired state in advance, and may be heated to a desired temperature, for example.
  • the preparatory step By performing the preparatory step, it is possible to shorten the time required for raising and lowering the temperature of the SiC modified seed forming apparatus that performs the first step and the apparatus that performs the second step. Further, since the step of removing the SiC modified seed from the pedestal 4 and attaching it to the new pedestal can be omitted, the time for shifting from the first step to the second step can be shortened. That is, the preparatory step can improve the throughput of manufacturing the SiC single crystal ingot.
  • the preparation step can be arbitrarily selected, and the process is not limited to the step of removing the SiC modified seed together with the pedestal 4 from the crucible 1 and moving it to another device used in the second step.
  • the lid is removed from the apparatus and attached to another apparatus for performing the second step, so that the second step is performed. It may be done.
  • the lid 11 of the crucible 1 used in the first step is removed together with the pedestal 4, the raw material used in the second step is placed in the SiC modified seed forming apparatus used in the first step, and the lid 11 is put on the pedestal 4 again. It may be a step of attaching.
  • the process may be a step of removing the lid 11 of the crucible 1 together with the pedestal 4 and attaching it to a sublimation furnace which is another device for performing the second step.
  • a SiC single crystal is grown by a sublimation method, but when 4H-SiC is used as the SiC seed crystal, crystal growth is usually performed on the carbon surface. Therefore, when performing such a preparation step, it is preferable that the surface of the SiC seed crystal 110 in contact with the Si raw material 111 is a silicon surface.
  • the second step according to the method for producing a SiC single crystal ingot according to the present embodiment is a step of growing a SiC single crystal on a SiC modified seed by a sublimation method.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a sublimation furnace 5 capable of performing the second step in the method for manufacturing a SiC single crystal ingot according to the present embodiment.
  • the sublimation furnace shown in FIG. 3 includes a furnace body 50 and heating means 51 arranged around the furnace body 50.
  • the furnace body 50 has a lid 501 and a main body 502.
  • An installation portion 510 is provided inside 501A of the lid 501 of the furnace body 50.
  • the SiC modified seed 110A is fixed to the installation portion 510. More specifically, the SiC modified seed 110A is fixed to the installation portion 510 together with the pedestal 4.
  • the pedestal 4 is fixed to the installation portion 510, it is preferable that the pedestal 4 is attached to the installation portion 510 via the attachment means 41.
  • the mounting portion 510 may have a configuration capable of stably fixing the pedestal 4 by the mounting means 41.
  • the single crystal raw material M2 used in the sublimation method is housed in the main body 502 at a position facing the lid 501.
  • SiC powder can be used as the contained single crystal raw material M2.
  • the single crystal raw material M2 is sublimated by being heated by a heating means arranged around the furnace body 50.
  • the temperature at which the single crystal raw material M2 is heated can be the temperature of a known SiC sublimation method.
  • the temperature can be arbitrarily selected, and for example, 2250 to 2600 ° C. is given as an example, more preferably 2300 to 2550 ° C., and further preferably 2350 to 2500 ° C. However, it is not limited to these examples. Other environments can be arbitrarily selected as required.
  • the single crystal raw material M2 When the single crystal raw material M2 is sublimated, it grows as a SiC single crystal on the SiC modified seed 110A to form a SiC single crystal ingot.
  • the density of the micropipes of this ingot is reduced as compared with the case of using a conventional seed crystal.
  • the SiC single crystal ingot After the growth of the SiC single crystal ingot, the SiC single crystal ingot can be recovered by removing the pedestal from the lid 501 of the furnace body 50.
  • SiC wafer manufacturing A SiC wafer can be manufactured by cutting the SiC single crystal ingot manufactured by the method for manufacturing a SiC single crystal ingot according to the present embodiment to an appropriate thickness.
  • the method for producing a SiC single crystal ingot according to the present embodiment can produce a SiC single crystal ingot with a reduced micropipe density.
  • the micropipe density of the SiC wafer having a diameter of 100 mm or more cut out from the SiC single crystal ingot produced by the method for producing the SiC single crystal ingot according to the present embodiment is substantially zero.
  • the term "micropipe density of substantially zero" as used herein means that the average density of micropipes is 0 / cm 2 or more and 0.1 / cm 2 or less (including 0). (Evaluation method of micro pipe)
  • the micropipe is a hollow pipe-shaped defect having a diameter of several ⁇ m to several tens of ⁇ m, and in some cases, a diameter of about 100 ⁇ m or more.
  • the evaluation of the micropipe can be performed as follows. The following methods may also be used to evaluate SiC modified seed micropipes.
  • the micropipe can be detected by taking an X-ray topograph image. It is preferable to use a transmitted image and a reflected image properly according to the output of the X-ray source and the thickness of the single crystal. Generally, the time to obtain a transmitted image is shorter than the time to obtain a reflected image. Therefore, the reflected image is used when the thickness of the single crystal is large and the X-ray dose that can be transmitted is small.
  • the density of micropipes can be obtained by counting the number of micropipes in the topograph image and dividing by the area of the topograph image.
  • the method for producing a SiC single crystal ingot according to the present embodiment is different from the method for producing a SiC single crystal ingot according to the first embodiment in that the Si raw material 111 is adhered to both surfaces of the SiC seed crystal 110 in the first step. ..
  • the same configuration as that of the first embodiment will be added to the same configuration as that of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the examples and conditions in the first embodiment can be preferably used in the present embodiment unless there is a particular problem.
  • the SiC raw material 111 is adhered to both surfaces of the SiC seed crystal 110 to form a SiC modified seed.
  • the SiC modified seed can be formed using the same conditions as in the first embodiment.
  • the SiC seed crystal 110 is placed on the pedestal 4 with the Si raw material 111 adhered to both sides thereof, and is installed on the installation portion 11A.
  • the Si raw material 111 arranged on the main portion 40 side and the Si raw material 111 on the side exposed to the space are arranged with the SiC seed crystal 110 sandwiched between them.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of how to arrange the Si raw material and the SiC seed crystal according to the second embodiment.
  • a Si residue removing step is performed after performing the first step.
  • the Si residue removing step is a step of removing the Si residue remaining on the surface of at least one surface of the SiC modified seed after forming the SiC modified seed by the first step.
  • the Si residue removing step is a step of removing at least the Si raw material 111 exposed to the space side after the first step.
  • the Si residue removing step can remove the Si residue on the surface of the SiC modified seed by an arbitrarily selected method.
  • the Si residue can be removed by polishing the Si residue portion.
  • SiO 2 may be removed by oxidizing the Si residue and applying hydrofluoric acid.
  • the Si residue removing step may be performed with the SiC modified seed fixed to the pedestal 4 or may be performed with the SiC modified seed removed from the pedestal 4. Further, if necessary, the Si raw material 111 arranged on the main portion 40 side may also be removed.
  • a SiC single crystal ingot can be produced under the same conditions as in the first embodiment.
  • the SiC single crystal ingot is grown on the surface from which the Si residue has been removed by the sublimation method. If the removal is performed on both sides of the SiC modified seed, growth is performed on the selected surface as needed. Further, when the first step is performed by the method shown in FIG. 1 of the first embodiment, excess Si may adhere to the surface of the SiC seed crystal 110. In such a case, it is preferable to carry out the Si residual removing step.
  • the method for producing a SiC single crystal ingot according to the present embodiment can produce a SiC single crystal ingot with a reduced micropipe density.
  • the micropipe density of the SiC wafer having a diameter of 100 mm or more cut out from the SiC single crystal ingot produced by the method for producing the SiC single crystal ingot according to the present embodiment is substantially 0 pieces / cm 2 .
  • the Si raw material 111 is adhered to both surfaces of the SiC seed crystal 110 to form a SiC modified seed. Therefore, reforming is efficiently performed, the time required for the first step can be reduced, and the throughput can be improved.
  • the method for producing a SiC single crystal ingot according to the present embodiment is that the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 are directly installed on the installation portion 11A of the lid 11 of the crucible 1 in the first step. It is different from the method for producing such a SiC single crystal ingot. That is, the method for producing a SiC single crystal ingot according to the present embodiment does not use the pedestal 4 on which the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 are placed.
  • the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the examples and conditions in the first embodiment can be preferably used in the present embodiment unless there is a particular problem.
  • the Si raw material 111 is first attached to the installation portion 11A of the lid 11 of the crucible 1, and then the SiC seed crystal 110 is placed on the Si raw material 111.
  • a material selected as necessary, for example, an adhesive or the like can be used for the attachment and installation of the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111. It is not always necessary to use an adhesive or the like.
  • the Si raw material 111 and the SiC seed crystal 110 may be simply installed on the Crucible 1 in order.
  • the crucible 1 to which the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 are attached is heated to form a SiC modified seed.
  • the SiC modified seed can be formed under the same conditions as in the first embodiment.
  • a SiC single crystal ingot is produced by performing the second step on the formed SiC modified seed.
  • the SiC modified seed formed in the first step can be moved together with the lid 11 to the furnace body in which the second step is performed while being installed on the lid 11 of the crucible 1. Further, the SiC single crystal ingot may be grown by arranging the raw material for growing the SiC single crystal in the crucible 1 where the first step has been performed and heating the raw material. That is, the same crucible may be used in the first step and the second step.
  • the method for producing a SiC single crystal ingot according to the present embodiment can produce a SiC single crystal ingot with a reduced micropipe density.
  • the micropipe density of the SiC wafer having a diameter of 100 mm or more cut out from the SiC single crystal ingot produced by the method for producing the SiC single crystal ingot according to the present embodiment is substantially 0 pieces / cm 2 .
  • the pedestal since the pedestal is not used in this embodiment, it is not necessary to install the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 on the pedestal 4. Therefore, it is not necessary to prepare the pedestal 4, and the SiC single crystal ingot can be manufactured without the step of placing the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 on the pedestal 4.
  • Table 1 is a table showing each treatment temperature and the reduction rate of the micropipe at each treatment temperature when the following Examples 1 to 4 are performed.
  • the reduction rate of the micropipes referred to here is a ratio indicating how much the density of the micropipes of the SiC modified seed after the treatment is reduced as compared with the density of the micropipes of the SiC seed crystal before the treatment. Means. That is, it is represented by 100 ⁇ ⁇ (density of micropipes before treatment)-(density of micropipes after treatment) ⁇ / (density of micropipes before treatment).
  • Example 1 The SiC modified seed according to Example 1 was formed by performing the first step of the present invention over one day. At this time, the treatment temperature was changed between 1350 ° C. and 2400 ° C.
  • a SiC seed crystal was modified using a flat plate-shaped Si single crystal as a Si raw material in an Ar atmosphere. The heating in the first step was carried out in a state where the SiC seed crystal was placed on a graphite dish and the Si single crystal was placed on the SiC seed crystal.
  • the size of the flat plate-shaped Si single crystal used is 100 mm in diameter, and the size of the SiC seed crystal is 100 mm in diameter.
  • Example 2 The SiC modified seed according to Example 2 was formed by modifying a SiC seed crystal using a flat plate-shaped Si single crystal as a Si raw material in an Ar and C atmosphere, that is, an atmosphere containing Ar and C. Methane gas was used as the C atmosphere, that is, as the gas containing C. The ratio of methane gas in the atmosphere, that is, the molar ratio of (CH 4 ) / (Ar + CH 4 ) was 0.2. The same conditions as in Example 1 were used except that C was contained in the atmosphere at the time of producing the SiC modified seed.
  • Example 3 The SiC modified seed according to Example 3 was formed by modifying a SiC seed crystal using a flat plate-shaped Si polycrystal as a Si raw material in an Ar atmosphere. The same conditions as in Example 1 were used except that Si polycrystal was used as the Si raw material.
  • Example 4 The SiC modified seed according to Example 4 was formed by modifying a SiC seed crystal using a flat plate-shaped Si polycrystal as a Si raw material in an Ar and C atmosphere. The same conditions as in Example 3 were used except that C was contained in the atmosphere at the time of producing the SiC modified seed. The C atmosphere was the same as in Example 2.
  • the Si raw material is Si single crystal
  • the reduction of micropipes has not been confirmed at a heating temperature of 1350 ° C.
  • the Si raw material is Si polycrystalline
  • the micropipes are reduced even at a heating temperature of 1350 ° C.
  • flat plate-shaped Si single crystal and Si polycrystal were used. It was separately confirmed that even when granular Si single crystal and Si polycrystal were used, the same effect as that of the flat plate shape could be obtained, that is, the effect of reducing micropipes could be obtained.
  • the SiC seed crystal and the Si raw material were placed on a graphite dish to perform the first step.
  • any configuration may be used as long as the Si raw material melted by heating does not spill.
  • a container other than a plate, such as a crucible may be used.
  • Table 2 is a table showing the processing time and the reduction rate of the micropipe at each processing time when the following Examples 5 and 6 were performed.
  • the processing time referred to here means the time of heating at 2000 ° C.
  • Example 5 The SiC modified seed according to Example 5 was formed by modifying a SiC seed crystal using a flat plate-shaped Si single crystal as a Si raw material in an Ar atmosphere.
  • the heating temperature was 2000 ° C., and the treatment time was changed from 1 hour to 1 week.
  • the heating was carried out in a state where the SiC seed crystal was placed on a graphite dish and the Si single crystal was placed on the SiC seed crystal.
  • Example 6 The SiC modified seed according to Example 6 was formed by modifying a SiC seed crystal using a flat plate-shaped Si single crystal as a Si raw material in an Ar and C atmosphere. The same conditions as in Example 5 were used except that C was contained in the atmosphere at the time of producing the SiC modified seed. The C atmosphere was the same as in Example 2.
  • the present invention is not limited to the specific embodiments, and varies within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Can be transformed / changed.
  • a configuration in which the SiC seed crystal and the Si raw material are attached to the lid of the crucible via a pedestal or the like in the first step is described as an example.
  • the present invention is not limited to this configuration. As long as the SiC seed crystal and the Si raw material are arranged in contact with each other, both may be directly or indirectly attached to the crucible lid, or both may be directly or indirectly attached to the crucible lid. It may be a configuration that is not used.
  • the Si raw material adhering to the SiC seed crystal is directly or indirectly attached to the lid of the device to perform the first step, and after the completion of the first step, the lid is removed from the device.
  • the lid may be removed and attached to another device that performs the second step.
  • the SiC seed crystal and the Si raw material are directly or indirectly attached to a predetermined device so as to be in contact with each other, and heated to form a SiC modified seed, and the seed is transferred to the same device as or another device. It may be used for manufacturing ingots.
  • the present invention can provide a method for producing a SiC single crystal ingot with reduced micropipes.

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Abstract

このＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶を用意し、前記ＳｉＣ種結晶を加熱することで、前記ＳｉＣ種結晶をＳｉＣ改質シードに改質する第１工程と、前記ＳｉＣ改質シード上に、昇華法によりＳｉＣ改質シードを成長させる第２工程と、を有する。

Description

ＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法及びＳｉＣ改質シードの製造方法
　本発明は、ＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法及びＳｉＣ改質シードの製造方法に関する。
　本願は、２０１９年５月２７日に、日本に出願された特願２０１９－０９８４４６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べて絶縁破壊電界が１桁大きく、バンドギャップが３倍大きく、熱伝導率が３倍程度高い等の特性を有する。炭化珪素はこれらの特性を有することから、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。
　半導体等のデバイスには、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　Ｍｅｔｈｏｄ：ＣＶＤ法）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。ＳｉＣウェハは、ＳｉＣ単結晶インゴットを加工して得られる。
　ＳｉＣ単結晶インゴットは、昇華再結晶法（以下、昇華法という）等の方法で作製できる。昇華法は、原料から昇華した原料ガスを種結晶上で再結晶化することで、大きな単結晶を得る方法である。高品質なＳｉＣ単結晶インゴットを得るために、欠陥や異種多形（ポリタイプの異なる結晶が混在すること）を抑制する方法が求められている。ここでいう異種多形とは、ポリタイプの異なる結晶が混在することである。
特開２０１０－２７５１６６号公報
　しかしながら、特許文献１に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法では、マイクロパイプと呼ばれる、直径数μｍから数十μｍ程度、場合によっては直径１００μｍ以上程度の、中空パイプ形状の欠陥が発生してしまう。マイクロパイプは、電子デバイス作成にあたっては、キラー欠陥となってしまう。従って、マイクロパイプの発生を抑制するＳｉＣ単結晶インゴットを製造することが求められている。
　本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者は、鋭意検討の結果、マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ改質層を形成し、この上に昇華法によりＳｉＣ単結晶インゴットを成長することで、マイクロパイプ密度の低減をされたＳｉＣ単結晶インゴットを提供できることを見出した。すなわち、本発明は上記課題を解決するために、以下の手段を提供する。
（１）本発明の第１の態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶を用意し、前記ＳｉＣ種結晶を加熱することで、前記ＳｉＣ種結晶をＳｉＣ改質シードに改質する第１工程と、前記ＳｉＣ改質シード上に、昇華法によりＳｉＣ種結晶を成長させる第２工程と、を有する。
　前記第１の態様の製造方法は、以下の（２）～（８）の特徴を好ましく含む。これら特徴は単独でも、あるいは２つ以上を組み合わせても良い。
（２）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、前記第１工程と前記第２工程が、同じ坩堝を用いて行われ、前記Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶の前記Ｓｉ原料を、前記第２工程を行う坩堝の上部に貼り付けて、前記第１工程を行い、前記第１工程後に前記第２工程を連続して行ってもよい。
（３）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、前記第１工程と前記第２工程が、互いに別の装置を用いて行われ、前記Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶の前記Ｓｉ原料が取付手段を有する台座に固定された状態で、前記第１工程が行われ、前記第１工程を終了後、前記第１工程が行われる装置から前記台座ごと前記ＳｉＣ改質シードを取り外し、前記取付手段を用いて前記台座ごと前記ＳｉＣ改質シードを前記第２工程が行われる装置に取り付けてもよい。
（４）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、前記Ｓｉ原料は、平板形状のＳｉ単結晶及び粒状のＳｉ単結晶の両方又は一方であり、前記第１工程では、前記ＳｉＣ種結晶及び前記Ｓｉ原料を１４００℃以上２４００℃以下の温度で加熱してもよい。
（５）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、前記Ｓｉ原料は、平板形状のＳｉ多結晶及び粒状のＳｉ多結晶の両方又は一方であり、前記第１工程では、前記ＳｉＣ種結晶及び前記Ｓｉ原料を１３５０℃以上２４００℃以下の温度で加熱してもよい。
（６）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、前記第１工程と、前記第２工程との間に、Ｓｉ残渣除去工程をさらに有し、前記Ｓｉ残渣除去工程は、前記ＳｉＣ改質シード表面から前記Ｓｉ原料を除去する工程であってもよい。
（７）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、前記第１工程は、前記ＳｉＣ種結晶または前記Ｓｉ原料に、さらにＣ原料を付着させてもよい。
（８）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、前記第１工程は、加圧環境下で加熱してもよい。
（９）本発明の第２の態様にかかるＳｉＣ改質シードの製造方法は、Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶を加熱し、ＳｉＣ改質シードを形成する。
　前記第２の態様の製造方法は、上記（４）又は（５）に記載された特徴と同等の特徴をさらに含んでも良い。
（１０）本発明の第２の態様にかかるＳｉＣ改質シードの製造方法は、Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶を加熱し、ＳｉＣ改質シードに改質する、ＳｉＣ改質シードの製造方法である。
　第２の態様のＳｉＣ改質シードの製造方法は、第１の態様のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法の第１工程であってもよい。
　上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法によれば、ＳｉＣ単結晶インゴットを提供することができる。
第１実施形態にかかるＳｉＣ改質シード形成装置の好ましい一例を示す模式断面図である。 第１実施形態にかかる台座の好ましい一例を示す模式斜視図である。 第１実施形態にかかる台座の好ましい一例を示す模式断面図である。 第１実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造装置の好ましい一例を示す模式断面図である。 第２実施形態にかかるＳｉ原料およびＳｉＣ種結晶の配置の仕方の好ましい一例を示す模式断面図である。
　以下、本発明の好ましい実施形態の好ましい例について、添付図面を参照して、詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、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などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材質、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、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。例えば、発明を逸脱しない範囲で、数、位置、大きさ、数値、材料、形状、比率などの、変更や追加及び省略をする事ができる。また特に問題が無ければ好ましい条件同士を組み合わせてもよい。
＜ＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法＞
（第１実施形態）
　本実施形態に係るＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、ＳｉＣ種結晶をマイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ改質シードに改質する第１工程と、ＳｉＣ改質シード上にＳｉＣ単結晶インゴットを成長する第２工程と、を有する。
　なお改質とは、Ｓｉ原料が少なくとも一部に付着したＳｉＣ種結晶を加熱することにより、種結晶のマイクロパイプ密度を低減することを意味する。本発明の製法で得られるＳｉＣ改質シードのマイクロパイプの低減率は、条件によって変化するが、例えば５～８０％であり、１０～７０％や、２０～６５％や、３０～６０％などであってもよい。ただしこれらの例のみに限定されない。
　本発明で得られるＳｉＣ単結晶インゴットから、マイクロパイプの平均密度が０個/ｃｍ２以上０．１個/ｃｍ２個以下のＳｉＣウェハを形成できる。
（第１工程）
　第１工程は、Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶を加熱することで、前記ＳｉＣ種結晶をマイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ改質シードに改質する工程である。第１工程は、ＳｉＣ改質シード形成装置を用いて行うことができる。ここでいうＳｉＣ改質シードとは、第２工程で行う昇華法によるＳｉＣ単結晶の成長の起点になる、ＳｉＣ単結晶である。尚、本明細書では記載を省略するが、第１工程を行う前に、ＳｉＣ種結晶を準備する必要がある。本実施形態において、ＳｉＣ種結晶は、ＳｉＣ単結晶からなり、公知の方法を用いて準備することができる。尚、ここでＳｉ原料が付着されたとは、接着剤や外圧により互いが固定され動かない状態になることを意味して良いが、これに限らない。例えば、載置などにより互いが単に接触している状態となることも含む。また、スパッタリング法等によりＳｉＣ種結晶の表面にＳｉ膜を形成した状態も含む。なお第１工程を行う方法は、以下の例に限定されず、必要に応じて、適宜変更して行うことができる。
　従来の方法では、昇華法で製造されたＳｉＣ単結晶インゴットから切り出されたＳｉＣ単結晶を、種結晶として用いる場合が多かった。しかしながら、従来の種結晶には、マイクロパイプが多く存在していた。昇華法により製造されたＳｉＣ単結晶インゴットから切り出された従来のＳｉＣ単結晶と比べて、本実施形態の第１工程を行い、製造されたＳｉＣ改質シードは、マイクロパイプが大幅に低減される。そのため本発明では優れたＳｉＣ単結晶インゴットを製造することができる。
　図１は、第１工程を行う改質シード形成装置の好ましい一例を示す、模式断面図である。本実施形態の製造方法では、改質シード形成装置として、加熱機構を備え、内部に成長空間を有する装置を用いて改質を行うことができる。例えば、図１に示す改質シード形成装置１００のような、坩堝１と、坩堝１の周囲に配置されたヒータ２からなる改質シード形成装置１００を用いることができる。本実施形態は、改質シード形成装置１００を用いて改質シードを形成する方法を例に記載するが、ＳｉＣ改質シードを形成する方法は、この例のみに限定されない。
　図１に記載されるＳｉＣ改質シード形成装置１００の坩堝１は、蓋１１と本体部１２とを好ましく有する。坩堝１は、ＳｉＣ改質シードの形成中、高温に加熱されるため、高温に耐えられる材料を用いることができる。例えば、黒鉛、ＴａＣ及びＴａＣコートされた黒鉛等を用いることができる。
　坩堝１の蓋１１は、内側に設置部１１Ａを好ましく有する。設置部１１Ａには、Ｓｉ原料１１１およびＳｉＣ改質シードの原料となるＳｉＣ種結晶１１０が載置される。Ｓｉ原料１１１、及び、ＳｉＣ種結晶１１０は、取付手段４１を有する台座４に載置及び固定され、坩堝１の設置部１１Ａに設置される。設置部１１Ａの形状は任意に選択でき、設置される台座４に合わせて、台座４またはＳｉ原料１１０が設置されやすいように、適宜選択することができる。
　図２Ａと図２Ｂは、台座４の模式図である。図２Ａは、台座４の模式斜視図であり、図２Ｂは、台座４の模式断面図である。便宜上理解を容易にするために、図２Ｂに、台座４に設置されるＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１も合わせて示す。台座４の構成は、ＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１が固定された状態で蓋１１に設置可能な構成であればよく、任意に選択できる。図２Ａと図２Ｂに示すように、台座４は、主部４０と、取付手段４１と、側部４２と、を有する。台座４は、中空の円筒部分を好ましく有する。台座４の材料は、例えば、黒鉛やＴａＣ等を用いることができる。主部４０の一面（主面）に対して、直交する方向に、取付手段４１が備えられる。主部４０の主面のうち、取付手段４１が備えられない面を載置面４０Ａとし、取付手段４１が備えられる面を設置面４０Ｂとする。設置面４０Ｂは、取付手段４１を設置部１１Ａに設置する構成である。取付手段４１は、坩堝１の蓋１１に安定して固定できる構成であれば任意に選択でき、形状等は特に限定されない。図２Ａや図２Ｂに記載のねじ式の取付手段４１であってもよいし、図示しないフック式等の取付手段等であってもよい。
　側部４２は、主部４０の側周に位置し、載置面４０Ａの有する方向に延在する、言い換えると主部４０の一面（主面）に対して直交する方向に延在する、構成を有する。載置面４０Ａと側部４２とで囲まれる領域には、ＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１が載置される。台座４は、載置面４０Ａに載置したＳｉ原料１１１およびＳｉＣ種結晶１１０を固定する。Ｓｉ原料１１１およびＳｉＣ種結晶１１０の台座４への固定方法は、必要に応じて選択できる。例えば、接着剤を用いて固定してもよいし、側部４２からの圧力や自重を利用して固定してもよい。
　Ｓｉ原料１１１としては、純度５Ｎ以上のＳｉ原料を好ましく用いることができる。またＳｉ原料１１１のサイズや形状や厚さは任意に選択できる。例えば、平面板状のＳｉ原料や、粒状のＳｉ原料を用いることができる。Ｓｉ原料はディスク状であっても良いし、ディスク状のＳｉ原料の直径は１００ｍｍ以上であっても良い。また、Ｓｉ原料１１１は、Ｓｉ単結晶であってもよいし、Ｓｉ多結晶であってもよい。ＳｉＣ種結晶１１０と接するＳｉ原料１１１の表面は、ＳｉＣ種結晶１１０の表面と同じ形やサイズを有しても良い。
　　後述する第２工程では、昇華法によりＳｉＣ単結晶を成長させるが、ＳｉＣ種結晶１１０として４Ｈ－ＳｉＣを用いる場合、カーボン面上に結晶成長させることが通常行われる。そのため、Ｓｉ原料１１１と接触するＳｉＣ種結晶１１０の面がカーボン面となるように載置することで、短時間で改質シードを得ることができる。
　台座４が取付手段４１により坩堝１に設置された状態で、ヒータ２により坩堝１を加熱する。その結果、ＳｉＣ改質シードが形成される。坩堝１内の環境は、必要に応じて加圧しても加圧しなくても良い。ＳｉＣ改質シードを形成する際、坩堝１内の雰囲気をＡｒ等の不活性ガス雰囲気や空気雰囲気又は真空とすることができる。また、坩堝１内の前記雰囲気にさらに、メタンガスやプロパンガス等のＣ元素を含むガスを含ませても良い。前記雰囲気に含まれる前記Ｃ元素を含むガスは、Ｃ原料として作用しても良い。不活性ガス中にＣ元素を含むガスを含ませる場合、雰囲気ガス中のＣ元素の比率、つまり、（Ｃ元素）／（不活性ガスの元素＋Ｃ元素）のモル比は、０．１～０．５であることが好ましい。Ｃ元素の比率が高い方が改質シードを効率よく形成できるが、０．５を超えるとＳｉ原料１１１の表面にＳｉＣが析出して、Ｓｉ内部にＣが拡散しにくくなる。
　さらにまた、第１工程において、前記ＳｉＣ種結晶または前記Ｓｉ原料に黒鉛等のＣ元素を含む固体を付着させてもよい。Ｃ元素を含む固体の形状は任意に選択でき、板状、粒状、粉末状のいずれでもよい。雰囲気中にＣ元素を含むガスを含ませた場合や、ＳｉＣ種結晶またはＳｉ原料にＣ元素を含む固体を付着させた場合、坩堝１の加熱は、加圧環境下で行うことが好ましい。加圧環境下でＳｉＣ改質シードを形成することにより、ＣをＳｉＣ種結晶１１０のＳｉに溶け込みやすくすることができる。Ｃが溶け込みやすくなる結果、改質シードの内部に未反応のSiが取り込まれる確率を低減させるという効果が得られる。
　ＳｉＣ改質シード形成時の加熱温度は任意に選択できる。Ｓｉ原料１１１がＳｉ単結晶である場合、加熱温度は、１４００℃以上２４００℃以下とすることが好ましい。単結晶Ｓｉの融点以上である１４２０℃以上であることがより好ましく、さらに好ましくは１４５０℃以上である。また上限は好ましくは、２３００℃以下である。Ｓｉ原料がＳｉ多結晶である場合、加熱温度は、１３５０℃以上２４００℃以下とすることが好ましい。より好ましくは、１４００℃以上である。上限は好ましくは、２３００℃以下である。当該範囲で加熱することで、ＳｉＣ種結晶のマイクロパイプを低減したＳｉＣ改質シードを形成することができる。また、加熱温度を当該範囲とすることで、過度な高温とならず、ＳｉＣ種結晶１１０の融解を抑制することができる。
　ＳｉＣ改質シード形成時の加熱時間は、必要に応じて任意に選択できる。例を挙げれば、１時間～１０日間、好ましくは、１０時間～１０日間、さらに好ましくは１日～１０日間などが挙げられる。その他、必要に応じて、１時間～１日、１時間～７日、１日～３日、１０日間～１４日間や、２週間～３週間、３週間～１ヵ月間などが挙げられる。ただしこれらの時間のみに限定されない。
　本実施形態の第１工程に係るＳｉＣ改質シードの形成方法により、マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ改質シードを形成することができる。マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ改質シードを用いて第２工程の昇華法を行い、ＳｉＣ単結晶インゴットを製造することで、マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ単結晶インゴットを製造することができる。第１工程は、ＳｉＣ改質シードを形成できる方法であればよく、例えば、図１に記載の装置以外の装置を用いて、それにＳｉＣ種結晶とＳｉ原料とを付着させて加熱することで第１工程を行うことができる。尚、図１に示す装置を用いる場合でも、例えば改質シード形成装置１００を、図１に示す装置の向きとは異なる向き、例えば逆さ向き等の適宜回転等させた向きで行っても良い。
　第１工程により、ＳｉＣ改質シードを形成した後には、準備工程を行うことが好ましい。準備工程とは、例えば、第１工程で形成したＳｉＣ改質シードを台座４ごと坩堝１から取り外し、取付手段４１を用いて、台座４ごと、第２工程が行われる、別の装置に取り付ける工程である。準備工程は、第１工程と、第２工程との間に、装置内に第２工程で用いる原料を配置する工程であってもよい。第２工程が行われる装置は、予め所望の状態にしても良く、例えば所望の温度に加熱しておいても良い。
　準備工程を行うことで、第１工程を行うＳｉＣ改質シード形成装置および第２工程を行う装置の昇降温にかかる時間を短縮することができる。また、ＳｉＣ改質シードを台座４から取り外し、新しい台座に取り付ける工程を省略できるので、第１工程から第２工程に移行する時間を短縮することができる。すなわち、準備工程は、ＳｉＣ単結晶インゴット製造のスループットを向上することができる。
　また、準備工程は任意に選択でき、ＳｉＣ改質シードを台座４ごと坩堝１から取り外し、第２工程で使用する別の装置に移動する工程のみには、限定されない。ＳｉＣ種結晶のＳｉ原料が装置の蓋に取り付けられて、第１工程が行われた後に、前記装置から前記蓋が外され、第２工程を行う別の装置に取り付けられて、第２工程が行われてもよい。例えば、第１工程で使用した坩堝１の蓋１１を台座４ごと取り外し、第１工程を行うＳｉＣ改質シード形成装置内に、第２工程で用いる原料を配置し、再度蓋１１を台座４ごと取り付ける工程であってもよい。また、坩堝１の蓋１１を台座４ごと外し、第２工程を行う別の装置である昇華炉に取り付ける工程であってもよい。上述の準備工程を行った場合も、ＳｉＣ単結晶インゴット製造のスループットを向上することができる。
　後述する第２工程では、昇華法によりＳｉＣ単結晶を成長させるが、ＳｉＣ種結晶として４Ｈ－ＳｉＣを用いる場合、カーボン面上に結晶成長させることが通常行われる。そのため、この様な準備工程を行う場合、ＳｉＣ種結晶１１０のＳｉ原料１１１と接触する面はシリコン面であることが好ましい。
（第２工程）
　本実施形態に係るＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法にかかる第２工程は、ＳｉＣ改質シード上に、昇華法によりＳｉＣ単結晶を成長させる工程である。
　図３は、本実施形態に係るＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、第２工程を行うことのできる昇華炉５の一例を示す、模式断面図である。
　図３に示す昇華炉は、炉体５０と、炉体５０の周囲に配置された加熱手段５１と、を備える。炉体５０は、蓋５０１と本体部５０２とを有する。
　炉体５０の蓋５０１の内側５０１Ａには、設置部５１０が備えられる。設置部５１０には、ＳｉＣ改質シード１１０Ａが固定される。より具体的には、ＳｉＣ改質シード１１０Ａは、台座４ごと設置部５１０に固定される。台座４ごと設置部５１０に固定される場合、台座４は、取付手段４１を介して、設置部５１０に取り付けられることが好ましい。取付手段４１を介して取り付けが行われる場合、設置部５１０は、取付手段４１により、安定して台座４を固定することのできる構成を有することができる。
　昇華法に用いる単結晶用原料Ｍ２は、蓋５０１と対向する位置である本体部５０２に収容される。収容される単結晶用原料Ｍ２は、ＳｉＣの粉末を使用することができる。単結晶用原料Ｍ２は、炉体５０の周囲に配置された加熱手段により加熱されることで、昇華する。単結晶用原料Ｍ２を加熱する温度は、公知のＳｉＣの昇華法の温度とすることができる。温度は任意に選択できるが、例えば、２２５０　　～２６００℃が例として挙げられ、より好ましくは２３００～２５５０℃であり、さらに好ましくは２３５０～２５００である。ただしこれらの例のみに限定されない。その他の環境は、必要に応じて任意に選択することができる。単結晶用原料Ｍ２が昇華すると、ＳｉＣ改質シード１１０Ａ上にＳｉＣ単結晶として成長し、ＳｉＣ単結晶インゴットを形成する。このインゴットのマイクロパイプの密度は、従来の種結晶を用いた場合と比較して、低減されている。
　ＳｉＣ単結晶インゴットの成長後、ＳｉＣ単結晶インゴットは、炉体５０の蓋５０１から台座を取り外し、回収することができる。
（ＳｉＣウェハ製造）
　本実施形態に係るＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法によって製造されたＳｉＣ単結晶インゴットを、適度な厚さに切断することで、ＳｉＣウェハを製造することができる。
　本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ単結晶インゴットを製造することができる。本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法で製造されるＳｉＣ単結晶インゴットから切り出された、直径１００ｍｍ以上のＳｉＣウェハのマイクロパイプ密度は、実質的にゼロである。ここでいう、マイクロパイプ密度が実質的にゼロであるとは、マイクロパイプの平均密度が０個/ｃｍ２以上０．１個/ｃｍ２個以下のことである（０を含む）。
（マイクロパイプの評価方法）
　マイクロパイプは、直径数μｍから数十μｍ程度、場合によっては直径１００μｍ以上程度の、中空パイプ形状の欠陥である。マイクロパイプの評価は以下のようにして行うことができる。以下の方法は、ＳｉＣ改質シードのマイクロパイプの評価にも使用してよい。
まず、単結晶の表面を研磨したのち、Ｘ線トポグラフ像を撮影することによりマイクロパイプを検出することができる。Ｘ線源の出力と単結晶の厚みに応じ、透過像と反射像を使い分けることが好ましい。一般に透過像を得る時間は反射像を得る時間よりも短い。このため、単結晶の厚みが大きく透過できるＸ線量が小さい場合に反射像を用いる。トポグラフ像に写っているマイクロパイプの数をカウントして、トポグラフ像の面積で割ることで、マイクロパイプの密度を得ることができる。
（第２実施形態）
　本実施形態に係るＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、第１工程において、Ｓｉ原料１１１をＳｉＣ種結晶１１０の両面に付着する点が、第１実施形態に係るＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法と異なる。第１実施形態と同一の構成に対しては、第１実施形態と同一の構成を付し、説明を省略する。第１実施形態における例や条件は、特に問題のない限り、本実施形態で好ましく使用することができる。
　第２実施形態に係るＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、第１工程では、ＳｉＣ種結晶１１０の両面にＳｉ原料１１１を付着し、ＳｉＣ改質シードの形成を行う。ＳｉＣ改質シードは、第１実施形態と同様の条件を用いて形成するができる。ＳｉＣ種結晶１１０は、例えば、両面にＳｉ原料１１１が付着した状態で台座４に載置され、設置部１１Ａに設置される。その結果、主部４０側に配置したＳｉ原料１１１と、空間に露出する側のＳｉ原料１１１が、ＳｉＣ種結晶１１０を間に挟んで配置される。図４は、第２実施形態にかかるＳｉ原料およびＳｉＣ種結晶の配置の仕方の一例を示す模式断面図である。
　本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、第１工程を行った後、Ｓｉ残渣除去工程を行う。Ｓｉ残渣除去工程は、第１工程によりＳｉＣ改質シードを形成した後、ＳｉＣ改質シードの少なくとも一面の表面に残るＳｉ残渣を除去する工程である。言い換えると、Ｓｉ残渣除去工程は、第１工程後に、少なくとも空間側に露出するＳｉ原料１１１を取り除く工程である。Ｓｉ残渣除去工程は任意に選択される方法で、ＳｉＣ改質シード表面のＳｉ残渣を除去することができる。例えば、Ｓｉ残渣部分を研磨することによりＳｉ残渣を除去することができる。また、Ｓｉ残渣を酸化し、フッ酸を塗布することでＳｉＯ２を除去してもよい。
　Ｓｉ残渣除去工程は、ＳｉＣ改質シードが台座４に固定された状態で行ってもよいし、台座４から外した状態で行ってもよい。また必要に応じて、主部４０側に配置されていたＳｉ原料１１１も取り除いても良い。
　Ｓｉ残渣除去工程を行った後、第１実施形態と同様の条件でＳｉＣ単結晶インゴットを製造することができる。
　Ｓｉ残渣の除去をＳｉＣ改質シードの片面にしか行わない場合、Ｓｉ残渣を除去した面上に昇華法によりＳｉＣ単結晶インゴットを成長する。除去をＳｉＣ改質シードの両面に行った場合は、必要に応じて選択する面に成長を行う。また、第１実施形態の図１に示す方法で第１工程を行った場合、過剰なＳｉがＳｉＣ種結晶１１０の表面に付着することがある。そのような場合、Ｓｉ残差除去工程を行うことが好ましい。
　本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ単結晶インゴットを製造することができる。本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法で製造されるＳｉＣ単結晶インゴットから切り出された、直径１００ｍｍ以上のＳｉＣウェハのマイクロパイプ密度は、実質的に０個／ｃｍ２である。また本実施形態では、ＳｉＣ種結晶１１０の両面にＳｉ原料１１１を付着させ、ＳｉＣ改質シードを形成する。このため、効率よく改質が行われ、第１工程にかかる時間を低減し、スループットを向上することができる。
（第３実施形態）
　本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、第１工程において、ＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１を、直接坩堝１の蓋１１の設置部１１Ａに設置する点が、第１実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法と異なる。すなわち、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、ＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１を載置する台座４を使用しない。第１実施形態と同一の構成に対しては、第１実施形態と同一の符号を付し、説明を省略する。第１実施形態における例や条件は、特に問題のない限り、本実施形態で好ましく使用することができる。
　本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、坩堝１の蓋１１の設置部１１Ａに、まずＳｉ原料１１１を付着し、次に、Ｓｉ原料１１１上にＳｉＣ種結晶１１０を設置する。ＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１の付着および設置には、必要に応じて選択される材料、例えば、接着剤等を用いることができる。なお接着剤等は、必ずしも使用する必要はない。例えば、坩堝１の蓋１１の設置部１１Ａが坩堝の底部に設けられる場合、単にその上にＳｉ原料１１１上とＳｉＣ種結晶１１０を順に設置してもよい。
　ＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１が付着した坩堝１を加熱し、ＳｉＣ改質シードを形成する。ＳｉＣ改質シードは、第１実施形態と同様の条件で形成することができる。形成したＳｉＣ改質シードに対し、第２工程を行うことにより、ＳｉＣ単結晶インゴットを製造する。
　第１工程で形成したＳｉＣ改質シードは、坩堝１の蓋１１に設置された状態で第２工程を行う炉体へ、蓋１１ごと移動することもできる。また、第１工程を行った坩堝１に、ＳｉＣ単結晶成長用原料を配置し、加熱することで、ＳｉＣ単結晶インゴットを成長してもよい。すなわち第１工程と第２工程で同じ坩堝を用いても良い。
　本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ単結晶インゴットを製造することができる。本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法で製造されるＳｉＣ単結晶インゴットから切り出された、直径１００ｍｍ以上のＳｉＣウェハのマイクロパイプ密度は、実質的に０個／ｃｍ２である。また本実施形態では台座を使用しないので、台座４にＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１を設置する必要がない。このため、台座４を用意する必要はなく、また台座４にＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１を載置する工程を有さずに、ＳｉＣ単結晶インゴットの製造をすることができる。
　以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらによって限定されるものではない。
　まず処理温度及び処理雰囲気の条件を変えて、ＳｉＣ改質シードを製造する実験を行った。表１は、下記の実施例１～４を行った際の、各処理温度と、各処理温度でのマイクロパイプの低減率を示す表である。ここでいう、マイクロパイプの低減率とは、処理前のＳｉＣ種結晶のマイクロパイプの密度と比較して、処理後のＳｉＣ改質シードのマイクロパイプの密度が、どの程度低減されたかを示す割合を意味する。すなわち、１００×｛（処理前のマイクロパイプの密度）―（処理後のマイクロパイプの密度）｝／（処理前のマイクロパイプの密度）で表される。
「実施例１」
　実施例１にかかるＳｉＣ改質シードは、本発明の第１工程を１日かけて行い、形成した。このとき、処理温度を１３５０℃から２４００℃の間で変化させた。本実施例では、Ａｒ雰囲気中で、Ｓｉ原料として平板形状のＳｉ単結晶を用いて、ＳｉＣ種結晶を改質した。第１工程の加熱は、ＳｉＣ種結晶を黒鉛製の皿に載置し、ＳｉＣ種結晶上に、Ｓｉ単結晶を載せた状態で行った。なお使用した平板形状のＳｉ単結晶の大きさは、直径１００ｍｍであり、ＳｉＣ種結晶の大きさは、直径１００ｍｍである。
「実施例２」
　実施例２にかかるＳｉＣ改質シードは、ＡｒおよびＣ雰囲気中で、すなわちＡｒとＣを含む雰囲気で、Ｓｉ原料として平板形状のＳｉ単結晶を用いて、ＳｉＣ種結晶を改質し形成した。Ｃ雰囲気として、すなわちＣを含むガスとして、メタンガスを使用した。前記雰囲気中のメタンガスの比率は、すなわち（ＣＨ４）／（Ａｒ＋ＣＨ４）のモル比は、０．２とした。ＳｉＣ改質シードの製造時の雰囲気にＣが含まれること以外の条件は、実施例１と同一の条件を用いた。
「実施例３」
　実施例３にかかるＳｉＣ改質シードは、Ａｒ雰囲気中で、Ｓｉ原料として平板形状のＳｉ多結晶を用いて、ＳｉＣ種結晶を改質し形成した。Ｓｉ原料としてＳｉ多結晶を用いたこと以外の条件は、実施例１と同一の条件を用いた。
「実施例４」
　実施例４にかかるＳｉＣ改質シードは、ＡｒおよびＣ雰囲気中で、Ｓｉ原料として平板形状のＳｉ多結晶を用いて、ＳｉＣ種結晶を改質し形成した。ＳｉＣ改質シードの製造時の雰囲気にＣが含まれること以外の条件は、実施例３と同一の条件を用いた。Ｃ雰囲気は実施例２と同一の条件とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例１～４の結果より、第１工程を行うことで、ＳｉＣ種結晶のマイクロパイプを低減できることを確認することができた。実施例１および実施例２の結果より、Ｓｉ原料としてＳｉ単結晶を用いた場合は、Ｃを含む雰囲気中で第１工程を行った方が効果的にマイクロパイプを低減することができることが示された。これは、成長雰囲気にＣが含まれることで、Ｓｉ原料の融解を促進することができるためであることが確認されている。実施例１～４の結果から、第１工程は１３５０℃～２４００℃の領域のうち、２３００℃に近い温度で加熱を行った場合に、より効果的にマイクロパイプを低減することができることが示された。なお、Ｓｉ原料がＳｉ単結晶の場合は、１３５０℃の加熱温度では、マイクロパイプの低減は確認されておらず、Ｓｉ原料がＳｉ多結晶の場合は、１３５０℃の加熱温度でもマイクロパイプが低減された。
　本実施例では、平板形状のＳｉ単結晶およびＳｉ多結晶を用いた。なお、粒状のＳｉ単結晶およびＳｉ多結晶を用いた場合でも、平板形状のものと同様の効果が得られること、すなわちマイクロパイプを低減する効果が得られることが、別途確認された。また、本実施例では黒鉛製の皿にＳｉＣ種結晶とＳｉ原料とを載置して第１工程を行った。しかしながら、加熱により融解したＳｉ原料がこぼれない構成であればいずれの構成でもよい。例えば、皿以外の容器、例えば坩堝などを用いても良い。
　次に、処理時間及び処理雰囲気条件を変える実験を行った。表２は、下記の実施例５及び６を行った際の、処理時間と各処理時間でのマイクロパイプの低減率を示す表である。ここでいう、処理時間とは、２０００℃で加熱した時間のことをいう。
「実施例５」
　実施例５にかかるＳｉＣ改質シードは、Ａｒ雰囲気中で、Ｓｉ原料として平板形状のＳｉ単結晶を用いて、ＳｉＣ種結晶を改質し形成した。加熱温度は、２０００℃とし、処理時間を１時間から１週間の間で変化させた。加熱は、ＳｉＣ種結晶を黒鉛製の皿に載置し、ＳｉＣ種結晶にＳｉ単結晶を載せた状態で行った。
「実施例６」
　実施例６にかかるＳｉＣ改質シードは、ＡｒおよびＣ雰囲気中で、Ｓｉ原料として平板形状のＳｉ単結晶を用い、ＳｉＣ種結晶を改質し形成した。ＳｉＣ改質シードの製造時の雰囲気にＣが含まれること以外の条件は、実施例５と同一の条件を用いた。Ｃ雰囲気は実施例２と同一の条件とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例５，６の結果から、表に示された時間の範囲では、加熱時間が長い程、マイクロパイプが低減される傾向があることがわかった。また、雰囲気中にカーボンが含まれていた場合の方が、効果的にマイクロパイプ密度を低減することができることがわかる。本実施例では、平板形状のＳｉ単結晶を用いた。なお粒状のＳｉ単結晶やＳｉ多結晶を用いた場合でも、同様の効果を得られることが別途確認された。
　また実施例１～６で得られたような、マイクロパイプ密度が低減されたＳｉＣ改質シードを用いて、ＳｉＣ単結晶インゴットを製造し、その結果、従来の種結晶を用いた場合よりも、マイクロパイプ密度が低減されたウエハを供するＳｉＣ単結晶インゴットが得られることが、別途確認された。
　以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
　例えば、本明細書の実施の形態では、第１工程においてＳｉＣ種結晶およびＳｉ原料を、坩堝の蓋に、台座を介す等して、付着させる構成を例に記載した。しかしながら、本発明は、当該構成に限定されない。ＳｉＣ種結晶およびＳｉ原料が接して配置されていれば、両者が直接または間接的に坩堝の蓋に付着された構成であってもよく、あるいは、両者が直接または間接的に坩堝の蓋に付着されない構成であっても良い。例えば、前記ＳｉＣ種結晶に付着する前記Ｓｉ原料が、装置の蓋に、直接又は間接的に取り付けられて、前記第１工程が行われ、前記第１工程の終了後、前記装置から前記蓋が外され、前記蓋が第２工程を行う別の装置に取り付けられても良い。あるいは、ＳｉＣ種結晶およびＳｉ原料が互いに接するように、所定の装置に直接又は間接的に取り付けられ、加熱されてＳｉＣ改質シードを形成し、このシードを、前記装置と同じあるいは別の装置にて、インゴット製造に用いても良い。
　本発明は、マイクロパイプの低減されたＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法を提供することができる。
１　　 坩堝
１１　 蓋部
１１Ａ 設置部
１２　 本体部
１００ ＳｉＣ改質シード形成装置
１１０ ＳｉＣ種結晶
１１０Ａ　ＳｉＣ改質シード
１１１ Ｓｉ原料
２　　 ヒータ
４　　 台座
４０　 主部
４０Ａ 載置面
４０Ｂ 設置面
４１　 取付手段
４２　 側部
５　昇華炉
５０　炉体
５１　加熱手段
５０１　蓋
５０１Ａ　蓋の内側
５０２　本体部
５１０　設置部
Ｍ２　単結晶用原料
Ｒ　炉体内空間

Claims (15)

  1. 　Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶を用意し、前記ＳｉＣ種結晶を加熱することで、前記ＳｉＣ種結晶をＳｉＣ改質シードに改質する第１工程と、
    　前記ＳｉＣ改質シード上に、昇華法によりＳｉＣ単結晶を成長させる第２工程と、を有するＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。
  2. 　前記ＳｉＣ単結晶は４Ｈ－ＳｉＣであり、前記Ｓｉ原料と接触する前記ＳｉＣ種結晶の面がカーボン面である、請求項１に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。
  3. 　前記第１工程と前記第２工程が、同じ坩堝を用いて行われ、
    　前記Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶の前記Ｓｉ原料を、前記第２工程を行う坩堝の上部に貼り付けて、前記第１工程を行い、
    　前記第１工程後に前記第２工程を行う、請求項１に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。
  4. 　前記第１工程と、前記第２工程との間に、前記装置内に、前記第２工程で用いる原料を配置する準備工程を有する、請求項３に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。
  5. 　前記第１工程と前記第の工程が、互いに別の装置を用いて行われ、
    　前記Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶の前記Ｓｉ原料が取付手段を有する台座に固定された状態で、前記第１工程が行われ、
    　前記第１工程を終了後、前記第１工程が行われる装置から前記台座ごと前記ＳｉＣ改質シードを取り外し、前記取付手段を用いて前記台座ごと前記ＳｉＣ改質シードを前記第２工程が行われる装置に取り付ける工程を含む、請求項１に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。
  6. 　前記第１工程と前記第２の工程が、互いに異なる装置を用いて行われ、
    　前記ＳｉＣ種結晶の前記Ｓｉ原料が、装置の蓋に取り付けられて、前記第１工程が行われ、
    　前記第１工程の終了後、前記装置から前記蓋が外され、第２工程を行う別の装置に取り付けられて、前記第２工程が行われる、請求項１に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。
  7. 　前記ＳｉＣ単結晶は４Ｈ－ＳｉＣであり、前記Ｓｉ原料と接触する前記ＳｉＣ種結晶の面がシリコン面である、請求項３～６のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。
  8. 　前記Ｓｉ原料は、平板形状のＳｉ単結晶及び粒状のＳｉ単結晶の両方又は一方であり、
    　前記第１工程では、前記ＳｉＣ種結晶及び前記Ｓｉ原料を１４００℃以上２４００℃以下の温度で加熱する、請求項１～７のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。
  9. 　前記Ｓｉ原料は、平板形状のＳｉ多結晶及び粒状のＳｉ多結晶の両方又は一方であり、
    　前記第１工程では、前記ＳｉＣ種結晶及び前記Ｓｉ原料を１３５０℃以上２４００℃以下の温度で加熱する、請求項１～７のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。
  10. 　前記第１工程と、前記第２工程との間に、Ｓｉ残渣除去工程をさらに有し、
    　前記Ｓｉ残渣除去工程は、前記ＳｉＣ改質シード表面から前記Ｓｉ原料または過剰なＳｉを除去する工程である、請求項１～９のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。
  11. 　前記第１工程において、前記ＳｉＣ種結晶または前記Ｓｉ原料に、さらにＣ原料を付着させる、請求項１～１０のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。
  12. 　前記第１工程において、改質が行われる雰囲気中にＣ元素を含むガスを含ませる、請求項１～１０のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。
  13. 　前記第１工程は、加圧環境下で加熱を行う、請求項１～１２のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。
  14. 　前記第２工程においてＳｉＣ単結晶インゴットが得られ、
    前記ＳｉＣ単結晶インゴットから形成される、ＳｉＣウェハのマイクロパイプの平均密度が０個/ｃｍ２以上０．１個/ｃｍ２個以下である、
    請求項１～１３のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。
  15. 　Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶を加熱し、ＳｉＣ改質シードに改質する、ＳｉＣ改質シードの製造方法。
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