WO2023074174A1 - 炭化珪素基板および炭化珪素基板の製造方法 - Google Patents

炭化珪素基板および炭化珪素基板の製造方法 Download PDF

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WO2023074174A1
WO2023074174A1 PCT/JP2022/034583 JP2022034583W WO2023074174A1 WO 2023074174 A1 WO2023074174 A1 WO 2023074174A1 JP 2022034583 W JP2022034583 W JP 2022034583W WO 2023074174 A1 WO2023074174 A1 WO 2023074174A1
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WO
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silicon carbide
main surface
less
carbide substrate
voids
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Application number
PCT/JP2022/034583
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English (en)
French (fr)
Inventor
貴洋 椎原
直樹 梶
俊策 上田
宏樹 高岡
Original Assignee
住友電気工業株式会社
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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
    • 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 disclosure relates to a silicon carbide substrate and a method for manufacturing a silicon carbide substrate.
  • This application claims priority from Japanese Patent Application No. 2021-178510 filed on November 1, 2021. All the contents described in the Japanese patent application are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 Japanese National Publication of International Patent Application No. 2010-514648 (Patent Document 1) describes a method for manufacturing a silicon carbide crystal containing no micropipe defects.
  • a silicon carbide substrate according to the present disclosure includes a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface. Voids exist in the silicon carbide substrate.
  • the surface density of voids on the first main surface is 0.7/cm 2 or less.
  • the width of the void is 10 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less when viewed in a direction perpendicular to the first main surface. In a cross section perpendicular to the first principal surface, the width of the void decreases from the first principal surface to the second principal surface when viewed in a direction parallel to the first principal surface.
  • the depth of the void When viewed in a direction parallel to the first main surface, the depth of the void is equal to or greater than the width of the void in the first main surface and less than the thickness of the silicon carbide substrate.
  • the first main surface is a silicon surface or a surface inclined in the off direction with respect to the silicon surface.
  • a method for manufacturing a silicon carbide substrate according to the present disclosure includes the following steps.
  • a silicon carbide raw material and a seed substrate are prepared.
  • a silicon carbide crystal is grown on the seed substrate by sublimating a silicon carbide raw material.
  • the silicon carbide crystal is cooled.
  • the cooling rate of the silicon carbide crystal in the temperature range of 1400° C. or more and 1600° C. or less is 23° C./min or more and 36° C./min or less.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of a silicon carbide substrate according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 3 is an enlarged plan view of area III of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view of region V in FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged plan view of area VI in FIG.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along line VII--VII of FIG.
  • FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view showing the configuration of the silicon carbide crystal manufacturing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a flow diagram schematically showing a method for manufacturing a silicon carbide substrate according to this embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the relationship between temperature and time.
  • FIG. 11 is a flowchart schematically showing the cooling step of the method for manufacturing a silicon carbide substrate according to this embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the silicon carbide crystal after the cooling step.
  • FIG. 13 is an enlarged schematic diagram showing the configuration of region XIII in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the surface density of voids and the cooling rate of silicon carbide crystals.
  • FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the device yield and the area density of voids.
  • An object of the present disclosure is to provide a silicon carbide substrate and a method for manufacturing a silicon carbide substrate that can reduce the areal density of voids while suppressing the occurrence of cracks.
  • Advantageous Effects of Invention According to the present disclosure, it is possible to provide a silicon carbide substrate and a method for manufacturing a silicon carbide substrate that can reduce the areal density of voids while suppressing the occurrence of cracks.
  • a silicon carbide substrate 100 according to the present disclosure includes a first main surface 1 and a second main surface 2 opposite to the first main surface 1 .
  • Voids 10 are present in silicon carbide substrate 100 .
  • the surface density of voids 10 on first main surface 1 is 0.7/cm 2 or less.
  • void 10 has a width of 10 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less.
  • the width of the void 10 decreases from the first major surface 1 toward the second major surface 2 .
  • the first main surface 1 is a silicon surface or a surface inclined in the off direction with respect to the silicon surface.
  • the surface density of voids 10 in first main surface 1 may be 0.2/cm 2 or more.
  • micropipe defect 20 may be present in silicon carbide substrate 100 .
  • the areal density of the micropipe defects 20 on the first major surface 1 may be 0.3/cm 2 or less.
  • first main surface 1 may have a diameter of 150 mm or more.
  • the off angle of the surface inclined in the off direction with respect to the silicon surface may be 8° or less.
  • the method for manufacturing silicon carbide substrate 100 includes the following steps. Silicon carbide source material 53 and seed substrate 50 are prepared. Silicon carbide crystal 110 is grown on seed substrate 50 by sublimating silicon carbide source material 53 . After the step of growing silicon carbide crystal 110, silicon carbide crystal 110 is cooled. In the step of cooling silicon carbide crystal 110, the cooling rate of silicon carbide crystal 110 in the temperature range of 1400° C. or more and 1600° C. or less is 23° C./min or more and 36° C./min or less.
  • the temperature of silicon carbide crystal 110 may be 2100° C. or higher and 2300° C. or lower.
  • the temperature of silicon carbide crystal 110 is in a temperature range of 1000° C. or more and less than 1400° C. may be less than 23° C./min.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of a silicon carbide substrate 100 according to this embodiment.
  • silicon carbide substrate 100 has first main surface 1 and outer peripheral side surface 9 .
  • First main surface 1 extends along each of first direction 101 and second direction 102 .
  • the first direction 101 is, but not limited to, the ⁇ 11-20> direction, for example.
  • the second direction 102 is, but not limited to, the ⁇ 1-100> direction, for example.
  • the off direction is the first direction 101, for example.
  • Silicon carbide substrate 100 is made of, for example, hexagonal silicon carbide. A polytype of hexagonal silicon carbide is, for example, 4H. Silicon carbide substrate 100 contains n-type impurities such as nitrogen.
  • the first main surface 1 is a silicon surface or a surface inclined in the off direction with respect to the silicon surface.
  • the first main surface 1 is the (0001) plane or a plane inclined in the off direction with respect to the (0001) plane.
  • the second main surface 2 (see FIG. 2) is a carbon surface or a surface inclined in the off direction with respect to the carbon surface.
  • the second main surface 2 is the (000-1) plane or a plane inclined in the off direction with respect to the (000-1) plane.
  • the outer peripheral side surface 9 has an orientation flat portion 7 and an arcuate portion 8 .
  • the arcuate portion 8 continues to the orientation flat portion 7 .
  • the orientation flat portion 7 extends along the first direction 101 when viewed from the direction perpendicular to the first main surface 1 .
  • a diameter W1 of the first main surface 1 is, for example, 150 mm.
  • the diameter W1 may be 150 mm or more, or may be 200 mm or more.
  • the diameter W1 is not particularly limited, but may be, for example, 300 mm or less.
  • the diameter W1 is the longest linear distance between two different points on the outer peripheral side surface 9 when viewed in a direction perpendicular to the first main surface 1 .
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • the cross section shown in FIG. 2 is perpendicular to the first main surface 1 and parallel to the first direction 101 .
  • silicon carbide substrate 100 according to the present embodiment has second main surface 2 .
  • the second major surface 2 is opposite the first major surface 1 .
  • Thickness E1 of silicon carbide substrate 100 is, for example, not less than 300 ⁇ m and not more than 700 ⁇ m.
  • a third direction 103 is a direction perpendicular to each of the first direction 101 and the second direction 102 .
  • the thickness direction of silicon carbide substrate 100 is the same as third direction 103 .
  • the off angle ⁇ of the surface inclined in the off direction with respect to the silicon surface may be 8° or less.
  • the off angle ⁇ is not particularly limited, it may be, for example, 6° or less, or 4° or less.
  • the off angle ⁇ is not particularly limited, it may be, for example, 1° or more, or 2° or more.
  • the off-direction of the surface inclined in the off-direction with respect to the silicon surface is not particularly limited, but is, for example, the ⁇ 11-20> direction.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view of region III in FIG.
  • One or more voids 10 are present in silicon carbide substrate 100 according to the present embodiment.
  • the shape of the opening 11 of the void 10 when viewed in the direction perpendicular to the first main surface 1 is not particularly limited, but is, for example, hexagonal.
  • the shape of the opening 11 of the void 10 may be a shape other than a hexagon.
  • Voids 10 do not involve threading screw dislocations. From another point of view, voids 10 are not connected to threading screw dislocations.
  • the width of the void 10 (first width A1) is 10 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less.
  • the width of the void 10 is the maximum width between any two points in the opening 11 of the void 10 .
  • the width of void 10 may be, for example, the width along the off direction.
  • the value of the first width A1 is not particularly limited, but may be, for example, 20 ⁇ m or more, or may be 30 ⁇ m or more.
  • the value of the first width A1 is not particularly limited, but may be, for example, 70 ⁇ m or less, or 60 ⁇ m or less.
  • the surface density of voids 10 in first main surface 1 is 0.7/cm 2 or less.
  • the surface density of the voids 10 is not particularly limited, but may be, for example, 0.6/cm 2 or less, or 0.5/cm 2 or less.
  • the surface density of voids 10 is, for example, 0.2/cm 2 or more.
  • the surface density of the voids 10 is not particularly limited, but may be, for example, 0.25/cm 2 or more, or may be 0.3/cm 2 or more.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • the cross-section shown in FIG. 4 is perpendicular to the first major surface 1 and parallel to the first direction 101 .
  • the width of the void 10 (first width A1) decreases from the first main surface 1 toward the second main surface 2.
  • the void 10 has an opening 11 , a first side surface 12 and a bottom 13 .
  • the opening 11 is located on the first main surface 1 .
  • the bottom 13 is located between the first principal surface 1 and the second principal surface 2 .
  • the first side portion 12 is located between the opening portion 11 and the bottom portion 13 .
  • the first side surface portion 12 may be linear.
  • the void 10 when viewed in a direction parallel to the first main surface 1, the void 10 has a triangular shape, for example.
  • the base of the triangle is positioned at opening 11 .
  • the apex of the triangle corresponds to the bottom 13 of void 10 .
  • the direction perpendicular to the base of the triangle is the thickness direction of silicon carbide substrate 100 .
  • a triangle is, for example, an isosceles triangle.
  • the width of the opening 11 corresponds to the first width A1.
  • the first side surface portion 12 is inclined with respect to the third direction 103 (see FIG. 2).
  • the void 10 may be a hexagonal pyramid.
  • the depth of the void 10 (first depth B1) is equal to the width of the void 10 in the first main surface 1 (first depth B1). width A1) or more.
  • the first depth B1 may be the same as the first width A1 or may be greater than the first width A1.
  • the depth of the void 10 is not particularly limited, but may be, for example, three times or less the width of the void 10, or may be two times or less.
  • the depth of void 10 is less than the thickness of silicon carbide substrate 100 . In other words, void 10 does not penetrate silicon carbide substrate 100 . Voids 10 are exposed only on first principal surface 1 and not exposed on second principal surface 2 . Alternatively, the voids 10 may be exposed only on the second principal surface 2 and not exposed on the first principal surface 1 . In this case, the opening 11 of the void 10 is located on the second main surface 2 .
  • FIG. 5 is an enlarged plan view of region V in FIG.
  • the shape of the opening 11 of the void 10 may be circular, for example.
  • Three-dimensionally, void 10 may be conical.
  • the cross-sectional shape of the void 10 shown in FIG. 5 is similar to the shape shown in FIG.
  • the shape of the opening 11 of the void 10 is not particularly limited, but may be, for example, an ellipse or a polygonal shape other than a hexagon.
  • FIG. 6 is an enlarged plan view of area VI in FIG.
  • One or more micropipe defects 20 may exist in silicon carbide substrate 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, when viewed in a direction perpendicular to the first main surface 1, the shape of the micropipe defect 20 is, for example, hexagonal. Micropipe defects 20 involve threading screw dislocations.
  • the width (second width A2) of the micropipe defect 20 when viewed in the direction perpendicular to the first main surface 1 is, for example, 1 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less.
  • the width of the micropipe defect 20 is the maximum width between any two points in the first opening 21 of the micropipe defect 20 .
  • the width of micropipe defect 20 may be, for example, the width along the off direction.
  • the width (first width A1) of the void 10 may be five times or more the width (second width A2) of the micropipe defect 20, or may be ten times or more the second width A2.
  • surface density of micropipe defects 20 in first main surface 1 is, for example, 0.3/cm 2 or less.
  • the areal density of micropipe defects 20 is not particularly limited, but may be, for example, 0.25/cm 2 or less, or may be, for example, 0.2/cm 2 or less.
  • the areal density of micropipe defects 20 is not particularly limited, but may be, for example, 0.01/cm 2 or more, or may be, for example, 0.05/cm 2 or more.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. The cross-section shown in FIG. 7 is perpendicular to the first major surface 1 and parallel to the first direction 101 . As shown in FIG. 7, micropipe defect 20 penetrates silicon carbide substrate 100 . A micropipe defect 20 opens into each of the first major surface 1 and the second major surface 2 .
  • the micropipe defect 20 has a first opening 21 , a second side surface 22 and a second opening 23 .
  • the first opening 21 is located on the first main surface 1 .
  • the second opening 23 is located on the second main surface 2 .
  • the second side surface portion 22 is located between the first opening portion 21 and the second opening portion 23 . When viewed in a direction parallel to the first major surface 1 , the second side surface portion 22 extends in a direction substantially perpendicular to the first major surface 1 .
  • the length (second length B2) of micropipe defect 20 in the direction perpendicular to first main surface 1 is substantially the same as thickness E1 of silicon carbide substrate 100 .
  • the second length B2 is greater than the second width A2.
  • the second length B2 may be 25 times or more the second width A2, or may be 50 times or more the second width A2.
  • FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view showing the configuration of the silicon carbide crystal manufacturing apparatus according to the present embodiment.
  • silicon carbide crystal manufacturing apparatus 200 mainly includes crucible 30 , first resistance heater 41 , second resistance heater 42 , and third resistance heater 43 .
  • the crucible 30 has a raw material storage portion 32 and a lid portion 31 .
  • the lid portion 31 is arranged on the raw material storage portion 32 .
  • the first resistance heater 41 is arranged above the lid portion 31 .
  • the second resistance heater 42 is arranged so as to surround the outer circumference of the raw material storage section 32 .
  • the third resistance heater 43 is arranged below the bottom surface of the raw material container 32 .
  • the crucible 30 is heated by applying power to the first resistance heater 41 , the second resistance heater 42 , and the third resistance heater 43 .
  • silicon carbide source material 53 is arranged in source material accommodating portion 32 .
  • Silicon carbide raw material 53 is, for example, powder of polycrystalline silicon carbide.
  • Seed substrate 50 is fixed to lid portion 31 using an adhesive (not shown), for example.
  • Seed substrate 50 has a growth surface 51 and a mounting surface 52 .
  • Mounting surface 52 is opposite growth surface 51 .
  • Growth surface 51 faces silicon carbide source material 53 .
  • the mounting surface 52 faces the lid portion 31 .
  • Growth surface 51 of seed substrate 50 is arranged to face the surface of silicon carbide source material 53 .
  • Seed substrate 50 is, for example, a hexagonal silicon carbide substrate with a polytype of 4H.
  • the diameter of growth surface 51 is, for example, 150 mm.
  • the diameter of the growth surface 51 may be 150 mm or more.
  • Growth plane 51 is, for example, the ⁇ 0001 ⁇ plane or a plane inclined at an off angle of about 8° or less with respect to the ⁇ 0001 ⁇ plane. As described above, seed substrate 50 and silicon carbide source material 53 are prepared.
  • FIG. 9 is a flowchart schematically showing a method for manufacturing silicon carbide substrate 100 according to this embodiment.
  • the method for manufacturing silicon carbide substrate 100 according to the present embodiment mainly includes a temperature raising step (S10), a growing step (S20), and a cooling step (S30). .
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the relationship between temperature and time.
  • the vertical axis indicates temperature and the horizontal axis indicates time.
  • the temperature of the growth surface 51 of the seed substrate 50 inside the crucible 30 increases from the first temperature C1 to the second temperature C1 from the first time T1 to the second time T2. It rises to temperature C2.
  • the first temperature C1 is 1100° C., for example.
  • the second temperature C2 is 2200° C., for example.
  • the pressure of the atmospheric gas in crucible 30 is maintained at, for example, about 80 kPa.
  • Atmospheric gas includes inert gas such as argon gas, helium gas, or nitrogen gas.
  • the growth step (S20) is performed.
  • the pressure in crucible 30 is reduced.
  • the pressure of the atmospheric gas in crucible 30 is reduced to, for example, 1.0 kPa.
  • silicon carbide source material 53 starts to sublimate, and the sublimated silicon carbide gas is recrystallized on growth surface 51 of seed substrate 50 .
  • silicon carbide crystal 110 begins to grow as a single crystal. While silicon carbide crystal 110 is growing, the pressure in crucible 30 is maintained, for example, at approximately 0.1 kPa or more and 3 kPa or less.
  • silicon carbide crystal 110 continues to grow on growth surface 51 of seed substrate 50 from second time T2 to third time T3. From second time point T2 to third time point T3, the temperature of silicon carbide crystal 110 is substantially maintained at second temperature C2.
  • the temperature of silicon carbide crystal 110 is the temperature of the portion of silicon carbide crystal 110 in contact with growth surface 51 of seed substrate 50 .
  • silicon carbide crystal 110 is grown on seed substrate 50 by sublimating silicon carbide source material 53 .
  • the temperature of silicon carbide crystal 110 is, for example, 2100° C. or more and 2300° C. or less. Although the temperature of silicon carbide crystal 110 is not particularly limited, it may be, for example, 2125° C. or higher or 2150° C. or higher. Although the temperature of silicon carbide crystal 110 is not particularly limited, it may be, for example, 2250° C. or lower or 2275° C. or lower.
  • FIG. 11 is a flowchart schematically showing the cooling step of the method for manufacturing silicon carbide substrate 100 according to the present embodiment.
  • the cooling step (S30) mainly includes a first cooling step (S31), a second cooling step (S32), and a third cooling step (S33).
  • the first cooling step (S31) is performed. As shown in FIG. 10, in the first cooling step (S31), silicon carbide crystal 110 is cooled from second temperature C2 to third temperature C3 from third time point T3 to fourth time point T4.
  • the third temperature C3 is 1600° C., for example.
  • the second cooling step (S32) is performed. As shown in FIG. 10, in the second cooling step (S32), silicon carbide crystal 110 is cooled from third temperature C3 to fourth temperature C4 from fourth time point T4 to fifth time point T5.
  • the fourth temperature C4 is 1400° C., for example.
  • the cooling rate of silicon carbide crystal 110 in the temperature range of 1400° C. or more and 1600° C. or less is 23° C./min or more and 36° C./min or less.
  • the cooling rate of silicon carbide crystal 110 in the second cooling step (S32) is 23° C./min or more and 36° C./min or less.
  • the cooling rate of silicon carbide crystal 110 in the second cooling step (S32) is a value obtained by dividing the temperature obtained by subtracting the fourth temperature C4 from the third temperature C3 by the time from the fourth time point T4 to the fifth time point T5. .
  • a cooling rate of silicon carbide crystal 110 in the second cooling step (S32) is not particularly limited, but may be, for example, 25° C./min or more, or may be 27° C./min or more.
  • the cooling rate of silicon carbide crystal 110 in second cooling step (S32) is not particularly limited, but may be, for example, 34° C./min or less, or may be 32° C./min or less.
  • the third cooling step (S33) is performed. As shown in FIG. 10, in the third cooling step (S33), silicon carbide crystal 110 is cooled from fourth temperature C4 to fifth temperature C5 from fifth time point T5 to sixth time point T6.
  • the fifth temperature C5 is 1000° C., for example.
  • the cooling rate of silicon carbide crystal 110 in the temperature range of 1000° C. or more and less than 1400° C. may be less than 23° C./min.
  • the cooling rate of silicon carbide crystal 110 in the third cooling step (S33) is less than 23° C./min.
  • the cooling rate of silicon carbide crystal 110 in the third cooling step (S33) is a value obtained by dividing the temperature obtained by subtracting fifth temperature C5 from fourth temperature C4 by the time from fifth time T5 to sixth time T6. .
  • the cooling rate of silicon carbide crystal 110 in the third cooling step (S33) is not particularly limited, but may be, for example, 1°C/min or more, or may be 5°C/min or more.
  • a cooling rate of silicon carbide crystal 110 in the third cooling step (S33) is not particularly limited, but may be, for example, 20° C./min or less, 15° C./min or less, or 10° C./min. minutes or less.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the structure of silicon carbide crystal 110 after the cooling step. As shown in FIG. 12 , silicon carbide crystal 110 is formed below seed substrate 50 . The direction from seed substrate 50 toward silicon carbide source material 53 is the growth direction of silicon carbide crystal 110 .
  • FIG. 13 is an enlarged schematic diagram showing the configuration of region XIII in FIG.
  • void 10 is formed inside silicon carbide crystal 110 .
  • void 10 In a cross section parallel to the growth direction of silicon carbide crystal 110, void 10 has a triangular shape, for example.
  • the width of void 10 in the direction perpendicular to the growth direction of silicon carbide crystal 110 widens in the growth direction of silicon carbide crystal 110 . From another point of view, the width of void 10 in the direction perpendicular to the growth direction of silicon carbide crystal 110 increases from seed substrate 50 toward silicon carbide source material 53 .
  • silicon carbide crystal 110 is sliced. Specifically, silicon carbide crystal 110 is sliced along a plane perpendicular to the central axis of silicon carbide crystal 110 using, for example, a saw wire. Thereby, a plurality of silicon carbide substrates 100 are obtained (see FIG. 1).
  • Micropipe defects 20 involve threading screw dislocations. Therefore, by etching the vicinity of micropipe defect 20 with chlorine or the like, a pit having a unique shape is formed on the surface of silicon carbide substrate 100 . By calculating the number of pits per unit area, the areal density of micropipe defects 20 is calculated.
  • the inventor observed the surface of silicon carbide substrate 100 with an optical microscope after polishing silicon carbide substrate 100 .
  • a defect the defect is called a void 10
  • FIG. Further investigation revealed that the width of void 10 decreased from the front surface (first main surface 1) of silicon carbide substrate 100 toward the back surface (second main surface 2).
  • the depth of void 10 was equal to or greater than the width of void 10 on the surface (first main surface 1 ) and less than the thickness of silicon carbide substrate 100 .
  • the void 10 was not accompanied by threading screw dislocations. Therefore, it is considered that the voids 10 could not be detected by the etching method because the voids 10 were not expanded by etching with chlorine or the like.
  • the inventor has determined the position of the micropipe defect 20 on the surface of the silicon carbide substrate 100, the position of the void 10 on the surface, and the position (address) of the silicon carbide semiconductor device manufactured using the silicon carbide substrate 100. Upon detailed investigation of the relationship, it was confirmed that the address of the silicon carbide semiconductor device in which the failure occurred coincided with the position of silicon carbide substrate 100 where micropipe defect 20 or void 10 existed. That is, it was found that the void 10 newly discovered by the inventor is one of the causes of failure of the silicon carbide semiconductor device.
  • the inventor obtained the following knowledge and found a method for manufacturing the silicon carbide substrate 100 according to the present embodiment. Specifically, it was found that there is a strong correlation between the cooling rate in the cooling step of silicon carbide crystal 110 and the generation rate of voids 10 . In the step of cooling silicon carbide crystal 110 , it is considered that voids 10 are generated in silicon carbide crystal 110 by supersaturation of vacancies present in silicon carbide crystal 110 and precipitation of crystal defects.
  • the inventor came up with the idea of suppressing the generation of voids 10 by suppressing supersaturation of vacancies by increasing the cooling rate of silicon carbide crystal 110 .
  • the cooling rate of silicon carbide crystal 110 in the temperature range of 1400° C. or higher and 1600° C. or lower. is 23° C./min or more and 36° C./min or less.
  • the temperature of seed substrate 50 is 2100° C. in the step of growing silicon carbide crystal 110 on seed substrate 50 by sublimating silicon carbide source material 53 . It may be above 2300° C. or below.
  • the concentration of vacancies formed in silicon carbide crystal 110 increases as the temperature increases. It is considered that when the concentration of vacancies is high, the surface density of voids 10 caused by the vacancies increases. Therefore, by setting the temperature of seed substrate 50 to 2300° C. or less, it is possible to suppress an increase in surface density of voids 10 generated in silicon carbide crystal 110 formed on seed substrate 50 . Further, by setting the temperature of seed substrate 50 to 2100° C. or higher, deterioration of the quality of silicon carbide crystal 110 grown on seed substrate 50 can be suppressed.
  • silicon carbide crystal 110 in the step of cooling silicon carbide crystal 110, silicon carbide crystal 110 is cooled in a temperature range of 1000° C. or more and less than 1400° C.
  • the rate may be less than 23°C/min.
  • the surface density of voids 10 is 0.7/cm 2 or less. Therefore, the yield of silicon carbide semiconductor devices manufactured using silicon carbide substrate 100 according to the present embodiment can be improved.
  • Example 1 (Sample preparation) In Example 1, the group (first group) in which the growth temperature (second temperature C2) in the growth step (S20) is 2150° C. and the group (second group) in which the growth temperature (second temperature C2) is 2300° C. Silicon carbide crystal 110 was manufactured under the conditions of . Each group of silicon carbide crystals 110 was manufactured using the temperature profile shown in FIG. The first temperature C1 was set to 1100°C. The third temperature C3 was set to 1600°C. The fourth temperature C4 was set to 1400°C. The fifth temperature C5 was set to 1000°C.
  • the cooling rate in the second cooling step (S32) was changed between 2°C/minute and 33°C/minute.
  • the cooling rate in the second cooling step (S32) was varied between 3°C/min and 48°C/min.
  • silicon carbide substrates 100 were obtained from silicon carbide crystals 110 cooled at different cooling rates.
  • the surface density of voids 10 was measured in all silicon carbide substrates 100 .
  • the number of voids 10 was measured in first main surface 1 of silicon carbide substrate 100 .
  • Identification of voids 10 was performed using an optical microscope.
  • a bottomed hole having a width of 10 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less when viewed in a direction perpendicular to the first main surface 1 and whose width decreases from the first main surface 1 toward the second main surface 2 was specified as the void 10. .
  • a value obtained by dividing the number of voids 10 in the first main surface 1 by the area of the first main surface 1 was taken as the area density of the voids 10 .
  • FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the areal density of voids 10 and the cooling rate of silicon carbide crystal 110 .
  • the areal density of voids 10 in silicon carbide substrate 100 manufactured at a low growth temperature (2150° C.) is higher than that at a high growth temperature ( 2300° C.) was confirmed to be lower than the areal density of voids 10 in silicon carbide substrate 100 manufactured at 2300° C.).
  • the surface density of voids 10 in silicon carbide substrate 100 manufactured at a high cooling rate is higher than the surface density of voids 10 in silicon carbide substrate 100 manufactured at a low cooling rate. It was confirmed to be lower than the density. From the above results, it was confirmed that the areal density of the voids 10 can be reduced by increasing the cooling rate in the second cooling step. Specifically, when the growth temperature is 2300° C., the surface density of voids 10 in silicon carbide substrate 100 is 0.7/cm 2 or less by setting the cooling rate in the second cooling step to 23° C./min or more. I was able to
  • cracks were confirmed in silicon carbide crystal 110 manufactured at a cooling rate of 40° C./min or higher in the second cooling step.
  • a crack is an elongated crack with a length of 100 ⁇ m or more.
  • Example 2 (Sample preparation) In Example 2, the silicon carbide substrate 100 of the group (third group) in which the surface density of the micropipe defects 20 is 0/cm 2 and the group in which the surface density of the micropipe defects 20 is 0.3/cm 2 (fourth group) of silicon carbide substrates 100 and a group (fifth group) of silicon carbide substrates 100 having an areal density of micropipe defects 20 of 0.8/cm 2 ;
  • silicon carbide substrates 100 of the third group the areal density of voids 10 was varied between 0.2/cm 2 and 2.0/cm 2 .
  • the areal density of voids 10 was varied between 0.3/cm 2 and 1.8/cm 2 .
  • silicon carbide substrates 100 of the fifth group the areal density of voids 10 was varied between 0.2/cm 2 and 1.6/cm 2 .
  • Silicon carbide epitaxial layers were formed on the silicon carbide substrates 100 of each group to fabricate devices.
  • the device was a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the device yield and the areal density of the voids 10. As shown in FIG. As shown in FIG. 15 , comparing silicon carbide substrates 100 having the same areal density of micropipe defects 20 , the yield of devices manufactured using silicon carbide substrates 100 having a low areal density of voids 10 is lower than that of voids 10 . It was confirmed that the yield was higher than that of devices manufactured using silicon carbide substrate 100 having a high surface density.
  • the yield of devices manufactured using silicon carbide substrates 100 having a low areal density of micropipe defects 20 is lower than that of silicon carbide having a high areal density of micropipe defects 20. It was confirmed that the yield of devices manufactured using the substrate 100 was higher.
  • the areal density of micropipe defects 20 should be 0.3/cm 2 or less, and the areal density of voids 10 should be 0.7/cm 2 or less. was confirmed to be desirable.

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Abstract

炭化珪素基板は、第１主面と、第１主面の反対にある第２主面とを有している。炭化珪素基板には、ボイドが存在している。第１主面におけるボイドの面密度は、０．７個／ｃｍ２以下である。第１主面に垂直な方向に見て、ボイドの幅は、１０μｍ以上８０μｍ以下である。第１主面に垂直な断面において、第１主面に対して平行な方向に見て、ボイドの幅は、第１主面から第２主面に向かうにつれて小さくなる。第１主面に対して平行な方向に見て、ボイドの深さは、第１主面におけるボイドの幅以上であり、かつ、炭化珪素基板の厚み未満である。第１主面は、シリコン面またはシリコン面に対してオフ方向に傾斜した面である。

Description

炭化珪素基板および炭化珪素基板の製造方法
　本開示は、炭化珪素基板および炭化珪素基板の製造方法に関する。本出願は、２０２１年１１月１日に出願した日本特許出願である特願２０２１－１７８５１０号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。
　特表２０１０－５１４６４８号公報（特許文献１）には、マイクロパイプ欠陥を全く含まない炭化珪素結晶の製造方法が記載されている。
特表２０１０－５１４６４８号公報
　本開示に係る炭化珪素基板は、第１主面と、第１主面の反対にある第２主面とを備えている。炭化珪素基板には、ボイドが存在している。第１主面におけるボイドの面密度は、０．７個／ｃｍ２以下である。第１主面に垂直な方向に見て、ボイドの幅は、１０μｍ以上８０μｍ以下である。第１主面に垂直な断面において、第１主面に対して平行な方向に見て、ボイドの幅は、第１主面から第２主面に向かうにつれて小さくなる。第１主面に対して平行な方向に見て、ボイドの深さは、第１主面におけるボイドの幅以上であり、かつ、炭化珪素基板の厚み未満である。第１主面は、シリコン面またはシリコン面に対してオフ方向に傾斜した面である。
　本開示に係る炭化珪素基板の製造方法は以下の工程を備えている。炭化珪素原料と種基板とが準備される。炭化珪素原料を昇華することにより種基板上に炭化珪素結晶を成長させる。炭化珪素結晶を成長させる工程後、炭化珪素結晶を冷却する。炭化珪素結晶を冷却する工程において、炭化珪素結晶の温度が１４００℃以上１６００℃以下の温度域における炭化珪素結晶の冷却速度は、２３℃／分以上３６℃／分以下である。
図１は、本実施形態に係る炭化珪素基板の構成を示す平面模式図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面模式図である。 図３は、図１の領域ＩＩＩの拡大平面図である。 図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面模式図である。 図５は、図１の領域Ｖの拡大平面図である。 図６は、図１の領域ＶＩの拡大平面図である。 図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面模式図である。 図８は、本実施形態に係る炭化珪素結晶の製造装置の構成を示す一部断面模式図である。 図９は、本実施形態に係る炭化珪素基板の製造方法を概略的に示すフロー図である。 図１０は、温度と時間との関係を示す模式図である。 図１１は、本実施形態に係る炭化珪素基板の製造方法の冷却工程を概略的に示すフロー図である。 図１２は、冷却工程後における炭化珪素結晶の構成を示す断面模式図である。 図１３は、図１２の領域ＸＩＩＩの構成を示す拡大模式図である。 図１４は、ボイドの面密度と炭化珪素結晶の冷却速度との関係を示す図である。 図１５は、デバイスの歩留まりとボイドの面密度との関係を示す図である。
[本開示が解決しようとする課題]
　本開示の目的は、クラックの発生を抑制しつつ、ボイドの面密度を低減可能な炭化珪素基板および炭化珪素基板の製造方法を提供することである。
[本開示の効果]
　本開示によれば、クラックの発生を抑制しつつ、ボイドの面密度を低減可能な炭化珪素基板および炭化珪素基板の製造方法を提供することができる。
［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施形態を列記して説明する。
　（１）本開示に係る炭化珪素基板１００は、第１主面１と、第１主面１の反対にある第２主面２とを備えている。炭化珪素基板１００には、ボイド１０が存在している。第１主面１におけるボイド１０の面密度は、０．７個／ｃｍ２以下である。第１主面１に垂直な方向に見て、ボイド１０の幅は、１０μｍ以上８０μｍ以下である。第１主面１に対して平行な方向に見て、ボイド１０の幅は、第１主面１から第２主面２に向かうにつれて小さくなる。第１主面１に垂直な断面において、第１主面１に対して平行な方向に見て、ボイド１０の深さは、第１主面１におけるボイド１０の幅以上であり、かつ、炭化珪素基板１００の厚み未満である。第１主面１は、シリコン面またはシリコン面に対してオフ方向に傾斜した面である。
　（２）上記（１）に係る炭化珪素基板１００において、第１主面１におけるボイド１０の面密度は、０．２個／ｃｍ２以上であってもよい。
　（３）上記（１）または（２）に係る炭化珪素基板１００において、炭化珪素基板１００には、マイクロパイプ欠陥２０が存在していてもよい。第１主面１におけるマイクロパイプ欠陥２０の面密度は、０．３個／ｃｍ２以下であってもよい。
　（４）上記（１）から（３）のいずれかに係る炭化珪素基板１００において、第１主面１の直径は、１５０ｍｍ以上であってもよい。
　（５）上記（１）から（４）のいずれかに係る炭化珪素基板１００において、シリコン面に対してオフ方向に傾斜した面のオフ角度は、８°以下であってもよい。
　（６）本開示に係る炭化珪素基板１００の製造方法は以下の工程を備えている。炭化珪素原料５３と種基板５０とが準備される。炭化珪素原料５３を昇華することにより種基板５０上に炭化珪素結晶１１０を成長させる。炭化珪素結晶１１０を成長させる工程後、炭化珪素結晶１１０を冷却する。炭化珪素結晶１１０を冷却する工程において、炭化珪素結晶１１０の温度が１４００℃以上１６００℃以下の温度域における炭化珪素結晶１１０の冷却速度は、２３℃／分以上３６℃／分以下である。
　（７）上記（６）に係る炭化珪素基板１００の製造方法によれば、炭化珪素原料５３を昇華することにより種基板５０上に炭化珪素結晶１１０を成長させる工程において、炭化珪素結晶１１０の温度は、２１００℃以上２３００℃以下であってもよい。
　（８）上記（６）または（７）に係る炭化珪素基板１００の製造方法によれば、炭化珪素結晶１１０を冷却する工程において、炭化珪素結晶１１０の温度が１０００℃以上１４００℃未満の温度域における炭化珪素結晶１１０の冷却速度は、２３℃／分未満であってもよい。
［本開示の実施形態の詳細］
　以下、図面に基づいて、本開示の実施形態の詳細について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。本明細書中の結晶学的記載においては、個別方位を［］、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示している。また、負の指数については、結晶学上、”－”（バー）を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。
　まず、本実施形態に係る炭化珪素基板１００の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る炭化珪素基板１００の構成を示す平面模式図である。
　図１に示されるように、本実施形態に係る炭化珪素基板１００は、第１主面１と、外周側面９とを有している。第１主面１は、第１方向１０１および第２方向１０２の各々に沿って拡がっている。第１方向１０１は、特に限定されないが、たとえば＜１１－２０＞方向である。第２方向１０２は、特に限定されないが、たとえば＜１－１００＞方向である。オフ方向は、たとえば第１方向１０１である。炭化珪素基板１００は、たとえば六方晶炭化珪素により構成されている。六方晶炭化珪素のポリタイプは、たとえば４Ｈである。炭化珪素基板１００は、たとえば窒素などのｎ型不純物を含んでいる。
　第１主面１は、シリコン面またはシリコン面に対してオフ方向に傾斜した面である。言い換えれば、第１主面１は、（０００１）面または（０００１）面に対してオフ方向に傾斜した面である。同様に、第２主面２（図２参照）は、カーボン面またはカーボン面に対してオフ方向に傾斜した面である。言い換えれば、第２主面２は、（０００－１）面または（０００－１）面に対してオフ方向に傾斜した面である。
　図１に示されるように、外周側面９は、オリエンテーションフラット部７と、円弧状部８とを有している。円弧状部８は、オリエンテーションフラット部７に連なっている。図１に示されるように、第１主面１に垂直な方向から見て、オリエンテーションフラット部７は、第１方向１０１に沿って延在している。
　第１主面１の直径Ｗ１は、たとえば１５０ｍｍである。直径Ｗ１は、１５０ｍｍ以上でもよいし、２００ｍｍ以上でもよい。直径Ｗ１は、特に限定されないが、たとえば３００ｍｍ以下であってもよい。第１主面１に垂直な方向に見て、直径Ｗ１は、外周側面９上の異なる２点間の最長直線距離である。
　図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面模式図である。図２に示される断面は、第１主面１に垂直であり、かつ第１方向１０１に平行である。図２に示されるように、本実施形態に係る炭化珪素基板１００は、第２主面２を有している。第２主面２は、第１主面１の反対にある。炭化珪素基板１００の厚みＥ１は、たとえば３００μｍ以上７００μｍ以下である。第３方向１０３は、第１方向１０１および第２方向１０２の各々に垂直な方向である。炭化珪素基板１００の厚み方向は、第３方向１０３と同じである。
　第１主面１がシリコン面に対してオフ方向に傾斜している場合、シリコン面に対してオフ方向に傾斜した面のオフ角度θは、８°以下であってもよい。オフ角度θは、特に限定されないが、たとえば６°以下であってもよいし、４°以下であってもよい。オフ角度θは、特に限定されないが、たとえば１°以上であってもよいし、２°以上であってもよい。シリコン面に対してオフ方向に傾斜した面のオフ方向は、特に限定されないが、たとえば＜１１－２０＞方向である。
　図３は、図１の領域ＩＩＩの拡大平面図である。本実施形態に係る炭化珪素基板１００には、１個以上のボイド１０が存在している。図３に示されるように、第１主面１に垂直な方向に見て、ボイド１０の開口部１１の形状は、特に限定されないが、たとえば六角形である。ボイド１０の開口部１１の形状は、六角形以外の形状であってもよい。ボイド１０は、貫通螺旋転位を伴わない。別の観点から言えば、ボイド１０は、貫通螺旋転位に連なっていない。
　第１主面１に垂直な方向に見て、ボイド１０の幅（第１幅Ａ１）は、１０μｍ以上８０μｍ以下である。ボイド１０の幅は、ボイド１０の開口部１１における任意の２点間における幅の最大値である。ボイド１０の幅は、たとえばオフ方向に沿った幅であってもよい。第１幅Ａ１の値は、特に限定されないが、たとえば２０μｍ以上であってもよいし、３０μｍ以上であってもよい。第１幅Ａ１の値は、特に限定されないが、たとえば７０μｍ以下であってもよいし、６０μｍ以下であってもよい。
　本実施形態に係る炭化珪素基板１００によれば、第１主面１におけるボイド１０の面密度は、０．７個／ｃｍ２以下である。ボイド１０の面密度は、特に限定されないが、たとえば０．６個／ｃｍ２以下であってもよいし、０．５個／ｃｍ２以下であってもよい。ボイド１０の面密度は、たとえば０．２個／ｃｍ２以上である。ボイド１０の面密度は、特に限定されないが、たとえば０．２５個／ｃｍ２以上であってもよいし、０．３個／ｃｍ２以上であってもよい。
　図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面模式図である。図４に示される断面は、第１主面１に垂直であり、かつ第１方向１０１に平行である。図４に示されるように、第１主面１に対して平行な方向に見て、ボイド１０の幅（第１幅Ａ１）は、第１主面１から第２主面２に向かうにつれて小さくなる。ボイド１０は、開口部１１と、第１側面部１２と、底部１３とを有している。開口部１１は、第１主面１に位置している。底部１３は、第１主面１と第２主面２との間に位置している。第１側面部１２は、開口部１１と底部１３との間に位置している。第１主面１に対して平行な方向に見て、第１側面部１２は、直線状であってもよい。
　図４に示されるように、第１主面１に対して平行な方向に見て、ボイド１０の形状は、たとえば三角形である。三角形の底辺が開口部１１に位置している。三角形の頂点は、ボイド１０の底部１３に対応する。三角形の底辺に垂直な方向は、炭化珪素基板１００の厚み方向である。三角形は、たとえば二等辺三角形である。開口部１１の幅は、第１幅Ａ１に対応する。第１側面部１２は、第３方向１０３（図２参照）に対して傾斜している。三次元的には、ボイド１０は、六角錐であってもよい。
　図４に示されるように、第１主面１に対して平行な方向に見て、ボイド１０の深さ（第１深さＢ１）は、第１主面１におけるボイド１０の幅（第１幅Ａ１）以上である。言い換えれば、第１深さＢ１は、第１幅Ａ１と同じであってもよいし、第１幅Ａ１よりも大きくてもよい。ボイド１０の深さは、特に限定されないが、たとえばボイド１０の幅の３倍以下であってもよいし、２倍以下であってもよい。
　ボイド１０の深さは、炭化珪素基板１００の厚み未満である。言い換えれば、ボイド１０は、炭化珪素基板１００を貫通していない。ボイド１０は、第１主面１にのみ露出し、かつ第２主面２には露出していない。別の態様として、ボイド１０は、第２主面２にのみ露出し、かつ第１主面１には露出していなくてもよい。この場合、ボイド１０の開口部１１は第２主面２に位置する。
　図５は、図１の領域Ｖの拡大平面図である。図３に示されるように、第１主面１に垂直な方向に見て、ボイド１０の開口部１１の形状は、たとえば円形であってもよい。三次元的には、ボイド１０は、円錐であってもよい。図５に示されるボイド１０の断面形状は、図４に示される形状と同様である。ボイド１０の開口部１１の形状は、特に限定されないが、たとえば、楕円形であってもよいし、六角形以外の多角形であってもよい。
　図６は、図１の領域ＶＩの拡大平面図である。本実施形態に係る炭化珪素基板１００には、１個以上のマイクロパイプ欠陥２０が存在していてもよい。図６に示されるように、第１主面１に垂直な方向に見て、マイクロパイプ欠陥２０の形状は、たとえば六角形である。マイクロパイプ欠陥２０は、貫通螺旋転位を伴う。
　第１主面１に垂直な方向に見て、マイクロパイプ欠陥２０の幅（第２幅Ａ２）は、たとえば１μｍ以上８μｍ以下である。マイクロパイプ欠陥２０の幅は、マイクロパイプ欠陥２０の第１開口部２１における任意の２点間における幅の最大値である。マイクロパイプ欠陥２０の幅は、たとえばオフ方向に沿った幅であってもよい。ボイド１０の幅（第１幅Ａ１）は、マイクロパイプ欠陥２０の幅（第２幅Ａ２）の５倍以上であってもよいし、第２幅Ａ２の１０倍以上であってもよい。
　本実施形態に係る炭化珪素基板１００によれば、第１主面１におけるマイクロパイプ欠陥２０の面密度は、たとえば０．３個／ｃｍ２以下である。マイクロパイプ欠陥２０の面密度は、特に限定されないが、たとえば０．２５個／ｃｍ２以下であってもよいし、たとえば０．２個／ｃｍ２以下であってもよい。マイクロパイプ欠陥２０の面密度は、特に限定されないが、たとえば０．０１個／ｃｍ２以上であってもよいし、たとえば０．０５個／ｃｍ２以上であってもよい。
　図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面模式図である。図７に示される断面は、第１主面１に垂直であり、かつ第１方向１０１に平行である。図７に示されるように、マイクロパイプ欠陥２０は、炭化珪素基板１００を貫通している。マイクロパイプ欠陥２０は、第１主面１および第２主面２の各々に開口している。
　マイクロパイプ欠陥２０は、第１開口部２１と、第２側面部２２と、第２開口部２３とを有している。第１開口部２１は、第１主面１に位置している。第２開口部２３は、第２主面２に位置している。第２側面部２２は、第１開口部２１と第２開口部２３との間に位置している。第１主面１に対して平行な方向に見て、第２側面部２２は、第１主面１に対して実質的に垂直な方向に延びている。
　図７に示されるように、第１主面１に垂直な方向におけるマイクロパイプ欠陥２０の長さ（第２長さＢ２）は、炭化珪素基板１００の厚みＥ１と実質的に同じである。第２長さＢ２は、第２幅Ａ２よりも大きい。第２長さＢ２は、第２幅Ａ２の２５倍以上であってもよいし、第２幅Ａ２の５０倍以上であってもよい。
　次に、本実施形態に係る炭化珪素結晶の製造装置の構成について説明する。
　図８は、本実施形態に係る炭化珪素結晶の製造装置の構成を示す一部断面模式図である。図８に示されるように、炭化珪素結晶の製造装置２００は、坩堝３０と、第１抵抗ヒータ４１と、第２抵抗ヒータ４２と、第３抵抗ヒータ４３とを主に有している。坩堝３０は、原料収容部３２と、蓋部３１とを有している。蓋部３１は、原料収容部３２上に配置される。
　第１抵抗ヒータ４１は、蓋部３１の上方に配置されている。第２抵抗ヒータ４２は、原料収容部３２の外周を取り囲むように配置されている。第３抵抗ヒータ４３は、原料収容部３２の底面の下方に配置されている。第１抵抗ヒータ４１と、第２抵抗ヒータ４２と、第３抵抗ヒータ４３とに対して電力が印加されることにより、坩堝３０が加熱される。
　次に、本実施形態に係る炭化珪素基板１００の製造方法について説明する。
　図８に示されるように、炭化珪素原料５３が原料収容部３２に配置される。炭化珪素原料５３は、たとえば多結晶炭化珪素の粉末である。種基板５０は、たとえば接着剤（図示せず）を用いて蓋部３１に固定される。種基板５０は、成長面５１と、取付面５２とを有している。取付面５２は、成長面５１の反対にある。成長面５１は、炭化珪素原料５３に対向する。取付面５２は、蓋部３１に対向する。種基板５０の成長面５１は、炭化珪素原料５３の表面に対向するように配置される。
　種基板５０は、たとえばポリタイプが４Ｈである六方晶炭化珪素基板である。成長面５１の直径は、たとえば１５０ｍｍである。成長面５１の直径は、１５０ｍｍ以上であってもよい。成長面５１は、たとえば｛０００１｝面または｛０００１｝面に対して８°以下程度のオフ角だけ傾斜した面である。以上のように、種基板５０と炭化珪素原料５３とが準備される。
　図９は、本実施形態に係る炭化珪素基板１００の製造方法を概略的に示すフロー図である。図９に示されるように、本実施形態に係る炭化珪素基板１００の製造方法は、昇温工程（Ｓ１０）と、成長工程（Ｓ２０）と、冷却工程（Ｓ３０）とを主に有している。
　図１０は、温度と時間との関係を示す模式図である。図１０において、縦軸は温度を示し、横軸は時間を示している。図１０に示されるように、昇温工程（Ｓ１０）において、第１時点Ｔ１から第２時点Ｔ２にかけて、坩堝３０の内部において、種基板５０の成長面５１の温度が第１温度Ｃ１から第２温度Ｃ２まで上昇する。第１温度Ｃ１は、たとえば１１００℃である。第２温度Ｃ２は、たとえば２２００℃である。昇温工程（Ｓ１０）においては、坩堝３０に配置されている種基板５０および炭化珪素原料５３の温度が上昇している間、坩堝３０内の雰囲気ガスの圧力はたとえば８０ｋＰａ程度に維持される。雰囲気ガスは、たとえばアルゴンガス、ヘリウムガスまたは窒素ガスなどの不活性ガスを含んでいる。
　次に、成長工程（Ｓ２０）が実施される。種基板５０の成長面５１の温度が炭化珪素原料５３の温度よりも低い状態で、坩堝３０内の圧力が低減される。坩堝３０内の雰囲気ガスの圧力が、たとえば１．０ｋＰａまで減圧される。これにより、炭化珪素原料５３が昇華を開始し、昇華した炭化珪素ガスが種基板５０の成長面５１において再結晶化する。種基板５０の成長面５１上において、炭化珪素結晶１１０が単結晶成長し始める。炭化珪素結晶１１０が成長している間、坩堝３０内の圧力は、たとえば０．１ｋＰａ以上３ｋＰａ以下程度に維持される。
　具体的には、第２時点Ｔ２から第３時点Ｔ３までの間、種基板５０の成長面５１上に炭化珪素結晶１１０が成長し続ける。第２時点Ｔ２から第３時点Ｔ３までの間、炭化珪素結晶１１０の温度は、実質的に第２温度Ｃ２で維持される。炭化珪素結晶１１０の温度は、種基板５０の成長面５１に接する炭化珪素結晶１１０の部分の温度とする。以上のように、炭化珪素原料５３を昇華することにより種基板５０上に炭化珪素結晶１１０を成長させる。成長工程（Ｓ２０）において、炭化珪素結晶１１０の温度は、たとえば２１００℃以上２３００℃以下である。炭化珪素結晶１１０の温度は、特に限定されないが、たとえば２１２５℃以上であってもよいし、２１５０℃以上であってもよい。炭化珪素結晶１１０の温度は、特に限定されないが、たとえば２２５０℃以下であってもよいし、２２７５℃以下であってもよい。
　次に、冷却工程（Ｓ３０）が実施される。種基板５０上に炭化珪素結晶１１０を成長させた後、炭化珪素結晶１１０が冷却される。図１１は、本実施形態に係る炭化珪素基板１００の製造方法の冷却工程を概略的に示すフロー図である。図１１に示されるように、冷却工程（Ｓ３０）は、第１冷却工程（Ｓ３１）と、第２冷却工程（Ｓ３２）と、第３冷却工程（Ｓ３３）とを主に有している。
　まず、第１冷却工程（Ｓ３１）が実施される。図１０に示されるように、第１冷却工程（Ｓ３１）において、第３時点Ｔ３から第４時点Ｔ４にかけて炭化珪素結晶１１０が第２温度Ｃ２から第３温度Ｃ３まで冷却される。第３温度Ｃ３は、たとえば１６００℃である。
　次に、第２冷却工程（Ｓ３２）が実施される。図１０に示されるように、第２冷却工程（Ｓ３２）において、第４時点Ｔ４から第５時点Ｔ５にかけて炭化珪素結晶１１０が第３温度Ｃ３から第４温度Ｃ４まで冷却される。第４温度Ｃ４は、たとえば１４００℃である。
　炭化珪素結晶１１０の温度が１４００℃以上１６００℃以下の温度域における炭化珪素結晶１１０の冷却速度は、２３℃／分以上３６℃／分以下である。言い換えれば、第２冷却工程（Ｓ３２）における炭化珪素結晶１１０の冷却速度は、２３℃／分以上３６℃／分以下である。第２冷却工程（Ｓ３２）における炭化珪素結晶１１０の冷却速度は、第３温度Ｃ３から第４温度Ｃ４を差し引いた温度を、第４時点Ｔ４から第５時点Ｔ５までの時間で割った値とする。
　第２冷却工程（Ｓ３２）における炭化珪素結晶１１０の冷却速度は、特に限定されないが、たとえば２５℃／分以上であってもよいし、２７℃／分以上であってもよい。第２冷却工程（Ｓ３２）における炭化珪素結晶１１０の冷却速度は、特に限定されないが、たとえば３４℃／分以下であってもよいし、３２℃／分以下であってもよい。
　次に、第３冷却工程（Ｓ３３）が実施される。図１０に示されるように、第３冷却工程（Ｓ３３）において、第５時点Ｔ５から第６時点Ｔ６にかけて炭化珪素結晶１１０が第４温度Ｃ４から第５温度Ｃ５まで冷却される。第５温度Ｃ５は、たとえば１０００℃である。
　炭化珪素結晶１１０の温度が１０００℃以上１４００℃未満の温度域における炭化珪素結晶１１０の冷却速度は、２３℃／分未満であってもよい。言い換えれば、第３冷却工程（Ｓ３３）における炭化珪素結晶１１０の冷却速度は、２３℃／分未満である。第３冷却工程（Ｓ３３）における炭化珪素結晶１１０の冷却速度は、第４温度Ｃ４から第５温度Ｃ５を差し引いた温度を、第５時点Ｔ５から第６時点Ｔ６までの時間で割った値とする。
　第３冷却工程（Ｓ３３）における炭化珪素結晶１１０の冷却速度は、特に限定されないが、たとえば１℃／分以上であってもよいし、５℃／分以上であってもよい。第３冷却工程（Ｓ３３）における炭化珪素結晶１１０の冷却速度は、特に限定されないが、たとえば２０℃／分以下であってもよいし、１５℃／分以下であってもよいし、１０℃／分以下であってもよい。
　図１２は、冷却工程後における炭化珪素結晶１１０の構成を示す断面模式図である。図１２に示されるように、炭化珪素結晶１１０は、種基板５０の下方に形成される。種基板５０から炭化珪素原料５３に向かう方向は、炭化珪素結晶１１０の成長方向である。
　図１３は、図１２の領域ＸＩＩＩの構成を示す拡大模式図である。図１３に示されるように、炭化珪素結晶１１０の内部においてボイド１０が形成されている。炭化珪素結晶１１０の成長方向に平行な断面において、ボイド１０の形状は、たとえば三角形である。炭化珪素結晶１１０の成長方向に垂直な方向におけるボイド１０の幅は、炭化珪素結晶１１０の成長方向に向かって広がっている。別の観点から言えば、種基板５０から炭化珪素原料５３に向かうにつれて、炭化珪素結晶１１０の成長方向に垂直な方向におけるボイド１０の幅は広がっている。
　次に、炭化珪素結晶１１０がスライスされる。具体的には、たとえばソーワイヤーを用いて、炭化珪素結晶１１０の中心軸に垂直な平面に沿って、炭化珪素結晶１１０がスライスされる。これにより、複数の炭化珪素基板１００が得られる（図１参照）。
　次に、本実施形態に係る炭化珪素基板１００および炭化珪素基板１００の製造方法の作用効果について説明する。
　炭化珪素基板１００におけるマイクロパイプ欠陥２０の面密度を算出するために、エッチング法が一般的に用いられている。マイクロパイプ欠陥２０は、貫通螺旋転位を伴う。そのため、塩素等によってマイクロパイプ欠陥２０付近がエッチングされることにより、炭化珪素基板１００の表面において特有の形状を有するピットが形成される。単位面積当たりのピットの数を算出することにより、マイクロパイプ欠陥２０の面密度が算出される。
　通常、炭化珪素基板１００におけるマイクロパイプ欠陥２０の面密度が高い程、当該炭化珪素基板１００を用いて作製された炭化珪素半導体デバイスの不良率は高くなる。しかしながら、炭化珪素基板１００におけるマイクロパイプ欠陥２０の面密度が低い（たとえば、０．１個／ｃｍ2以下）場合であっても、炭化珪素半導体デバイスの不良率が高くなることがあった。
　発明者は、上記現象の原因について詳細に調査するため、炭化珪素基板１００を研磨した後、光学顕微鏡によって炭化珪素基板１００の表面の観察を行った。その結果、炭化珪素基板１００においてマイクロパイプ欠陥２０とは異なる新たな欠陥（当該欠陥をボイド１０と呼ぶ）が存在することを見出した。さらに調査を進めると、当該ボイド１０の幅は、炭化珪素基板１００の表面（第１主面１）から裏面（第２主面２）に向かうにつれて小さくなっていた。また当該ボイド１０の深さは、表面（第１主面１）におけるボイド１０の幅以上であり、かつ、炭化珪素基板１００の厚み未満であった。さらにボイド１０は、貫通螺旋転位が伴っていなかった。そのため、ボイド１０は、塩素等によるエッチングでは拡張しないため、エッチング法では検出できなかったと考えられる。
　発明者は、炭化珪素基板１００の表面におけるマイクロパイプ欠陥２０の位置と、当該表面におけるボイド１０の位置と、当該炭化珪素基板１００を用いて製造された炭化珪素半導体デバイスの位置（アドレス）との関係について詳しく調査したところ、不良が発生した炭化珪素半導体デバイスのアドレスは、マイクロパイプ欠陥２０またはボイド１０が存在していた炭化珪素基板１００の位置と一致することを確認した。つまり、発明者が新たに発見したボイド１０が、炭化珪素半導体デバイスの不良を引き起こす原因の一つであることが判明した。
　発明者は、ボイド１０が発生する原因について鋭意検討を行った結果、以下の知見を得て、本実施形態に係る炭化珪素基板１００の製造方法を見出した。具体的には、炭化珪素結晶１１０の冷却工程における冷却速度とボイド１０の発生率との間に強い相関関係があることが判明した。炭化珪素結晶１１０を冷却する工程において、炭化珪素結晶１１０に存在している空孔が過飽和となり結晶欠陥として析出することにより、炭化珪素結晶１１０にボイド１０が発生すると考えられる。
　発明者は、炭化珪素結晶１１０の冷却速度を高くすることにより、空孔が過飽和になることを抑制することにより、ボイド１０の発生を抑制することに着想した。一方、炭化珪素結晶１１０の冷却速度が高くなり過ぎると、炭化珪素結晶１１０における応力緩和が不十分となり、炭化珪素結晶１１０にクラックが発生することが判明した。
　本実施形態に係る炭化珪素基板１００の製造方法によれば、炭化珪素結晶１１０を冷却する工程において、炭化珪素結晶１１０の温度が１４００℃以上１６００℃以下の温度域における炭化珪素結晶１１０の冷却速度は、２３℃／分以上３６℃／分以下である。これにより、クラックの発生を抑制しつつ、ボイド１０の面密度を低減することができる。
　また本実施形態に係る炭化珪素基板１００の製造方法によれば、炭化珪素原料５３を昇華することにより種基板５０上に炭化珪素結晶１１０を成長させる工程において、種基板５０の温度は、２１００℃以上２３００℃以下であってもよい。炭化珪素結晶１１０に形成される空孔の濃度は、温度が高くなると高くなる。空孔の濃度が高いと、空孔に起因して発生するボイド１０の面密度が高くなると考えられる。そのため、種基板５０の温度を２３００℃以下とすることにより、種基板５０上に形成される炭化珪素結晶１１０に発生するボイド１０の面密度が高くなることを抑制することができる。また種基板５０の温度を２１００℃以上とすることにより、種基板５０上に成長する炭化珪素結晶１１０の品質が劣化することを抑制することができる。
　さらに本実施形態に係る炭化珪素基板１００の製造方法によれば、炭化珪素結晶１１０を冷却する工程において、炭化珪素結晶１１０の温度が１０００℃以上１４００℃未満の温度域における炭化珪素結晶１１０の冷却速度は、２３℃／分未満であってもよい。これにより、クラックの発生をさらに抑制することができる。
　さらに本実施形態に係る炭化珪素基板１００によれば、ボイド１０の面密度は、０．７個／ｃｍ２以下である。これにより、本実施形態に係る炭化珪素基板１００を用いて作製される炭化珪素半導体デバイスの歩留まりを向上することができる。
　（実施例１）
　（サンプル準備）
　実施例１においては、成長工程（Ｓ２０）における成長温度（第２温度Ｃ２）が２１５０℃のグループ（第１グループ）と、成長温度（第２温度Ｃ２）が２３００℃のグループ（第２グループ）との条件において、炭化珪素結晶１１０の製造を実施した。各グループの炭化珪素結晶１１０は、図１０に示される温度プロファイルを用いて製造された。第１温度Ｃ１は、１１００℃とした。第３温度Ｃ３は、１６００℃とした。第４温度Ｃ４は、１４００℃とした。第５温度Ｃ５は、１０００℃とした。
　第１グループにおいては、第２冷却工程（Ｓ３２）における冷却速度を、２℃／分から３３℃／分の間で変化させた。第２グループにおいては、第２冷却工程（Ｓ３２）における冷却速度を、３℃／分から４８℃／分の間で変化させた。炭化珪素結晶１１０の製造が完了した後、ソーワイヤーを用いて炭化珪素結晶１１０をスライスされることにより、複数の炭化珪素基板１００を切り出した。炭化珪素基板１００の第１主面１および第２主面２の各々に対して機械研磨を実施した。
　（測定方法）
　第１グループおよび第２グループの各々において、異なる冷却速度で冷却された炭化珪素結晶１１０から炭化珪素基板１００が得られた。全ての炭化珪素基板１００において、ボイド１０の面密度が測定された。具体的には、炭化珪素基板１００の第１主面１において、ボイド１０の数が測定された。ボイド１０の特定は、光学顕微鏡を用いて行われた。第１主面１に垂直な方向に見た場合の幅が１０μｍ以上８０μｍ以下であり、第１主面１から第２主面２に向かうにつれて幅が小さくなる有底穴をボイド１０として特定した。第１主面１におけるボイド１０の数を第１主面１の面積で除した値は、ボイド１０の面密度とした。
　（測定結果）
　図１４は、ボイド１０の面密度と炭化珪素結晶１１０の冷却速度との関係を示す図である。図１４に示されるように、同じ冷却速度で製造された炭化珪素基板１００を比較すると、低い成長温度（２１５０℃）で製造された炭化珪素基板１００におけるボイド１０の面密度は、高い成長温度（２３００℃）で製造された炭化珪素基板１００におけるボイド１０の面密度よりも低いことが確かめられた。
　同じ成長温度で製造された炭化珪素基板１００を比較すると、高い冷却速度で製造された炭化珪素基板１００におけるボイド１０の面密度は、低い冷却速度で製造された炭化珪素基板１００におけるボイド１０の面密度よりも低くなることが確かめられた。以上の結果より、第２冷却工程における冷却速度を高くすることにより、ボイド１０の面密度を低減可能であることが確かめられた。具体的には、成長温度が２３００℃の場合、第２冷却工程における冷却速度を２３℃／分以上とすることにより、炭化珪素基板１００におけるボイド１０の面密度を０．７個／ｃｍ2以下とすることができた。
　一方、第２冷却工程における冷却速度を４０℃／分以上として製造された炭化珪素結晶１１０においてはクラックの発生が確認された。クラックは、長さが１００μｍ以上である細長い割れのことである。以上の結果より、第２冷却工程における冷却速度を２３℃／分以上４０℃／分未満とすることにより、クラックの発生が抑制され、かつ、ボイド１０の面密度が低減された炭化珪素基板１００が得られることが確認された。
　（実施例２）
　（サンプル準備）
　実施例２においては、マイクロパイプ欠陥２０の面密度が０個／ｃｍ2のグループ（第３グループ）の炭化珪素基板１００と、マイクロパイプ欠陥２０の面密度が０．３個／ｃｍ2のグループ（第４グループ）の炭化珪素基板１００と、マイクロパイプ欠陥２０の面密度が０．８個／ｃｍ2のグループ（第５グループ）の炭化珪素基板１００とに分けて、デバイスの歩留まりとボイド１０の面密度との関係を調査した。
　第３グループの炭化珪素基板１００においては、ボイド１０の面密度を、０．２個／ｃｍ2から２．０個／ｃｍ2の間で変化させた。第４グループの炭化珪素基板１００においては、ボイド１０の面密度を、０．３個／ｃｍ2から１．８個／ｃｍ2の間で変化させた。第５グループの炭化珪素基板１００においては、ボイド１０の面密度を、０．２個／ｃｍ2から１．６個／ｃｍ2の間で変化させた。
　（測定方法）
　各グループの炭化珪素基板１００に炭化珪素エピタキシャル層を形成し、デバイスを作成した。デバイスは、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）とした。各グループの炭化珪素基板１００において、逆方向電圧特性が要求スペックを満たすデバイスの歩留まりが算出された。
　（測定結果）
　図１５は、デバイスの歩留まりとボイド１０の面密度との関係を示す図である。図１５に示されるように、マイクロパイプ欠陥２０の面密度が同じ炭化珪素基板１００を比較すると、ボイド１０の面密度が低い炭化珪素基板１００を用いて作製されたデバイスの歩留まりは、ボイド１０の面密度が高い炭化珪素基板１００を用いて作製されたデバイスの歩留まりよりも高いことが確かめられた。
　ボイド１０の面密度が同じ炭化珪素基板１００を比較すると、マイクロパイプ欠陥２０の面密度が低い炭化珪素基板１００を用いて作製されたデバイスの歩留まりは、マイクロパイプ欠陥２０の面密度が高い炭化珪素基板１００を用いて作製されたデバイスの歩留まりよりも高くなることが確かめられた。デバイスの歩留まりを９０％以上とするためには、マイクロパイプ欠陥２０の面密度を０．３個／ｃｍ2以下とし、かつ、ボイド１０の面密度を０．７個／ｃｍ2以下とすることが望ましいことが確認された。
　今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１　第１主面、２　第２主面、７　オリエンテーションフラット部、８　円弧状部、９　外周側面、１０　ボイド、１１　開口部、１２　第１側面部、１３　底部、２０　マイクロパイプ欠陥、２１　第１開口部、２２　第２側面部、２３　第２開口部、３０　坩堝、３１　蓋部、３２　原料収容部、４１　第１抵抗ヒータ、４２　第２抵抗ヒータ、４３　第３抵抗ヒータ、５０　種基板、５１　成長面、５２　取付面、５３　炭化珪素原料、１００　炭化珪素基板、１０１　第１方向、１０２　第２方向、１０３　第３方向、１１０　炭化珪素結晶、２００　製造装置、Ａ１　第１幅、Ａ２　第２幅、Ｂ１　第１深さ、Ｂ２　第２長さ、Ｃ１　第１温度、Ｃ２　第２温度、Ｃ３　第３温度、Ｃ４　第４温度、Ｃ５　第５温度、Ｅ１　厚み、Ｔ１　第１時点、Ｔ２　第２時点、Ｔ３　第３時点、Ｔ４　第４時点、Ｔ５　第５時点、Ｔ６　第６時点、Ｗ１　直径、θ　オフ角度。

Claims (8)

  1. 　第１主面と、前記第１主面の反対にある第２主面とを備えた炭化珪素基板であって、
    　前記炭化珪素基板には、ボイドが存在しており、
    　前記第１主面における前記ボイドの面密度は、０．７個／ｃｍ２以下であり、
    　前記第１主面に垂直な方向に見て、前記ボイドの幅は、１０μｍ以上８０μｍ以下であり、
    　前記第１主面に垂直な断面において、前記第１主面に対して平行な方向に見て、前記ボイドの幅は、前記第１主面から前記第２主面に向かうにつれて小さくなり、
    　前記第１主面に対して平行な方向に見て、前記ボイドの深さは、前記第１主面における前記ボイドの幅以上であり、かつ、前記炭化珪素基板の厚み未満であり、
    　前記第１主面は、シリコン面またはシリコン面に対してオフ方向に傾斜した面である、炭化珪素基板。
  2. 　前記第１主面における前記ボイドの面密度は、０．２個／ｃｍ２以上である、請求項１に記載の炭化珪素基板。
  3. 　前記炭化珪素基板には、マイクロパイプ欠陥が存在しており、
    　前記第１主面における前記マイクロパイプ欠陥の面密度は、０．３個／ｃｍ２以下である、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素基板。
  4. 　前記第１主面の直径は、１５０ｍｍ以上である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の炭化珪素基板。
  5. 　前記オフ方向に傾斜した面のオフ角度は、８°以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の炭化珪素基板。
  6. 　炭化珪素原料と種基板とを準備する工程と、
    　前記炭化珪素原料を昇華することにより前記種基板上に炭化珪素結晶を成長させる工程と、
    　前記炭化珪素結晶を成長させる工程後、前記炭化珪素結晶を冷却する工程と、を備え、
    　前記炭化珪素結晶を冷却する工程において、前記炭化珪素結晶の温度が１４００℃以上１６００℃以下の温度域における前記炭化珪素結晶の冷却速度は、２３℃／分以上３６℃／分以下である、炭化珪素基板の製造方法。
  7. 　前記炭化珪素原料を昇華することにより前記種基板上に炭化珪素結晶を成長させる工程において、前記炭化珪素結晶の温度は、２１００℃以上２３００℃以下である、請求項６に記載の炭化珪素基板の製造方法。
  8. 　前記炭化珪素結晶を冷却する工程において、前記炭化珪素結晶の温度が１０００℃以上１４００℃未満の温度域における前記炭化珪素結晶の冷却速度は、２３℃／分未満である、請求項６または請求項７に記載の炭化珪素基板の製造方法。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011190154A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Sumitomo Electric Ind Ltd 結晶の製造方法、結晶の製造装置および積層膜
JP2012510951A (ja) * 2008-12-08 2012-05-17 トゥー‐シックス・インコーポレイテッド 向上した軸勾配輸送（ａｇｔ）成長方法、及び抵抗加熱を利用した装置
JP2016064969A (ja) * 2014-09-24 2016-04-28 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2018043898A (ja) * 2016-09-13 2018-03-22 トヨタ自動車株式会社 ＳｉＣ単結晶の製造方法
JP2019528233A (ja) * 2016-08-31 2019-10-10 台州市一能科技有限公司 炭化ケイ素単結晶製造装置
WO2021215120A1 (ja) * 2020-04-22 2021-10-28 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶および炭化珪素単結晶の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012510951A (ja) * 2008-12-08 2012-05-17 トゥー‐シックス・インコーポレイテッド 向上した軸勾配輸送（ａｇｔ）成長方法、及び抵抗加熱を利用した装置
JP2011190154A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Sumitomo Electric Ind Ltd 結晶の製造方法、結晶の製造装置および積層膜
JP2016064969A (ja) * 2014-09-24 2016-04-28 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2019528233A (ja) * 2016-08-31 2019-10-10 台州市一能科技有限公司 炭化ケイ素単結晶製造装置
JP2018043898A (ja) * 2016-09-13 2018-03-22 トヨタ自動車株式会社 ＳｉＣ単結晶の製造方法
WO2021215120A1 (ja) * 2020-04-22 2021-10-28 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶および炭化珪素単結晶の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EDWARD K SANCHEZ, THOMAS KUHR, VOLKER D. HEYDEMANN, DAVID W. SNYDER, GREGORY S. ROHRER, AND MAREK SKOWRONSKI: "Formation of Thermal Decomposition Cavities in Physical Vapor Transport of Silicon Carbide", JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS, SPRINGER-VERLAG, 1 March 2000 (2000-03-01), pages 347 - 352, XP055210910, ISBN: 1543186X, [retrieved on 20150902], DOI: 10.1007/s11664-000-0075-7 *

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