JP6136772B2 - 炭化珪素単結晶の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、パワーＭＯＳＦＥＴ等の素材に利用することができる炭化珪素（以下、ＳｉＣという）単結晶の製造方法に関するものである。

従来、ＳｉＣ単結晶を種結晶上に成長させるＳｉＣ単結晶の製造方法として、例えば特許文献１に示す方法が提案されている。この製造方法では、昇華再結晶法によってＳｉＣ単結晶を成長させており、ｃ面成長において、｛０００１｝面に対して例えば１〜１５°のオフ角を持ったＳｉＣ単結晶からなる種結晶を用いてＳｉＣ単結晶を成長させている。具体的には、種結晶の表面を低密度螺旋転位領域と螺旋転位発生可能領域に分け、特に｛０００１｝面の上流側を螺旋転位発生可能領域として凸形状でＳｉＣ単結晶を成長させている。これにより、種結晶表面に成長するＳｉＣ単結晶のｃ面ファセット、つまり原子配列で段差（ステップ）のない面に螺旋転位を形成し、ステップ成長を促進することで異種多形の発生を抑制している。

このとき、種結晶のうち螺旋転位発生可能領域と対応する場所について、種結晶の表面を斜め研削したり、機械的に荒らすことで、螺旋転位発生可能領域が構成されるようにしている。

特開２００４−３２３３４８号公報

しかしながら、特許文献１には、種結晶の表面をどの程度斜め研削したり荒らしたりすれば良いか記載されておらず、螺旋転位の発生範囲を限定して、螺旋転位を定量的に制御することが難しい。

本発明は上記点に鑑みて、螺旋転位を形成してステップ成長を促進することで異種多形の発生を抑制しつつ、螺旋転位の発生範囲を限定して、螺旋転位を定量的に制御することが可能なＳｉＣ単結晶の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ｃ面｛０００１｝面に第１オフ角を有するＳｉＣ基板にて構成され、該ＳｉＣ基板の一部が螺旋転位発生可能領域（３ａ）となり、螺旋転位発生可能領域ではない部分が低密度螺旋転位領域（３ｂ）となった種結晶（３）を用意する工程と、種結晶の表面にＳｉＣの原料ガスを供給することにより、種結晶上にＳｉＣ単結晶（４）を成長させる工程と、を含むＳｉＣ単結晶の製造方法において、種結晶を用意する工程で、種結晶として、種結晶のオフ方向のうちＳｉＣ単結晶に形成されるｃ面ファセットと対応する側を上流側とし、オフ方向の上流側に、ＳｉＣ基板に対して第１オフ角よりも小さな第２オフ角となる底面を有するスリット（３ｄ）にて螺旋転位発生可能領域が構成され、かつ、スリットを該スリットの幅に対する深さの比であるアスペクト比を１以下として形成したものを用意することを特徴としている。

すなわち、底面が低オフ角となるスリットを形成することで螺旋転位発生可能領域を構成し、このスリットをＳｉＣ基板におけるオフ方向の上流側の一部、つまりｃ面ファセットと対応する位置に形成するようにしている。このように、スリットを限定的に形成することで、スリットの幅や密度に応じて螺旋転位の密度を任意に制御でき、螺旋転位の発生範囲を限定して、螺旋転位を定量的に制御することが可能となる。また、螺旋転位発生可能領域において積極的に螺旋転位を発生させることで、低密度螺旋転位領域に積層欠陥が伸びてくることを抑制することも可能となる。

一方、ｃ面ファセットにおいては、螺旋転位が存在しないと、異種多形の核が発生し、異種多形が成長する不安定な成長になってしまう。しかしながら、上記のように螺旋転位が形成されるようにできるため、スパイラル成長によって表面の原子層にステップが形成され、原子(分子)がステップに取り込まれることでステップフロー成長し、下地の多形を引き継いでＳｉＣ単結晶を安定成長させることができる。したがって、スリットをｃ面ファセットと対応する位置に形成しておくことで、ＳｉＣ単結晶の成長中にｃ面ファセット内に螺旋転位（または貫通欠陥）が存在し続けるようにできる。これにより、ＳｉＣ単結晶に、異種多形結晶の二次元核生成が発生することを抑制でき、異方位結晶が生じないようにすることが可能となる。

このように成長した結晶から取り出して形成したオフ角を有するＳｉＣ単結晶基板においては、螺旋転位発生領域側の基底面転位および刃状転位を含めた転位密度は低密度螺旋転位領域側に比べて大きい。言い換えれば、このように形成したＳｉＣ単結晶により形成したＳｉＣ単結晶基板は、その中心よりもオフ方向の上流側において転位密度（螺旋転位と刃状転位と基底面転位の総和）が大きくなっている。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

本発明の第１実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置を用いてＳｉＣ単結晶を成長させるときの様子を示した断面図である。 種結晶３の部分拡大断面図である。 種結晶３の部分拡大斜視図である。 積層欠陥から螺旋転位４ｃへの変換メカニズムを示したＳｉＣ単結晶４の成長表面の拡大斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。まず、図１を参照して、本実施形態のＳｉＣ単結晶の製造に用いられるＳｉＣ単結晶の製造装置について説明する。

図１に示すＳｉＣ単結晶の製造装置は、円筒状の黒鉛製坩堝１を容器として用いてＳｉＣ単結晶の製造を行う。黒鉛製坩堝１は、黒鉛製坩堝１の底部に備えられたＳｉＣ原料粉末（ＳｉＣ原料）２を加熱処理によって昇華させ、ＳｉＣ単結晶基板にて構成された種結晶３の表面上にＳｉＣ単結晶４を結晶成長させるものである。

この黒鉛製坩堝１は、上面が開口している有底円筒状の坩堝本体１ａと、坩堝本体１ａの開口部を塞ぐ円盤状の蓋材１ｂとを備えて構成されている。また、黒鉛製坩堝１を構成する蓋材１ｂの中央部において突き出した部分を台座１ｃとして、台座１ｃ上に図示しない接着剤等を介して種結晶３が接合される。台座１ｃは、接合される種結晶３とほぼ同等の寸法とされている。本実施形態では、種結晶３を正方形としており、台座１ｃも種結晶３と同じく正方形とされている。そして、台座１ｃの中心が黒鉛製坩堝１の中心軸上に配置されることで、種結晶３もその中心軸上に配置されるようにしている。

種結晶３には、螺旋転位発生可能領域３ａと低密度螺旋転位領域３ｂを有するｃ面｛０００１｝面に４〜１５°、本実施形態の場合は８°のオフ角が有るＳｉＣ単結晶基板を用いている。このような種結晶３は、例えば、螺旋転位をほとんど含有しないＳｉＣ単結晶からＳｉＣ単結晶基板を切り出し、オフ方向の上流側の一部に表面処理を施して螺旋転位発生可能領域３ａを形成することにより製造される。オフ方向については、例えば＜１１−２０＞方向とすることができるが、他の方向、例えば＜１−１００＞方向であっても良い。

具体的には、まず、｛１−１００｝面を露出させた種結晶を用いて、その成長面である｛１−１００｝面上に、ＳｉＣ単結晶を成長させる。続いて、このＳｉＣ単結晶から｛１１−２０｝面を露出する種結晶を作製する。次に、この種結晶の成長面である｛１１−２０｝面上に、ＳｉＣ単結晶を成長させる。この｛１−１００｝面と｛１１−２０｝面上の成長は繰返し、交互に行ってもよい。最後が｛１−１００｝面上か｛１１−２０｝面上に、ＳｉＣ単結晶を成長させた後に続いて、このＳｉＣ単結晶より、｛０００１｝面から４〜１５°、本実施形態の場合は８°のオフ角（第１オフ角に相当）傾く面を成長面として露出させた種結晶３を作製する。この種結晶３は、いわゆるａ面成長結晶から作製されたＳｉＣ単結晶基板であるため、螺旋転位をほとんど含有していない。その後、種結晶における一方の端部をレーザ加工もしくは機械加工などにより部分的に削る。これにより、図２（ａ）〜図２（ｂ）に示すように、｛０００１｝面から４より大きく〜１５°以下に傾く成長面に対して、それよりも小さなオフ角（第２オフ角に相当）、例えば１〜８°未満、本実施形態の場合は４°となる底面を有するスリット３ｄを形成する。この際、スリット３ｄについては、半導体のリソグラフィー技術を用いて、ドライエッチングにより形成しても良い。

本実施形態の場合、スリット３ｄは、オフ方向、つまり種結晶３を構成するＳｉＣ単結晶の結晶軸を傾ける方位を示す方向と平行に形成してあり、スリット３ｄの側面が（１１−２０）面となっている。また、側面からの成長が安定であり、異種多形は発生しにくい利点がある。また、例えば最後に｛１−１００｝面上にＳｉＣ単結晶を成長させた後に、続いてこのＳｉＣ単結晶より、｛０００１｝面から４〜１５°、本実施形態の場合は８°のオフ角傾く面を成長面として露出させた種結晶３を作製している。この場合、スリット３ｄは、オフ方向、つまり種結晶３を構成するＳｉＣ単結晶の結晶軸を傾ける方位を示す方向と平行に形成してあることから、スリット３ｄの側面が（１−１００）面となる。このような側面とした場合、側面からの成長レートが（１１−２０）面よりも小さく、より底面から成長しやすくなる。また、スリット３ｄは、幅に対する深さの比であるアスペクト比、具体的にはスリット３ｄのうち最も深い位置でのアスペクト比が１以下となるようにしてある。

スリット３ｄが形成されている範囲については限定的にしてあり、後述するＳｉＣ単結晶４の表面のｃ面ファセット４ｂと対応する位置に形成してある。具体的には、正方形とされた種結晶３の外縁部におけるオフ方向の先端側の位置であって、４辺のうちの一辺の更に一部、もしくは四隅のうちの１つの角部のみにスリット３ｄを形成してある。例えば、幅が１〜３０ｍｍの範囲において、長さ０．１〜１０．０ｍｍで形成している。スリット３ｄは複数本でも良く、不均一でないほうが良い。

このようにして、スリット３ｄが形成された領域が螺旋転位発生可能領域３ａとなり、残りの領域が低密度螺旋転位領域３ｂとされた種結晶３を準備することができる。

なお、本明細書において、｛０００１｝、｛１−１００｝、及び｛１１−２０｝は、ＳｉＣ結晶面の面指数を表している。

また、黒鉛製坩堝１は、回転装置５に搭載されている。具体的には、回転装置５は、黒鉛製坩堝１の中心軸を中心として回転する。このため、回転装置５を回転させると、その上に搭載された黒鉛製坩堝１も中心軸を中心として回転させられる。これにより、台座１ｃに接合された種結晶３も黒鉛製坩堝１の中心軸を中心として回転させることができる。

さらに、黒鉛製坩堝１の外部には、黒鉛製坩堝１の外周を囲むようにヒータ等の加熱装置６が備えられている。加熱装置６の中心は黒鉛製坩堝１や回転装置５の中心軸と同心軸とされている。このように配置された加熱装置６のパワーを制御することにより、黒鉛製坩堝１内の温度が適宜調整される。例えば、ＳｉＣ単結晶４を結晶成長させる際には、この加熱装置６のパワーを調節することによって種結晶である種結晶３の温度がＳｉＣ原料粉末２の温度よりも１００℃程度低温に保たれるようにすることができる。なお、図示しないが、黒鉛製坩堝１や回転装置５等は、アルゴンガスが導入できる真空容器の中に収容されており、この真空容器内で加熱できるようになっている。

次に、このように構成されたＳｉＣ単結晶の製造装置を用いたＳｉＣ単結晶の製造工程について説明する。

まず、上記のように準備した種結晶３を用意する。そして、この種結晶３を台座１ｃに貼り付けると共に、坩堝本体１ａ内にＳｉＣ原料粉末２を配置したのち、蓋材１ｂおよび種結晶３を坩堝本体１ａに設置する。

続いて、黒鉛製坩堝１を加熱装置６内に配置することで、回転装置５上に設置する。そして、真空容器に備えられた図示しない排気機構を用いてガス排出を行うことで、黒鉛製坩堝１内を含めた真空容器内を真空にする。そして、加熱装置６にて黒鉛製坩堝１を加熱することで黒鉛製坩堝１内を所定温度にする。例えば、黒鉛製坩堝１を約１〜１０Ｔｏｒｒ（１．３×１０²〜１．３×１０³Ｐａ）の雰囲気圧で２１００〜２３００℃に加熱する。これにより、ＳｉＣ原料粉末２を昇華させて原料ガスを生成し、この原料ガスを種結晶３の表面に供給することで、昇華再結晶法により原料ガスに含まれるＳｉＣ原料を種結晶３上に堆積させてＳｉＣ単結晶４を作製する。

これにより、図１に示すように、ＳｉＣ単結晶４の成長途中表面４ａには、｛０００１｝面と略平行なｃ面ファセット４ｂが形成される。本実施形態では、種結晶３の成長面を｛０００１｝面より４〜１５°傾いたオフ角を有する面としているため、成長と共に形成されるｃ面ファセット４ｂは、成長途中表面４ａの端部、つまり種結晶３におけるオフ方向の先端側と対応する位置に形成される。

一方、本実施形態では、種結晶３のうちのオフ方向の先端側にスリット３ｄを形成して螺旋転位発生可能領域３ａを構成しており、スリット３の底面を低オフ角とし、種結晶３のうちスリット３ｄ以外の部分を高オフ角としている。このため、低オフ角となるスリット３の表面において積層欠陥が螺旋転位４ｃに変換し易くなるようにできる。

具体的には、積層欠陥から螺旋転位４ｃへの変換メカニズムは図３（ａ）〜（ｆ）のように表される。

オフ角を有する種結晶３の表面にＳｉＣ単結晶４を形成する際には、ステップフロー成長によってＳｉＣ単結晶４が形成される。このとき、図３（ａ）に示すように、隣り合う所定間隔ごとに並ぶステップ４ｄの間のテラス４ｅ内に積層欠陥４ｆが存在すると、それによるステップ４ｇが構成される。この状態でステップフロー成長が進んだ場合、成長表面全域に形成されているステップ４ｄでは、ステップ４ｄの全域に均等にダングリングボンドにより原子が結合できる状態になっているため、ステップ４ｄの全域で均等に成長が進む。しかしながら、成長表面の途中までしか形成されていない積層欠陥４ｆによるステップ４ｇでは、ステップ４ｇの内側ではダングリングボンドにより原子が結合できる状態になっているが、先端位置ではそのような状態になっていない。このため、ステップ４ｇの内部だけステップフロー成長が進み、先端位置では成長が進まない。

したがって、図３（ｂ）に示すようにステップ４ｇの先端位置を中心としてステップ４ｇが曲がる。そして、図３（ｃ）に示すようにステップ４ｇの先端位置において、ステップ４ｇが螺旋状になり、図３（ｄ）に示すようにステップフロー成長が進むに連れて螺旋状のステップ４ｇが２段になって螺旋転位４ｃが構成される。これが図３（ｅ）に示すように、成長してきた次のステップ４ｄと結合してからも、さらに図３（ｆ）に示すように螺旋状のステップ４ｇの中心を転位芯として螺旋転位４ｃが引き継がれる。このようにして、積層欠陥４ｆが螺旋転位４ｃに変換される。

このような現象は、テラス４ｅの幅が広い場合に起き易く、オフ角が小さい方がテラス４ｅの幅が広くなることから、オフ角を小さくしてあるスリット３ｄの底面上において積極的に発生させることができる。したがって、スリット３ｄを形成してある螺旋転位発生可能領域３ａにおいて積極的に螺旋転位４ｃを発生させることができ、低密度螺旋転位領域３ｂに積層欠陥が伸びることを抑制しつつ、螺旋転位４ｃの発生を抑制することが可能となる。

そして、スリット３ｄの形成範囲を限定的にし、ｃ面ファセット４ｂと対応する部分にスリット３ｄを形成しているため、ｃ面ファセット４ｂと対応する部分のみに螺旋転位４ｃを集中的に発生させることができる。また、スリット３ｄのアスペクト比を１以下に設定しているため、スリット３ｄの底面上において側面上よりもＳｉＣ単結晶４の成長が優位に行われ、側面での成長によってスリット３ｄ内が塞がる前に螺旋転位４ｃを形成することができる。

また、本実施形態では、ａ面成長結晶から作製したＳｉＣ単結晶基板を切り出すことで種結晶３を得ているが、このような種結晶３は、螺旋転位４ｃに変換する結晶欠陥が形成されたものとなる。このため、より螺旋転位発生可能領域３ａにおいて積層欠陥を積極的に螺旋転位４ｃに変換させることが可能となる。

このようにして、種結晶３におけるオフ方向の先端側に対応する位置にｃ面ファセット４ｂが形成され、かつ、このｃ面ファセット４ｂに集中して螺旋転位４ｃが発生させられたＳｉＣ単結晶４を製造することができる。

以上説明したように、本実施形態では、螺旋転位発生可能領域３ａに底面が低オフ角となるスリット３ｄを形成し、このスリット３ｄをｃ面ファセット４ｂと対応する位置に形成するようにしている。このように、スリット３ｄを限定的に形成することで、スリット３ｄの幅や密度に応じて螺旋転位４ｃの密度を任意に制御でき、螺旋転位４ｃの発生範囲を限定して、螺旋転位４ｃを定量的に制御することが可能となる。また、螺旋転位発生可能領域３ａにおいて積極的に螺旋転位４ｃを発生させることで、低密度螺旋転位領域３ｂに積層欠陥が伸びてくることを抑制することも可能となる。スリット３ｄについて、幅に対する深さの比であるアスペクト比、最も深い位置でのアスペクト比が１以下となるようにしてあるのは側面からの成長の影響を受けにくくし、底部から成長により螺旋転位の発生を制御するためである。スリット３ｄの側面が（１１−２０）面となっているが、側面からの成長が安定であり、異種多形は発生しにくいという利点がある。また、スリット３ｄの側面が（１−１００）面の場合は側面からの成長レートが（１１−２０）面よりも小さく、より底面から成長しやすくなり、より螺旋転位４ｃを制御しやすくなる。

一方、ｃ面ファセット４ｂにおいては、螺旋転位４ｃが存在しないと、異種多形の核が発生し、異種多形が成長する不安定な成長になってしまう。しかしながら、本実施形態では、螺旋転位４ｃが形成されるようにできるため、スパイラル成長によって表面の原子層にステップが形成され、原子（分子）がステップに取り込まれることでステップフロー成長し、下地の多形を引き継いでＳｉＣ単結晶４を安定成長させることができる。したがって、本実施形態のように、スリット３ｄをｃ面ファセット４ｃと対応する位置に形成しておくことで、ＳｉＣ単結晶４の成長中にｃ面ファセット４ｂ内に螺旋転位４ｃ（または貫通欠陥）が存在し続けるようにできる。これにより、ＳｉＣ単結晶４に、異種多形結晶の二次元核生成が発生することを抑制でき、異方位結晶が生じないようにすることが可能となる。よって、ＳｉＣ単結晶４における低密度螺旋転位領域３ｂを螺旋転位が少なく、ＳｉＣ半導体などの用途に適したものとすることが可能となる。

また、スリット３ｄを複数本形成することで、螺旋転位発生可能領域３ａにより多くの螺旋転位４ｃを発生させることが可能となる。そして、各スリット３ｄが不均一な間隔でない方が螺旋転位発生可能領域３ａ中に発生させられる螺旋転位４ｃの密度を一定にすることも可能となる。

また、本実施形態のように形成されたＳｉＣ単結晶４を切り出して形成したオフ角を有するＳｉＣ単結晶基板においては、螺旋転位発生領域３ａ側の基底面転位および刃状転位を含めた転位密度は低密度螺旋転位領域３ｂ側に比べて大きい。言い換えれば、このように形成したＳｉＣ単結晶により形成したＳｉＣ単結晶基板は、Ｃ面（カーボン面）を表面、Ｓｉ面（シリコン面）を裏面とした場合に、その中心よりもオフ方向の上流側の転位密度（螺旋転位と刃状転位と基底面転位の総和）が大きな結晶となる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してスリット３ｄの形状を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態では、スリット３ｄを配置しつつ、オフ方向にもスリット３ｄを分離させて複数のミシンの目状に配置している。複数のスリット３ｄは、それぞれ底面が低オフ角とされている。このように、スリット３ｄを複数のミシンの目状に配置したレイアウトとしても良い。このようなレイアウトのスリット３ｄによって螺旋転位発生可能領域３ａを構成しても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対してスリット３ｄのレイアウトを変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態では、スリット３ｄを各スリット３ｄの長手方向をオフ方向に対して所定角度斜めにしたレイアウトとしている。このように、スリット３ｄの長手方向がオフ方向に対して斜めとなるようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、このような構成にすると、螺旋転位４ｃの渦の向きを制御することも可能となる。すなわち、スリット３ｄの長手方向をオフ方向に対して斜めにすると、スリット３ｄの両側面が異なった面方位となる。このため、スリット３ｄの両側面それぞれでのＳｉＣ単結晶４の成長レートが異なり、その両側面での成長レートの相違とスリット３ｄの底面からの成長との兼ね合いで、螺旋転位４ｃの渦の向きが決まる。したがって、例えば、｛０００１｝面上において、種結晶３の端面から見たスリット３ｄの方向がオフ方向となる＜１１−２０＞方向に対して時計回り方向において所定角度斜めとなるようにする。もしくは、それとは逆方向、つまり種結晶３の端面から見たスリット３ｄの方向がオフ方向となる＜１１−２０＞方向に対して反時計回り方向において所定角度斜めとなるようにする。これにより、｛０００１｝面の法線方向から見て、螺旋転位４ｃが時計回りになるか反時計回りになるかを制御することが可能となる。

また、本実施形態のように、スリット３ｄをオフ方向に対して斜めにすると、第１実施形態とオフ方向の長さが等しくても、斜めにした分だけスリット３ｄの全長を長くできる。このため、より容易にスリット３ｄの底面のオフ角を小さく設計できる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対してスリット３ｄのレイアウトを変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態では、スリット３ｄをオフ方向において分離させて複数のミシンの目状に配置しつつ、オフ方向において分離された各スリット３ｄがオフ方向に対して斜めにされる方向が交互に逆方向になるようにしてある。また、所定ピッチで隣り合って並べた各スリット３ｄについても、隣り合うスリット３ｄ同士が、オフ方向に対して斜めにされる方向が逆方向になるようにしてある。

このように、オフ方向に対して斜めにする方向を逆にしたスリット３ｄを複数個備えるようにすれば、｛０００１｝面の法線方向から見た螺旋転位４ｃの渦の方向を、時計回りと反時計回りの両方混在した状態にできる。したがって、スリット３ｄをオフ方向に対して斜めにする方向を制御することで、螺旋転位４ｃの渦の方向を制御できる。そして、スリット３ｄをオフ方向に対して斜めにする方向とそのスリット３ｄの数に応じて、螺旋転位４ｃの渦の方向の割合を制御することも可能となる。したがって、逆方向の渦によって内部応力緩和を図ることが可能となり、螺旋転位４ｃの渦の方向の割合を均等となるようにすれば、より内部応力緩和が可能となって、更に高品質なＳｉＣ単結晶４を成長させることが可能となる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記各実施形態では、種結晶３および台座１ｃを正方形とする場合について説明したが、種結晶３および台座１ｃの形状は任意であり、正方形に限らず、円形や、長方形などの他の四角形、六角形、八角形など、他の多角形状であっても構わない。

また、上記実施形態では、昇華再結晶法によって種結晶３の表面にＳｉＣ単結晶４を成長させる場合について説明したが、ＳｉＣ原料ガスをガス導入孔から導入して種結晶３の表面にＳｉＣ単結晶４を成長させるガス供給法にも本発明を適用できる。

さらに、種結晶３をａ面成長結晶から切り出した場合の一例を示したが、ａ面方向に少なくとも１回成長させたＳｉＣ単結晶を切り出すことで種結晶３を用いたものであれば、種結晶３に螺旋転位をほとんど含有していないものにできる。

なお、結晶の方位を示す場合、本来ならば所望の数字の上にバー（−）を付すべきであるが、電子出願に基づく表現上の制限が存在するため、本明細書においては、所望の数字の前にバーを付すものとする。

１ 黒鉛製坩堝
１ｃ 台座
２ ＳｉＣ原料粉末
３ 種結晶
３ａ 螺旋転位発生可能領域
３ｂ 低密度螺旋転位領域
３ｄ スリット
４ ＳｉＣ単結晶
４ｂ ｃ面ファセット
４ｃ 螺旋転位

Claims (9)

1. ｃ面｛０００１｝面に第１オフ角を有する炭化珪素基板にて構成され、該炭化珪素基板の一部が螺旋転位発生可能領域（３ａ）となり、前記螺旋転位発生可能領域ではない部分が低密度螺旋転位領域（３ｂ）となった種結晶（３）を用意する工程と、
   前記種結晶の表面に炭化珪素の原料ガスを供給することにより、前記種結晶上に炭化珪素単結晶（４）を成長させる工程と、を含み、
   前記種結晶を用意する工程では、前記種結晶として、該種結晶のオフ方向のうち前記炭化珪素結晶に形成されるｃ面ファセットと対応する側を上流側とし、前記オフ方向の上流側に、前記炭化珪素基板に対して前記第１オフ角よりも小さな第２オフ角となる底面を有するスリット（３ｄ）にて前記螺旋転位発生可能領域が構成され、かつ、前記スリットを該スリットの幅に対する深さの比であるアスペクト比を１以下として形成したものを用意することを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
2. 前記種結晶を用意する工程では、ａ面方向に少なくとも１回成長させた炭化珪素単結晶を切り出すことで種結晶を作製することを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
3. 前記種結晶を用意する工程では、前記種結晶として、前記スリットを複数本形成したものを用意することを特徴とする請求項１または２に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
4. 前記種結晶を用意する工程では、前記種結晶として、複数本の前記スリットが同じ幅で形成されたものを用意することを特徴とする請求項３に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
5. 前記種結晶を用意する工程では、前記種結晶として、前記スリットが該種結晶のオフ方向に対して斜めに形成されたものを用意することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
6. 前記種結晶を用意する工程では、前記種結晶として、前記スリットが前記オフ方向において複数に分離されていると共に、分離された複数の前記スリットそれぞれが該種結晶のオフ方向に対して斜めにされる方向が交互に逆方向とされているものを用意することを特徴とする請求項５に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
7. 前記種結晶を用意する工程では、前記種結晶として、前記第１オフ角の方向が＜１１−２０＞方向であるものを用意することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
8. 前記種結晶を用意する工程では、前記種結晶として、前記第１オフ角の方向が＜１−１００＞方向であるものを用意することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
9. 前記種結晶を用意する工程では、前記種結晶として、四角形もしくは円形のものを用意し、該四角形もしくは円形の外縁部に前記スリットが形成されたものを用意することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造方法。

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