[发明专利]碳化硅单晶的制造方法

说明书

技术领域

本公开涉及碳化硅单晶的制造方法。

背景技术

日本特表2012-510951号公报(专利文献1)公开了通过升华法制造碳化硅单晶的方法。

现有技术文献.

专利文献

专利文献1：日本特表2012-510951号公报

发明内容

技术问题

本公开的目的在于提供其中不同多型的混入受到抑制的碳化硅单晶。

技术方案

本公开的碳化硅单晶的制造方法包括：将碳化硅原料填充到坩埚中的步骤，所述碳化硅原料的流动性指数为70以上且100以下；和通过加热所述碳化硅原料而使所述碳化硅原料升华的步骤。

有益效果

根据上述构成，可以提供其中不同多型的混入受到抑制的碳化硅单晶。

附图说明

图1为示意性显示本公开的碳化硅单晶的制造方法的流程图。

图2为说明本公开的碳化硅单晶的制造方法的示意剖视图。

具体实施方式

[本公开实施方案的说明]

首先，列举并说明本公开的实施方案。

[1]本公开的碳化硅单晶的制造方法包括：将碳化硅原料填充到坩埚中的步骤，所述碳化硅原料的流动性指数为70以上且100以下；和通过加热所述碳化硅原料而使所述碳化硅原料升华的步骤。

在[1]中的制造方法中，通过升华法生长碳化硅单晶。所述升华法是指如下的晶体生长法：使填充在坩埚的底部的原料粉末在高温下升华、并将升华的原料再沉积在配置在坩埚的上部的晶种上。使用所述升华法制造碳化硅体单晶(バルク単結晶)。

对于碳化硅的晶体结构，确认有多种多型。其代表性的实例包括3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC、15R-SiC等。目前，4H-SiC可用于功率器件。在制造体单晶时，重要的是抑制产生期望的多型以外的多型，即抑制产生不同的多型，因为混入的不同的多型导致产生由于晶体失配引起的称为微管缺陷的中空孔状晶体缺陷，结果晶体品质显著劣化。

在此，本发明人发现了产生不同多型的原因之一并且完成了上述[1]的制造方法。具体地，在上述[1]中的制造方法中，使用了流动性指数为70以上且100以下的碳化硅原料。

根据本发明人的研究，产生不同多型的原因之一在于原料粉末的流动性。以往，未考虑原料粉末的流动性。因此，当倾倒原料粉末以将其填充到坩埚中时，原料粉末不能被均匀地填充，结果原料粉末可能会被以局部不平衡的方式填充。如果原料在这种状态下被加热并升华，则产生的升华气体的面内组成变得不均匀，由此可能导致产生不同的多型。此外，如果在填充到坩埚中的原料粉末中局部存在具有高堆积密度的部分，则认为颗粒在该部分结合在一起。这样的现象预期也会导致升华气体的面内组成不均匀。

鉴于此，通过使用如上述[1]中的高流动性指数的碳化硅原料，原料粉末可以被均匀地填充到坩埚中。由此，可以产生具有均匀的面内组成的升华气体，从而制造其中不同多型的混入受到抑制的碳化硅单晶。

在此，“流动性指数”表示由R.L.Carr提出的流动性指数，所谓的“Carr流动性指数”。所述流动性指数是表示粉末流动的容易性的指数，并且值在0到100的范围内。流动性越优异的粉末的流动性指数的值越大。为了计算流动性指数，使用了以下四种粉末性质：(a)休止角，(b)压缩率，(c)抹角(スパチユラ角)，和(d)均一度或凝聚度。所述流动性指数可以通过如下确定：测定所述四种粉末性质，基于Carr理论将各测定结果分类成0-25的指数，并且将它们加起来。流动性指数例如可以通过Hosokawa Micron制造的“Powder Tester(粉末测试仪)”等进行测定。使用一台“粉末测试仪”可以测定全部四种粉末性质以确定流动性指数。当然，可以使用具有与“粉末测试仪”同等功能和精度的测量设备。

(a)休止角

休止角[单位：°]表示粉末自然落下时形成的圆锥体的斜面与水平面之间形成的角(仰角)。在此，圆锥体表示粉末的堆。粉末的堆例如通过倾倒方法形成。所述倾倒方法为通过使粉末样品经由漏斗落下而形成粉末的堆的方法。

(b)压缩率