[发明专利]SiC单晶的制造方法

说明书

本发明涉及SiC单晶的制造方法。目的在于提供位错和缺陷少并且口径扩大率大的SiC单晶制造方法，其为使保持于晶种保持轴的SiC晶种与具有从内部向表面温度降低的温度梯度的Si‑C溶液接触、采用溶液法的制造方法，其中，晶种具有与Si‑C溶液的表面平行配置的底面、保持于晶种保持轴的顶面、顶面与底面之间的侧面，底面为(0001)面或(000‑1)面，底面为在圆形的至少一部分具有除去部、且在外周具有圆弧的形状，除去部为1个或多个，为沿着连结圆形的圆弧上的2点的弦而除去的、具有劣弧或半圆周的弓形，圆形中心与1个除去部的圆弧上的2点所成的圆心角为40°以上，圆心角的合计为180°以下，该方法包括在晶种与Si‑C溶液之间形成弯液面而使SiC单晶从晶种的底面生长。

技术领域

本发明涉及SiC单晶的制造方法。

背景技术

SiC单晶在热学、化学上非常稳定，机械强度优异，耐放射线，并且与Si单晶相比，具有高绝缘击穿电压、高热导率等优异的物理性质。因此，可以实现Si单晶和GaAs单晶等现有的半导体材料不能实现的高输出、高频率、耐电压、耐环境性等，作为可实现大电力控制和节能的功率器件材料、高速大容量信息通信用器件材料、车载用高温器件材料、耐放射线器件材料等广阔的范围中的下一代半导体材料，期待正在高涨。

以往，作为SiC单晶的生长法，代表性的已知气相法、艾奇逊(Acheson)法和溶液法。在气相法中，例如就升华法而言，具有在生长的单晶中容易产生被称为微管缺陷的中空穿透状的缺陷、层叠缺陷等晶格缺陷和多晶型这样的缺点，但由于结晶的生长速度大，因此以往SiC块状单晶大多采用升华法制造。也进行了减少采用升华法的生长结晶的缺陷的尝试，但使不含缺陷的结晶生长困难。在艾奇逊法中，由于使用硅石和焦炭作为原料在电炉中进行加热，因此由于原料中的杂质等，不能得到结晶性高的单晶。

溶液法是在石墨坩埚中使C溶解于Si熔液或在Si熔液中熔解了合金的熔液、使SiC结晶层在设置于低温部的晶种上析出、生长的方法。溶液法与气相法相比，由于在接近热平衡的状态下进行结晶生长，因此能够期待低缺陷化。因此，最近提出了一些采用溶液法的SiC单晶的制造方法，在专利文献1中提出了得到位错和缺陷少的SiC单晶的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2013/005347号

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1为使口径扩大、得到位错和缺陷少的SiC单晶的专利，但口径扩大率尚不充分，期望位错和缺陷少并且得到比以往大的口径扩大部的方法。

本发明解决上述课题，目的在于提供位错和缺陷少并且口径扩大率大的SiC单晶的制造方法。

用于解决课题的手段

本发明的方案如以下所述。

(1)SiC单晶的制造方法，是使保持于晶种保持轴的SiC晶种与具有从内部向表面温度降低的温度梯度的Si-C溶液接触、采用溶液法的SiC单晶的制造方法，其中，上述晶种具有与上述Si-C溶液的表面平行地配置的底面、保持于上述晶种保持轴的顶面、和上述顶面与上述底面之间的侧面，上述晶种的底面为(0001)面或(000-1)面，上述晶种的底面的形状为在圆形状的至少一部分具有除去部的形状并且为在外周具有圆弧形状部的形状，上述除去部的个数为1个或多个，上述除去部的形状为沿着连结上述圆形状的圆弧上的2点的弦而除去的、具有劣弧或半圆周的弓形，上述圆形状的中心与1个上述除去部的上述圆弧上的2点所成的圆心角为40°以上，上述除去部的上述圆心角的合计为180°以下；该方法包括：在上述晶种与上述Si-C溶液之间形成弯液面而使上述SiC单晶从上述晶种的上述底面生长。

(2)上述(1)所述的制造方法，其中，上述除去部的个数为1～4个。