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公開番号2025034956
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023141660
出願日2023-08-31
発明の名称SiC単結晶ブール、SiC単結晶ブールの製造方法及びSiC基板の製造方法
出願人株式会社レゾナック
代理人個人,個人,個人
主分類C30B 29/36 20060101AFI20250306BHJP(結晶成長)
要約【課題】効率的に多くのSiC基板を取得することができるSiC単結晶ブールを提供することを目的とする。
【解決手段】本実施形態にかかるSiC単結晶ブールは、結晶成長方向と直交する切断面において、前記切断面が内包する最大の内接円の中心を通り前記切断面の第1外周点と第2外周点とを繋ぐ線分の長さが211mm以上221mm以下である部分を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
結晶成長方向と直交する切断面において、前記切断面が内包する最大の内接円の中心を通り前記切断面の第１外周点と第２外周点とを繋ぐ線分の長さが２１１ｍｍ以上２２１ｍｍ以下である部分を含む、ＳｉＣ単結晶ブール。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記線分の長さが２１４ｍｍ以上２１８ｍｍ以下である、請求項１に記載のＳｉＣ単結晶ブール。
【請求項３】
結晶成長方向と直交する切断面において、前記切断面が内包する最大の内接円の中心を通り前記切断面の第１外周点と第２外周点とを繋ぐ線分の長さが２３６ｍｍ以上２４８ｍｍ以下である部分を含む、ＳｉＣ単結晶ブール。
【請求項４】
前記線分の長さが２４０ｍｍ以上２４４ｍｍ以下である、請求項３に記載のＳｉＣ単結晶ブール。
【請求項５】
結晶成長方向と直交する切断面において、前記切断面が内包する最大の内接円の中心を通り前記切断面の第１外周点と第２外周点とを繋ぐ線分の長さが３１９ｍｍ以上３２９ｍｍ以下である部分を含む、ＳｉＣ単結晶ブール。
【請求項６】
前記線分の長さが３２２ｍｍ以上３２６ｍｍ以下である、請求項５に記載のＳｉＣ単結晶ブール。
【請求項７】
結晶成長方向と直交する切断面において、前記切断面が内包する最大の内接円の中心を通り前記切断面の第１外周点と第２外周点とを繋ぐ線分の長さが３５７ｍｍ以上３６８ｍｍ以下である部分を含む、ＳｉＣ単結晶ブール。
【請求項８】
前記線分の長さが３６１ｍｍ以上３６５ｍｍ以下である、請求項７に記載のＳｉＣ単結晶ブール。
【請求項９】
昇華法を用いて種結晶の第１面にＳｉＣ単結晶を結晶成長させる結晶成長工程を有し、
前記結晶成長工程において、前記種結晶を回転させながら、前記種結晶の前記第１面と対向する第２面にレーザーを照射し、
前記レーザーの照射位置の温度を、前記種結晶の径方向の中心の温度に対して±５℃以内となるように制御する、ＳｉＣ単結晶ブールの製造方法。
【請求項１０】
請求項１～８のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶ブールの中心に開口を形成する工程と、
前記開口から径方向の外側に向かって前記ＳｉＣ単結晶ブールを切断し、前記ＳｉＣ単結晶ブールを複数のパーツに分割する工程と、
前記複数のパーツのそれぞれをＳｉＣインゴットに加工し、前記ＳｉＣインゴットをスライスする工程と、を有する、ＳｉＣ基板の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ単結晶ブール、ＳｉＣ単結晶ブールの製造方法及びＳｉＣ基板の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
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倍大きい。また、炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べて熱伝導率が３倍程度高い等の特性を有する。そのため炭化珪素（ＳｉＣ）は、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。このため、近年、上記のような半導体デバイスにＳｉＣエピタキシャルウェハが用いられるようになっている。
【０００３】
ＳｉＣエピタキシャルウェハは、ＳｉＣ基板の表面にＳｉＣエピタキシャル層を積層することで得られる。以下、ＳｉＣエピタキシャル層を積層前の基板をＳｉＣ基板と称し、ＳｉＣエピタキシャル層を積層後の基板をＳｉＣエピタキシャルウェハと称する。パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等のＳｉＣデバイスは、ＳｉＣエピタキシャルウェハのＳｉＣエピタキシャル層にデバイスを形成後に、ＳｉＣエピタキシャルウェハをチップ化して得られる。
【０００４】
ＳｉＣ基板は、ＳｉＣインゴットをスライスして得られる。ＳｉＣインゴットは、円筒状に加工された単結晶であり、ＳｉＣ単結晶ブールを加工して得られる。生産効率を高めるためには、一つのＳｉＣ単結晶ブールから多くのＳｉＣ基板を取得することが求められている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、大口径のシリコン単結晶インゴットを作製し、このシリコン単結晶インゴットを分割することで、一度に多くのＳｉウェハを作製する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００２－７５９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＳｉＣ単結晶は、ＳｉとＣの元素が結合しており、Ｓｉ元素のみからなるＳｉ単結晶より、製造が難しい。特許文献１に記載のように、大口径の単結晶を径方向に分割する方法は有用ではあるが、ＳｉＣの場合、大口径のＳｉＣ単結晶ブールを作製することがそもそも極めて難しい。大口径のＳｉＣ単結晶ブールを作製しようとすると、ＳｉＣ単結晶ブール内に生じる応力が大きくなり、ＳｉＣ単結晶ブールが割れてしまう。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、効率的に多くのＳｉＣ基板を取得することができるＳｉＣ単結晶ブールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、大口径のＳｉＣ単結晶ブールを作製する方法を見出し、同一面内から複数枚のＳｉＣ基板を取得するのに適したＳｉＣ単結晶ブールの大きさを求めた。
【００１０】
（１）第１の態様にかかるＳｉＣ単結晶ブールは、結晶成長方向と直交する切断面において、前記切断面が内包する最大の内接円の中心を通り前記切断面の第１外周点と第２外周点とを繋ぐ線分の長さが２１１ｍｍ以上２２１ｍｍ以下である部分を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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