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公開番号2025054483
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-08
出願番号2023163545
出願日2023-09-26
発明の名称炭化珪素単結晶の製造方法
出願人株式会社プロテリアル
代理人弁理士法人筒井国際特許事務所
主分類C30B 29/36 20060101AFI20250331BHJP(結晶成長)
要約【課題】信頼性の高い炭化珪素単結晶の製造方法を実現する。
【解決手段】(a)第1主面およびその反対側の第2主面を有し、炭化珪素単結晶からなる種結晶を用意する工程、(b)前記種結晶の第1主面に並ぶ複数の領域のそれぞれにおいて、前記第1主面の3点基準平面に対して垂直な方向における前記第1主面の最高点と最低点との高さの差Δhを測定し、差Δhを前記領域の面積Sで除した値a=Δh/S(単位:mm^-1)を算出する工程、(c)前記第1主面の全ての前記領域における値aのうち、最大の値をa_Maxとしたとき、a_Max<1×10^-4を満たす前記種結晶を合格と判定する工程、(d)前記(c)工程で合格となった前記種結晶の表面に炭化珪素を含む単結晶を成長させる工程、を有する、炭化珪素単結晶の製造方法を用いる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
（ａ）第１主面およびその反対側の第２主面を有し、炭化珪素単結晶からなる種結晶を用意する工程、
（ｂ）前記種結晶の第１主面に並ぶ複数の領域のそれぞれにおいて、前記第１主面の３点基準平面に対して垂直な方向における前記第１主面の最高点と最低点との高さの差Δｈを測定し、差Δｈを前記領域の面積Ｓで除した値ａ＝Δｈ／Ｓ（単位：ｍｍ
－１
）を算出する工程、
（ｃ）前記第１主面の全ての前記領域における値ａのうち、最大の値をａ＿Ｍａｘとしたとき、ａ＿Ｍａｘ＜１×１０
－４
を満たす前記種結晶を合格と判定する工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程で合格となった前記種結晶の表面に炭化珪素を含む単結晶を成長させる工程、
を有する、炭化珪素単結晶の製造方法。
続きを表示（約 330 文字）【請求項２】
請求項１に記載の炭化珪素単結晶の製造方法において、
（ｃ１）前記（ｄ）工程の前に、前記（ｃ）工程で合格となった前記種結晶に対し研磨を行う、炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の炭化珪素単結晶の製造方法において、
前記（ｄ）工程は、
（ｄ１）前記（ｃ）工程で合格となった前記種結晶が先端部に取り付けられた軸を下方向に移動させることにより、前記種結晶の下面を坩堝に収容された溶液に接触させる工程、
（ｄ２）前記軸を上方向に移動させることにより、前記種結晶の前記下面に前記単結晶を成長させる工程、
を有し、
前記溶液は、炭素と珪素とを含む、炭化珪素単結晶の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素単結晶の製造方法に適用して有効な技術に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、比較的高い耐圧を要求されるパワー半導体素子に使用する材料として、炭化珪素が注目されている。炭化珪素からなる単結晶（以下、炭化珪素単結晶と呼ぶ）は、例えば、溶液法または昇華法を使用することにより製造される。溶液法とは、軸の先端部に取り付けた種結晶を坩堝に収容されている炭素と珪素とを含む溶液に接触させることにより、種結晶に炭化珪素単結晶を成長させながら、軸を引き上げて、炭化珪素単結晶を製造する方法である。昇華法については、特許文献１（特開２０１１－１１１３７２号公報）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－１１１３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
種結晶内に応力が生じている場合、当該種結晶を用いて成長させた炭化珪素単結晶は応力を含んだ状態で製造されるため、内部に割れが生じる虞がある。そのため、内部応力の少ない種結晶を用いて炭化珪素単結晶を成長させ、これにより信頼性の高い炭化珪素単結晶を製造することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施の形態における炭化珪素単結晶の製造方法は、（ａ）第１主面およびその反対側の第２主面を有し、炭化珪素単結晶からなる種結晶を用意する工程、（ｂ）前記種結晶の第１主面に並ぶ複数の領域のそれぞれにおいて、前記第１主面の３点基準平面に対して垂直な方向における前記第１主面の最高点と最低点との高さの差Δｈを測定し、差Δｈを前記領域の面積Ｓで除した値ａ＝Δｈ／Ｓ（単位：ｍｍ
－１
）を算出する工程、（ｃ）前記第１主面の全ての前記領域における値ａのうち、最大の値をａ＿Ｍａｘとしたとき、ａ＿Ｍａｘ＜１×１０
－４
を満たす前記種結晶を合格と判定する工程、（ｄ）前記（ｃ）工程で合格となった前記種結晶の表面に炭化珪素を含む単結晶を成長させる工程、を有するものである。
【発明の効果】
【０００６】
一実施の形態によれば、信頼性の高い炭化珪素単結晶を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施の形態における炭化珪素単結晶の製造方法を示すフローである。
図１に続く炭化珪素単結晶の製造方法を示すフローである。
ウェハの主面をサイト分けした例を示す平面図である。
３点基準平面を説明する平面図である。
３点基準平面におけるウェハの表面の最高点と最低点との差を説明する断面図である。
実施の形態における単結晶製造装置の構成を示す図である。
実施の形態において種結晶の下面に炭化珪素単結晶を成長させた状態を示す図である。
ウェハ（種結晶）の形状精度と育成後の炭化珪素単結晶における割れの関係を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面を分かり易くするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【０００９】
以下では、炭化珪素単結晶の製造方法であって、炭化珪素からなる種結晶を用いて溶液法により炭化珪素単結晶を成長させる際、内部応力の少ない種結晶を選別することで炭化珪素単結晶の割れを防ぐことについて説明する。本願でいうウェハは、半導体装置の基板などとして使用されるものではなく、炭化珪素単結晶の成長に用いられる種結晶を指す。
【００１０】
＜炭化珪素単結晶の製造方法＞
図１および図２を参照して、炭化珪素単結晶の製造方法を説明する。図１および図２は、炭化珪素単結晶の製造方法を示すフローである。特に、図１では炭化珪素単結晶の成長に用いる種結晶を用意し選定するフローを示している。
（【００１１】以降は省略されています）

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