[发明专利]碳化硅单晶的制造方法及制造装置以及碳化硅单晶锭

说明书

提供能够得到使贯通位错等缺陷减少的碳化硅单晶的碳化硅单晶的制造方法及制造装置以及碳化硅单晶锭。得到使贯通位错等缺陷减少的碳化硅单晶。本发明的碳化硅单晶的制造方法为，通过将原料气体供给至配置有籽晶基板的反应容器内，并且将前述反应容器内加热至既定温度，使碳化硅单晶在前述籽晶基板的表面成长，其特征在于，具有第1工序和第2工序，在前述第1工序中，将前述反应容器内的温度控制成第1既定温度的状态，使碳化硅单晶在前述籽晶基板的表面成长，由此进行贯通位错的湮灭、或者贯通位错的合成，在前述第2工序中，在前述第1工序后将前述反应容器内的温度维持成第1既定温度的状态，由此使前述贯通位错的末端接近籽晶基板的表面。

技术领域

本发明涉及碳化硅单晶的制造方法及制造装置以及碳化硅单晶锭。

背景技术

碳化硅(以下，也记作SiC)与Si相比是具有带隙为约3倍、饱和漂移速度为约2倍、击穿电场强度为约10倍的优异物性值、具有较大的热传导率的半导体，所以被作为实现远远凌驾于当前使用的Si单晶半导体的性能的新一代的高电压・低损失半导体元件的材料所期待。

作为制造SiC单晶的方法有如下被称作所谓的HTCVD法的制造方法：将SiH₄等包括Si的气体和C₃H₈或C₂H₂等包括C的气体用作原料，在籽晶基板上得到新的SiC单晶。

为了实现高性能的半导体元件，需要减少在SiC单晶处产生的贯通位错(贯通螺旋位错、贯通刃状位错)等缺陷。为了减少贯通位错，提出各种将相对于基底面具有既定的偏移角度的面作为成长面来使晶体成长的技术 (例如，专利文献1等)。

在制造SiC单晶的技术中，提出了减少贯通位错(贯通螺旋位错、贯通刃状位错)等缺陷的技术，但是，实际情况是还在考虑进一步减少缺陷，现状是有使贯通位错等缺陷减少的余地。

专利文献1：日本特开2006-1836号公报。

发明内容

本发明是鉴于上述状况而作出的，其目的在于，提供能够得到使贯通位错等缺陷减少的碳化硅单晶的碳化硅单晶的制造方法及制造装置以及碳化硅单晶锭。

为了实现前述目的，进行刻苦研究，结果发现，晶体成长后，通过实施既定的热处理，能够使贯通位错的末端接近籽晶基板的表面，完成本发明。

用于实现上述目的的本发明的第1方案是一种碳化硅单晶的制造方法，通过将原料气体供给至配置有籽晶基板的反应容器内，并且将前述反应容器内加热至既定温度，使碳化硅单晶在前述籽晶基板的表面成长，其特征在于，具有第1工序和第2工序，在前述第1工序中，将前述反应容器内的温度控制成第1既定温度的状态，使碳化硅单晶在前述籽晶基板的表面成长，由此进行贯通位错的湮灭、或者贯通位错的合成，在前述第2工序中，在前述第1工序后将前述反应容器内的温度维持成第1既定温度的状态，由此使前述贯通位错的末端接近籽晶基板的表面。

由此，在第1工序中，将反应容器内的温度控制成第1既定温度的状态，使碳化硅单晶在籽晶基板的表面成长，由此进行贯通位错的湮灭或者贯通位错的合成。在第2工序中，在前述第1工序后，将前述反应容器内的温度维持成第1既定温度的状态，且进行修正升华、氢气等的蚀刻的以上的原料供给。由此，能够使贯通位错的垂直方向的上端位置接近籽晶基板的表面。

此外，本发明的第2方案为碳化硅单晶的制造方法中，其特征在于，在第1方案的碳化硅单晶的制造方法中，前述第2工序在前述碳化硅单晶的成长速度或蚀刻速度为0.1mm/h以内的情况下被进行。

由此，通过在前述碳化硅单晶的成长速度或蚀刻速度为0.1mm/h以内的情况下进行，能够在前述碳化硅单晶的厚度不会大幅变化的情况下进行加热。