SiC单晶的制造方法技术

本发明专利技术提供在籽晶与Si‑C溶液之间气泡难以进入的SiC单晶的制造方法。SiC单晶的制造方法为：利用将籽晶(10)的主表面(10a)朝向下方并使其与Si‑C溶液(11)接触而在主表面(10a)上使SiC单晶生长的溶液生长法得到SiC单晶的制造方法。主表面(10a)平坦。该制造方法包括：接触工序A、接触工序B和生长工序。接触工序A中，使主表面(10a)的一部分区域与贮存的Si‑C溶液(11)接触。接触工序B中，以在接触工序A中接触的一部分区域即初始接触区域作为起始点，通过润湿现象来扩大主表面(10a)与贮存的Si‑C溶液(11)的接触区域。生长工序中，使SiC单晶在与贮存的Si‑C溶液(11)接触的主表面(10a)上生长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及SiC单晶的制造方法，更详细而言，涉及利用溶液生长法得到SiC单晶的制造方法。
技术介绍
作为制造SiC单晶的方法，有溶液生长法。溶液生长法中，使籽晶与Si-C溶液接触，在籽晶上使SiC单晶生长(例如，参照专利文献1)。在此，Si-C溶液是指，使C(碳)溶解在Si或Si合金的熔体中得到的溶液。溶液生长法中使用的籽晶通常具有平坦的主表面。在此，主表面是指，欲在其上使SiC单晶生长的主要的面。对于籽晶，例如使主表面朝向下方而将其配置在Si-C溶液的上方。并且，使主表面与Si-C溶液的液面接触。进而，籽晶中成为仅主表面附近与Si-C溶液接触的状态，从而在主表面上使SiC单晶生长。在仅将籽晶的主表面附近与Si-C溶液接触的状态下使SiC单晶生长时，可以取出所得SiC单晶而不会使其破损。进而，可以抑制多晶的形成。另一方面，在籽晶整体浸渍于Si-C溶液的状态下使SiC单晶生长时，无法得到这些优点。SiC单晶生长后，若在将籽晶整体、以及其上生长的SiC单晶浸渍于Si-C溶液的状态下使Si-C溶液凝固，则有时生长的SiC单晶会受到由凝固时的Si-C溶液的收缩而产生的应力从而遭到破坏。为了避免这种情况，可以考虑将籽晶固定于轴上，使其浸渍于Si-C溶液中，从而使SiC单晶生长。该情况下，SiC单晶生长后，在使Si-C溶液凝固前提起轴，由此可以取出籽晶、以及其上生长的SiC单晶。因此，能够抑制生长的SiC单晶的破损。然而，该方法中，轴上生长有多晶的SiC，因此，生长在籽晶上的SiC晶体容易多晶化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-261843号专利
技术实现思路
专利技术要解决的问题籽晶的主表面与Si-C溶液的液面接触时，有时气氛气体、例如Ar(氩气)、He(氦气)等非活性气体会在籽晶与Si-C溶液之间以气泡的形式被捕获。籽晶的主表面小(例如，直径小于2英寸(约51mm)的圆形)时，气泡与主表面的外缘部的距离短。因此，气泡自籽晶与Si-C溶液之间容易排出。另一方面，籽晶的主表面大(例如，直径为2英寸以上的圆形)时，气泡与主表面的外缘部的距离长。因此，气泡容易残留在籽晶与Si-C溶液之间。若在籽晶与Si-C溶液之间存在气泡的状态下，SiC单晶生长，则SiC单晶会产生气孔等缺陷。本专利技术的目的在于，提供在籽晶与Si-C溶液之间气泡难以进入的、利用溶液生长法得到SiC单晶的制造方法。用于解决问题的方案本实施方式的SiC单晶的制造方法为：利用将籽晶的主表面朝向下方并使其与Si-C溶液接触而在主表面上使SiC单晶生长的溶液生长法得到SiC单晶的制造方法。主表面平坦。该制造方法包括：接触工序A、接触工序B和生长工序。接触工序A中，使主表面的一部分区域与贮存的Si-C溶液接触。接触工序B中，以在接触工序A中接触的一部分区域即初始接触区域作为起始点，通过润湿现象来扩大主表面与贮存的Si-C溶液的接触区域。生长工序中，使SiC单晶在与贮存的Si-C溶液接触的主表面上生长。专利技术的效果根据本实施方式的SiC单晶的制造方法，可以使气泡难以进入到籽晶与Si-C溶液之间。由此，能够得到不包含或减少由气泡导致的缺陷的SiC单晶。附图说明图1为形成有直径为约0.3mm的凹部的SiC晶体的表面照片。图2为包含直径为约0.5mm的空隙的SiC晶体的截面照片。图3为能够用于实施本实施方式的SiC单晶的制造方法的制造装置的简要结构图。图4A为用于说明本专利技术的第1实施方式的SiC单晶的制造方法的侧视图。图4B为用于说明本专利技术的第1实施方式的SiC单晶的制造方法的侧视图。图4C为用于说明本专利技术的第1实施方式的SiC单晶的制造方法的侧视图。图4D为用于说明本专利技术的第1实施方式的SiC单晶的制造方法的侧视图。图5A为用于说明本专利技术的第2实施方式的SiC单晶的制造方法的侧视图。图5B为用于说明本专利技术的第2实施方式的SiC单晶的制造方法的侧视图。图5C为用于说明本专利技术的第2实施方式的SiC单晶的制造方法的侧视图。图5D为用于说明本专利技术的第2实施方式的SiC单晶的制造方法的侧视图。图5E为用于说明本专利技术的第2实施方式的SiC单晶的制造方法的侧视图。图6A为用于说明本专利技术的第3实施方式的SiC单晶的制造方法的侧视图。图6B为用于说明本专利技术的第3实施方式的SiC单晶的制造方法的侧视图。图6C为用于说明本专利技术的第3实施方式的SiC单晶的制造方法的侧视图。图6D为用于说明本专利技术的第3实施方式的SiC单晶的制造方法的侧视图。具体实施方式本实施方式的SiC单晶的制造方法为：利用将籽晶的主表面朝向下方并使其与Si-C溶液接触而在主表面上使SiC单晶生长的溶液生长法得到SiC单晶的制造方法。主表面平坦。该制造方法包括：接触工序A、接触工序B和生长工序。接触工序A中，使主表面的一部分区域与贮存的Si-C溶液接触。接触工序B中，以在接触工序A中接触的一部分区域即初始接触区域作为起始点，通过润湿现象来扩大主表面与贮存的Si-C溶液的接触区域。生长工序中，使SiC单晶在与贮存的Si-C溶液接触的主表面上生长。初始接触区域为籽晶的主表面的一部分，因此接触工序A中，籽晶的主表面与Si-C溶液的接触面积小。因此，气泡难以进入籽晶与Si-C溶液之间。主表面的一部分区域(初始接触区域)与贮存的Si-C溶液接触时，将初始接触区域作为起始点，通过润湿现象来扩大籽晶的主表面与贮存的Si-C溶液的接触区域(接触工序B)。此时，籽晶与Si-C溶液之间的气氛气体从籽晶与Si-C溶液之间排出至侧面。本实施方式中，进而在主表面的初始接触区域与贮存的Si-C溶液接触时，主表面的中心点的高度与贮存的Si-C溶液的液面的最大高度不同。在仅将初始接触区域与贮存的Si-C溶液接触的情况下，有时主表面上的与Si-C溶液的接触区域不会扩大至主表面的整个面。该情况下，可以使籽晶和贮存的Si-C溶液中的至少一者移动以使籽晶与贮存的Si-C溶液接近。该情况下，主表面上的与Si-C溶液的接触区域由主表面的一部分扩大至主表面的整个面，因此，气泡难以进入到主表面与贮存的Si-C溶液之间。因此，根据本实施方式的SiC单晶的制造方法，气泡难以进入到籽晶与Si-C溶液之间。由此，可以得到不包含或减少由气泡导致的缺陷的SiC单晶。籽晶的主表面为欲在其上使SiC单晶生长的主要的一个面。因此，本实施方式的SiC单晶的制造方法中，实质上可以仅将籽晶的特定的平坦面、即1种面取向的面设为晶体生长面。因此，可以使SiC单晶均匀生长。由此，可以容易得到宽度为2英寸以上的SiC单晶。贮存的Si-C溶液例如容纳于坩埚中。在Si-C溶液与籽晶之间存在气泡的状态下使SiC晶体生长时，SiC晶体中会导入下述缺陷。气泡小(例如，直径小于0.1mm)时，气泡会被完全引入到SiC单晶中。因此，生长的SiC单晶中容易形成密闭气孔。关于气泡的直径大于上述条件的情况，如下所述。图1示出形成有直径为约0.3mm的凹部的SiC晶体的表面照片。图1的照片为从正面拍摄晶体生长面的照片。可认为：图1所示的SiC晶体在晶体生长时，与凹部相对应尺寸的气泡存在于籽晶与Si-C溶液之间，从而气泡存在的部分形成了凹部。凹部的边缘部存在六角形的突出部。可认为：该突出部是通过在晶体生长时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SiC单晶的制造方法，其为利用将籽晶的主表面朝向下方并使其与Si‑C溶液接触而在所述主表面上使SiC单晶生长的溶液生长法得到SiC单晶的制造方法，所述主表面平坦，所述制造方法包括下述工序：接触工序A，使所述主表面的一部分区域与贮存的Si‑C溶液接触；接触工序B，以在所述接触工序A中接触的一部分区域即初始接触区域作为起始点，通过润湿现象来扩大所述主表面与所述贮存的Si‑C溶液的接触区域；和生长工序，使SiC单晶在与所述贮存的Si‑C溶液接触的所述主表面上生长。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.12 JP 2014-0246131.一种SiC单晶的制造方法，其为利用将籽晶的主表面朝向下方并使其与Si-C溶液接触而在所述主表面上使SiC单晶生长的溶液生长法得到SiC单晶的制造方法，所述主表面平坦，所述制造方法包括下述工序：接触工序A，使所述主表面的一部分区域与贮存的Si-C溶液接触；接触工序B，以在所述接触工序A中接触的一部分区域即初始接触区域作为起始点，通过润湿现象来扩大所述主表面与所述贮存的Si-C溶液的接触区域；和生长工序，使SiC单晶在与所述贮存的Si-C溶液接触的所述主表面上生长。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述接触工序A包括下述工序：工序A-1a，通过使所述主表面与所述贮存的Si-C溶液接触，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：楠一彦，龟井一人，大黑宽典，坂元秀光，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP