[发明专利]碳化硅单晶的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳化硅单晶的制造方法。特别是涉及一种碳化硅单晶的制 造方法，其特征在于，利用用于使高品质的碳化硅单晶生长的晶体生长方 法。

背景技术

碳化硅，是具有热传导率高，耐热性和机械强度优异，对辐射线的抗 性强等，物理性化学性稳定，并且能带宽广泛的特征的材料。因此，可以 用于：在高温下也能使用的耐环境元件部件、耐辐射线元件部件、电控制 用电源元件部件、短波长发光元件部件等中。另外，近年来，特别是作为 电控制用电源元件受到关注，已进行了广泛的开发。

要将碳化硅单晶作为该电控制用电源元件部件普及，需要没有位错等 缺陷的晶体。

作为碳化硅单晶的制造方法，已知有在晶体生长坩埚中设有低温部和 高温部，在晶体生长坩埚的低温部设置由碳化硅单晶形成的晶种基板，在 高温部设置碳化硅原料，使从碳化硅原料升华的升华气体在晶种基板上析 出的方法。此种情况存在下述问题，即由于碳化硅晶种附着于坩埚时的应 力、生长时的热形变等，在晶种内产生缺陷，该缺陷使生长晶体的晶体性 劣化。

为了解决该问题，已经提出了下述方法，即：在碳化硅晶种与保持 (hold)碳化硅晶种的台座之间，配置用于缓和两者之间的热应力的应力 缓冲件，该应力缓冲件的抗拉强度为10MPa以下的方法(参照例如日本特 开2004-269297号公报)；在使单晶生长时的碳化硅晶种与用于支持该碳化 硅晶种的盖体之间介有缓冲部件，在该缓冲部件的板部的一面粘接晶种， 在另一面形成具有针孔的突起，通过针孔使缓冲部件与盖体连接的方法(参 照例如、日本特开2004-338971号公报。)。

即使使用这样的生长方法，在生长晶体内仍然产生大量缺陷。特别是， 在晶种与生长晶体的界面产生的位错或微管(micropipe)使碳化硅单晶的 品质降低。

本发明的目的在于，解决该问题，提供晶体缺陷少的高品质的碳化硅 单晶的生长方法。

发明内容

本发明包括为了实现上述目的而完成的下面的发明。

(1)一种碳化硅单晶的制造方法，在晶体生长坩埚中设有低温部和高 温部，在该晶体生长坩埚的低温部配置由碳化硅单晶形成的晶种基板，在 高温部配置碳化硅原料，使由碳化硅原料升华的升华气体在晶种基板上析 出，使碳化硅单晶生长，其特征在于，配置晶种的部位的坩埚部件使用与 碳化硅在室温下的线膨胀系数之差为1.0×10^-6/开尔文以下的部件。

(2)根据(1)所述的碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，配置晶种的 部位的坩埚部件是碳化硅。

(3)根据(1)所述的碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，配置晶种的 部位的坩埚部件是碳化硅单晶。

(4)根据(3)所述的碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，使配置晶种 的部位的坩埚部件的晶体结构与晶种的晶体结构相同。

(5)根据(3)或(4)所述的碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，使配置 晶种的部位的坩埚部件的晶面取向与晶种的晶面取向按照在-10°～+10 °的范围内的方式一致。

(6)根据(3)～(5)的任一项所述的碳化硅单晶的制造方法，其特征在于， 配置晶种的部位的坩埚部件的晶体结构是4H。

(7)根据(5)或(6)所述的碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，晶面取 向是相对于{0001}在+30°～-30°范围内偏移的面取向。

(8)根据(1)～(7)的任一项所述的碳化硅单晶的制造方法，其特征在于， 配置晶种的部位的坩埚部件的厚度在0.7mm～50mm的范围内。

(9)根据(1)～(9)的任一项所述的碳化硅单晶的制造方法，其特征在于， 当在成为低温部的坩埚部件处配置晶种时，使用碳化硅部件来保持晶种的 侧部。

(10)根据(1)～(9)的任一项所述的碳化硅单晶的制造方法，其特征在 于，使晶体生长坩埚内的配置晶种的壁部的厚度比其他部位的壁厚薄。