[发明专利]单晶碳化硅的制造方法及收容容器

说明书

提供一种在利用溶液生长法使单晶碳化硅生长的情况下，制造高纯度的单晶碳化硅的方法。本制造方法中，在通过溶液生长法使外延层在至少表面由SiC组成的种子材料上生长而制造单晶碳化硅的方法中，以利用二次离子质谱分析法量测的杂质浓度变得非常低的方式使单晶碳化硅生长。另外，提供一种收容容器，是用以通过使用Si熔液的溶液生长法而使单晶碳化硅生长的收容容器，其中至少在表面设置有将作为追加原料的SiC及C的至少一者追加于Si熔液内的供给材料。由此，通过使用此收容容器进行溶液生长法，可不用进行特别的处理而制造高纯度的单晶碳化硅。

技术领域

本发明主要涉及一种通过溶液生长法来制造单晶碳化硅的技术。

背景技术

SiC与Si等比较，因电性特性等优异，因而作为新颖的半导体材料备受瞩目。在制造半导体元件时，首先使用由SiC组成的晶种(单晶碳化硅基板)来制作碳化硅基板或碳化硅块体结晶(bulk crystal)等。其中，作为使用晶种生长单晶碳化硅的方法，已知一种溶液生长法(譬如，亚稳态溶媒外延生长法(MSE：Metastable Solvent Epitaxy))。

专利文献1公开了一种採用MSE法使单晶碳化硅生长的方法。MSE法是溶液生长法中的一种，且使用单晶碳化硅基板、自由能较单晶碳化硅基板高的供给基板(供给层)、及Si熔液(melt)。通过以对向的方式配置单晶碳化硅基板与供给基板，且使Si熔液位于其间，并在真空下进行加热，可在单晶碳化硅基板的表面使单晶碳化硅生长。

专利文献2及3公开了一种採用其他的溶液生长法自单晶碳化硅基板生长单晶碳化硅的方法。另外，专利文献2及3中记载了在Si熔液中添加金属(譬如Ti、Sn、Ge、Al等)。通过在Si熔液内添加金属，增加溶于Si熔液的C的量，可提高单晶碳化硅的生长速度。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特开2008-230946号公报

专利文献2：日本特开2008-303125号公报

专利文献3：日本特开2007-277049号公报

[非专利文献]

非专利文献1：K.Danno et al.,“High-Speed Growth of High-Quality 4H-SiCBulk by Solution Growth using Si-Cr Based Melt”,Mater.Sci.Forum 2010年,vol.645-648,pp.13-16

非专利文献2：R.I.Scace et al.,“Solubility of Carbon in Silicon andGermanium”,J.Chem.Phys.1959年,30,1551

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在非专利文献1中记载有在Si熔液中添加Cr且通过溶液生长法在单晶碳化硅基板上使单晶碳化硅生长的情况下的杂质浓度。在非专利文献1中公开了以此方法生长的单晶碳化硅中含有7-40×10¹⁶atoms/cm³的Cr、4-20×10¹⁷atoms/cm³的Al。如此，在将金属添加在Si熔液的情况下，由于添加的金属有可能被取入单晶碳化硅，因而会使形成高纯度的单晶碳化硅变得困难。

本发明是鉴于以上的情状而完成，其主要目的在于提供一种在利用溶液生长法使单晶碳化硅生长的情况下，来制造高纯度的单晶碳化硅的方法。

解决问题所采用的技术方案及效果

本发明所要解决的问题，诚如以上的说明，下面对用以解决此问题的手段及其功效进行说明。