[发明专利]SiC单晶体的品质评价方法及利用该方法的碳化硅单晶锭的制造方法

说明书

提供一种能够通过非破坏且简便的方法对SiC单晶的品质进行评价的SiC单晶的品质评价方法及利用该品质评价方法能够再现性良好地制造位错少、品质高的SiC单晶锭的SiC单晶锭的制造方法。是根据与测定点的位置的关系通过多项式近似地表示利用X射线摇摆曲线测定获得的峰位移值并基于对该第1多项式进行微分而获得的第2多项式的曲线图对SiC单晶体的品质进行评价的SiC单晶体的品质评价方法，另外，是使用以上述的方式进行了评价的SiC单晶体作为籽晶并通过升华再结晶法来制造SiC单晶锭的SiC单晶锭的制造方法。

技术领域

本发明涉及由圆板状的碳化硅单晶形成的SiC单晶体的品质评价方法及利用该方法的碳化硅单晶锭的制造方法，详细而言，涉及能够以非破坏的方式对位错(dislocation)的多少等进行评价的SiC单晶体的品质评价方法及使用了通过该方法进行过评价的籽晶的碳化硅单晶锭的制造方法。

背景技术

碳化硅(SiC)是具有较宽的禁带宽度的宽带隙半导体，在耐电压性、耐热性等方面具有远超现有的硅(Si)的特性，因此作为下一代半导体材料正在积极地被研究开发。

作为使碳化硅单晶(SiC单晶)生长的技术之一，有如下的升华再结晶法(也称为改良型Lely法)：对装填于坩埚内的SiC原料粉末进行加热来产生升华气体，使SiC单晶在与SiC原料粉末在坩埚内相对配置的SiC籽晶上进行再结晶。.

即，在该方法中，在构成坩埚的坩埚盖体放置籽晶，在坩埚的容器主体(坩埚主体)配置SiC原料粉末，在暂时形成高真空状态之后，形成惰性气氛，以原料粉末侧为高温、籽晶侧为低温的方式在生长方向上形成温度梯度，使原料粉末进行升华，由此使得块状的SiC单晶(SiC单晶锭)在籽晶上生长。此时，通过使得锭前端的晶体生长端面具有凸面形状，能够控制多晶的产生，并且能够使作为目标的多型SiC单晶稳定地生长，所以，通常以使得生长晶体的周边部的生长表面的任意点的温度t_P、距该点和距籽晶的距离相等的锭中心部的温度t_C之差(Δt＝t_P-t_C)为正的方式在面内方向上也设置温度梯度，从而使得在坩埚内的生长空间中，朝向生长方向形成适度的凸形状的等温线。

然后，在获得呈大致圆柱状的SiC块单晶(SiC单晶锭)后切出成预定厚度来制造SiC单晶基板，另外，对所获得的SiC单晶基板，进而通过热CVD法等来使SiC外延膜生长而形成为外延SiC单晶晶片，由此用于以功率器件为代表的各种SiC器件的制作。

在采用这样的升华再结晶法实现的晶体生长中需要超过2000℃的温度，而且由于在籽晶与原料粉末之间设置温度梯度来进行晶体生长，所以所获得的SiC单晶无论如何都会包含位错等，还会残留有内部应力。已经知道这些位错还对器件的特性等造成影响，另外，内部应力会导致在对SiC单晶进行加工时发生破裂的问题、制成基板时的弯曲问题等。因此，对用于通过实现升华再结晶法中的压力、温度等生长条件的最优化等来降低SiC单晶的位错、内部应力的方法进行了深入研究。

另一方面，对与位错密度相关的晶体品质评价的方法也进行了研究开发。作为对位错密度和/或分布进行评价的方法，最常用的是化学蚀刻(etching)。例如，在将SiC单晶在530℃左右的熔融氢氧化钾(KOH)中浸渍几分钟时，SiC单晶的表面会被碱侵蚀。此时，存在某种晶体缺陷的部分的化学活性度高，所以与正常晶体部分相比，较快地被浸蚀，形成所谓的蚀坑。能够根据该蚀坑的形状、大小、密度、分布，对晶体缺陷的种类、密度等进行评价(参照非专利文献1)。