SiC单晶的制造方法技术

抑制每个制造批次的晶种的溶液接触位置的偏差，得到重复性好的高质量的SiC单晶。SiC单晶的制造方法，其是使由支持棒支持的SiC晶种与高频加热的溶液接触从而使SiC单晶生长的SiC单晶的制造方法，其中，在施加于所述溶液的磁场的存在下，使所述支持棒下降，使SiC晶种与所述溶液接触，随后停止所述磁场的施加而使SiC单晶生长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】SiC单晶的制造方法
本专利技术涉及基于溶液法的SiC单晶的制造方法。
技术介绍
SiC单晶在热和化学方面非常稳定、机械强度优异、耐放射线方面强，而且与Si(硅)单晶相比具有高的绝缘击穿电压、高的热传导率等优异的物理性质，并且具备这样的特点：通过杂质的添加还能够容易地实现p、n传导型的电子控制，同时具有宽的禁带宽度(对于4H型的单晶SiC为约3.3eV，对于6H型的单晶SiC为约3.0eV)。因此，可实现在Si单晶、GaAs(砷化镓)单晶等现有的半导体材料中不能实现的高温、高频、耐电压/耐环境性，作为新一代的半导体材料的期待正在高涨。以往，作为SiC单晶的代表性的生长方法，已知气相法和溶液法。作为气相法，通常使用升华法。在升华法中，在石墨制坩埚内使SiC原料粉末与作为SiC单晶的晶种对向地配置，在惰性气体气氛下加热坩埚，从而使单晶外延地生长。但是已知，在该气相法中，自坩埚内壁生长出的多晶对SiC单晶的质量产生不利影响。另外，在溶液法中，例如使用具有由放入原料溶液的坩埚、原料溶液、高频线圈等外部加热装置、隔热材料、可升降的晶种支持部件(例如石墨棒)以及安装于晶种支持部件的前端的晶种构成的基本结构的SiC单晶制造装置，在坩埚中，使C(碳)供给源(例如来自石墨坩埚的C)溶解在Si熔液或者还溶解有金属的Si合金熔液等含Si熔液中以制得原料溶液，使SiC单晶层通过溶液析出而在SiC晶种基板上生长。在该基于溶液法的SiC单晶的生长法中，可使用如下方法中的任一种SiC单晶生长法：在原料溶液中设置温度梯度使得晶种基板附近的溶液温度与其它部分的溶液温度相比成为低温以使其生长的方法，或者缓慢冷却原料溶液整体以使其生长的方法。例如，在特开2007-186374号公报中，记载了一种SiC单晶的制造方法，其是在石墨坩埚内的Si熔液内一边维持从内部向熔液面温度降低的温度梯度，一边使SiC单晶生长的方法，其中对坩埚内的熔液施加从坩埚底部向熔液面的向上的纵向磁场，作为具体例，示出了通过施加向熔液面的向上的纵向磁场，可抑制Si熔液内的自然对流从而提高自坩埚底部向晶种的C(碳)的输送效率，可使SiC单晶的生长速度提高至160μm/小时左右。另外，在特开2007-223814号公报中，记载了一种单晶半导体的制造方法，使添加有杂质的晶种与坩埚内的熔液接触，提升所述晶种由此制造单晶半导体，该单晶半导体的制造方法包括向熔液施加磁场的工序、使熔液与晶种接触的工序以及在晶种接触熔液后不进行颈缩(necking)处理而提升单晶半导体的工序，作为具体例，示出了如下例子：在使溶液与晶种接触前的40分钟以上，预先对熔液施加磁场，持续施加磁场直至硅单晶的生长结束从而得到单晶硅半导体。在特开2009-091233号公报中，记载了一种硅锭的生长方法，其包括：对装入了硅的石英坩埚进行加热、对石英坩埚的内部施加500高斯以上的磁场以使硅熔化的步骤，以及对石英坩埚的内部施加小于500高斯的磁场以从熔化的硅生长单晶硅锭的步骤。特开2009-274887号公报中，记载了一种单晶的制造方法，其是在从使C溶解在Si-Cr熔液中而得到的Si-Cr-C溶液使SiC单晶在SiC晶种上生长的方法中，对Si-Cr-C溶液施加直流磁场，作为具体例，示出了使用在高频加热线圈的外侧配置了磁场线圈的SiC单晶的生长装置，在10～20小时左右的生长时间、施加磁场的条件下使SiC单晶生长，从而实现270μm/小时左右的SiC单晶生长速度的例子，以及示出了磁场的方向不限定。在特开2012-193055号公报中，记载了一种SiC单晶的制造方法，其是使用溶液法SiC单晶制造装置的SiC单晶的制造方法，其中，作为支持部的至少一部分，使用由在支持坩埚的方向的热导率(TCv)与在垂直于前述方向的方向的热导率(TCH)之间具有TCH>TCv的关系的部件构成的传热各向异性的支持部，可通过高频加热加热溶液来抑制多晶的产生。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2007-186374号公报专利文献2：特开2007-223814号公报专利文献3：特开2009-091233号公报专利文献4：特开2009-274887号公报专利文献5：特开2012-193055号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，根据这些现有技术，由于因通常用于溶液的加热的高频加热引起的液面微振动，因此在每个制造批次中，在晶种的溶液接触位置产生偏差，难以得到重复性好的高质量的SiC单晶。因此，本专利技术的目的在于抑制每个制造批次的晶种的溶液接触位置的偏差，得到重复性好的高质量的SiC单晶。用于解决课题的手段本专利技术涉及SiC单晶的制造方法，其是使由支持棒支持的SiC晶种与高频加热的溶液接触从而使SiC单晶生长的SiC单晶的制造方法，在施加于所述溶液的磁场的存在下，使所述支持棒下降，使SiC晶种与所述溶液接触，随后停止所述磁场的施加而使SiC单晶生长。专利技术效果根据本专利技术，能够抑制每个制造批次的晶种的溶液接触位置的偏差，得到重复性好的高质量的SiC单晶。附图说明图1是用于本专利技术的SiC单晶的制造方法的基于溶液法的SiC单晶的生长装置的一个例子的概要示意图。图2是表示基于溶液法的SiC单晶生长后的一个例子的状态的截面示意图。图3是用于说明基于溶液法的SiC单晶生长后的一个例子的生长结晶的扩大角的截面示意图。图4是将在本专利技术的实施例和比较例中于相同条件下多次SiC单晶生长后的溶液接触位置的平均值与偏差进行比较表示的表。图5是将本专利技术的实施例和比较例的SiC单晶生长后的每个制造批次的溶液接触位置的实测值进行比较表示的表。图6是将本专利技术的实施例和比较例的SiC单晶生长后的生长结晶的扩大角σ(°)进行比较表示的表。图7A是实施例的SiC生长单晶表面的光学显微镜照片的副本。图7B是比较例的SiC生长单晶表面的光学显微镜照片的副本。具体实施方式特别地，在本专利技术中，可举出以下实施方式。1)在使SiC晶种与所述溶液接触前的0.5分钟以上、10分钟以内开始施加所述磁场的所述制造方法。2)在所述接触后1分钟以内停止施加所述磁场的所述制造方法。3)基于由所述溶液与SiC晶种的接触而产生的电信号来进行停止所述磁场的施加的控制的所述制造方法。4)所述磁场的方向为从溶液面向坩埚底部向下的所述制造方法。5)所述磁场的强度为0.1T(特斯拉，1T＝104G(高斯))以上的所述制造方法。6)使SiC晶种与所述溶液接触，随后停止支持棒的下降，一边提升支持棒一边进行所述SiC单晶的生长的所述制造方法。7)所述溶液的温度在1800～2100℃的范围内的所述制造方法。以下，参照附图详细描述本专利技术。本专利技术的实施方式的基于溶液法的SiC单晶的制造方法，如图1所示，通过如下方法进行：在SiC单晶生长装置1中，在使被石墨制支持棒6支持的SiC晶种7与高频加热的溶液接触从而使SiC单晶生长时，在利用磁场线圈8施加于所述溶液5的磁场(未图示)的存在下，使所述支持棒6下降，使SiC晶种7与所述溶液5接触，随后停止所述磁场的施加而使SiC单晶生长。所述高频加热是通过隔着隔热材料3包围石墨坩埚2的周围的高频加热线圈4来进行的。另外，在所述的实施方式的制造方法中，所述坩埚2可以通过配置在底部的动力(未图示)而本文档来自技高网...

【技术保护点】
SiC单晶的制造方法，其是使由支持棒支持的SiC晶种与高频加热的溶液接触从而使SiC单晶生长的SiC单晶的制造方法，其中，在施加于所述溶液的磁场的存在下，使所述支持棒下降，使SiC晶种与所述溶液接触，随后停止所述磁场的施加而使SiC单晶生长。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.27 JP 2012-2862451.SiC单晶的制造方法，其是使由支持棒支持的SiC晶种与高频加热的溶液接触从而使SiC单晶生长的SiC单晶的制造方法，其中，在施加于所述溶液的磁场的存在下，使所述支持棒下降，使SiC晶种与所述溶液接触，随后停止所述磁场的施加而使SiC单晶生长。2.如权利要求1所述的制造方法，其中，在使SiC晶种与所述溶液接触前的0.5分钟以上、10分钟以内开始施加所述磁场。3.如权利要求1或2所述的制造方法，其中，在所述接触后1分...

【专利技术属性】
技术研发人员：大黑宽典，坂元秀光，加渡干尚，楠一彦，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP