【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳化硅单晶的制造方法和碳化硅单晶锭。
技术介绍
1、碳化硅(以下也记作sic)是具有与si相比能系为约3倍、饱和漂移速度为约2倍、绝缘击穿电场强度为约10倍的优异物性值，且具有大导热系数的半导体，因此，作为实现遥遥领先于当今使用的si单晶半导体的性能的下一代高电压/低损耗半导体元件的材料而备受期待。
2、作为制造由sic单晶形成的晶锭的方法，已知升华法、高温化学气相生长法(以下称为htcvd法)。使用图5-图7来说明以往的晶锭的制造方法。图5是使sic单晶层3在种基板2(参照图6)生长而得到的sic晶锭1的晶体表面的平面图。图6是图5的e-e线截面图，图7是图5的f-f线截面图。e-e线截面和f-f线截面均为(1-100)面的截面。另外，在图5-图7中，用虚线表示未在表面、截面出现的bpd的一部分。
3、在htcvd法中，通常使用沿着[11-20]方向设有离轴角的种基板2，使sic单晶层3沿着[11-20]方向在种基板2进行台阶流动生长。种基板2包含伯格斯矢量为±[11-20]、±[-2110]、±[1-210]的基底面位错(也称为bpd)。
4、位错线朝向任意方向，为了将bpd转变成ted，需要在基底面与棱柱曲面发生交叉滑移，因此，需要与伯格斯矢量平行或反平行的纯螺旋位错化。因此，在图5中，简单示出位错线朝向[11-20]、[-2110]、[1-210]方向的纯螺旋位错的bpd。作为位错线为[11-20]方向的bpd，例示出bpd-4、bpd-5。作为位错线为[-2110]方向
5、这种bpd之中的一部分、即bpd-4如图5和图6所示那样，随着sic单晶层3的生长而发展成sic单晶层3，在sic单晶层3的厚度为1mm的范围内转变成贯通刃型位错(也称为ted)。另一方面，如图5和图7所示那样，种基板2中包含的一部分bpd-5直接发展成sic单晶层3。像这样，若离轴角的方向与位错线的方向平行(均为[11-20])，则种基板2的bpd直接发展成sic单晶层3。在htcvd法中，使用沿着[11-20]方向设有离轴角的种基板2时，未转变成ted而以bpd的状态直接发展的比例多。即，由bpd转变成ted的转变率低。需要说明的是，位错线的方向不与台阶流动的方向平行的bpd-6、bpd-7均随着sic单晶层3的生长而转变成ted。
6、专利文献1中记载了使用沿着[11-20]或[1-100]方向设有离轴角的种基板来形成碳化硅单晶层，但其是升华法，生长速度慢。另外，专利文献1中没有启示出沿着[11-20]或[1-100]方向设有离轴角时的不同。
7、现有技术文献
8、专利文献
9、专利文献1：日本特开2012-240892号公报
技术实现思路
1、专利技术所要解决的问题
2、本专利技术鉴于上述情况，其目的在于，提供使晶体生长速度为高速且从基底面位错转变成贯通刃型位错的转变率得以提高的碳化硅单晶的制造方法、以及碳化硅单晶锭。
3、用于解决问题的手段
4、用于达成上述目的的本专利技术的第一方式是碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，通过制作由相对于{0001}面具有[1-100]方向的离轴角的碳化硅形成的种基板，并利用htcvd法使碳化硅单晶层在前述种基板生长，从而使前述种基板中包含的基底面位错转变成贯通刃型位错。
5、根据第一方式，能够制造使晶体生长速度为高速且从基底面位错转变成贯通刃型位错的转变率得以提高的碳化硅单晶。另外，能够制造台阶聚束(ステップバンチング)得以降低的碳化硅单晶。
6、本专利技术的第二方式是碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，在第一方式所述的碳化硅单晶的制造方法中，在前述htcvd法中，使生长温度为2450℃以上，使至前述碳化硅单晶层生长至1mm厚为止的期间内的平均生长速度为1mm/h以上。
7、根据第二方式，能够更可靠地制造使晶体生长速度为高速且从基底面位错转变成贯通刃型位错的转变率得以提高的碳化硅单晶。
8、本专利技术的第三方式是碳化硅单晶锭，其为在种基板上形成有碳化硅单晶层的碳化硅单晶锭，其特征在于，前述种基板由相对于{0001}面具有[1-100]方向的离轴角的碳化硅形成，前述碳化硅单晶层中，在自与前述种基板的边界起的厚度为1mm的范围内，从基底面位错转变成贯通刃型位错的转变率为80％以上。
9、根据第三方式，在用作晶片的碳化硅单晶层中，基底面位错得以降低，因此，可得到能够提供适于制造半导体元件的晶片的碳化硅单晶锭。进而，可得到台阶聚束得以降低的碳化硅单晶锭。
10、专利技术效果
11、根据本专利技术，提供使晶体生长速度为高速且从基底面位错转变成贯通刃型位错的转变率得以提高的碳化硅单晶的制造方法、以及碳化硅单晶锭。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，
3.碳化硅单晶锭，其为在种基板上形成有碳化硅单晶层的碳化硅单晶锭，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.碳化硅单晶的制造方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的碳化硅单晶的制造方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：別役洁，星乃纪博，镰田功穗，土田秀一，堀合慧祥，冈本武志，
申请(专利权)人：一般财团法人电力中央研究所，
类型：发明
国别省市：
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