JP2000044398A - Production of silicon carbide single crystal and silicon carbide single crystal obtained thereby - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To block the micro pipe defects in the silicon carbide single crystal substrate but not to block the micro pipe defects in a new growth layer. SOLUTION: At least one of the micro pipe defects opened on the surface of a substrate crystal (namely silicon carbide single crystal) is coated with a coating material 5. The coated single crystal is heat-treated so that the inside of the micro pipe defect may be saturated with silicon carbide vapor. Thus, the micro pipe defect 6 in the substrate crystal 1 can be blocked inside the substrate crystal, not in the growing layer that newly grows on the substrate crystal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロパイプ欠
陥が閉塞された炭化珪素（ＳｉＣ）単結晶の製造方法お
よびマイクロパイプ欠陥が閉塞された炭化珪素単結晶に
関する。The present invention relates to a method for producing a silicon carbide (SiC) single crystal in which micropipe defects are closed and a silicon carbide single crystal in which micropipe defects are closed.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ＳｉＣ単結晶を種結晶として、改良レー
リー法（昇華法）にてＳｉＣ単結晶を製造する際、マイ
クロパイプ欠陥（中空貫通欠陥）と呼ばれる直径サブμ
ｍ乃至数μｍの中空貫通孔が略成長方向に沿って伸長
し、成長結晶中に内在される。マイクロパイプ欠陥はデ
バイスの電気的特性に悪影響を与えるため、マイクロパ
イプ欠陥があるＳｉＣ単結晶はデバイス形成用の基板に
適さない。このため、マイクロパイプ欠陥を低減するこ
とが重要な課題となっている。2. Description of the Related Art When a SiC single crystal is used as a seed crystal to produce a SiC single crystal by an improved Rayleigh method (sublimation method), a sub-μm diameter called micropipe defect (hollow penetration defect) is produced.
Hollow through-holes of m to several μm extend substantially along the growth direction and are inherent in the grown crystal. Since a micropipe defect has an adverse effect on the electrical characteristics of a device, a SiC single crystal having a micropipe defect is not suitable for a substrate for forming a device. Therefore, reducing micropipe defects has become an important issue.

【０００３】マイクロパイプ欠陥の低減方法として、米
国特許第５，６７９，１５３号明細書や特許第２８０４
８６０号公報や特許第２８７６１２２号公報に示される
方法が提案されている。米国特許第５，６７９，１５３
号明細書に示される方法は、シリコン中のＳｉＣ溶融を
用いた液相エピタキシー法によって結晶成長させると、
エピタキシャル成長途中でマイクロパイプ欠陥が閉塞さ
れていくことを利用して、マイクロパイプ欠陥を有する
種結晶（欠陥密度：５０〜４００ｃｍ^-2）上にマイクロ
パイプ欠陥が低減されたエピタキシャル層（欠陥密度：
０〜５０ｃｍ^-2）を成長させている。As a method of reducing micropipe defects, US Pat. No. 5,679,153 and US Pat.
A method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 860 and Japanese Patent No. 2876122 has been proposed. U.S. Pat. No. 5,679,153
In the method disclosed in the specification, a crystal is grown by a liquid phase epitaxy method using melting of SiC in silicon.
Utilizing the fact that micropipe defects are closed during epitaxial growth, an epitaxial layer with reduced micropipe defects (defect density: 50 to 400 cm ⁻² ) is formed on a seed crystal having micropipe defects (defect density: 50 to 400 cm ⁻² ).
0-50 cm ^-2 ).

【０００４】特許第２８０４８６０号公報に示される方
法は、種結晶の成長面として（０００１）面に垂直な面
を使用することによって、アルカリエッチングに際し、
六角形エッチピットが全く観察されない単結晶、つまり
マイクロパイプ欠陥が存在しない単結晶を種結晶上に成
長させている。特許第２８７６１２２号公報に示されて
いる方法は、α（六方晶）−ＳｉＣ単結晶基板（種結
晶）の表面に、熱化学的蒸着（ＣＶＤ）法によりβ（立
方晶）−ＳｉＣもしくはα−ＳｉＣの多結晶膜の成膜
と、それによって得られた複合体に対する熱処理とを複
数回繰り返すことにより、複数層のβ−ＳｉＣもしくは
α−ＳｉＣ多結晶膜をα−ＳｉＣ単結晶基板（種結晶）
の結晶軸と同一方位に配向（ある種の固相エピタキシャ
ル成長）させることによって、種結晶上にマイクロパイ
プ欠陥などの結晶欠陥のない高品質、かつ、高膜厚の単
結晶ＳｉＣを成長させている。[0004] The method disclosed in Japanese Patent No. 2804860 employs a plane perpendicular to the (0001) plane as a growth plane of a seed crystal.
A single crystal in which no hexagonal etch pits are observed, that is, a single crystal having no micropipe defects, is grown on the seed crystal. The method disclosed in Japanese Patent No. 2876122 discloses a method in which β (cubic) -SiC or α- is deposited on a surface of an α (hexagonal) -SiC single crystal substrate (seed crystal) by a thermochemical vapor deposition (CVD) method. By repeating the formation of the polycrystalline SiC film and the heat treatment of the composite obtained a plurality of times, the β-SiC or α-SiC polycrystalline film having a plurality of layers is formed on the α-SiC single crystal substrate (seed crystal). )
Orientated in the same direction as a crystal axis of (a certain type of solid phase epitaxial growth), a single crystal SiC of high quality and high film thickness without crystal defects such as micropipe defects is grown on the seed crystal. .

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記した３つの方法は
共に、種結晶上に新たな単結晶を成長させ、その成長層
においてマイクロパイプ欠陥を低減するようにしてい
る。このため、第１の方法では、マイクロパイプ欠陥が
無い部分を得るために、液相エピタキシー法にて２０〜
７５μｍ以上のエピタキシャル層を成長させなければな
らず、また、その範囲以下では、依然としてマイクロパ
イプ欠陥が存在するという問題がある。また、このよう
に形成されたエピタキシャル層を種結晶として、再び昇
華法によって単結晶成長を行うと、マイクロパイプ欠陥
が閉塞された部分が薄いことから、その閉塞された部分
が昇華して再びマイクロパイプ欠陥の開口部を生じる可
能性があり、種結晶の試料調整や昇華法成長条件の適正
化が困難であるという問題もある。In each of the three methods described above, a new single crystal is grown on a seed crystal, and micropipe defects are reduced in the grown layer. For this reason, in the first method, in order to obtain a portion free from micropipe defects, 20 to 20 liquid phase epitaxy methods are used.
An epitaxial layer having a thickness of 75 μm or more must be grown, and below this range, there is still a problem that micropipe defects still exist. When the epitaxial layer formed in this way is used as a seed crystal and single crystal growth is performed again by sublimation, the closed portion of the micropipe defect is thin, and the closed portion sublimates and the micropipe defect is again subdivided. There is a problem that an opening of a pipe defect may be generated, and it is difficult to prepare a sample of a seed crystal or to optimize a sublimation growth condition.

【０００６】一方、第２の方法では、マイクロパイプ欠
陥の発生を抑制する点では効果があるが、成長させた単
結晶に新たな積層欠陥が導入されるため、基板の電気的
特性に異方性を生じ、電子デバイス用基板としては適さ
ないという問題がある。他方、第３の方法では、α−Ｓ
ｉＣ単結晶基板（種結晶）の表面にＣＶＤ法でβ−Ｓｉ
Ｃもしくはα−ＳｉＣ多結晶膜を形成するため、結晶粒
界を内在したＳｉＣ複合体が得られる。この複合体を熱
処理し、種結晶上に固相エピタキシャル成長させると、
β−ＳｉＣもしくはα−ＳｉＣ多結晶膜中の結晶子が派
生成長（over growth）して明確な結晶粒界は熱処理と
ともに減少していくが、上記結晶粒界や不均一相変態に
伴う結晶境界などにおける内部歪みを原因とした結晶欠
陥が導入される危惧がある。こうした欠陥はキャリアの
トラップ源となるため電子デバイス用基板としては適さ
ないという問題がある。また、実用基板の厚さにするた
めに、成膜工程と熱処理工程と表面平滑工程を数回繰り
返す必要があるため、製造コストが高くなるという問題
もある。On the other hand, the second method is effective in suppressing the occurrence of micropipe defects. However, since new stacking faults are introduced into the grown single crystal, the electrical characteristics of the substrate are anisotropic. And it is not suitable as an electronic device substrate. On the other hand, in the third method, α-S
β-Si on the surface of iC single crystal substrate (seed crystal) by CVD method
Since a C or α-SiC polycrystalline film is formed, a SiC composite having crystal grain boundaries therein can be obtained. When this composite is heat-treated and solid phase epitaxially grown on the seed crystal,
Although crystallites in the β-SiC or α-SiC polycrystalline film are overgrown and clear crystal grain boundaries decrease with heat treatment, the crystal boundaries associated with the above-mentioned crystal grain boundaries and heterogeneous phase transformations There is a fear that crystal defects due to internal strains may be introduced. There is a problem that such a defect is not suitable as a substrate for an electronic device because it becomes a trapping source of carriers. In addition, in order to make the thickness of a practical substrate, the film formation step, the heat treatment step, and the surface smoothing step need to be repeated several times, so that there is a problem that the manufacturing cost is increased.

【０００７】本発明は上記問題に鑑みてなされ、新たな
成長層においてマイクロパイプ欠陥の発生、継承を抑制
するのではなく、炭化珪素単結晶に存在しているマイク
ロパイプ欠陥を炭化珪素単結晶の内部で閉塞させること
ができるようにすることを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and does not suppress the occurrence and inheritance of micropipe defects in a new growth layer, but instead removes micropipe defects existing in silicon carbide single crystal from silicon carbide single crystal. It is intended to be able to be closed inside.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、以下の技術的手段を採用する。請求項１に記載の発
明においては、炭化珪素単結晶（１）表面の少なくとも
一部を被覆材料（５）で被覆したのち、熱処理を施し、
炭化珪素単結晶に存在するマイクロパイプ欠陥を炭化珪
素単結晶の内部で閉塞させ、マイクロパイプ欠陥の少な
くとも一部が塞がれた閉塞孔を形成することを特徴とし
ている。In order to achieve the above object, the following technical means are employed. In the invention according to claim 1, at least a part of the surface of the silicon carbide single crystal (1) is coated with the coating material (5), and then heat treatment is performed.
A micropipe defect existing in the silicon carbide single crystal is closed inside the silicon carbide single crystal to form a closed hole in which at least a part of the micropipe defect is closed.

【０００９】このように、炭化珪素単結晶表面の少なく
とも一部を被覆材料で被覆したのち、熱処理を施すこと
によって、炭化珪素単結晶に存在するマイクロパイプ欠
陥を閉塞することができる。これにより、炭化珪素単結
晶上に新たに成長する成長層においてではなく、炭化珪
素単結晶に存在するマイクロパイプ欠陥を、炭化珪素単
結晶の内部で閉塞させることができる。炭化珪素単結晶
には単結晶基板や単結晶インゴットが含まれる。As described above, by covering at least a part of the surface of the silicon carbide single crystal with the coating material and performing a heat treatment, micropipe defects existing in the silicon carbide single crystal can be closed. Thereby, micropipe defects existing in the silicon carbide single crystal, not in the growth layer newly grown on the silicon carbide single crystal, can be closed inside the silicon carbide single crystal. The silicon carbide single crystal includes a single crystal substrate and a single crystal ingot.

【００１０】なお、請求項２や請求項１８に示すよう
に、マイクロパイプ欠陥中が炭化珪素蒸気種で飽和状態
になるように熱処理を施すことにより、マイクロパイプ
欠陥が閉塞される。被覆材料としては、請求項４に示す
炭化珪素単結晶（１）と同一あるいは異種多形の多結晶
あるいは単結晶炭化珪素、請求項８に示すアモルファス
状態の炭化珪素、請求項９に示す高融点物質（例えばタ
ングステン）、請求項１０に示すカーボン材料（例えば
黒鉛）、若しくは請求項１１に示す珪素を含む材料とカ
ーボン材料との複合材等を用いることができる。さら
に、これら単結晶、多結晶の被覆材料の配向方向がマイ
クロパイプ欠陥を有する炭化珪素単結晶の結晶軸の方位
と一致していることが好ましい。As described in claim 2 and claim 18, the micropipe defect is closed by performing a heat treatment so that the inside of the micropipe defect is saturated with silicon carbide vapor species. As the coating material, polycrystalline or single-crystal silicon carbide having the same or different polymorphism as the silicon carbide single crystal (1) according to claim 4, silicon carbide in an amorphous state according to claim 8, and a high melting point according to claim 9 A substance (for example, tungsten), a carbon material (for example, graphite) described in claim 10, or a composite material of a silicon-containing material and a carbon material described in claim 11 can be used. Furthermore, it is preferable that the orientation direction of the single crystal and polycrystal coating materials coincides with the orientation of the crystal axis of the silicon carbide single crystal having micropipe defects.

【００１１】そこで、請求項５および請求項７に記載の
発明においては、炭化珪素単結晶（１）の表面の少なく
とも一部に単結晶炭化珪素又は、炭化珪素単結晶（１）
の結晶軸と同方位に配向した炭化珪素、３Ｃ（以下、数
字は＜０００１＞軸方向のＳｉ−Ｃ対の繰返し周期を示
し、Ｃは立方晶、Ｈは六方晶、Ｒは菱面体晶系を示
す。）多形の炭化珪素エピタキシャル膜、および炭化珪
素単結晶（１）と同一あるいは異種多形の炭化珪素エピ
タキシャル膜を形成して熱処理を施すことによって、炭
化珪素単結晶に存在するマイクロパイプ欠陥を閉塞する
ことを特徴としている。Therefore, according to the inventions set forth in claims 5 and 7, at least a part of the surface of the silicon carbide single crystal (1) has a single crystal silicon carbide or a silicon carbide single crystal (1).
Silicon carbide oriented in the same direction as the crystal axis of 3C (hereinafter, the numbers indicate the repetition period of the Si—C pair in the <0001> axial direction, C is cubic, H is hexagonal, and R is rhombohedral. The micropipe existing in the silicon carbide single crystal is formed by forming a polymorphous silicon carbide epitaxial film and a silicon carbide epitaxial film having the same or different polymorphism as the silicon carbide single crystal (1) and performing a heat treatment. It is characterized by closing defects.

【００１２】このように、マイクロパイプ欠陥の開口部
に単結晶炭化珪素、配向性炭化珪素および３Ｃ多形の炭
化珪素エピタキシャル膜を形成すると、それら被覆層結
晶が中空孔に炭化珪素が析出する際のテンプレートの役
目を果たし、マイクロパイプ欠陥の閉塞効果がより大き
くなる。請求項１２に記載の発明においては、炭化珪素
単結晶表面をエッチングする工程を含み、この工程の後
に単結晶表面を被覆する工程を行うことを特徴としてい
る。このように、炭化珪素単結晶の表面をエッチングす
ると、マイクロパイプ欠陥開口付近の結晶歪みを緩和す
る効果があるため、マイクロパイプ欠陥の閉塞効果がよ
り大きくなる。When single-crystal silicon carbide, oriented silicon carbide and a 3C polymorphous silicon carbide epitaxial film are formed in the openings of the micropipe defects as described above, when these coating crystals precipitate silicon carbide in the hollow holes, And the effect of closing the micropipe defects becomes larger. According to a twelfth aspect of the present invention, the method includes a step of etching the surface of the silicon carbide single crystal, and a step of coating the surface of the single crystal is performed after this step. As described above, when the surface of the silicon carbide single crystal is etched, there is an effect of alleviating crystal distortion near the opening of the micropipe defect, so that the effect of closing the micropipe defect is further increased.

【００１３】請求項１３に記載の発明においては、マイ
クロパイプ欠陥の開口部が、被覆材料によって隙間なく
塞がれた状態になっていることを特徴とする。この状態
で熱処理を行うことにより、マイクロパイプ欠陥の閉塞
効果がより大きくなる。請求項１４に記載の発明におい
ては、被覆材料の表面を保護する表面保護部材を被覆材
料上に配置して熱処理を施すことによって、炭化珪素単
結晶に存在するマイクロパイプ欠陥を閉塞することを特
徴としている。このように表面保護部材を被覆材料上に
配置すると、熱処理の際、被覆材料が熱エッチングされ
て昇華・消失してしまうことがなく、マイクロパイプ欠
陥の開口部が被覆材料によって隙間なく塞がれた状態を
熱処理時に確実に実現できるため、マイクロパイプ欠陥
の閉塞効果がより大きくなる。また、閉塞孔を形成した
後、被覆材料を除去する際に、被覆材料や炭化珪素単結
晶の厚さが熱処理前と比べて変化しないため、除去量が
わかり好適である。[0013] The invention according to claim 13 is characterized in that the opening of the micropipe defect is closed without any gap by the coating material. By performing the heat treatment in this state, the effect of closing the micropipe defects is further increased. According to a fourteenth aspect of the present invention, a micropipe defect existing in the silicon carbide single crystal is closed by arranging a surface protection member for protecting the surface of the coating material on the coating material and performing a heat treatment. And By arranging the surface protection member on the coating material in this way, the coating material is not thermally etched and sublimated or disappears during the heat treatment, and the opening of the micropipe defect is closed without gaps by the coating material. Since the closed state can be reliably realized at the time of the heat treatment, the effect of closing the micropipe defects is further increased. In addition, when the coating material is removed after forming the closed holes, the thickness of the coating material or the silicon carbide single crystal does not change as compared to before the heat treatment, so that the amount of removal is preferable.

【００１４】さらに請求項１５に示すように、炭化珪素
原料がある雰囲気で熱処理を施すことにより、より一
層、被覆材料の熱エッチングを抑制できる。すなわち、
例えば、表面保護部材と被覆材料との間に数μｍオーダ
ーの隙間があったとすると、その隙間から被覆材料が昇
華してしまう可能性があるが、この発明のように熱処理
を炭化珪素蒸気種の飽和蒸気圧下で行えば、その隙間が
あったとしても被覆材料の昇華を抑制することができる
ため、マイクロパイプ欠陥を効果的に閉塞させることが
できる。Further, by performing the heat treatment in an atmosphere containing the silicon carbide raw material, the thermal etching of the coating material can be further suppressed. That is,
For example, if there is a gap on the order of several μm between the surface protection member and the coating material, the coating material may sublime through the gap. If the operation is performed under a saturated vapor pressure, sublimation of the coating material can be suppressed even if there is a gap, so that micropipe defects can be effectively closed.

【００１５】表面保護部材の材料としては、請求項１６
および１７に示したように、タングステン、タンタルな
どの高融点金属、黒鉛などのカーボン材料、炭化珪素基
板あるいは炭化珪素粉末などの高融点物質を用いること
ができる。これらの材料は、熱処理温度においても比較
的安定であるので表面保護部材として好ましい。なお、
請求項１９に示すように、炭化珪素原料を昇華させる装
置内に炭化珪素単結晶を収容し、昇華させた炭化珪素原
料を供給することによって、装置内を炭化珪素蒸気種で
飽和状態とすることができるので、被覆材料の熱エッチ
ングを防止でき、マイクロパイプ欠陥の閉塞効果がより
大きくなる。[0015] The material of the surface protection member may be as follows.
And 17, high-melting metals such as tungsten and tantalum, carbon materials such as graphite, and high-melting substances such as silicon carbide substrates or silicon carbide powder can be used. These materials are preferable as a surface protection member because they are relatively stable even at a heat treatment temperature. In addition,
As set forth in claim 19, a silicon carbide single crystal is accommodated in an apparatus for sublimating a silicon carbide raw material, and the sublimated silicon carbide raw material is supplied to saturate the apparatus with silicon carbide vapor species. Therefore, thermal etching of the coating material can be prevented, and the effect of closing the micropipe defects can be increased.

【００１６】請求項２０に記載の発明においては、炭化
珪素単結晶を台座（３）に固定して、この台座を炭化珪
素原料（４）が内蔵された容器（２）に装着したのち、
熱処理によって炭化珪素原料を昇華させると共に、昇華
させた炭化珪素原料を供給して、炭化珪素単結晶の表面
に炭化珪素からなる被覆材料（５）を形成し、さらに熱
処理を続けて炭化珪素単結晶に存在するマイクロパイプ
欠陥を閉塞させ、マイクロパイプ欠陥の少なくとも一部
が塞がれた閉塞孔を形成することを特徴としている。According to the twentieth aspect, the silicon carbide single crystal is fixed to the pedestal (3), and the pedestal is mounted on the container (2) containing the silicon carbide raw material (4).
The silicon carbide raw material is sublimated by the heat treatment, and the sublimated silicon carbide raw material is supplied to form a coating material (5) made of silicon carbide on the surface of the silicon carbide single crystal. The micropipe defect existing in the micropipe is closed, and a closed hole in which at least a part of the micropipe defect is closed is formed.

【００１７】このように、昇華法によって炭化珪素単結
晶を結晶成長させる装置内に炭化珪素単結晶を収容し、
この装置内で炭化珪素単結晶上に被覆材料を形成すると
共に、さらに熱処理を続け炭化珪素単結晶に存在するマ
イクロパイプ欠陥を閉塞させることもできる。これによ
り請求項１と同様の効果が得られる。請求項２１に記載
の発明においては、容器内を不活性ガス雰囲気にすると
共に、この不活性ガス雰囲気中に窒素ガスを導入させて
熱処理を行うことを特徴としている。Thus, the silicon carbide single crystal is accommodated in the apparatus for growing the silicon carbide single crystal by the sublimation method,
In this apparatus, a coating material can be formed on the silicon carbide single crystal, and further, heat treatment can be continued to close micropipe defects existing in the silicon carbide single crystal. Thereby, the same effect as the first aspect can be obtained. The invention according to claim 21 is characterized in that the inside of the container is set to an inert gas atmosphere, and a heat treatment is performed by introducing a nitrogen gas into the inert gas atmosphere.

【００１８】このように、窒素ガスを導入して成長させ
ると、窒素がドーピングされた被覆材料と基板結晶１と
の間に異種界面が形成できるため請求項１と同様の効果
が得られる。さらに本発明の他の特徴は、炭化珪素原料
と炭化珪素単結晶の温度をそれぞれＴｏ、Ｔｓ（℃）と
し、温度差をΔＴ（＝Ｔｏ−Ｔｓ）とすると、−２００
℃＜ΔＴ＜２００℃の範囲で熱処理を行うことにある
（請求項２２）。通常、ΔＴ≧０の温度範囲で熱処理を
行うが、炭化珪素原料の温度に対して、炭化珪素単結晶
の温度が高くなるようにΔＴ＜０の温度範囲で熱処理を
行うことも可能である。As described above, when the growth is performed by introducing the nitrogen gas, a heterogeneous interface can be formed between the coating material doped with nitrogen and the substrate crystal 1, so that the same effect as the first aspect is obtained. Still another feature of the present invention is that when the temperatures of the silicon carbide raw material and the silicon carbide single crystal are To and Ts (° C.), respectively, and the temperature difference is ΔT (= To−Ts), −200
The heat treatment is performed in the range of ° C <ΔT <200 ° C. Normally, the heat treatment is performed in a temperature range of ΔT ≧ 0, but it is also possible to perform the heat treatment in a temperature range of ΔT <0 so that the temperature of the silicon carbide single crystal is higher than the temperature of the silicon carbide raw material.

【００１９】このように、ΔＴ＜０の温度範囲で熱処理
を行うことで、炭化珪素単結晶と台座との間における再
結晶化、またはそれを原因とするクレバス状の欠陥が発
生することを防止することができる。上記再結晶化やク
レバス状欠陥を防止する別の手段としては、炭化珪素原
料と炭化珪素単結晶との間の温度差ΔＴを小さくし（例
えば、｜ΔＴ｜≦１０℃）、雰囲気圧力を高くして（≒
１．０×１０⁵ Ｐａ）、熱処理を行う方法が挙げられ
る。As described above, by performing the heat treatment in the temperature range of ΔT <0, recrystallization between the silicon carbide single crystal and the pedestal, or the occurrence of a crevice-like defect caused by the recrystallization is prevented. can do. As another means for preventing the above recrystallization and crevice-like defects, the temperature difference ΔT between the silicon carbide raw material and the silicon carbide single crystal is reduced (for example, | ΔT | ≦ 10 ° C.), and the atmospheric pressure is increased. Then (≒
1.0 × 10 ⁵ Pa).

【００２０】請求項２３に示すように、請求項１乃至２
２に記載の炭化珪素単結晶の製造方法よって形成された
炭化珪素単結晶は、マイクロパイプ欠陥が閉塞されてい
るため、デバイス作製に使用したり、マイクロパイプ欠
陥を有しない新たな炭化珪素単結晶を成長させるための
種結晶として使用したりするのに好適である。なお、請
求項２４に示すように、請求項１乃至２３に記載の方法
により製造された炭化珪素単結晶は実質的にマイクロパ
イプ欠陥を有しないため、種結晶として、さらには電子
デバイス用基板として有用である。As shown in claim 23, claims 1 and 2
The silicon carbide single crystal formed by the method for producing a silicon carbide single crystal described in 2 is used for device fabrication or a new silicon carbide single crystal having no micropipe defects because micropipe defects are closed. For use as a seed crystal for growing. As described in claim 24, since the silicon carbide single crystal produced by the method of claims 1 to 23 has substantially no micropipe defects, it can be used as a seed crystal and further as a substrate for electronic devices. Useful.

【００２１】請求項２４のマイクロパイプ欠陥の少なく
とも一端が塞がった閉塞孔を有する炭化珪素単結晶は、
マイクロパイプ欠陥が塞がった部分からマイクロパイプ
欠陥のない炭化珪素単結晶基板を取り出すことができ有
用である。マイクロパイプ欠陥の両端が閉塞された炭化
珪素単結晶を用いれば両側からマイクロパイプ欠陥のな
い炭化珪素単結晶基板を取り出すことができ、さらにコ
スト的に有利である。The silicon carbide single crystal having a closed hole in which at least one end of the micropipe defect is closed, according to claim 24,
It is useful that a silicon carbide single crystal substrate having no micropipe defects can be taken out from a portion where the micropipe defects are closed. If a silicon carbide single crystal in which both ends of a micropipe defect are closed is used, a silicon carbide single crystal substrate without a micropipe defect can be taken out from both sides, which is further advantageous in cost.

【００２２】炭化珪素単結晶を昇華法の種結晶として使
用するためには、研磨工程において片面約５０μｍ以
上、望ましくは約７５μｍ以上研磨する必要がある。さ
らに昇華法による単結晶成長の際、条件によって種結晶
表面が熱エッチングされる場合がある。以上のことから
閉塞された部分の長さが７５μｍ以下の閉塞孔を有する
炭化珪素単結晶から種結晶を作製すると研磨や単結晶成
長時の熱エッチングによって開口部を生じる可能性があ
る。請求項２５のマイクロパイプ欠陥の閉塞された部分
の長さが７５μｍより長い閉塞孔を有する炭化珪素単結
晶を用いれば、このような研磨や単結晶成長時の熱エッ
チングによって開口部を生じる恐れがほとんどない。In order to use a silicon carbide single crystal as a seed crystal in the sublimation method, it is necessary to polish a single side of about 50 μm or more, preferably about 75 μm or more in a polishing step. Furthermore, during single crystal growth by the sublimation method, the seed crystal surface may be thermally etched depending on conditions. From the above, when a seed crystal is produced from a silicon carbide single crystal having a closed hole having a closed portion having a length of 75 μm or less, an opening may be formed by polishing or thermal etching during single crystal growth. The use of a silicon carbide single crystal having a closed hole whose closed portion of the micropipe defect is longer than 75 μm according to claim 25 may cause an opening due to such polishing or thermal etching during single crystal growth. rare.

【００２３】[0023]

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施形態について
説明する。図１に、基板結晶（炭化珪素単結晶）１のマ
イクロパイプ欠陥を閉塞するのに用いる熱処理装置の概
略断面図を示す。熱処理装置は、上部が開口したるつぼ
２と、るつぼ２の開口部を覆う蓋体３により構成されて
いる。これらるつぼ２と蓋体３はグラファイトで構成さ
れている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiment shown in the drawings will be described below. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a heat treatment apparatus used to close a micropipe defect in substrate crystal (silicon carbide single crystal) 1. The heat treatment apparatus includes a crucible 2 having an open top and a lid 3 that covers the opening of the crucible 2. The crucible 2 and the lid 3 are made of graphite.

【００２４】るつぼ２内には、マイクロパイプ欠陥を閉
塞するための熱処理を再現性良く安定に行うための原料
となる炭化珪素原料４が収容されている。基板結晶１は
蓋体３上に支持されるようになっており、るつぼ２の開
口部を蓋体３で覆ったときに、基板結晶１が炭化珪素原
料４に対向配置されるようになっている。以下、基板結
晶１の両表面のうち載置面側を載置面側表面といい、載
置面の反対側を非載置面側表面という。The crucible 2 contains a silicon carbide raw material 4 which is a raw material for performing a heat treatment for closing micropipe defects stably with good reproducibility. Substrate crystal 1 is supported on lid 3. When the opening of crucible 2 is covered with lid 3, substrate crystal 1 is arranged to face silicon carbide raw material 4. I have. Hereinafter, the mounting surface side of both surfaces of the substrate crystal 1 is referred to as a mounting surface side surface, and the opposite side of the mounting surface is referred to as a non-mounting surface side surface.

【００２５】なお、図１において図示していないが、る
つぼ２の外周には、グラファイト製の抵抗発熱体が配置
されており、この抵抗発熱体によってるつぼ２内の温
度、具体的には基板結晶１の温度や炭化珪素原料４の温
度が調整可能となっている。また、図示されていない
が、るつぼ２は雰囲気の圧力を調整できる容器内に入れ
られており、るつぼ２内への不活性ガス等の導入や、雰
囲気圧力の調整が可能となっている。Although not shown in FIG. 1, a resistance heating element made of graphite is arranged on the outer periphery of the crucible 2, and the temperature inside the crucible 2 by the resistance heating element, specifically, the substrate crystal 1 and the temperature of the silicon carbide raw material 4 can be adjusted. Further, although not shown, the crucible 2 is placed in a container capable of adjusting the pressure of the atmosphere, so that an inert gas or the like can be introduced into the crucible 2 and the pressure of the atmosphere can be adjusted.

【００２６】また、図１に示すように、基板結晶１の非
載置面側が被覆材料５で覆われている。この被覆材料５
は、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）法や分子線エピタキシ
ー（ＭＢＥ）法やスパッタ蒸着法や昇華法などの気相成
長法、液相エピタキシー（ＬＰＥ）法などの液相成長法
によって基板結晶１上に堆積させられる。被覆材料５に
は基板結晶１と同じ結晶形のＳｉＣ、異なる結晶形のＳ
ｉＣいずれも適用可能であるが、基板結晶１の材料が六
方晶形炭化珪素単結晶の場合、立方晶形の炭化珪素が適
している。As shown in FIG. 1, the non-mounting surface side of the substrate crystal 1 is covered with a coating material 5. This coating material 5
Is formed on the substrate crystal 1 by a vapor phase growth method such as a chemical vapor deposition (CVD) method, a molecular beam epitaxy (MBE) method, a sputter deposition method or a sublimation method, or a liquid phase growth method such as a liquid phase epitaxy (LPE) method. Is deposited. The coating material 5 includes SiC having the same crystal form as the substrate crystal 1 and SC having a different crystal form.
Any of iC can be applied, but when the material of the substrate crystal 1 is a hexagonal silicon carbide single crystal, cubic silicon carbide is suitable.

【００２７】被覆材料５としてＳｉＣ単結晶の他、Ｓｉ
Ｃ多結晶体、ＳｉＣ焼結体、アモルファスＳｉＣ、カー
ボン材料（例えば黒鉛、カーボンナノチューブ、フラー
レン等）、珪素を含む材料とカーボン材料の複合体、及
び高融点物質（例えば、タングステン、炭化タングステ
ン、窒化ホウ素等）を適用することもできる。上記単結
晶、多結晶の被覆材料の配向方向が、マイクロパイプ欠
陥を有する炭化珪素単結晶の結晶軸の方位と一致してい
る場合、マイクロパイプ欠陥が閉塞する確率が高くな
る。As the coating material 5, in addition to the SiC single crystal,
C polycrystalline body, SiC sintered body, amorphous SiC, carbon material (for example, graphite, carbon nanotube, fullerene, etc.), composite material of silicon-containing material and carbon material, and high melting point material (for example, tungsten, tungsten carbide, nitride) Boron etc.) can also be applied. When the orientation direction of the single crystal or polycrystalline coating material matches the orientation of the crystal axis of the silicon carbide single crystal having micropipe defects, the probability of closing the micropipe defects increases.

【００２８】なお、被覆材料５を立方晶形炭化珪素（３
Ｃ−ＳｉＣ）で構成する場合には、上記堆積方法の他
に、例えばポリメチルカルボシラン等、ポリカルボシラ
ン類等の有機珪素高分子を溶解した有機溶媒を基板結晶
１に均一塗布し有機溶媒を乾燥した後、真空中、あるい
は、Ａｒ、Ｎ₂ 等の非酸化雰囲気中にて６００〜１５０
０℃で熱分解してもよい。The coating material 5 is made of cubic silicon carbide (3
In the case of using C-SiC), in addition to the above-described deposition method, an organic solvent in which an organic silicon polymer such as polymethylcarbosilane or the like is dissolved is uniformly applied to the substrate crystal 1 and the organic solvent is applied. after drying and vacuum or, Ar, at a non-oxidizing atmosphere such as N ₂ six hundred to one hundred and fifty
It may be pyrolyzed at 0 ° C.

【００２９】図１では、基板結晶１の非載置面側表面を
被覆材料５で覆っているが、基板結晶１の両表面の少な
くとも一方を被覆材料５で覆っていればよく、非載置面
側表面である必要はない。また、後述する熱処理に先立
って被覆材料５を基板結晶１上に形成させてもよいが、
熱処理工程中に基板結晶１の表面に形成させてもよい。
この被覆材料５は、数１０ｎｍ〜数ｍｍの範囲で選択
することができるが、マイクロパイプ欠陥閉塞のための
熱処理条件の自由度と製造コストを考慮すると、数μｍ
〜数１００μｍの範囲で選択することが好ましい。In FIG. 1, the surface on the non-mounting surface side of the substrate crystal 1 is covered with the coating material 5, but it is sufficient that at least one of both surfaces of the substrate crystal 1 is covered with the coating material 5. It need not be a surface side surface. Further, the coating material 5 may be formed on the substrate crystal 1 prior to a heat treatment described later,
It may be formed on the surface of the substrate crystal 1 during the heat treatment step.
This coating material 5 can be selected in the range of several tens of nm to several mm, but several μm in consideration of the degree of freedom of heat treatment conditions for closing micropipe defects and the manufacturing cost.
It is preferable to select within a range of from about 100 μm to several hundred μm.

【００３０】また、基板結晶１の厚さも任意に選択可能
であるが、基板結晶１を厚くした方がよりマイクロパイ
プ欠陥がないものを一度に多く形成できること、さらに
基板結晶１が薄すぎると変形、破損の可能性があり製造
プロセス中の操作性に難点があるということを考慮する
と、少なくとも１００μｍ以上とするのが望ましい。こ
のように構成される基板結晶１を図１に示す熱処理装置
内に配置したのち、熱処理を施す。The thickness of the substrate crystal 1 can be arbitrarily selected. However, it is possible to form more substrates having no micropipe defects at a time by making the substrate crystal 1 thicker. Considering that there is a possibility of breakage and difficulty in operability during the manufacturing process, it is preferable that the thickness be at least 100 μm or more. After the substrate crystal 1 thus configured is placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, heat treatment is performed.

【００３１】このとき、熱処理の温度条件としては、炭
化珪素原料４と基板結晶１の温度をそれぞれＴｏ
（℃）、Ｔｓ（℃）とし、炭化珪素原料４と基板結晶１
との間の温度差、距離をそれぞれΔＴ（＝Ｔｏ−Ｔ
ｓ）、Ｌ（ｃｍ）とすると、温度差ΔＴが−２００〜２
００℃の範囲、温度勾配ΔＴ／Ｌが−１００〜１００℃
／ｃｍの範囲で選択可能であり、また基板結晶１の温度
Ｔｓは１８００〜２５００℃の範囲で選択可能である。At this time, the temperature conditions of the heat treatment are as follows.
(° C.), Ts (° C.), silicon carbide raw material 4 and substrate crystal 1
ΔT (= To−T)
s) and L (cm), the temperature difference ΔT is -200 to 2
00 ° C range, temperature gradient ΔT / L is -100 to 100 ° C
/ Cm, and the temperature Ts of the substrate crystal 1 can be selected in the range of 1800 to 2500 ° C.

【００３２】また、雰囲気圧力の条件としては、１×１
０^-8〜１×１０⁹ Ｐａの範囲で適用可能である。図２、
図３に、それぞれ上記熱処理を施す前後の基板結晶１の
様子を示す。これらの図に示されるように、基板結晶１
の表面に開口を有していたマイクロパイプ欠陥６は、基
板結晶１の表面の少なくとも一方向から閉塞されてい
る。このとき、マイクロパイプ欠陥６の閉塞される長さ
を基板結晶１の表面から７５μｍより大きくすることが
できた。この図では、閉塞孔７が残留している状態とな
っているが、閉塞孔７は熱処理時間に応じて徐々に閉塞
されていくため、熱処理条件（例えば熱処理時間を増加
させるなど）によっては、マイクロパイプ欠陥６を実質
的に消滅させることも可能である。The condition of the atmospheric pressure is 1 × 1
It is applicable in the range of 0 ^-8 to 1 × 10 ⁹ Pa. FIG.
FIG. 3 shows the state of the substrate crystal 1 before and after the heat treatment, respectively. As shown in these figures, the substrate crystal 1
The micropipe defect 6 having an opening on the surface of the substrate crystal 1 is closed from at least one direction on the surface of the substrate crystal 1. At this time, the closed length of the micropipe defect 6 could be made larger than 75 μm from the surface of the substrate crystal 1. In this figure, the closing hole 7 remains, but since the closing hole 7 is gradually closed in accordance with the heat treatment time, depending on the heat treatment conditions (for example, increasing the heat treatment time). It is also possible to substantially eliminate the micropipe defect 6.

【００３３】このように、上記温度条件や雰囲気圧力条
件を満たす熱処理によって、基板結晶１におけるマイク
ロパイプ欠陥６を閉塞することができる。本実施形態の
変形例として、被覆材料５の上にさらに表面保護部材８
を配置した状態で基板結晶１をるつぼ２内に配置する場
合を図４に示す。このように、表面保護部材８を被覆材
料上に配置すると、熱処理の際、被覆材料が熱エッチン
グにより昇華して消失してしまうことがなく、マイクロ
パイプ欠陥の開口部が、被覆材料によって隙間なく塞が
れた状態を熱処理時に実現できるため、マイクロパイプ
欠陥６を確実に閉塞させることができる。また、閉塞孔
を形成した後、被覆材料を除去する際に、被覆材料や炭
化珪素単結晶の厚さが熱処理前と比べて変化しないため
除去量が正確にわかり、閉塞孔７まで除去してしまうこ
とを防止できる。As described above, the micropipe defects 6 in the substrate crystal 1 can be closed by the heat treatment satisfying the above temperature conditions and atmospheric pressure conditions. As a modification of this embodiment, the surface protection member 8
FIG. 4 shows a case where the substrate crystal 1 is arranged in the crucible 2 in a state where is arranged. As described above, when the surface protection member 8 is disposed on the coating material, the coating material does not sublimate and disappear due to thermal etching during the heat treatment, and the opening of the micropipe defect is completely closed by the coating material. Since the closed state can be realized during the heat treatment, the micropipe defect 6 can be reliably closed. Further, when the coating material is removed after forming the closing hole, the thickness of the coating material or the silicon carbide single crystal does not change compared to that before the heat treatment, so that the removal amount can be accurately determined. Can be prevented.

【００３４】また、るつぼ２内に炭化珪素原料４を配置
して熱処理を施すときには、るつぼ２内を炭化珪素蒸気
種の飽和蒸気圧雰囲気にすることができ、表面保護部材
８と被覆材料５との間の数μｍオーダーの隙間（被覆材
料５や表面保護部材８の表面に数μｍオーダーの凹凸が
ある場合）から被覆材料が昇華することを防止できるた
め、マイクロパイプ欠陥を効果的に閉塞させることが可
能である。また、上記と同様に、基板作製時に閉塞孔７
まで除去してしまうことを一層防止できる。When the silicon carbide raw material 4 is placed in the crucible 2 and subjected to heat treatment, the inside of the crucible 2 can be set to a saturated vapor pressure atmosphere of silicon carbide vapor species, and the surface protection member 8 and the coating material 5 Of the coating material can be prevented from sublimating from a gap of several μm order (when the surface of the coating material 5 or the surface protection member 8 has irregularities of several μm order), thereby effectively closing micropipe defects. It is possible. Also, as described above, when the substrate is manufactured,
Can be further prevented from being removed.

【００３５】表面保護部材８の材料としては、タングス
テン、タンタルなどの高融点金属、黒鉛などのカーボン
材料、炭化珪素基板あるいは炭化珪素粉末などの高融点
物質を用いることができる。これらの材料は熱処理温度
においても比較的安定であるので表面保護部材として好
ましい。マイクロパイプ欠陥６が閉塞されるメカニズム
については、以下のように推測される。As the material of the surface protection member 8, a high melting point metal such as tungsten or tantalum, a carbon material such as graphite, or a high melting point substance such as a silicon carbide substrate or silicon carbide powder can be used. These materials are preferable as a surface protection member because they are relatively stable even at a heat treatment temperature. The mechanism for closing the micropipe defect 6 is presumed as follows.

【００３６】マイクロパイプ欠陥は大きなバーガースベ
クトルを有するらせん転位芯が、大きな弾性歪みエネル
ギーを緩和するために中空貫通孔になったものと考えら
れている（Ｆ．Ｃ．Ｆｒａｎｋ．Ａｃｔａ．Ｃｒｙｓ
ｔ．４（１９５１）４９７参照）。マイクロパイプ欠陥
６の閉塞現象は上記マイクロパイプ欠陥６のメカニズム
とは逆の現象が起きていると推定される。マイクロパイ
プ欠陥６の閉塞推定モデルを図５を用いて説明する。It is considered that the micropipe defect is such that a screw dislocation core having a large Burgers vector becomes a hollow through hole in order to reduce large elastic strain energy (FC Frank. Acta. Crys).
t. 4 (1951) 497). It is presumed that the closing phenomenon of the micropipe defect 6 is the reverse of the mechanism of the micropipe defect 6. A blockage estimation model of the micropipe defect 6 will be described with reference to FIG.

【００３７】３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜が形成され
たマイクロパイプ欠陥６を含む基板結晶１が黒鉛製の蓋
体３に設置されている場合を考える（図５（ａ））。こ
の状態で図１に示した熱処理装置内に配置し、適当な温
度・圧力条件にて熱処理を行うと、その温度における平
衡蒸気圧を保つために、マイクロパイプ欠陥６の周辺、
３Ｃ−ＳｉＣ膜及び蓋体のグラファイトから、Ｓｉ、Ｓ
ｉＣ₂ 、Ｓｉ₂ Ｃ等の蒸気種が図中の矢印のように昇華
する。（図５（ｂ））。Consider a case where the substrate crystal 1 including the micropipe defect 6 on which the 3C-SiC epitaxial film is formed is placed on the graphite lid 3 (FIG. 5A). In this state, when placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 and subjected to heat treatment under appropriate temperature and pressure conditions, in order to maintain an equilibrium vapor pressure at that temperature, the vicinity of the micropipe defect 6,
From the 3C-SiC film and the graphite of the lid, Si, S
Vapor species such as iC ₂ and Si ₂ C sublime as shown by arrows in the figure. (FIG. 5 (b)).

【００３８】その後、現在まだ理由は明らかでないが、
閉塞箇所の透過電子顕微鏡観察結果から、黒鉛製蓋体２
との界面及び被覆材との界面において、大きなバーガー
スベクトルを有するらせん転位（Super Screw Disloc
ation ）から形成されるマイクロパイプ欠陥が分解され
て、１ｃ（６Ｈ−ＳｉＣの場合、ｃ＝１．５ｎｍで、ｃ
は単位格子のｃ軸長に対応する。）以下のバーガースベ
クトルを有する数本のらせん転位の集合体（積層欠陥、
刃状転位を含む）となるとともに、中空孔にＳｉＣが析
出したと推定される。After that, the reason is not clear yet,
From the results of the transmission electron microscope observation of the closed portion, the graphite lid 2
Dislocation with a large Burgers vector at the interface with the coating and the coating material (Super Screw Disloc
ation) is decomposed to obtain 1c (in the case of 6H—SiC, c = 1.5 nm and c
Corresponds to the c-axis length of the unit cell. ) An assembly of several screw dislocations with the following Burgers vector (stacking fault,
(Including edge dislocations), and SiC was presumed to have precipitated in the hollow holes.

【００３９】なぜなら、その箇所においては、表面を有
する中空孔であるよりＳｉＣが析出した方が、表面を形
成していることによる表面エネルギー不利が解消され、
さらに、環境相（気相）の分子が結晶中に組み込まれる
ことによる自由エネルギーの低下が、ＳｉＣの析出によ
って生じる結晶中の歪みエネルギーによる損失を上回る
ため、全系として自由エネルギーの利得がある。このた
め、昇華−再析出（／再配列）が進行したと推定される
（図５（ｃ）（ｄ））。The reason is that, at that location, the deposition of SiC rather than the hollow hole having the surface eliminates the surface energy disadvantage due to the formation of the surface,
Furthermore, since the decrease in free energy due to the incorporation of molecules in the environmental phase (gas phase) into the crystal exceeds the loss due to strain energy in the crystal caused by the precipitation of SiC, the whole system has a gain in free energy. For this reason, it is estimated that sublimation-reprecipitation (/ rearrangement) has progressed (FIGS. 5C and 5D).

【００４０】本実施形態のマイクロパイプ欠陥６を有す
る炭化珪素単結晶１の少なくとも一方の面を被覆材料５
で被覆して（黒鉛製蓋体２に設置しただけの場合も含
む）熱処理を行うことがマイクロパイプ欠陥６（らせん
転移）のバーガースベクトルを分解する役目を果たし、
結果的にマイクロパイプ欠陥６が閉塞される効果を奏し
たと推定される。At least one surface of silicon carbide single crystal 1 having micropipe defects 6 of the present embodiment is covered with coating material 5.
And heat-treating (including the case where it is simply placed on the graphite lid 2) serves to decompose the Burgers vector of the micropipe defect 6 (spiral transition),
As a result, it is estimated that the effect of closing the micropipe defect 6 was achieved.

【００４１】このようにして得られた基板結晶１からマ
イクロパイプ欠陥６の存在しない領域（例えば、（００
０１）面に平行な基板（on-axis 基板）もしくはその面
からある角度傾いた基板（off-axis基板））を切り出す
ことによって、実質的に全くマイクロパイプ欠陥６のな
い基板結晶１を得ることが可能になる。こうして得られ
た基板結晶１を加工処理、化学洗浄処理したのちデバイ
ス作製に供すれば、高性能の高耐圧、高周波数、高速、
耐環境デバイスを作製することができる。また、再度、
昇華法の種結晶として供することも可能となる。なお、
一旦閉塞したマイクロパイプ欠陥はエネルギー的には安
定であり、マイクロパイプ欠陥が閉塞した炭化珪素単結
晶（１）を単結晶成長の種結晶として用いて、この種結
晶上に炭化珪素単結晶を昇華法等によって成長させても
再度マイクロパイプ欠陥が発生することはない。従っ
て、マイクロパイプ欠陥が閉塞した炭化珪素単結晶を種
結晶として、高品位長尺単結晶成長を行い得られた単結
晶インゴットから数多くのマイクロパイプ欠陥のない炭
化珪素単結晶（例えば、デバイス形成用の基板）を切り
出すことができる。From the substrate crystal 1 thus obtained, a region where no micropipe defects 6 exist (for example, (00
01) Obtaining a substrate crystal 1 having substantially no micropipe defects 6 by cutting out a substrate parallel to the plane (on-axis substrate) or a substrate inclined at an angle (off-axis substrate) from the plane. Becomes possible. If the substrate crystal 1 thus obtained is subjected to processing and chemical cleaning treatments and then subjected to device fabrication, high-performance, high withstand voltage, high frequency, high speed,
An environment-resistant device can be manufactured. Again,
It can also be used as a seed crystal for the sublimation method. In addition,
The once closed micropipe defects are stable in energy, and the silicon carbide single crystal (1) in which the micropipe defects are closed is used as a seed crystal for single crystal growth, and a silicon carbide single crystal is sublimated on this seed crystal. Micropipe defects do not occur again even when grown by a method or the like. Therefore, using a silicon carbide single crystal in which micropipe defects are closed as a seed crystal, a single crystal ingot obtained by growing a high-quality long single crystal grows from a silicon carbide single crystal without many micropipe defects (for example, for device formation). Substrate) can be cut out.

【００４２】また、マイクロパイプ欠陥を基板結晶１内
で閉塞できるため、基板の大口径化プロセス、すなわ
ち、基板口径を高品位を維持したまま順次拡大するため
の数多くの成長実験に多大な労力を要する必要がなくな
り、製造コストが大幅に削減される。なお、基板結晶１
の結晶形は６Ｈ多形、４Ｈ多形、それ以外の多形のいず
れにも適用可能である。Also, since micropipe defects can be closed in the substrate crystal 1, a great deal of labor is required for the process of increasing the diameter of the substrate, that is, many growth experiments for sequentially expanding the substrate diameter while maintaining high quality. This eliminates the need to do so and significantly reduces manufacturing costs. The substrate crystal 1
Is applicable to any of the 6H polymorph, the 4H polymorph, and other polymorphs.

【００４３】また、基板結晶１としては（０００１）面
に平行な面（on-axis 基板）のみでなく、例えばその面
からある角度傾いた基板（off-axis基板）を用いても同
様な効果がある。さらに、後述する実施例においては、
基板結晶１として厚みが１ｍｍ以下のものを例に挙げて
説明を行うが、それ以上の厚みの基板結晶１にも適用可
能である。特に本発明を単結晶インゴットに適用すれ
ば、マイクロパイプ欠陥が全く存在しない多数枚の基板
が一度に得られるため、工業的プロセスとして有効であ
る。The same effect can be obtained by using not only a plane parallel to the (0001) plane (on-axis substrate) as the substrate crystal 1 but also a substrate (off-axis substrate) inclined at an angle from that plane. There is. Further, in the embodiments described below,
The substrate crystal 1 having a thickness of 1 mm or less will be described as an example, but the present invention can also be applied to a substrate crystal 1 having a thickness greater than 1 mm. In particular, when the present invention is applied to a single crystal ingot, a large number of substrates without any micropipe defects can be obtained at once, which is effective as an industrial process.

【００４４】マイクロパイプ欠陥閉塞のための熱処理装
置として、図１に示すように、蓋体３が位置するるつぼ
２の上部に基板結晶１を配置し、下部に炭化珪素原料４
を配置する場合について説明したが、これ以外の装置、
例えばるつぼ２の上部に炭化珪素原料４、下部に基板結
晶１を配置する場合についても適用可能である。また、
縦型の熱処理装置について述べたが、横型の熱処理装置
にも適用可能である。さらに、加熱方式も従来周知の高
周波誘導加熱方式を用いても、同様な効果が得られる。As shown in FIG. 1, as a heat treatment apparatus for closing micropipe defects, a substrate crystal 1 is arranged above a crucible 2 where a lid 3 is located, and a silicon carbide raw material 4 is arranged below.
Has been described, but other devices,
For example, the present invention is also applicable to a case where silicon carbide raw material 4 is arranged above crucible 2 and substrate crystal 1 is arranged below crucible 2. Also,
Although the vertical type heat treatment apparatus has been described, the present invention is also applicable to a horizontal type heat treatment apparatus. Further, similar effects can be obtained even if a conventionally known high-frequency induction heating method is used.

【００４５】なお、基板結晶が炭化珪素の場合について
述べたが、それ以外の結晶、例えばＺｎＳ等の中空貫通
欠陥を有する材料にも上記方法を適用することができ
る。Although the case where the substrate crystal is silicon carbide has been described, the above method can be applied to other crystals, for example, a material having a hollow penetration defect such as ZnS.

【００４６】[0046]

【実施例】以下、本実施形態における実施例について具
体的に説明する。 （実施例１）まず、欠陥密度が約５０ｃｍ^-2のマイクロ
パイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６Ｈ多形のＳｉＣ
単結晶で構成された基板結晶１を用意し、この基板結晶
１の表面に被覆材料５として３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャ
ル膜をＣＶＤ法にて約２０μｍの厚さで形成した。EXAMPLES Examples of the present embodiment will be specifically described below. (Example 1) First, 6H polymorphic SiC having a thickness of 300 μm and having micropipe defects having a defect density of about 50 cm ^−2.
A substrate crystal 1 composed of a single crystal was prepared, and a 3C-SiC epitaxial film was formed as a coating material 5 on the surface of the substrate crystal 1 by a CVD method to a thickness of about 20 μm.

【００４７】微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子
顕微鏡を用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥６
の開口部は３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜によって隙間
なく塞がれていた。なお、基板結晶１の表面として（０
００１）ジャスト面を用いており、３Ｃ−ＳｉＣエピタ
キシャル膜は（１１１）面を成長面として成膜されてい
る。Observation with a differential interference microscope, a polarizing microscope, and a scanning electron microscope revealed that micropipe defects 6
Was closed without any gap by the 3C-SiC epitaxial film. Note that (0
001) The just surface is used, and the 3C-SiC epitaxial film is formed with the (111) plane as the growth surface.

【００４８】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置した。本実施例においては、炭化珪素原料４は
配置しなかった。マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、
雰囲気圧力６．７×１０⁴ Ｐａ、基板結晶１の温度２２
００℃程度、炭化珪素原料４と基板結晶１の間の温度差
ΔＴを０℃として６時間の熱処理を行った。このような
工程を経て得られた基板結晶を＜０００１＞軸方向に平
行に切断したのち切断面を研磨し、透過明視野にて顕微
鏡観察を行った。その結果、基板結晶１中に存在してい
たマイクロパイプ欠陥の７０％が、少なくとも基板結晶
１の表面の一方向から閉塞していた。Next, the substrate crystal 1 was placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. In this example, silicon carbide raw material 4 was not provided. As a micropipe defect closing process,
Atmospheric pressure 6.7 × 10 ⁴ Pa, temperature of substrate crystal 1 22
Heat treatment was performed at about 00 ° C. for 6 hours with the temperature difference ΔT between silicon carbide raw material 4 and substrate crystal 1 set to 0 ° C. After the substrate crystal obtained through such a process was cut in parallel to the <0001> axis direction, the cut surface was polished and observed by a microscope in a transmission bright field. As a result, 70% of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1 were closed at least from one direction of the surface of the substrate crystal 1.

【００４９】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に特徴的に観察される、不均一な弾性
歪みに対応した複屈折干渉パターンを示さなかった。こ
のため、一旦閉塞したマイクロパイプ欠陥はエネルギー
的に安定であるといえる。Further, in order to remove the silicon carbide crystals formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel to the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. as a result,
The portion where the micropipe defect was closed no longer showed a birefringent interference pattern corresponding to the non-uniform elastic strain characteristically observed around the micropipe defect. Therefore, it can be said that the micropipe defect once closed is energetically stable.

【００５０】（実施例２）まず、欠陥密度が約５０ｃｍ
^-2のマイクロパイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６Ｈ
多形のＳｉＣ単結晶で構成された基板結晶１を用意し、
この基板結晶１の表面に被覆材料５として３Ｃ−ＳｉＣ
エピタキシャル膜をＣＶＤ法にて約２０μｍの厚さで形
成した。Example 2 First, the defect density was about 50 cm.
300μm thick 6H with ^-2 micropipe defects
Prepare a substrate crystal 1 composed of a polymorphic SiC single crystal,
3C-SiC is used as a coating material 5 on the surface of the substrate crystal 1.
An epitaxial film was formed with a thickness of about 20 μm by a CVD method.

【００５１】微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子
顕微鏡を用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥の
開口部は３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜によって隙間な
く塞がれていた。なお、基板結晶１の表面として（００
０１）ジャスト面を用いており、３Ｃ−ＳｉＣエピタキ
シャル膜は（１１１）面を成長面として成膜されてい
る。Observation with a differential interference microscope, a polarizing microscope, and a scanning electron microscope revealed that the opening of the micropipe defect was completely closed by the 3C-SiC epitaxial film. In addition, (00)
01) The just plane is used, and the 3C-SiC epitaxial film is formed with the (111) plane as the growth plane.

【００５２】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲
気圧力１．３×１０² Ｐａ、温度２２００℃程度で６時
間の熱処理を行った。この熱処理は、炭化珪素原料４と
基板結晶１の間の温度差ΔＴを１００℃にしたものと、
１２０℃にしたものの２通り行った。このような工程を
経て得られた基板結晶を＜０００１＞軸方向に平行に切
断したのち切断面を研磨し、透過明視野にて顕微鏡観察
を行った。その結果、温度差ΔＴを１００℃にして熱処
理を行った場合には基板結晶１中に存在していたマイク
ロパイプ欠陥の７０％が、温度差ΔＴを１２０℃にして
熱処理を行った場合には基板結晶１に存在していたマイ
クロパイプ欠陥の７５％が、少なくとも基板結晶１の表
面の一方向から閉塞していた。Next, the substrate crystal 1 was placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, and as a micropipe defect closing step, heat treatment was performed for 6 hours at an ambient pressure of 1.3 × 10 ² Pa and a temperature of about 2200 ° C. . This heat treatment is performed by setting the temperature difference ΔT between the silicon carbide raw material 4 and the substrate crystal 1 to 100 ° C.
The test was carried out in two different ways at 120 ° C. After the substrate crystal obtained through such a process was cut in parallel to the <0001> axis direction, the cut surface was polished and observed by a microscope in a transmission bright field. As a result, 70% of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1 when the temperature difference ΔT was 100 ° C. and the heat treatment was performed when the temperature difference ΔT was 120 ° C. 75% of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1 were closed at least from one direction of the surface of the substrate crystal 1.

【００５３】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に特徴的に観察される、不均一な弾性
歪みに対応した複屈折干渉パターンを示さなかった。 （実施例３）まず、欠陥密度が約５０ｃｍ^-2のマイクロ
パイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６Ｈ多形のＳｉＣ
単結晶で構成された基板結晶１を用意し、この基板結晶
１の表面に被覆材料５として３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャ
ル膜をＣＶＤ法にて約５μｍの厚さで形成した。Further, in order to remove the silicon carbide crystals formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel with the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. as a result,
The portion where the micropipe defect was closed no longer showed a birefringent interference pattern corresponding to the non-uniform elastic strain characteristically observed around the micropipe defect. (Example 3) First, 300 μm thick 6H polymorphic SiC having micropipe defects having a defect density of about 50 cm ⁻²
A substrate crystal 1 composed of a single crystal was prepared, and a 3C-SiC epitaxial film was formed as a coating material 5 on the surface of the substrate crystal 1 by a CVD method to a thickness of about 5 μm.

【００５４】微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子
顕微鏡を用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥６
の開口部は３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜によって完全
に塞がれていなかった。なお、基板結晶１の表面として
（０００１）ジャスト面を用いており、３Ｃ−ＳｉＣエ
ピタキシャル膜は（１１１）面を成長面として成膜され
ている。Observation using a differential interference microscope, a polarizing microscope, and a scanning electron microscope revealed that micropipe defects 6
Was not completely closed by the 3C-SiC epitaxial film. The (0001) just plane is used as the surface of the substrate crystal 1, and the 3C-SiC epitaxial film is formed with the (111) plane as the growth plane.

【００５５】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲
気圧力１．３×１０² Ｐａ、温度２２００℃程度、炭化
珪素原料４と基板結晶１の間の温度差ΔＴを１００℃と
して６時間の熱処理を行った。このような工程を経て得
られた基板結晶を＜０００１＞軸方向に平行に切断した
のち切断面を研磨し、透過明視野にて顕微鏡観察を行っ
た。その結果、基板結晶１中に存在していたマイクロパ
イプ欠陥の５０％が、少なくとも基板結晶１の表面の一
方向から閉塞していた。Next, the substrate crystal 1 is placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, and as a micropipe defect closing step, an atmosphere pressure of 1.3 × 10 ² Pa, a temperature of about 2200 ° C., a silicon carbide raw material 4 and a substrate crystal The heat treatment was performed for 6 hours while setting the temperature difference ΔT between 1 to 100 ° C. After the substrate crystal obtained through such a process was cut in parallel to the <0001> axis direction, the cut surface was polished and observed by a microscope in a transmission bright field. As a result, 50% of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1 were closed at least from one direction of the surface of the substrate crystal 1.

【００５６】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に特徴的に観察される、不均一な弾性
歪みに対応した複屈折干渉パターンを示さなかった。 （実施例４）まず、欠陥密度が約５０ｃｍ^-2のマイクロ
パイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６Ｈ多形のＳｉＣ
単結晶で構成された基板結晶１を用意し、この基板結晶
１の表面に被覆材料５としてキシレンに溶解したポリメ
チルカルボシランを塗布し、乾燥させた後、Ａｒ雰囲気
中１２００℃で加熱し、熱分解を行う工程を合計４回繰
り返すことにより、３Ｃ−ＳｉＣ層を約２０μｍの厚さ
で形成した。Further, in order to remove the crystal of silicon carbide formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel to the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. as a result,
The portion where the micropipe defect was closed no longer showed a birefringent interference pattern corresponding to the non-uniform elastic strain characteristically observed around the micropipe defect. (Example 4) First, a 300 μm thick 6H polymorphic SiC having micropipe defects with a defect density of about 50 cm ⁻²
A substrate crystal 1 composed of a single crystal is prepared, a polymethylcarbosilane dissolved in xylene is applied as a coating material 5 on the surface of the substrate crystal 1, dried, and heated at 1200 ° C. in an Ar atmosphere. By repeating the step of performing thermal decomposition four times in total, a 3C—SiC layer was formed with a thickness of about 20 μm.

【００５７】微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子
顕微鏡を用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥６
の開口部は３Ｃ−ＳｉＣ層によって隙間なく塞がれてい
た。次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装置に配置
し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲気圧力
１．３×１０² Ｐａ、温度２２００℃程度、炭化珪素原
料４と基板結晶１の間の温度差ΔＴを１００℃として６
時間の熱処理を行った。Observation using a differential interference microscope, a polarizing microscope, and a scanning electron microscope revealed that micropipe defects 6
Was closed without any gap by the 3C-SiC layer. Next, substrate crystal 1 is placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 and, as a micropipe defect closing step, an atmosphere pressure of 1.3 × 10 ² Pa, a temperature of about 2200 ° C., and a space between silicon carbide raw material 4 and substrate crystal 1 6 with the temperature difference ΔT of
Time heat treatment was performed.

【００５８】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１中に存在していたマイクロパイプ欠陥の７０％
が、少なくとも基板結晶１の表面の一方向から閉塞して
いた。さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の結晶を
除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行に研磨
して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、マイク
ロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイクロパイ
プ欠陥周辺に特徴的に観察される、不均一な弾性歪みに
対応した複屈折干渉パターンを示さなかった。After the substrate crystal obtained through the above steps was cut in parallel to the <0001> axis direction, the cut surface was polished and observed by a microscope in a transmitted bright field. As a result, 70% of micropipe defects existing in substrate crystal 1
Was closed at least from one direction of the surface of the substrate crystal 1. Furthermore, in order to remove the silicon carbide crystal formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel with the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. As a result, the portion where the micropipe defect was closed no longer showed a birefringent interference pattern corresponding to non-uniform elastic strain, which is characteristically observed around the micropipe defect.

【００５９】（実施例５）まず、欠陥密度が約４０ｃｍ
^-2のマイクロパイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６Ｈ
多形の基板結晶１を用意し、この基板結晶１の表面に被
覆材料５として、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜をＣＶ
Ｄ法にて約２０μｍの厚さで形成した。微分干渉顕微
鏡、偏光顕微鏡、走査型電子顕微鏡を用いて観察したと
ころ、マイクロパイプ欠陥の開口部は３Ｃ−ＳｉＣエピ
タキシャル膜によって隙間なく塞がれていた。なお、基
板結晶１の表面として（０００１）ジャスト面を用いて
おり、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜は（１１１）面を
成長面として形成されている。Example 5 First, the defect density was about 40 cm.
300μm thick 6H with ^-2 micropipe defects
A polymorphic substrate crystal 1 is prepared, and a 3C-SiC epitaxial film is coated on the surface of the substrate crystal 1 as a coating material 5 by CV.
Formed with a thickness of about 20 μm by Method D. Observation using a differential interference microscope, a polarizing microscope, and a scanning electron microscope revealed that the opening of the micropipe defect was completely closed by the 3C-SiC epitaxial film. The (0001) just plane is used as the surface of the substrate crystal 1, and the 3C-SiC epitaxial film is formed with the (111) plane as the growth plane.

【００６０】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として雰囲気
圧力１．３×１０² Ｐａで熱処理を行った。このとき、
炭化珪素原料４と基板結晶１の間の温度差ΔＴが熱処理
の初期時に２０℃、２４時間経過後に６５℃になるよう
に、温度が線形的に変化する温度プログラムにて熱処理
を行っており、さらにその後、温度差ΔＴが６５℃一定
となる熱処理を２時間行っている。また、結晶基板１の
温度Ｔｓは、熱処理の初期時を２２８５℃として、２４
時間経過後に２２３０℃となるように変化させた。Next, the substrate crystal 1 was placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, and heat treatment was performed at an atmospheric pressure of 1.3 × 10 ² Pa as a micropipe defect closing step. At this time,
The heat treatment is performed by a temperature program in which the temperature changes linearly so that the temperature difference ΔT between the silicon carbide raw material 4 and the substrate crystal 1 becomes 20 ° C. at the beginning of the heat treatment and 65 ° C. after 24 hours, After that, heat treatment for keeping the temperature difference ΔT constant at 65 ° C. is performed for 2 hours. The temperature Ts of the crystal substrate 1 is set to 2285 ° C. at the beginning of the heat treatment,
After a lapse of time, the temperature was changed to 2230 ° C.

【００６１】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥のすべて
が、基板結晶１の表面の両側から閉塞していた。そし
て、マイクロパイプ欠陥のうちの４５％が、長さ２０μ
ｍ以下となっていた。After the substrate crystal obtained through such a process was cut in parallel to the <0001> axis direction, the cut surface was polished, and observed under a transmitted light field under a microscope. As a result, all of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1 were closed from both sides of the surface of the substrate crystal 1. And 45% of the micropipe defects are 20 μm in length.
m or less.

【００６２】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。 （実施例６）上記実施例５に対して、基板結晶１の厚さ
を２５０μｍ、基板結晶１の被覆材料５として、基板結
晶１と同一多形の６Ｈ−ＳｉＣエピタキシャル膜を１０
μｍの厚さで形成し、それによってマイクロパイプ欠陥
６の開口部は隙間なく塞がれていた。処理条件は上記実
施例５と同様にして熱処理を行った。Further, in order to remove the silicon carbide crystals formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel to the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. as a result,
The portion where the micropipe defect was closed no longer showed the characteristic birefringent interference pattern observed around the micropipe defect. (Embodiment 6) In comparison with the above-mentioned Embodiment 5, the thickness of the substrate crystal 1 is 250 μm, and the same polymorphic 6H-SiC epitaxial film
The opening of the micropipe defect 6 was closed without a gap. The heat treatment was performed in the same manner as in Example 5 above.

【００６３】このような工程を経て得られた基板結晶
を、＜０００１＞軸方向に平行に切断研磨し、透過明視
野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基板結晶１に存
在していたマイクロパイプ欠陥のすべてが、基板結晶１
の表面の少なくとも一方から閉塞していた。さらに、熱
処理時に形成された炭化珪素の結晶を除去すべく、基板
結晶１を（０００１）面に平行に研磨して、直交偏光顕
微鏡観察を行った。その結果、マイクロパイプ欠陥が閉
塞した部分では、もはやマイクロパイプ欠陥周辺に観察
される特徴的な複屈折干渉パターンを示さなかった。The substrate crystal obtained through these steps was cut and polished in parallel to the <0001> axis direction, and observed under a transmission bright field under a microscope. As a result, all the micropipe defects existing in the substrate crystal 1
Was blocked from at least one of the surfaces. Furthermore, in order to remove the silicon carbide crystal formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel with the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. As a result, the portion where the micropipe defect was closed no longer showed the characteristic birefringent interference pattern observed around the micropipe defect.

【００６４】（実施例７）上記実施例５の比較実験とし
て、欠陥密度が４０ｃｍ^-2のマイクロパイプ欠陥を有す
る基板結晶１が４Ｈ多形で（０００１）on-axis 基板、
および（０００１）８°off-axis基板（それぞれ厚さは
３００μｍ）上に、基板結晶１の被覆材料５として、３
Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を１０μｍの厚さで形成
し、それによってマイクロパイプ欠陥の開口部６は隙間
なく塞がれていた。処理条件は上記実施例５と同様にし
て熱処理を行った。(Example 7) As a comparative experiment of Example 5, a substrate crystal 1 having a micropipe defect having a defect density of 40 cm ^-2 was a 4H polymorph and had a (0001) on-axis substrate.
And on a (0001) 8 ° off-axis substrate (each having a thickness of 300 μm) as a coating material 5 for the substrate crystal 1,
The C-SiC epitaxial film was formed with a thickness of 10 μm, whereby the opening 6 of the micropipe defect was closed without any gap. The heat treatment was performed in the same manner as in Example 5 above.

【００６５】このような工程を経て得られた基板結晶
を、＜０００１＞軸方向に平行に切断研磨し、透過明視
野にて顕微鏡観察を行った。その結果、各基板結晶に存
在していたマイクロパイプ欠陥の８０％が、各基板の表
面の少なくとも一方から閉塞していた。さらに、熱処理
時に形成された炭化珪素の結晶を除去すべく、基板結晶
１を（０００１）面に平行に研磨して、直交偏光顕微鏡
観察を行った。その結果、マイクロパイプ欠陥が閉塞し
た部分では、もはやマイクロパイプ欠陥周辺に観察され
る特徴的な複屈折干渉パターンを示さなかった。The substrate crystal obtained through such a process was cut and polished in parallel to the <0001> axis direction, and observed by a microscope in a transmission bright field. As a result, 80% of the micropipe defects existing in each substrate crystal were closed from at least one of the surfaces of each substrate. Furthermore, in order to remove the silicon carbide crystal formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel with the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. As a result, the portion where the micropipe defect was closed no longer showed the characteristic birefringent interference pattern observed around the micropipe defect.

【００６６】（実施例８）上記実施例５の比較実験とし
て、基板結晶１が６Ｈ多形の（０００１）on-axis 基板
（厚さは２００μｍ）上に、基板結晶１の被覆材料５と
して、タングステンをスパッタ蒸着法を用いて１０μｍ
の厚さで形成し、それによってマイクロパイプ欠陥６の
開口部は隙間なく塞がれていた。処理条件は上記実施例
５と同様にして熱処理を行った。Example 8 As a comparative experiment of Example 5, as a coating material 5 of the substrate crystal 1, a substrate crystal 1 was formed on a (0001) on-axis substrate (thickness: 200 μm) having a 6H polymorph. Tungsten is 10 μm by sputter deposition
Thus, the opening of the micropipe defect 6 was closed without a gap. The heat treatment was performed in the same manner as in Example 5 above.

【００６７】このような工程を経て得られた基板結晶
を、＜０００１＞軸方向に平行に切断研磨し、透過明視
野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基板結晶１に存
在していたマイクロパイプ欠陥の７０％が、基板結晶１
の表面の少なくとも一方から閉塞していた。さらに、熱
処理時に形成された炭化珪素の結晶を除去すべく、基板
結晶１を（０００１）面に平行に研磨して、直交偏光顕
微鏡観察を行った。その結果、マイクロパイプ欠陥が閉
塞した部分では、もはやマイクロパイプ欠陥周辺に観察
される特徴的な複屈折干渉パターンを示さなかった。The substrate crystal obtained through these steps was cut and polished in parallel to the <0001> axis direction, and observed under a transmission bright field under a microscope. As a result, 70% of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1
Was blocked from at least one of the surfaces. Furthermore, in order to remove the silicon carbide crystal formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel with the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. As a result, the portion where the micropipe defect was closed no longer showed the characteristic birefringent interference pattern observed around the micropipe defect.

【００６８】（実施例９）実施例２に対して、基板結晶
１の厚さを９００μｍ、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜
の厚さを２μｍに変え、その他の条件（例えば温度条
件、雰囲気圧力等）は同様として熱処理を行った。な
お、マイクロパイプ欠陥６の開口部は、３Ｃ−ＳｉＣエ
ピタキシャル膜によって完全に塞がれていなかった。(Example 9) In comparison with Example 2, the thickness of the substrate crystal 1 was changed to 900 μm, the thickness of the 3C-SiC epitaxial film was changed to 2 μm, and other conditions (for example, temperature conditions, atmospheric pressure, etc.) Similarly, heat treatment was performed. The opening of the micropipe defect 6 was not completely closed by the 3C-SiC epitaxial film.

【００６９】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥の４０％
が、基板結晶１の表面の少なくとも一方から閉塞してい
た。さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の結晶を除
去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行に研磨し
て、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、マイクロ
パイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイクロパイプ
欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パターンを示
さなかった。After the substrate crystal obtained through the above steps was cut in parallel to the <0001> axis direction, the cut surface was polished, and observed under a transmitted light field under a microscope. As a result, 40% of micropipe defects existing in substrate crystal 1
Was closed from at least one of the surfaces of the substrate crystal 1. Furthermore, in order to remove the silicon carbide crystal formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel with the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. As a result, the portion where the micropipe defect was closed no longer showed the characteristic birefringent interference pattern observed around the micropipe defect.

【００７０】（実施例１０）欠陥密度が約４０ｃｍ^-2の
マイクロパイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの４Ｈ−Ｓ
ｉＣ基板結晶１を４枚用意した。上記基板上に、被覆材
料５として、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を１０μｍ
の厚さで形成し、それによってマイクロパイプ欠陥６の
開口部は隙間なく塞がれた状態になっていた。さらに、
上記被覆材料の表面上に以下の表面保護部材を配置し
た。（０）表面保護部材なし、（１）タンタル（厚さ：
１０μｍ、スパッタ蒸着法で形成）、（２）グラファイ
ト板（厚さ：８００μｍ、カーボン系接着剤で固定）、
（３）多結晶３Ｃ−ＳｉＣ基板（厚さ：５００μｍ、カ
ーボン系接着剤で固定）。なお、処理条件は上記実施例
５と同様にして熱処理を行った。Example 10 300 μm thick 4H—S having micropipe defects having a defect density of about 40 cm ⁻²
Four iC substrate crystals 1 were prepared. On the above-mentioned substrate, a 3C-SiC epitaxial film as a coating material 5 was 10 μm thick.
Thus, the opening of the micropipe defect 6 was closed without any gap. further,
The following surface protection members were arranged on the surface of the coating material. (0) No surface protection member, (1) Tantalum (thickness:
10 μm, formed by sputter deposition), (2) graphite plate (thickness: 800 μm, fixed with carbon-based adhesive),
(3) Polycrystalline 3C-SiC substrate (thickness: 500 μm, fixed with a carbon-based adhesive). The heat treatment was performed in the same manner as in Example 5 above.

【００７１】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断研磨し、透過明視野に
て顕微鏡観察を行った。その結果、各基板結晶に存在し
ていたマイクロパイプ欠陥が（０）では８０％、（１）
〜（３）では９０〜１００％が、各基板結晶の表面の少
なくとも一方から閉塞していた。 （実施例１１）まず、欠陥密度が約４０ｃｍ^-2のマイク
ロパイプ欠陥を有する厚さ９００μｍの６Ｈ多形の基板
結晶１を用意する。なお、基板結晶１の表面として（０
００１）ジャスト面を採用している。この基板結晶１に
は特に前もって被覆膜は形成されていない。The substrate crystal obtained through these steps was cut and polished in parallel to the <0001> axis direction, and observed under a transmission bright field under a microscope. As a result, the micropipe defects existing in each substrate crystal were 80% in (0) and (1)
In (3), 90 to 100% were blocked from at least one of the surfaces of each substrate crystal. Example 11 First, a 900 μm thick 6H polymorph substrate crystal 1 having micropipe defects having a defect density of about 40 cm ⁻² is prepared. Note that (0
001) A just surface is adopted. No coating film is formed on the substrate crystal 1 in advance.

【００７２】この基板結晶１を図１に示した熱処理装置
に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲気
圧力１．３×１０² Ｐａ、炭化珪素原料４と基板結晶１
の温度差ΔＴを１００℃として６時間の熱処理を行っ
た。このような工程を経て得られた基板結晶を＜０００
１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨し、透過
明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基板結晶１
に存在していたマイクロパイプ欠陥の３０％が基板結晶
１の表面の少なくとも一方向から閉塞していた。This substrate crystal 1 was placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, and as a micropipe defect closing step, an atmosphere pressure of 1.3 × 10 ² Pa, silicon carbide raw material 4 and substrate crystal 1 were used.
The heat treatment was performed for 6 hours with a temperature difference ΔT of 100 ° C. Substrate crystals obtained through such a process are referred to as <000
1> After cutting in parallel to the axial direction, the cut surface was polished and observed with a microscope in a transmitted bright field. As a result, substrate crystal 1
30% of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1 were closed from at least one direction on the surface of the substrate crystal 1.

【００７３】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。また、基板結晶１の表面を鋭意観
察すると、基板結晶１を構成する母結晶と結晶の色の違
う層が形成されていることを発見した。この層をラマン
散乱分光法にて同定した結果、３Ｃ−ＳｉＣであること
が判明した。Further, in order to remove the crystal of silicon carbide formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel to the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. as a result,
The portion where the micropipe defect was closed no longer showed the characteristic birefringent interference pattern observed around the micropipe defect. Further, when the surface of the substrate crystal 1 was closely observed, it was found that a layer having a different crystal color from that of the mother crystal constituting the substrate crystal 1 was formed. As a result of identifying this layer by Raman scattering spectroscopy, it was found that the layer was 3C-SiC.

【００７４】つまり、昇華法の成長の初期段階におい
て、基板結晶１の表面に異種多形（３Ｃ−ＳｉＣ）が形
成され、その後連続的に熱処理を施すことにより、マイ
クロパイプ欠陥が閉塞したのであると考えられる。一
方、昇華法成長層に３Ｃ−ＳｉＣ層が形成されていない
領域でも、基板結晶１の載置面からマイクロパイプ欠陥
が閉塞されているものが観察された。このことは、マイ
クロパイプ欠陥中をＳｉＣ蒸気種の飽和状態にて熱処理
することが、マイクロパイプ欠陥が閉塞するために有効
であることを示している。That is, in the initial stage of the growth of the sublimation method, a heterogeneous polymorph (3C-SiC) was formed on the surface of the substrate crystal 1, and the micropipe defects were closed by successively performing heat treatment. it is conceivable that. On the other hand, even in a region where the 3C-SiC layer was not formed in the sublimation growth layer, a micropipe defect was observed to be blocked from the mounting surface of the substrate crystal 1. This indicates that heat treatment in a micropipe defect in a saturated state of SiC vapor species is effective for closing the micropipe defect.

【００７５】このように、被覆層によってマイクロパイ
プ欠陥６の開口部が塞がれていない状態であっても、マ
イクロパイプ欠陥内をＳｉＣ蒸気種で飽和状態にして昇
華法による熱処理を行うことで、マイクロパイプ欠陥を
閉塞することができる。 （実施例１２）まず、欠陥密度が約５０ｃｍ^-2のマイク
ロパイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６Ｈ多形の基板
結晶１を用意し、この基板結晶１の表面にＣＶＤ法にて
３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を約４μｍの厚さで成膜
した。微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子顕微鏡
を用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥は３Ｃ−
ＳｉＣエピタキシャル膜によって隙間なく塞がれてい
た。なお、基板結晶１の表面として（０００１）ジャス
ト面を用いており、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜は
（１１１）面を成長面として成膜されている。As described above, even when the opening of the micropipe defect 6 is not closed by the coating layer, the inside of the micropipe defect is saturated with the SiC vapor species and the heat treatment by the sublimation method is performed. , Can close micropipe defects. Example 12 First, a 300 μm thick 6H polymorph substrate crystal 1 having micropipe defects with a defect density of about 50 cm ⁻² was prepared, and 3C-SiC epitaxial was formed on the surface of the substrate crystal 1 by CVD. The film was formed to a thickness of about 4 μm. Observation using a differential interference microscope, a polarizing microscope, and a scanning electron microscope revealed that the micropipe defect was 3C-
It was closed without any gap by the SiC epitaxial film. The (0001) just plane is used as the surface of the substrate crystal 1, and the 3C-SiC epitaxial film is formed with the (111) plane as the growth plane.

【００７６】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として雰囲気
圧力６．７×１０⁴ Ｐａで１２時間の熱処理を行った。
このとき、熱処理の初期時における炭化珪素原料４と基
板結晶１との間の温度差ΔＴを２０℃とし、基板結晶１
の温度Ｔｓを２２３０℃一定として熱処理を行った。こ
のような工程を経て得られた基板結晶を＜０００１＞軸
方向に平行に切断したのち切断面を研磨し、透過明視野
にて顕微鏡観察を行った。その結果、基板結晶１に存在
していたマイクロパイプ欠陥のすべてが、基板結晶１の
表面の少なくとも一方から閉塞していた。Next, the substrate crystal 1 was placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, and a heat treatment was performed at an atmosphere pressure of 6.7 × 10 ⁴ Pa for 12 hours as a micropipe defect closing step.
At this time, the temperature difference ΔT between the silicon carbide raw material 4 and the substrate crystal 1 at the initial stage of the heat treatment was set to 20 ° C.
The heat treatment was performed at a constant temperature Ts of 2230 ° C. After the substrate crystal obtained through such a process was cut in parallel to the <0001> axis direction, the cut surface was polished and observed by a microscope in a transmission bright field. As a result, all of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1 were closed from at least one of the surfaces of the substrate crystal 1.

【００７７】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。 （実施例１３）まず、欠陥密度が約５０ｃｍ^-2のマイク
ロパイプ欠陥を有する厚さ５００μｍの６Ｈ多形の基板
結晶１を用意し、この基板結晶１の表面にＣＶＤ法にて
３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を約１０μｍの厚さで成
膜した。微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子顕微
鏡を用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥の開口
部は３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜によって隙間なく塞
がれていた。なお、基板結晶１の表面として（０００
１）ジャスト面を用いており、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシ
ャル膜は（１１１）面を成長面として形成されている。Further, in order to remove the crystal of silicon carbide formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel to the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. as a result,
The portion where the micropipe defect was closed no longer showed the characteristic birefringent interference pattern observed around the micropipe defect. Example 13 First, a 500 μm thick 6H polymorph substrate crystal 1 having micropipe defects having a defect density of about 50 cm ⁻² was prepared, and 3C-SiC epitaxial was formed on the surface of the substrate crystal 1 by CVD. The film was formed to a thickness of about 10 μm. Observation using a differential interference microscope, a polarizing microscope, and a scanning electron microscope revealed that the opening of the micropipe defect was completely closed by the 3C-SiC epitaxial film. In addition, as the surface of the substrate crystal 1, (000
1) The just plane is used, and the 3C-SiC epitaxial film is formed with the (111) plane as the growth plane.

【００７８】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として雰囲気
圧力２．０×１０⁸ Ｐａで６時間の熱処理を行った。こ
のとき、熱処理時における炭化珪素原料４と基板結晶１
の間の温度差ΔＴを０℃とし、基板結晶１の温度Ｔｓを
２２００℃一定として熱処理を行った。このような工程
を経て得られた基板結晶を＜０００１＞軸方向に平行に
切断したのち切断面を研磨し、透過明視野にて顕微鏡観
察を行った。その結果、基板結晶１に存在していたマイ
クロパイプ欠陥のすべてが、基板結晶１の表面の少なく
とも一方から閉塞していた。Next, the substrate crystal 1 was placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, and heat treatment was performed at an atmosphere pressure of 2.0 × 10 ⁸ Pa for 6 hours as a micropipe defect closing step. At this time, the silicon carbide raw material 4 and the substrate
Was set to 0 ° C., and the temperature Ts of the substrate crystal 1 was kept constant at 2200 ° C. to perform the heat treatment. After the substrate crystal obtained through such a process was cut in parallel to the <0001> axis direction, the cut surface was polished and observed by a microscope in a transmission bright field. As a result, all of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1 were closed from at least one of the surfaces of the substrate crystal 1.

【００７９】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。このように、非常に高圧下におい
て熱処理を行った場合でも、マイクロパイプ欠陥を閉塞
することができる。Further, in order to remove the silicon carbide crystals formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel to the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. as a result,
The portion where the micropipe defect was closed no longer showed the characteristic birefringent interference pattern observed around the micropipe defect. As described above, even when the heat treatment is performed under a very high pressure, micropipe defects can be closed.

【００８０】（実施例１４）まず、欠陥密度が約４０ｃ
ｍ^-2のマイクロパイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６
Ｈ多形の基板結晶１を用意し、この基板結晶１の両面に
ＣＶＤ法にて、載置面側を約１２μｍの厚さ、非載置面
側を約４μｍの厚さで３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を
形成した。微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子顕
微鏡を用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥の開
口部は３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜によって隙間なく
塞がれていた。なお、基板結晶１の表面として（０００
１）ジャスト面を用いており、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシ
ャル膜は（１１１）面を成長面として形成されている。(Example 14) First, the defect density was about 40 c
300 μm thick 6 with m- ² micropipe defects
An H polymorphic substrate crystal 1 is prepared, and a 3C-SiC epitaxial layer is formed on both sides of the substrate crystal 1 by CVD with a thickness of approximately 12 μm on the mounting surface and a thickness of approximately 4 μm on the non-mounting surface. A film was formed. Observation using a differential interference microscope, a polarizing microscope, and a scanning electron microscope revealed that the opening of the micropipe defect was completely closed by the 3C-SiC epitaxial film. In addition, as the surface of the substrate crystal 1, (000
1) The just plane is used, and the 3C-SiC epitaxial film is formed with the (111) plane as the growth plane.

【００８１】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として雰囲気
圧力１．３×１０² Ｐａで熱処理を行った。このとき、
炭化珪素原料４と基板結晶１の間の温度差ΔＴが、熱処
理初期時には２０℃、２４時間後には４２℃となるよう
に、温度が線形的に変化するように設定された温度プロ
グラムにて熱処理を行った。また、基板結晶１の温度Ｔ
ｓが、熱処理の初期時には２２３０℃、２４時間後には
２２０８℃となるように変化させた。Next, the substrate crystal 1 was placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, and heat treatment was performed at an atmospheric pressure of 1.3 × 10 ² Pa as a micropipe defect closing step. At this time,
The heat treatment is performed by a temperature program set so that the temperature changes linearly so that the temperature difference ΔT between the silicon carbide raw material 4 and the substrate crystal 1 becomes 20 ° C. at the beginning of the heat treatment and 42 ° C. after 24 hours. Was done. The temperature T of the substrate crystal 1
s was changed to 2230 ° C. at the beginning of the heat treatment and 2208 ° C. after 24 hours.

【００８２】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥のすべて
が、基板結晶１の表面の少なくとも一方から閉塞してい
た。そして、マイクロパイプ欠陥のうちの４１％が、基
板結晶１の表面の両側から閉塞していた。After the substrate crystal obtained through the above steps was cut in parallel to the <0001> axis direction, the cut surface was polished, and observed with a transmission bright field under a microscope. As a result, all of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1 were closed from at least one of the surfaces of the substrate crystal 1. Then, 41% of the micropipe defects were closed from both sides of the surface of the substrate crystal 1.

【００８３】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。 （実施例１５）まず、欠陥密度が約５０ｃｍ^-2のマイク
ロパイプ欠陥を有する厚さ７００μｍの６Ｈ多形の基板
結晶１を用意し、この基板結晶１の表面に高速Ａｒイオ
ンビームを照射することで、基板結晶１の表面に厚さ約
５μｍのアモルファスＳｉＣ層を形成した。この表面改
質処理後に、微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子
顕微鏡を用いて基板結晶１を観察したところ、マイクロ
パイプ欠陥の開口部はアモルファスＳｉＣ層で塞がれて
いないことが確認された。なお、基板結晶１の表面とし
て（０００１）ジャスト面を用いている。Further, in order to remove the silicon carbide crystals formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel to the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. as a result,
The portion where the micropipe defect was closed no longer showed the characteristic birefringent interference pattern observed around the micropipe defect. Embodiment 15 First, a 700 μm thick 6H polymorph substrate crystal 1 having micropipe defects having a defect density of about 50 cm ⁻² is prepared, and the surface of the substrate crystal 1 is irradiated with a high-speed Ar ion beam. Thus, an amorphous SiC layer having a thickness of about 5 μm was formed on the surface of the substrate crystal 1. After the surface modification treatment, the substrate crystal 1 was observed using a differential interference microscope, a polarizing microscope, and a scanning electron microscope, and it was confirmed that the openings of the micropipe defects were not closed by the amorphous SiC layer. . The (0001) just plane is used as the surface of the substrate crystal 1.

【００８４】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として雰囲気
圧力１．３×１０² Ｐａで熱処理を行った。このとき、
炭化珪素原料４と基板結晶１の間の温度差ΔＴを６０℃
として６時間の熱処理を行った。なお、Ｔｓは２２３０
℃とした。このような工程を経て得られた基板結晶を＜
０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥のうちの７
０％が基板結晶１の表面の少なくとも一方から閉塞して
いた。Next, the substrate crystal 1 was placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, and heat treatment was performed at an atmospheric pressure of 1.3 × 10 ² Pa as a micropipe defect closing step. At this time,
Temperature difference ΔT between silicon carbide raw material 4 and substrate crystal 1 is set to 60 ° C.
For 6 hours. Ts is 2230
° C. Substrate crystals obtained through such a process
0001> After cutting in parallel to the axial direction, the cut surface was polished and observed under a transmitted light field under a microscope. As a result, 7 out of the micropipe defects existing in substrate crystal 1
0% was blocked from at least one of the surfaces of the substrate crystal 1.

【００８５】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。なお、ここでは、イオン注入によ
ってアモルファスＳｉＣ層を形成したが、アモルファス
ＳｉＣ層を基板結晶１上に堆積形成してもよい。Further, in order to remove the silicon carbide crystals formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel to the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. as a result,
The portion where the micropipe defect was closed no longer showed the characteristic birefringent interference pattern observed around the micropipe defect. Here, the amorphous SiC layer is formed by ion implantation, but the amorphous SiC layer may be deposited and formed on the substrate crystal 1.

【００８６】（実施例１６）まず、欠陥密度が約４０ｃ
ｍ^-2のマイクロパイプ欠陥を有し、窒素原子密度が８．
８×１０¹⁷ａｔｏｍｓ／ｃｍ³ の厚さ７００μｍの６Ｈ
多形の基板結晶１を用意する。なお、基板結晶１の表面
として（０００１）ジャスト面を用いている。(Example 16) First, the defect density was about 40 c
^{7. It} has micropipe defects of m ^-2 and has a nitrogen atom density of 8.
8 × 10 ¹⁷ atoms / cm ³ 700 μm thick 6H
A polymorph substrate crystal 1 is prepared. The (0001) just plane is used as the surface of the substrate crystal 1.

【００８７】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、不活
性雰囲気中に窒素ガスを導入させて雰囲気圧力１．３×
１０ ² Ｐａで６時間の熱処理を行った。このとき、炭化
珪素原料４と基板結晶１の間の温度差ΔＴを６５℃とし
て熱処理を行った。なお、Ｔｓは２２３０℃とした。こ
のような工程を経て得られた基板結晶を＜０００１＞軸
方向に平行に切断したのち切断面を研磨し、透過明視野
にて顕微鏡観察を行った。その結果、基板結晶１に存在
していたマイクロパイプ欠陥のうちの８０％が基板結晶
１の表面の少なくとも一方から閉塞していた。Next, the substrate crystal 1 was subjected to the heat treatment shown in FIG.
And inactive as a micropipe defect closing process
Atmospheric pressure 1.3 × by introducing nitrogen gas into a neutral atmosphere
10 ^TwoHeat treatment was performed at Pa for 6 hours. At this time, carbonization
The temperature difference ΔT between the silicon raw material 4 and the substrate crystal 1 is 65 ° C.
Heat treatment. In addition, Ts was set to 2230 ° C. This
The substrate crystal obtained through a process such as
After cutting in parallel to the direction, the cut surface is polished and transmitted bright field
Was observed with a microscope. As a result, it exists in substrate crystal 1
80% of the micropipe defects were substrate crystals
1 from at least one of the surfaces.

【００８８】また、基板結晶１上に成長した結晶領域の
窒素濃度を測定したところ、１．３×１０¹⁸ａｔｏｍｓ
／ｃｍ³ であった。従って、昇華法の成長において、基
板結晶表面にＳｉＣ構成元素以外の不純物原子がドープ
された６Ｈ−ＳｉＣからなる同種多形層を形成した場合
にも、その後連続的に熱処理を施すことによりマイクロ
パイプ欠陥を閉塞することができる。When the nitrogen concentration in the crystal region grown on the substrate crystal 1 was measured, it was 1.3 × 10 ¹⁸ atoms.
/ Cm ³ . Therefore, in the case of sublimation growth, even if a homogeneous polymorph layer made of 6H—SiC doped with impurity atoms other than SiC constituent elements is formed on the surface of the substrate crystal, the micropipe can be continuously subjected to the heat treatment. Defects can be closed.

【００８９】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。 （実施例１７）まず、欠陥密度が約４０ｃｍ^-2のマイク
ロパイプ欠陥を有する厚さ７００μｍの６Ｈ多形の基板
結晶１を用意し、この基板結晶１の表面を溶融アルカリ
（ＫＯＨ）にて５００℃、１０分間のエッチングをおこ
なった。なお、基板結晶１の表面として（０００１）ジ
ャスト面を用いた。Further, in order to remove the silicon carbide crystals formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel to the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. as a result,
The portion where the micropipe defect was closed no longer showed the characteristic birefringent interference pattern observed around the micropipe defect. Example 17 First, a 700 μm thick 6H polymorphic substrate crystal 1 having micropipe defects having a defect density of about 40 cm ⁻² was prepared, and the surface of the substrate crystal 1 was melted with molten alkali (KOH) for 500 hours. Etching was performed at 10 ° C. for 10 minutes. The (0001) just plane was used as the surface of the substrate crystal 1.

【００９０】そして、エッチングされた基板結晶１の表
面に、ＣＶＤ法にて３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を形
成した。なお、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜の膜厚
は、エッチングピットが生じていない箇所において約２
０μｍ、３Ｃ−ＳｉＣの成長面は（１１１）面であっ
た。また、マイクロパイプ欠陥６の開口部は３Ｃ−Ｓｉ
Ｃエピタキシャル膜によって隙間なく塞がれていた。Then, a 3C-SiC epitaxial film was formed on the etched surface of the substrate crystal 1 by the CVD method. The thickness of the 3C-SiC epitaxial film is about 2 at a portion where no etching pit is generated.
The growth plane of 0 μm and 3C-SiC was the (111) plane. The opening of the micropipe defect 6 is 3C-Si
It was closed without any gap by the C epitaxial film.

【００９１】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として雰囲気
圧力１．３×１０² Ｐａで熱処理を行った。このとき、
熱処理の初期時における炭化珪素原料４と基板結晶１の
間の温度差ΔＴを２０℃として、温度差ΔＴが２４時間
経過後に６５℃になる温度プログラムにて熱処理を行っ
ており、さらにその後、温度差ΔＴが６５℃一定となる
熱処理を２時間行った。また、基板結晶１の温度Ｔｓ
は、熱処理の初期時を２２８５℃として、２４時間経過
後に２２２５℃となるように変化させた。Next, the substrate crystal 1 was placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, and heat treatment was performed at an atmospheric pressure of 1.3 × 10 ² Pa as a micropipe defect closing step. At this time,
The temperature difference ΔT between the silicon carbide raw material 4 and the substrate crystal 1 in the initial stage of the heat treatment is set to 20 ° C., and the heat treatment is performed according to a temperature program in which the temperature difference ΔT becomes 65 ° C. after 24 hours. Heat treatment was performed for 2 hours to make the difference ΔT constant at 65 ° C. Also, the temperature Ts of the substrate crystal 1
Was changed to 2225 ° C. at the beginning of the heat treatment and to 2225 ° C. after 24 hours.

【００９２】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥のすべて
が、基板結晶１の表面の両側から閉塞していた。そし
て、マイクロパイプ欠陥のうちの５０％以上が、長さ２
０μｍ以下となっていた。After the substrate crystal obtained through the above steps was cut in parallel to the <0001> axis direction, the cut surface was polished, and observed under a transmitted light field under a microscope. As a result, all of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1 were closed from both sides of the surface of the substrate crystal 1. More than 50% of the micropipe defects have a length of 2
0 μm or less.

【００９３】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。このように、基板結晶１の表面を
エッチングしたのち、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を
形成し、さらに熱処理を行ってもマイクロパイプ欠陥を
閉塞することができる。Further, in order to remove the silicon carbide crystals formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel to the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. as a result,
The portion where the micropipe defect was closed no longer showed the characteristic birefringent interference pattern observed around the micropipe defect. As described above, even after the surface of the substrate crystal 1 is etched, a 3C-SiC epitaxial film is formed, and a heat treatment is further performed to close the micropipe defect.

【００９４】（実施例１８）まず、欠陥密度が約３０ｃ
ｍ^-2のマイクロパイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６
Ｈ多形の基板結晶１を用意した。そして、基板結晶１の
両側にカーボン系接着剤を介して黒鉛板を貼付け、基板
結晶１を黒鉛板で挟み込んだ。なお、基板結晶１の表面
として（０００１）ジャスト面を用いた。(Embodiment 18) First, the defect density was about 30 c
300 μm thick 6 with m- ² micropipe defects
An H polymorph substrate crystal 1 was prepared. Then, a graphite plate was attached to both sides of the substrate crystal 1 via a carbon-based adhesive, and the substrate crystal 1 was sandwiched between the graphite plates. The (0001) just plane was used as the surface of the substrate crystal 1.

【００９５】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲
気圧力１．３×１０² Ｐａで２４時間の熱処理を行っ
た。このとき、炭化珪素原料４と基板結晶１の間の温度
差ΔＴを６５℃とし、基板結晶１の温度Ｔｓを２２３０
℃として熱処理を行った。このような工程を経て得られ
た基板結晶を＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち
切断面を研磨し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。
その結果、基板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠
陥のうちの９０％が、基板結晶１の表面の少なくとも一
方からが閉塞していた。そして、マイクロパイプ欠陥の
うちの２０％が、基板結晶１の表面の両側から閉塞して
いた。Next, the substrate crystal 1 was placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, and a heat treatment was performed at an atmospheric pressure of 1.3 × 10 ² Pa for 24 hours as a micropipe defect closing step. At this time, temperature difference ΔT between silicon carbide raw material 4 and substrate crystal 1 is set to 65 ° C., and temperature Ts of substrate crystal 1 is set to 2230.
The heat treatment was performed at a temperature of ° C. After the substrate crystal obtained through such a process was cut in parallel to the <0001> axis direction, the cut surface was polished and observed by a microscope in a transmission bright field.
As a result, 90% of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1 were closed from at least one of the surfaces of the substrate crystal 1. Then, 20% of the micropipe defects were closed from both sides of the surface of the substrate crystal 1.

【００９６】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。このように、基板結晶１の両側に
黒鉛板を配置して熱処理を行った場合にもマイクロパイ
プ欠陥を閉塞することができる。そして、マイクロパイ
プ欠陥のうちの５０％が、基板結晶１の表面の両側から
閉塞していた。Further, in order to remove the silicon carbide crystals formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel to the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. as a result,
The portion where the micropipe defect was closed no longer showed the characteristic birefringent interference pattern observed around the micropipe defect. As described above, even when the graphite plates are arranged on both sides of the substrate crystal 1 and the heat treatment is performed, the micropipe defects can be closed. Then, 50% of the micropipe defects were closed from both sides of the surface of the substrate crystal 1.

【００９７】（実施例１９）熱処理装置として、るつぼ
２の上部に炭化珪素原料４、下部（蓋体）に基板結晶１
を配置するタイプを採用した。上記実施例１８に対し
て、まず、実施例１８と同様の基板結晶１（厚さは３０
０μｍ）を蓋体にカーボン系接着剤を介して接着し、基
板結晶の非載置面側にキシレンに溶解したポリメチルカ
ルボシランを塗布し、それを介して黒鉛板を貼り付け
た。処理条件は、上記実施例１８と同様にして熱処理を
行った。(Example 19) As a heat treatment apparatus, a silicon carbide raw material 4 was provided above a crucible 2 and a substrate crystal 1 was provided below (a lid).
Was adopted. First, the same substrate crystal 1 (having a thickness of 30
0 μm) was adhered to the lid via a carbon-based adhesive, and polymethylcarbosilane dissolved in xylene was applied to the non-mounting surface side of the substrate crystal, and a graphite plate was adhered through the coating. The heat treatment was performed in the same manner as in Example 18 above.

【００９８】このような工程を経て得られた基板結晶
を、＜０００１＞軸方向に平行に切断研磨し、透過明視
野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基板結晶１に存
在していたマイクロパイプ欠陥のすべてが、基板結晶１
の表面の少なくとも一方から閉塞していた。そして、マ
イクロパイプ欠陥のうちの６５％が、基板結晶１の表面
の両側から閉塞していた。The substrate crystal obtained through such a process was cut and polished in parallel to the <0001> axis direction, and observed by a microscope in a transmission bright field. As a result, all the micropipe defects existing in the substrate crystal 1
Was blocked from at least one of the surfaces. Then, 65% of the micropipe defects were closed from both sides of the surface of the substrate crystal 1.

【００９９】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。 （実施例２０）上記実施例１８に対して、まず、実施例
１８と同様の基板結晶１（厚さは３００μｍ）を蓋体３
にカーボン系接着剤を介して接着し、基板結晶１の非載
置面側にＳｉＣ粉末、またはＳｉＣ基板を配置し、その
上に黒鉛板を配置した。なお、基板結晶１上のＳｉＣ粉
末やＳｉＣ基板が、減圧プロセス時等に動かないよう
に、それらを固定できるような（加圧）治具をるつぼ内
に設置して、上記実施例１８と同様な処理条件にて熱処
理を行った。Further, in order to remove the silicon carbide crystals formed during the heat treatment, the substrate crystal 1 was polished in parallel to the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. as a result,
The portion where the micropipe defect was closed no longer showed the characteristic birefringent interference pattern observed around the micropipe defect. (Embodiment 20) In the same manner as in Embodiment 18, first, the same substrate crystal 1 (thickness:
Was bonded via a carbon-based adhesive, a SiC powder or SiC substrate was arranged on the non-mounting surface side of the substrate crystal 1, and a graphite plate was arranged thereon. A jig capable of fixing the SiC powder and the SiC substrate on the substrate crystal 1 so that the SiC powder and the SiC substrate would not move during the decompression process or the like was placed in the crucible, and the same as in Example 18 above. Heat treatment was performed under various processing conditions.

【０１００】このような工程を経て得られた基板結晶
を、＜０００１＞軸方向に平行に切断研断し、透過明視
野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基板結晶１に存
在していたマイクロパイプ欠陥のうち６０％が、基板結
晶１の表面の両側から閉塞していた。 （実施例２１）まず、欠陥密度が約４０ｃｍ^-2のマイク
ロパイプ欠陥を有する厚さ５００μｍの６Ｈ多形の基板
結晶１を用意し、基板結晶１の表面の両面にＣＶＤ法に
て、載置面側を約２０μｍの厚さ、非載置面側を約１０
μｍの厚さで３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を形成し
た。微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子顕微鏡を
用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥の開口部は
３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜によって隙間なく塞がれ
ていた。なお、基板結晶１の表面として（０００１）ジ
ャスト面を用いており、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜
は（１１１）面を成長面として形成されている。The substrate crystals obtained through these steps were cut and cut in parallel to the <0001> axis direction, and observed under a transmission bright field under a microscope. As a result, 60% of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1 were closed from both sides of the surface of the substrate crystal 1. Example 21 First, a 500 μm thick 6H polymorph substrate crystal 1 having micropipe defects having a defect density of about 40 cm ⁻² was prepared, and mounted on both surfaces of the surface of the substrate crystal 1 by CVD. The surface side has a thickness of about 20 μm, and the
A 3C-SiC epitaxial film was formed with a thickness of μm. Observation using a differential interference microscope, a polarizing microscope, and a scanning electron microscope revealed that the opening of the micropipe defect was completely closed by the 3C-SiC epitaxial film. The (0001) just plane is used as the surface of the substrate crystal 1, and the 3C-SiC epitaxial film is formed with the (111) plane as the growth plane.

【０１０１】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲
気圧力６．７×１０⁴ Ｐａで１２時間の熱処理を行っ
た。このとき、炭化珪素原料４と基板結晶１の間の温度
差ΔＴを−１０℃とし、基板結晶１の温度Ｔｓを２２３
０℃一定として熱処理を行った。つまり、炭化珪素原料
４の温度の方が基板結晶１よりも低温となるようにして
熱処理を行った。Next, the substrate crystal 1 was placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, and a heat treatment was performed at an atmosphere pressure of 6.7 × 10 ⁴ Pa for 12 hours as a micropipe defect closing step. At this time, temperature difference ΔT between silicon carbide raw material 4 and substrate crystal 1 is set to −10 ° C., and temperature Ts of substrate crystal 1 is set to 223
Heat treatment was performed at 0 ° C. constant. That is, the heat treatment was performed such that the temperature of silicon carbide raw material 4 was lower than that of substrate crystal 1.

【０１０２】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥のすべて
が、基板結晶１の表面の少なくとも一方から閉塞してい
た。さらに、基板結晶１を（０００１）面に平行に研磨
して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、マイク
ロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイクロパイ
プ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パターンを
示さなかった。After the substrate crystal obtained through such a process was cut in parallel to the <0001> axis direction, the cut surface was polished, and observed with a microscope in a transmission bright field. As a result, all of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1 were closed from at least one of the surfaces of the substrate crystal 1. Further, the substrate crystal 1 was polished in parallel to the (0001) plane, and observed with an orthogonal polarization microscope. As a result, the portion where the micropipe defect was closed no longer showed the characteristic birefringent interference pattern observed around the micropipe defect.

【０１０３】なお、上記した実施例１乃至２０では、載
置面（実施例１８では黒鉛板）と基板結晶１との間にお
いて、基板結晶１の再結晶化、又はそれを原因とするク
レバス状の欠陥が発生したが、本実施例の場合、これら
の発生を防止できることが判明した。このため、従来の
昇華法のように炭化珪素原料４の温度に対して基板結晶
１の温度が低くなるような温度勾配で熱処理を行うので
はなく、基板結晶１と炭化珪素原料４の温度関係を逆転
させて熱処理を行うと、基板結晶１の再結晶化、又はそ
れを原因とするクレバス状の欠陥を防止するのに有効で
あると言える。In the first to twentieth embodiments described above, the recrystallization of the substrate crystal 1 or the crevice-like shape caused by the recrystallization is caused between the mounting surface (the graphite plate in the eighteenth embodiment) and the substrate crystal 1. However, in the case of the present embodiment, it was found that these occurrences could be prevented. Therefore, instead of performing the heat treatment with a temperature gradient such that the temperature of substrate crystal 1 is lower than the temperature of silicon carbide raw material 4 as in the conventional sublimation method, the temperature relationship between substrate crystal 1 and silicon carbide raw material 4 is not increased. Can be said to be effective in preventing recrystallization of the substrate crystal 1 or a crevice-like defect caused by the recrystallization.

【０１０４】（実施例２２）上記した実施例１乃至２１
で得られたマイクロパイプ欠陥が閉塞された基板結晶１
を、（０００１）面に平行に切り出すと共に研磨して、
再び昇華法成長用の基板結晶１として使用して、高品位
単結晶成長を行った。その結果、マイクロパイプ欠陥が
ない単結晶が成長し、一旦閉塞したマイクロパイプ欠陥
が再度開口するという現象は確認されなかった。また、
成長層にて、新たにマイクロパイプ欠陥が誘発されると
いうことも生じなかった。(Embodiment 22) Embodiments 1 to 21 described above
Substrate crystal 1 in which micropipe defects obtained in step 1 are closed
Is cut out parallel to the (0001) plane and polished,
A high-quality single crystal was grown again using the substrate crystal 1 for sublimation growth. As a result, a phenomenon in which a single crystal without micropipe defects grew and the micropipe defects once closed reopened was not confirmed. Also,
No new micropipe defects were induced in the growth layer.

【０１０５】このように、上記実施例１乃至２１にてマ
イクロパイプ欠陥が閉塞された基板結晶１を種結晶とし
て、この種結晶上に炭化珪素単結晶を成長させても、マ
イクロパイプ欠陥がない単結晶を製造することができ
る。さらに、このように形成された炭化珪素単結晶を切
り出し、研磨することによって、デバイス形成に使用で
きる炭化珪素基板とすることができる。As described above, even if the substrate crystal 1 in which the micropipe defects are closed in the above Examples 1 to 21 is used as a seed crystal and a silicon carbide single crystal is grown on this seed crystal, there is no micropipe defect. Single crystals can be produced. Furthermore, the silicon carbide single crystal thus formed is cut out and polished, whereby a silicon carbide substrate that can be used for device formation can be obtained.

【０１０６】なお、上記実施例１乃至２１ではマイクロ
パイプ欠陥を効果的に閉塞することができる例を示した
が、参考として比較例を以下に示す。 （比較例１）まず、被覆膜が形成されていない欠陥密度
が約４０ｃｍ^-2のマイクロパイプ欠陥を有する厚さ９０
０μｍの６Ｈ多形の基板結晶１を用意した。なお、基板
結晶１の表面として（０００１）ジャスト面を採用し
た。In the above Examples 1 to 21, examples in which micropipe defects can be effectively closed are shown. However, comparative examples are shown below for reference. (Comparative Example 1) First, a thickness 90 having a micropipe defect with a defect density of about 40 cm ^-2 where no coating film is formed is provided.
A 0H 6H polymorph substrate crystal 1 was prepared. Note that a (0001) just plane was employed as the surface of the substrate crystal 1.

【０１０７】この基板結晶１を図１に示した熱処理装置
に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲気
圧力１．３×１０² Ｐａ、基板結晶１の温度２２００℃
程度、基板結晶１と炭化珪素原料４との温度差ΔＴを６
５℃として６時間の熱処理を行った。このような工程を
経て得られた基板結晶を＜０００１＞軸方向に平行に切
断したのち切断面を研磨し、透過明視野にて顕微鏡観察
を行った。その結果、基板結晶１に存在していたマイク
ロパイプ欠陥のうち基板結晶１の表面の少なくとも一方
向から閉塞していたものは、わずか数％にとどまった。This substrate crystal 1 was placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, and the atmosphere pressure was 1.3 × 10 ² Pa and the temperature of the substrate crystal 1 was 2200 ° C. as a micropipe defect closing step.
Degree, the temperature difference ΔT between substrate crystal 1 and silicon carbide raw material 4 is 6
Heat treatment was performed at 5 ° C. for 6 hours. After the substrate crystal obtained through such a process was cut in parallel to the <0001> axis direction, the cut surface was polished and observed by a microscope in a transmission bright field. As a result, only a few% of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1 were closed from at least one direction on the surface of the substrate crystal 1.

【０１０８】（比較例２）まず、被覆膜のない欠陥密度
が約４０ｃｍ^-2のマイクロパイプ欠陥を有する厚さ９０
０μｍの６Ｈ多形の基板結晶１を用意した。なお、基板
結晶１の表面として（０００１）ジャスト面を採用し
た。この基板結晶１を図１に示した熱処理装置に配置し
た。なお、本比較例においては、炭化珪素原料４は配置
しなかった。マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲
気圧力を６．７×１０⁴ Ｐａ、基板結晶１の温度を２６
００℃程度、基板結晶１と炭化珪素原料４が配置される
箇所との温度差ΔＴを０℃として６時間の熱処理を行っ
た。(Comparative Example 2) First, the thickness 90 having a micropipe defect having a defect density of about 40 cm ^-2 without a coating film was used.
A 0H 6H polymorph substrate crystal 1 was prepared. Note that a (0001) just plane was employed as the surface of the substrate crystal 1. This substrate crystal 1 was placed in the heat treatment apparatus shown in FIG. In this comparative example, silicon carbide raw material 4 was not provided. As a micropipe defect closing step, the atmospheric pressure was 6.7 × 10 ⁴ Pa, and the temperature of the substrate crystal 1 was 26.
Heat treatment was performed at about 00 ° C. for 6 hours with the temperature difference ΔT between the substrate crystal 1 and the place where the silicon carbide raw material 4 was arranged being 0 ° C.

【０１０９】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥は閉塞した
という事実は確認されなかった。また、基板結晶１の表
面が炭化され、さらにマイクロパイプ欠陥も開口した状
態であることが確認された。このことはマイクロパイプ
欠陥中が未飽和状態の場合、マイクロパイプ欠陥は閉塞
しないことを意味している。After the substrate crystal obtained through such a process was cut in parallel to the <0001> axis direction, the cut surface was polished, and observed by a microscope in a transmitted bright field. As a result, the fact that the micropipe defect existing in the substrate crystal 1 was closed was not confirmed. Further, it was confirmed that the surface of the substrate crystal 1 was carbonized and micropipe defects were also opened. This means that the micropipe defect is not closed when the micropipe defect is in an unsaturated state.

【０１１０】（比較例３）上記実施例３に対して基板結
晶１の厚さを３００μｍとし、基板結晶１の被覆材料５
として無配向３Ｃ−ＳｉＣ多結晶膜を５μｍの厚さで形
成した。微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子顕微
鏡を用いて観察したところ、ＳｉＣ粒が島状成長してお
り、マイクロパイプ欠陥の開口部に粒界やクレバス状の
欠陥も観察された。従ってマイクロパイプ欠陥の開口部
が完全に塞がれていないものと推察された。(Comparative Example 3) The thickness of the substrate crystal 1 was set to 300 μm, and the coating material 5
A non-oriented 3C-SiC polycrystalline film was formed with a thickness of 5 μm. Observation using a differential interference microscope, a polarizing microscope, or a scanning electron microscope revealed that SiC grains grew in islands, and grain boundaries and crevice-like defects were also observed in the openings of the micropipe defects. Therefore, it was inferred that the opening of the micropipe defect was not completely closed.

【０１１１】こうした基板結晶１を、処理条件は第２実
施例と同様にして熱処理を行った。このような工程を経
て得られた基板結晶を＜０００１＞軸方向に平行に切断
研磨し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結
果、基板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥のう
ち、基板結晶１の表面の少なくとも一方から閉塞してい
たものは３０％にとどまった。このことは、マイクロパ
イプ欠陥の開口部が、被覆材料によって隙間なく塞がれ
ている基板結晶を熱処理することが、マイクロパイプ欠
陥を閉塞させるために有効であることを示している。The substrate crystal 1 was subjected to a heat treatment under the same processing conditions as in the second embodiment. The substrate crystal obtained through such a process was cut and polished in parallel to the <0001> axis direction, and observed with a microscope in a transmission bright field. As a result, only 30% of the micropipe defects existing in the substrate crystal 1 were closed from at least one of the surfaces of the substrate crystal 1. This indicates that heat treatment of the substrate crystal in which the opening of the micropipe defect is completely closed by the coating material is effective for closing the micropipe defect.

【０１１２】また、実施例３との比較から、基板結晶１
の結晶軸の方位と被覆材料の配向の方向が同じである場
合が、マイクロパイプ欠陥が閉塞する確率が増加するこ
とが判明した。ここで、上記各実施例および比較例の結
果を定量化するために、閉塞に係わる評価指数を導入す
る。それぞれの評価指数は下記のように定義される。Further, from the comparison with Example 3, the substrate crystal 1
It has been found that the probability of closing micropipe defects increases when the orientation of the crystal axis and the orientation of the coating material are the same. Here, in order to quantify the results of the above Examples and Comparative Examples, an evaluation index related to occlusion is introduced. Each evaluation index is defined as follows.

【０１１３】閉塞率＝閉塞したマイクロパイプ欠陥／全
マイクロパイプ数×１００（％） 平均閉塞長＝マイクロパイプ欠陥の閉塞した距離の和／
全マイクロパイプ数（μｍ） 閉塞長＝平均閉塞長／基板厚さ×１００（％）Blocking rate = Blocked micropipe defect / Total number of micropipes × 100 (%) Average block length = sum of blocking distance of micropipe defect /
Total number of micropipes (μm) Closed length = Average closed length / substrate thickness × 100 (%)

【０１１４】これらの指数に基づく評価結果を図６〜図
８に示す。The evaluation results based on these indices are shown in FIGS.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施形態にかかわる炭化珪素単結晶
を製造するために用いられれる熱処理装置の断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat treatment apparatus used for manufacturing a silicon carbide single crystal according to one embodiment of the present invention.

【図２】表面が被覆材料５で被覆されている炭化珪素単
結晶１を示す図である。FIG. 2 is a view showing a silicon carbide single crystal 1 whose surface is coated with a coating material 5.

【図３】熱処理後における炭化珪素単結晶１の様子を示
す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state of silicon carbide single crystal 1 after heat treatment.

【図４】被覆材料５の上に表面保護部材８が配置されて
いる炭化珪素単結晶１を示す図である。FIG. 4 is a view showing silicon carbide single crystal 1 in which surface protection member 8 is disposed on coating material 5.

【図５】マイクロパイプ欠陥６の閉塞のメカニズムを説
明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a mechanism of closing a micropipe defect 6;

【図６】各実施例および比較例の評価指数に基づく評価
結果を示す図表である。FIG. 6 is a table showing evaluation results based on evaluation indexes of Examples and Comparative Examples.

【図７】各実施例および比較例の評価指数に基づく評価
結果を示す図表である。FIG. 7 is a table showing evaluation results based on evaluation indices of Examples and Comparative Examples.

【図８】各実施例および比較例の評価指数に基づく評価
結果を示す図表である。FIG. 8 is a table showing evaluation results based on evaluation indices of each of Examples and Comparative Examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…炭化珪素単結晶（基板結晶）、２…るつぼ、３…蓋
体、４…炭化珪素原料、５…被覆材料、６…マイクロパ
イプ欠陥、７…閉塞孔、８…表面保護部材。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon carbide single crystal (substrate crystal), 2 ... crucible, 3 ... lid, 4 ... silicon carbide raw material, 5 ... coating material, 6 ... micropipe defect, 7 ... closed hole, 8 ... surface protection member.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 尚宏 愛知県愛知郡長久手町大字長湫横道41番地 の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 谷 俊彦 愛知県愛知郡長久手町大字長湫横道41番地 の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 神谷 信雄 愛知県愛知郡長久手町大字長湫横道41番地 の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 原 一都 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 恩田 正一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 廣瀬 富佐雄 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 原 邦彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Naohiro Sugiyama 41-1 Chuchu Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Toshihiko Tani 41, Nagakute-cho, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi No. 1 Inside Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Nobuo Kamiya Inventor 41 No. 1 Nagachu Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside No. 1 Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Ichito Hara 1 Showa-cho, Kariya City, Aichi Prefecture 1-chome DENSO Corporation (72) Inventor Shoichi Onda 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Incorporated DENSO Corporation (72) Inventor Tomisao Hirose 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Share Inside Denso Corporation (72) Kunihiko Hara 1-1-1, Showa-cho, Kariya City, Aichi Prefecture Inside Denso Corporation

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素単
結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶（１）の表面の少なくとも一部を被
覆材料（５）で被覆する工程と、 熱処理を施すことにより、前記炭化珪素単結晶（１）に
存在する前記マイクロパイプ欠陥を前記炭化珪素単結晶
（１）の内部で閉塞させ、前記マイクロパイプ欠陥の少
なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形成する工程とを備え
ていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。A step of preparing a silicon carbide single crystal having micropipe defects; a step of coating at least a part of the surface of the silicon carbide single crystal with a coating material; To close the micropipe defect existing in the silicon carbide single crystal (1) inside the silicon carbide single crystal (1), and to close at least a part of the micropipe defect. Forming a silicon carbide single crystal. 【請求項２】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素単
結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶表面の少なくとも一部を被覆材料
（５）で被覆する工程と、 熱処理を施すことにより、前記マイクロパイプ欠陥中を
炭化珪素蒸気種で飽和状態にして、前記炭化珪素単結晶
（１）に存在する前記マイクロパイプ欠陥を前記炭化珪
素単結晶（１）の内部で閉塞させ、前記マイクロパイプ
欠陥の少なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形成する工程
とを備えていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造
方法。2. A step of preparing a silicon carbide single crystal having micropipe defects, a step of coating at least a part of the surface of the silicon carbide single crystal with a coating material, and performing a heat treatment. Saturating the micropipe defects with silicon carbide vapor species to block the micropipe defects present in the silicon carbide single crystal (1) inside the silicon carbide single crystal (1); Forming a closed hole in which at least a part of the defect is closed. 【請求項３】 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶
（１）の表面の少なくとも一部に炭化珪素を形成する工
程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の炭化
珪素単結晶の製造方法。3. The silicon carbide single crystal according to claim 1, wherein said coating step is a step of forming silicon carbide on at least a part of a surface of said silicon carbide single crystal (1). Manufacturing method. 【請求項４】 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶
（１）の表面の少なくとも一部に前記炭化珪素単結晶
（１）と同一あるいは異種多形の炭化珪素を形成する工
程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の炭化
珪素単結晶の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the coating step is a step of forming, on at least a part of the surface of the silicon carbide single crystal (1), silicon carbide having the same or different polymorphism as the silicon carbide single crystal (1). The method for producing a silicon carbide single crystal according to claim 1 or 2, wherein: 【請求項５】 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶
（１）の表面の少なくとも一部に前記炭化珪素単結晶
（１）の結晶軸と同方位に配向するとともに前記炭化珪
素単結晶（１）と同一あるいは異種多形の炭化珪素エピ
タキシャル膜を形成する工程であることを特徴とする請
求項１又は２に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。5. The coating step, wherein the silicon carbide single crystal (1) is oriented on at least a part of the surface of the silicon carbide single crystal (1) in the same direction as the crystal axis of the silicon carbide single crystal (1). 3. The method for producing a silicon carbide single crystal according to claim 1, wherein the step is a step of forming a silicon carbide epitaxial film having the same or different polymorphism as in (1). 【請求項６】 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶の
表面の少なくとも一部に３Ｃ多形の炭化珪素を形成する
工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の炭
化珪素単結晶の製造方法。6. The silicon carbide single crystal according to claim 1, wherein said coating step is a step of forming a 3C polymorphic silicon carbide on at least a part of a surface of said silicon carbide single crystal. Method for producing crystals. 【請求項７】 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶
（１）の表面の少なくとも一部に前記炭化珪素単結晶
（１）の結晶軸と同方位に配向した３Ｃ多形の炭化珪素
エピタキシャル膜を形成する工程であることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。7. The 3C polymorphic silicon carbide epitaxial film oriented in at least a part of the surface of the silicon carbide single crystal (1) in the same direction as the crystal axis of the silicon carbide single crystal (1). The method for producing a silicon carbide single crystal according to claim 1, wherein the method is a step of forming a silicon carbide single crystal. 【請求項８】 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶の
表面の少なくとも一部にアモルファス状態の炭化珪素を
形成する工程であることを特徴とする請求項１又は２に
記載の炭化珪素単結晶の製造方法。8. The silicon carbide single crystal according to claim 1, wherein said coating step is a step of forming amorphous silicon carbide on at least a part of a surface of said silicon carbide single crystal. Manufacturing method. 【請求項９】 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶
（１）の表面の少なくとも一部に高融点物質を配置する
工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の炭
化珪素単結晶の製造方法。9. The silicon carbide single crystal according to claim 1, wherein said coating step is a step of arranging a high melting point substance on at least a part of a surface of said silicon carbide single crystal (1). Method for producing crystals. 【請求項１０】 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶
の表面の少なくとも一部にカーボン材料を配置する工程
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の炭化珪
素単結晶の製造方法。10. The method for producing a silicon carbide single crystal according to claim 1, wherein said coating step is a step of arranging a carbon material on at least a part of a surface of said silicon carbide single crystal. . 【請求項１１】 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶
（１）の少なくとも一部に珪素を含む材料を介してカー
ボン材料を配置する工程であることを特徴とする請求項
１又は２に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。11. The method according to claim 1, wherein the coating step is a step of arranging a carbon material on at least a part of the silicon carbide single crystal (1) via a material containing silicon. Of producing a silicon carbide single crystal. 【請求項１２】 前記炭化珪素単結晶の表面をエッチン
グする工程を含み、前記被覆工程が、前記炭化珪素単結
晶の表面をエッチング工程の後に行われることを特徴と
する請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の炭化珪素
単結晶の製造方法。12. The method according to claim 1, further comprising a step of etching the surface of the silicon carbide single crystal, wherein the covering step is performed after the etching step of the surface of the silicon carbide single crystal. The method for producing a silicon carbide single crystal according to any one of the first to third aspects. 【請求項１３】 前記被覆工程により、前記炭化珪素単
結晶（１）中のマイクロパイプ欠陥の開口部が、前記被
覆材料によって隙間なく塞がれた状態になっていること
を特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の
炭化珪素単結晶の製造方法。13. The method according to claim 13, wherein the opening of the micropipe defect in the silicon carbide single crystal is completely closed by the coating material by the coating step. 13. The method for producing a silicon carbide single crystal according to any one of 1 to 12. 【請求項１４】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素
単結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶（１）の表面の少なくとも一部を被
覆材料（５）で被覆する工程と、 前記被覆材料（５）の表面を保護する表面保護部材を前
記被覆材料上に配置する工程と、 熱処理を施すことにより、前記炭化珪素単結晶（１）に
存在する前記マイクロパイプ欠陥を前記炭化珪素単結晶
（１）の内部で閉塞させ、前記マイクロパイプ欠陥の少
なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形成する工程とを備え
ていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。14. A step of preparing a silicon carbide single crystal (1) having micropipe defects, a step of coating at least a part of the surface of the silicon carbide single crystal (1) with a coating material (5), Disposing a surface protection member for protecting the surface of the coating material (5) on the coating material; and performing heat treatment to remove the micropipe defects present in the silicon carbide single crystal (1) from the silicon carbide single crystal. Forming a closed hole in which at least a part of the micropipe defect is closed in the inside of the crystal (1). 【請求項１５】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素
単結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶（１）の表面の少なくとも一部を被
覆材料（５）で被覆する工程と、 前記被覆材料（５）の表面を保護する表面保護部材を前
記被覆材料上に配置する工程と、 前記炭化珪素単結晶（１）を台座（３）に固定して、こ
の台座を炭化珪素原料（４）が内蔵された容器（２）に
装着する工程と、 熱処理を施すことにより、前記炭化珪素単結晶（１）に
存在する前記マイクロパイプ欠陥を前記炭化珪素単結晶
（１）の内部で閉塞させ、前記マイクロパイプ欠陥の少
なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形成する工程とを備え
ていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。15. A step of preparing a silicon carbide single crystal having a micropipe defect, a step of coating at least a part of the surface of the silicon carbide single crystal with a coating material, and Disposing a surface protection member for protecting the surface of the coating material (5) on the coating material; fixing the silicon carbide single crystal (1) on a pedestal (3); ) Is mounted in the container (2) containing the silicon carbide single crystal (1), and heat treatment is performed to close the micropipe defects existing in the silicon carbide single crystal (1) inside the silicon carbide single crystal (1). Forming a closed hole in which at least a part of the micropipe defect is closed. 【請求項１６】 前記表面保護部材は、高融点物質から
なることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の炭化
珪素単結晶の製造方法。16. The method according to claim 14, wherein the surface protection member is made of a high melting point material. 【請求項１７】 前記表面保護部材は、カーボン材料、
炭化珪素基板あるいは炭化珪素粉末からなることを特徴
とする請求項１４又は１５に記載の炭化珪素単結晶の製
造方法。17. The device according to claim 17, wherein the surface protection member comprises a carbon material,
The method for producing a silicon carbide single crystal according to claim 14, comprising a silicon carbide substrate or silicon carbide powder. 【請求項１８】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素
単結晶（１）を用意する工程と、 前記マイクロパイプ欠陥中を炭化珪素蒸気種で飽和状態
にして熱処理を施すことにより、前記炭化珪素単結晶に
存在するマイクロパイプ欠陥を閉塞させる工程とを備え
ていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。18. A process for preparing a silicon carbide single crystal having micropipe defects, and a heat treatment in which the inside of the micropipe defects is saturated with a silicon carbide vapor species, thereby performing a heat treatment on the silicon carbide single crystal. A step of closing existing micropipe defects. 【請求項１９】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素
単結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶表面少なくとも一部を被覆材料
（５）で被覆する工程と、 前記炭化珪素単結晶を台座（３）に固定して、この台座
を炭化珪素原料（４）が内蔵された容器（２）に装着す
る工程と、 熱処理を施すことにより、前記炭化珪素単結晶（１）に
存在するマイクロパイプ欠陥を前記炭化珪素単結晶
（１）の内部で閉塞させ、前記マイクロパイプ欠陥の少
なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形成する工程とを備え
ていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。19. A step of preparing a silicon carbide single crystal having micropipe defects, a step of coating at least a part of the surface of the silicon carbide single crystal with a coating material (5), and Fixing the pedestal to the pedestal (3) and mounting the pedestal in the container (2) containing the silicon carbide raw material (4); Forming a closed hole in which at least a part of the micropipe defect is closed by closing a pipe defect inside the silicon carbide single crystal (1). Manufacturing method. 【請求項２０】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素
単結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶を台座（３）に固定して、この台座
を炭化珪素原料（４）が内蔵された容器（２）に装着す
る工程と、 前記炭化珪素原料を昇華させると共に、昇華させた炭化
珪素原料を供給して、前記炭化珪素単結晶の表面に炭化
珪素からなる被覆材料（５）を形成し、さらに熱処理を
続けて前記炭化珪素単結晶に存在するマイクロパイプ欠
陥を前記炭化珪素単結晶（１）の内部で閉塞させ、マイ
クロパイプ欠陥の少なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形
成する工程とを備えていることを特徴とする炭化珪素単
結晶の製造方法。20. A step of preparing a silicon carbide single crystal having a micropipe defect, fixing the silicon carbide single crystal to a pedestal, and incorporating the pedestal with a silicon carbide raw material. Mounting the silicon carbide raw material on the surface of the silicon carbide single crystal to form a coating material (5) made of silicon carbide on the surface of the silicon carbide single crystal while sublimating the silicon carbide raw material and supplying the sublimated silicon carbide raw material. Then, the heat treatment is further continued to close the micropipe defects existing in the silicon carbide single crystal inside the silicon carbide single crystal (1), thereby forming a closed hole in which at least a part of the micropipe defects is closed. And a method for producing a silicon carbide single crystal. 【請求項２１】 前記容器内を不活性ガス雰囲気にする
と共に、この不活性ガス雰囲気中に窒素ガスを導入させ
て前記熱処理を行うことを特徴とする請求項１９又は２
０に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。21. The heat treatment according to claim 19, wherein the inside of the container is made an inert gas atmosphere, and the heat treatment is performed by introducing a nitrogen gas into the inert gas atmosphere.
0. The method for producing a silicon carbide single crystal according to 0. 【請求項２２】 前記炭化珪素原料の温度と前記炭化珪
素単結晶の温度との温度差（ΔＴ）を−２００℃＜ΔＴ
＜２００℃として、前記熱処理を行うことを特徴とする
請求項１９又は２０に記載の炭化珪素単結晶の製造方
法。22. The temperature difference (ΔT) between the temperature of the silicon carbide raw material and the temperature of the silicon carbide single crystal is −200 ° C. <ΔT
The method for producing a silicon carbide single crystal according to claim 19, wherein the heat treatment is performed at a temperature of <200 ° C. 21. 【請求項２３】 請求項１乃至２２のいずれか１つに記
載の炭化珪素単結晶の製造方法によって形成されたマイ
クロパイプ欠陥が閉塞された炭化珪素単結晶を種結晶と
して新たな炭化珪素単結晶を結晶成長させることを特徴
とする炭化珪素単結晶の製造方法。23. A new silicon carbide single crystal using a silicon carbide single crystal in which micropipe defects are formed formed by the method for manufacturing a silicon carbide single crystal according to claim 1 as a seed crystal. A method for producing a silicon carbide single crystal, comprising: growing silicon. 【請求項２４】 請求項１乃至２３のいずれか１つに記
載の炭化珪素単結晶の製造方法を用いて製造された、マ
イクロパイプ欠陥の少なくとも一部が塞がった閉塞孔を
有する炭化珪素単結晶。24. A silicon carbide single crystal having a closed hole in which at least a part of a micropipe defect is manufactured, manufactured using the method for manufacturing a silicon carbide single crystal according to claim 1. . 【請求項２５】 前記閉塞孔の閉塞された部分の長さが
７５μｍより長いことを特徴とする請求項２４に記載の
炭化珪素単結晶。25. The silicon carbide single crystal according to claim 24, wherein a length of the closed portion of the closed hole is longer than 75 μm.