JP7476890B2 - Method for manufacturing SiC single crystal ingot - Google Patents

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Description

本発明は、ＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法及びＳｉＣ改質シードの製造方法に関する。
本願は、２０１９年５月２７日に、日本に出願された特願２０１９－０９８４４６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。 The present invention relates to a method for producing a SiC single crystal ingot and a method for producing a modified SiC seed.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-098446, filed on May 27, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.

炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べて絶縁破壊電界が１桁大きく、バンドギャップが３倍大きく、熱伝導率が３倍程度高い等の特性を有する。炭化珪素はこれらの特性を有することから、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。Silicon carbide (SiC) has properties such as a dielectric breakdown field one order of magnitude larger than that of silicon (Si), a band gap three times larger, and a thermal conductivity approximately three times higher. Because of these properties, silicon carbide is expected to be used in power devices, high-frequency devices, high-temperature operating devices, and more.

半導体等のデバイスには、ＳｉＣウェハ上にエピタキシャル膜を形成したＳｉＣエピタキシャルウェハが用いられる。ＳｉＣウェハ上に化学的気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ：ＣＶＤ法）によって設けられたエピタキシャル膜が、ＳｉＣ半導体デバイスの活性領域となる。ＳｉＣウェハは、ＳｉＣ単結晶インゴットを加工して得られる。 For semiconductor devices, SiC epitaxial wafers are used, which are made by forming an epitaxial film on a SiC wafer. The epitaxial film formed on the SiC wafer by the Chemical Vapor Deposition Method (CVD) becomes the active region of the SiC semiconductor device. SiC wafers are obtained by processing SiC single crystal ingots.

ＳｉＣ単結晶インゴットは、昇華再結晶法（以下、昇華法という）等の方法で作製できる。昇華法は、原料から昇華した原料ガスを種結晶上で再結晶化することで、大きな単結晶を得る方法である。高品質なＳｉＣ単結晶インゴットを得るために、欠陥や異種多形（ポリタイプの異なる結晶が混在すること）を抑制する方法が求められている。ここでいう異種多形とは、ポリタイプの異なる結晶が混在することである。 SiC single crystal ingots can be produced by methods such as sublimation recrystallization (hereinafter referred to as sublimation). Sublimation is a method for obtaining large single crystals by recrystallizing raw material gas sublimated from the raw material on a seed crystal. In order to obtain high-quality SiC single crystal ingots, a method is required to suppress defects and heterogeneous polymorphism (mixing of crystals with different polytypes). Here, heterogeneous polymorphism refers to the mixing of crystals with different polytypes.

特開２０１０－２７５１６６号公報JP 2010-275166 A

しかしながら、特許文献１に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法では、マイクロパイプと呼ばれる、直径数μｍから数十μｍ程度、場合によっては直径１００μｍ以上程度の、中空パイプ形状の欠陥が発生してしまう。マイクロパイプは、電子デバイス作成にあたっては、キラー欠陥となってしまう。従って、マイクロパイプの発生を抑制するＳｉＣ単結晶インゴットを製造することが求められている。However, the method for producing a SiC single crystal ingot described in Patent Document 1 generates defects called micropipes, which are hollow pipe-shaped defects with diameters of several μm to several tens of μm, and in some cases, diameters of 100 μm or more. Micropipes are killer defects when producing electronic devices. Therefore, there is a demand for producing a SiC single crystal ingot that suppresses the generation of micropipes.

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above problems, and aims to provide a method for manufacturing a SiC single crystal ingot with reduced micropipe density.

本発明者は、鋭意検討の結果、マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ改質層を形成し、この上に昇華法によりＳｉＣ単結晶インゴットを成長することで、マイクロパイプ密度の低減をされたＳｉＣ単結晶インゴットを提供できることを見出した。すなわち、本発明は上記課題を解決するために、以下の手段を提供する。 As a result of intensive research, the inventors have found that it is possible to provide a SiC single crystal ingot with reduced micropipe density by forming a SiC modified layer with reduced micropipe density and growing a SiC single crystal ingot on top of the SiC modified layer by sublimation. That is, the present invention provides the following means to solve the above problems.

（１）本発明の第１の態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶を用意し、前記ＳｉＣ種結晶を加熱することで、前記ＳｉＣ種結晶をＳｉＣ改質シードに改質する第１工程と、前記ＳｉＣ改質シード上に、昇華法によりＳｉＣ種結晶を成長させる第２工程と、を有する。
前記第１の態様の製造方法は、以下の（２）～（８）の特徴を好ましく含む。これら特徴は単独でも、あるいは２つ以上を組み合わせても良い。 (1) A method for producing a SiC single crystal ingot according to a first aspect of the present invention includes a first step of preparing a SiC seed crystal having a Si raw material attached thereto and heating the SiC seed crystal to modify the SiC seed crystal into a SiC modified seed, and a second step of growing a SiC seed crystal on the SiC modified seed by sublimation.
The manufacturing method of the first aspect preferably includes the following features (2) to (8). These features may be used alone or in combination of two or more.

（２）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、前記第１工程と前記第２工程が、同じ坩堝を用いて行われ、前記Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶の前記Ｓｉ原料を、前記第２工程を行う坩堝の上部に貼り付けて、前記第１工程を行い、前記第１工程後に前記第２工程を連続して行ってもよい。 (2) In the method for producing a SiC single crystal ingot according to the above aspect, the first step and the second step may be performed using the same crucible, and the Si raw material of the SiC seed crystal to which the Si raw material is attached may be attached to the top of the crucible in which the second step is performed, to perform the first step, and the second step may be performed continuously after the first step.

（３）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、前記第１工程と前記第２工程が、互いに別の装置を用いて行われ、前記Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶の前記Ｓｉ原料が取付手段を有する台座に固定された状態で、前記第１工程が行われ、前記第１工程を終了後、前記第１工程が行われる装置から前記台座ごと前記ＳｉＣ改質シードを取り外し、前記取付手段を用いて前記台座ごと前記ＳｉＣ改質シードを前記第２工程が行われる装置に取り付けてもよい。 (3) In the method for manufacturing a SiC single crystal ingot according to the above aspect, the first step and the second step are performed using separate apparatuses, and the first step is performed with the Si raw material of the SiC seed crystal to which the Si raw material is attached fixed to a pedestal having an attachment means, and after completion of the first step, the SiC modified seed together with the pedestal may be removed from the apparatus in which the first step is performed, and the SiC modified seed together with the pedestal may be attached to an apparatus in which the second step is performed using the attachment means.

（４）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、前記Ｓｉ原料は、平板形状のＳｉ単結晶及び粒状のＳｉ単結晶の両方又は一方であり、前記第１工程では、前記ＳｉＣ種結晶及び前記Ｓｉ原料を１４００℃以上２４００℃以下の温度で加熱してもよい。 (4) In the method for producing a SiC single crystal ingot according to the above aspect, the Si raw material is both or one of a flat Si single crystal and a granular Si single crystal, and in the first step, the SiC seed crystal and the Si raw material may be heated at a temperature of 1400°C or higher and 2400°C or lower.

（５）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、前記Ｓｉ原料は、平板形状のＳｉ多結晶及び粒状のＳｉ多結晶の両方又は一方であり、前記第１工程では、前記ＳｉＣ種結晶及び前記Ｓｉ原料を１３５０℃以上２４００℃以下の温度で加熱してもよい。 (5) In the method for producing a SiC single crystal ingot according to the above aspect, the Si raw material is both or one of flat Si polycrystals and granular Si polycrystals, and in the first step, the SiC seed crystal and the Si raw material may be heated at a temperature of 1350°C or higher and 2400°C or lower.

（６）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、前記第１工程と、前記第２工程との間に、Ｓｉ残渣除去工程をさらに有し、前記Ｓｉ残渣除去工程は、前記ＳｉＣ改質シード表面から前記Ｓｉ原料を除去する工程であってもよい。 (6) In the method for producing a SiC single crystal ingot according to the above aspect, a Si residue removal process may be further provided between the first process and the second process, and the Si residue removal process may be a process for removing the Si raw material from the surface of the SiC modified seed.

（７）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、前記第１工程は、前記ＳｉＣ種結晶または前記Ｓｉ原料に、さらにＣ原料を付着させてもよい。 (7) In the method for producing a SiC single crystal ingot relating to the above aspect, the first step may further include adhering a C raw material to the SiC seed crystal or the Si raw material.

（８）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、前記第１工程は、加圧環境下で加熱してもよい。(8) In the method for producing a SiC single crystal ingot according to the above aspect, the first step may involve heating in a pressurized environment.

（９）本発明の第２の態様にかかるＳｉＣ改質シードの製造方法は、Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶を加熱し、ＳｉＣ改質シードを形成する。
前記第２の態様の製造方法は、上記（４）又は（５）に記載された特徴と同等の特徴をさらに含んでも良い。
（１０）本発明の第２の態様にかかるＳｉＣ改質シードの製造方法は、Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶を加熱し、ＳｉＣ改質シードに改質する、ＳｉＣ改質シードの製造方法である。
第２の態様のＳｉＣ改質シードの製造方法は、第１の態様のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法の第１工程であってもよい。 (9) In the method for producing a SiC modified seed according to the second aspect of the present invention, a SiC seed crystal having a Si source attached thereto is heated to form a SiC modified seed.
The manufacturing method of the second aspect may further include features equivalent to those described in (4) or (5) above.
(10) A method for producing a SiC modified seed according to a second aspect of the present invention is a method for producing a SiC modified seed, in which a SiC seed crystal having a Si raw material attached thereto is heated and modified into a SiC modified seed.
The method for producing a SiC modified seed of the second aspect may be the first step of the method for producing a SiC single crystal ingot of the first aspect.

上記態様にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法によれば、ＳｉＣ単結晶インゴットを提供することができる。According to the method for producing a SiC single crystal ingot as described above, a SiC single crystal ingot can be provided.

第１実施形態にかかるＳｉＣ改質シード形成装置の好ましい一例を示す模式断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a preferred example of a SiC modified seed forming apparatus according to a first embodiment. 第１実施形態にかかる台座の好ましい一例を示す模式斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing a preferred example of a base according to the first embodiment. 第１実施形態にかかる台座の好ましい一例を示す模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a preferred example of a base according to the first embodiment. 第１実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造装置の好ましい一例を示す模式断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a preferred example of an apparatus for producing a SiC single crystal ingot according to a first embodiment. 第２実施形態にかかるＳｉ原料およびＳｉＣ種結晶の配置の仕方の好ましい一例を示す模式断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a preferred example of how to arrange a Si source material and a SiC seed crystal according to the second embodiment.

以下、本発明の好ましい実施形態の好ましい例について、添付図面を参照して、詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴を分かりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材質、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。例えば、発明を逸脱しない範囲で、数、位置、大きさ、数値、材料、形状、比率などの、変更や追加及び省略をする事ができる。また特に問題が無ければ好ましい条件同士を組み合わせてもよい。 The following describes in detail preferred examples of preferred embodiments of the present invention with reference to the attached drawings. The drawings used in the following description may show enlarged characteristic parts for the sake of convenience in order to make the features of the present invention easier to understand, and the dimensional ratios of each component may differ from the actual ones. The materials, dimensions, etc. exemplified in the following description are only examples, and the present invention is not limited to them. The present invention can be implemented by making appropriate changes within the scope of the present invention. For example, the number, position, size, numerical value, material, shape, ratio, etc. can be changed, added, or omitted within the scope of the invention. Furthermore, preferred conditions may be combined together if there is no particular problem.

＜ＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法＞
（第１実施形態）
本実施形態に係るＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、ＳｉＣ種結晶をマイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ改質シードに改質する第１工程と、ＳｉＣ改質シード上にＳｉＣ単結晶インゴットを成長する第２工程と、を有する。
なお改質とは、Ｓｉ原料が少なくとも一部に付着したＳｉＣ種結晶を加熱することにより、種結晶のマイクロパイプ密度を低減することを意味する。本発明の製法で得られるＳｉＣ改質シードのマイクロパイプの低減率は、条件によって変化するが、例えば５～８０％であり、１０～７０％や、２０～６５％や、３０～６０％などであってもよい。ただしこれらの例のみに限定されない。
本発明で得られるＳｉＣ単結晶インゴットから、マイクロパイプの平均密度が０個/ｃｍ２以上０．１個/ｃｍ２個以下のＳｉＣウェハを形成できる。 <Method for manufacturing SiC single crystal ingot>
First Embodiment
The method for producing a SiC single crystal ingot according to this embodiment includes a first step of modifying a SiC seed crystal into a SiC modified seed having a reduced micropipe density, and a second step of growing a SiC single crystal ingot on the SiC modified seed.
The modification means that the micropipe density of the SiC seed crystal is reduced by heating the SiC seed crystal to which the Si raw material is at least partially attached. The reduction rate of the micropipes of the SiC modified seed obtained by the manufacturing method of the present invention varies depending on the conditions, but may be, for example, 5 to 80%, 10 to 70%, 20 to 65%, or 30 to 60%, etc. However, it is not limited to these examples.
From the SiC single crystal ingot obtained by the present invention, a SiC wafer having an average density of micropipes of 0/cm2 or more and 0.1/ cm2 or less can be formed.

（第１工程）
第１工程は、Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶を加熱することで、前記ＳｉＣ種結晶をマイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ改質シードに改質する工程である。第１工程は、ＳｉＣ改質シード形成装置を用いて行うことができる。ここでいうＳｉＣ改質シードとは、第２工程で行う昇華法によるＳｉＣ単結晶の成長の起点になる、ＳｉＣ単結晶である。尚、本明細書では記載を省略するが、第１工程を行う前に、ＳｉＣ種結晶を準備する必要がある。本実施形態において、ＳｉＣ種結晶は、ＳｉＣ単結晶からなり、公知の方法を用いて準備することができる。尚、ここでＳｉ原料が付着されたとは、接着剤や外圧により互いが固定され動かない状態になることを意味して良いが、これに限らない。例えば、載置などにより互いが単に接触している状態となることも含む。また、スパッタリング法等によりＳｉＣ種結晶の表面にＳｉ膜を形成した状態も含む。なお第１工程を行う方法は、以下の例に限定されず、必要に応じて、適宜変更して行うことができる。
従来の方法では、昇華法で製造されたＳｉＣ単結晶インゴットから切り出されたＳｉＣ単結晶を、種結晶として用いる場合が多かった。しかしながら、従来の種結晶には、マイクロパイプが多く存在していた。昇華法により製造されたＳｉＣ単結晶インゴットから切り出された従来のＳｉＣ単結晶と比べて、本実施形態の第１工程を行い、製造されたＳｉＣ改質シードは、マイクロパイプが大幅に低減される。そのため本発明では優れたＳｉＣ単結晶インゴットを製造することができる。 (First step)
The first step is a step of modifying the SiC seed crystal to which the Si raw material is attached into a SiC modified seed having a reduced micropipe density by heating the SiC seed crystal. The first step can be performed using a SiC modified seed forming device. The SiC modified seed referred to here is a SiC single crystal that is the starting point of the growth of the SiC single crystal by the sublimation method performed in the second step. Although not described in this specification, it is necessary to prepare a SiC seed crystal before performing the first step. In this embodiment, the SiC seed crystal is made of a SiC single crystal and can be prepared using a known method. Here, the Si raw material attached may mean that the two crystals are fixed to each other by an adhesive or external pressure and are in a state of not moving, but is not limited to this. For example, it also includes a state in which the two crystals are simply in contact with each other by placing them on top of each other. It also includes a state in which a Si film is formed on the surface of the SiC seed crystal by a sputtering method or the like. The method of performing the first step is not limited to the following example, and can be appropriately changed as necessary.
In conventional methods, a SiC single crystal cut from a SiC single crystal ingot produced by sublimation was often used as a seed crystal. However, the conventional seed crystal had many micropipes. Compared with a conventional SiC single crystal cut from a SiC single crystal ingot produced by sublimation, the SiC modified seed produced by carrying out the first step of the present embodiment has a significantly reduced number of micropipes. Therefore, the present invention can produce an excellent SiC single crystal ingot.

図１は、第１工程を行う改質シード形成装置の好ましい一例を示す、模式断面図である。本実施形態の製造方法では、改質シード形成装置として、加熱機構を備え、内部に成長空間を有する装置を用いて改質を行うことができる。例えば、図１に示す改質シード形成装置１００のような、坩堝１と、坩堝１の周囲に配置されたヒータ２からなる改質シード形成装置１００を用いることができる。本実施形態は、改質シード形成装置１００を用いて改質シードを形成する方法を例に記載するが、ＳｉＣ改質シードを形成する方法は、この例のみに限定されない。 Figure 1 is a schematic cross-sectional view showing a preferred example of a modified seed forming apparatus for performing the first step. In the manufacturing method of this embodiment, the modified seed forming apparatus can be modified using an apparatus equipped with a heating mechanism and having a growth space inside. For example, a modified seed forming apparatus 100 consisting of a crucible 1 and a heater 2 arranged around the crucible 1, such as the modified seed forming apparatus 100 shown in Figure 1, can be used. In this embodiment, a method of forming a modified seed using the modified seed forming apparatus 100 is described as an example, but the method of forming a SiC modified seed is not limited to this example.

図１に記載されるＳｉＣ改質シード形成装置１００の坩堝１は、蓋１１と本体部１２とを好ましく有する。坩堝１は、ＳｉＣ改質シードの形成中、高温に加熱されるため、高温に耐えられる材料を用いることができる。例えば、黒鉛、ＴａＣ及びＴａＣコートされた黒鉛等を用いることができる。The crucible 1 of the SiC modified seed forming apparatus 100 shown in FIG. 1 preferably has a lid 11 and a body 12. The crucible 1 is heated to high temperatures during the formation of the SiC modified seeds, so a material that can withstand high temperatures can be used. For example, graphite, TaC, TaC-coated graphite, etc. can be used.

坩堝１の蓋１１は、内側に設置部１１Ａを好ましく有する。設置部１１Ａには、Ｓｉ原料１１１およびＳｉＣ改質シードの原料となるＳｉＣ種結晶１１０が載置される。Ｓｉ原料１１１、及び、ＳｉＣ種結晶１１０は、取付手段４１を有する台座４に載置及び固定され、坩堝１の設置部１１Ａに設置される。設置部１１Ａの形状は任意に選択でき、設置される台座４に合わせて、台座４またはＳｉ原料１１０が設置されやすいように、適宜選択することができる。The lid 11 of the crucible 1 preferably has an installation section 11A on the inside. The Si raw material 111 and the SiC seed crystal 110, which is the raw material for the SiC modified seed, are placed on the installation section 11A. The Si raw material 111 and the SiC seed crystal 110 are placed and fixed on a pedestal 4 having an attachment means 41 and installed on the installation section 11A of the crucible 1. The shape of the installation section 11A can be selected arbitrarily, and can be appropriately selected to match the pedestal 4 to be installed so that the pedestal 4 or the Si raw material 110 can be easily installed.

図２Ａと図２Ｂは、台座４の模式図である。図２Ａは、台座４の模式斜視図であり、図２Ｂは、台座４の模式断面図である。便宜上理解を容易にするために、図２Ｂに、台座４に設置されるＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１も合わせて示す。台座４の構成は、ＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１が固定された状態で蓋１１に設置可能な構成であればよく、任意に選択できる。図２Ａと図２Ｂに示すように、台座４は、主部４０と、取付手段４１と、側部４２と、を有する。台座４は、中空の円筒部分を好ましく有する。台座４の材料は、例えば、黒鉛やＴａＣ等を用いることができる。主部４０の一面（主面）に対して、直交する方向に、取付手段４１が備えられる。主部４０の主面のうち、取付手段４１が備えられない面を載置面４０Ａとし、取付手段４１が備えられる面を設置面４０Ｂとする。設置面４０Ｂは、取付手段４１を設置部１１Ａに設置する構成である。取付手段４１は、坩堝１の蓋１１に安定して固定できる構成であれば任意に選択でき、形状等は特に限定されない。図２Ａや図２Ｂに記載のねじ式の取付手段４１であってもよいし、図示しないフック式等の取付手段等であってもよい。2A and 2B are schematic diagrams of the pedestal 4. FIG. 2A is a schematic perspective view of the pedestal 4, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of the pedestal 4. For convenience and ease of understanding, FIG. 2B also shows the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 to be placed on the pedestal 4. The configuration of the pedestal 4 may be selected arbitrarily as long as it can be placed on the lid 11 with the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 fixed. As shown in FIG. 2A and FIG. 2B, the pedestal 4 has a main portion 40, an attachment means 41, and a side portion 42. The pedestal 4 preferably has a hollow cylindrical portion. The material of the pedestal 4 may be, for example, graphite or TaC. An attachment means 41 is provided in a direction perpendicular to one surface (principal surface) of the main portion 40. Of the main surfaces of the main part 40, the surface on which the mounting means 41 is not provided is the placement surface 40A, and the surface on which the mounting means 41 is provided is the installation surface 40B. The installation surface 40B is configured to install the mounting means 41 on the installation part 11A. The mounting means 41 can be arbitrarily selected as long as it can be stably fixed to the lid 11 of the crucible 1, and the shape, etc. are not particularly limited. The mounting means 41 may be a screw-type mounting means as shown in Figures 2A and 2B, or a hook-type mounting means not shown.

側部４２は、主部４０の側周に位置し、載置面４０Ａの有する方向に延在する、言い換えると主部４０の一面（主面）に対して直交する方向に延在する、構成を有する。載置面４０Ａと側部４２とで囲まれる領域には、ＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１が載置される。台座４は、載置面４０Ａに載置したＳｉ原料１１１およびＳｉＣ種結晶１１０を固定する。Ｓｉ原料１１１およびＳｉＣ種結晶１１０の台座４への固定方法は、必要に応じて選択できる。例えば、接着剤を用いて固定してもよいし、側部４２からの圧力や自重を利用して固定してもよい。The side portion 42 is located on the periphery of the main portion 40 and extends in the direction of the mounting surface 40A, in other words, in a direction perpendicular to one surface (principal surface) of the main portion 40. The SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 are placed in the area surrounded by the mounting surface 40A and the side portion 42. The pedestal 4 fixes the Si raw material 111 and the SiC seed crystal 110 placed on the mounting surface 40A. The method of fixing the Si raw material 111 and the SiC seed crystal 110 to the pedestal 4 can be selected as necessary. For example, they may be fixed using an adhesive, or they may be fixed using pressure from the side portion 42 or their own weight.

Ｓｉ原料１１１としては、純度５Ｎ以上のＳｉ原料を好ましく用いることができる。またＳｉ原料１１１のサイズや形状や厚さは任意に選択できる。例えば、平面板状のＳｉ原料や、粒状のＳｉ原料を用いることができる。Ｓｉ原料はディスク状であっても良いし、ディスク状のＳｉ原料の直径は１００ｍｍ以上であっても良い。また、Ｓｉ原料１１１は、Ｓｉ単結晶であってもよいし、Ｓｉ多結晶であってもよい。ＳｉＣ種結晶１１０と接するＳｉ原料１１１の表面は、ＳｉＣ種結晶１１０の表面と同じ形やサイズを有しても良い。As the Si raw material 111, a Si raw material with a purity of 5N or more can be preferably used. The size, shape, and thickness of the Si raw material 111 can be selected arbitrarily. For example, a flat plate-shaped Si raw material or a granular Si raw material can be used. The Si raw material may be disk-shaped, and the diameter of the disk-shaped Si raw material may be 100 mm or more. The Si raw material 111 may be a Si single crystal or a Si polycrystal. The surface of the Si raw material 111 in contact with the SiC seed crystal 110 may have the same shape and size as the surface of the SiC seed crystal 110.

後述する第２工程では、昇華法によりＳｉＣ単結晶を成長させるが、ＳｉＣ種結晶１１０として４Ｈ－ＳｉＣを用いる場合、カーボン面上に結晶成長させることが通常行われる。そのため、Ｓｉ原料１１１と接触するＳｉＣ種結晶１１０の面がカーボン面となるように載置することで、短時間で改質シードを得ることができる。In the second step described below, a SiC single crystal is grown by sublimation, but when 4H-SiC is used as the SiC seed crystal 110, the crystal is usually grown on a carbon surface. Therefore, by placing the SiC seed crystal 110 so that the surface that comes into contact with the Si raw material 111 is the carbon surface, a modified seed can be obtained in a short time.

台座４が取付手段４１により坩堝１に設置された状態で、ヒータ２により坩堝１を加熱する。その結果、ＳｉＣ改質シードが形成される。坩堝１内の環境は、必要に応じて加圧しても加圧しなくても良い。ＳｉＣ改質シードを形成する際、坩堝１内の雰囲気をＡｒ等の不活性ガス雰囲気や空気雰囲気又は真空とすることができる。また、坩堝１内の前記雰囲気にさらに、メタンガスやプロパンガス等のＣ元素を含むガスを含ませても良い。前記雰囲気に含まれる前記Ｃ元素を含むガスは、Ｃ原料として作用しても良い。不活性ガス中にＣ元素を含むガスを含ませる場合、雰囲気ガス中のＣ元素の比率、つまり、（Ｃ元素）／（不活性ガスの元素＋Ｃ元素）のモル比は、０．１～０．５であることが好ましい。Ｃ元素の比率が高い方が改質シードを効率よく形成できるが、０．５を超えるとＳｉ原料１１１の表面にＳｉＣが析出して、Ｓｉ内部にＣが拡散しにくくなる。
さらにまた、第１工程において、前記ＳｉＣ種結晶または前記Ｓｉ原料に黒鉛等のＣ元素を含む固体を付着させてもよい。Ｃ元素を含む固体の形状は任意に選択でき、板状、粒状、粉末状のいずれでもよい。雰囲気中にＣ元素を含むガスを含ませた場合や、ＳｉＣ種結晶またはＳｉ原料にＣ元素を含む固体を付着させた場合、坩堝１の加熱は、加圧環境下で行うことが好ましい。加圧環境下でＳｉＣ改質シードを形成することにより、ＣをＳｉＣ種結晶１１０のＳｉに溶け込みやすくすることができる。Ｃが溶け込みやすくなる結果、改質シードの内部に未反応のSiが取り込まれる確率を低減させるという効果が得られる。 With the pedestal 4 attached to the crucible 1 by the mounting means 41, the crucible 1 is heated by the heater 2. As a result, a SiC modified seed is formed. The environment in the crucible 1 may or may not be pressurized as necessary. When forming the SiC modified seed, the atmosphere in the crucible 1 may be an inert gas atmosphere such as Ar, an air atmosphere, or a vacuum. The atmosphere in the crucible 1 may further contain a gas containing a C element such as methane gas or propane gas. The gas containing a C element contained in the atmosphere may act as a C raw material. When a gas containing a C element is contained in the inert gas, the ratio of the C element in the atmosphere gas, that is, the molar ratio of (C element)/(inert gas element+C element) is preferably 0.1 to 0.5. The higher the ratio of the C element, the more efficiently the modified seed can be formed, but if it exceeds 0.5, SiC precipitates on the surface of the Si raw material 111, making it difficult for C to diffuse into the Si.
Furthermore, in the first step, a solid containing a C element such as graphite may be attached to the SiC seed crystal or the Si raw material. The shape of the solid containing a C element can be selected arbitrarily, and may be any of a plate shape, a granular shape, and a powder shape. When a gas containing a C element is contained in the atmosphere, or when a solid containing a C element is attached to the SiC seed crystal or the Si raw material, it is preferable to heat the crucible 1 in a pressurized environment. By forming the SiC modified seed in a pressurized environment, it is possible to easily dissolve C into the Si of the SiC seed crystal 110. As a result of the easy dissolution of C, an effect of reducing the probability of unreacted Si being taken into the inside of the modified seed is obtained.

ＳｉＣ改質シード形成時の加熱温度は任意に選択できる。Ｓｉ原料１１１がＳｉ単結晶である場合、加熱温度は、１４００℃以上２４００℃以下とすることが好ましい。単結晶Ｓｉの融点以上である１４２０℃以上であることがより好ましく、さらに好ましくは１４５０℃以上である。また上限は好ましくは、２３００℃以下である。Ｓｉ原料がＳｉ多結晶である場合、加熱温度は、１３５０℃以上２４００℃以下とすることが好ましい。より好ましくは、１４００℃以上である。上限は好ましくは、２３００℃以下である。当該範囲で加熱することで、ＳｉＣ種結晶のマイクロパイプを低減したＳｉＣ改質シードを形成することができる。また、加熱温度を当該範囲とすることで、過度な高温とならず、ＳｉＣ種結晶１１０の融解を抑制することができる。
ＳｉＣ改質シード形成時の加熱時間は、必要に応じて任意に選択できる。例を挙げれば、１時間～１０日間、好ましくは、１０時間～１０日間、さらに好ましくは１日～１０日間などが挙げられる。その他、必要に応じて、１時間～１日、１時間～７日、１日～３日、１０日間～１４日間や、２週間～３週間、３週間～１ヵ月間などが挙げられる。ただしこれらの時間のみに限定されない。 The heating temperature during the formation of the SiC modified seed can be selected arbitrarily. When the Si raw material 111 is a Si single crystal, the heating temperature is preferably 1400° C. or more and 2400° C. or less. It is more preferably 1420° C. or more, which is the melting point of single crystal Si, and even more preferably 1450° C. or more. The upper limit is preferably 2300° C. or less. When the Si raw material is Si polycrystal, the heating temperature is preferably 1350° C. or more and 2400° C. or less. More preferably, it is 1400° C. or more. The upper limit is preferably 2300° C. or less. By heating within this range, a SiC modified seed with reduced micropipes of the SiC seed crystal can be formed. In addition, by setting the heating temperature within this range, the temperature does not become excessively high, and melting of the SiC seed crystal 110 can be suppressed.
The heating time during the formation of the SiC modified seed can be selected as necessary. For example, it can be 1 hour to 10 days, preferably 10 hours to 10 days, more preferably 1 day to 10 days. In addition, it can be 1 hour to 1 day, 1 hour to 7 days, 1 day to 3 days, 10 days to 14 days, 2 weeks to 3 weeks, 3 weeks to 1 month, etc., as necessary. However, it is not limited to these times.

本実施形態の第１工程に係るＳｉＣ改質シードの形成方法により、マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ改質シードを形成することができる。マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ改質シードを用いて第２工程の昇華法を行い、ＳｉＣ単結晶インゴットを製造することで、マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ単結晶インゴットを製造することができる。第１工程は、ＳｉＣ改質シードを形成できる方法であればよく、例えば、図１に記載の装置以外の装置を用いて、それにＳｉＣ種結晶とＳｉ原料とを付着させて加熱することで第１工程を行うことができる。尚、図１に示す装置を用いる場合でも、例えば改質シード形成装置１００を、図１に示す装置の向きとは異なる向き、例えば逆さ向き等の適宜回転等させた向きで行っても良い。 The method for forming a SiC modified seed according to the first step of this embodiment can form a SiC modified seed with reduced micropipe density. By performing the sublimation method of the second step using a SiC modified seed with reduced micropipe density to produce a SiC single crystal ingot, a SiC single crystal ingot with reduced micropipe density can be produced. The first step can be any method capable of forming a SiC modified seed, and can be performed, for example, by attaching a SiC seed crystal and a Si raw material to an apparatus other than the apparatus shown in FIG. 1 and heating the apparatus. In addition, even when the apparatus shown in FIG. 1 is used, for example, the modified seed forming apparatus 100 may be rotated appropriately, such as upside down, in a different direction from the direction of the apparatus shown in FIG. 1.

第１工程により、ＳｉＣ改質シードを形成した後には、準備工程を行うことが好ましい。準備工程とは、例えば、第１工程で形成したＳｉＣ改質シードを台座４ごと坩堝１から取り外し、取付手段４１を用いて、台座４ごと、第２工程が行われる、別の装置に取り付ける工程である。準備工程は、第１工程と、第２工程との間に、装置内に第２工程で用いる原料を配置する工程であってもよい。第２工程が行われる装置は、予め所望の状態にしても良く、例えば所望の温度に加熱しておいても良い。
準備工程を行うことで、第１工程を行うＳｉＣ改質シード形成装置および第２工程を行う装置の昇降温にかかる時間を短縮することができる。また、ＳｉＣ改質シードを台座４から取り外し、新しい台座に取り付ける工程を省略できるので、第１工程から第２工程に移行する時間を短縮することができる。すなわち、準備工程は、ＳｉＣ単結晶インゴット製造のスループットを向上することができる。 After the SiC modified seed is formed by the first step, it is preferable to perform a preparation step. The preparation step is, for example, a step of removing the SiC modified seed formed in the first step together with the pedestal 4 from the crucible 1, and attaching the pedestal 4 together with the pedestal 4 to another device in which the second step is performed using the attachment means 41. The preparation step may be a step of placing the raw material to be used in the second step in the device between the first step and the second step. The device in which the second step is performed may be brought into a desired state in advance, for example, may be heated to a desired temperature.
By carrying out the preparation step, it is possible to shorten the time required for heating and cooling the SiC modified seed forming device performing the first step and the device performing the second step. In addition, since the step of removing the SiC modified seed from the pedestal 4 and attaching it to a new pedestal can be omitted, it is possible to shorten the time required for transition from the first step to the second step. In other words, the preparation step can improve the throughput of the SiC single crystal ingot production.

また、準備工程は任意に選択でき、ＳｉＣ改質シードを台座４ごと坩堝１から取り外し、第２工程で使用する別の装置に移動する工程のみには、限定されない。ＳｉＣ種結晶のＳｉ原料が装置の蓋に取り付けられて、第１工程が行われた後に、前記装置から前記蓋が外され、第２工程を行う別の装置に取り付けられて、第２工程が行われてもよい。例えば、第１工程で使用した坩堝１の蓋１１を台座４ごと取り外し、第１工程を行うＳｉＣ改質シード形成装置内に、第２工程で用いる原料を配置し、再度蓋１１を台座４ごと取り付ける工程であってもよい。また、坩堝１の蓋１１を台座４ごと外し、第２工程を行う別の装置である昇華炉に取り付ける工程であってもよい。上述の準備工程を行った場合も、ＳｉＣ単結晶インゴット製造のスループットを向上することができる。
後述する第２工程では、昇華法によりＳｉＣ単結晶を成長させるが、ＳｉＣ種結晶として４Ｈ－ＳｉＣを用いる場合、カーボン面上に結晶成長させることが通常行われる。そのため、この様な準備工程を行う場合、ＳｉＣ種結晶１１０のＳｉ原料１１１と接触する面はシリコン面であることが好ましい。 In addition, the preparation step can be selected arbitrarily, and is not limited to only the step of removing the SiC modified seed together with the pedestal 4 from the crucible 1 and moving it to another device used in the second step. After the Si raw material of the SiC seed crystal is attached to the lid of the device and the first step is performed, the lid may be removed from the device and attached to another device performing the second step, and the second step may be performed. For example, the step may be a step of removing the lid 11 of the crucible 1 used in the first step together with the pedestal 4, placing the raw material to be used in the second step in the SiC modified seed forming device performing the first step, and attaching the lid 11 together with the pedestal 4 again. In addition, the step may be a step of removing the lid 11 of the crucible 1 together with the pedestal 4 and attaching it to a sublimation furnace, which is another device performing the second step. Even when the above-mentioned preparation step is performed, the throughput of the SiC single crystal ingot production can be improved.
In the second step described below, a SiC single crystal is grown by sublimation, but when 4H-SiC is used as the SiC seed crystal, the crystal is usually grown on a carbon surface. Therefore, when performing such a preparation step, it is preferable that the surface of SiC seed crystal 110 that comes into contact with Si raw material 111 is a silicon surface.

（第２工程）
本実施形態に係るＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法にかかる第２工程は、ＳｉＣ改質シード上に、昇華法によりＳｉＣ単結晶を成長させる工程である。 (Second step)
The second step in the method for producing a SiC single crystal ingot according to this embodiment is to grow a SiC single crystal on the SiC modified seed by sublimation.

図３は、本実施形態に係るＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、第２工程を行うことのできる昇華炉５の一例を示す、模式断面図である。 Figure 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a sublimation furnace 5 in which the second step can be performed in the manufacturing method for a SiC single crystal ingot according to this embodiment.

図３に示す昇華炉は、炉体５０と、炉体５０の周囲に配置された加熱手段５１と、を備える。炉体５０は、蓋５０１と本体部５０２とを有する。The sublimation furnace shown in Figure 3 comprises a furnace body 50 and a heating means 51 arranged around the furnace body 50. The furnace body 50 has a lid 501 and a main body 502.

炉体５０の蓋５０１の内側５０１Ａには、設置部５１０が備えられる。設置部５１０には、ＳｉＣ改質シード１１０Ａが固定される。より具体的には、ＳｉＣ改質シード１１０Ａは、台座４ごと設置部５１０に固定される。台座４ごと設置部５１０に固定される場合、台座４は、取付手段４１を介して、設置部５１０に取り付けられることが好ましい。取付手段４１を介して取り付けが行われる場合、設置部５１０は、取付手段４１により、安定して台座４を固定することのできる構成を有することができる。An installation section 510 is provided on the inside 501A of the lid 501 of the furnace body 50. The SiC modified seed 110A is fixed to the installation section 510. More specifically, the SiC modified seed 110A is fixed to the installation section 510 together with the pedestal 4. When the pedestal 4 is fixed to the installation section 510 together with the pedestal 4, it is preferable that the pedestal 4 is attached to the installation section 510 via an attachment means 41. When attachment is performed via the attachment means 41, the installation section 510 can have a configuration that allows the pedestal 4 to be stably fixed by the attachment means 41.

昇華法に用いる単結晶用原料Ｍ２は、蓋５０１と対向する位置である本体部５０２に収容される。収容される単結晶用原料Ｍ２は、ＳｉＣの粉末を使用することができる。単結晶用原料Ｍ２は、炉体５０の周囲に配置された加熱手段により加熱されることで、昇華する。単結晶用原料Ｍ２を加熱する温度は、公知のＳｉＣの昇華法の温度とすることができる。温度は任意に選択できるが、例えば、２２５０ ～２６００℃が例として挙げられ、より好ましくは２３００～２５５０℃であり、さらに好ましくは２３５０～２５００である。ただしこれらの例のみに限定されない。その他の環境は、必要に応じて任意に選択することができる。単結晶用原料Ｍ２が昇華すると、ＳｉＣ改質シード１１０Ａ上にＳｉＣ単結晶として成長し、ＳｉＣ単結晶インゴットを形成する。このインゴットのマイクロパイプの密度は、従来の種結晶を用いた場合と比較して、低減されている。The single crystal raw material M2 used in the sublimation method is stored in the main body 502, which is located opposite the lid 501. The single crystal raw material M2 stored therein can be SiC powder. The single crystal raw material M2 is heated by a heating means arranged around the furnace body 50, and is sublimated. The temperature at which the single crystal raw material M2 is heated can be a temperature used in the known SiC sublimation method. The temperature can be selected arbitrarily, but examples include 2250 to 2600°C, more preferably 2300 to 2550°C, and even more preferably 2350 to 2500°C. However, it is not limited to these examples. Other environments can be selected arbitrarily as needed. When the single crystal raw material M2 sublimes, it grows as a SiC single crystal on the SiC modified seed 110A to form a SiC single crystal ingot. The density of the micropipes of this ingot is reduced compared to when a conventional seed crystal is used.

ＳｉＣ単結晶インゴットの成長後、ＳｉＣ単結晶インゴットは、炉体５０の蓋５０１から台座を取り外し、回収することができる。After the SiC single crystal ingot has grown, the SiC single crystal ingot can be recovered by removing the base from the lid 501 of the furnace body 50.

（ＳｉＣウェハ製造）
本実施形態に係るＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法によって製造されたＳｉＣ単結晶インゴットを、適度な厚さに切断することで、ＳｉＣウェハを製造することができる。 (SiC wafer manufacturing)
The SiC single crystal ingot produced by the method for producing a SiC single crystal ingot according to this embodiment can be cut to an appropriate thickness to produce SiC wafers.

本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ単結晶インゴットを製造することができる。本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法で製造されるＳｉＣ単結晶インゴットから切り出された、直径１００ｍｍ以上のＳｉＣウェハのマイクロパイプ密度は、実質的にゼロである。ここでいう、マイクロパイプ密度が実質的にゼロであるとは、マイクロパイプの平均密度が０個/ｃｍ２以上０．１個/ｃｍ２個以下のことである（０を含む）。
（マイクロパイプの評価方法）
マイクロパイプは、直径数μｍから数十μｍ程度、場合によっては直径１００μｍ以上程度の、中空パイプ形状の欠陥である。マイクロパイプの評価は以下のようにして行うことができる。以下の方法は、ＳｉＣ改質シードのマイクロパイプの評価にも使用してよい。
まず、単結晶の表面を研磨したのち、Ｘ線トポグラフ像を撮影することによりマイクロパイプを検出することができる。Ｘ線源の出力と単結晶の厚みに応じ、透過像と反射像を使い分けることが好ましい。一般に透過像を得る時間は反射像を得る時間よりも短い。このため、単結晶の厚みが大きく透過できるＸ線量が小さい場合に反射像を用いる。トポグラフ像に写っているマイクロパイプの数をカウントして、トポグラフ像の面積で割ることで、マイクロパイプの密度を得ることができる。 The method for producing a SiC single crystal ingot according to the present embodiment can produce a SiC single crystal ingot with a reduced micropipe density. The micropipe density of a SiC wafer having a diameter of 100 mm or more cut from a SiC single crystal ingot produced by the method for producing a SiC single crystal ingot according to the present embodiment is substantially zero. Here, the micropipe density being substantially zero means that the average density of micropipes is 0 micropipes/ cm2 or more and 0.1 micropipes/ cm2 or less (including 0).
(Method of evaluating micropipes)
A micropipe is a defect having a hollow pipe shape with a diameter of several μm to several tens of μm, and in some cases, a diameter of 100 μm or more. The evaluation of the micropipe can be performed as follows. The following method may also be used to evaluate the micropipe of the SiC modified seed.
First, the surface of the single crystal is polished, and then an X-ray topographic image is taken to detect micropipes. It is preferable to use a transmission image and a reflection image depending on the output of the X-ray source and the thickness of the single crystal. In general, the time required to obtain a transmission image is shorter than the time required to obtain a reflection image. For this reason, a reflection image is used when the thickness of the single crystal is large and the amount of X-ray that can penetrate is small. The density of the micropipes can be obtained by counting the number of micropipes in the topographic image and dividing the number by the area of the topographic image.

（第２実施形態）
本実施形態に係るＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、第１工程において、Ｓｉ原料１１１をＳｉＣ種結晶１１０の両面に付着する点が、第１実施形態に係るＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法と異なる。第１実施形態と同一の構成に対しては、第１実施形態と同一の構成を付し、説明を省略する。第１実施形態における例や条件は、特に問題のない限り、本実施形態で好ましく使用することができる。 Second Embodiment
The method for producing a SiC single crystal ingot according to this embodiment differs from the method for producing a SiC single crystal ingot according to the first embodiment in that in the first step, Si raw material 111 is attached to both sides of SiC seed crystal 110. The same configurations as those in the first embodiment are given the same configurations as those in the first embodiment, and descriptions thereof are omitted. The examples and conditions in the first embodiment can be preferably used in this embodiment unless there are particular problems.

第２実施形態に係るＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法において、第１工程では、ＳｉＣ種結晶１１０の両面にＳｉ原料１１１を付着し、ＳｉＣ改質シードの形成を行う。ＳｉＣ改質シードは、第１実施形態と同様の条件を用いて形成するができる。ＳｉＣ種結晶１１０は、例えば、両面にＳｉ原料１１１が付着した状態で台座４に載置され、設置部１１Ａに設置される。その結果、主部４０側に配置したＳｉ原料１１１と、空間に露出する側のＳｉ原料１１１が、ＳｉＣ種結晶１１０を間に挟んで配置される。図４は、第２実施形態にかかるＳｉ原料およびＳｉＣ種結晶の配置の仕方の一例を示す模式断面図である。In the method for producing a SiC single crystal ingot according to the second embodiment, in the first step, Si raw material 111 is attached to both sides of the SiC seed crystal 110 to form a SiC modified seed. The SiC modified seed can be formed using the same conditions as in the first embodiment. The SiC seed crystal 110 is placed on the base 4 with the Si raw material 111 attached to both sides, and is installed in the installation section 11A. As a result, the Si raw material 111 arranged on the main section 40 side and the Si raw material 111 on the side exposed to the space are arranged with the SiC seed crystal 110 sandwiched between them. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of how to arrange the Si raw material and the SiC seed crystal according to the second embodiment.

本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、第１工程を行った後、Ｓｉ残渣除去工程を行う。Ｓｉ残渣除去工程は、第１工程によりＳｉＣ改質シードを形成した後、ＳｉＣ改質シードの少なくとも一面の表面に残るＳｉ残渣を除去する工程である。言い換えると、Ｓｉ残渣除去工程は、第１工程後に、少なくとも空間側に露出するＳｉ原料１１１を取り除く工程である。Ｓｉ残渣除去工程は任意に選択される方法で、ＳｉＣ改質シード表面のＳｉ残渣を除去することができる。例えば、Ｓｉ残渣部分を研磨することによりＳｉ残渣を除去することができる。また、Ｓｉ残渣を酸化し、フッ酸を塗布することでＳｉＯ２を除去してもよい。
Ｓｉ残渣除去工程は、ＳｉＣ改質シードが台座４に固定された状態で行ってもよいし、台座４から外した状態で行ってもよい。また必要に応じて、主部４０側に配置されていたＳｉ原料１１１も取り除いても良い。 In the method for producing a SiC single crystal ingot according to the present embodiment, after the first step, a Si residue removal step is performed. The Si residue removal step is a step of removing the Si residue remaining on at least one surface of the SiC modified seed after the SiC modified seed is formed by the first step. In other words, the Si residue removal step is a step of removing at least the Si raw material 111 exposed to the space side after the first step. The Si residue removal step can remove the Si residue on the surface of the SiC modified seed by any method selected. For example, the Si residue can be removed by polishing the Si residue portion. In addition, the Si residue may be oxidized and hydrofluoric acid may be applied to remove SiO 2 .
The Si residue removal step may be performed with the SiC modified seed fixed to the pedestal 4, or may be performed with the SiC modified seed removed from the pedestal 4. If necessary, the Si raw material 111 arranged on the main part 40 side may also be removed.

Ｓｉ残渣除去工程を行った後、第１実施形態と同様の条件でＳｉＣ単結晶インゴットを製造することができる。After performing the Si residue removal process, a SiC single crystal ingot can be produced under conditions similar to those of the first embodiment.

Ｓｉ残渣の除去をＳｉＣ改質シードの片面にしか行わない場合、Ｓｉ残渣を除去した面上に昇華法によりＳｉＣ単結晶インゴットを成長する。除去をＳｉＣ改質シードの両面に行った場合は、必要に応じて選択する面に成長を行う。また、第１実施形態の図１に示す方法で第１工程を行った場合、過剰なＳｉがＳｉＣ種結晶１１０の表面に付着することがある。そのような場合、Ｓｉ残差除去工程を行うことが好ましい。 If the Si residue is removed from only one side of the SiC modified seed, a SiC single crystal ingot is grown by sublimation on the side from which the Si residue has been removed. If the removal is performed on both sides of the SiC modified seed, growth is performed on the side selected as necessary. Also, when the first step is performed using the method shown in Figure 1 of the first embodiment, excess Si may adhere to the surface of the SiC seed crystal 110. In such cases, it is preferable to perform a Si residue removal step.

本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ単結晶インゴットを製造することができる。本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法で製造されるＳｉＣ単結晶インゴットから切り出された、直径１００ｍｍ以上のＳｉＣウェハのマイクロパイプ密度は、実質的に０個／ｃｍ２である。また本実施形態では、ＳｉＣ種結晶１１０の両面にＳｉ原料１１１を付着させ、ＳｉＣ改質シードを形成する。このため、効率よく改質が行われ、第１工程にかかる時間を低減し、スループットを向上することができる。 The method for producing a SiC single crystal ingot according to this embodiment can produce a SiC single crystal ingot with a reduced micropipe density. The micropipe density of a SiC wafer with a diameter of 100 mm or more cut from a SiC single crystal ingot produced by the method for producing a SiC single crystal ingot according to this embodiment is substantially 0 micropipes/ cm2 . In this embodiment, the Si raw material 111 is attached to both sides of the SiC seed crystal 110 to form a SiC modified seed. Therefore, the modification is performed efficiently, the time required for the first step is reduced, and the throughput can be improved.

（第３実施形態）
本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、第１工程において、ＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１を、直接坩堝１の蓋１１の設置部１１Ａに設置する点が、第１実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法と異なる。すなわち、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、ＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１を載置する台座４を使用しない。第１実施形態と同一の構成に対しては、第１実施形態と同一の符号を付し、説明を省略する。第１実施形態における例や条件は、特に問題のない限り、本実施形態で好ましく使用することができる。 Third Embodiment
The method for producing a SiC single crystal ingot according to this embodiment differs from the method for producing a SiC single crystal ingot according to the first embodiment in that in the first step, the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 are directly placed on the placement portion 11A of the lid 11 of the crucible 1. That is, the method for producing a SiC single crystal ingot according to this embodiment does not use the pedestal 4 on which the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 are placed. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. The examples and conditions in the first embodiment can be preferably used in this embodiment unless there is a particular problem.

本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、坩堝１の蓋１１の設置部１１Ａに、まずＳｉ原料１１１を付着し、次に、Ｓｉ原料１１１上にＳｉＣ種結晶１１０を設置する。ＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１の付着および設置には、必要に応じて選択される材料、例えば、接着剤等を用いることができる。なお接着剤等は、必ずしも使用する必要はない。例えば、坩堝１の蓋１１の設置部１１Ａが坩堝の底部に設けられる場合、単にその上にＳｉ原料１１１上とＳｉＣ種結晶１１０を順に設置してもよい。In the method for producing a SiC single crystal ingot according to this embodiment, first, the Si raw material 111 is attached to the mounting portion 11A of the lid 11 of the crucible 1, and then the SiC seed crystal 110 is placed on the Si raw material 111. A material selected as necessary, such as an adhesive, can be used to attach and mount the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111. Note that it is not necessary to use an adhesive. For example, when the mounting portion 11A of the lid 11 of the crucible 1 is provided at the bottom of the crucible, the Si raw material 111 and the SiC seed crystal 110 may simply be placed on top of it in that order.

ＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１が付着した坩堝１を加熱し、ＳｉＣ改質シードを形成する。ＳｉＣ改質シードは、第１実施形態と同様の条件で形成することができる。形成したＳｉＣ改質シードに対し、第２工程を行うことにより、ＳｉＣ単結晶インゴットを製造する。The crucible 1 to which the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 are attached is heated to form a SiC modified seed. The SiC modified seed can be formed under the same conditions as in the first embodiment. A SiC single crystal ingot is manufactured by performing the second process on the formed SiC modified seed.

第１工程で形成したＳｉＣ改質シードは、坩堝１の蓋１１に設置された状態で第２工程を行う炉体へ、蓋１１ごと移動することもできる。また、第１工程を行った坩堝１に、ＳｉＣ単結晶成長用原料を配置し、加熱することで、ＳｉＣ単結晶インゴットを成長してもよい。すなわち第１工程と第２工程で同じ坩堝を用いても良い。The SiC modified seed formed in the first step can be moved together with the lid 11 to the furnace body where the second step is performed while still attached to the lid 11 of the crucible 1. Also, a SiC single crystal growth raw material can be placed in the crucible 1 used in the first step and heated to grow a SiC single crystal ingot. In other words, the same crucible can be used in the first and second steps.

本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法は、マイクロパイプ密度の低減されたＳｉＣ単結晶インゴットを製造することができる。本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法で製造されるＳｉＣ単結晶インゴットから切り出された、直径１００ｍｍ以上のＳｉＣウェハのマイクロパイプ密度は、実質的に０個／ｃｍ２である。また本実施形態では台座を使用しないので、台座４にＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１を設置する必要がない。このため、台座４を用意する必要はなく、また台座４にＳｉＣ種結晶１１０およびＳｉ原料１１１を載置する工程を有さずに、ＳｉＣ単結晶インゴットの製造をすることができる。 The method for producing a SiC single crystal ingot according to the present embodiment can produce a SiC single crystal ingot with a reduced micropipe density. The micropipe density of a SiC wafer with a diameter of 100 mm or more cut from a SiC single crystal ingot produced by the method for producing a SiC single crystal ingot according to the present embodiment is substantially 0 micropipes/ cm2 . In addition, since a pedestal is not used in the present embodiment, it is not necessary to place the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 on the pedestal 4. Therefore, it is not necessary to prepare the pedestal 4, and the SiC single crystal ingot can be produced without the step of placing the SiC seed crystal 110 and the Si raw material 111 on the pedestal 4.

以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらによって限定されるものではない。
まず処理温度及び処理雰囲気の条件を変えて、ＳｉＣ改質シードを製造する実験を行った。表１は、下記の実施例１～４を行った際の、各処理温度と、各処理温度でのマイクロパイプの低減率を示す表である。ここでいう、マイクロパイプの低減率とは、処理前のＳｉＣ種結晶のマイクロパイプの密度と比較して、処理後のＳｉＣ改質シードのマイクロパイプの密度が、どの程度低減されたかを示す割合を意味する。すなわち、１００×｛（処理前のマイクロパイプの密度）―（処理後のマイクロパイプの密度）｝／（処理前のマイクロパイプの密度）で表される。 The present invention will be described in more detail below by showing examples, but the present invention is not limited to these.
First, an experiment was carried out to manufacture a SiC modified seed by changing the conditions of the treatment temperature and the treatment atmosphere. Table 1 shows each treatment temperature and the reduction rate of the micropipes at each treatment temperature when the following Examples 1 to 4 were carried out. The reduction rate of the micropipes here means a ratio indicating the degree to which the density of the micropipes of the SiC modified seed after treatment is reduced compared to the density of the micropipes of the SiC seed crystal before treatment. In other words, it is expressed as 100 x {(density of the micropipes before treatment) - (density of the micropipes after treatment)} / (density of the micropipes before treatment).

「実施例１」
実施例１にかかるＳｉＣ改質シードは、本発明の第１工程を１日かけて行い、形成した。このとき、処理温度を１３５０℃から２４００℃の間で変化させた。本実施例では、Ａｒ雰囲気中で、Ｓｉ原料として平板形状のＳｉ単結晶を用いて、ＳｉＣ種結晶を改質した。第１工程の加熱は、ＳｉＣ種結晶を黒鉛製の皿に載置し、ＳｉＣ種結晶上に、Ｓｉ単結晶を載せた状態で行った。なお使用した平板形状のＳｉ単結晶の大きさは、直径１００ｍｍであり、ＳｉＣ種結晶の大きさは、直径１００ｍｍである。 "Example 1"
The SiC modified seed according to Example 1 was formed by carrying out the first step of the present invention over one day. At this time, the processing temperature was changed between 1350°C and 2400°C. In this example, the SiC seed crystal was modified in an Ar atmosphere using a flat Si single crystal as the Si raw material. The heating in the first step was carried out in a state in which the SiC seed crystal was placed on a graphite dish and the Si single crystal was placed on the SiC seed crystal. The size of the flat Si single crystal used was 100 mm in diameter, and the size of the SiC seed crystal was 100 mm in diameter.

「実施例２」
実施例２にかかるＳｉＣ改質シードは、ＡｒおよびＣ雰囲気中で、すなわちＡｒとＣを含む雰囲気で、Ｓｉ原料として平板形状のＳｉ単結晶を用いて、ＳｉＣ種結晶を改質し形成した。Ｃ雰囲気として、すなわちＣを含むガスとして、メタンガスを使用した。前記雰囲気中のメタンガスの比率は、すなわち（ＣＨ４）／（Ａｒ＋ＣＨ４）のモル比は、０．２とした。ＳｉＣ改質シードの製造時の雰囲気にＣが含まれること以外の条件は、実施例１と同一の条件を用いた。 "Example 2"
The SiC modified seed according to Example 2 was formed by modifying a SiC seed crystal using a flat Si single crystal as a Si raw material in an Ar and C atmosphere, i.e., an atmosphere containing Ar and C. Methane gas was used as the C atmosphere, i.e., as a gas containing C. The ratio of methane gas in the atmosphere, i.e., the molar ratio of ( CH4 )/(Ar+ CH4 ), was 0.2. The conditions used were the same as those in Example 1, except that the atmosphere during the production of the SiC modified seed contained C.

「実施例３」
実施例３にかかるＳｉＣ改質シードは、Ａｒ雰囲気中で、Ｓｉ原料として平板形状のＳｉ多結晶を用いて、ＳｉＣ種結晶を改質し形成した。Ｓｉ原料としてＳｉ多結晶を用いたこと以外の条件は、実施例１と同一の条件を用いた。 "Example 3"
The SiC modified seed according to Example 3 was formed by modifying a SiC seed crystal using a flat-plate-shaped Si polycrystal as a Si raw material in an Ar atmosphere. The conditions were the same as those in Example 1, except that the Si polycrystal was used as the Si raw material.

「実施例４」
実施例４にかかるＳｉＣ改質シードは、ＡｒおよびＣ雰囲気中で、Ｓｉ原料として平板形状のＳｉ多結晶を用いて、ＳｉＣ種結晶を改質し形成した。ＳｉＣ改質シードの製造時の雰囲気にＣが含まれること以外の条件は、実施例３と同一の条件を用いた。Ｃ雰囲気は実施例２と同一の条件とした。 "Example 4"
The SiC modified seed according to Example 4 was formed by modifying a SiC seed crystal using a flat-plate-shaped Si polycrystal as a Si raw material in an Ar and C atmosphere. The conditions for manufacturing the SiC modified seed were the same as those in Example 3, except that the atmosphere contained C. The C atmosphere was the same as that in Example 2.

Figure 0007476890000001
Figure 0007476890000001

実施例１～４の結果より、第１工程を行うことで、ＳｉＣ種結晶のマイクロパイプを低減できることを確認することができた。実施例１および実施例２の結果より、Ｓｉ原料としてＳｉ単結晶を用いた場合は、Ｃを含む雰囲気中で第１工程を行った方が効果的にマイクロパイプを低減することができることが示された。これは、成長雰囲気にＣが含まれることで、Ｓｉ原料の融解を促進することができるためであることが確認されている。実施例１～４の結果から、第１工程は１３５０℃～２４００℃の領域のうち、２３００℃に近い温度で加熱を行った場合に、より効果的にマイクロパイプを低減することができることが示された。なお、Ｓｉ原料がＳｉ単結晶の場合は、１３５０℃の加熱温度では、マイクロパイプの低減は確認されておらず、Ｓｉ原料がＳｉ多結晶の場合は、１３５０℃の加熱温度でもマイクロパイプが低減された。
本実施例では、平板形状のＳｉ単結晶およびＳｉ多結晶を用いた。なお、粒状のＳｉ単結晶およびＳｉ多結晶を用いた場合でも、平板形状のものと同様の効果が得られること、すなわちマイクロパイプを低減する効果が得られることが、別途確認された。また、本実施例では黒鉛製の皿にＳｉＣ種結晶とＳｉ原料とを載置して第１工程を行った。しかしながら、加熱により融解したＳｉ原料がこぼれない構成であればいずれの構成でもよい。例えば、皿以外の容器、例えば坩堝などを用いても良い。 From the results of Examples 1 to 4, it was confirmed that the micropipes of the SiC seed crystal can be reduced by performing the first step. From the results of Examples 1 and 2, it was shown that when a Si single crystal is used as the Si raw material, the micropipes can be reduced more effectively by performing the first step in an atmosphere containing C. It has been confirmed that this is because the inclusion of C in the growth atmosphere can promote the melting of the Si raw material. From the results of Examples 1 to 4, it was shown that the micropipes can be reduced more effectively when the first step is performed at a temperature close to 2300°C in the range of 1350°C to 2400°C. In addition, when the Si raw material is a Si single crystal, the reduction of the micropipes was not confirmed at a heating temperature of 1350°C, and when the Si raw material is a Si polycrystal, the micropipes were reduced even at a heating temperature of 1350°C.
In this embodiment, flat-plate shaped Si single crystals and Si polycrystals were used. It was separately confirmed that even when granular Si single crystals and Si polycrystals were used, the same effect as that of flat-plate shaped Si single crystals and Si polycrystals was obtained, that is, the effect of reducing micropipes was obtained. In this embodiment, the first step was performed by placing the SiC seed crystal and the Si raw material on a graphite dish. However, any configuration may be used as long as the Si raw material melted by heating does not spill. For example, a container other than a dish, such as a crucible, may be used.

次に、処理時間及び処理雰囲気条件を変える実験を行った。表２は、下記の実施例５及び６を行った際の、処理時間と各処理時間でのマイクロパイプの低減率を示す表である。ここでいう、処理時間とは、２０００℃で加熱した時間のことをいう。Next, an experiment was conducted in which the treatment time and treatment atmosphere conditions were changed. Table 2 shows the treatment time and the reduction rate of micropipes at each treatment time when Examples 5 and 6 below were carried out. The treatment time here refers to the time heated at 2000°C.

「実施例５」
実施例５にかかるＳｉＣ改質シードは、Ａｒ雰囲気中で、Ｓｉ原料として平板形状のＳｉ単結晶を用いて、ＳｉＣ種結晶を改質し形成した。加熱温度は、２０００℃とし、処理時間を１時間から１週間の間で変化させた。加熱は、ＳｉＣ種結晶を黒鉛製の皿に載置し、ＳｉＣ種結晶にＳｉ単結晶を載せた状態で行った。 "Example 5"
The SiC modified seed according to Example 5 was formed by modifying a SiC seed crystal using a flat Si single crystal as a Si raw material in an Ar atmosphere. The heating temperature was 2000°C, and the treatment time was changed between 1 hour and 1 week. The heating was performed by placing the SiC seed crystal on a graphite plate and placing the Si single crystal on the SiC seed crystal.

「実施例６」
実施例６にかかるＳｉＣ改質シードは、ＡｒおよびＣ雰囲気中で、Ｓｉ原料として平板形状のＳｉ単結晶を用い、ＳｉＣ種結晶を改質し形成した。ＳｉＣ改質シードの製造時の雰囲気にＣが含まれること以外の条件は、実施例５と同一の条件を用いた。Ｃ雰囲気は実施例２と同一の条件とした。 "Example 6"
The SiC modified seed according to Example 6 was formed by modifying a SiC seed crystal using a flat Si single crystal as a Si raw material in an Ar and C atmosphere. The conditions for manufacturing the SiC modified seed were the same as those in Example 5, except that the atmosphere contained C. The C atmosphere was the same as that in Example 2.

Figure 0007476890000002
Figure 0007476890000002

実施例５，６の結果から、表に示された時間の範囲では、加熱時間が長い程、マイクロパイプが低減される傾向があることがわかった。また、雰囲気中にカーボンが含まれていた場合の方が、効果的にマイクロパイプ密度を低減することができることがわかる。本実施例では、平板形状のＳｉ単結晶を用いた。なお粒状のＳｉ単結晶やＳｉ多結晶を用いた場合でも、同様の効果を得られることが別途確認された。
また実施例１～６で得られたような、マイクロパイプ密度が低減されたＳｉＣ改質シードを用いて、ＳｉＣ単結晶インゴットを製造し、その結果、従来の種結晶を用いた場合よりも、マイクロパイプ密度が低減されたウエハを供するＳｉＣ単結晶インゴットが得られることが、別途確認された。 From the results of Examples 5 and 6, it was found that, within the time range shown in the table, the longer the heating time, the more likely the micropipes are to be reduced. It was also found that the micropipe density can be reduced more effectively when carbon is contained in the atmosphere. In this example, a flat-plate-shaped Si single crystal was used. It was also confirmed separately that the same effect can be obtained when granular Si single crystal or Si polycrystal is used.
It was also confirmed that a SiC single crystal ingot was produced using a SiC modified seed having a reduced micropipe density as obtained in Examples 1 to 6, and as a result, a SiC single crystal ingot was obtained that provided a wafer having a reduced micropipe density compared to the case where a conventional seed crystal was used.

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、本明細書の実施の形態では、第１工程においてＳｉＣ種結晶およびＳｉ原料を、坩堝の蓋に、台座を介す等して、付着させる構成を例に記載した。しかしながら、本発明は、当該構成に限定されない。ＳｉＣ種結晶およびＳｉ原料が接して配置されていれば、両者が直接または間接的に坩堝の蓋に付着された構成であってもよく、あるいは、両者が直接または間接的に坩堝の蓋に付着されない構成であっても良い。例えば、前記ＳｉＣ種結晶に付着する前記Ｓｉ原料が、装置の蓋に、直接又は間接的に取り付けられて、前記第１工程が行われ、前記第１工程の終了後、前記装置から前記蓋が外され、前記蓋が第２工程を行う別の装置に取り付けられても良い。あるいは、ＳｉＣ種結晶およびＳｉ原料が互いに接するように、所定の装置に直接又は間接的に取り付けられ、加熱されてＳｉＣ改質シードを形成し、このシードを、前記装置と同じあるいは別の装置にて、インゴット製造に用いても良い。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims.
For example, in the embodiment of the present specification, a configuration in which the SiC seed crystal and the Si raw material are attached to the lid of the crucible through a pedestal or the like in the first step is described as an example. However, the present invention is not limited to this configuration. As long as the SiC seed crystal and the Si raw material are arranged in contact with each other, the configuration may be such that both are directly or indirectly attached to the lid of the crucible, or the configuration may be such that both are not directly or indirectly attached to the lid of the crucible. For example, the Si raw material attached to the SiC seed crystal may be directly or indirectly attached to the lid of an apparatus, and the first step may be performed, and after the first step is completed, the lid may be removed from the apparatus, and the lid may be attached to another apparatus that performs the second step. Alternatively, the SiC seed crystal and the Si raw material may be directly or indirectly attached to a specified apparatus so as to be in contact with each other, and heated to form a SiC modified seed, and this seed may be used for ingot production in the same apparatus as the apparatus or in another apparatus.

本発明は、マイクロパイプの低減されたＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法を提供することができる。 The present invention can provide a method for producing a SiC single crystal ingot with reduced micropipes.

１ 坩堝
１１ 蓋部
１１Ａ 設置部
１２ 本体部
１００ ＳｉＣ改質シード形成装置
１１０ ＳｉＣ種結晶
１１０Ａ ＳｉＣ改質シード
１１１ Ｓｉ原料
２ ヒータ
４ 台座
４０ 主部
４０Ａ 載置面
４０Ｂ 設置面
４１ 取付手段
４２ 側部
５ 昇華炉
５０ 炉体
５１ 加熱手段
５０１ 蓋
５０１Ａ 蓋の内側
５０２ 本体部
５１０ 設置部
Ｍ２ 単結晶用原料
Ｒ 炉体内空間 1 Crucible 11 Lid 11A Installation section 12 Body 100 SiC modified seed forming device 110 SiC seed crystal 110A SiC modified seed 111 Si raw material 2 Heater 4 Pedestal 40 Main section 40A Mounting surface 40B Installation surface 41 Mounting means 42 Side section 5 Sublimation furnace 50 Furnace body 51 Heating means 501 Lid 501A Inside of lid 502 Body 510 Installation section M2 Single crystal raw material R Furnace body space

Claims (14)

Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶を用意し、前記ＳｉＣ種結晶を加熱することで、前記ＳｉＣ種結晶をＳｉＣ改質シードに改質する第１工程と、
前記ＳｉＣ改質シード上に、昇華法によりＳｉＣ単結晶を成長させる第２工程と、を有し、
前記Ｓｉ原料は、平板形状のＳｉ単結晶及び粒状のＳｉ単結晶の両方又は一方であり、
前記第１工程では、前記ＳｉＣ種結晶及び前記Ｓｉ原料を１４００℃以上２４００℃以下の温度で加熱する、ＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。 A first step of preparing a SiC seed crystal having a Si raw material attached thereto and modifying the SiC seed crystal into a SiC modified seed by heating the SiC seed crystal;
A second step of growing a SiC single crystal on the SiC modified seed by sublimation ,
The Si raw material is either or both of a flat-plate-shaped Si single crystal and a granular Si single crystal,
In the first step, the SiC seed crystal and the Si raw material are heated at a temperature of 1400° C. or more and 2400° C. or less . Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶を用意し、前記ＳｉＣ種結晶を加熱することで、前記ＳｉＣ種結晶をＳｉＣ改質シードに改質する第１工程と、
前記ＳｉＣ改質シード上に、昇華法によりＳｉＣ単結晶を成長させる第２工程と、を有し、
前記Ｓｉ原料は、平板形状のＳｉ多結晶及び粒状のＳｉ多結晶の両方又は一方であり、
前記第１工程では、前記ＳｉＣ種結晶及び前記Ｓｉ原料を１３５０℃以上２４００℃以下の温度で加熱する、ＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。 A first step of preparing a SiC seed crystal having a Si raw material attached thereto and modifying the SiC seed crystal into a SiC modified seed by heating the SiC seed crystal;
A second step of growing a SiC single crystal on the SiC modified seed by sublimation ,
The Si raw material is either or both of flat-plate-shaped Si polycrystals and granular Si polycrystals,
In the first step, the SiC seed crystal and the Si raw material are heated at a temperature of 1350° C. or more and 2400° C. or less . Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶を用意し、前記ＳｉＣ種結晶を加熱することで、前記ＳｉＣ種結晶をＳｉＣ改質シードに改質する第１工程と、
前記ＳｉＣ改質シード上に、昇華法によりＳｉＣ単結晶を成長させる第２工程と、を有し、
前記第２工程においてＳｉＣ単結晶インゴットが得られ、
前記ＳｉＣ単結晶インゴットから形成される、ＳｉＣウェハのマイクロパイプの平均密度が０個/ｃｍ ２ 以上０．１個/ｃｍ ２ 個以下である、ＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。 A first step of preparing a SiC seed crystal having a Si raw material attached thereto and modifying the SiC seed crystal into a SiC modified seed by heating the SiC seed crystal;
A second step of growing a SiC single crystal on the SiC modified seed by sublimation ,
In the second step, a SiC single crystal ingot is obtained,
a SiC wafer formed from the SiC single crystal ingot, the SiC wafer having an average density of micropipes of 0 or more/cm2 and 0.1 or less / cm2 . 前記ＳｉＣ単結晶は４Ｈ－ＳｉＣであり、前記Ｓｉ原料と接触する前記ＳｉＣ種結晶の面がカーボン面である、請求項１～３のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。 The method for producing a SiC single crystal ingot according to any one of claims 1 to 3 , wherein the SiC single crystal is 4H-SiC, and a surface of the SiC seed crystal in contact with the Si raw material is a carbon surface. 前記第１工程と前記第２工程が、同じ坩堝を用いて行われ、
前記Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶の前記Ｓｉ原料を、前記第２工程を行う坩堝の上部に貼り付けて、前記第１工程を行い、
前記第１工程後に前記第２工程を行う、請求項１～３のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。 The first step and the second step are carried out using the same crucible;
The Si raw material of the SiC seed crystal to which the Si raw material is attached is attached to an upper portion of a crucible in which the second step is performed, and the first step is performed;
The method for producing a SiC single crystal ingot according to claim 1 , wherein the second step is carried out after the first step. 前記第１工程と、前記第２工程との間に、前記坩堝内に、前記第２工程で用いる原料を配置する準備工程を有する、請求項５に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。 6. The method for producing a SiC single crystal ingot according to claim 5 , further comprising a preparation step between the first step and the second step of placing a raw material to be used in the second step in the crucible . 前記第１工程と前記第２工程が、互いに別の装置を用いて行われ、
前記Ｓｉ原料が付着されたＳｉＣ種結晶の前記Ｓｉ原料が取付手段を有する台座に固定された状態で、前記第１工程が行われ、
前記第１工程を終了後、前記第１工程が行われる装置から前記台座ごと前記ＳｉＣ改質シードを取り外し、前記取付手段を用いて前記台座ごと前記ＳｉＣ改質シードを前記第２工程が行われる装置に取り付ける工程を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。 The first step and the second step are carried out using separate devices,
The first step is performed in a state where the Si source material of the SiC seed crystal to which the Si source material is attached is fixed to a pedestal having an attachment means,
4. The method for producing a SiC single crystal ingot according to claim 1 , further comprising the steps of: after completion of the first step, removing the SiC modified seed together with the pedestal from an apparatus in which the first step is performed; and attaching the SiC modified seed together with the pedestal to an apparatus in which the second step is performed using the attachment means. 前記第１工程と前記第２工程が、互いに異なる装置を用いて行われ、
前記ＳｉＣ種結晶の前記Ｓｉ原料が、装置の蓋に取り付けられて、前記第１工程が行われ、
前記第１工程の終了後、前記装置から前記蓋が外され、第２工程を行う別の装置に取り付けられて、前記第２工程が行われる、請求項１～３のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。 The first step and the second step are carried out using different devices,
The Si source material of the SiC seed crystal is attached to a lid of an apparatus, and the first step is performed;
The method for producing a SiC single crystal ingot according to any one of claims 1 to 3 , wherein after completion of the first step, the lid is removed from the apparatus and the apparatus is attached to another apparatus for performing a second step, and the second step is performed. 前記ＳｉＣ単結晶は４Ｈ－ＳｉＣであり、前記Ｓｉ原料と接触する前記ＳｉＣ種結晶の面がシリコン面である、請求項５～８のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。 The method for producing a SiC single crystal ingot according to any one of claims 5 to 8 , wherein the SiC single crystal is 4H-SiC, and a surface of the SiC seed crystal in contact with the Si raw material is a silicon surface. 前記第１工程と、前記第２工程との間に、Ｓｉ残渣除去工程をさらに有し、
前記Ｓｉ残渣除去工程は、前記ＳｉＣ改質シード表面から前記Ｓｉ原料または過剰なＳｉを除去する工程である、請求項１～９のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。 The method further includes a Si residue removing step between the first step and the second step,
The method for producing a SiC single crystal ingot according to any one of claims 1 to 9, wherein the Si residue removal step is a step of removing the Si raw material or excess Si from the SiC modified seed surface. 前記第１工程において、前記ＳｉＣ種結晶または前記Ｓｉ原料に、さらにＣ原料を付着させる、請求項１～１０のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。 The method for producing a SiC single crystal ingot according to any one of claims 1 to 10, wherein in the first step, a C raw material is further attached to the SiC seed crystal or the Si raw material. 前記第１工程において、改質が行われる雰囲気中にＣ元素を含むガスを含ませる、請求項１～１０のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。 The method for producing a SiC single crystal ingot according to any one of claims 1 to 10, wherein in the first step, the atmosphere in which the modification is performed contains a gas containing the element C. 前記第１工程は、加圧環境下で加熱を行う、請求項１～１２のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。 The method for producing a SiC single crystal ingot according to any one of claims 1 to 12, wherein the first step is performed in a pressurized environment. 前記第２工程においてＳｉＣ単結晶インゴットが得られ、
前記ＳｉＣ単結晶インゴットから形成される、ＳｉＣウェハのマイクロパイプの平均密度が０個/ｃｍ２以上０．１個/ｃｍ２個以下である、
請求項１又は２に記載のＳｉＣ単結晶インゴットの製造方法。 In the second step, a SiC single crystal ingot is obtained,
The average density of micropipes in the SiC wafer formed from the SiC single crystal ingot is 0 pieces/ cm2 or more and 0.1 pieces/ cm2 or less.
The method for producing a SiC single crystal ingot according to claim 1 or 2 .
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