JPH01108200A - ＳｉＣインゴツトの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明ｔｆｓｉｃ（シリコンカーバイド）インゴットの
製造方法に関する。

（ロ）従来の技術 ＳｉＣ単結晶は物理的、化学的に安定であり、しかも高
温、放射線に耐える素材であるため、耐＠境性牛辱体材
料としての応用が期待されている。

なかでも、６Ｈ型のＳｉＣ単結晶は、室温で約３゜Ｏｅ
Ｖの禁制帯幅をもち、青色発光ダイオード用素材として
用いられている。

この上うなＳｉＣ単結晶のインゴットを成長させる場合
には、主に昇華去が採用されている。また、この昇蒙去
によってｐ形のＳｉＣ単結晶を成長させる方法としては
、予め不純物としてのＡＬ。

（１）５ミニクム）がドープされたＳｉＣ＊材料を１〜
１０　Ｔｏｒｒの低圧下で加熱昇華させＳｉＣ単ｆ９　
　発明が解決しようとする問題煮熱るに、上記方法では
、例えば不純物としてＡｔが１０１９／ｄ　以上ドープ
されたＳ　ｉ　Ｃ原材料のみを用いて成＊を行なった場
合、成長したＳｉＣインゴットは多結晶化してしまう。

このため、Ａｔが１０１７ｊ以上ドープされたＳｉＣ単
結晶を製造することは困錐であった。

祈る原因は明傭ではないが、原材料としてＡｔが１ｏｆ
７ｊ以上ドープされたＳｉＣを用いる場合、成長初期の
ＳｉＣ種結晶表面に発生する複数の成ると共に、Ａｔｐ
子の供給量が多すぎるため上記成長棟を中心に成員する
島状の結晶間にＡＬのみが存在する境界領域が発生する
ためであると考えられる。一方、Ａｔのドープ量が１０
声木満のＳｉＣを原材料として用いる場合、上記した多
結晶化は生じない。尚、このような現象は不純物として
Ｂ％Ｇ畠等を用いた場合でも同様である。

に）問題点を解決するための手段 本発明は祈る点に麺みてなされたものであり、その博成
的特徴は、１０５４未満の不純物がドー成長させること
にある。

（ホ）作　用 折る方決によれば、１０１９／ｄ　以上の不純物がドー
プされたＳｉＣはＳｉＣ単結晶表面の活性エネルギによ
り規則正しく上記表面に配列される。

（へ）実施例 第１図は本発明の一実施例を説明するための断面図であ
り、（１）は内径が５３の高純度グラフアイ′ト製のル
ツボ、　（２）Ｉ／ｉ該ルツボ上に配されたガス集中手
段、（３）ＩＩｉ該手攻に５Ｐ投された連通孔であり、
該連通孔の内径はルツボ（１）側から上方に向って徐々
に小さくなっている。１４）にガス集中手段ｉＺＪ　上
忙配された蓋体、（５）は基板保持部であり、該保持部
は上記連□通孔（３）と対向する蓋体１４）内面に形成
されている。（６）は例えばアチソン法により形成され
九ＳｉＣ種結晶であり、核種結晶は保持部（５）表面に
固看されている。イア）はＡｔが１０１麺　以上ドープ
されたＳｉＣからなる第１原材料であり、該原材料はル
ツボ（１）内部の側壁より０．５口部間して厨るルツボ
（１）内に収納されている。（８）はＡＡのドープ量が
１ｏ　１９Ａ　未満のＳｉＣからなる第２原材料であり
、該原材料は上記ルツボ１１）の側壁と％１原材料１７
）との間に充填されると共に第１原材料１７）上にも堆
積されている。尚、祈る第１原材料（７）上の第２原材
料（８）の堆積厚みは１５倒程度である。

祈る状急において、種結晶温度２２０Ｐ守〜２４００℃
、原材料温度２３００〜２５００℃、種結晶と糸材料と
の間の温度勾配５〜２０℃／α、反応系内のガス圧１〜
１０　Ｔｏｒｒという条件下で原材料をＪＡ−華させる
。尚、上記種結晶等の加熱はルツポイ１）周囲に巻回さ
れた高周波加熱コイル（図示せず）で行なう。

祈る条件下で原材料を昇華させる場合、第１原材Ｐ）１
７＞がｑＰＪ２原材料（８）により被覆され、かつ第２
原材料（８）の方が加熱源である１Ｍ熱コイルに近いた
め、まず、第２原材料（８）のみが昇華し、第２図に示
す即く種結晶＋６）表面にＡｔドープ濃度が１０１７−
未満の第１ＳｉＣ単結晶１９）が成長する。その１後、
上記第２ｆＡ材料（８）の！＋第により第１原材料（７
）表面が蕗出すると、第１Ｍ材料（７）も井第し始める
ため、上記第１ＳｉＣ＄結晶（９）表面にＡｔドープ濃
度がｔｏｌ論　未満のＳｉＣ単結晶（低濃度結晶）とＡ
ａｌｌ口の収兼時、最初は第２原材料（８）の昇華量が
大きいため、低濃度結晶の比率が高い混晶αＧが成長す
るが、ｔｙ、長中に第２原材料（８）の昇華量が試夕し
ていくのに対し、第１原材料１７１の昇傘量は徐々に大
きくなり、ついには第２原材料（８）が全て昇華しつく
シ、第１原材料（７１のみが昇華することとなるので、
混晶ｔ１０１は第１ＳｉＣ単結晶（９）より成長方向（
第２図中、下方向）に向って余々に高濃度結晶の比率が
高くなる。更に区長を続けると、￥Ｊ１原材ｆｊｆ１７
１のみが昇華することとなるので、混晶１１０１表面に
Ａｔドープ１１度が１０１−以上の第２５ｉＣ単結晶α
１）が成長することとなる。従って、所る第２ＳｉＣ準
結晶ｌ１１）の成長を長時間続けることによりＡＡが１
０１９／１以上ドープされたＳｉＣインゴットを製造で
きる。　　　− このようにＡ４ドープ濃度が１０１９／１未病の第１Ｓ
鉦Ｃ単結晶（９）上にＡｔドープ濃度が１０１９／１以
上のＳｉＣ結晶を区長させた場合、所るＳｉＣ結晶が多
結晶化しない理由は、明確ではないが、上記５ｉＣＦｉ
晶が成長される第１ＳｉＣ単結晶（９）表面が活性であ
るため、祈る活性エネルギにより１０’７ｊ　以上のＡ
ＬがドープされたＳｉＣが規則正しく配列されるためで
あると推察される。

尚、本実施例では、ルツボ（１）中において第２ｙＡ材
料１８）を第１原材料（７）の周囲を仮積する如く配し
たが、単に第１原材料＋７）をルツボ（１）底部に配し
、その上に′Ｐ；２原材料（８）を配しても本実施例と
同様にｈｔ？−プ濃度が１０１ぞ以上のＳｉＣ単結晶を
成長させることができる。また、本人地側では不純物と
してＡｔを用い友が、不純物としてＢ。

Ｇ＊、Ｓｃ等を用いても同様な結果が得られる。

（ト）発明の効果 本発明によれば、不純物が１０１９／ｄ　以上ドープさ
れたＳｉＣインゴットを多紹晶化を招くことなく製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための断面図、％
２図は零犬迩例に２けるＳｉＣ結晶の成長ｍ程を説明す
るためのＦｆｒ面図である。 ｔ６）−Ｓ　ｉ　Ｃ種結晶、イア）・・・第１原材料（
１０′９／ｃｄ払との不純物がドープされたＳｉＣ＊材
料）、１８１・・・協２原材料＜　１ｏ＋７＃氷壜の不
純物がドープされたＳｉＣ原材料）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１０＾１＾９／ｃｍ＾３未満の不純物がドープさ
   れたＳｉＣ原材料を昇華させることによりＳｉＣ種結晶
   上にＳｉＣ単結晶を成長させた後、続けて１０＾１＾９
   ｃｍ＾３以上の不純物がドープされたＳｉＣ原材料を昇
   華させ上記ＳｉＣ単結晶表面にさらにＳｉＣ単結晶を成
   長させることを特徴とするＳｉＣインゴットの製造方法
   。