(57)【要約】【課題】結晶成長時において原子配列面の湾曲を低減できるＳｉＣ単結晶の貼合方法を提供することを目的とする。【解決手段】このＳｉＣ単結晶の貼合方法は、ＳｉＣ単結晶の原子配列面の湾曲量及び湾曲方向を少なくとも平面視中央を通る第１の方向と前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って測定する測定工程と、前記ＳｉＣ単結晶の原子配列面と逆方向に湾曲する湾曲面を有する台座を準備する準備工程と、前記原子配列面の湾曲方向と前記湾曲面の湾曲方向とが異なるように前記ＳｉＣ単結晶と前記台座とを対向させて、貼りつける貼付工程と、を備える。【選択図】図１
2020026374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣ単結晶の原子配列面の湾曲量及び湾曲方向を少なくとも平面視中央を通る第１の方向と前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って測定する測定工程と、
前記ＳｉＣ単結晶の原子配列面と逆方向に湾曲する湾曲面を有する台座を準備する準備工程と、
前記原子配列面の湾曲方向と前記湾曲面の湾曲方向とが異なるように前記ＳｉＣ単結晶と前記台座とを対向させて、貼りつける貼付工程と、を備えるＳｉＣ単結晶の貼合方法。
【請求項２】
前記原子配列面の湾曲量の絶対値と、前記台座の前記湾曲面の湾曲量の絶対値と、の差が、貼付面のいずれの箇所においても１０μｍ以下である、請求項１に記載のＳｉＣ単結晶の貼合方法。
【請求項３】
前記原子配列面の曲率半径が２８ｍ以上である、請求項１又は２に記載のＳｉＣ単結晶の貼合方法。
【請求項４】
前記ＳｉＣ単結晶の直径が１５０ｍｍ以上の場合に、前記原子配列面の湾曲量の最大値が１００μｍ以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶の貼合方法。
【請求項５】
前記貼付工程を行う際の前記ＳｉＣ単結晶の厚みが５ｍｍ以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶の貼合方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶の貼合方法において、前記台座に貼り付けられた前記ＳｉＣ単結晶を種結晶として結晶成長を行う、ＳｉＣインゴットの製造方法。
【請求項７】
前記台座と前記ＳｉＣ単結晶との結晶成長温度における熱膨張係数の差が、０．３×１０−６／℃以下である、請求項６に記載のＳｉＣインゴットの製造方法。
【請求項８】
貼りつけるＳｉＣ単結晶の原子配列面の湾曲方向と反対方向に湾曲する湾曲面を備える、ＳｉＣ単結晶成長用台座。
【請求項９】
貼りつけるＳｉＣ単結晶の原子配列面の湾曲量の絶対値と、前記湾曲面の湾曲量の絶対値と、の差が、貼付面のいずれの箇所においても１０μｍ以下である、請求項８に記載のＳｉＣ単結晶成長用台座。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ単結晶の貼合方法、ＳｉＣインゴットの製造方法及びＳｉＣ単結晶成長用台座に関する。
【背景技術】
【０００２】
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倍大きい。また、炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べて熱伝導率が３倍程度高い等の特性を有する。炭化珪素（ＳｉＣ）は、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。
【０００３】
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：ＣＶＤ）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。
【０００４】
そのため、割れ等の破損が無く、欠陥の少ない、高品質なＳｉＣウェハが求められている。なお、本明細書において、ＳｉＣエピタキシャルウェハはエピタキシャル膜を形成後のウェハを意味し、ＳｉＣウェハはエピタキシャル膜を形成前のウェハを意味する。
【０００５】
例えば、特許文献１及び特許文献２には、種結晶として使用されるＳｉＣ単結晶の外形の反り及びうねりが、クラックや欠陥の起因になっていることが記載されている。特許文献１には、ＳｉＣ単結晶と台座の線膨張係数を所定の範囲にすることで、ウェハの反りが低減されることが記載されている。また特許文献２には、種結晶保持部の熱膨張係数を坩堝のその他の部分より小さくすることで、ＳｉＣ単結晶が成長中に受ける応力を小さくできることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５３９８４９２号公報
【特許文献２】特開２００９−１０２１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＳｉＣウェハのキラー欠陥の一つとして、基底面転位（ＢＰＤ）がある。ＳｉＣウェハのＢＰＤの一部はＳｉＣエピタキシャルウェハにも引き継がれ、デバイスの順方向に電流を流した際の順方向特性の低下の要因となる。ＢＰＤは、基底面において生じるすべりが発生の原因の一つであると考えられている欠陥である。
【０００８】
特許文献１及び２に記載のように、種結晶として使用されるＳｉＣ単結晶の外形の結晶成長時における反りを制御しても、ＢＰＤは十分抑制することができない。そのため、ＢＰＤの低減が求められている。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、結晶成長時において原子配列面の湾曲を低減できるＳｉＣ単結晶の貼合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、鋭意検討の結果、ＳｉＣ単結晶の原子配列面（格子面）の湾曲量と、基底面転位（ＢＰＤ）密度との間に、相関関係があることを見出した。そこで、ＳｉＣ単結晶を設置する台座の貼付面を所定の形状に加工することで、結晶成長時の原子配列面を平坦化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。
【００１１】
（１）第１の態様にかかるＳｉＣ単結晶の貼合方法は、ＳｉＣ単結晶の原子配列面の湾曲量及び湾曲方向を少なくとも平面視中央を通る第１の方向と前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って測定する測定工程と、前記ＳｉＣ単結晶の原子配列面と逆方向に湾曲する湾曲面を有する台座を準備する準備工程と、前記原子配列面の湾曲方向と前記湾曲面の湾曲方向とが異なるように前記ＳｉＣ単結晶と前記台座とを対向させて、貼りつける貼付工程と、を備える。
【００１２】
（２）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶の貼合方法において、前記原子配列面の湾曲量の絶対値と、前記台座の前記湾曲面の湾曲量の絶対値と、の差が、貼付面のいずれの箇所においても１０μｍ以下であってもよい。
【００１３】
（３）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶の貼合方法において、前記原子配列面の曲率半径が２８ｍ以上であってもよい。
【００１４】
（４）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶の貼合方法において、前記ＳｉＣ単結晶の直径が１５０ｍｍ以上である場合に、前記原子配列面の湾曲量の最大値が１００μｍ以下であってもよい。
【００１５】
（５）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶の貼合方法において、前記貼付工程を行う際の前記ＳｉＣ単結晶の厚みが５ｍｍ以下であってもよい。
【００１６】
（６）第２の態様にかかるＳｉＣインゴットの製造方法は、上記態様にかかるＳｉＣ単結晶の貼合方法において、前記台座に貼り付けられた前記ＳｉＣ単結晶を種結晶として結晶成長を行う。
【００１７】
（７）上記態様にかかるＳｉＣインゴットの製造方法において、前記台座と前記ＳｉＣ単結晶との結晶成長温度における熱膨張係数の差が、０．３×１０−６／℃以下であってもよい。
【００１８】
（８）第３の態様にかかるＳｉＣ単結晶成長用台座は、貼りつけるＳｉＣ単結晶の原子配列面の湾曲方向と反対方向に湾曲する湾曲面を備える。
【００１９】
（９）上記態様にかかるＳｉＣ単結晶成長用台座は、貼りつけるＳｉＣ単結晶の原子配列面の湾曲量の絶対値と、前記湾曲面の湾曲量の絶対値と、の差が、貼付面のいずれの箇所においても１０μｍ以下であってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
上記態様にかかるＳｉＣ単結晶の貼合方法を用いると、結晶成長時の原子配列面を平坦化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ＳｉＣ単結晶を平面視中心を通る第１の方向に延在する直線に沿って切断した切断面の模式図である。
【図２】ＳｉＣ単結晶の原子配列面の一例を模式的に示した図である。
【図３】ＳｉＣ単結晶の原子配列面の別の例を模式的に示した図である。
【図４】原子配列面の形状の測定方法を具体的に説明するための図である。
【図５】原子配列面の形状の測定方法を具体的に説明するための図である。
【図６】原子配列面の形状の測定方法を具体的に説明するための図である。
【図７】原子配列面の形状の測定方法を具体的に説明するための図である。
【図８】複数のＸＲＤの測定点から原子配列面の曲率半径を求めた例を示す。
【図９】原子配列面の形状の測定方法の別の例を具体的に説明するための図である。
【図１０】原子配列面の形状の測定方法の別の例を具体的に説明するための図である。
【図１１】ＳｉＣ単結晶と台座の関係を示す図である。
【図１２】ＳｉＣ単結晶を台座に貼りつけた後の状態を模式的に示した図である。
【図１３】昇華法に用いられる製造装置の一例の模式図である。
【図１４】ＳｉＣ単結晶の原子配列面の曲率半径と、ＢＰＤ密度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本実施形態について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、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。
【００２３】
「ＳｉＣ単結晶の貼合方法」
本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の貼合方法は、測定工程と、準備工程と、貼付工程とを有する。測定工程では、ＳｉＣ単結晶の原子配列面の形状を、少なくとも平面視中央を通る第１の方向と、第１の方向と直交する第２の方向とに沿って測定する。また準備工程では、ＳｉＣ単結晶の原子配列面と逆方向に湾曲する湾曲面を有する台座を準備する。さらに貼付工程では、原子配列面の湾曲方向と台座の湾曲面の湾曲方向とが異なるようにＳｉＣ単結晶と台座とを対向させて、貼りつける。以下、各工程について具体的に説明する。
【００２４】
＜測定工程＞
図１は、ＳｉＣ単結晶１を平面視中心を通る第１の方向に延在する直線に沿って切断した切断面の模式図である。第１の方向は、任意の方向を設定できる。図１では、第１の方向を［１−１００］としている。図１において上側は［０００−１］方向、すなわち＜０００１＞方向に垂直に切断をした時にカーボン面（Ｃ面、（０００−１）面）が現れる方向である。以下、第１の方向を［１−１００］とした場合を例に説明する。
【００２５】
ここで結晶方位及び面は、ミラー指数として以下の括弧を用いて表記される。（）と｛｝は面を表す時に用いられる。（）は特定の面を表現する際に用いられ、｛｝は結晶の対称性による等価な面の総称（集合面）を表現する際に用いられる。一方で、＜＞と［］は方向を表す特に用いられる。［］は特定の方向を表現する際に用いられ、＜＞は結晶の対称性による等価な方向を表現する際に用いられる。
【００２６】
図１に示すように、ＳｉＣ単結晶１は、複数の原子Ａが整列してなる単結晶である。そのため図１に示すように、ＳｉＣ単結晶の切断面をミクロに見ると、複数の原子Ａが配列した原子配列面２が形成されている。切断面における原子配列面２は、切断面に沿って配列する原子Ａを繋いで得られる切断方向と略平行な方向に延在する線として表記される。
【００２７】
原子配列面２の形状は、ＳｉＣ単結晶１の最表面の形状によらず、切断面の方向によって異なる場合がある。図２及び図３は、原子配列面２の形状を模式的に示した図である。図２に示す原子配列面２は、中心に向かって凹形状である。そのため、図２に示す原子配列面２は、［１−１００］方向と、［１−１００］方向に直交する［１１−２０］方向とで湾曲方向が一致する。これに対し図３に示す原子配列面２は、所定の切断面では凹形状、異なる切断面では凸形状のポテトチップス型（鞍型）の形状である。そのため、図３に示す原子配列面２は、［１−１００］方向と、［１−１００］方向に直交する［１１−２０］方向と、で湾曲方向が異なる。
【００２８】
つまり、原子配列面２の形状を正確に把握するためには、少なくとも平面視中央を通り互いに直交する２方向（第１の方向及び第２の方向）に沿って、ＳｉＣ単結晶の原子配列面２の形状を測定する必要がある。またＳｉＣ単結晶１の結晶構造は六方晶であり、中心に対して対称な六方向に沿って原子配列面２の形状を測定することが好ましい。中心に対して対称な六方向に沿って原子配列面２の形状を計測すれば、原子配列面２の形状をより精密に求めることができる。
【００２９】
原子配列面２の形状はＸ線回折（ＸＲＤ）により測定できる。測定する面は測定する方向に応じて決定される。測定方向を［ｈｋｉｌ］とすると、測定面は（ｍｈ  ｍｋ  ｍｉ  ｎ）の関係を満たす必要がある。ここで、ｍは０以上の整数であり、ｎは自然数である。例えば、［１１−２０］方向に測定する場合は、ｍ＝０、ｎ＝４として（０００４）面、ｍ＝２、ｎ＝１６として（２２−４１６）面等が選択される。一方で、［１１−２０］方向に測定する場合は、ｍ＝０、ｎ＝４として（０００４）面、ｍ＝３、ｎ＝１６として（３−３０１６）面等が選択される。すなわち測定面は、測定方向によって異なる面であってもよく、測定される原子配列面２は必ずしも同じ面とはならなくてもよい。上記関係を満たすことで、結晶成長時に及ぼす影響の少ないａ面又はｍ面方向の格子湾曲をｃ面方向の格子湾曲と誤認することを防ぐことができる。また測定はＣ面、Ｓｉ面のいずれの面を選択してもよいが、坩堝の設置面に貼りつける貼付面（第１面）に対して行うことが好ましい。
【００３０】
Ｘ線回折データは、所定の方向に沿って中心、端部、中心と端部との中点の５点において取得する。原子配列面２が湾曲している場合、Ｘ線の反射方向が変わるため、中心とそれ以外の部分とで出力されるＸ線回折像のピークのω角の位置が変動する。この回折ピークの位置変動から原子配列面２の湾曲方向を求めることができる。また回折ピークの位置変動から原子配列面２の曲率半径も求めることができ、原子配列面２の湾曲量も求めることができる。そして、原子配列面２の湾曲方向及び湾曲量から原子配列面２の形状を求めることができる。
【００３１】
（原子配列面の形状の測定方法（方法１）の具体的な説明）
ＳｉＣ単結晶をスライスした試料（以下、ウェハ２０と言う）の外周端部分のＸＲＤの測定値から原子配列面の湾曲方向及び湾曲量を測定する方法について具体的に説明する。一例としてウェハ２０を用いて測定方法を説明するが、スライスする前のインゴット状のＳｉＣ単結晶においても同様の方法を用いて測定できる。
【００３２】
図４に平面視中心を通り原子配列面の測定の方向、例えば［１−１００］方向に沿って切断した切断面を模式的に示す。ウェハ２０の半径をｒとすると、断面の横方向の長さは２ｒとなる。また図４にウェハ２０における原子配列面２２の形状も図示している。図４に示すように、ウェハ２０自体の形状は平坦であるが、原子配列面２２は湾曲している場合がある。図４に示す原子配列面２２は左右対称であり、凹型に湾曲している。この対称性は、ＳｉＣ単結晶（インゴット）の製造条件が通常中心に対して対称性があることに起因する。なお、この対称性とは、完全対称である必要はなく、製造条件の揺らぎ等に起因したブレを容認する近似としての対称性を意味する。
【００３３】
次いで、図５に示すように、ＸＲＤをウェハ２０の外周端部に対して行い、測定した２点間のＸ線回折ピーク角度の差Δθを求める。このΔθが測定した２点の原子配列面２２の傾きの差になっている。Ｘ線回折測定に用いる回折面は、上述のように切断面にあわせて適切な面を選択する。
【００３４】
次に、図６に示すように、得られたΔθから湾曲した原子配列面２２の曲率半径を求める。図６には、ウェハ２０の原子配列面２２の曲面が円の一部であると仮定して、測定した２箇所の原子配列面に接する円Ｃを示している。図６から幾何学的に、接点を両端とする円弧を含む扇型の中心角φは、測定したＸ線回折ピーク角度の差Δθと等しくなる。原子配列面２２の曲率半径は、当該円弧の半径Ｒに対応する。円弧の半径Ｒは以下の関係式で求められる。
【００３５】
【数１】
2020026374.tif 000003
【００３６】
そして、この円弧の半径Ｒとウェハ２０の半径ｒとから、原子配列面２２の湾曲量ｄが求められる。図７に示すように、原子配列面２２の湾曲量ｄは、円弧の半径から、円弧の中心からウェハ２０に下した垂線の距離を引いたものに対応する。円弧の中心からウェハ２０に下した垂線の距離は、三平方の定理から算出され、以下の式が成り立つ。なお、本明細書では曲率半径が正（凹面）の場合の湾曲量ｄを正の値とし、負（凸面）の場合の湾曲量ｄを負の値と定義する。
【００３７】
【数２】
2020026374.tif 000004
【００３８】
上述のように、ＸＲＤのウェハ２０の外周端部の測定値だけからＲを測定することもできる。一方で、この方法を用いると、測定箇所に局所的な歪等が存在した場合において、形状を見誤る可能性もある。その為、複数箇所でＸ線回折ピーク角度の測定を行って、単位長さ辺りの曲率を以下の式から換算する。
【００３９】
【数３】
2020026374.tif 000005
【００４０】
図８に、複数のＸＲＤの測定点から原子配列面の曲率半径を求めた例を示す。図８の横軸はウェハ中心からの相対位置であり、縦軸はウェハ中心回折ピーク角に対する各測定点の相対的な回折ピーク角度を示す。図８は、ウェハの［１−１００］方向を測定し、測定面を（３−３０１６）とした例である。測定箇所は５カ所で行った。５点はほぼ直線に並んでおり、この傾きから、ｄθ／ｄｒ＝８．６９×１０−４ｄｅｇ／ｍｍが求められる。この結果を上式に適用することで曲率半径Ｒ＝６６ｍの凹面であることが計算できる。そして、このＲとウェハの半径ｒ（７５ｍｍ）から、原子配列面の湾曲量ｄが４２．６μｍと求まる。
【００４１】
ここまで原子配列面の形状が凹面である例で説明したが、凸面の場合も同様に求められる。凸面の場合は、Ｒはマイナスとして算出される。
【００４２】
（原子配列面の形状の別の測定方法（方法２）の説明）
原子配列面の形状は、別の方法で求めてもよい。図９に平面視中心を通り原子配列面の測定の方向、例えば［１−１００］方向に沿って切断した切断面を模式的に示す。図９では、原子配列面２２の形状が凹状に湾曲している場合を例に説明する。
【００４３】
図９に示すように、ウェハ２０の中心とウェハ２０の中心から距離ｘだけ離れた場所の２箇所で、Ｘ線回折の回折ピークを測定する。インゴットの製造条件の対称性からウェハ２０の形状は、近似として左右対称とすることができ、原子配列面２２はウェハ２０の中央部で平坦になると仮定できる。そのため、図１０に示すように測定した２点における原子配列面２２の傾きの差をΔθとすると、原子配列面２２の相対的な位置ｙは以下の式で表記できる。
【００４４】
【数４】
2020026374.tif 000006
【００４５】
中心からの距離ｘの位置を変えて複数箇所の測定をすることで、それぞれの点でウェハ中心と測定点とにおける原子配列面２２の相対的な原子位置を求めることができる。
この方法は、それぞれの測定箇所で原子配列面における原子の相対位置が求められる。そのため、局所的な原子配列面の湾曲量を求めることができる。また、ウェハ２０全体における原子配列面２２の相対的な原子位置をグラフとして示すことができ、原子配列面２２のならびを感覚的に把握するために有益である。
【００４６】
ここでは、測定対象をウェハ２０の場合を例に説明した。測定対象がＳｉＣインゴットやＳｉＣインゴットから切断された切断体の場合も、同様に原子配列面の湾曲量を求めることができる。
【００４７】
上述の手順で、少なくとも平面視中央を通り互いに直交する２方向（第１の方向及び第２の方向）に沿って、ＳｉＣ単結晶の原子配列面２の湾曲量を測定する。それぞれの方向の湾曲量及び湾曲方向を求めることで、図２及び図３に示すような原子配列面２の概略形状を求めることができる。
【００４８】
＜準備工程＞
準備工程では、ＳｉＣ単結晶を貼り付ける台座を準備する。図１１は、ＳｉＣ単結晶１と台座３の関係を示す図である。図１１に示すように、台座３は、ＳｉＣ単結晶１の原子配列面２の湾曲方向と逆方向に湾曲する湾曲面３Ａを有する。後述する貼付工程で、ＳｉＣ単結晶１を台座３に貼り付けることで、原子配列面２の湾曲を解消し、原子配列面２を平坦化することができる。
【００４９】
貼付工程をおこなった後のＳｉＣ単結晶の原子面配列の湾曲量は０であることが望ましい。その為、原子配列面２の湾曲量の絶対値と、台座３の湾曲面３Ａの湾曲量の絶対値と、の差は、貼付面のいずれの箇所においても１０μｍ以下であることが好ましく、０であることが最も好ましい。台座３と原子配列面２との湾曲量の絶対値差が小さければ、貼り付け後の原子配列面２をより平坦化できる。また原子配列面２の湾曲量の絶対値と、台座３の湾曲面３Ａの湾曲量の絶対値と、の差が０でない場合、変形による応力をＳｉＣ単結晶に加えすぎないように、台座３の湾曲面３Ａの湾曲量は原子配列面２の湾曲量の絶対値よりも小さいことが好ましい。ＳｉＣ単結晶を歪ませすぎて、ＳｉＣ単結晶が割れるリスクを低減させることができる。
【００５０】
台座３の湾曲面３Ａは、ＳｉＣ単結晶１の原子配列面２の形状を測定してから加工してもよいし、予め事前に湾曲方向及び湾曲量の異なる複数の台座３を準備しておき、それらの中から貼付後に原子配列面２を最も平坦化できるものを選択してもよい。
【００５１】
また台座３の熱膨張係数は、ＳｉＣ単結晶１の熱膨張係数と近いことが好ましい。具体的には、熱膨張係数差が、０．３×１０−６／℃以下であることが好ましい。なお、ここで示す熱膨張係数とは、ＳｉＣ単結晶１を種結晶として結晶成長する温度領域における熱膨張係数を意味し、２０００℃近傍の温度を意味する。例えば、黒鉛の熱膨張係数は、加工条件、含有材料等により、４．３×１０−６／℃〜７．１×１０−６／℃の範囲で選択できる。台座３とＳｉＣ単結晶１の熱膨張率差が近いことで、結晶成長時の熱膨張率差によってＳｉＣ単結晶１が反り、原子配列面２が湾曲することを防ぐことができる。
【００５２】
＜貼付工程＞
貼付工程では、原子配列面２の湾曲方向と台座３の湾曲面３Ａの湾曲方向とが異なるようにＳｉＣ単結晶１と台座３とを対向させて、貼りつける。図１２は、ＳｉＣ単結晶１を台座３に貼りつけた後の状態を模式的に示した図である。
【００５３】
図１１及び図１２に示すように、原子配列面２の湾曲方向と台座３の湾曲面３Ａの湾曲方向とが反対方向になるようにしてＳｉＣ単結晶１を台座３に貼りつけると、ＳｉＣ単結晶１の原子配列面２が貼付前と比較して平坦化する。
【００５４】
貼付工程を行う際のＳｉＣ単結晶１の厚みは５ｍｍ以下であることが好ましい。ＳｉＣ単結晶１０の厚みが厚いと、貼付時にたわみが生じにくい。そのため、台座に対して密着させて貼り付け難くなり、貼付工程後のＳｉＣ単結晶の原子配列面（格子面）を平坦に配置し辛くなる。
【００５５】
また貼付工程において、台座３の湾曲面３Ａに対してＳｉＣ単結晶１を押し付ける荷重は、原子配列面２の台座３の湾曲面３Ａに対する相対的な距離に応じて変えることが好ましい。例えば、ＳｉＣ単結晶１の原子配列面２が台座３に向って凸に湾曲し、外周に向かうほど原子配列面２と台座３の湾曲面３Ａとの距離が離れる場合は、ＳｉＣ単結晶１の外周側の荷重を内側より強くすることが好ましい。またＳｉＣ単結晶１の原子配列面２が台座３に向って凹に湾曲し、内側に向かうほど原子配列面２と台座３の湾曲面３Ａとの距離が離れる場合は、ＳｉＣ単結晶１の内側の荷重を外周側より強くすることが好ましい。
【００５６】
また貼付工程は、例えば、接着剤を用いて行う。接着剤は、熱硬化性樹脂等を用いることができる。
【００５７】
また貼付工程後に、ＳｉＣ単結晶１の周囲を減圧する減圧工程をさらに行ってもよい。接着面に気泡等が噛みこんだ場合でも減圧環境にすることで脱泡できる。その結果、塗布時の接着剤の厚みムラをより抑制できる。
【００５８】
また貼付工程に至るＳｉＣ単結晶１の原子配列面２の曲率半径は２８ｍ以上であることが好ましい。曲率半径が大きいほど、原子配列面２は平坦になる。また、ＳｉＣ単結晶の直径が１５０ｍｍ以上の場合に、原子配列面の湾曲量の最大値は１００μｍ以下であることが好ましい。原子配列面２の湾曲量が大きいと、原子配列面２を平坦化させるために、ＳｉＣ単結晶１を原子配列面２の湾曲方向と反対方向に大きく歪ませる必要がある。ＳｉＣ単結晶１の歪量を所定の範囲内にしておくことで、ＳｉＣ単結晶１にクラックが生じることや、ＳｉＣ単結晶１内に応力が蓄積することを抑制できる。
【００５９】
上述のように、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の貼合方法によれば、原子配列面２の湾曲を小さくすることができる。
【００６０】
「ＳｉＣインゴットの製造方法」
本実施形態にかかるＳｉＣインゴットの製造方法は、上述のＳｉＣ単結晶の貼合方法において、台座３に貼り付けられたＳｉＣ単結晶１を種結晶として結晶成長を行う。ＳｉＣインゴットは、例えば昇華法を用いて製造できる。昇華法は、原料を加熱することによって生じた原料ガスを単結晶（種結晶）上で再結晶化し、大きな単結晶（インゴット）を得る方法である。
【００６１】
図１３は、昇華法に用いられる製造装置の一例の模式図である。製造装置２００は、坩堝１００とコイル１０１とを有する。坩堝１００とコイル１０１との間には、コイル１０１の誘導加熱により発熱する発熱体（図視略）を有してもよい。
【００６２】
坩堝１００は、原料Ｇと対向する位置に設けられた台座３を有する。台座３には、ＳｉＣ単結晶１が上記の貼合方法に従って貼り付けられている。また坩堝１００の内部には、台座３から原料Ｇに向けて拡径するテーパーガイド１０２が設けられている。
【００６３】
コイル１０１に交流電流を印加すると、坩堝１００が加熱され、原料Ｇから原料ガスが生じる。発生した原料ガスは、テーパーガイド１０２に沿って台座３に設置されたＳｉＣ単結晶１に供給される。ＳｉＣ単結晶１に原料ガスが供給されることで、ＳｉＣ単結晶１の主面にＳｉＣインゴットＩが結晶成長する。ＳｉＣ単結晶１の結晶成長面は、カーボン面、又は、カーボン面から１０°以下のオフ角を設けた面とすることが好ましい。
【００６４】
ＳｉＣインゴットＩは、ＳｉＣ単結晶１の結晶情報の多くを引き継ぐ。ＳｉＣ単結晶１０の原子配列面２は平坦化されているため、ＳｉＣインゴットＩ内にＢＰＤが発生することを抑制できる。
【００６５】
図１４は、ＳｉＣ単結晶の原子配列面の曲率半径と、ＢＰＤ密度の関係を示すグラフである。図１４に示すように、原子配列面２の曲率半径とＳｉＣインゴットＩ内のＢＰＤ密度とは対応関係を有する。原子配列面２の曲率半径が大きい（原子配列面２の湾曲量が小さい）ほど、ＢＰＤ密度は少なくなる傾向にある。内部に応力が残留した結晶は、結晶面のすべりを誘起させ、ＢＰＤの発生と共に原子配列面２を湾曲させると考えられる。あるいは、逆に、湾曲量が大きい原子配列面２が、ひずみを有し、ＢＰＤの原因となることも考えられる。いずれの場合においても、原子配列面の曲率半径が大きい（すなわち、原子配列面の湾曲量が小さい）ほど、ＢＰＤ密度が小さくなる。
【００６６】
上述のように、本実施形態にかかるＳｉＣインゴットの製造方法は、種結晶として用いられるＳｉＣ単結晶１の原子配列面２が平坦化されているため、ＳｉＣインゴットＩ内にＢＰＤが生じることが抑制されている。そのため、ＢＰＤ密度の少ない良質なＳｉＣインゴットＩが得られる。
【００６７】
最後に得られたＳｉＣインゴットＩをスライスしてＳｉＣウェハを作製する。切断する方向は、＜０００１＞に垂直または０〜１０°のオフ角をつけた方向に切断し、Ｃ面に平行、またはＣ面から０〜１０°オフ角をつけた面をもつウェハを作製する。ウェハの表面加工は、（０００１）面側すなわちＳｉ面側に鏡面加工を施してもよい。Ｓｉ面は、通常エピタキシャル成長を行う面である。ＳｉＣインゴットＩはＢＰＤが少ないため、ＢＰＤの少ないＳｉＣウェハを得ることができる。キラー欠陥であるＢＰＤが少ないＳｉＣウェハを用いることで、高品質なＳｉＣエピタキシャルウェハを得ることができ、ＳｉＣデバイスの歩留りを高めることができる。
【００６８】
また坩堝１００を加熱し原料Ｇを昇華させる際に、周方向の異方性が生じないように、坩堝１００を回転させることが好ましい。回転速度は、０．１ｒｐｍ以上とすることが好ましい。また成長時の成長面における温度変化は少なくすることが好ましい。
【００６９】
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。
【符号の説明】
【００７０】
１  ＳｉＣ単結晶
２，２２  原子配列面
２０  ウェハ
３  台座
３Ａ  湾曲面
１００  坩堝
１０１  コイル
１０２  テーパーガイド
２００  製造装置
Ａ  原子
Ｉ  ＳｉＣインゴット
Ｇ  原料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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