(57)【要約】【課題】炭化珪素単結晶基板の結晶品質の面内分布を低減し、かつ炭化珪素単結晶成長中に炭化珪素単結晶に発生する応力を低減可能な炭化珪素単結晶基板の製造装置および製造方法を提供する。【解決手段】炭化珪素単結晶基板１００ａの製造装置１１は、原料収容部８と、種基板保持部１とを備える。種基板保持部１は、原料収容部８に対向する位置に配置されている。種基板保持部１は、互いに対向する第１の主面２ａおよび第２の主面２ｂを有する板部２と、板部２の第１の主面２ａに接する本体部４と、板部２を本体部４に固定する接続部３とを含む。板部２の厚みＴ１は本体部４の厚みＴ２より小さい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料収容部と、
前記原料収容部に対向する位置に配置された種基板保持部とを備え、
前記種基板保持部は、互いに対向する第１の主面および第２の主面を有する板部と、前記板部の前記第１の主面に接する本体部と、前記板部を前記本体部に固定する接続部とを含み、
前記板部の厚みは前記本体部の厚みより小さい、炭化珪素単結晶基板の製造装置。
【請求項２】
前記本体部は、前記板部の前記第１の主面に接しかつ炭素を含む緩衝材を含む、請求項１に記載の炭化珪素単結晶基板の製造装置。
【請求項３】
前記接続部は接着剤を含む、請求項１または２に記載の炭化珪素単結晶基板の製造装置。
【請求項４】
前記接続部はネジを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭化珪素単結晶基板の製造装置。
【請求項５】
前記板部を構成する材料の１０００℃における熱膨張係数は、炭化珪素の１０００℃における熱膨張係数の０．８倍以上１．２倍以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の炭化珪素単結晶基板の製造装置。
【請求項６】
互いに対向する第１の主面および第２の主面を有する板部と、前記板部の前記第１の主面に接する本体部と、前記板部を前記本体部に固定する接続部とを含む種基板保持部を準備する工程と、
種基板を前記板部の前記第２の主面に固定する工程と、
前記種基板の表面に炭化珪素単結晶を成長させる工程とを備え、
前記板部の厚みは前記本体部の厚みより小さい、炭化珪素単結晶基板の製造方法。
【請求項７】
前記板部の厚みをｔ（ｍｍ）とし、前記種基板の直径をｄ（ｍｍ）としたときに、前記板部の厚みｔ（ｍｍ）は０．００５９×ｄ（ｍｍ）以上０．０５９×ｄ（ｍｍ）以下である、請求項６に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。
【請求項８】
前記本体部は、前記板部の前記第１の主面に接しかつ炭素を含む緩衝材を含む、請求項６または７に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。
【請求項９】
前記接続部は接着剤を含む、請求項６〜８のいずれか１項に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。
【請求項１０】
前記接続部はネジを含む、請求項６〜９のいずれか１項に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。
【請求項１１】
前記板部を構成する材料の１０００℃における熱膨張係数は、炭化珪素の１０００℃における熱膨張係数の０．８倍以上１．２倍以下である、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。
【請求項１２】
前記炭化珪素単結晶基板の直径は１００ｍｍ以上である、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の炭化珪素単結晶基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、炭化珪素単結晶基板の製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の製造用に炭化珪素単結晶基板が用いられ始めている。炭化珪素は珪素に比べて大きなバンドギャップを有する。そのため、炭化珪素単結晶基板を用いた半導体装置は、耐圧が高く、オン抵抗が低く、また高温環境下での特性の劣化が小さいといった利点を有する。
【０００３】
たとえば特開２００２−２０１０９７号公報（特許文献１）において、坩堝内において炭化珪素原料を昇華させることにより種基板上に炭化珪素単結晶を成長させ、その後、当該炭化珪素単結晶をスライスすることにより炭化珪素単結晶基板を製造する方法が記載されている。また特開２０１１−２５１８８４号公報（特許文献２）には、種基板（種結晶）を保持する種基板取付部は、坩堝の蓋体とは別体の薄板で形成することが記載されている。種基板取付部が薄板から形成されているため、加熱された場合に熱変形量が小さくなるので、種基板取付部から種基板に伝わる熱応力も小さくなると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０１０９７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５１８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開２０１１−２５１８８４号公報（特許文献２）に記載の炭化珪素単結晶の製造装置のよれば、種基板を保持する取付板は、取付板の中央付近に設けられた脚部によって坩堝の蓋体に取り付けられており、当該取付板の表面は坩堝の蓋部の表面と離間している。そのため、取付板の中央付近に配置されている種基板は脚部を介して蓋部に接触しているため熱伝導が効率的に行われるが、取付板の外側の部分は蓋部の表面と離間しており熱伝導が効率的に行われない。そのため、種基板の表面における温度分布が大きくなるため、種基板の表面上に成長する炭化珪素単結晶の結晶品質の面内分布が大きくなってしまう。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、その目的は、炭化珪素単結晶基板の結晶品質の面内分布を低減し、かつ炭化珪素単結晶成長中に炭化珪素単結晶に発生する応力を低減可能な炭化珪素単結晶基板の製造装置および製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置は、原料収容部と、種基板保持部とを備える。種基板保持部は、原料収容部に対向する位置に配置されている。種基板保持部は、互いに対向する第１の主面および第２の主面を有する板部と、板部の第１の主面に接する本体部と、板部を本体部に固定する接続部とを含む。板部の厚みは本体部の厚みより小さい。
【０００８】
本発明に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置によれば、種基板が保持される板部の厚みは本体部の厚みより小さい。炭化珪素単結晶の成長中において種基板を構成する材料と板部を構成する材料との熱膨張量の違いに起因して種基板および種基板上に成長する炭化珪素単結晶に発生する応力を、板部が種基板の変形に応じて変形することにより、効率的に低減することができる。また本体部が板部の第１の主面に接するので、板部の第２の主面上に固定された種基板の面内温度分布が低減される。結果として、種基板上に成長する炭化珪素単結晶を炭化珪素単結晶の成長方向に垂直な面でスライスして切り出された炭化珪素単結晶基板の結晶品質の面内分布を低減することができる。
【０００９】
上記に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置において好ましくは、本体部は、板部の第１の主面に接しかつ炭素を含む緩衝材を含む。これにより、板部が変形した場合において、緩衝材が板部の変形に応じて変形することができる。結果として、板部に固定される種基板および炭化珪素単結晶に発生する応力を効率的に低減することができる。
【００１０】
上記に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置において好ましくは、接続部は接着剤を含む。これにより、効率的に板部を本体部に固定することができる。
【００１１】
上記に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置において好ましくは、接続部はネジを含む。これにより、効率的に板部を本体部に固定することができる。
【００１２】
上記に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置において好ましくは、板部を構成する材料の１０００℃における熱膨張係数は、炭化珪素の１０００℃における熱膨張係数の０．８倍以上１．２倍以下である。これにより、種基板および炭化珪素単結晶に発生する応力を効率的に低減することができる。
【００１３】
本発明に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法は以下の工程を備えている。互いに対向する第１の主面および第２の主面を有する板部と、板部の第１の主面に接する本体部と、板部を本体部に固定する接続部とを含む種基板保持部が準備される。種基板が板部の第２の主面に固定される。種基板の表面に炭化珪素単結晶が成長される。板部の厚みは本体部の厚みより小さい。
【００１４】
本発明に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法によれば、種基板が保持される板部の厚みは本体部の厚みより小さい。炭化珪素単結晶の成長中において種基板を構成する材料と板部を構成する材料との熱膨張量の違いに起因して種基板および種基板上に成長する炭化珪素単結晶に発生する応力を、板部が種基板の変形に応じて変形することにより、効率的に低減することができる。また本体部が板部の第１の主面に接するので、板部の第２の主面上に固定された種基板の面内温度分布が低減される。結果として、種基板上に成長する炭化珪素単結晶を炭化珪素単結晶の成長方向に垂直な面でスライスして切り出された炭化珪素単結晶基板の結晶品質の面内分布を低減することができる。
【００１５】
上記に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法において好ましくは、板部の厚みをｔ（ｍｍ）とし、種基板の直径をｄ（ｍｍ）としたときに、板部の厚みｔ（ｍｍ）は０．００５９×ｄ（ｍｍ）以上０．０５９×ｄ（ｍｍ）以下である。板部の厚みｔ（ｍｍ）が０．００５９×ｄ（ｍｍ）以上であれば、種基板を保持するための板部の剛性を十分高めることができる。また板部の厚みｔ（ｍｍ）が０．０５９×ｄ（ｍｍ）以下であれば、種基板の変形に応じて板部が変形することが容易となり、種基板および炭化珪素単結晶の応力を十分低減することができる。
【００１６】
上記に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法において好ましくは、本体部は、板部の第１の主面に接しかつ炭素を含む緩衝材を含む。これにより、板部が変形した場合において、緩衝材が板部の変形に応じて変形することができる。結果として、板部に固定される種基板に発生する応力を効率的に低減することができる。
【００１７】
上記に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法において好ましくは、接続部は接着剤を含む。これにより、効率的に板部を本体部に固定することができる。
【００１８】
上記に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法において好ましくは、接続部はネジを含む。これにより、効率的に板部を本体部に固定することができる。
【００１９】
上記に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法において好ましくは、板部を構成する材料の１０００℃における熱膨張係数は、炭化珪素の１０００℃における熱膨張係数の０．８倍以上１．２倍以下である。これにより、種基板および炭化珪素単結晶に発生する応力を効率的に低減することができる。
【００２０】
上記に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法において好ましくは、炭化珪素単結晶基板の直径は１００ｍｍ以上である。これにより、直径１００ｍｍ以上の炭化珪素単結晶基板を製造することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、炭化珪素単結晶基板の結晶品質の面内分布を低減し、かつ炭化珪素単結晶成長中に炭化珪素単結晶に発生する応力を低減可能な炭化珪素単結晶基板の製造装置および製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置の構成を概略的に説明するための断面模式図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置の種基板保持部の構成を概略的に説明するための分解断面模式図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置の種基板保持部の構成を概略的に説明するための断面模式図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置の種基板保持部の第１の変形例の構成を概略的に説明するための断面模式図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置の種基板保持部の第２の変形例の構成を概略的に説明するための断面模式図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置の種基板保持部の第３の変形例の構成を概略的に説明するための断面模式図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置の種基板保持部の第４の変形例の構成を概略的に説明するための断面模式図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法を概略的に説明するためのフロー図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法の第１の工程を概略的に説明するための断面模式図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法により製造された炭化珪素単結晶基板を概略的に説明するための斜視模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。また、本明細書中の結晶学的記載においては、個別方位を［］、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示している。また、負の指数については、結晶学上、”−”（バー）を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。また角度の記載には、全方位角を３６０度とする系を用いている。
【００２４】
図１を参照して、本発明の一実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置の構成について説明する。
【００２５】
図１を参照して、本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置１１は、成長容器１０と、加熱部（図示せず）とを主に有している。成長容器１０は、たとえば純化処理されたグラファイトから成る坩堝であり、種基板保持部１と原料収容部８とを主に有している。種基板保持部１は、炭化珪素単結晶からなる種基板５を保持するためのものである。原料収容部８は、たとえば多結晶炭化珪素からなる炭化珪素原料９を収容するためのものである。種基板５および炭化珪素原料９は成長容器１０の内部において互いに対向するように配置されている。
【００２６】
成長容器１０、炭化珪素原料９および種基板５などを加熱するために、成長容器１０の外部に加熱部（図示せず）が配置されている。加熱部は、たとえば抵抗加熱方式であってもよいし、誘導加熱方式であってもよい。加熱部は、成長容器１０の原料収容部８の外周を囲うように配置されおり、かつ炭化珪素原料９が配置されている原料収容部８の底部に対向して設けられていてもよい。加熱部は、炭化珪素原料９を炭化珪素の昇華温度まで昇温可能に構成されている。
【００２７】
図２〜図７を参照して、本発明の一実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置の種基板保持部の構成について説明する。
【００２８】
図２および図３を参照して、本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置の種基板保持部１は、板部２と、本体部４と、接続部３とを主に有している。板部２は、互いに対向する第１の主面２ａおよび第２の主面２ｂを有する板状の部材である。第２の主面２ｂは炭化珪素単結晶からなる種基板５を保持する面である。板部２の厚みＴ１は、本体部４の厚みＴ２よりも小さい。板部２の厚みＴ１はたとえば１ｍｍ程度であり、本体部４の厚みはたとえば１６ｍｍ程度である。板部２、本体部４および接続部３などの種基板保持部１を形成する部材は、たとえばグラファイトなどのカーボンにより構成されている。
【００２９】
種基板５の直径をｄ１（ｍｍ）としたときに、板部２の厚みＴ１（ｍｍ）は、０．００５９×ｄ１（ｍｍ）以上０．０５９×ｄ１（ｍｍ）以下であることがより好ましい。種基板５は、互いに対向する第１の表面５ａおよび第２の表面５ｂを有しており、種基板５の第１の表面５ａは板部２に固定されており、第２の表面５ｂは炭化珪素単結晶が成長する面である。
【００３０】
板部２の第１の主面２ａの中央付近には突起部６が設けらており、当該突起部６を介して接続部３が設けられている。接続部３はたとえば雄ネジ部である。一方、本体部４の中央付近には孔部を形成する壁面４ｄおよびネジ部４ｃとしての雌ネジ部が設けられている。接続部３は雌ネジ部と固定可能に構成されている。板部２の突起部６は本体部４の孔部を形成する壁面４ｄと接するように構成されていてもよい。
【００３１】
図４を参照して、接続部３はたとえば接着剤であってもよい。接着剤としては、たとえば炭素粉末と高分子材料とを有機溶剤により混合した材料が用いられる。高分子材料とはたとえばフェノール樹脂であり、有機溶剤とはたとえばフェノールおよびエチルアルコールの混合溶剤である。当該接着剤は、炭化珪素の昇華温度付近においても、炭素からなる板部２と炭素からなる本体部４とを接着可能である。具体的には、本体部４には板部２に対向する面に開口を有する凹部を形成する壁面４ｅが設けらており、当該壁面４ｅに接して接続部３としての接着剤が配置されている。
【００３２】
当該接着剤は板部２と接しており、接着剤により板部２と本体部４とが固定されている。板部２の第１の主面２ａの内、接着剤と接していない部分は本体部４と接している。板部２の第１の主面２ａは本体部４と接しているが本体部４に固定されていない。好ましくは、室温から炭化珪素が昇華する温度において板部２の第１の主面２ａの大部分が本体部４と接している。たとえば、板部２の第１の主面２ａの面積の５０％以上の領域が本体部４と接していることが好ましく、当該面積の９０％以上の領域が本体部４と接していることがさらに好ましい。
【００３３】
図５を参照して、種基板保持部１の板部２の中央付近の突起部６が設けれ、突起部６が接続部３としての接着剤を介して本体部４に固定されていてもよい。図５に示すように、突起部６は本体部４に形成された凹部内に配置され、突起部６の表面を覆うように接着剤を介して、板部２が本体部４に固定されていてもよい。また接着剤の一部が板部２の第１の主面２ａの一部と接していても構わない。なお、接続部３として接着剤およびネジの両方が使用されてもよい。
【００３４】
図６を参照して、種基板保持部１の本体部４は剛体部４ａと緩衝材４ｂとを有し、緩衝材４ｂは板部２の第１の主面２ａに接していてもよい。剛体部４ａはたとえばグラファイトなどのカーボン部材からなり、緩衝材４ｂは剛体部４ａよりも柔軟性および伸縮性の高い材料から構成されている。緩衝材４ｂは、たとえば黒鉛シートから構成されている。また緩衝材４ｂは、炭化珪素が昇華可能な温度である２２００℃以上２４００℃以下程度においても柔軟性および伸縮性を有していることが好ましい。
【００３５】
図６に示すように、板部２の第１の主面２ａの中央付近に突起部６が設けらており、当該突起部６の表面に配置された接着剤によって剛体部４ａに板部２が固定されていてもよい。突起部６と板部２とは一体であってもよいし、別体であってもよい。緩衝材４ｂは板部２の変形に応じて変形可能に設けられている。緩衝材４ｂは剛体部４ａに接して固定されている。板部２の第１の主面２ａは緩衝材４ｂに接しているが、緩衝材４ｂに固定されていない。
【００３６】
図７を参照して、種基板保持部１の板部２の第１の主面２ａの外縁側に接続部３としての雌ネジが設けられていても構わない。本体部４の外周部には、当該雌ネジと結合するネジ部４ｃとしての雄ネジ部が設けられている。言い換えれば、接続部３としての雌ネジは本体部４を囲うように設けられている。板部２の第１の主面２ａは本体部と接している。板部２は接続部３としての雌ネジにより本体部４に固定されている。板部２の第１の主面２ａは本体部４と接しているが、本体部４に固定されていない。
【００３７】
板部２を構成する材料はたとえば炭素からなる。好ましくは、板部２を構成する材料の１０００℃における熱膨張係数は、炭化珪素の１０００℃における熱膨張係数の０．８倍以上１．２倍以下である。炭化珪素の１０００℃における熱膨張係数は４×１０-6／℃以上６×１０-6／℃以下程度であり、当該熱膨張係数は炭素の１０００℃における熱膨張係数と同程度と考えられる。
【００３８】
次に、本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造方法について説明する。
まず図２および図３を参照して、種基板保持部準備工程（図８：Ｓ１０）が実施される。具体的には、炭化珪素単結晶からなる種基板５を保持するための種基板保持部１が準備される。種基板保持部１は、互いに対向する第１の主面２ａおよび第２の主面２ｂを有する板部２と、板部２の第１の主面２ａに接する本体部４と、板部２を本体部４に固定する接続部３とを含む。板部２の厚みＴ１は本体部４の厚みＴ２より小さい。
【００３９】
図３および図７に示すように接続部３はネジであってもよいし、図４〜図６に示すように接続部３は接着剤であってもよい。また接続部３としてネジと接着剤との両方が用いられてもよい。好ましくは、板部２を構成する材料の１０００℃における熱膨張係数は、炭化珪素の１０００℃における熱膨張係数の０．８倍以上１．２倍以下である。
【００４０】
次に、種基板保持工程（図８：Ｓ２０）が実施される。具体的には、たとえばポリタイプ４Ｈの六方晶炭化珪素単結晶からなる種基板５が準備される。種基板５は互いに対向する第１の表面５ａと第２の表面５ｂとを有している。種基板５の第１の表面５ａは板部２の第２の主面２ｂに固定される。種基板５の第２の表面５ｂは炭化珪素単結晶が成長する面である。種基板５はたとえば樹脂接着剤によって板部２の第２の主面２ｂに固定される。当該樹脂接着剤は、板部２と本体部４とを接続するための接着剤と同じ材料から構成されていてもよい。なお種基板５の第２の表面５ｂは、たとえば｛０００１｝面から８°以下程度オフした面であってもよく、｛０−３３−８｝面であってもよい。
【００４１】
種基板５の直径をｄ１（ｍｍ）としたときに、種基板保持部１の板部２の厚みＴ１（ｍｍ）は、０．００５９×ｄ１（ｍｍ）以上０．０５９×ｄ１（ｍｍ）以下であることが好ましい。種基板５の直径ｄ１は好ましくは、１００ｍｍ（４インチ程度）以上であり、さらに好ましくは１５０ｍｍ（６インチ程度）以上である。
【００４２】
次に、結晶成長工程（図８：Ｓ３０）が実施される。具体的には、図９を参照して、たとえばアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中に成長容器１０を配置し、たとえば種基板５の温度が２３００℃程度となり、炭化珪素原料９の温度が２４００℃程度となるように成長容器１０が加熱される。その後、不活性ガスの圧力をたとえば０．１ｋＰａ以上５ｋＰａ以下程度に減圧することにより、炭化珪素原料９が昇華を開始し、種基板５の第２の主面２ｂ上に炭化珪素単結晶１００の成長が開始される。
【００４３】
次に、種基板５の第２の表面５ｂ上に成長した炭化珪素単結晶１００が成長容器１０から取り出される。その後、炭化珪素単結晶１００をたとえばワイヤーソーによってスライスすることにより炭化珪素単結晶基板１００ａ（図１０参照）が得られる。なお、炭化珪素単結晶基板１００ａの直径ｄ２は種基板の直径ｄ１と同程度であるかもしくは種基板の直径ｄ１よりも少し大きい。炭化珪素単結晶基板１００ａの直径ｄ１は好ましくは、１００ｍｍ（４インチ程度）以上であり、さらに好ましくは１５０ｍｍ（６インチ程度）以上である。
【００４４】
次に、本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板の製造装置および製造方法の作用効果について説明する。
【００４５】
本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１００ａの製造装置１１によれば、種基板５が保持される板部２の厚みＴ１は本体部４の厚みＴ２より小さい。炭化珪素単結晶の成長中において種基板５を構成する材料と板部２を構成する材料との熱膨張量の違いに起因して種基板５および種基板５上に成長する炭化珪素単結晶１００に発生する応力を、板部２が種基板５の変形に応じて変形することにより、効率的に低減することができる。また本体部４が板部２の第１の主面２ａに接するので、板部２の第２の主面２ｂ上に固定された種基板５の面内温度分布が低減される。結果として、種基板５上に成長する炭化珪素単結晶１００を炭化珪素単結晶１００の成長方向に垂直な面でスライスして切り出された炭化珪素単結晶基板１００ａの結晶品質の面内分布を低減することができる。さらに炭化珪素単結晶基板１００ａのクラックを抑制することができる。
【００４６】
また本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１００ａの製造装置１１によれば、本体部４は、板部２の第１の主面２ａに接しかつ炭素を含む緩衝材４ｂを含む。これにより、板部２が変形した場合において、緩衝材４ｂが板部２の変形に応じて変形することができる。結果として、板部２に固定される種基板５および炭化珪素単結晶１００に発生する応力を効率的に低減することができる。
【００４７】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１００ａの製造装置１１によれば、接続部３は接着剤を含んでいる。これにより、効率的に板部２を本体部４に固定することができる。
【００４８】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１００ａの製造装置１１によれば、接続部３はネジを含む。これにより、効率的に板部２を本体部４に固定することができる。
【００４９】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１００ａの製造装置１１によれば、、板部２を構成する材料の１０００℃における熱膨張係数は、炭化珪素の１０００℃における熱膨張係数の０．８倍以上１．２倍以下である。これにより、種基板５および炭化珪素単結晶１００に発生する応力を効率的に低減することができる。
【００５０】
本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１００ａの製造方法によれば、種基板５が保持される板部２の厚みＴ１は本体部４の厚みＴ２より小さい。炭化珪素単結晶の成長中において種基板５を構成する材料と板部２を構成する材料との熱膨張量の違いに起因して種基板５および種基板５上に成長する炭化珪素単結晶１００に発生する応力を、板部２が種基板５の変形に応じて変形することにより、効率的に低減することができる。また本体部４が板部２の第１の主面２ａに接するので、板部２の第２の主面２ｂ上に固定された種基板５の面内温度分布が低減される。結果として、種基板５上に成長する炭化珪素単結晶１００を炭化珪素単結晶１００の成長方向に垂直な面でスライスして切り出された炭化珪素単結晶基板１００ａの結晶品質の面内分布を低減することができる。さらに炭化珪素単結晶基板１００ａのクラックを抑制することができる。
【００５１】
また本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１００ａの製造方法によれば、板部２の厚みＴ２をｔ（ｍｍ）とし、種基板５の直径ｄ１をｄ（ｍｍ）としたときに、ｔ（ｍｍ）は０．００５９×ｄ（ｍｍ）以上０．０５９×ｄ（ｍｍ）以下である。ｔ（ｍｍ）が０．００５９×ｄ（ｍｍ）以上であれば、種基板５を保持するための板部２の剛性を十分高めることができる。またｔ（ｍｍ）が０．０５９×ｄ（ｍｍ）以下であれば、種基板５および炭化珪素単結晶１００の変形に応じて板部２が変形することが容易となり、種基板５の応力を十分低減することができる。
【００５２】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１００ａの製造方法によれば、本体部４は、板部２の第１の主面２ａに接しかつ炭素を含む緩衝材４ｂを含む。これにより、板部２が変形した場合において、緩衝材４ｂが板部２の変形に応じて変形することができる。結果として、板部２に固定される種基板５および炭化珪素単結晶１００に発生する応力を効率的に低減することができる。
【００５３】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１００ａの製造方法によれば、接続部３は接着剤を含む。これにより、効率的に板部２を本体部４に固定することができる。
【００５４】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１００ａの製造方法によれば、接続部３はネジを含む。これにより、効率的に板部２を本体部４に固定することができる。
【００５５】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１００ａの製造方法によれば、板部２を構成する材料の１０００℃における熱膨張係数は、炭化珪素の１０００℃における熱膨張係数の０．８倍以上１．２倍以下である。これにより、種基板５および炭化珪素単結晶１００に発生する応力を効率的に低減することができる。
【００５６】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶基板１００ａの製造方法によれば、炭化珪素単結晶基板１００ａの直径ｄ２は１００ｍｍ以上である。これにより、直径１００ｍｍ以上の炭化珪素単結晶基板１００ａを製造することができる。
【００５７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５８】
１  保持部、２  板部、２ａ  第１の主面、２ｂ  第２の主面、３  接続部、４  本体部、４ａ  剛体部、４ｂ  緩衝材、４ｃ  ネジ部、４ｄ  壁面、４ｅ  凹部、５  種基板、５ａ  第１の表面、５ｂ  第２の表面、６  突起部、８  原料収容部、９  炭化珪素原料、１０  成長容器、１１  製造装置、１００  単結晶、１００ａ  単結晶基板、Ｔ１，Ｔ２  厚み、ｄ１，ｄ２  直径。
【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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