(57)【要約】【課題】本発明は、種結晶と台座との密着性を高めつつ、高品質な単結晶を得ることができる単結晶の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、（ａ）種結晶１の成長面に酸化膜３を形成する工程と、（ｂ）工程（ａ）の後、種結晶１の成長面に対向する貼り付け面を、グラファイト台座１１に貼り付ける工程と、（ｃ）工程（ｂ）の後、成長面に形成された酸化膜３を除去する工程と、（ｄ）工程（ｃ）の後、種結晶１の成長面において単結晶を成長させる工程とを備える。【選択図】図６
2014034485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）種結晶の成長面に酸化膜を形成する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記種結晶の前記成長面に対向する貼り付け面を、台座に貼り付ける工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記成長面に形成された前記酸化膜を除去する工程と、
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記種結晶の前記成長面において単結晶を成長させる工程とを備えることを特徴とする、
単結晶の製造方法。
【請求項２】
前記種結晶が、炭化珪素からなる種結晶であることを特徴とする、
請求項１に記載の単結晶の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ａ）が、厚み５ｎｍ以上８０ｎｍ以下の前記酸化膜を形成する工程であることを特徴とする、
請求項１または２に記載の単結晶の製造方法。
【請求項４】
前記工程（ａ）が、前記種結晶の全表面に前記酸化膜を形成する工程であり、
（ｅ）前記工程（ｂ）の前に、前記貼り付け面に形成された前記酸化膜を除去する工程をさらに備えることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載の単結晶の製造方法。
【請求項５】
前記工程（ｃ）および前記工程（ｄ）が、同一の坩堝内で行われ、
（ｆ）前記工程（ｃ）の後前記工程（ｄ）の前に、前記酸化膜を除去した際に発生するガスを前記坩堝内から排出する工程をさらに備えることを特徴とする、
請求項１〜４のいずれかに記載の単結晶の製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｃ）が、前記坩堝内において、前記工程（ｄ）で前記種結晶の結晶成長に用いられる原料雰囲気の温度よりも、前記種結晶周辺の雰囲気の温度を高く保ちつつ行われる工程であることを特徴とする、
請求項５に記載の単結晶の製造方法。
【請求項７】
（ｇ）前記工程（ａ）の前に、前記種結晶の前記成長面を研磨処理する工程をさらに備えることを特徴とする、
請求項１〜６のいずれかに記載の単結晶の製造方法。
【請求項８】
前記台座が、グラファイトからなる台座であることを特徴とする、
請求項１〜７のいずれかに記載の単結晶の製造方法。
【請求項９】
前記工程（ｂ）が、カーボン接着剤を介して、前記貼り付け面を前記台座に貼り付ける工程であることを特徴とする、
請求項１〜８のいずれかに記載の単結晶の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ｃ）が、前記酸化膜を除去すると同時に、前記カーボン接着剤を焼成する工程であることを特徴とする、
請求項９に記載の単結晶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ等の単結晶の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭化珪素（ＳｉＣ）は熱的および化学的に優れた特性を有し、禁制帯幅が珪素（Ｓｉ）に比べ大きく、電気的にも優れた特性を有する半導体材料として知られている。特に４Ｈ型の炭化珪素は、電子移動度や飽和電子速度が大きいことから、パワーデバイス向け半導体材料として実用化が始まっている。
【０００３】
ところで、半導体としての単結晶を得る方法として、改良レイリー法（昇華法）が広く用いられている。現在、直径１００ｍｍまでの基板が市販されているが、このような基板では結晶欠陥密度が高く、半導体装置の用途として用いるにはさらに結晶欠陥密度を下げる必要がある。
【０００４】
昇華法とは、種結晶と原料とを坩堝内で対向させて配置し、原料の昇華点である約２３００℃付近まで坩堝内を加熱し、昇華したガスを種結晶上で再結晶化させることにより結晶を成長させる方法である。
【０００５】
坩堝の加熱方式としては、高周波による誘導加熱を用いる方法が一般的である。このため、坩堝の材質としては導電性があり、かつ、高温で耐えうるものである必要があり、グラファイトを用いるのが一般的である。
【０００６】
坩堝の形状としては、高周波誘導加熱による表皮効果に起因する温度不均一をなくすため、また加工を容易にするために、円筒状の坩堝が用いられる。さらに、坩堝からの熱輻射を抑制し、効率よく加熱するために、坩堝は断熱材で覆われている。この断熱材は、導電性がなく、かつ、２４００℃の高温で耐えうる必要があるため、グラファイト断熱材が用いられる。
【０００７】
高品質な結晶を成長させるためには、高品質な種結晶を用いる必要があり、種結晶の品質によって成長から得られる結晶の質が大きく左右される。種結晶は、グラファイト製台座に保持されるが、保持する方法としては、機械的に保持する方法や接着剤等と用いた化学反応によって坩堝に貼り付ける方法が考えられる。
【０００８】
いずれの方法においても、種結晶はグラファイト台座に密着性良く取り付けられる必要がある。種結晶と台座との間に空間が存在すると、結晶成長中に種結晶が昇華し、結晶中にマイクロパイプと呼ばれる中空状の欠陥や六角形状の面上欠陥を発生させる原因となるからである。例えば、カーボン接着剤を用いてグラファイト台座に種結晶を貼り付ける方法が特許文献１に開示されている。
【０００９】
また、種結晶表面にゴミ等の異物が存在すると、これが原因でマイクロパイプが形成され、結晶品質を大きく劣化させる。さらにスクラッチ等の傷が存在すると、らせん転位等が発生する原因となり、これも結晶品質を劣化させる。このため、種結晶表面は異物や傷のない、清浄な表面であることが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４２２４７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし特許文献１に示す方法では、種結晶と台座との密着性を上げるために、種結晶を台座にあるいは台座を種結晶に、押さえつける必要がある。この時、種結晶の表面に傷が形成されたり、異物が付着したりしてしまい、種結晶上に成長させる結晶の品質劣化の原因となるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、種結晶と台座との密着性を高めつつ、高品質な単結晶を得ることができる単結晶の製造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】
【００１３】
本発明の一態様に関する単結晶の製造方法は、（ａ）種結晶の成長面に酸化膜を形成する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記種結晶の前記成長面に対向する貼り付け面を、台座に貼り付ける工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記成長面に形成された前記酸化膜を除去する工程と、（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記種結晶の前記成長面において単結晶を成長させる工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の上記態様によれば、（ａ）種結晶の成長面に酸化膜を形成する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）の後、前記種結晶の前記成長面に対向する貼り付け面を、台座に貼り付ける工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記成長面に形成された前記酸化膜を除去する工程と、（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記種結晶の前記成長面において単結晶を成長させる工程とを備えることにより、種結晶を台座へ貼り付ける工程の際には、種結晶の成長面には酸化膜が形成されているため、種結晶を台座へ押し付けてもその成長面に傷等を付けたり、汚染したりすることなく貼り付けることができる。よって、種結晶と台座との密着性を高めつつ、高品質な単結晶を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に関する単結晶の製造方法の製造工程を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に関する単結晶の製造方法の製造工程を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に関する単結晶の製造方法の製造工程を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に関する単結晶の製造方法の製造工程を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に関する単結晶の製造方法の製造工程を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に関する坩堝構造を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態に関する坩堝構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
＜第１実施形態＞
＜構成＞
図１〜図５は、本発明の第１実施形態に関する単結晶の製造方法の製造工程を示す図である。また図６は、本発明の第１実施形態に関する坩堝構造を示す断面図である。
【００１８】
まず図１に示されるように、セラミック製支持基板２上に種結晶１を配置する。本実施形態では、＜１１−２０＞方向に８度のオフ角を有している４Ｈ−ＳｉＣの（０００−１）カーボン面を種結晶１の成長面として用いる。種結晶１の直径は例えば３５ｍｍとする。なお、種結晶は、上記の場合に限られるものではない。
【００１９】
そして、種結晶１の成長面（カーボン面）を研磨するために、ワックス（例えば、日化精工製アルコワックス５４０２Ｆ）を用いて、種結晶１をセラミック製支持基板２に貼り付ける。そして、この種結晶１の成長面を粒度♯３２０のダイヤモンド砥石で荒研削した後、粒度♯６０００のダイヤモンド砥石で仕上げ研削する。
【００２０】
その後、粒径０．５μｍの多結晶ダイヤモンドのスラリーを用いて種結晶１の成長面を機械研磨した後、ＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）により上記のダイヤモンド研磨によって生じた加工変質層を除去する（成長面研磨工程）。なお、上記工程を行わず、あらかじめ表面処理が行われた種結晶を用いてもよい。
【００２１】
その後図２に示されるように、この種結晶１をセラミック製支持基板２から慎重に取り外し（種結晶１の成長面ではなく、その側面等を介して接触する）、アセトン、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）により有機洗浄した後、ＲＣＡ洗浄、フッ酸洗浄を実施し、熱酸化処理を行う。
【００２２】
酸素雰囲気中で１１００℃の熱酸化を３時間行うことにより、厚さ約６０ｎｍの酸化膜３を種結晶１の成長面側に形成する。この時、成長面の反対側の面である種結晶１のシリコン面や、種結晶１の側面も同時に酸化されるが、本実施形態ではＡｓ−ｓｌｉｃｅの状態（スライスしたままの、面に対して加工していない状態）で酸化する（酸化工程）。種結晶１のシリコン面における酸化膜３の膜厚は、例えば４０ｎｍ程度である。
【００２３】
次に図３に示されるように、種結晶１の貼り付け面となるシリコン面の加工を行う。酸化膜３で覆われた種結晶１の成長面側をセラミック製の研磨プレート４にワックスを用いて貼り付ける。ワックスには、水溶性のワックス（例えば、日化精工製アクアワックス５０）を用いる。
【００２４】
その後、種結晶１のシリコン面を粒径１５μｍの多結晶ダイヤモンドのスラリーを用いて梨地研磨する（裏面梨地研磨工程）。梨地研磨を行うことにより、種結晶１の全表面に形成された酸化膜３のうちシリコン面に形成された酸化膜３を機械的に除去する。また種結晶１は、この後の工程でグラファイト台座にカーボン接着剤を用いて貼り付けられるが、その時の貼り付け面（すなわちシリコン面）の表面積が大きい方が接着性は良い。具体的には、貼り付け面（すなわちシリコン面）を粒径９μｍのダイヤモンドのスラリーで研磨した場合、表面荒さＲａは約４０ｎｍであり接着不良が生じる場合もあるが、粒径１５μｍのダイヤモンドのスラリーで研磨した場合には、表面荒さＲａは約１００ｎｍとなり接着不良は起こりにくくなる。
【００２５】
種結晶１のシリコン面を研磨した後、研磨プレート４から種結晶１を取り外し、約５０℃に加熱した純水中で超音波洗浄によりワックスを除去し、ＩＰＡにより有機洗浄した。なお、貼り付け面（すなわちシリコン面）が既に貼り付け作業に適した状態である場合（酸化膜３が形成されていない等）には、当該工程は行われなくてもよい。
【００２６】
その後図４に示されるように、例えばカーボン接着剤６（例えば日清紡製ＳＴ−２０１）を用いて、種結晶１の貼り付け面（すなわちシリコン面）を例えばグラファイト台座１１に貼り付ける。種結晶１をホットプレート上で約５０℃に加熱してカーボン接着剤６を塗布し、カーボン接着剤６を種結晶１の貼り付け面（すなわちシリコン面）全面に伸ばす。その後、あらかじめ約５０℃に加熱しておいたグラファイト台座１１に種結晶１の貼り付け面（すなわちシリコン面）を貼り付け、恒温槽中で約２００℃に加熱することによりカーボン接着剤６を硬化させる（硬化工程）。
【００２７】
この際、種結晶１とグラファイト台座１１との密着性を向上させるために、種結晶１をグラファイト台座１１に押さえ付ける必要があるが、押さえ付ける際、治具等と種結晶１とが接触することから、種結晶１の成長面が汚染されたり傷が形成されたりすることがあった。また、カーボン接着剤６が種結晶１の成長面側に回り込み、成長面が汚染されることがあった。
【００２８】
しかし本実施形態では、種結晶１の成長面に酸化膜３が形成されているため、酸化膜３が保護膜として作用するので、種結晶１をグラファイト台座１１に押さえ付ける場合でも、種結晶１の成長面が汚染されたり、傷つけられたりすることを防ぐことができる。
【００２９】
前工程においてはカーボン接着剤６を硬化させたが、カーボン接着剤６中にはまだ有機溶媒成分が残っており、これを完全に除去するための焼成工程を焼成用グラファイト坩堝５内において行う（図５参照）。
【００３０】
このためには、５０時間ほどかけて焼成用グラファイト坩堝５内の温度を１０００℃付近まで上げる必要がある。本実施形態では種結晶１の成長面側に酸化膜３が形成されており、種結晶１の成長時に成長面に酸化膜３が形成されていると、酸素と坩堝とが反応し、結晶内にカーボンインクルージョンが形成される原因となる。このため、結晶成長時に成長面における酸化膜３を除去しておく必要がある。本実施形態では、カーボン接着剤６の焼成工程において酸化膜３を除去も行う。
【００３１】
具体的には、例えば焼成温度を酸化膜３の融点以上である例えば１９００℃まで、７２時間かけて上昇させる。そして、１９００℃を１時間保持した後、約１２時間かけて室温まで冷却する。この時、雰囲気に用いたガスはアルゴンであり、圧力は８０ｋＰａ（６００Ｔｏｒｒ）を保持する。
【００３２】
この焼成工程では、結晶成長炉を用い誘導加熱で坩堝を加熱する。グラファイト台座１１に貼り付けた種結晶１は焼成用グラファイト坩堝５内に配置し、焼成用グラファイト坩堝５周囲は、熱輻射を防止し効率よく加熱するために、断熱材（図示せず）で覆われている。
【００３３】
発明者が上記条件で実際に実施し、炉から種結晶１を貼り付けたグラファイト台座１１を取り出すと、種結晶１の表面（成長面）の酸化膜３が除去されていることが確認できた。また、貼り付け不良が生じていないことも確認できた。
【００３４】
次に図６に示されるように、この種結晶１の成長面の結晶成長（結晶成長工程）を行う。結晶成長用の外径１１６ｍｍ、内径１００ｍｍの結晶成長用坩堝２１に原料２２を充填し、グラファイト台座１１が取り付けられた蓋２３により、結晶成長用坩堝２１を封止し、坩堝セット２４を作製する。
【００３５】
グラファイト台座１１側面にねじ切り加工をしておき、蓋２３にも同様にねじ切り加工をしておくことで、ねじの嵌め合わせにより、グラファイト台座１１を蓋２３に固定する。
【００３６】
その後、坩堝セット２４の周囲に断熱材（図示せず）を配置し、これらを結晶成長炉の中に配置し、炉内を５×１０−４Ｐａまで真空引きする。そして、炉内に不活性ガスであるアルゴンを充填し、炉内の圧力を８００ｈＰａに保持したまま、誘導加熱により結晶成長用坩堝２１の底部温度が２２００℃（パイロメーターで測定）になるまで加熱する。
【００３７】
この時、坩堝上部の温度は２１００℃程度であり、原料２２を昇華させることにより結晶成長を行うため、坩堝底部の温度が高くなるような温度勾配を設けている。なお、誘導加熱用発振機の周波数は９ｋＨｚとする。
【００３８】
続いて、結晶成長用坩堝２１の温度を維持したまま、炉内の圧力をＳｉＣの結晶成長時の圧力である３．３ｈＰａまで減圧し、３．３ｈＰａになった時点で成長開始とする。温度２２００℃、圧力３．３ｈＰａを維持したまま４０時間成長させる。
【００３９】
当該時間成長させると、直径３５ｍｍの種結晶１が直径３８ｍｍに拡大したインゴットが得られ、インゴット中心部の高さは約１２ｍｍとなる。
【００４０】
発明者は、上記の処理により得られたインゴットをワイヤーソーにより厚さ約１ｍｍにスライスした後、シリコン面を研磨した。そして、ＣＭＰした後、溶融ＫＯＨエッチング処理を施し、エッチピットにより結晶を評価した。
【００４１】
上記のように成長させた結晶において、マイクロパイプに起因するエッチピットはウェーハ全体で一つも存在しなかった。また、種結晶１の成長面にスクラッチ等の傷があると、これが原因でらせん転位が発生するが、らせん転位に起因するエッチピットの密度は６．９／ｃｍ２と非常に低く、傷起因の欠陥はほぼ発生していないことが確認できた。
【００４２】
さらに、種結晶１の貼り付け不良に起因する六角形状の中空欠陥は存在しなかった。よって、本手法を用いることにより、非常に高品質な単結晶を得ることができることが確認できた。
【００４３】
なお、種結晶１を貼り付けるグラファイト台座１１の熱膨張係数は、種結晶１の材料であるＳｉＣとできるだけ近いものとする。面方位により熱膨張係数が異なるので、種結晶１の面方位に合わせてグラファイト台座１１の熱膨張を合わせ込むことが望ましい。
【００４４】
なお種結晶１は、グラファイト台座１１に直接貼り付けるのではなく、グラファイト製の応力緩衝材に貼り付けた後、グラファイト台座１１に貼り付けても良い。
【００４５】
また本実施形態では、種結晶１の成長面として４Ｈ−ＳｉＣ（０００−１）カーボン面を用いたが、本発明は種結晶１の面方位やポリタイプについては限定することなく、いずれの場合においても実施可能である。
【００４６】
なお、種結晶１に酸化膜３を形成することなく種結晶１をグラファイト台座１１に貼り付けた場合、成長前の種結晶１の成長面を光学顕微鏡で観察すると異物や傷が観察できる。この種結晶１を用いて得られた結晶を評価すると、マイクロパイプは例えば４個存在し、また、らせん転位密度は５２３／ｃｍ２であった。酸化膜３を形成せずに種結晶１をグラファイト台座１１に貼り付けると、結晶品質が劣化することが分かる。
【００４７】
なお本発明は、昇華法による結晶成長に限定するものではなく、例えば高温ＣＶＤ法による単結晶インゴットの成長にも適用可能である。
【００４８】
種結晶１の成長面側の酸化膜３の膜厚は５ｎｍ以上８０ｎｍ以下が良い。５ｎｍより薄いと、保護膜の効果を十分に得ることができず、８０ｎｍより厚いと除去が困難となるためである。
【００４９】
＜効果＞
本発明に関する実施形態によれば、単結晶の製造方法は、（ａ）種結晶１の成長面に酸化膜３を形成する工程と、（ｂ）工程（ａ）の後、種結晶１の成長面に対向する貼り付け面を、グラファイト台座１１に貼り付ける工程と、（ｃ）工程（ｂ）の後、成長面に形成された酸化膜３を除去する工程と、（ｄ）工程（ｃ）の後、種結晶１の成長面において単結晶を成長させる工程とを備える。
【００５０】
このような構成によれば、種結晶１をグラファイト台座１１へ貼り付ける工程の際には、種結晶１の成長面には酸化膜３が形成されているため、種結晶１をグラファイト台座１１へ押し付けてもその成長面に傷等を付けたり、汚染したりすることなく貼り付けることができる。よって、欠陥密度の少ない高品質な単結晶を成長させることができる。
【００５１】
また、本発明に関する実施形態によれば、（ａ）酸化膜３を形成する工程が、厚み５ｎｍ以上８０ｎｍ以下の酸化膜３を形成する工程である。
【００５２】
このような構成によれば、種結晶１をグラファイト台座１１に貼り付ける際に種結晶１の成長面を十分に保護しつつ、後の工程で容易に除去することができる酸化膜３を形成することができる。
【００５３】
また、本発明に関する実施形態によれば、（ａ）酸化膜３を形成する工程が、種結晶１の全表面に酸化膜３を形成する工程であり、（ｅ）貼り付け面をグラファイト台座１１に貼り付ける工程の前に、貼り付け面に形成された酸化膜３を除去する工程を備える。
【００５４】
このような構成によれば、種結晶１のグラファイト台座１１に貼り付ける面に形成された酸化膜３を除去し、貼り付け面とグラファイト台座１１との密着性を高めることができる。
【００５５】
また、本発明に関する実施形態によれば、（ｃ）酸化膜３を除去する工程が、酸化膜３を除去すると同時に、カーボン接着剤６を焼成する工程である。
【００５６】
このような構成によれば、カーボン接着剤６の焼成と同時に酸化膜３の除去を行うことができ、作業効率を高めることができる。
【００５７】
＜第２実施形態＞
＜構成＞
図７は、本発明の第２実施形態に関する坩堝構造を示す断面図である。本実施形態では、同一の結晶成長用坩堝３３内で、焼成工程と結晶成長工程とを連続的に行う。研磨、酸化膜形成等、焼成までの工程は第１実施形態に示す場合と同じである。
【００５８】
焼成工程を経ていない成長面側に酸化膜３が形成されたままの種結晶３０が貼り付けられたグラファイト台座３１を蓋３４に固定し、原料３２が充填された結晶成長用坩堝３３を蓋３４により封止し、坩堝セット３５を作製する。
【００５９】
その後、坩堝セット３５の周囲に断熱材（図示せず）を配置し、これらを結晶成長炉の中に設置し、炉内を５×１０−４Ｐａまで真空引きする。そして、炉内に不活性ガスであるアルゴンを充填し、炉内の圧力を８０ｋＰａに保持する。
【００６０】
次に昇温し、結晶成長炉内で焼成工程を実施するが、坩堝底部の原料３２雰囲気の温度の方が、坩堝上部の種結晶３０周辺の雰囲気の温度よりも高温になる結晶成長時の温度勾配を結晶成長用坩堝３３内に設けると、昇温時に原料３２が昇華し、焼成工程が完了しないまま結晶成長が開始する可能性があり、貼り付け不良となってしまう。このため、坩堝上部の種結晶３０周辺の雰囲気の温度が、坩堝底部の原料３２雰囲気の温度より高温になるような温度勾配を設け、焼成工程を実施する。
【００６１】
本実施形態では坩堝上部の温度が１９００℃、坩堝底部の温度が１８３０℃となるように設定する。温度勾配は誘導加熱用コイルと坩堝セット３５の位置関係を変更することにより調整する。
【００６２】
焼成工程時の坩堝上部と坩堝底部の温度差が大きくなりすぎると、種結晶３０が昇華してしまい、種結晶３０上に成長する結晶の品質を劣化させる。このため、焼成工程時の坩堝上下温度差は１００℃未満にする必要がある。
【００６３】
７２時間かけて坩堝上部温度を１９００℃まで上昇させ、１９００℃を１時間保持し、結晶成長面の酸化膜３を除去し、カーボン接着剤６の焼成を行う。
【００６４】
その後、１０００℃まで４時間かけて降温し、１０００℃になった時点で炉内の圧力を２．６Ｐａまで真空引きし、酸化膜３から発生したガスである酸素を坩堝外へ排出する。
【００６５】
真空引き後、炉内にアルゴンを充填し、圧力を再び８０ｋＰａに上昇させ、保持する。そして、坩堝下部温度を２２００℃、坩堝上部温度を２１００℃になるように温度勾配を設定し、昇温する。
【００６６】
昇温完了後、温度を維持したまま、炉内の圧力をＳｉＣの結晶成長時の圧力である３．３ｈＰａまで減圧し、３．３ｈＰａになった時点で成長開始とする。温度２２００℃、圧力３．３ｈＰａを維持したまま４０時間成長させる。
【００６７】
当該時間成長させると、直径３５ｍｍの種結晶３０が直径３７．８ｍｍに拡大したインゴットが得られ、インゴット中心部の高さは約１１．９ｍｍとなる。
【００６８】
発明者は、上記の処理により得られたインゴットをワイヤーソーにより厚さ約１ｍｍにスライスした後、シリコン面を研磨した。そして、ＣＭＰした後、溶融ＫＯＨエッチング処理を施し、エッチピットにより結晶を評価した。
【００６９】
上記のように成長させた結晶において、マイクロパイプに起因するエッチピットはウェーハ全体で一つも存在しなかった。また、種結晶３０の成長面にスクラッチ等の傷があると、これが原因でらせん転位が発生するが、らせん転位に起因するエッチピットの密度は５．７／ｃｍ２と非常に低く、傷起因の欠陥はほぼ発生していないことが確認できた。
【００７０】
さらに、種結晶３０の貼り付け不良に起因する六角形状の中空欠陥は存在しなかった。よって、本手法を用いることにより、非常に高品質な単結晶を得ることができることが確認できた。
【００７１】
＜効果＞
本発明に関する実施形態によれば、（ｃ）酸化膜３を除去する工程および（ｄ）単結晶を成長させる工程が、同一の結晶成長用坩堝３３内で行われ、（ｆ）工程（ｃ）の後工程（ｄ）の前に、酸化膜３を除去した際に発生するガスを結晶成長用坩堝３３内から排出する工程を備える。
【００７２】
このような構成によれば、酸化膜３を除去する工程と単結晶を成長させる工程とを、種結晶１を移動させることなく連続的に行うことができる。
【００７３】
また、本発明に関する実施形態によれば、（ｃ）酸化膜３を除去する工程が、結晶成長用坩堝３３内において、（ｄ）単結晶を成長させる工程で種結晶３０の結晶成長に用いられる原料３２雰囲気の温度よりも、種結晶３０周辺の雰囲気の温度を高く保ちつつ行われる工程である。
【００７４】
このような構成によれば、昇温時に原料３２が昇華し、焼成工程が完了しないまま結晶成長が開始してしまうことを抑制し、貼り付け不良が生じないようにすることができる。
【００７５】
本発明の実施形態では、各構成要素の材質、材料、実施の条件等についても記載しているが、これらは例示であって記載したものに限られるものではない。
【００７６】
なお本発明は、その発明の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１，３０  種結晶、２  セラミック製支持基板、３  酸化膜、４  セラミック製研磨プレート、５  焼成用グラファイト坩堝、６  カーボン接着剤、１１，３１  グラファイト台座、２１，３３  結晶成長用坩堝、２２，３２  原料、２３，３４  蓋、２４，３５  坩堝セット。
【図１】
2014034485.tif 000003
【図２】
2014034485.tif 000004
【図３】
2014034485.tif 000005
【図４】
2014034485.tif 000006
【図５】
2014034485.tif 000007
【図６】
2014034485.tif 000008
【図７】
2014034485.tif 000009