(57)【要約】【課題】高品質な炭化珪素単結晶を得ることができる炭化珪素単結晶の製造方法と、それに用いる炭化珪素基板とを提供する。【解決手段】炭化珪素基板１００は、第１の主面Ｐ１と第１の主面Ｐ１の反対側に位置する第２の主面Ｐ２とを有し、第１の主面Ｐ１に対する垂直断面において、第１の主面Ｐ１の幅Ｄ１が第２の主面Ｐ２の幅Ｄ２よりも大きい。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の主面と前記第１の主面の反対側に位置する第２の主面とを有し、
前記第１の主面に対する垂直断面において、前記第１の主面の幅が前記第２の主面の幅よりも大きい、炭化珪素基板。
【請求項２】
前記炭化珪素基板の厚さは、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下である、請求項１に記載の炭化珪素基板。
【請求項３】
前記第１の主面の幅と前記第２の主面の幅との差異は、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素基板。
【請求項４】
前記炭化珪素基板は、前記第１の主面と前記第２の主面とをつなぐ側面を有し、前記垂直断面において、前記側面は前記第１の主面の垂線に対して３０°以下の交差角を有する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の炭化珪素基板。
【請求項５】
前記第１の主面および前記第２の主面は、それぞれ前記側面と接続する外周部を有し、
平面視において、前記第１の主面の外周部によって取り囲まれる領域の中に、前記第２の主面の外周部が含まれる、請求項４に記載の炭化珪素基板。
【請求項６】
前記第１の主面の外周部と前記第２の主面の外周部とが同心状である、請求項５に記載の炭化珪素基板。
【請求項７】
第１の主面と前記第１の主面の反対側に位置する第２の主面とを有し、前記第１の主面に対する垂直断面において、前記第１の主面の幅が前記第２の主面の幅よりも大きい炭化珪素基板を準備する工程と、
前記第２の主面と台座とを接着剤により接着する工程と、
前記台座に接着させた前記炭化珪素基板の前記第１の主面上に、炭化珪素単結晶を成長させる工程と、を備える炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項８】
前記接着剤は、カーボン接着剤を含む、請求項７に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項９】
前記炭化珪素基板の厚さは、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である、請求項７または請求項８に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素基板および炭化珪素単結晶の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力用半導体装置として炭化珪素半導体装置が注目されている。半導体装置に炭化珪素材料を用いることにより、現在主流である珪素材料を用いた半導体装置に比べて、高耐圧化および低オン抵抗化が期待できるからである。そして、これに伴い、半導体装置の下地基板となる良質な炭化珪素単結晶の需要が高まっている。現在、このような炭化珪素単結晶は、昇華再結晶法により製造されている（たとえば、国際公開第２０１１／０６５２３９号（特許文献１）参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０６５２３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昇華再結晶法を用いた炭化珪素単結晶の製造方法では、台座上に固定された種結晶（すなわち、炭化珪素基板）上に、炭化珪素単結晶が成長させられる。特許文献１に開示される技術は、種結晶と台座とを均一に固定することにより、マイクロパイプ欠陥等の比較的大きな結晶欠陥の発生を抑制するものである。
【０００５】
しかしながら、炭化珪素材料の有するポテンシャルを十分活かし、炭化珪素半導体装置の性能を向上させるためには、より微細な欠陥（たとえば、転位欠陥）の発生をも抑制する必要がある。
【０００６】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、高品質な炭化珪素単結晶を得ることができる炭化珪素単結晶の製造方法と、それに用いる炭化珪素基板とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施の形態に係る炭化珪素基板は、第１の主面と第１の主面の反対側に位置する第２の主面とを有し、第１の主面に対する垂直断面において、第１の主面の幅が第２の主面の幅よりも大きい。
【０００８】
そして、本発明の実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造方法は、第１の主面と第１の主面の反対側に位置する第２の主面とを有し、第１の主面に対する垂直断面において、第１の主面の幅が第２の主面の幅よりも大きい炭化珪素基板を準備する工程と、第２の主面と台座とを接着剤により接着する工程と、台座に接着させた炭化珪素基板の第１の主面上に、炭化珪素単結晶を成長させる工程と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施の形態に係る炭化珪素基板および炭化珪素単結晶の製造方法によれば、高い結晶品質を有する炭化珪素単結晶を成長させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造方法の一部を図解する模式的な断面図である。
【図２】本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造方法の一部を図解する模式的な断面図である。
【図３】従来の炭化珪素単結晶の製造方法の一部を図解する模式的な断面図である。
【図４】従来の炭化珪素単結晶の製造方法の一部を図解する模式的な断面図である。
【図５】本実施の形態に係る炭化珪素基板の一例を示す模式的な断面図である。
【図６】本実施の形態に係る炭化珪素基板の他の一例を示す模式的な断面図である。
【図７】本実施の形態に係る炭化珪素基板の一例を示す模式的な平面図である。
【図８】本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造方法の一部を図解する模式的な断面図である。
【図９】本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造方法の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１０】本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造方法の概略を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施の形態についてさらに詳細に説明する。なお、本願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符号を付すものとし、同じ説明は繰り返さない。なお、結晶学的な記載に関しては、個別面を（）、集合面｛｝で、それぞれ示すものとする。また、結晶学上の指数が負であることは、通常、”−”（バー）を数字の上に付すことによって表現されるが、本明細書中では数字の前に負の符号を付すことで表現するものとする。
【００１２】
［本願発明の実施形態の説明］
まず、本発明の実施の形態（以下、「本実施の形態」とも記す）の概要を以下の（１）〜（９）に列記して説明する。
【００１３】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行なったところ、種結晶である炭化珪素基板と台座とを接着するために用いられる接着剤が、接着面からはみ出し、炭化珪素単結晶を成長させる面上へと回り込むことにより、微細な結晶欠陥を発生させる要因となっているとの知見を得、当該知見に基づきさらに研究を重ねることにより、接着剤の回り込みを効率的に防止する方法を見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本実施の形態に係る炭化珪素基板は次の構成を備える。
【００１４】
（１）本実施の形態に係る炭化珪素基板は、第１の主面Ｐ１と第１の主面Ｐ１の反対側に位置する第２の主面Ｐ２とを有し、第１の主面Ｐ１に対する垂直断面において、第１の主面Ｐ１の幅Ｄ１が第２の主面Ｐ２の幅Ｄ２よりも大きい。
【００１５】
上記の構成を備える炭化珪素基板において、第２の主面Ｐ２を台座２と接着させる面とし、第１の主面Ｐ１を炭化珪素単結晶を成長させる面とすることにより、第２の主面Ｐ２と台座２とを接着する際に、これらの間から接着剤３がはみ出したとしても、接着剤３は炭化珪素単結晶の成長面である第１の主面Ｐ１上へと回り込むことがない。したがって、接着剤３の回り込みに起因する微細な結晶欠陥の発生を防止することができる。
【００１６】
また、接着剤３がはみ出しても、第１の主面Ｐ１上に回り込むことがないため、あえて接着剤３をはみ出させることにより、第２の主面Ｐ２と台座２との間の空間が接着剤３で満たされていることを確認することができる。すなわち、炭化珪素基板と台座２との接着状態の良否を容易に判別することが可能である。
【００１７】
（２）炭化珪素基板の厚さＴは、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、さらに確実に接着剤３の回り込みを防止することができる。また、上記範囲の厚さを有する炭化珪素基板は、デバイス用基板として用いることもできる。すなわち、第１の主面Ｐ１上にエピタキシャル成長を行なって、直接、炭化珪素半導体装置を製造することもできる。
【００１８】
（３）第１の主面Ｐ１の幅Ｄ１と第２の主面Ｐ２の幅Ｄ２との差異は、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、さらに確実に接着剤３の回り込みを防止することができる。
【００１９】
（４）炭化珪素基板は、第１の主面Ｐ１と第２の主面Ｐ２とをつなぐ側面ＳＤを有し、垂直断面において、側面ＳＤは第１の主面Ｐ１の垂線に対して３０°以下の交差角θを有することが好ましい。これにより、さらに確実に接着剤３の回り込みを防止することができる。
【００２０】
（５）第１の主面Ｐ１および第２の主面Ｐ２は、それぞれ側面ＳＤと接続する外周部を有し、平面視において、第１の主面Ｐ１の外周部Ｃ１によって取り囲まれる領域の中に、第２の主面Ｐ２の外周部Ｃ２が含まれることが好ましい。これにより、第１の主面Ｐ１の全周に亘り、確実に接着剤３の回り込みを防止することができる。
【００２１】
（６）第１の主面Ｐ１の外周部Ｃ１と第２の主面Ｐ２の外周部Ｃ２とが同心状であることが好ましい。これにより、第１の主面Ｐ１の全周に亘り、さらに確実に接着剤３の回り込みを防止することができる。
【００２２】
（７）本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造方法は、第１の主面Ｐ１と第１の主面Ｐ１の反対側に位置する第２の主面Ｐ２とを有し、第１の主面Ｐ１に対する垂直断面において、第１の主面Ｐ１の幅Ｄ１が第２の主面Ｐ２の幅Ｄ２よりも大きい炭化珪素基板１００を準備する工程Ｓ１と、第２の主面Ｐ２と台座２とを接着剤３により接着する工程Ｓ２と、台座２に接着させた炭化珪素基板１００の第１の主面Ｐ１上に、炭化珪素単結晶１１を成長させる工程Ｓ３と、を備える。
【００２３】
上記の製造方法に従えば、上記の構成を有する炭化珪素基板１００を用いることにより、接着剤３に起因する微細な結晶欠陥の発生を防止することができる。したがって、高い結晶品質を有する炭化珪素単結晶を製造することができる。
【００２４】
（８）接着剤３は、カーボン接着剤を含むことが好ましい。これにより、炭化珪素基板１００と接着剤３とが共に炭素原子（Ｃ）を含むこととなるため、炭化珪素基板１００と接着剤３との密着性を向上させることができる。
【００２５】
（９）炭化珪素基板１００の厚さＴは、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。上記範囲の厚さを有する炭化珪素基板１００は、種結晶として有用である。すなわち、台座２との接着作業等におけるハンドリング性に優れる。また、炭化珪素基板１００の厚さが上記範囲を占めることにより、接着剤３の回り込みを、より確実に防止することができる。
【００２６】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本実施の形態に係る炭化珪素基板および炭化珪素単結晶の製造方法について、より詳細に説明するが、本実施の形態はこれらに限定されるものではない。
【００２７】
＜実施の形態１＞
＜炭化珪素基板＞
図５は、本実施の形態の炭化珪素基板１００の一例を示す模式的な断面図である。図５に示すように、本実施の形態の炭化珪素基板１００は、第１の主面Ｐ１と第１の主面Ｐ１の反対側に位置する第２の主面Ｐ２とを有している。そして、第１の主面Ｐ１に対する垂直断面において、第１の主面Ｐ１の幅Ｄ１が第２の主面Ｐ２の幅Ｄ２よりも大きい。
【００２８】
図３および図４は、従来技術における炭化珪素基板（種結晶）および炭化珪素単結晶の製造方法を図解する模式的な断面図である。図３に示すように、従来技術における炭化珪素基板３００は、炭化珪素単結晶を成長させる面と、台座２との接着面とが、炭化珪素単結晶を成長させる面に対する垂直断面において、ほぼ同じ幅を有している。このため、図４に示すように、接着剤３を用いて、炭化珪素基板３００と台座２と接着する際、接着剤３が接着面からはみ出した場合、接着剤３が炭化珪素単結晶を成長させる面上へと回り込んでしまう。接着剤３は、その後、加熱され炭化するため、炭化した汚れとして成長面上に残留することとなる。そして、この状態の炭化珪素基板３００上に、炭化珪素単結晶を成長させると、炭化した汚れに起因して、炭化珪素単結晶中に微細な結晶欠陥が発生する。
【００２９】
また、従来技術では、接着剤３の回り込みを防止するため、接着剤３の量を少なくすると、炭化珪素基板３００と台座２との接着が不均一になり、マクロな欠陥（たとえば、マイクロパイプ欠陥）が発生する場合もある。
【００３０】
ここで、微細な結晶欠陥の発生量は、たとえばエッチピット密度（ＥＰＤ：Etch Pit Density）を計測することにより見積もることができる。
【００３１】
これに対して、本実施の形態の炭化珪素基板１００は、図１に示すように、第１の主面Ｐ１の幅Ｄ１が、第２の主面Ｐ２の幅Ｄ２よりも大きい。そのため、図２に示すように、接着剤３を用いて、第２の主面Ｐ２を台座２と接着する際に、接着剤３が接着面からはみ出したとしても、接着剤３は第１の主面Ｐ１上へと回り込むことができない。したがって、第１の主面Ｐ１上に接着剤３に由来する炭化した汚れが生じることがない。これにより、第１の主面Ｐ１上に高い結晶品質を有する炭化珪素単結晶を成長させることができる。また、接着作業時に積極的に接着剤３をはみ出させることにより、接着状態の良否を確実に判別することもできる。
【００３２】
本実施の形態の炭化珪素基板は、図５に示す断面形状の他、たとえば図６に示すような断面形状を有していてもよい。図６に示す炭化珪素基板２００も、第１の主面Ｐ１の幅Ｄ１が、第２の主面Ｐ２の幅Ｄ２よりも大きいため、第１の主面Ｐ１上に高い結晶品質を有する炭化珪素単結晶を成長させることができる。
【００３３】
なお、本実施の形態において、第１の主面Ｐ１の面方位の｛０００１｝面からのオフ角度（傾き）（すなわち（０００１）面または（０００−１）面からのオフ角度）は、１５°以下が好ましく、５°以下がより好ましい。
【００３４】
本実施の形態の炭化珪素基板１００の厚さＴは、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。基板の厚さが０．２ｍｍ以上であることにより、さらに確実に接着剤３の回り込みを防止できるからである。他方、基板の厚さが５ｍｍを超えると、材料コストの観点から好ましくない。上記範囲の厚さを有する炭化珪素基板１００は、デバイス用基板としても用いることができる。なお、炭化珪素基板１００の用途が種結晶である場合は、炭化珪素基板１００の厚さＴは０．５ｍｍ以上５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．７ｍｍ以上２ｍｍ以下である。このような厚さを有することにより、接着作業等においてハンドリング性が向上するからである。
【００３５】
また、第１の主面Ｐ１の幅Ｄ１と第２の主面Ｐ２の幅Ｄ２との差異は、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。上記差異が０．１ｍｍ以上であることにより、さらに確実に接着剤３の回り込みを防止できるからである。上記差異が１０ｍｍを超えると材料コストの観点から好ましくない。これは、第１の主面Ｐ１のうち、上記差異に相当する部分は、炭化珪素単結晶を成長させる際に、近接昇華によって消失するため、実質的には成長面として機能せず無駄部分となるからである。より好ましくは、上記差異は０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。なお、台座２の接着面の幅Ｄ３は、Ｄ１≧Ｄ３≧Ｄ２となる関係を満たすことが好ましい。
【００３６】
また、炭化珪素基板１００は、第１の主面Ｐ１と第２の主面Ｐ２とをつなぐ側面ＳＤを有し、図５に示すような垂直断面において、側面ＳＤは第１の主面Ｐ１の垂線に対して３０°以下の交差角（図５中のθ）を有することが好ましい。交差角θが３０°を超えると、第１の主面Ｐ１および第２の主面Ｐ２を化学機械研磨加工（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）する際、研磨パッドがエッジ部（第１の主面Ｐ１と側面ＳＤとの接続部の近傍部分）に接触して、加工効率が低下する場合がある。なお交差角θは、より好ましくは２０°以下である。
【００３７】
また図７は、炭化珪素基板１００を第２の主面Ｐ２側から見た平面図である。図７に示すように、炭化珪素基板１００において、第１の主面Ｐ１および第２の主面Ｐ２は、それぞれ側面ＳＤと接続する外周部Ｃ１、外周部Ｃ２を有し、平面視において、第１の主面Ｐ１の外周部Ｃ１によって取り囲まれる領域の中に、第２の主面Ｐ２の外周部Ｃ２が含まれることが好ましい。これにより、第１の主面Ｐ１の全周に亘り、確実に接着剤３の回り込みを防止することができるからである。
【００３８】
さらに、第１の主面Ｐ１の外周部Ｃ１と第２の主面Ｐ２の外周部Ｃ２とが同心状であることが好ましい。ここで、「同心状である」とは、外周部Ｃ１の外接する円と、外周部Ｃ２の外接する円とが同心円であることを示す。図７に示すように、通常、炭化珪素基板は、オリエンテーションフラット部ＯＦを有しており、完全な円形ではないが、外周部Ｃ１の外接する円と、外周部Ｃ２の外接する円とが同心円であることにより、外周部Ｃ１と外周部Ｃ２とが同心状であるとみなすことができる。そして、このような構成を有することにより、第１の主面Ｐ１の全周に亘って、接着剤３の回り込みを防止することができる。
【００３９】
＜実施の形態２＞
＜炭化珪素単結晶の製造方法＞
実施の形態２は、実施の形態１で説明した炭化珪素基板を用いて、炭化珪素単結晶を製造する方法である。図１０は、本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造方法の概略を示すフローチャートである。図１０に示すように、本実施の形態の炭化珪素単結晶の製造方法は、工程Ｓ１、工程Ｓ２および工程Ｓ３を備える。以下、各工程について説明する。
【００４０】
＜工程Ｓ１＞
工程Ｓ１では、第１の主面Ｐ１と第１の主面Ｐ１の反対側に位置する第２の主面Ｐ２とを有し、第１の主面Ｐ１に対する垂直断面において、第１の主面Ｐ１の幅Ｄ１が第２の主面Ｐ２の幅Ｄ２よりも大きい炭化珪素基板１００が準備される。すなわち、実施の形態１で説明した炭化珪素基板１００が準備される。ここで、準備される炭化珪素基板１００の厚さＴは、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、０．７ｍｍ以上２ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００４１】
本実施の形態に係る炭化珪素基板１００は、たとえば次のような方法で準備することができる。すなわち、炭化珪素インゴット（図示せず）を研削加工して円筒形とした後、スライスすることにより炭化珪素基板を得、さらに該炭化珪素基板の側面を、たとえばチャンファ加工することにより、図５または図６に示す断面形状を有する炭化珪素基板を準備することができる。この方法は、寸法精度が高いため、幅Ｄ１と幅Ｄ２の差異や交差角θを容易に制御することができる。
【００４２】
また、炭化珪素基板１００は、次のような方法で準備することもできる。すなわち、炭化珪素インゴットを、インゴットが成長するに従って、インゴットの直径が増大するように成長させる。これにより、インゴットを円筒形に研削することなく、そのままスライスすることによって、図５に示す断面形状を有する炭化珪素基板を製造することができる。この方法は、研削加工を行なう必要がないため、工程負担が少なく好適である。なお、この方法で得た炭化珪素基板に対して、チャンファ加工等を行なうことも当然可能である。
【００４３】
台座２との接着面となる第２の主面Ｐ２に対しては、表面粗さを大きくする加工が行なわれることが好ましい。これにより、台座２との接着強度が向上するからである。この加工は、たとえば、十分に大きな粒径を有する砥粒を用いて第２の主面Ｐ２を研磨することによって行なうことができる。ここで、砥粒は、粒子径が１６μｍ以上の粒子を含むことが好ましい。すなわち、粒度分布において、粒子径が１６μｍ以上の成分を含むことが好ましい。砥粒の平均粒子径は、好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下であり、より好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下であり、さらに好ましくは１２μｍ以上２５μｍ以下である。なお、ここで「平均粒子径」とは、レーザー回折・散乱法による５０％体積平均粒子径（すなわちｄ５０）を意味する。
【００４４】
上記の砥粒はダイヤモンド粒子であることが好ましい。また、上記の砥粒はスラリー中に分散されて用いられることがより好ましい。すなわち、上記の研磨は、ダイヤモンドスラリーを用いて行うことが好ましい。平均粒子径が５μｍ以上５０μｍ以下であり、かつ粒度分布において粒子径が１６μｍ以上の成分を有するダイヤモンド粒子を含有するダイヤモンドスラリーは、一般的に容易に入手することができる。
【００４５】
なお上記のように第２の主面Ｐ２の表面粗さをより大きくする工程を行なう代わりに、最初から十分に大きな表面粗さを有する第２の主面Ｐ２を形成し、この面を研磨することなく用いてもよい。具体的には、ワイヤソーによるスライスによって形成された炭化珪素基板１００の第２の主面Ｐ２を、研磨することなく用いてもよい。すなわち第２の主面Ｐ２として、スライスによって形成されかつその後に研磨されていない面であるアズスライス面を用いてもよい。ワイヤソーによるスライスにおいては、前述した砥粒が用いられることが好ましい。
【００４６】
＜工程Ｓ２＞
図１および図２を参照して、工程Ｓ２を説明する。工程Ｓ２は、炭化珪素基板１００の第２の主面Ｐ２と台座２とを接着剤３によって接着する工程である。前述したように、本実施の形態では、第１の主面Ｐ１の幅Ｄ１が第２の主面Ｐ２の幅Ｄ２よりも大きい炭化珪素基板１００を用いているため、接着剤３が第１の主面Ｐ１上に回り込むことを防止することができる。
【００４７】
台座２は、炭化珪素基板１００と接着されることとなる面（以下、保持面とも記す）に炭素（Ｃ）を含むことが好ましい。台座２の材質は、たとえばグラファイトである。台座２の保持面は、平坦であることが好ましい。したがって、たとえば、保持面に対して研磨等の平坦性を向上させる処理が行なわれていることが好ましい。
【００４８】
図１を参照して、炭化珪素基板１００と台座２との間に接着剤３が配置される。ここで、接着剤３はカーボン接着剤を含むことが好ましい。カーボン接着剤とは、溶媒中にカーボン粉末が分散されてなる接着剤であり、熱処理によって溶媒が揮発し、実質的にカーボンのみからなる接着層を形成し得るものである。このようなカーボン接着剤は炭素を含むため、炭化珪素基板１００および台座２との密着性が高く好適である。カーボン接着剤の具体例としては、たとえば、フェノール樹脂にカーボン粉末が混合され、溶媒としてフェノールおよびエチルアルコールを含むものを例示することができる。
【００４９】
図１は、接着剤３が台座２の保持面に配置される例を図示しているが、接着剤３は、炭化珪素基板１００と台座２との間に配置されればよく、たとえば、炭化珪素基板１００の第２の主面Ｐ２上に配置されてもよいし、台座２の保持面に配置されてもよく、あるいはこれらの双方に配置されてもよい。
【００５０】
次に、接着剤３を挟んで炭化珪素基板１００の第２の主面Ｐ２と台座２とが互いに接触させられる。好ましくはこの接触は、５０℃以上１２０℃以下の温度で、また０．０１Ｐａ以上１ＭＰａ以下の圧力で両者が互いを押し付け合うように行われる。また、本実施の形態では、炭化珪素基板１００と台座２との間から、接着剤３がはみ出すように、両者を押し付け合うことにより、接着状態を確認し、両者を確実かつ均一に接着することができる。このような操作は、接着剤３が第１の主面Ｐ１上に回り込むことがないため可能となる。
【００５１】
続いて、接着剤３のプリベークが行なわれることが好ましい。このプリベーク温度は１５０℃以上であることが好ましい。
【００５２】
さらに、接着剤３は、プリベークの後、加熱されて炭化されることが好ましい。この加熱によって接着剤３は硬化して接着層となり、炭化珪素基板１００が台座２に接着、固定される。
【００５３】
上記の加熱は、８００℃以上１８００℃以下の温度で、１時間以上１０時間以下の時間で、０．１３ｋＰａ以上大気圧以下の圧力で、また不活性ガス雰囲気中で行なわることが好ましい。なお、不活性ガスとしては、たとえば、ヘリウム、アルゴン、または窒素ガスが用いられる。
【００５４】
＜工程Ｓ３＞
工程Ｓ３は、台座２に接着させた炭化珪素基板１００の第１の主面Ｐ１上に、炭化珪素単結晶１１を成長させる工程である。まず、図８を参照して、坩堝２０に炭化珪素粉末からなる原料１０が収容される。次に、坩堝２０の内部へ第１の主面Ｐ１が面するように、台座２が坩堝２０に取り付けられる。このとき、図８に示すように、台座２が坩堝２０の蓋として機能してもよい。
【００５５】
次に、昇華再結晶法によって、炭化珪素基板１００の第１の主面Ｐ１上に炭化珪素単結晶１１が成長させられる。すなわち、図中矢印で示す方向に、原料１０を昇華させ、第１の主面Ｐ１上に昇華物を堆積させることにより、炭化珪素単結晶１１を成長させることができる。この昇華再結晶法における温度は、たとえば、２１００℃以上２５００℃以下とされる。またこの昇華再結晶法における圧力は、好ましくは１．３ｋＰａ以上大気圧以下とされ、より好ましくは成長速度を高めるために１３ｋＰａ以下とされる。
【００５６】
このとき、図８に示すように、結晶成長初期において、炭化珪素単結晶１１は、第１の主面Ｐ１の全面に堆積する。しかし、炭化珪素基板１００のエッジ部は、台座２側へと向かって近接昇華するため（図８中の破線矢印）、エッジ部は次第に消失して、図９に示すように、最終的には、第１の主面Ｐ１の幅Ｄ１は、第２の主面Ｐ２とほぼ同じ幅となり、その上に炭化珪素単結晶１１が成長することとなる。
【００５７】
そのため、炭化珪素基板１００と台座２との間から、はみ出した接着剤３もエッジ部とともに消失する。これにより、結晶成長中の高温において、接着剤３が流動して成長面である第１の主面Ｐ１に到達することがなく、高品質な結晶を成長させることができる。
【００５８】
また、経済的観点から、第１の主面Ｐ１の幅Ｄ１を第２の主面Ｐ２の幅Ｄ２より過度に大きくすることは好ましくなく、第１の主面Ｐ１の幅Ｄ１と第２の主面Ｐ２の幅Ｄ２との差異、すなわち「Ｄ１−Ｄ２」は、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることがより好ましい。
【実施例】
【００５９】
以下、実施例を用いて本実施の形態をより詳細に説明するが、本実施の形態はこれらに限定されるものではない。
【００６０】
＜実施例１＞
まず、炭化珪素インゴットからスライスされた基板を、チャンファ加工することにより、ポリタイプ４Ｈおよび面方位（０００−１）を有し、第１の主面Ｐ１の直径（幅Ｄ１）が１０５ｍｍ、第２の主面Ｐ２の直径（幅Ｄ２）が１００ｍｍ、厚さＴが１．５ｍｍである、実施例１に係る炭化珪素基板１００を得た。なお、炭化珪素基板１００は、平面視において、オリエンテーションフラット部ＯＦを有するものであり、ここでの直径とは、それぞれの主面が外接する円の直径を示す。
【００６１】
次に、グラファイト製の台座２を準備した。このグラファイト製の台座２の保持面を、ダイヤモンドスラリーを用いて研磨した。
【００６２】
次に、フェノール樹脂、フェノール、エチルアルコール、ホルムアルデヒド、水分、および固形カーボン成分を含む接着剤３を準備した。そして、この接着剤３を挟んで第２の主面Ｐ２と台座２とを互いに接触させた。接着剤３の塗布量は約２５ｍｇ／ｃｍ2、厚さは約４０μｍとした。接触は、１００℃および０．１ＭＰａの条件で行なった。
【００６３】
次に、接着剤３をプリベークした。具体的には、８０℃で４時間、１２０℃で４時間、２００℃で１時間の熱処理を順次行なった。
【００６４】
続いて、接着剤３を加熱した。この加熱は、１１５０℃で、１時間に亘って、８０ｋＰａのヘリウムガス雰囲気中で行なった。なお、この加熱によって、接着剤３が炭化し、接着層が形成され、炭化珪素基板１００と台座２とが接着、固定された。
【００６５】
次に、グラファイト製の坩堝２０内に、炭化珪素粉末である原料１０を収容した。さらに、坩堝２０の内部へ第１の主面Ｐ１が面するように、かつ台座２が坩堝２０の蓋として機能するように、台座２を坩堝２０に取り付けた。
【００６６】
次に、昇華再結晶法によって、第１の主面Ｐ１上に炭化珪素単結晶１１を成長させた。成長条件は、温度：２４００℃、圧力：１．７ｋＰａ、時間：３００時間とした。
【００６７】
＜比較例１＞
第１の主面Ｐ１と第２の主面Ｐ２の直径が、ともに１００ｍｍである、比較例１に係る炭化珪素基板３００を得る以外は、実施例１と同様にして、昇華再結晶法によって、第１の主面Ｐ１上に炭化珪素単結晶１１を成長させた。
【００６８】
＜評価＞
実施例１および比較例１で得られた炭化珪素単結晶をスライスして得た基板を、水酸化カリウム（ＫＯＨ）融液に浸し、表面をエッチングして、該表面をノルマルスキー微分干渉顕微鏡を用いて観察して、エッチピット数をカウントすることにより、ＥＰＤを測定した。
【００６９】
その結果、実施例１では、比較例１に比し、成長初期における部分のＥＰＤが２０％低減されていた。この理由は、接着剤３が第１の主面Ｐ１上に回り込むことに起因する微細な結晶欠陥が抑制されたためであると考えられる。
【００７０】
以上のように、実施の形態および実施例の説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初より予定している。
【００７１】
今回開示された実施の形態および実施例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】
【００７２】
２  台座
３  接着剤
１１  炭化珪素単結晶
１０  原料
２０  坩堝
１００，２００，３００  炭化珪素基板
Ｐ１  第１の主面
Ｐ２  第２の主面
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３  幅
Ｔ  厚さ
θ  交差角
ＳＤ  側面
Ｃ１，Ｃ２  外周部
ＯＦ  オリエンテーションフラット部
【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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