(57)【要約】【課題】高品質な結晶を成長させることが可能な種結晶が得られる種結晶の製造方法および当該種結晶の製造方法が実施される炭化珪素インゴットの製造方法を提供する。【解決手段】種結晶の製造方法は、炭化珪素単結晶体を得る工程（Ｓ１０）と、炭化珪素単結晶体の表面を加工することなく炭化珪素単結晶体を切断して種結晶を得る工程（Ｓ２０）とを備えている。上記種結晶の製造方法によれば、高品質な結晶を成長させることが可能な種結晶を作製することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素単結晶体を得る工程と、
前記炭化珪素単結晶体の表面を加工することなく前記炭化珪素単結晶体を切断して種結晶を得る工程とを備える、種結晶の製造方法。
【請求項２】
前記種結晶を得る工程では、厚み方向において径が変化する前記種結晶が得られる、請求項１に記載の種結晶の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の種結晶の製造方法を用いて前記種結晶を準備する工程と、
前記種結晶の一方の主面上に炭化珪素層を成長させて炭化珪素インゴットを得る工程とを備える、炭化珪素インゴットの製造方法。
【請求項４】
前記炭化珪素インゴットを得る工程では、前記炭化珪素層を成長させる前記一方の主面における径が、前記一方の主面と反対側の他方の主面における径よりも大きくなるように前記種結晶が成長容器内に配置される、請求項３に記載の炭化珪素インゴットの製造方法。
【請求項５】
前記炭化珪素インゴットを得る工程では、前記炭化珪素層を成長させる前記一方の主面における径が、前記一方の主面と反対側の他方の主面における径よりも小さくなるように前記種結晶が成長容器内に配置される、請求項３に記載の炭化珪素インゴットの製造方法。
【請求項６】
前記種結晶を準備する工程の後、前記炭化珪素インゴットを得る工程の前に、前記種結晶の前記一方の主面を含む領域を除去する工程をさらに備える、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の炭化珪素インゴットの製造方法。
【請求項７】
前記種結晶の前記一方の主面を含む領域を除去する工程では、前記種結晶の前記一方の主面が研磨される、請求項６に記載の炭化珪素インゴットの製造方法。
【請求項８】
前記種結晶の前記一方の主面を含む領域を除去する工程では、前記種結晶の前記一方の主面がエッチングされる、請求項６または請求項７に記載の炭化珪素インゴットの製造方法。
【請求項９】
前記炭化珪素層において、前記種結晶との接触面から前記炭化珪素層の成長方向における距離が１ｍｍであり、前記炭化珪素層の外周面から前記成長方向に垂直な方向における距離が１０ｍｍである点での転位密度が、前記種結晶の転位密度の１．１倍以下である、請求項３〜請求項８のいずれか１項に記載の炭化珪素インゴットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種結晶および炭化珪素インゴットの製造方法に関し、より特定的には、高品質な結晶を成長させることが可能な種結晶が得られる種結晶の製造方法および当該種結晶の製造方法が実施される炭化珪素インゴットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化珪素インゴットは、改良レーリー法を用いて種結晶上に炭化珪素単結晶を成長させることにより得られる。たとえば、特表平５−５００８８３号公報（以下、特許文献１という）では、炭化珪素結晶の表面における傷や加工ダメージ層を研磨処理や反応性イオンエッチングなどにより除去し、当該表面上に形成される単結晶炭化珪素薄膜における欠陥の発生を抑制することが提案されている。また、特開２００１−２４９９号公報（以下、特許文献２という）では、種結晶の側面を斜めに加工した後にエッチングなどを行うことにより、当該側面における加工ダメージなどを除去することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表平５−５００８８３号公報
【特許文献２】特開２００１−２４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の炭化珪素インゴットにおいては、種結晶上に成長した炭化珪素単結晶中における欠陥の発生を十分に抑制することが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高品質な結晶を成長させることが可能な種結晶が得られる種結晶の製造方法および当該種結晶の製造方法が実施される炭化珪素インゴットの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】
【０００６】
本発明に従った種結晶の製造方法は、炭化珪素単結晶体を得る工程と、炭化珪素単結晶体の表面を加工することなく炭化珪素単結晶体を切断して種結晶を得る工程とを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高品質な結晶を成長させることが可能な種結晶が得られる種結晶の製造方法および当該種結晶の製造方法が実施される炭化珪素インゴットの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係る種結晶の製造方法を概略的に示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態１に係る炭化珪素インゴットの製造方法を概略的に示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態１に係る種結晶の製造方法における工程（Ｓ１０）を説明するための概略断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る種結晶の製造方法における工程（Ｓ２０）を説明するための概略図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る種結晶の製造方法により得られる種結晶の構成を示す概略図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る炭化珪素インゴットの製造方法における工程（Ｓ５０）を説明するための概略断面図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る炭化珪素インゴットの製造方法により得られる炭化珪素インゴット中の転位密度の測定を説明するための概略断面図である。
【図８】本発明の実施形態２に係る種結晶の製造方法における工程（Ｓ１０）を説明するための概略断面図である。
【図９】本発明の実施形態２に係る種結晶の製造方法における工程（Ｓ２０）を説明するための概略図である。
【図１０】本発明の実施形態２に係る種結晶の製造方法により得られる種結晶の構成を示す概略図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係る炭化珪素インゴットの製造方法における工程（Ｓ５０）を説明するための概略断面図である。
【図１２】本発明の実施形態３に係る種結晶の製造方法における工程（Ｓ１０）を説明するための概略断面図である。
【図１３】本発明の実施形態３に係る種結晶の製造方法における工程（Ｓ２０）を説明するための概略図である。
【図１４】本発明の実施形態３に係る種結晶の製造方法により得られる種結晶の構成を示す概略図である。
【図１５】本発明の実施形態３に係る炭化珪素インゴットの製造方法における工程（Ｓ５０）を説明するための概略断面図である。
【図１６】比較例における炭化珪素単結晶体の作製を説明するための概略断面図である。
【図１７】比較例における炭化珪素単結晶体の外周研削の様子を説明するための概略図である。
【図１８】比較例における炭化珪素単結晶体の切断の様子を説明するための概略図である。
【図１９】比較例における種結晶の構成を示す概略図である。
【図２０】比較例における炭化珪素インゴットの作製を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[本願発明の実施形態の説明]
まず、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１０】
（１）  本実施形態に係る種結晶の製造方法は、炭化珪素単結晶体１２，２２，３２を得る工程と、炭化珪素単結晶体の表面（外周面１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ）を加工することなく炭化珪素単結晶体を切断して種結晶１４，２４，３４を得る工程とを備えている。
【００１１】
上記種結晶の製造方法では、炭化珪素単結晶体１２，２２，３２は外周面１２ｂ，２２ｂ，３２ｂが加工されずに切断されるため、当該外周面１２ｂ，２２ｂ，３２ｂにおいて加工によるダメージ層の導入が抑制される。そのため、種結晶１４，２４，３４では、側面１４ｂ，２４ｂ，３４ｂ（外周面１２ｂ，２２ｂ，３２ｂに相当する）における傷やダメージ層の導入が抑制される。これにより、種結晶１４，２４，３４上に炭化珪素層１５，２５，３５を成長させて炭化珪素インゴット１，２，３を作製する際に、当該炭化珪素層１５，２５，３５の外周部において種結晶１４，２４，３４中のダメージ層に起因する欠陥の発生を抑制することができる。したがって、上記種結晶の製造方法によれば、高品質な炭化珪素層１５，２５，３５を成長させることが可能な種結晶１４，２４，３４を得ることができる。
【００１２】
なお「炭化珪素単結晶体の表面が加工されない」とは、たとえば研削、研磨、エッチングなど、炭化珪素単結晶体の表面に傷やダメージ層を導入し得る処理が施されないことを意味する。
【００１３】
（２）  上記種結晶の製造方法において、種結晶を得る工程では、厚み方向において径が変化する種結晶２４，３４が得られてもよい。
【００１４】
これにより、主面２４ａ，３４ａに対して傾斜した側面２４ｂ，３４ｂにおいてダメージ層の導入が抑制された種結晶２４，３４を得ることができる。
【００１５】
（３）  本実施形態に係る炭化珪素インゴットの製造方法は、上記本実施形態に係る種結晶の製造方法を用いて種結晶１４，２４，３４を準備する工程と、種結晶の一方の主面１４ａ，２４ａ，３４ａ上に炭化珪素層１５，２５，３５を成長させて炭化珪素インゴット１，２，３を得る工程とを備えている。
【００１６】
上記炭化珪素インゴットの製造方法では、側面１４ｂ，２４ｂ，３４ｂにおけるダメージ層の導入が抑制された種結晶１４，２４，３４を用いて炭化珪素インゴット１，２，３が作製される。そのため、上記炭化珪素インゴットの製造方法では、炭化珪素層１５，２５，３５の外周部において欠陥の発生が抑制された高品質な炭化珪素インゴット１，２，３を作製することができる。
【００１７】
（４）  上記炭化珪素インゴットの製造方法において、炭化珪素インゴットを得る工程では、炭化珪素層２５を成長させる一方の主面２４ａにおける径が、一方の主面２４ａと反対側の他方の主面２４ｃにおける径よりも大きくなるように種結晶２４が成長容器（坩堝４）内に配置されてもよい。
【００１８】
これにより、種結晶２４上に炭化珪素層２５を成長させる際に、側面２４ｂ上において結晶成長が進行することを抑制することができる。
【００１９】
（５）  上記炭化珪素インゴットの製造方法において、炭化珪素インゴットを得る工程では、炭化珪素層３５を成長させる一方の主面３４ａにおける径が、一方の主面３４ａと反対側の他方の主面３４ｃにおける径よりも小さくなるように種結晶３４が成長容器（坩堝４）内に配置されてもよい。
【００２０】
これにより、種結晶３４上に炭化珪素層３５を成長させる際に、主面３４ａおよび側面３４ｂ上のそれぞれにおいて結晶成長が進行する。また、上述のように、種結晶３４の側面３４ｂではダメージ層の導入が抑制されている。そのため、種結晶３４を上述のように配置した場合においても、欠陥の発生が抑制された高品質な炭化珪素インゴット３を作製することができる。
【００２１】
（６）  上記炭化珪素インゴットの製造方法は、種結晶１４，２４，３４を準備する工程の後、炭化珪素インゴット１，２，３を得る工程の前に、種結晶１４，２４，３４の一方の主面１４ａ，２４ａ，３４ａを含む領域を除去する工程をさらに備えている。
【００２２】
これにより、炭化珪素単結晶体１２，２２，３２を切断する際に主面１４ａ，２４ａ，３４ａに導入され得るダメージ層を除去することができる。その結果、より高品質な炭化珪素インゴット１，２，３を作製することができる。
【００２３】
（７）  上記炭化珪素インゴットの製造方法において、種結晶１４，２４，３４の一方の主面１４ａ，２４ａ，３４ａを含む領域を除去する工程では、種結晶１４，２４，３４の一方の主面１４ａ，２４ａ，３４ａが研磨されてもよい。これにより、主面１４ａ，２４ａ，３４ａに存在し得るダメージ層を容易に除去することができる。
【００２４】
（８）  上記炭化珪素インゴットの製造方法において、種結晶１４，２４，３４の一方の主面１４ａ，２４ａ，３４ａを含む領域を除去する工程では、種結晶１４，２４，３４の一方の主面１４ａ，２４ａ，３４ａがエッチングされてもよい。これにより、主面１４ａ，２４ａ，３４ａに存在し得るダメージ層をより容易に除去することができる。
【００２５】
（９）  上記炭化珪素インゴットの製造方法においては、炭化珪素層１５，２５，３５において、種結晶１４，２４，３４との接触面から炭化珪素層１５，２５，３５の成長方向における距離が１ｍｍであり、炭化珪素層１５，２５，３５の外周面１５ｂから上記成長方向に垂直な方向における距離が１０ｍｍである点Ｓ１での転位密度が、種結晶１４，２４，３４の転位密度の１．１倍以下である。
【００２６】
このように上記炭化珪素インゴットの製造方法によれば、炭化珪素層１５，２５，３５の外周部における転位密度が低減された高品質な炭化珪素インゴット１，２，３を作製することができる。
【００２７】
[本願発明の実施形態の詳細]
次に、本発明の実施形態の具体例を図面を参照しつつ説明する。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、その説明は繰り返さない。
【００２８】
（実施形態１）
まず、本発明の一実施形態である実施形態１に係る種結晶の製造方法について説明する。図１を参照して、まず工程（Ｓ１０）として炭化珪素単結晶体を得る工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、図３を参照して、まず炭化珪素単結晶からなる種基板１０と、多結晶の炭化珪素粉末や炭化珪素焼結体からなる原料１３とが準備され、カーボン製の坩堝４内にそれぞれ配置される。次に、坩堝４内にアルゴン（Ａｒ）ガスなどのキャリアガスが供給され、加熱コイル５により坩堝４の内部が炭化珪素の結晶成長温度にまで加熱される。
【００２９】
次に、アルゴンガスを供給しつつ坩堝４内を所定の圧力にまで減圧する。これにより、原料１３が昇華して炭化珪素の原料ガスが発生し、当該原料ガスが種基板１０の主面１０ａ上において固化することにより炭化珪素層１１が成長する。これにより、種基板１０および炭化珪素層１１を含む炭化珪素単結晶体１２が得られる。上記結晶成長が完了した後、炭化珪素単結晶体１２が坩堝４から取り出される。
【００３０】
次に、工程（Ｓ２０）として炭化珪素単結晶体を切断する工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、図４を参照して、炭化珪素単結晶体１２が成長面１２ａに沿った方向（図４中破線に示す方向）において所定の厚みで切断される。これにより、図５に示すように主面１４ａ，１４ｃおよび側面１４ｂを有する種結晶１４が得られる。
【００３１】
またこの工程（Ｓ２０）では、図４を参照して、炭化珪素単結晶体１２の外周面１２ｂを加工することなく当該炭化珪素単結晶体１２が所定の厚みに切断される。より具体的には、炭化珪素単結晶体１２は、切断前に外周面１２ｂに対して研削、研磨あるいはエッチングなどのダメージ層を導入し得る加工処理が施されない。そのため、炭化珪素単結晶体１２を切断して得られる種結晶１４（図５）では、側面１４ｂにおいて炭化珪素層１１（図３）の結晶成長時に表出する面が含まれている。なお種結晶１４の側面１４ｂは、たとえば電子顕微鏡観察などにより研削処理などの加工が施された面と比較した場合の差が確認できる程度の面状態となっている。上記工程（Ｓ１０）および（Ｓ２０）が実施されることにより種結晶１４（図５）が得られ、本実施形態に係る種結晶の製造方法が完了する。
【００３２】
次に、本実施形態に係る炭化珪素インゴットの製造方法について説明する。図２を参照して、まず工程（Ｓ３０）として種結晶を準備する工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、図５を参照して、上記本実施形態に係る種結晶の製造方法を実施することにより、主面１４ａ，１４ｃおよび側面１４ｂを有し、当該側面１４ｂに研削加工などが施されていない種結晶１４が準備される。
【００３３】
次に、工程（Ｓ４０）として種結晶の表層部を除去する工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、たとえば種結晶１４の主面１４ａが面全体において研磨されることにより、当該主面１４ａを含む領域である表層部が除去される。これにより、上記工程（Ｓ２０）において炭化珪素単結晶体１２を切断する際に主面１４ａに導入され得るダメージ層や欠陥などを除去することができる。
【００３４】
この工程（Ｓ４０）では、種結晶１４の主面１４ａが研磨処理される場合に限られず、たとえば水酸化カリウム（ＫＯＨ）などを用いて主面１４ａがエッチングされてもよいし、塩素（Ｃｌ２）ガスなどのハロゲンガスを用いて主面１４ａがエッチングされてもよいし、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ；Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）により主面１４ａがエッチングされてもよい。
【００３５】
次に、工程（Ｓ５０）として炭化珪素インゴットを得る工程が実施される。この工程（Ｓ５０）では、図６を参照して、まず種結晶１４および多結晶の炭化珪素粉末などからなる原料１３が、坩堝４内においてそれぞれ配置される。種結晶１４は、図６に示すように主面１４ａが原料１３側に向いた状態で坩堝４内に配置される。
【００３６】
次に、坩堝４内にアルゴンガスが供給され、加熱コイル５により坩堝４の内部が炭化珪素の結晶成長温度にまで加熱される。次に、アルゴンガスを供給しつつ坩堝４内を所定の圧力にまで減圧する。これにより、原料１３が昇華して炭化珪素の原料ガスが発生し、当該原料ガスが種結晶１４の主面１４ａ上において固化することにより炭化珪素層１５が成長する。これにより、種結晶１４および炭化珪素層１５を含む炭化珪素インゴット１が作製される。
【００３７】
図７を参照して、炭化珪素層１５において、種結晶１４との接触面から炭化珪素層１５の成長方向における距離が１ｍｍであり、炭化珪素層１５の外周面１５ｂから上記成長方向に垂直な方向における距離が１０ｍｍである点Ｓ１における転位密度は、種結晶１４の転位密度の１．１倍以下になっている。
【００３８】
ここで「点Ｓ１における転位密度」は、点Ｓ１を含むように炭化珪素層１５を所定の厚みに切断して測定基板を得た後、当該測定基板中の点Ｓ１に相当する複数の点（測定基板の外周部から径方向における距離が１０ｍｍである複数の点）のうち任意の点において転位密度を測定することにより得られる。また「種結晶１４の転位密度」は、主面１４ａ上において複数の測定点を任意に設定し、当該複数の測定点のそれぞれにおいて測定された転位密度の平均値により得られる。なお転位密度は、たとえば基板表面を水酸化カリウム融液などによりエッチングした後、ノマルスキー微分干渉顕微鏡を用いて当該基板表面におけるエッチピットの数をカウントすることにより得られる。以上のようにして上記工程（Ｓ３０）〜（Ｓ５０）が実施されることにより炭化珪素インゴット１が作製され、本実施形態に係る炭化珪素インゴットの製造方法が完了する。
【００３９】
次に、上記本実施形態に係る種結晶および炭化珪素インゴットの製造方法の作用効果について、比較例を参照しつつ説明する。まず、比較例における種結晶および炭化珪素インゴットの製造方法について、図１６〜図２０を参照しつつ説明する。
【００４０】
図１６を参照して、まず炭化珪素からなる種基板１００および原料１３０が坩堝４００内にそれぞれ配置される。次に、坩堝４００内を加熱コイル５００により加熱した後に減圧して原料１３０を昇華させる。そして、発生した炭化珪素の原料ガスを種基板１００の主面１００ａ上において固化させて炭化珪素層１１０を成長させることにより、炭化珪素単結晶体１２０が得られる。
【００４１】
次に、図１７を参照して、炭化珪素単結晶体１２０の外周面１２０ｂに対して研削処理が施される。次に、図１８を参照して、上記外周研削が施された炭化珪素単結晶体１２０が、成長面１２０ａに沿った方向（図１８中破線に示す方向）において所定の厚みに切断される。これにより、図１９に示すように主面１４０ａ，１４０ｃおよび側面１４０ｂを有する種結晶１４０が得られる。さらに、種結晶１４０の側面１４０ｂに面取り加工（べべリング）が施される。そして、図２０に示すように、種結晶１４０の主面１４０ａ上に炭化珪素層１５０を成長させることにより炭化珪素インゴットが得られる。
【００４２】
このように上記比較例では、炭化珪素単結晶体１２０の切断前に外周研削が施され、さらに種結晶１４０の側面１４０ｂにべべリングが施されるため、当該側面１４０ｂにおいてダメージ層などが導入される場合がある。そのため、比較例においては、種結晶１４０に導入され得るダメージ層に起因して炭化珪素インゴット中（特に外周部）において欠陥が導入される可能性が高くなる。
【００４３】
これに対して、上記本実施形態に係る種結晶の製造方法では、炭化珪素単結晶体１２は外周面１２ｂが加工されずに切断されるため、当該外周面１２ｂにおいて加工によるダメージ層の導入が抑制される。そのため、種結晶１４では、側面１４ｂにおけるダメージ層の導入が抑制される。これにより、種結晶１４上に炭化珪素層１５を成長させて炭化珪素インゴット１を作製する際に、当該炭化珪素層１５の外周部において種結晶１４中のダメージ層に起因する欠陥の発生を抑制することができる。したがって、上記本実施形態に係る種結晶の製造方法によれば、高品質な炭化珪素層１５を成長させることが可能な種結晶１４を得ることができる。そして、上記本実施形態に係る炭化珪素インゴットの製造方法によれば、欠陥の発生が抑制された高品質な炭化珪素インゴット１を作製することができる。
【００４４】
（実施形態２）
次に、本発明の他の実施形態である実施形態２について説明する。本実施形態に係る種結晶および炭化珪素インゴットの製造方法は、基本的には上記実施形態１に係る種結晶および炭化珪素インゴットの製造方法と同様に実施され、かつ同様の効果を奏する。しかし、本実施形態に係る種結晶の製造方法では、上記実施形態１の場合とは異なる形状を有する種結晶が得られ、また本実施形態に係る炭化珪素インゴットの製造方法は当該種結晶を用いて実施される。
【００４５】
図１を参照して、まず工程（Ｓ１０）として炭化珪素単結晶体を得る工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、図８を参照して、上記実施形態１の場合と同様に炭化珪素からなる種基板２０および原料２３が準備され、これらが坩堝４内にそれぞれ配置される。次に、種基板２０の主面２０ａ上において炭化珪素層２１を成長させることにより炭化珪素単結晶体２２が得られる。図８に示すように、炭化珪素単結晶体２２は、種基板２０側から成長面２２ａに向かう方向において結晶径が広がるような形状を有している。上記結晶成長が完了した後、炭化珪素単結晶体２２が坩堝４から取り出される。
【００４６】
次に、工程（Ｓ２０）として炭化珪素単結晶体を切断する工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、図９を参照して、上記実施形態１と同様に炭化珪素単結晶体２２の外周面２２ｂが加工されることなく、当該炭化珪素単結晶体２２が成長面２２ａに沿った方向（図中破線に示す方向）において所定の厚みで切断される。これにより、図１０に示すように主面２４ａ，２４ｃおよび側面２４ｂを有するとともに、主面２４ｃから主面２４ａに向かう厚み方向において結晶径が徐々に広がる形状を有する種結晶２４が得られる。より具体的には、側面２４ｂは、主面２４ａに対して鋭角を成し、かつ主面２４ｃに対して鈍角を成すように構成されている。なお種結晶２４では、上記実施形態１における種結晶１４と同様に側面２４ｂにおけるダメージ層の導入が抑制されており、結晶成長時の面が表出した状態となっている。上記工程（Ｓ１０）および（Ｓ２０）が実施されることにより種結晶２４（図１０）が得られ、本実施形態に係る種結晶の製造方法が完了する。
【００４７】
次に、本実施形態に係る炭化珪素インゴットの製造方法について説明する。図２を参照して、まず工程（Ｓ３０）として種結晶を準備する工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、上記本実施形態に係る種結晶の製造方法を実施することにより、主面２４ａ，２４ｃおよび側面２４ｂを有し、厚み方向において結晶径が変化する形状を有する種結晶２４が準備される。
【００４８】
次に、工程（Ｓ４０）として種結晶の表層部を除去する工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、上記実施形態１の場合と同様に、研磨処理やエッチング処理などにより種結晶２４の主面２４ａを含む領域（表層部）が除去される。これにより、炭化珪素単結晶体２２の切断時に主面２４ａに導入され得るダメージ層や欠陥などが除去される。
【００４９】
次に、工程（Ｓ５０）として炭化珪素インゴットを得る工程が実施される。この工程（Ｓ５０）では、図１１を参照して、まず種結晶２４および炭化珪素からなる原料２３が、坩堝４内においてそれぞれ配置される。このとき、種結晶２４は、結晶径が相対的に小さい主面２４ｃが坩堝４の内壁に固定され、結晶径が相対的に大きく、当該主面２４ｃと反対側の面である主面２４ａが原料２３側に向いた状態で坩堝４内に配置される。その後、上記実施形態１の場合と同様に、原料２３を昇華させて炭化珪素の原料ガスを発生させ、当該原料ガスを種結晶２４の主面２４ａ上において固化させることにより炭化珪素層２５が成長する。これにより、種結晶２４および炭化珪素層２５を含む炭化珪素インゴット２が作製される。このようにして炭化珪素インゴット２が作製され、本実施形態に係る炭化珪素インゴットの製造方法が完了する。
【００５０】
以上のように、本実施形態に係る種結晶の製造方法では、炭化珪素単結晶体を切断する工程（Ｓ２０）において、厚み方向に結晶径が変化する種結晶２４が得られる。また、本実施形態に係る炭化珪素インゴットの製造方法では、炭化珪素インゴットを得る工程（Ｓ５０）において、炭化珪素層２５を成長させる主面２４ａにおける径が、主面２４ａと反対側の主面２４ｃにおける径よりも大きくなるように種結晶２４が坩堝４内に配置される。これにより、種結晶２４上に炭化珪素層２５を成長させる際に、側面２４ｂ上において結晶成長が進行することを抑制することができる。
【００５１】
（実施形態３）
次に、本発明のさらに他の実施形態である実施形態３について説明する。本実施形態に係る種結晶および炭化珪素インゴットの製造方法は、基本的には上記実施形態１に係る種結晶および炭化珪素インゴットの製造方法と同様に実施され、かつ同様の効果を奏する。しかし、本実施形態に係る種結晶の製造方法では、上記実施形態１の場合とは異なる形状を有する種結晶が得られ、また本実施形態に係る炭化珪素インゴットの製造方法は当該種結晶を用いて実施される。
【００５２】
図１を参照して、まず工程（Ｓ１０）として炭化珪素単結晶体を得る工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、図１２を参照して、上記実施形態１の場合と同様に炭化珪素からなる種基板３０および原料３３が準備され、これらが坩堝４内にそれぞれ配置される。次に、種基板３０の主面３０ａ上に炭化珪素層３１を成長させることにより炭化珪素単結晶体３２が得られる。図１２に示すように、炭化珪素単結晶体３２は、種基板３０側から成長面３２ａに向かう方向において、結晶径が一定に維持された後に当該結晶径が狭くなるように変化する形状を有している。
【００５３】
次に、工程（Ｓ２０）として炭化珪素単結晶体を切断する工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、図１３を参照して、炭化珪素単結晶体３２の外周面３２ｂが加工されることなく、成長方向に対して垂直な方向（図中破線に示す方向）に沿って炭化珪素単結晶体３２が所定の厚みで切断される。これにより、図１４に示すように、主面３４ａ，３４ｃおよび側面３４ｂを有するとともに、主面３４ｃから主面３４ａに向かう方向において結晶径が狭くなる形状を有する種結晶３４が得られる。より具体的には、側面３４ｂは、主面３４ｃに対して鋭角を成し、かつ主面３４ａに対して鈍角を成すように構成されている。このように本実施形態では、上記実施形態２と同様に厚み方向において結晶径が変化する種結晶３４が得られる。なお種結晶３４は、上記実施形態１および２における種結晶１４，２４と同様に側面３４ｂにおけるダメージ層の導入が抑制されており、結晶成長時の面が表出した状態となっている。上記工程（Ｓ１０）および（Ｓ２０）が実施されることにより種結晶３４（図１４）が得られ、本実施形態に係る種結晶の製造方法が完了する。
【００５４】
次に、本実施形態に係る炭化珪素インゴットの製造方法について説明する。図２を参照して、まず工程（Ｓ３０）として種結晶を準備する工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、上記本実施形態に係る種結晶の製造方法を実施することにより、主面３４ａ，３４ｃおよび側面３４ｂを有し、厚み方向において結晶径が変化する形状を有する種結晶３４が準備される（図１４）。
【００５５】
次に、工程（Ｓ４０）として種結晶の表層部を除去する工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、上記実施形態１および２の場合と同様に、研磨処理やエッチング処理などにより種結晶３４の主面３４ａを含む領域（表層部）が除去される。これにより、炭化珪素単結晶体３２の切断時に主面３４ａに導入され得るダメージ層や欠陥などが除去される。
【００５６】
次に、工程（Ｓ５０）として炭化珪素インゴットを得る工程が実施される。この工程（Ｓ５０）では、図１５を参照して、まず種結晶３４および炭化珪素からなる原料３３が、坩堝４内においてそれぞれ配置される。このとき、種結晶３４は、結晶径が相対的に大きい主面３４ｃが坩堝４の内壁に固定され、結晶径が相対的に小さく、当該主面３４ｃと反対側の面である主面３４ａが原料３３側に向いた状態で坩堝４内に配置される。その後、上記実施形態１および２の場合と同様に原料３３を昇華させて炭化珪素の原料ガスを発生させ、当該原料ガスを種結晶３４の主面３４ａおよび側面３４ｂ上に固化させることにより炭化珪素層３５が成長する。このようにして種結晶３４および炭化珪素層３５を含む炭化珪素インゴット３が作製され、本実施形態に係る炭化珪素インゴットの製造方法が完了する。
【００５７】
以上のように、本実施形態に係る種結晶の製造方法では、炭化珪素単結晶体を切断する工程（Ｓ２０）において、上記実施形態２の場合と同様に厚み方向に結晶径が変化する種結晶３４が得られる。また、本実施形態に係る炭化珪素インゴットの製造方法では、炭化珪素インゴットを得る工程（Ｓ５０）において、炭化珪素層３５を成長させる主面３４ａにおける径が、主面３４ａと反対側の主面３４ｃにおける径よりも小さくなるように種結晶３４が坩堝４内に配置される。そのため、種結晶３４上に炭化珪素層３５を成長させる際に、主面３４ａおよび側面３４ｂ上のそれぞれにおいて結晶成長が進行する。また、種結晶３４の側面３４ｂではダメージ層の導入が抑制されている。そのため、種結晶３４を上述のように配置した場合でも、欠陥の発生が抑制された高品質な炭化珪素インゴット３を作製することができる。
【００５８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の種結晶および炭化珪素インゴットの製造方法は、高品質な結晶を成長させることが可能な種結晶を作製することが要求される種結晶の製造方法および当該種結晶の製造方法が実施される炭化珪素インゴットの製造方法において、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００６０】
１，２，３  炭化珪素インゴット
４  坩堝
５  加熱コイル
１０，２０，３０  種基板
１０ａ，１４ａ，１４ｃ，２０ａ，２４ａ，２４ｃ，３０ａ，３４ａ，３４ｃ  主面
１１，１５，２１，２５，３１，３５  炭化珪素層
１２，２２，３２  炭化珪素単結晶体
１２ａ，２２ａ，３２ａ  成長面
１２ｂ，１５ｂ，２２ｂ，３２ｂ  外周面
１３，２３，３３  原料
１４，２４，３４  種結晶
１４ｂ，２４ｂ，３４ｂ  側面
Ｓ１  点
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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