(57)【要約】【課題】炭化珪素単結晶の品質を高める。【解決手段】第１および第２の側２１、２２を有する坩堝２０が準備される。第１の側２１に、昇華法によって炭化珪素を成長させるための固体原料１１が配置される。第２の側２２に、炭化珪素から作られた種結晶１２が配置される。断熱容器３１内に坩堝２０が配置される。断熱容器３１は、第２の側２２に面する開口部ＯＰを有する。固体原料１１が昇華するように坩堝２０が加熱される。断熱容器３１の開口部ＯＰを介して第２の側２２の温度が計測される。開口部ＯＰは、断熱容器３１の外側に向かって狭くなるテーパ状内面ＴＩを有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の側と、前記第１の側と反対の第２の側とを有する坩堝を準備する工程と、
前記坩堝内の前記第１の側に、昇華法によって炭化珪素を成長させるための固体原料を配置する工程と、
前記坩堝内の前記第２の側に、炭化珪素から作られた種結晶を配置する工程と、
断熱容器内に前記坩堝を配置する工程とを備え、前記断熱容器は、前記坩堝の前記第２の側に面する開口部を有し、さらに
前記固体原料の昇華と前記種結晶上での再結晶とが生じるように、前記坩堝を加熱する工程と、
前記断熱容器の前記開口部を介して、加熱された前記坩堝の前記第２の側の温度を計測する工程とを備え、前記断熱容器の前記開口部は、前記断熱容器の外側に向かって狭くなるテーパ状内面を有する、炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項２】
前記坩堝の前記第１の側から前記坩堝の前記第２の側へ向かう方向に対して、前記断熱容器の前記開口部の前記テーパ状内面の法線方向は１２０°以上１７０°以下傾いている、請求項１に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項３】
前記断熱容器の前記開口部のうち前記テーパ状内面によって構成される部分の深さは、前記断熱容器の前記開口部による開口面積の実効直径の１／３よりも大きい、請求項１または２に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項４】
前記開口部の前記テーパ状内面は表面粗さＲａ＜０．９μｍを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項５】
前記断熱容器は、本体部と、前記本体部よりも外側に位置する外側部とを有し、前記断熱容器の前記開口部は前記本体部および前記外側部を貫通しており、前記開口部は前記テーパ状内面を前記外側部において有し、前記外側部は前記本体部の密度よりも高い密度を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項６】
前記断熱容器の前記外側部は、グラッシーカーボンおよびパイロリティックカーボンの少なくともいずれかから作られている、請求項５に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項７】
前記断熱容器の前記本体部は炭素繊維から作られている、請求項５または６に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項８】
直径１００ｍｍの円を包含する形状の主面を有し、ｃ軸を前記主面へ射影することによって得られる方向の角度分布が３°以内である、炭化珪素単結晶基板。
【請求項９】
前記主面は、｛０００１｝面に対して１°よりも大きいオフ角を有する、請求項８に記載の炭化珪素単結晶基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炭化珪素単結晶の製造方法および炭化珪素単結晶基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体材料として、近年、炭化珪素（ＳｉＣ）の利用が活発に検討されている。ＳｉＣが有する大きなバンドギャップは半導体装置の性能を高めることに貢献し得る。ＳｉＣ半導体の製造には、通常、ＳｉＣ基板を必要とする。ＳｉＣ基板（ウエハ）は、ＳｉＣ単結晶（インゴット）をスライスすることによって形成され得る。
【０００３】
特開２００１−２９４４９９号公報（特許文献１）によれば、エピタキシャル薄膜成長用基板として用いられる口径５０ｍｍ以上の炭化珪素単結晶ウエハが開示されている。この公報によれば、ウエハ面内の任意の２点間での成長面方位のずれを６０秒／ｃｍ以下とすることができる、とされている。またそれにより、ウエハの全面に渡って良質な薄膜をエピタキシャル成長させることができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９４４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らの検討によれば、特開２００１−２９４４９９号公報の技術のように炭化珪素単結晶基板の成長面方位のずれを管理するだけでは、この炭化珪素基板を用いて製造される半導体装置の製造ばらつきが十分に低減されなかった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、品質の高い炭化珪素単結晶の製造方法と、半導体装置をより安定的に製造することができる炭化珪素単結晶基板とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の炭化珪素単結晶の製造方法は、次の工程を有する。第１の側と、第１の側と反対の第２の側とを有する坩堝が準備される。坩堝内の第１の側に、昇華法によって炭化珪素を成長させるための固体原料が配置される。坩堝内の第２の側に、炭化珪素から作られた種結晶が配置される。断熱容器内に坩堝が配置される。断熱容器は、坩堝の第２の側に面する開口部を有する。固体原料が昇華するように坩堝が加熱される。断熱容器の開口部を介して、加熱された坩堝の第２の側の温度が計測される。断熱容器の開口部は、断熱容器の外側に向かって狭くなるテーパ状内面を有する。
【０００８】
本発明の炭化珪素単結晶基板は、直径１００ｍｍの円を包含する形状の主面を有する炭化珪素単結晶である。ｃ軸を主面へ射影することによって得られる方向の角度分布は３°以内である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の製造方法によれば、炭化珪素単結晶の品質を高めることができる。本発明の炭化珪素単結晶基板によれば、半導体装置をより安定的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における炭化珪素単結晶の製造方法のための製造装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１における坩堝および断熱材の構成を概略的に示す断面図である。
【図３】図１における坩堝および断熱材の構成を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における炭化珪素単結晶の製造方法を概略的に示すフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態１における炭化珪素単結晶の製造方法の第１工程を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１における炭化珪素単結晶の製造方法の第２工程を概略的に示す断面図である。
【図７】比較例の製造装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図８】比較例の製造方法の一工程を概略的に示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２における炭化珪素単結晶の製造方法の一工程を概略的に示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における炭化珪素単結晶の製造方法のための製造装置の断熱材の構成を概略的に示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４における炭化珪素単結晶の製造方法のための製造装置の断熱材の構成を概略的に示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態５における炭化珪素単結晶基板の製造方法の一工程を概略的に示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態５における炭化珪素単結晶基板の構成を概略的に示す平面図である。
【図１４】図１３の線ＸＩＶ−ＸＩＶに沿う概略断面図である。
【図１５】図１３の変形例を概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
はじめに実施の形態の概要について、以下の(i)〜(ix)において説明する。
【００１２】
(i)  炭化珪素単結晶１９の製造方法は、次の工程を有する。第１の側２１と、第１の側２１と反対の第２の側２２とを有する坩堝２０が準備される。坩堝２０内の第１の側２１に、昇華法によって炭化珪素を成長させるための固体原料１１が配置される。坩堝２０内の第２の側２２に、炭化珪素から作られた種結晶１２が配置される。断熱容器３１〜３４内に坩堝２０が配置される。断熱容器３１〜３４は、坩堝２０の第２の側２２に面する開口部ＯＰを有する。固体原料１１の昇華と種結晶１２上での再結晶とが生じるように、坩堝２０が加熱される。断熱容器３１〜３４の開口部ＯＰを介して、加熱された坩堝２０の第２の側２２の温度が計測される。断熱容器３１〜３４の開口部ＯＰは、断熱容器３１〜３４の外側に向かって狭くなるテーパ状内面ＴＩを有する。
【００１３】
本製造方法によれば、断熱容器３１〜３４の開口部ＯＰは、断熱容器３１〜３４の外側に向かって狭くなるテーパ状内面ＴＩを有する。これにより、開口部ＯＰの内面上で炭化珪素が再結晶することに起因した開口部ＯＰの閉塞の発生が抑制される。よって開口部ＯＰを介した坩堝２０の温度測定が安定的に行われる。よって炭化珪素単結晶１９の成長のための加熱をより精度よく行うことができる。よって炭化珪素単結晶１９の品質を高めることができる。
【００１４】
(ii)  上記(i)において、坩堝２０の第１の側２１から坩堝２０の第２の側２２へ向かう方向ＶＴに対して、断熱容器３１〜３４の開口部ＯＰのテーパ状内面ＴＩの法線方向ＮＭは１２０°以上１７０°以下傾いていてもよい。これにより、開口部ＯＰの閉塞の発生がより確実に抑制される。
【００１５】
(iii)  上記(i)または(ii)において、断熱容器３１〜３４の開口部ＯＰのうちテーパ状内面ＴＩによって構成される部分の深さＴＣは、断熱容器３１の開口部ＯＰによる開口面積の実効直径ＤＭの１／３よりも大きくてもよい。これにより、開口部ＯＰの閉塞の発生がより確実に抑制される。
【００１６】
(iv)  上記(i)〜(iii)において、開口部ＯＰのテーパ状内面ＴＩは表面粗さＲａ＜０．９μｍを有してもよい。これにより、開口部ＯＰの閉塞の発生がより確実に抑制される。
【００１７】
(v)  上記(i)〜(iv)において、断熱容器３２は、本体部３２ａと、本体部３２ａよりも外側に位置する外側部３２ｂとを有してもよい。断熱容器３１の開口部ＯＰは本体部３２ａおよび外側部３２ｂを貫通している。開口部ＯＰはテーパ状内面ＴＩを外側部３２ｂにおいて有する。外側部３２ｂは本体部３２ａの密度よりも高い密度を有する。これにより、テーパ状内面ＴＩ上で炭化珪素が再結晶しにくくなる。よって開口部ＯＰの閉塞の発生がより確実に抑制される。
【００１８】
(vi)  上記(v)において、断熱容器３１の外側部３２ｂは、グラッシーカーボンおよびパイロリティックカーボンの少なくともいずれかから作られていてもよい。これにより、開口部ＯＰのテーパ状内面ＴＩの表面粗さを容易に小さくすることができる。
【００１９】
(vii)  上記(v)または(vi)において、断熱容器３１の本体部３２ａは炭素繊維から作られていてもよい。これにより、断熱容器３１の断熱性を高くすることができる。よって炭化珪素単結晶１９の成長のための加熱をより精度よく行うことができる。
【００２０】
(viii)  炭化珪素単結晶基板２０１、２０２は、直径１００ｍｍの円を包含する形状の主面ＭＳを有する。ｃ軸を主面ＭＳへ射影することによって得られる方向ＣＰの角度分布は３°以内である。
【００２１】
本炭化珪素単結晶基板２０１、２０２によれば、半導体装置をより安定的に製造することができる。
【００２２】
(ix)  上記(viii)において、主面ＭＳは、｛０００１｝面に対して１°よりも大きいオフ角を有してもよい。これにより、上記角度分布を容易に３°以内とすることができる。
【００２３】
次に、より詳細な内容について、以下において実施の形態１〜５として説明する。
（実施の形態１）
図１を参照して、はじめに本実施の形態のインゴット（炭化珪素単結晶）の製造方法に用いる製造装置１００について説明する。製造装置１００は、後述するように、昇華再結晶法により炭化珪素のインゴットを成長させる装置である。製造装置１００は、坩堝２０と、断熱容器３１と、外部容器６０と、加熱部４０と、放射温度計５１および５２とを有する。
【００２４】
坩堝２０は、底部２１（第１の側）および側部２３を有する容器部と、蓋部２２（第１の側と反対の第２の側）とを有する。容器部はその内部に、昇華再結晶法の固体原料を収めるための空間を有している。蓋部２２は、この空間を閉ざすように容器部の側部２３に取付け可能なものである。また蓋部２２は、容器部の空間に対向するように種結晶を保持するものである。坩堝２０は、たとえばグラファイトから作られている。
【００２５】
外部容器６０は坩堝２０を収めている。外部容器６０は、その内部の雰囲気および圧力を制御するために、ガス導入口６０ａおよびガス排出口６０ｂを有する。
【００２６】
放射温度計５１および５２は、外部容器６０内の特定の箇所の温度を測定するためのものである。具体的には、放射温度計５１は、坩堝２０の底部２１の温度を測定できるように底部２１に向けて配置されている。放射温度計５２は、坩堝２０の蓋部２２の温度を測定できるように蓋部２２に向けて配置されている。
【００２７】
断熱容器３１は坩堝２０を収めている。断熱容器３１は開口部ＯＰおよびＯＱを有する。開口部ＯＰは、坩堝２０の蓋部２２に面しており、蓋部２２と放射温度計５２との間に配置されている。開口部ＯＰは、断熱容器３１の外側に向かって狭くなるテーパ状内面ＴＩを有する。開口部ＯＱは、坩堝２０の底部２１に面しており、底部２１と放射温度計５１との間に配置されている。断熱容器３１は炭素繊維から作られていることが好ましい。
【００２８】
さらに図２を参照して、坩堝２０の底部２１から坩堝２０の蓋部２２へ向かう方向ＶＴに対して、断熱容器３１の開口部ＯＰのテーパ状内面ＴＩの法線方向ＮＭは角度ＡＧで傾いている。角度ＡＧは１２０°以上１７０°以下が好ましい。方向ＶＴは重力方向と反対の方向であることが好ましい。断熱容器３１の開口部ＯＰのうちテーパ状内面ＴＩによって構成される部分は、方向ＶＴに沿って深さＴＣを有する。
【００２９】
さらに図３を参照して、深さＴＣは、断熱容器３１の開口部ＯＰの実効直径ＤＭの１／３よりも大きいことが好ましい。ここで「実効直径」とは、方向ＶＴに対して垂直な面において開口部ＯＰが断熱容器３１の内部を露出する面積をＳとして、２・（Ｓ／π）1/2である。方向ＶＴに対して垂直な面において開口部ＯＰによって露出される部分の形状が円の場合（図３の場合）、この円の直径が「実効直径」に対応する。上記形状は、円または楕円が好ましく、円がより好ましい。
【００３０】
加熱部４０（図１）は、坩堝２０を加熱するものである。加熱部４０は、たとえば、高周波加熱コイルまたは抵抗加熱ヒータである。高周波加熱コイルが用いられる場合、加熱部４０は、図示されているように、断熱容器３１の外側に配置されることが好ましい。抵抗加熱ヒータが用いられる場合、加熱部４０は断熱容器３１の内側に配置されることが好ましい。
【００３１】
加熱部４０は、坩堝２０の底部２１の温度と、坩堝２０の蓋部２２の温度との各々を調整することができるように構成されている。この目的で加熱部４０は、方向ＶＴ（図２）において変位可能に構成されていてもよい。また加熱部４０は、互いに独立して出力制御が可能な複数の部分を有してもよい。
【００３２】
次に本実施の形態におけるインゴットの製造方法について、以下に説明する。
上述した坩堝２０が準備される（図４：ステップＳ１０）。
【００３３】
図５を参照して、坩堝２０内に、昇華法によって炭化珪素を成長させるための固体原料１１が収められる。言い換えれば、坩堝２０内の底部２１に固体原料１１が配置される（図４：ステップＳ２０）。坩堝２０内の蓋部２２に、炭化珪素から作られた種結晶１２が配置される（図４：ステップＳ３０）。種結晶１２は、炭化珪素から作られた単結晶である。種結晶１２の炭化珪素の結晶構造は六方晶系であることが好ましい。また結晶構造のポリタイプは４Ｈまたは６Ｈであることが好ましい。
【００３４】
次に断熱容器３１内に坩堝２０が配置される（図４：ステップＳ４０）。
図６を参照して、固体原料１１の昇華と種結晶１２上での再結晶とが生じるように坩堝２０が加熱される（図４：ステップＳ５０）。具体的には、坩堝２０の底部２１の温度が炭化珪素が昇華可能な温度以上にされつつ、坩堝２０の蓋部２２の温度が固体原料の温度に比して若干低い温度に保持される。この温度差によって、底部２１に接する固体原料１１と、蓋部２２に接する種結晶１２との間に、昇華再結晶法に必要な温度勾配が設けられる。たとえば、固体原料１１の温度が２１００℃以上２４５０℃以下に保持され、種結晶１２の温度が２０００℃以上２２５０℃以下に保持される。
【００３５】
温度勾配を管理するために、加熱された坩堝２０の底部２１および蓋部２２の各々の温度が計測される。底部２１の温度は放射温度計５１によって開口部ＯＱを介して計測される。蓋部２２の温度は放射温度計５２によって開口部ＯＰを介して計測される（図４：ステップＳ６０）。
【００３６】
上述した昇華再結晶法によって種結晶１２上にインゴット１９（炭化珪素単結晶）が形成される。
【００３７】
比較例の製造装置１００Ｚ（図７）の断熱容器３１Ｚには、本実施の形態の断熱容器３１（図１）と異なり、円筒状内面ＳＩを有する開口部ＯＰが設けられている。この場合、坩堝２０から漏洩した昇華ガスが円筒状内面ＳＩ上で再結晶化することによって形成される堆積物１８によって、開口部ＯＰが閉塞されやすい。この結果、放射温度計５２による坩堝２０の蓋部２２の温度の計測が正確に行えなくなる。よって前述した温度勾配を精度よく管理できなくなるので、品質の高いインゴット１９を製造することが困難となる。
【００３８】
これに対して本実施の形態によれば、断熱容器３１の開口部ＯＰ（図６）は、断熱容器３１の外側に向かって狭くなるテーパ状内面ＴＩを有する。これにより、炭化珪素が再結晶することによって形成される堆積物１８によって開口部ＯＰが閉塞されることが防止される。よって開口部ＯＰを介した坩堝２０の温度測定が安定的に行われる。よってインゴット１９の成長のための加熱をより精度よく行うことができる。よってインゴット１９の品質を高めることができる。
【００３９】
また坩堝２０の底部２１から坩堝２０の蓋部２２へ向かう方向ＶＴ（図２）に対して、断熱容器３１の開口部ＯＰのテーパ状内面ＴＩの法線方向ＮＭは１２０°以上１７０°以下傾いていることが好ましい。これにより、開口部ＯＰの閉塞の発生がより確実に抑制される。
【００４０】
また断熱容器３１の開口部ＯＰのうちテーパ状内面ＴＩによって構成される部分の深さＴＣ（図２）は、断熱容器３１の開口部ＯＰによる開口面積の実効直径ＤＭ（図３）の１／３よりも大きいことが好ましい。これにより、開口部ＯＰの閉塞の発生がより確実に抑制される。
【００４１】
（実施の形態２）
図９を参照して、本実施の形態においては、実施の形態１の断熱容器３１（図１）の代わりに、断熱容器３２が用いられる。断熱容器３２は、本体部３２ａと、本体部３２ａよりも外側に位置する外側部３２ｂとを有する。断熱容器３２の開口部ＯＰは本体部３２ａおよび外側部３２ｂを貫通している。開口部ＯＰはテーパ状内面ＴＩを外側部３２ｂにおいて有する。外側部３２ｂは本体部３２ａの密度よりも高い密度を有する。
【００４２】
本体部３２ａは炭素繊維から作られていることが好ましい。外側部３２ｂは、グラッシーカーボンおよびパイロリティックカーボンの少なくともいずれかから作られていることが好ましく、グラッシーカーボンまたはパイロリティックカーボンから作られていることがより好ましい。開口部ＯＰのテーパ状内面ＴＩの表面粗さＲａは、０．９μｍ未満が好ましく、０．７μｍ未満がより好ましく、０．５μｍ未満がさらに好ましい。
【００４３】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００４４】
本実施の形態によれば、テーパ状内面ＴＩが設けられた外側部３２ｂは、本体部３２ａの密度よりも高い密度を有する。これによりテーパ状内面ＴＩ上で炭化珪素が再結晶しにくくなる。よって開口部ＯＰの閉塞の発生がより確実に抑制される。
【００４５】
テーパ状内面ＴＩの表面粗さＲａ＜０．９μｍの場合、開口部ＯＰの閉塞の発生がより確実に抑制される。本体部３２ａが炭素繊維から作られている場合、断熱容器３１の断熱性を高くすることができる。よってインゴット１９の成長のための加熱をより精度よく行うことができる。外側部３２ｂがグラッシーカーボンおよびパイロリティックカーボンの少なくともいずれかから作られている場合、開口部ＯＰのテーパ状内面ＴＩの表面粗さを容易に小さくすることができる。
【００４６】
（実施の形態３）
図１０を参照して、本実施の形態においては、実施の形態１の断熱容器３１（図１）の代わりに、断熱容器３３が用いられる。断熱容器３３の開口部ＯＰは、テーパ状内面ＴＩと、円筒状内面ＳＩとがつながれた構成を有する。円筒状内面ＳＩは、テーパ状内面ＴＩよりも外側に配置されることが好ましい。これにより円筒状内面ＳＩの閉塞が生じにくくなる。なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１または２の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００４７】
（実施の形態４）
図１１を参照して、本実施の形態においては、実施の形態１の断熱容器３１（図１）の代わりに、断熱容器３４が用いられる。断熱容器３４の開口部ＯＰは、テーパ状内面ＭＰを有する。テーパ状内面ＭＰは、厳密にはステップ状の微細形状を含んでいる。各ステップの寸法は１０ｍｍ以下である。なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１または２の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００４８】
（実施の形態５）
図１２を参照して、実施の形態１〜４のいずれかによって得られたインゴット１９が破線ＤＬに沿ってスライスされる。
【００４９】
図１３および図１４を参照して、上記スライスによりウエハ２０１（炭化珪素単結晶基板）が製造される。炭化珪素単結晶基板２０１は、直径１００ｍｍの円を包含する形状の主面ＭＳを有する。なおウエハ２０１にオリエンテーションフラットＯＦが設けられている場合、主面ＭＳが直径１００ｍｍの円を包含するか否かは、オリエンテーションフラットＯＦがない状態を仮定して（図１３の破線の形状を仮定して）判断される。またオリエンテーションフラットＯＦの代わりにノッチＮＴ（図１５）を有するウエハ２０２の場合、ノッチＮＴがない状態が仮定される。
【００５０】
前述したようにインゴット１９の品質が高いため、それにより得られるウエハ２０１の品質も高くなる。具体的には、ｃ軸を主面ＭＳへ射影することによって得られる方向ＣＰの角度分布は３°以内とすることができ、さらに１°以内とすることもできる。｛０００１｝面に対する主面ＭＳのオフ角は、１°よりも大きいことが好ましく、２°よりも大きいことがより好ましく、たとえば４°程度である。またオフ角は１０°未満であることが好ましい。
【００５１】
本実施の形態によれば、炭化珪素単結晶基板２０１は、直径１００ｍｍの円を包含する形状の主面ＭＳを有する。これにより主面の大きさが十分に確保されるので、炭化珪素単結晶基板２０１を用いて半導体装置を効率的に製造することができる。またｃ軸を主面ＭＳへ射影することによって得られる方向ＣＰの角度分布は３°以内である。これにより半導体装置をより安定的に製造することができる。また主面ＭＳは、｛０００１｝面に対して１°よりも大きいオフ角を有することが好ましい。これにより、上記角度分布を容易に３°以内とすることができる。
【００５２】
（実施例１）
角度ＡＧ、実効直径ＤＭ、深さＴＣ、およびテーパ状内面ＴＩの材料をパラメータとして（図２）、インゴット１９（図１２）を製造した。そして各インゴット１９から、下記の表１における試料番号１〜１０のウエハを得た。そして各ウエハの方向ＣＰの角度分布を調べた。また各ウエハを用いてトレンチ型ＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field  Effect  Transistor）を製造した。そして各ＭＯＳＦＥＴの耐圧を測定することでデバイス歩留を調べた。
【００５３】
【表１】
2015013762.tif 000003
【００５４】
表１において試料番号１は、テーパ状内面ＴＩの深さＴＣがゼロの場合、すなわちテーパ状内面ＴＩを有しない比較例の場合であり、具体的には、円筒状内面ＳＩが設けられた製造装置１００Ｚ（図７および図８）による場合である。試料番号２〜１０が実施例である。試料番号４および５における材料は外側部３２ｂ（図９）の材料に対応しており、外側部３２ｂに組み合わされる本体部３２ａの材料は炭素繊維とされた。
【００５５】
表１の結果から、円筒状内面ＳＩの場合（試料番号１）に比して、テーパ状内面ＴＩの場合（試料番号２）の方が、角度分布およびデバイス歩留まりが改善されることがわかった。またＴＣ＝ＤＭ／３の場合（試料番号７）に比して、ＴＣ＞ＤＭ／３（試料番号６）の方が、角度分布およびデバイス歩留まりが改善されることがわかった。また試料３〜５間の比較から、テーパ状内面ＴＩの材料は、炭素繊維に比してグラッシーカーボンまたはパイロリティックカーボンが好ましく、特にグラッシーカーボンが好ましいことがわかった。
【００５６】
なお、方向ＶＴ（図２）に対して垂直な面において開口部ＯＰによって露出される部分の形状（図３における開口部ＯＰの形状）は円とされ、実効直径ＤＭは３０ｍｍとした。インゴット１９（図６）の成長温度は２２００℃とされ、この温度までの昇温レートは５００℃／時とされた。また外部容器６０内の雰囲気は、昇温中は７０ｋＰａのＡｒ雰囲気とされ、坩堝２０が成長温度に達した時点で雰囲気圧力を２ｋＰａまで減ずることで成長が開始された。成長時間は１００時間とされ、雰囲気圧力を７０ｋＰａに高めることで成長が中止された。
【００５７】
比較例（試料番号１に対応）においては成長開始から２４時間で開口部ＯＰが閉塞し、放射温度計５２による蓋部２２の温度計測に異常が生じた。これに対して実施例（試料番号２〜１０に対応）においては開口部ＯＰは閉塞しなかった。
【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。
【符号の説明】
【００５９】
１１  固体原料
１２  種結晶
１８  堆積物
１９  インゴット（炭化珪素単結晶）
２０  坩堝
２１  底部（第１の側）
２２  蓋部（第２の側）
２３  側部
３１〜３４  断熱容器
３２ａ  本体部
３２ｂ  外側部
４０  加熱部
５１，５２  放射温度計
６０  外部容器
６０ａ  ガス導入口
６０ｂ  ガス排出口
１００  製造装置
２０１，２０２  ウエハ（炭化珪素単結晶基板）
ＭＳ  主面
ＯＰ  開口部
ＴＩ  テーパ状内面
【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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