(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化ケイ素の種結晶を、ケイ素及び炭素を含む原料溶液に接触させながら回転させる炭化ケイ素の結晶の製造方法において、
前記種結晶の結晶成長面はオフ角を有し、
前記種結晶の回転中心の位置が、前記種結晶の中心位置に対して、前記オフ角の形成方向であるステップフロー方向の下流側にあり、
前記種結晶の回転が、周期的に正回転と逆回転を繰り返すことを特徴とする炭化ケイ素の結晶の製造方法。
【請求項２】
前記種結晶の回転中心が、前記種結晶の内部に存在することを特徴とする請求項１に記載の炭化ケイ素の結晶の製造方法。
【請求項３】
前記種結晶の回転中心が、前記種結晶の外部に存在することを特徴とする請求項１に記載の炭化ケイ素の結晶の製造方法。
【請求項４】
前記種結晶の回転が前記原料溶液の液面と平行な面で行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭化ケイ素の結晶の製造方法。
【請求項５】
炭化ケイ素の種結晶を、容器内に保持されたケイ素及び炭素を含む原料溶液に接触させる炭化ケイ素の結晶の製造方法において、
前記種結晶の結晶成長面はオフ角を有し、
前記容器は、回転中心の位置が、前記種結晶の中心位置に対して、前記オフ角の形成方向であるステップフロー方向の下流側にあるように回転し、
前記容器の回転が、周期的に正回転と逆回転を繰り返すことを特徴とする炭化ケイ素の結晶の製造方法。
【請求項６】
前記容器の回転中心が、前記種結晶の内部に存在することを特徴とする請求項５に記載の炭化ケイ素の結晶の製造方法。
【請求項７】
前記容器の回転中心が、前記種結晶の外部に存在することを特徴とする請求項５に記載の炭化ケイ素の結晶の製造方法。
【請求項８】
前記原料溶液中にクロムを含み、クロムのシリコンとクロムの合計に対する比が２０〜６０モル％であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の炭化ケイ素の結晶の製造方法。
【請求項９】
結晶の原料を含む原料溶液と、
前記原料溶液を収容する容器と、
結晶成長面にオフ角を有する種結晶と、
前記種結晶を前記原料溶液に接触させながら回転させる回転部と、を有し、
前記種結晶の回転中心の位置が、前記種結晶の中心位置に対して、前記オフ角の形成方向であるステップフロー方向の下流側にあり、
前記種結晶の回転が、周期的に正回転と逆回転を繰り返すことを特徴とする結晶製造装置。
【請求項１０】
結晶の原料を含む原料溶液と、
前記原料溶液を収容する容器と、
結晶成長面にオフ角を有する種結晶と、を有し、
前記容器は、回転中心の位置が、前記種結晶の中心位置に対して、前記オフ角の形成方向であるステップフロー方向の下流側にあるように回転し、
前記容器の回転が、周期的に正回転と逆回転を繰り返すことを特徴とする結晶製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる液相成長法による炭化ケイ素の結晶の製造方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化ケイ素（ＳｉＣ）は電子デバイスなどの材料として幅広く用いられているＳｉと比較して、バンドギャップが２〜３倍程度、絶縁破壊電圧が約１０倍である。そのため、ＳｉＣ結晶はケイ素を用いたデバイスを超えるパワーデバイスの基板材料として期待される。ＳｉＣ基板はＳｉＣ単結晶のインゴットから切出されて得られる。ＳｉＣインゴットの製造方法として、ＳｉＣ結晶を気相中で結晶成長させる方法(気相成長法)と、ＳｉＣ結晶を液相中で成長させる方法(液相成長法)が知られている。液相成長法は気相成長法と比較して、熱平衡に近い状態で結晶成長を行う為、欠陥密度が小さな高品質ＳｉＣ単結晶が得られると期待されている。
【０００３】
ＳｉＣをパワーデバイス向けの基板材料として普及させる為には、デバイス化の際の信頼性向上とコストの低減が望まれている。デバイス化の際の信頼性向上に関しては、ＳｉＣ単結晶中の転位欠陥が強い影響を及ぼすことが報告されており、転位欠陥の少ない高品質なＳｉＣ単結晶の製造技術が求められる。一方、製造コストの低減に関しては、ＳｉＣ単結晶インゴットから切出されるチップ枚数を確保するため大型化の為の技術検討が進められている。
【０００４】
以上、ＳｉＣパワーデバイスの普及にはＳｉＣ単結晶の高品質化、大型化を両立させる結晶育成技術の開発が求められている。
【０００５】
ＳｉＣ単結晶の高品質化に関して、液相成長法ではオフ角を有する種結晶基板（以下オフ基板と記す）上に結晶成長させた場合、成長方向に平行に伸びる貫通らせん転位や貫通刃状転位が基底面上の欠陥に変換されることで、成長に伴い欠陥が結晶の外部に掃きだされることで成長結晶内の転位密度を劇的に減少させることが可能であると報告されている（特許文献１、非特許文献１）。
【０００６】
一方、ＳｉＣ単結晶の大型化の課題として、結晶育成時の成長界面における表面荒れの発生が挙げられる。結晶成長中に一旦表面荒れが発生すると、その修復は極めて困難であることから、それ以上の結晶育成は実質不可能となる。この表面荒れの発生は特にオフ基板上への結晶成長時に顕著に現れる現象である。そこで、表面荒れの発生を防止する為に成長雰囲気中に添加成分を加える、成長界面近傍の温度勾配を低減する、或いは溶媒流れを制御するなどの手法が提案されている。(非特許文献２、３、４)
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０３４０８１号
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｙ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，Ｓ．Ｈａｒａｄａ，Ｋ．Ｓｅｋｉ，Ａ．Ｈｏｒｉｏ，Ｔ．Ｍｉｔｓｕｈａｓｈｉ，Ｔ．Ｕｊｉｈａｒａ  ＡＰＥＸ  ７  ０６５５０１（２０１４）
【非特許文献２】Ｔ．Ｍｉｔａｎｉ，Ｎ．Ｋｏｍａｔｓｕ，Ｔ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ，Ｔ．Ｋａｔｏ，Ｋ．Ｆｕｊｉｉ，Ｔ．Ｕｊｉｈａｒａ，Ｙ．Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ，Ｋ．Ｋｕｒａｓｈｉｇｅ，Ｈ．Ｏｋｕｍｕｒａ，Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ  ６８１−６８５  ４０１（２０１４）
【非特許文献３】Ｎ．Ｋｏｍａｔｓｕ，Ｔ．Ｍｉｔａｎｉ，Ｔ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ，Ｍ，Ｏｋａｍｕｒａ，Ｔ．Ｋａｔｏ，Ｈ．Ｏｋｕｍｕｒａ  Ｍａｔ．Ｓｃｉ．Ｆｏｒｕｍ  ７４０−７４２  ２３−２６（２０１３）
【非特許文献４】Ｃ．Ｚｈｕ，Ｓ．Ｈａｒａｄａ，Ｋ．Ｓｅｋｉ，Ｈ．Ｚｈａｎｇ，Ｈ．Ｎｉｉｎｏｍｉ，Ｍ．Ｔａｇａｗａ，Ｔ．Ｕｊｉｈａｒａ  Ｃｒｙｓｔ．  Ｇｒｏｗｔｈ  Ｄｅｓ．  １３  ３６９１（２０１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、ＳｉＣ単結晶の高品質化、大口径化を両立させるためにはオフ基板上への結晶成長時に表面荒れが発生しない結晶育成技術の開発が望まれる。しかしながら、オフ基板上への結晶成長では成長界面の形状不安定が生じ、結晶成長の進行に伴い部分的にトレンチと呼ばれる窪みが発生するため、オフ基板上への結晶育成ではオン基板（オフ角を有しない種結晶基板）上への結晶育成と比べて表面荒れが生じやすいという問題がある。また、非特許文献２と非特許文献３では、いずれもオン基板を用いている。現在のＳｉＣバルク単結晶の育成では種結晶としてオン基板を使用せざるを得ない状況である。オフ基板上への結晶育成において表面荒れが発生しない成長技術が実現されれば、高品質な大型結晶が可能になるものと期待されている。
【００１０】
本発明は、オフ基板上への結晶成長において表面荒れが抑制可能な炭化ケイ素の結晶成長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】
【００１１】
本発明者らは、表面荒れ発生の原因として結晶表面上へのトレンチの形成に着目した。トレンチ部では溶媒からの炭素供給が滞る為、結晶育成中に一旦トレンチが発生すると、その後の表面荒れの修復は極めて困難である。本発明者らは、種結晶としてオフ基板を用いても、オフ基板のステップフロー方向に対する溶媒の流れの方向を対向流となるようにすることにより、オフ基板上への結晶育成におけるトレンチ形成の抑制が可能であることを見出した。
【００１２】
本願の第１の発明は、炭化ケイ素の種結晶を、ケイ素及び炭素を含む原料溶液に接触させながら回転させる炭化ケイ素の結晶の製造方法において、前記種結晶の結晶成長面はオフ角を有し、前記種結晶の回転中心の位置が、前記種結晶の中心位置に対して、前記オフ角の形成方向であるステップフロー方向の下流側にあり、前記種結晶の回転が、周期的に正回転と逆回転を繰り返すことを特徴とする炭化ケイ素の結晶の製造方法である。
【００１３】
また、前記種結晶の回転中心が、前記種結晶の内部または外部に存在することが好ましく、前記種結晶の回転が前記原料溶液の液面と平行な面で行われることが好ましい。さらに、前記原料溶液中にクロムを含み、クロムのシリコンとクロムの合計に対する比が２０〜６０モル％であることが好ましい。
【００１４】
本願の第２の発明は、炭化ケイ素の種結晶を、容器内に保持されたケイ素及び炭素を含む原料溶液に接触させる炭化ケイ素の結晶の製造方法において、前記種結晶の結晶成長面はオフ角を有し、前記容器は、回転中心の位置が、前記種結晶の中心位置に対して、前記オフ角の形成方向であるステップフロー方向の下流側にあるように回転し、前記容器の回転が、周期的に正回転と逆回転を繰り返すことを特徴とする炭化ケイ素の結晶の製造方法である。
【００１５】
本願の第３の発明は、結晶の原料を含む原料溶液と、前記原料溶液を収容する容器と、結晶成長面にオフ角を有する種結晶と、前記種結晶を前記原料溶液に接触させながら回転させる回転部と、を有し、前記種結晶の回転中心の位置が、前記種結晶の中心位置に対して、前記オフ角の形成方向であるステップフロー方向の下流側にあり、前記種結晶の回転が、周期的に正回転と逆回転を繰り返すことを特徴とする結晶製造装置である。
【００１６】
本願の第４の発明は、結晶の原料を含む原料溶液と、前記原料溶液を収容する容器と、結晶成長面にオフ角を有する種結晶と、を有し、前記容器は、回転中心の位置が、前記種結晶の中心位置に対して、前記オフ角の形成方向であるステップフロー方向の下流側にあるように回転し、前記容器の回転が、周期的に正回転と逆回転を繰り返すことを特徴とする結晶製造装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、オフ基板上への結晶成長において表面荒れが抑制可能な炭化ケイ素の結晶成長方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態にかかる結晶成長装置１の概要を示す図。
【図２】オフ角を有する種結晶９の表面の模式図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）本実施形態における種結晶の中心１１と回転中心１５との位置関係を示す図。
【図４】（ａ）〜（ｅ）実施例、比較例における種結晶の中心１１と回転中心１５との位置関係を示す図。
【図５】実施例１で得られた炭化ケイ素単結晶の成長表面の写真。
【図６】実施例２で得られた炭化ケイ素単結晶の成長表面の写真。
【図７】比較例１で得られた炭化ケイ素単結晶の成長表面の写真。
【図８】比較例２で得られた炭化ケイ素単結晶の成長表面の写真。
【図９】比較例３で得られた炭化ケイ素単結晶の成長表面の写真。
【図１０】（ａ）、（ｂ）比較例１と実施例２において、種結晶の成長表面より０．２ｍｍ下に生じる原料溶液の流れの平均値を数値計算で求めた結果。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態にかかる結晶成長装置１の概要を示す図である。結晶成長装置１は、るつぼ３の内部にケイ素と炭素を含む原料溶液５を有し、回転部７は、長軸を回転軸として先端に取り付けられた種結晶９を回転可能である。
【００２０】
るつぼ３としては、原料溶液５に炭素を供給可能なグラファイト製の黒鉛るつぼが好ましいが、炭化水素ガスや固体の炭素源を添加可能であれば、黒鉛るつぼ以外の坩堝を使用可能である。なお、原料溶液５の組成を均一にするために、るつぼ３も正方向と逆方向に周期的に回転方向を反転させながら回転させることが好ましい。
【００２１】
原料溶液５は、るつぼ３の周囲に設けられた誘導加熱式のヒーター４などにより加熱され、溶融状態が保たれる。るつぼ３内の温度が１７００〜２１００℃であることが好ましい。
【００２２】
原料溶液５は、炭化ケイ素の結晶成長に用いられるケイ素と炭素を含む溶液であれば特に限定されないが、添加元素を加えたＳｉ溶媒に、炭素が溶解している溶液を用いることが好ましい。シリコン合金としては、シリコンと、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｓｃ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｐ、Ｎ、Ｏ、Ｂ、Ｄｙ、Ｙ、Ｎｂ、Ｎｄ、Ｆｅから選ばれる少なくとも一種の合金を使用できる。特に、炭素溶解度が大きく、蒸気圧が小さく、化学的に安定している点で、Ｃｒを２０〜６０モル％含むＳｉ−Ｃｒ合金系を溶媒として用いることが好ましい。
【００２３】
原料溶液のシリコン源としては、シリコンまたはシリコン合金を用いることができる。また、原料溶液の炭素源としては、黒鉛、グラッシーカーボン、ＳｉＣや、メタン、エタン、プロパン、アセチレンなどの炭化水素ガス、などを用いることができる。
【００２４】
種結晶９は、４Ｈ−ＳｉＣおよび６Ｈ−ＳｉＣに代表される結晶多形を用いることができる。図２は種結晶９の表面の模式図である。種結晶９は（０００１）面に対して０．５〜２度傾斜して切断されて形成されており、種結晶９の表面と（０００１）面との角度をオフ角と呼ぶ。また、ステップフロー方向とは、オフ角が進展する方向である。例えば、［１１−２０］方向に向けてオフ角が形成されていれば、ステップフロー方向は［１１−２０］方向である。後述するとおり、原料溶液５を、ステップフロー方向と対向する方向１４に流動させることで、結晶成長時のトレンチの発生を抑制することができる。
【００２５】
少なくとも種結晶９の結晶成長面に接触する原料溶液５は、過飽和状態になっている必要がある。ＳｉＣの過飽和状態を得る方法としては、前述したように、溶液を蒸発させ過飽和状態とする蒸発法、飽和濃度のＳｉＣ溶液に種結晶基板を浸漬後、過冷却によって過飽和状態とする冷却法、温度勾配を有するＳｉＣ溶液中に種結晶基板を浸漬し、低温部でＳｉＣ結晶を晶出させる温度差法などが可能である。
【００２６】
温度差法を用いる場合は、ヒーター４の加熱を制御するか、種結晶９により冷却するなどして、種結晶９の近辺のみが過飽和状態になるため、回転部７は、種結晶９を原料溶液５の液面にすれすれで接触する位置で回転しながら引き上げることで、種結晶９の結晶成長面にはＳｉＣの結晶が析出する。特に、ＳｉＣの単結晶が析出する。
【００２７】
冷却法や蒸発法を用いる場合は、原料溶液５の全体が過飽和となるため、種結晶９を原料溶液５の内部に浸漬した状態で、回転部７を回転させることでも結晶成長をすることが可能である。
【００２８】
種結晶９の回転速度は５０〜３００ｒｐｍが好ましく、５０〜２００ｒｐｍがより好ましい。回転速度が遅すぎると成長速度が遅くなる。また、回転速度が速すぎると装置に負担となるうえに、成長速度もさほど高くならない。
【００２９】
また、種結晶９の回転は、周期的に正回転と逆回転を繰り返す回転であることが好ましく、その周期は３０秒〜５分程度である。周期的に回転方向を入れ替えることで、結晶成長を行う際の種結晶の成長表面における原料溶液の流れを制御することができる。具体的に説明すると、回転方向を周期的に入れ替えることで、結晶成長を行う期間で平均化した原料溶液の流れは、回転中心から直線状に外側に向かう流れとなり、原料溶液がステップフロー方向と対向する方向へ流れる領域を広くすることができる。
【００３０】
オフ角のある種結晶９には、図２に示すように、ステップフロー方向と対向する方向１４に原料溶液５を流動させることで、トレンチの発生を抑制することができる。本実施形態では、ステップフロー方向に対向する流れができる領域を広げるため、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、種結晶９の回転中心１５は、種結晶の中心１１から、ステップフロー方向１３の下流側に離れて位置する。
【００３１】
回転中心１５は、種結晶の中心１１より、種結晶の直径の２０％以上離れていることが好ましい。回転中心１５と種結晶の中心１１が近すぎると、トレンチの発生を抑制できる領域が小さくなるためである。
【００３２】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態における種結晶の中心１１と回転中心１５との位置関係を示す図である。図３（ａ）では、回転中心１５は種結晶９の内部にある。また、図３（ｂ）では、回転中心１５は種結晶の中心１１からさらに離れ、回転中心１５は種結晶９の端部にある。さらに、図３（ｃ）では、回転中心１５は種結晶の中心１１からさらに離れ、回転中心１５は種結晶９の外側にある。回転中心１５と種結晶の中心１１が離れるほど、種結晶９の面内での原料溶液５の流れが均一となり、種結晶９の面内の全体が平滑な結晶となる。
【００３３】
また、回転中心１５から種結晶の中心１１に向けた方向と、ステップフロー方向１３との間をなす角度が１８０度±４５度であることが好ましく、１８０度±１５度であることがより好ましく、１８０度±５度であることが特に好ましい。この範囲であれば、種結晶９に結晶成長面において、ステップフロー方向１３と、原料溶液５の流れが対向流となる領域が広がり、得られた結晶に、トレンチの発生が少ない領域が広がるためである。
【００３４】
また、必ずしも種結晶９を回転させなくとも、るつぼ３を回転させることで、種結晶９の結晶成長面に、ステップフロー方向１３と対向するような、原料溶液５の流れを形成してもよい。具体的には、るつぼ３を、るつぼ３の回転中心の位置が、種結晶９の中心位置に対して、ステップフロー方向１３の下流側にあるように回転させ、さらに、るつぼ３の回転が、周期的に正回転と逆回転を入れ替えるようにする。なお、るつぼ３を回転させる際に、種結晶９は回転させても回転させなくてもよい。さらに、種結晶９は、前述の偏心かつ周期反転を行う回転を行ってもよい。
【００３５】
すなわち、周期的に正回転と逆回転を入れ替えるようにるつぼ３を回転させると、結晶成長を行う期間で平均化した原料溶液の流れを、るつぼ３の回転中心から外側に向かう流れにすることができる。そのため、るつぼ３の回転中心の位置を、種結晶９の中心位置に対してステップフロー方向の下流側にあるようにすると、平均化した原料溶液５の流れは、ステップフロー方向１３と対向するようになる。
【００３６】
なお、るつぼ３の回転中心は、種結晶９の内部にあってもよいし、外部にあってもよい。また、るつぼ３の回転速度は５〜３０ｒｐｍが好ましく、５〜２０ｒｐｍがより好ましい。回転速度が遅すぎると成長速度が遅くなる。また、回転速度が速すぎると装置に負担となるうえに、成長速度もさほど高くならない。
【００３７】
本実施形態においては、種結晶またはるつぼの回転中心を種結晶の中心から動かすという簡単な改良により、トレンチの発生が少なく、表面荒れの少ない炭化ケイ素の結晶を得ることができる。
【実施例】
【００３８】
［実施例１］
最大回転速度２０ｒｐｍで、３０秒周期で正回転と逆回転を入れ替えながら回転する黒鉛るつぼ内の１９００℃のＳｉ−４０ａｔ．％Ｃｒ溶媒中に直径１インチの４Ｈ−ＳｉＣ種結晶Ｃ面（１度オフ基板）を浸漬し、種結晶の最大回転速度１５０ｒｐｍ、２分周期で正回転と逆回転を入れ替えながら３時間成長させた。種結晶の回転中心位置は種結晶の中心位置から２．５ｃｍ離れた地点とし、種結晶中心からみた種結晶の回転中心の方向はステップフロー方向と同一、すなわち、回転中心から種結晶の中心に向けた方向と、ステップフロー方向との間をなす角度が１８０度であるように設定した。
【００３９】
得られた単結晶の成長表面のモフォロジーを観察した結果、図５に示すように、ほぼ全面に渡り成長表面でのトレンチ形成が抑制されていた。これは、実施例１での回転により、種結晶の成長表面のほぼ全面にステップフロー方向と対向する方向に原料溶液５が流れたため、得られた単結晶の表面の全面に渡ってトレンチの形成が抑制されたと考えられる。なお、図５中の得られた単結晶の中央部にある黒い点は、結晶成長中に混入した粒子が付着したもので、本発明で課題とする結晶成長中に生じるトレンチや表面荒れとは異なる原因により生じたものである。
【００４０】
［実施例２］
種結晶の回転中心位置を種結晶の中心位置から０．６ｃｍ離れた地点とし、種結晶中心からみた種結晶の回転中心の方向をステップフロー方向と同一に設定した以外は実施例１と同様にして結晶成長させた。
【００４１】
成長表面のモフォロジーを観察した結果、図６に示すように、種結晶の回転中心よりもステップフロー上流側の領域ではトレンチの形成が抑制できた。
【００４２】
［比較例１］
種結晶の回転中心位置を種結晶の中心位置とした以外は実施例１と同様にして結晶成長させた。
成長表面のモフォロジーを観察した結果、図７に示すように、図中右側にわずかにトレンチの形成が抑制された領域を有するが、種結晶のほぼすべての領域でトレンチが形成していた。
【００４３】
また、原料溶液の流れが、表面形状に与える影響を評価するため、三次元の数値計算シミュレーションを行った。図１０（ａ）、（ｂ）は、比較例１と実施例２において、種結晶の成長表面より０．２ｍｍ下に生じる原料溶液の流れの平均値を数値計算で求めた結果を示す。図１０（ａ）では、回転中心の位置と種結晶の中心の位置が同じであるため、回転中心（図１０中で「＋」で示された位置）を中心に外側に向かう流れができている。図１０（ａ）での、回転中心から右側に、流れがステップフロー方向と対抗する方向（図中右向き方向）に向いた領域がわずかに形成され、その領域は図７でトレンチの形成が抑制された領域と一致している。
【００４４】
一方、図１０（ｂ）は、回転中心が種結晶の中心位置から図中左側にずれているため、種結晶から右側に、流れがステップフロー方向と対抗する方向に向いた領域が形成され、その領域は図６でトレンチの形成が抑制された領域と一致している。また、図１０（ａ）、（ｂ）を比べると、回転中心をステップフロー方向の下流側に移動したことにより、原料溶液の流れがステップフロー方向と対抗する方向に向いた領域が拡大し、トレンチの形成が抑制された領域が拡大したことがわかる。
【００４５】
［比較例２］
種結晶の回転中心位置を種結晶の中心位置から０．６ｃｍ離れた地点とし、種結晶中心からみた種結晶の回転中心の方向をステップフロー方向と逆方向に設定する以外は実施例１と同様にして結晶成長させた。
成長表面のモフォロジーを観察した結果、図８に示すように種結晶のほぼすべての領域でトレンチが形成していた。これは、種結晶の回転中心がステップフロー方向の上流側に移動したことにより、原料溶液の流れがステップフロー方向と対抗する方向に向いた領域が縮小し、トレンチの形成が抑制された領域がほとんどなくなってしまったためである。
【００４６】
［比較例３］
２０ｒｐｍで回転する黒鉛るつぼ内の１９００℃のＳｉ−４０ａｔ．％Ｃｒ溶媒中に直径１インチの４Ｈ−ＳｉＣ種結晶Ｃ面（１度オフ基板）を浸漬し、種結晶の回転速度１５０ｒｐｍで回転（つるぼの回転方向とは逆方向）させながら３時間成長させた。種結晶の回転中心位置は種結晶の中心位置とした。
成長表面のモフォロジーを観察した結果、図９に示すように種結晶のほぼすべての領域でトレンチが形成していた。
【００４７】
以上の実施例１〜２、比較例１〜３の回転中心と種結晶の中心との位置関係を図４（ａ）〜（ｅ）に示し、実験条件と結果を以下の表１にまとめた。なお、表１中ではステップフローをＳＦと略した。実施例１〜２では、種結晶の内部にトレンチの発生が抑制された、滑らかな表面を有する領域が得られた。
【００４８】
【表１】
0006259740.tif 000002
【符号の説明】
【００４９】
１    単結晶成長装置
３    るつぼ
４    ヒーター
５    原料溶液
７    回転部
９    種結晶
１１    種結晶の中心
１３    ステップフロー方向
１４    ステップフロー方向に対向する方向
１５    回転中心
【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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