(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素単結晶層（１２）を種結晶とし、該種結晶を台座（４ｂ）に接合した状態にて、炭化珪素単結晶（１６）を成長させる装置（４ａ）内に該台座（４ｂ）を載置して炭化珪素原材料（１５）を加熱昇華させ、前記種結晶上に前記炭化珪素単結晶（１６）を成長させる方法であって、
珪素単結晶基板（１１）上に前記炭化珪素単結晶層（１２）を成長させる工程と、
前記珪素単結晶基板（１１）と前記炭化珪素単結晶層（１２）のうち、前記炭化珪素単結晶層（１２）側を前記台座（４ｂ）に接合することにより前記炭化珪素単結晶層（１２）及び前記珪素単結晶基板（１１）を前記蓋部材（４ｂ）に固定する工程と、
前記炭化珪素単結晶層（１２）及び前記珪素単結晶基板（１１）が固定された前記台座（４ｂ）を前記珪素単結晶基板（１１）の融点以上の温度状態とし、前記珪素単結晶基板（１１）を溶融・除去して前記炭化珪素単結晶層（１２）を前記種結晶として露出させる工程とを備えることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項２】
珪素単結晶基板（１１）上に炭化珪素単結晶層（１２）を成長させる工程と、
前記珪素単結晶基板（１１）と前記炭化珪素単結晶層（１２）のうち、前記炭化珪素単結晶層（１２）側を結晶成長装置（１）の台座（４ｂ）に接合することにより前記炭化珪素単結晶層（１２）及び前記珪素単結晶基板（１１）を前記台座（４ｂ）に固定する工程と、
前記台座（４ｂ）を前記結晶成長装置（１７）に装着する工程と、
前記結晶成長装置（１７）内の温度を前記珪素単結晶基板（１１）の融点以上の温度にして、前記珪素単結晶基板（１１）を溶融、除去する工程と、
前記結晶成長装置（１７）内に炭化珪素単結晶（１６）の原料のガスを供給することにより、前記炭化珪素単結晶層（１２）を種結晶として炭化珪素単結晶（１６）を成長させる工程とを備えたことを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項３】
前記炭化珪素単結晶層（１２）の表面に補強層（１４）を形成する工程を有し、前記補強層（１４）を前記台座（４ｂ）に接合することによって前記炭化珪素単結晶層（１２）及び前記珪素単結晶基板（１１）を前記台座（４ｂ）に固定することを特徴とする請求項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】
前記炭化珪素単結晶層（１２）を種結晶として炭化珪素単結晶（１６）を成長させる工程における温度は、前記珪素単結晶基板（１１）を溶融、除去する工程における温度よりも高温で行うことを特徴とする請求項１または２に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項５】
前記珪素単結晶基板（１１）を溶融、除去する工程を、２０００℃以下の温度で行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項６】
前記珪素単結晶基板（１１）として、厚さが１乃至３ｍｍのものを用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項７】
前記珪素単結晶基板（１１）として、複数枚の珪素単結晶基板を張り合わせたものを用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項８】
前記炭化珪素単結晶層（１２）を種結晶として炭化珪素単結晶（１６）を成長させる工程は、黒鉛製ルツボ内（４ａ）において炭化珪素原料粉末（１５）を不活性ガス雰囲気中で加熱昇華させ、前記炭化珪素原料粉末（１５）よりやや低温になっている前記炭化珪素単結晶層（１２）の表面側に炭化珪素単結晶（１６）を成長させるものであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭化珪素単結晶の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、炭化珪素単結晶基板は高耐圧電力用トランジスタ、高耐圧ダイオード等の高耐圧大電力用半導体装置の半導体基板として開発されている。そして、この炭化珪素単結晶基板の製造方法として、大面積かつ高品質の炭化珪素単結晶成長に有利な昇華再結晶法が主に採用されている。
【０００３】
この昇華再結晶法は、黒鉛製ルツボ内に配置された炭化珪素原料を加熱昇華させ、同じく黒鉛製ルツボ内に炭化珪素原料と対向する位置に配置された炭化珪素単結晶からなる炭化珪素種結晶上に炭化珪素単結晶を成長させるものである。
そして、炭化珪素種結晶を効率よく形成する方法として、シリコン基板上に炭化珪素単結晶層をＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させたあと、シリコン基板を除去して炭化珪素単結晶層のみを残し、この炭化珪素単結晶層を種結晶として昇華再結晶法により炭化珪素単結晶を成長させる方法がある。
【０００４】
また、エピタキシャル成長の成長速度が非常に遅いため、再現性を考慮すると、種結晶となる炭化珪素単結晶層の膜厚はせいぜい２０μｍの厚さにしかできない。このような極めて薄い種結晶は破損し易いため、特開平９−７７５９５号公報に示すように、炭化珪素単結晶層に補強部材を設けたあとシリコン基板を薬液や機械研磨によって除去し、シリコン基板を除去した後においては補強部材によって種結晶が破損するのを防止するという方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、薬液によってシリコン基板を除去する場合には、シリコン基板を薬液に浸す工程や洗浄工程等が必要となり、ハンドリング工程も多くなる。また、種結晶である炭化珪素単結晶層を固定しておく接着剤が薬液によって溶けてしまうという問題がある。
【０００６】
一方、機械研磨によってシリコン基板を除去する場合には、研磨工程等の工程が必要になるだけでなく、炭化珪素単結晶層の膜厚を考慮した膜厚設定が困難であるという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みたもので、薬液や機械研磨によらずにシリコン基板を除去することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
【０００８】
請求項１に記載の発明においては、珪素単結晶基板（１１）上に炭化珪素単結晶層（１２）を成長させる工程と、炭化珪素単結晶層（１２）を台座（４ｂ）に接合することにより炭化珪素単結晶層（１２）及び珪素単結晶基板（１１）を台座（４ｂ）に固定する工程と、その台座（４ｂ）を珪素単結晶基板（１１）の融点以上の温度状態として珪素単結晶基板（１１）を溶融・除去して炭化珪素単結晶層（１２）を種結晶として露出させる工程とを備えることを特徴としている。
【０００９】
このように、珪素単結晶基板（１１）を熱処理によって溶融、除去しているため、薬液や機械研磨によらずに珪素単結晶基板（１１）を除去することができる。そして、熱処理によって珪素単結晶基板（１１）を除去できるため、洗浄工程や膜厚設定等を行う必要もない。そして、珪素単結晶基板（１１）を除去する前に、炭化珪素単結晶層（１２）及び珪素単結晶基板（１１）を台座（４ｂ）に固定しているため、珪素単結晶基板（１１）を除去したあとにおいても台座（４ｂ）が補強層としての役割を果たし、ハンドリング時等に炭化珪素単結晶層（１２）が破損することを防止することができる。
【００１０】
さらに、請求項２に示すように、結晶成長装置（１７）内で珪素単結晶基板（１１）を溶融、除去すれば、珪素単結晶基板（１１）の除去を炭化珪素単結晶（１６）を形成する結晶成長装置（１７）によって行うことができるため、珪素単結晶基板（１１）の除去を個別に行う場合に比して工程数を削減することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明においては、炭化珪素単結晶層（１２）の表面に補強層（１４）を形成しておき、この補強層（１４）を台座（４ｂ）に接合することによって炭化珪素単結晶層（１２）及び珪素単結晶基板（１１）を台座（４ｂ）に固定することを特徴としている。このように、補強層（１４）を設けることによって炭化珪素単結晶層（１２）を補強することができ、より炭化珪素単結晶層（１２）の破損を防止することができる。
【００１２】
具体的には、請求項４に示すように、珪素単結晶基板（１１）を溶融、除去する工程における温度よりも高い温度で、炭化珪素単結晶層（１２）を種結晶として炭化珪素単結晶（１６）を成長させる工程を行うようにする。請求項５に記載の発明においては、珪素単結晶基板（１１）を溶融、除去する工程を、２０００℃以下の温度で行うことを特徴としている。
【００１３】
２０００℃を超える温度で長時間の熱処理を行うと、炭化珪素単結晶層（１２）において再結晶、多形の転移に伴う欠陥の発生及び変質という不具合が発生する場合がある。そして、珪素単結晶基板（１１）を除去するための工程は長時間必要とされるため、この工程における温度を２０００℃以下で行うことにより上記不具合の発生を防止することができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明においては、珪素単結晶基板（１１）として、厚さが１乃至３ｍｍのものを用いることを特徴としている。このように、珪素単結晶基板（１１）の厚さを１ｍｍ以上にすることにより、珪素単結晶基板（１１）と炭化珪素単結晶層（１２）の熱膨張率の相違から発生する反りを低減することができる。これにより、前記反りによって発生する炭化珪素単結晶層（１２）の破損を防止することができる。また、珪素単結晶基板（１１）の厚さを３ｍｍ以下にすることによって珪素単結晶基板（１１）を除去する時間を比較的短時間にすることができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明においては、珪素単結晶基板（１１）として、複数枚の珪素単結晶基板を張り合わせたものを用いることを特徴としている。このように、珪素単結晶基板（１２）として、複数枚の珪素単結晶基板（１２）を張り合わせたものにすることにより、珪素単結晶基板（１２）の剛性を向上させることができると共に、珪素単結晶基板（１１）と炭化珪素単結晶層（１２）の熱膨張率の相違から発生する反りによって珪素単結晶基板（１２）のうちの一部が割れてしまっても残りの部分で珪素単結晶基板（１２）全体が割れることを防止することができる。これにより、炭化珪素単結晶層（１２）の破損を防止することができる。
【００１６】
請求項８に記載の発明においては、炭化珪素単結晶層（１２）を種結晶として炭化珪素単結晶（１６）を成長させる工程は、黒鉛製ルツボ内（４ａ）において炭化珪素原料粉末（１５）を不活性ガス雰囲気中で加熱昇華させ、炭化珪素原料粉末（１５）よりやや低温になっている炭化珪素単結晶層（１２）の表面側に炭化珪素単結晶（１６）を成長させるものであることを特徴としている。
【００１７】
このように、いわゆる昇華再結晶法によって炭化珪素単結晶（１６）を成長させることによって、炭化珪素基板に適した厚いバルク状の炭化珪素単結晶（１６）を短時間で形成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
本実施形態で用いる結晶成長装置を図１に示す。この結晶成長装置１７は、昇華再結晶法により炭化珪素バルク単結晶１６を形成するためのものである。以下、図１に基づいて結晶成長装置について説明する。
【００１９】
結晶成長装置１７には、真空容器（チャンバー）１が備えられている。この真空容器１内には基台２が設けられており、この基台２の上には断熱材３で覆われた黒鉛製ルツボ４が搭載されている。黒鉛製ルツボ４は、上面が開口するルツボ本体４ａと、ルツボ本体４ａの開口部を塞ぐ蓋材４ｂとからなる。そして、蓋材４ｂが、種結晶となる（１１１）面立方晶炭化珪素単結晶層１２を支持する台座になる。
【００２０】
又、断熱材３は、黒鉛製ルツボ４の底面および側面を覆う本体部３ａと、黒鉛製ルツボ４の上部を覆う蓋部３ｂとからなっている。
真空容器１には排気弁７を備えた排気管５が設けられている。また、排気管５には真空ポンプ６が接続されており、この真空ポンプ６によって真空容器１内の排気が行えるようになっている。さらに、真空容器１には不活性ガス導入管８が設けられており、この不活性ガス導入管８を通して不活性ガスであるアルゴンガスを真空容器１に導入できるようになっている。
【００２１】
真空容器１内における断熱材３の外周側には誘導コイル９が配置され、この誘導コイル９に対し高周波電源から電力を供給することにより黒鉛製ルツボ４を誘導加熱できるようになっている。
真空容器１の内部における断熱材３の蓋部３ｂ及び底面部には温度測定穴１０ａ、１０ｂがそれぞれ設けられており、この温度測定穴１０ａ、１０ｂを通して黒鉛製ルツボ４内の光を取り出して光放射温度計にてルツボ本体４ａの温度を測定できるようになっている。
【００２２】
次に、炭化珪素バルク単結晶の製造方法を図２（ａ）〜（ｅ）に示す炭化珪素単結晶の状態図に基づいて説明する。
〔図２（ａ）の工程〕
まず、立方晶型結晶である珪素単結晶基板として、（１１１）面方位を基板表面とするシリコンウェハ１１を用意する。このシリコンウェハ１１には、直径が４インチで、厚さが１乃至３ｍｍのものを用いている。
【００２３】
そして、このシリコンウェハ１１の上に種結晶となる表面が（１１１）面方位である立方晶炭化珪素単結晶層１２を化学的気相エピタキシャル成長法（ＣＶＤ）により成長させる。より詳しくは、メタンなどの炭素供給用原料ガスおよびシランなどの珪素供給用原料ガスの化学反応による化学的気相成長法を用いる。このとき、炭化珪素単結晶層１２の膜厚は１〜２０μｍである。
【００２４】
〔図２（ｂ）の工程〕
次に、図１における黒鉛製ルツボの蓋材４ｂを結晶成長装置１７から取り外し、シリコンウェハ１１と炭化珪素単結晶層１２を一体にしたまま、炭化珪素単結晶層１２側に接着剤１３を付着させて、これらを蓋材４ｂに固定する。
このとき、シリコンウェハ１１を予め除去して薄い炭化珪素単結晶層１２だけを直接蓋材４ｂに接着固定すると、薄い炭化珪素単結晶層１２が反ったり、浮いてしまったり、若しくはうねってしまったりする場合が発生するが、シリコンウェハ１１が補強部材の役割を果たすため、このような状態を防ぐことができる。
【００２５】
また、上記接着に際して、シリコンウェハ１１や炭化珪素単結晶層１２に発生した反りを戻しつつ行う必要があるが、この反りを戻すことによって炭化珪素単結晶層１２が割れたりして破損することがある。
図３（ａ）に炭化珪素単結晶層１２を成長させた時におけるシリコンウェハ１１の反り特性を示す。但し、図３（ａ）はシリコンウェハ１１の直径が１００ｍｍであり、炭化結晶単結晶層１２の厚さが２０μｍの場合の特性を示している。シリコンウェハ１１に炭化珪素単結晶１２を成長させたとき、シリコンウェハ１１と炭化珪素単結晶層１２との熱膨張率の相違から図３（ｂ）に示すように反りが発生する。この反りは、シリコンウェハ１１の厚さに関係しており、厚くなればなるほど反りが小さくなる。そして、図３（ｂ）に示されるようにシリコンウェハ１１の厚さが１ｍｍ以上になると上記反りが十分に低減されていることが分かる。
【００２６】
このように、シリコンウェハ１１として厚さが１ｍｍ以上のものを用いているため、上記反りが低減でき、この反りを戻そうとするときに炭化珪素単結晶層１２が割れるのを防止することができる。また、シリコンウェハ１１の厚さが厚くなるとシリコンウェハ１１を除去するために長時間必要となるため、シリコンウェハ１１の厚さは３ｍｍ以下にするのが好ましい。
【００２７】
続いて、図１に示すように、黒鉛製ルツボの蓋材４ｂを結晶成長装置１７に装着する。このようにして、（１１１）面立方晶炭化珪素単結晶層１２が黒鉛製ルツボの蓋材４ｂの下面に配置される。
一方、図１における黒鉛製ルツボ４には炭化珪素原料粉末１５が１００ｇ充填されている。炭化珪素原料粉末１５は、研磨材として市販されている平均粒径５００μｍのものを予め真空中で１８００〜２０００℃の熱処理を施して使用している。
【００２８】
この状態から、排気管５と排気弁７とを通して真空ポンプ６により真空容器１内を排気する。このときの真空度は１０-3〜１０-4Ｔorr とする。
さらに、高周波電源から誘導コイル９に電力供給を行って、黒鉛製ルツボ４を誘導加熱する。このとき、温度は温度測定穴１０ａを通して黒鉛製ルツボ４の底を光放射温度計により測定する。そして、温度を監視しながら１２００℃まで温度を上昇した後、不活性ガス導入管８よりアルゴンガスを導入して真空容器１内の圧力を５００Ｔorr にする。
【００２９】
〔図２（ｃ）の工程〕
その後、誘導コイル９に電力を供給して再び温度を上昇させて、黒鉛製ルツボ４の温度をシリコンの溶融温度にする。このシリコンの溶融温度は約１４００℃であるため、黒鉛製ルツボ４の温度が１４００℃以上の温度になるように、温度測定穴１０ｂを通して光放射温度計により監視しながら、誘導コイル９への供給電力を調整する。このとき、真空容器１の圧力を低くするとシリコンの蒸発速度が大きくなるため、真空ポンプ６により真空容器１の圧力を低くした方がシリコンの除去時間を短くできる。ここでは真空容器の真空度を１Ｔｏｒｒとした。
【００３０】
但し、このとき、黒鉛製ルツボ４内の温度が２０００℃にならないように行う。シリコンウェハ１１の除去には比較的長時間が必要とされ、長時間に渡って黒鉛製ルツボ４内の温度が２０００℃以上である場合には、炭化珪素単結晶層１２の再結晶、多形の転移に伴う欠陥の発生、変質等の不具合が生じてしまうからである。
【００３１】
そして、黒鉛製ルツボ４の温度が１４００℃以上になるようにして所定時間維持すると、シリコンウェハ１１が全て溶融、除去されてしまい、種結晶となる炭化珪素単結晶層１２のみが残留した状態となる。
このように、黒鉛製ルツボ４内でシリコンウェハ１１を除去しているため、シリコンウェハ１１を除去するためにのみ必要な工程を廃止できると共に、シリコンウェハ１１を除去したあとの種結晶となる炭化珪素単結晶層１２の表面が大気に触れることがないため、種結晶表面の汚染による欠陥発生をなくすことができる。
【００３２】
なお、このシリコンウェハ１１は除去されたのち、結晶成長装置１７外に排出してもよいが、結晶成長装置１７内に残留させた場合においても、シリコンウェハ１１は珪素で構成されているため、炭化珪素単結晶１６を成長させるときの原料として寄与する。
〔図２（ｄ）の工程〕
続いて、再び真空容器１の圧力を５００Ｔｏｒｒに戻し、さらに誘導コイル１０に電力を供給し、さらに黒鉛製ルツボ４の温度を上昇させて炭化珪素原料粉末１５の昇華温度にする。この炭化珪素原料粉末１５の昇華温度は２３３０℃であり、温度測定穴１０ａを通じて光放射温度計により監視して行う。このとき、（１１１）面立方晶炭化珪素単結晶層１２の温度は、黒鉛製ルツボ４と誘導コイル１０の相対的な位置関係により５０〜３５０℃だけ炭化珪素原料粉末１５の温度より低くなっている。
【００３３】
そして、炭化珪素原料粉末１５と（１１１）面立方晶炭化珪素単結晶層１２の温度が安定した後、真空ポンプ７６より真空容器１を減圧する。減圧とともに炭化珪素原料粉末１５から昇華が始まり結晶成長が開始される。この際、１Ｔorr まで減圧して成長圧力とする。又、結晶成長中はアルゴンガスを１０リットル／ｍｉｎ流し、排気弁７の開度を調節しながら真空ポンプ６により圧力を制御する。
【００３４】
炭化珪素原料粉末１５から昇華したガスは種結晶である炭化珪素単結晶層１２との温度差を駆動力として（１１１）面立方晶炭化珪素単結晶層１２まで到達して、炭化珪素単結晶の結晶成長が進行する。そして、５時間の結晶成長を行った後、アルゴンガスを真空容器１に導入すると共に誘導コイル９への電力供給を停止し、温度を下げて成長終了とする。
【００３５】
その結果、種結晶である（１１１）面立方晶の炭化珪素単結晶層１２上に（０００１）面α型炭化珪素単結晶（炭化珪素単結晶インゴット）１６が形成される。（０００１）面α型炭化珪素単結晶１６はその厚さが約２ｍｍ、直径が４インチである。このようにして、大口径の炭化珪素単結晶インゴットが得られる。つまり、黒鉛製ルツボ４内において炭化珪素原料粉末１５を不活性ガス雰囲気中で加熱昇華させ、炭化珪素原料粉末１５よりやや低温になっている（１１１）面立方晶の炭化珪素単結晶層１２の表面側に炭化珪素単結晶を成長させるという昇華再結晶法にて（０００１）面α型炭化珪素単結晶１６が得られる。この昇華再結晶法により（０００１）面α型炭化珪素単結晶１６を形成した場合、比較的短時間で炭化珪素単結晶１６を炭化珪素基板に適した厚いバルク状のもので形成することができる。
【００３６】
〔図２（ｅ）の工程〕
さらに、図６に示すように、（０００１）面α型炭化珪素単結晶１６を黒鉛製ルツボの蓋材４ｂから取り外し、得られた結晶をスライス、研磨して半導体基板となる。この基板をＸ線回折およびラマン分光により結晶面方位、結晶構造（多形）を判定した結果、６Ｈ型の（０００１）面方位をもつものであることが確認された。
【００３７】
この基板を用いて、大電力用の縦型ＭＯＳＦＥＴ、ｐｎダイオード、ショットキーターイオード等の半導体装置を作製することができる。
このように、シリコンウェハ１１を除去しない状態で、炭化珪素単結晶層１２を台座となる蓋材４ｂに接着させ、この台座に接着した状態で黒鉛製ルツボ４に入れて、シリコンウェハ１１を除去すると共に炭化珪素単結晶層１２の表面に（０００１）面α型炭化珪素単結晶１６を形成しているため、薬液や機械研磨によらなくても（０００１）面α型炭化珪素結晶１６を形成することができる。また、炭化珪素単結晶層１２を形成後のハンドリング工程としては炭化珪素単結晶層１２を台座に接着する工程のみであり、非常に少ない。このため、極めて薄い炭化珪素単結晶層１２をハンドリング工程において破損させてしまったりすることを防止することができる。
【００３８】
なお、本実施形態においては、シリコンウェハ１１が補強材としての役割を果たしてため、炭化珪素単結晶層１２の割れなどを防止するための補強材をシリコンウェハ１１の他に設ける必要がない。このため、シリコンウェハ１１とは別の補強材を形成する場合において必要とされる工程を廃止することができる。
（第２実施形態）
図４（ａ）〜（ｆ）に本実施形態における炭化珪素単結晶の状態図を示し、この図に基づいて本実施形態における炭化珪素バルク単結晶の製造方法を説明する。本実施形態における炭化珪素バルク単結晶の製造方法においては、上記第１実施形態と異なりシリコンウェハ１１とは別個に、炭化珪素単結晶層１２を挟んでシリコンウェハ１１の反対側の面に補強層１４を設け、これによって炭化珪素単結晶層１２を補強した状態で炭化珪素単結晶の結晶成長を施している。
【００３９】
まず、図４（ａ）に示す工程においては、第１実施形態の図２（ａ）に示す工程と同様の工程を経てシリコンウェハ１１上に炭化珪素単結晶層１２を成長させる。
そして、図４（ｂ）に示すように、炭化珪素単結晶層１２を挟んでシリコンウェハ１１の反対側の面に補強層１４を形成する。この補強層１４は炭化珪素単結晶層１２を形成したのち、続けて同一の装置内で形成する。具体的には、炭化珪素単結晶層１２より結晶性の劣る炭化珪素単結晶をＣＶＤ法によって成長させて補強層１４を形成する。このとき、補強層１４は、膜厚が５０〜２００μｍで形成する。
【００４０】
その後、図４（ｃ）に示すように補強層１４に接着剤を付着させて、シリコンウェハ１１、炭化珪素単結晶層１２及び補強層１４を一体にしたまま黒鉛製ルツボの蓋材４ｂに固定する。
この後の図４（ｄ）〜（ｆ）に示す工程は、第１実施形態における図２（ｃ）〜（ｅ）と同様な工程であり、それぞれシリコンウェハ１１を除去する工程、（０００１）面α型炭化珪素単結晶１６を成長させる工程、（０００１）面α型炭化珪素単結晶１６を黒鉛製ルツボの蓋材４ｂから取り外す工程等を経て炭化珪素バルク単結晶の製造が終了する。
【００４１】
このように補強層１４を設けることによって炭化珪素単結晶層１２を補強することができるため、より炭化珪素単結晶層１２の破損を防止することができる。
（他の実施形態）
▲１▼第１、第２実施形態においては、シリコンウェハ１１を結晶成長装置１７内で除去しているが、シリコンウェハ１１を熱処理によって除去するものであれば、結晶成長装置１７以外の装置でシリコンウェハ１１を除去してもよい。
【００４２】
この場合においても、洗浄工程等を行う必要がないため、シリコンウェハ１１を薬液で除去する場合に比して、ハンドリング工程が少なくできる。
▲２▼第１、第２実施形態においては、単一の基板からなるシリコンウェハ１１を基板に用いて種結晶の炭化珪素単結晶層１２を形成したが、所望の厚さのシリコンウェハを複数張り合わせたもの、例えば、厚さが０．９ｍｍのウェハを２枚張り合わせたものを基板に用いてもよい。
【００４３】
このように複数枚のシリコンウェハを張り合わせた場合には、炭化珪素単結晶層１２とシリコンウェハとの熱膨張率の相違によって複数枚のシリコンウェハのうちの一部が割れてしまった場合においても他のシリコンウェハによって炭化珪素単結晶が割れるのを防止することができる。
なお、規格品にある比較的薄いシリコンウェハを複数枚張り合わせることによって比較的厚めなシリコンウェハが形成できるため、基板として規格品のシリコンウェハを適用することもできる。
【００４４】
▲３▼第１、第２実施形態においては、昇華再結晶法によって炭化珪素単結晶インゴットを形成したが、結晶成長法によって形成するものであれば他の方法でもよく、例えばＣＶＤ法によって炭化珪素単結晶インゴットを形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に用いる炭化珪素単結晶の成長装置の断面図である。
【図２】炭化珪素単結晶の状態を示す説明図である。
【図３】シリコンウェハ１１の厚さに対する反り量の特性を示す相関図である。
【図４】第２実施形態における炭化珪素単結晶の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
４…黒鉛製ルツボ、４ｂ…蓋材、１１…シリコンウェハ、
１２…炭化珪素単結晶層、１３…接着剤、１４…補強層、
１６…炭化珪素単結晶インゴット、１７…結晶成長装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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