JP2014108916A - 炭化珪素基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転位密度が低く、積層欠陥の発生が抑制されたＳｉＣ基板を歩留まりを向上して製造するＳｉＣ基板の製造方法を提供する。
【解決手段】ＳｉＣ基板の製造方法は、オフ角を有し、主面が形成されたＳｉＣ基板１０の製造方法である。ＳｉＣ基板の製造方法は、｛０００１｝面に対してオフ角を有する種基板を準備する工程と、種基板上にＳｉＣ結晶を成長する工程と、基底面転位の転位線１２の方向と、オフ方向Ｄとのなす角度が７５°以上１０５°以下になるように、ＳｉＣ結晶からＳｉＣ基板１０を切り出す工程とを備えている。種基板の上記オフ角は、１０°以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、炭化珪素（ＳｉＣ）基板の製造方法に関する。

ＳｉＣは、バンドギャップが大きく、また最大絶縁破壊電界および熱伝導率はシリコン（Ｓｉ）と比較して大きい一方、キャリアの移動度はシリコンと同程度に大きく、電子の飽和ドリフト速度および耐圧も大きい。そのため、高効率化、高耐圧化、および大容量化を要求される半導体デバイスへの適用が期待される。

このようなＳｉＣ半導体デバイスは、ＳｉＣ基板と、ＳｉＣ基板上に形成されたエピタキシャル層とを備えている。ＳｉＣ半導体デバイスの特性を向上するためには、高品質のエピタキシャル層を形成する必要がある。たとえば、特開２０１０−７６９６７号公報（以下、特許文献１という）では、転位密度の低いＳｉＣ基板を歩留まりを向上して製造するためのＳｉＣ基板の製造方法が開示されている。

特開２０１０−７６９６７号公報

上述のように、上記特許文献１では、転位密度の低いＳｉＣ基板を歩留まりを向上して製造することができる。しかし、上記特許文献１では、ＳｉＣ基板における積層欠陥の発生を抑制する方法が開示されていない。このため、より高品質なＳｉＣ基板を製造するためには、積層欠陥の発生を抑制するための方法が要求される。

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、転位密度が低く、積層欠陥の発生が抑制されたＳｉＣ基板を歩留まりを向上して製造するＳｉＣ基板の製造方法を提供することである。

本発明のＳｉＣ基板の製造方法は、オフ角を有し、主面が形成されたＳｉＣ基板の製造方法であって、以下の工程を備えている。｛０００１｝面に対してオフ角を有する種基板を準備する。種基板上にＳｉＣ結晶を成長する。基底面転位の転位線の方向と、ＳｉＣ基板のオフ方向とのなす角度が７５°以上１０５°以下になるように、ＳｉＣ結晶からＳｉＣ基板を切り出す。種結晶の上記オフ角は、１０°以下である。

本発明のＳｉＣ基板の製造方法によれば、オフ角を有する種基板上にＳｉＣ結晶を成長させている。これにより、基底面転位の転位線が一方向に並ぶ。さらに、上記なす角度が７５°以上１０５°以下の場合には、基底面転位の転位線と主面とが交差することを抑制できる。つまり、転位密度が低いＳｉＣ基板を製造することができる。このように、基底面転位の転位線は一方向に並んでいるので、上記なす角度を設定することで、転位密度の低いＳｉＣ基板を歩留まりを向上して製造することができる。また、種基板の上記オフ角が１０°以下である場合、ＳｉＣ結晶における積層欠陥の発生が抑制されることを、本発明者は鋭意研究の結果見出した。つまり、｛０００１｝面に対するオフ角が１０°以下である種基板を準備し、その種基板上にＳｉＣ結晶を成長することにより、積層欠陥の発生が抑制されたＳｉＣ基板を製造することができる。したがって、本発明のＳｉＣ基板の製造方法によれば、転位密度が低く、積層欠陥の発生が抑制されたＳｉＣ基板を歩留まりを向上して製造することができる。

上記ＳｉＣ基板の製造方法において好ましくは、上記切り出す工程では、上記なす角度が８５°以上９５°以下になるようにＳｉＣ基板を切り出す。

これにより、基底面転位の転位線と主面との交差をより抑制することができる。このため、転位密度のより低いＳｉＣ基板をより歩留まりを向上して製造することができる。

上記ＳｉＣ基板の製造方法において好ましくは、主面が１０ｃｍ^−２以下の基底面転位密度を有するようにＳｉＣ基板を切り出す。

上述したように、基底面転位の転位線と主面とが交差することが抑制されているので、このように基底面転位密度を低減したＳｉＣ基板を得ることができる。

上記ＳｉＣ基板の製造方法において好ましくは、上記切り出す工程では、主面が｛０３−３８｝面に対して±１０°の範囲で傾斜するようにＳｉＣ基板を切り出す。

これにより、このＳｉＣ基板を用いて作製された半導体デバイスの特性を向上することができる。

上記ＳｉＣ基板の製造方法において好ましくは、上記切り出す工程では、主面が１０００ｍｍ^２以上の面積を有するようにＳｉＣ基板を切り出す。また、上記切り出す工程では、主面が４インチ以上の最大幅を有するようにＳｉＣ基板を切り出す。

これにより、半導体デバイスの基板として利便性の高いＳｉＣ基板を得ることができる。

上記ＳｉＣ基板の製造方法において好ましくは、上記切り出す工程では、ポリタイプが４ＨであるＳｉＣ基板を切り出す。これにより、このＳｉＣ基板を用いて作製された半導体デバイスの特性をさらに向上することができる。

本発明のＳｉＣ基板の製造方法によれば、転位密度が低く、積層欠陥の発生が抑制されたＳｉＣ基板を歩留まりを向上して製造することができる。

本発明の実施の形態におけるＳｉＣ基板を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態において、転位線の方向とオフ方向とのなす角度を示す図である。 本発明の実施の形態において、転位線の方向とオフ方向とのなす角度αが９０°の場合の図である。 本発明の実施の形態におけるオフ角θおよびオフ方向を説明するための図である。 本発明の実施の形態において、｛０３−３８｝面を説明するための図である。 本発明の実施の形態における種基板を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態における種基板上に成長したＳｉＣ結晶を概略的に示す斜視図である。 一般的な基底面転位を示す図である。 本発明の実施の形態のＳｉＣ基板とは異なるＳｉＣ基板を概略的に示す斜視図である。 比較例におけるＳｉＣ基板を概略的に示す斜視図である。 比較例における転位線の方向とオフ方向とのなす角度を示す図である。 実施例におけるＳｉＣ基板の主面のエッチピットを観察した状態を示す図である。 実施例におけるなす角度αと基底面転位密度との関係を示す図である

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。また、本明細書中においては、個別方位を［］、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示している。また、負の指数については、結晶学上、”−”（バー）を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。

図１は、本実施の形態におけるＳｉＣ基板を概略的に示す斜視図である。図１を参照して、本実施の形態におけるＳｉＣ基板１０を説明する。図１に示すように、ＳｉＣ基板１０は、オフ角θを有しているとともに、主面１１を有している。また、ＳｉＣ基板１０には、基底面転位の転位線１２が形成されている。転位線１２は、基底面において一方向に揃っている。また、主面１１は、４インチ以上の最大幅を有している。

図２は、転位線の方向とオフ方向とのなす角度を示す図である。図１および図２に示すように、ＳｉＣ基板１０において、基底面転位の転位線１２の方向と、オフ方向Ｄとのなす角度αは、７５°以上１０５°以下であり、好ましくは８５°以上９５°以下である。図３は、転位線の方向とオフ方向とのなす角度αが９０°の場合の図である。角度αは、図３に示すように９０°近傍であることが特に好ましい。角度αが上記範囲の場合、基底面転位の転位線１２と主面１１とが交差することを抑制することができる。言い換えると、転位線１２と主面１１とはほぼ交差していない。さらに言い換えると、主面１１に露出する転位線１２は少ない。このため、主面１１における転位密度が低くなる。角度αが７５°以上１０５°以下の場合、主面１１は１０ｃｍ^−２以下の低い基底面転位密度を有している。角度αが８５°以上９５°以下の場合、１０ｃｍ^−２未満のより低い基底面転位密度を有している。角度αが９０°近傍の場合、４ｃｍ^−２以下のより低い基底面転位密度を有している。

このように、角度αを７５°以上１０５°以下にすることにより、主面１１の基底面転位密度を１０ｃｍ^−２以下にすることができる。この場合、このＳｉＣ基板１０の主面１１上に形成するエピタキシャル層に引き継がれる転位密度が低くなる。このため、特性を向上したエピタキシャル層を形成できるので、特性を向上したＳｉＣ半導体デバイスを実現することができる。

なお、上記転位密度は、たとえばＫＯＨ（水酸化カリウム）融液中にＳｉＣ基板１０を浸し、エッチングされた表面についてノマルスキー微分干渉顕微鏡を用いてカウントされたエッチピット数から求められるエッチピット密度（Ｅｔｃｈ Ｐｉｔ Ｄｅｎｓｉｔｙ）とする。

ここで、上述した用語について説明する。転位とは、一次元（線状）の結晶欠陥を言う。つまり、転位は、方向を有している。基底面とは、｛０００１｝面（ｃ面）を言う。基底面転位とは、結晶の基底面内に転位線がある転位を言う。

図４は、オフ角θおよびオフ方向を説明するための図である。図４を参照して、（０００１）面からのオフ角θおよびオフ方向Ｄについて説明する。図４に示すように、オフ角θとは、主面１１の法線（基板面法線）Ｎと、＜０００１＞方向（ｃ軸方向）とのなす角度を言う。オフ方向Ｄとは、主面１１の法線Ｎの（０００１）面への投影ベクトルの方向を言う。つまり、オフ方向Ｄは、法線Ｎの（０００１）面への投影ベクトルが（０００１）面内のどの方向を向いているのかを意味する。

また、主面１１は、｛０３−３８｝面に対して±１０°の範囲で傾斜していることが好ましい。この場合、ＳｉＣ基板１０を用いて作製された半導体デバイスの特性を向上することができる。

ここで、図５を参照して、｛０３−３８｝面とは、｛０００１｝面に対して約５５°（５４．７°）の傾斜を有する面である。言い換えると、｛０３−３８｝面とは、＜０００１＞軸方向に対して約３５°（３５．３°）の傾斜を有している面である。つまり、主面１１は、｛０００１｝面に対して４５°以上６５°以下傾斜していることが好ましい。なお、図５は、｛０３−３８｝面を説明するための図である。

主面１１は、１０００ｍｍ^２以上の面積を有することが好ましい。この場合、、ＳｉＣ基板１０を半導体デバイスの基板として用いた場合、利便性を向上することができる。

ＳｉＣ基板１０は、１周期の積層数が４の４Ｈ（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）型であることが好ましい。４Ｈ型のＳｉＣ基板を用いたＳｉＣ半導体デバイスは、移動度が大きく、損失を低減できるので、パワーデバイスに好適に用いることができる。なお、本発明のＳｉＣ基板は、１周期の積層数が６の６Ｈ型などであってもよい。

続いて、本実施の形態におけるＳｉＣ基板１０の製造方法について説明する。図６は、本実施の形態における種基板を概略的に示す斜視図である。まず、図６に示すように、ｃ面に対してオフ角を有する種基板２０を準備する。種基板２０は、主面２０ａを有している。また、種基板２０は、ＳｉＣ基板であることが好ましい。種基板２０の主面２０ａのｃ面に対するオフ角は、０°以上１０°以下となっており、好ましくは０°以上８°以下となっており、より好ましくは２°以上６°以下となっている。

図７は、本実施の形態における種基板上に成長したＳｉＣ結晶を概略的に示す斜視図である。次に、図７に示すように、種基板２０の主面２０ａ上にＳｉＣ結晶２１を成長する。ＳｉＣ結晶２１の成長方法は、オフ方向に向かって進むステップフロー成長である。つまり、ＳｉＣ結晶２１の成長方向を一方向に制限している。この結果、ＳｉＣ結晶２１において、基底面転位の転位線１２を一方向に揃えることができる。

この成長する工程では、結晶成長空間の温度分布を最適化することにより、一方向へのステップフロー成長をＳｉＣ結晶２１の全工程に渡って維持することが好ましい。

また、この成長する工程では、ＳｉＣバルク結晶を成長することが好ましい。なお、ＳｉＣ結晶２１の厚みは特に限定されない。

なお、成長方法は特に限定されず、昇華法、ＨＶＰＥ（Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ：ハイドライド気相成長）法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ：分子線エピタキシ）法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：有機金属化学気相堆積）法などの気相成長法、あるいは溶媒を用いた液相成長法などを採用することができる。

次に、基底面転位の転位線１２の方向と、ＳｉＣ基板１０のオフ方向とのなす角度αが７５°以上１０５°以下になるように、ＳｉＣ結晶２１からＳｉＣ基板１０を切り出す。この工程では、なす角度αが８５°以上９５°以下になるようにＳｉＣ基板１０を切り出すことが好ましい。

具体的には、たとえば図７において矢印Ｔと平行な方向に沿って、ＳｉＣ基板１０を切り出している。なお、切り出す方向は、矢印Ｔと垂直に交差する方向であってもよい。

この切り出す工程では、主面１１が１０ｃｍ^−２以下の基底面転位密度を有するようにＳｉＣ基板１０を切り出すことが好ましい。特に、主面１１が４ｃｍ^−２以下の基底面転位密度を有するようにＳｉＣ基板１０を切り出すことが好ましい。

また、切り出す工程では、主面１１が｛０３−３８｝面に対して±１０°の範囲で傾斜するようにＳｉＣ基板１０を切り出すことが好ましい。

また、主面１１が１０００ｍｍ^２以上の面積を有するようにＳｉＣ基板１０を切り出すことが好ましい。また、主面１１の口径が５０ｍｍ以上になるようにＳｉＣ基板１０を切り出すことが好ましい。主面１１が４インチ以上の最大幅（主面１１の上方から平面視したときのＳｉＣ基板１０の最大幅）を有するようにＳｉＣ基板１０を切り出すことが好ましい。

ＳｉＣ基板１０を切り出す方法は特に限定されず、たとえば切断など機械的な加工方法を用いることができる。なお、切断とは、外周刃を持つスライサー、内周刃を持つスライサー、ワイヤーソーなどで機械的にＳｉＣ結晶２１からＳｉＣ基板１０を切り出すことをいう。

また、１周期の積層数が４の４Ｈ型（ポリタイプが４Ｈ型）であるＳｉＣ基板１０を切り出すことが好ましい。

以上の工程を実施することにより、図１に示すＳｉＣ基板１０を製造することができる。なお、必要に応じて、ＳｉＣ基板１０の主面１１に研磨、表面処理などをさらに施してもよい。研磨する方法および表面処理方法については特に限定されず、任意の方法を採用できる。

続いて、本実施の形態におけるＳｉＣ基板１０およびその製造方法の効果について説明する。

図８は、一般的な基底面転位を示す図である。一般的に、基底面転位は、図８に示すように、結晶の基底面内に転位線１２ａ、１２ｂがある転位を言う。転位線１２ａ、１２ｂは基底面内に存在しているが、転位線１２ａ、１２ｂの方向は異なっている。

また、転位線１２ａ、１２ｂは、結晶成長方向に伸展する性質を有している。つまり、結晶成長の方向と、転位線の延びる方向とはほぼ同じになっている。このため、本実施の形態では、種基板２０にオフ角を導入し、結晶成長方向を一定の方向を制限している。したがって、図７に示すように基底面転位の転位線１２の方向を一方向に揃えたＳｉＣ結晶２１を得ている。

加えて、ＳｉＣ結晶２１は基底面転位の転位線１２の方向が一方向に揃っているので、ＳｉＣ基板１０の切り出す方向により、主面１１に転位線１２が露出することを抑制できる。つまり、基底面転位の転位線１２の方向と、ＳｉＣ基板１０のオフ方向Ｄとのなす角度αが７５°以上１０５°以下となるように、ＳｉＣ結晶２１からＳｉＣ基板１０を切り出すことにより、転位線１２の主面１１への露出を効果的に抑止することができる。この場合、ＳｉＣ基板１０において、基底面転位の転位線１２と主面１１とがほぼ交差せず、ＳｉＣ基板１０の内部を貫通するように転位線１２が形成される。このため、主面１１の転位密度が低いＳｉＣ基板１０を製造できる。

図９は、本実施の形態のＳｉＣ基板とは異なるＳｉＣ基板を概略的に示す斜視図である。複数枚のＳｉＣ基板１０を切り出すと、図９に示すように、主面１１にストライプ状の転位線１２が露出するＳｉＣ基板を製造する場合がある。しかし、このようなＳｉＣ基板を製造する場合とは、図７において転位線１２が切り出し面に含まれる場合のみである。言い換えると、図７において転位線１２が切り出し面に含まれることを抑制されると、図１に示すように主面１１に転位線１２が露出することが抑制されたＳｉＣ基板１０を製造することができる。このため、ＳｉＣ基板１０の主面に、転位線１２が露出する確率は低い。したがって、図１に示すように、主面１１に転位線１２がほとんど露出しない転位密度が低いＳｉＣ基板１０を歩留まりを向上して製造することができる。

さらに、本発明者は、ＳｉＣ結晶２１において積層欠陥の発生を抑制するための条件について鋭意研究した。その結果、積層欠陥は、｛０００１｝面内において伸展することを本発明者は見出した。このため、本実施の形態では、種基板２０の｛０００１｝面に対するオフ角を１０°以下に規定することにより、積層欠陥の発生が抑制されたＳｉＣ基板１０を製造することができる。

ＳｉＣ基板１０を用いてＳｉＣ半導体デバイスを作製する場合、ＳｉＣ基板１０上に形成するエピタキシャル層は、ＳｉＣ基板１０の主面１１の転位密度や積層欠陥密度を引き継ぐ。しかし、本実施の形態では、上述したようにＳｉＣ基板１０の主面１１の転位密度が低く、積層欠陥の発生が抑制されているため、エピタキシャル層に引き継がれる転位密度および積層欠陥密度も低くなる。また転位密度が低く、積層欠陥の発生が抑制されたＳｉＣ基板１０を歩留まりを向上して製造できる。このため、特性を向上したＳｉＣ半導体デバイスを歩留まりを向上して製造することができる。

図１０は、比較例におけるＳｉＣ基板を概略的に示す斜視図である。図１１は、比較例における転位線の方向とオフ方向とのなす角度を示す図である。図１０および図１１に示すように、比較例におけるＳｉＣ基板１００は、基底面転位の転位線１２の方向と、ＳｉＣ基板１００のオフ方向Ｄとのなす角度が０°になるように、ＳｉＣ結晶２１からＳｉＣ基板１００を切り出している。このため、ＳｉＣ基板１００の主面１０１には、基底面転位の転位線１２がドット状に露出している。このため、ＳｉＣ基板１００の主面１０１の転位密度は高くなる。

また、ＳｉＣ結晶２１からＳｉＣ基板１００を切り出すと、角度αが０°の場合、切り出し方に依らずに、転位線１２と切り出し面とはほぼ交差する。このため、転位線１２が主面１０１に露出する確率は高い。このため、転位密度の低いＳｉＣ基板を作製することは難しく、かつ歩留まりが極めて悪くなる。

本実施例では、基底面転位の転位線の方向と、オフ方向とのなす角度が７５°以上１０５°以下になるように、ＳｉＣ結晶からＳｉＣ基板を切り出す工程を備えることによる効果について調べた。
（本発明例１〜３）
本発明例１〜３は、上述した実施の形態におけるＳｉＣ基板の製造方法にしたがって、それぞれＳｉＣ基板を製造した。

具体的には、まず、主面２０ａが（０００−１）面で、＜１１−２０＞方向から１５°傾斜したオフ角を有する４Ｈ−ＳｉＣ基板を種基板２０として準備した。

次に、成長温度が２３００℃で、かつ成長圧力が１０Ｔｏｏｒの条件で、種基板２０の主面２０ａ上にＳｉＣ結晶２１を成長した。

次に、ＳｉＣ結晶２１からＳｉＣ基板１０を切り出した。詳細には、本発明例１〜３のＳｉＣ基板１０のオフ方向を、種基板２０のオフ方向である＜１１−２０＞方向に垂直な方向である＜１−１００＞方向、＜１−１００＞方向から＋１５°、＜１−１００＞方向から−１５°になるように、それぞれ切り出した。また、主面１１が（０３−３８）面になるように、ＳｉＣ基板１０を切り出した。

以上の工程より、基底面転位の転位線１２の方向と、オフ方向とのなす角度αがそれぞれ９０°、１０５°、７５°である本発明例１〜３のＳｉＣ基板１０を製造した。なお、本発明例１〜３のＳｉＣ基板１０の主面は、２０２６ｍｍ^２の面積を有していた。
（比較例１〜６）
比較例１〜６は、基本的には、本発明例１と同様に製造したが、オフ方向を、＜１１−２０＞方向から＋３０°、＋４５°、＋６０°、−３０°、−４５°、−６０°になるようにそれぞれ切り出した点において異なっていた。つまり、比較例１〜６のＳｉＣ基板は、基底面転位の転位線１２の方向と、オフ方向とのなす角度αがそれぞれ１２０°、１３５°、１５０°、６０°、４５°、３０°であった。
（測定方法）
本発明例１〜３および比較例１〜６のＳｉＣ基板について、主面における基底面転位密度を以下の方法で測定した。すなわち、ＫＯＨ中のエッチングによりできるピットを、図１２に示すように、ノマルスキー微分干渉顕微鏡を用いて観察し、ピットの数を測定した。なお、図１２は、ＳｉＣ基板の主面のエッチピットを観察した状態を示す図である。たとえば図１２において丸で囲んだ細長いピットは基底面転位に対応し、この視野には、基底面転位は２個存在していたことがわかる。この観察により求めた基底面転位密度の結果を図１３に示す。なお、図１３は、実施例におけるなす角度αと基底面転位密度との関係を示す図である。図１３中、縦軸は、主面の基底面転位密度（単位：ｃｍ^−２）を示し、横軸は、なす角度（単位：°）を示す。
（測定結果）
図１３に示すように、基底面転位の転位線の方向と、オフ方向とのなす角度αが７５°以上１０５°以下である本発明例１〜３のＳｉＣ基板は、主面における基底面転位密度が１０ｃｍ^−２以下と低かった。特に、角度αが９０°の場合には、基底面転位密度が４ｃｍ^−２と非常に低かった。

一方、基底面転位の転位線の方向と、オフ方向とのなす角度αが７５°以上１０５°以下の範囲外の比較例１〜６のＳｉＣ基板は、主面における基底面転位密度が５０ｃｍ^−２を超え、本発明例１〜３のＳｉＣ基板の主面の基底転位密度よりも非常に高かった。

以上より、本実施例によれば、基底面転位の転位線の方向と、ＳｉＣ基板のオフ方向とのなす角度が７５°以上１０５°以下になるように、ＳｉＣ結晶からＳｉＣ基板を切り出すことにより、転位密度の低いＳｉＣ基板を製造することができることがわかった。

本実施例では、種基板の｛０００１｝面に対するオフ角を１０°以下とすることによる効果について調べた。
（本発明例）
本発明例は、上記実施例１の場合と同様に、上述した実施の形態におけるＳｉＣ基板の製造方法にしたがって、それぞれＳｉＣ基板を製造した。

まず、｛０００１｝面に対するオフ角が０°、１°、２°、３°、４°、５°、６°、７°、８°、９°、および１０°である主面２０ａを有する４Ｈ−ＳｉＣ基板を種基板２０として準備した。

次に、昇華法により種基板２０の主面２０ａ上にＳｉＣ結晶２１を成長した。成長条件としては、坩堝における種基板２０側（台座側）の温度を２１００℃〜２２００℃、原料側（坩堝下部）の温度を２２００℃〜２３００℃とした。また、雰囲気ガスとしては、ヘリウムおよび窒素を用いた。また、坩堝内の圧力（成長圧力）は、１０Ｔｏｒｒ〜１００Ｔｏｒｒとした。

次に、ＳｉＣ結晶２１からＳｉＣ基板１０を切り出した。このとき、基底面転位の転位線１２の方向と、ＳｉＣ基板１０のオフ方向とのなす角度αは一定とした。以上の工程より、種基板２０の｛０００１｝面に対するオフ角が０°以上１０°以下である本発明例のＳｉＣ基板１０を製造した。
（比較例）
比較例では、基本的には本発明例と同様に製造したが、種基板２０の｛０００１｝面に対するオフ角を、１１°、１２°、１３°、１４°、および１５°とした点において異なっていた。
（測定方法）
本発明例および比較例のＳｉＣ基板について、上記実施例１と同様の方法により、主面における積層欠陥密度および基底面転位密度を測定した。表１は、各々のオフ角における積層欠陥密度（単位：ｃｍ^−１）および基底面転位密度（単位：ｃｍ^−２）を測定した結果を示している。

（測定結果）
表１に示すように、種基板２０の｛０００１｝面に対するオフ角が１０°以下である本発明例のＳｉＣ基板は、上記オフ角が１１°以上である比較例のＳｉＣ基板に比べて積層欠陥密度が低減されていた。また、上記オフ角が８°以下である場合、さらに６°以下である場合には、積層欠陥密度の低減が著しかった。さらに、上記オフ角が２°以上である場合には、積層欠陥密度が低減され、かつ基底面転位密度の増加も抑制されていた。以上より、本実施例によれば、種基板の｛０００１｝面に対するオフ角を１０°以下とすることにより、積層欠陥の発生が抑制されたＳｉＣ基板を製造することができることが分かった。

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実施の形態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。

本発明のＳｉＣ基板の製造方法は、転位密度が低く、積層欠陥の発生が抑制されたＳｉＣ基板を歩留まりを向上して製造することが要求されるＳｉＣ基板の製造方法において、特に有利に適用され得る。

１０ ＳｉＣ基板、１１，２０ａ 主面、１２，１２ａ，１２ｂ 転位線、２０ 種基板、２１ ＳｉＣ結晶、Ｄ オフ方向、Ｎ 法線、Ｔ 矢印、α 角度、θ オフ角。

Claims (7)

1. オフ角を有し、主面が形成された炭化珪素基板の製造方法であって、
   ｛０００１｝面に対してオフ角を有する種基板を準備する工程と、
   前記種基板上に炭化珪素結晶を成長する工程と、
   基底面転位の転位線の方向と、オフ方向とのなす角度が７５°以上１０５°以下になるように、前記炭化珪素結晶から前記炭化珪素基板を切り出す工程とを備え、
   前記種基板の前記オフ角は、１０°以下である、炭化珪素基板の製造方法。
2. 前記切り出す工程では、前記なす角度が８５°以上９５°以下になるように前記炭化珪素基板を切り出す、請求項１に記載の炭化珪素基板の製造方法。
3. 前記切り出す工程では、前記主面が１０ｃｍ^−２以下の基底面転位密度を有するように前記炭化珪素基板を切り出す、請求項１または２に記載の炭化珪素基板の製造方法。
4. 前記切り出す工程では、前記主面が｛０３−３８｝面に対して±１０°の範囲で傾斜するように前記炭化珪素基板を切り出す、請求項１〜３のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。
5. 前記切り出す工程では、前記主面が１０００ｍｍ^２以上の面積を有するように前記炭化珪素基板を切り出す、請求項１〜４のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。
6. 前記切り出す工程では、前記主面が４インチ以上の最大幅を有するように前記炭化珪素基板を切り出す、請求項１〜５のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。
7. 前記切り出す工程では、ポリタイプが４Ｈ型である前記炭化珪素基板を切り出す、請求項１〜６のいずれか１項に記載の炭化珪素基板の製造方法。