JP3414321B2 - 炭化珪素単結晶の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロパイプ欠
陥が閉塞された炭化珪素（ＳｉＣ）単結晶の製造方法お
よびマイクロパイプ欠陥が閉塞された炭化珪素単結晶に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ＳｉＣ単結晶を種結晶として、改良レー
リー法（昇華法）にてＳｉＣ単結晶を製造する際、マイ
クロパイプ欠陥（中空貫通欠陥）と呼ばれる直径サブμ
ｍ乃至数μｍの中空貫通孔が略成長方向に沿って伸長
し、成長結晶中に内在される。マイクロパイプ欠陥はデ
バイスの電気的特性に悪影響を与えるため、マイクロパ
イプ欠陥があるＳｉＣ単結晶はデバイス形成用の基板に
適さない。このため、マイクロパイプ欠陥を低減するこ
とが重要な課題となっている。

【０００３】マイクロパイプ欠陥の低減方法として、米
国特許第５，６７９，１５３号明細書や特許第２８０４
８６０号公報や特許第２８７６１２２号公報に示される
方法が提案されている。米国特許第５，６７９，１５３
号明細書に示される方法は、シリコン中のＳｉＣ溶融を
用いた液相エピタキシー法によって結晶成長させると、
エピタキシャル成長途中でマイクロパイプ欠陥が閉塞さ
れていくことを利用して、マイクロパイプ欠陥を有する
種結晶（欠陥密度：５０〜４００ｃｍ^-2）上にマイクロ
パイプ欠陥が低減されたエピタキシャル層（欠陥密度：
０〜５０ｃｍ^-2）を成長させている。

【０００４】特許第２８０４８６０号公報に示される方
法は、種結晶の成長面として（０００１）面に垂直な面
を使用することによって、アルカリエッチングに際し、
六角形エッチピットが全く観察されない単結晶、つまり
マイクロパイプ欠陥が存在しない単結晶を種結晶上に成
長させている。特許第２８７６１２２号公報に示されて
いる方法は、α（六方晶）−ＳｉＣ単結晶基板（種結
晶）の表面に、熱化学的蒸着（ＣＶＤ）法によりβ（立
方晶）−ＳｉＣもしくはα−ＳｉＣの多結晶膜の成膜
と、それによって得られた複合体に対する熱処理とを複
数回繰り返すことにより、複数層のβ−ＳｉＣもしくは
α−ＳｉＣ多結晶膜をα−ＳｉＣ単結晶基板（種結晶）
の結晶軸と同一方位に配向（ある種の固相エピタキシャ
ル成長）させることによって、種結晶上にマイクロパイ
プ欠陥などの結晶欠陥のない高品質、かつ、高膜厚の単
結晶ＳｉＣを成長させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した３つの方法は
共に、種結晶上に新たな単結晶を成長させ、その成長層
においてマイクロパイプ欠陥を低減するようにしてい
る。このため、第１の方法では、マイクロパイプ欠陥が
無い部分を得るために、液相エピタキシー法にて２０〜
７５μｍ以上のエピタキシャル層を成長させなければな
らず、また、その範囲以下では、依然としてマイクロパ
イプ欠陥が存在するという問題がある。また、このよう
に形成されたエピタキシャル層を種結晶として、再び昇
華法によって単結晶成長を行うと、マイクロパイプ欠陥
が閉塞された部分が薄いことから、その閉塞された部分
が昇華して再びマイクロパイプ欠陥の開口部を生じる可
能性があり、種結晶の試料調整や昇華法成長条件の適正
化が困難であるという問題もある。

【０００６】一方、第２の方法では、マイクロパイプ欠
陥の発生を抑制する点では効果があるが、成長させた単
結晶に新たな積層欠陥が導入されるため、基板の電気的
特性に異方性を生じ、電子デバイス用基板としては適さ
ないという問題がある。他方、第３の方法では、α−Ｓ
ｉＣ単結晶基板（種結晶）の表面にＣＶＤ法でβ−Ｓｉ
Ｃもしくはα−ＳｉＣ多結晶膜を形成するため、結晶粒
界を内在したＳｉＣ複合体が得られる。この複合体を熱
処理し、種結晶上に固相エピタキシャル成長させると、
β−ＳｉＣもしくはα−ＳｉＣ多結晶膜中の結晶子が派
生成長（over growth）して明確な結晶粒界は熱処理と
ともに減少していくが、上記結晶粒界や不均一相変態に
伴う結晶境界などにおける内部歪みを原因とした結晶欠
陥が導入される危惧がある。こうした欠陥はキャリアの
トラップ源となるため電子デバイス用基板としては適さ
ないという問題がある。また、実用基板の厚さにするた
めに、成膜工程と熱処理工程と表面平滑工程を数回繰り
返す必要があるため、製造コストが高くなるという問題
もある。

【０００７】本発明は上記問題に鑑みてなされ、新たな
成長層においてマイクロパイプ欠陥の発生、継承を抑制
するのではなく、炭化珪素単結晶に存在しているマイク
ロパイプ欠陥を炭化珪素単結晶の内部で閉塞させること
ができるようにすることを目的とする。

【０００８】

【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。請求項１に記載の発
明においては、炭化珪素単結晶（１）表面の少なくとも
一部を被覆材料（５）で被覆したのち、熱処理を施し、
炭化珪素単結晶に存在するマイクロパイプ欠陥を炭化珪
素単結晶の内部で閉塞させ、マイクロパイプ欠陥の少な
くとも一部が塞がれた閉塞孔を形成するとともに、被覆
材料として炭化珪素単結晶を用いることを特徴としてい
る。

【０００９】このように、炭化珪素単結晶表面の少なく
とも一部を被覆材料としての炭化珪素単結晶で被覆した
のち、熱処理を施すことによって、炭化珪素単結晶に存
在するマイクロパイプ欠陥を閉塞することができる。こ
れにより、炭化珪素単結晶上に新たに成長する成長層に
おいてではなく、炭化珪素単結晶に存在するマイクロパ
イプ欠陥を、炭化珪素単結晶の内部で閉塞させることが
できる。炭化珪素単結晶には単結晶基板や単結晶インゴ
ットが含まれる。

【００１０】 被覆材料としては、請求項１に示した炭化
珪素単結晶の他、請求項２に示す炭化珪素単結晶（１）
と同一多形の炭化珪素、請求項４に示す炭化珪素焼結
体、請求項５に示すアモルファス状態の炭化珪素、請求
項６に示すタングステン等、請求項７に示すカーボン材
料（例えば黒鉛）、若しくは請求項８に示す珪素を含む
材料とカーボン材料との複合材等を用いることができ
る。さらに、これら単結晶、多結晶の被覆材料の配向方
向がマイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素単結晶の結晶
軸の方位と一致していることが好ましい。

【００１１】そこで、請求項３に記載の発明において
は、炭化珪素単結晶（１）の表面の少なくとも一部に炭
化珪素単結晶（１）の結晶軸と同方位に配向するととも
に炭化珪素単結晶（１）と同一多形の炭化珪素エピタキ
シャル膜を形成して熱処理を施すことによって、炭化珪
素単結晶に存在するマイクロパイプ欠陥を閉塞すること
を特徴としている。

【００１２】このように、マイクロパイプ欠陥の開口部
に配向性炭化珪素の炭化珪素エピタキシャル膜を形成す
ると、それら被覆層結晶が中空孔に炭化珪素が析出する
際のテンプレートの役目を果たし、マイクロパイプ欠陥
の閉塞効果がより大きくなる。請求項９に記載の発明に
おいては、炭化珪素単結晶表面をエッチングする工程を
含み、この工程の後に単結晶表面を被覆する工程を行う
ことを特徴としている。このように、炭化珪素単結晶の
表面をエッチングすると、マイクロパイプ欠陥開口付近
の結晶歪みを緩和する効果があるため、マイクロパイプ
欠陥の閉塞効果がより大きくなる。

【００１３】請求項１０に記載の発明においては、マイ
クロパイプ欠陥の開口部が、被覆材料によって隙間なく
塞がれた状態になっていることを特徴とする。この状態
で熱処理を行うことにより、マイクロパイプ欠陥の閉塞
効果がより大きくなる。請求項１１に記載の発明におい
ては、被覆材料の表面を保護する表面保護部材を被覆材
料上に配置して熱処理を施すことによって、炭化珪素単
結晶に存在するマイクロパイプ欠陥を閉塞することを特
徴としている。このように表面保護部材を被覆材料上に
配置すると、熱処理の際、被覆材料が熱エッチングされ
て昇華・消失してしまうことがなく、マイクロパイプ欠
陥の開口部が被覆材料によって隙間なく塞がれた状態を
熱処理時に確実に実現できるため、マイクロパイプ欠陥
の閉塞効果がより大きくなる。また、閉塞孔を形成した
後、被覆材料を除去する際に、被覆材料や炭化珪素単結
晶の厚さが熱処理前と比べて変化しないため、除去量が
わかり好適である。

【００１４】さらに請求項１２に示すように、炭化珪素
原料がある雰囲気で熱処理を施すことにより、より一
層、被覆材料の熱エッチングを抑制できる。すなわち、
例えば、表面保護部材と被覆材料との間に数μｍオーダ
ーの隙間があったとすると、その隙間から被覆材料が昇
華してしまう可能性があるが、この発明のように熱処理
を炭化珪素蒸気種の飽和蒸気圧下で行えば、その隙間が
あったとしても被覆材料の昇華を抑制することができる
ため、マイクロパイプ欠陥を効果的に閉塞させることが
できる。

【００１５】表面保護部材の材料としては、請求項１３
および１４に示したように、タングステン、タンタルな
どの高融点金属、黒鉛などのカーボン材料、炭化珪素基
板あるいは炭化珪素粉末などの高融点物質を用いること
ができる。これらの材料は、熱処理温度においても比較
的安定であるので表面保護部材として好ましい。

【００１６】請求項１５に記載の発明においては、炭化
珪素単結晶を台座（３）に固定して、この台座を炭化珪
素原料（４）が内蔵された容器（２）に装着したのち、
熱処理によって炭化珪素原料を昇華させると共に、昇華
させた炭化珪素原料を供給して、炭化珪素単結晶の表面
に炭化珪素からなる被覆材料（５）を形成し、さらに熱
処理を続けて炭化珪素単結晶に存在するマイクロパイプ
欠陥を閉塞させ、マイクロパイプ欠陥の少なくとも一部
が塞がれた閉塞孔を形成することを特徴としている。

【００１７】このように、昇華法によって炭化珪素単結
晶を結晶成長させる装置内に炭化珪素単結晶を収容し、
この装置内で炭化珪素単結晶上に被覆材料を形成すると
共に、さらに熱処理を続け炭化珪素単結晶に存在するマ
イクロパイプ欠陥を閉塞させることもできる。これによ
り請求項１と同様の効果が得られる。請求項１６に記載
の発明においては、容器内を不活性ガス雰囲気にすると
共に、この不活性ガス雰囲気中に窒素ガスを導入させて
熱処理を行うことを特徴としている。

【００１８】このように、窒素ガスを導入して成長させ
ると、窒素がドーピングされた被覆材料と基板結晶１と
の間に異種界面が形成できるため請求項１と同様の効果
が得られる。さらに本発明の他の特徴は、炭化珪素原料
と炭化珪素単結晶の温度をそれぞれＴｏ、Ｔｓ（℃）と
し、温度差をΔＴ（＝Ｔｏ−Ｔｓ）とすると、−２００
℃＜ΔＴ＜２００℃の範囲で熱処理を行うことにある
（請求項１７）。通常、ΔＴ≧０の温度範囲で熱処理を
行うが、炭化珪素原料の温度に対して、炭化珪素単結晶
の温度が高くなるようにΔＴ＜０の温度範囲で熱処理を
行うことも可能である。

【００１９】このように、ΔＴ＜０の温度範囲で熱処理
を行うことで、炭化珪素単結晶と台座との間における再
結晶化、またはそれを原因とするクレバス状の欠陥が発
生することを防止することができる。上記再結晶化やク
レバス状欠陥を防止する別の手段としては、炭化珪素原
料と炭化珪素単結晶との間の温度差ΔＴを小さくし（例
えば、｜ΔＴ｜≦１０℃）、雰囲気圧力を高くして（≒
１．０×１０⁵ Ｐａ）、熱処理を行う方法が挙げられ
る。

【００２０】請求項１８に示すように、請求項１乃至１
７に記載の炭化珪素単結晶の製造方法よって形成された
炭化珪素単結晶は、マイクロパイプ欠陥が閉塞されてい
るため、デバイス作製に使用したり、マイクロパイプ欠
陥を有しない新たな炭化珪素単結晶を成長させるための
種結晶として使用したりするのに好適である。

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施形態について
説明する。図１に、基板結晶（炭化珪素単結晶）１のマ
イクロパイプ欠陥を閉塞するのに用いる熱処理装置の概
略断面図を示す。熱処理装置は、上部が開口したるつぼ
２と、るつぼ２の開口部を覆う蓋体３により構成されて
いる。これらるつぼ２と蓋体３はグラファイトで構成さ
れている。

【００２４】るつぼ２内には、マイクロパイプ欠陥を閉
塞するための熱処理を再現性良く安定に行うための原料
となる炭化珪素原料４が収容されている。基板結晶１は
蓋体３上に支持されるようになっており、るつぼ２の開
口部を蓋体３で覆ったときに、基板結晶１が炭化珪素原
料４に対向配置されるようになっている。以下、基板結
晶１の両表面のうち載置面側を載置面側表面といい、載
置面の反対側を非載置面側表面という。

【００２５】なお、図１において図示していないが、る
つぼ２の外周には、グラファイト製の抵抗発熱体が配置
されており、この抵抗発熱体によってるつぼ２内の温
度、具体的には基板結晶１の温度や炭化珪素原料４の温
度が調整可能となっている。また、図示されていない
が、るつぼ２は雰囲気の圧力を調整できる容器内に入れ
られており、るつぼ２内への不活性ガス等の導入や、雰
囲気圧力の調整が可能となっている。

【００２６】また、図１に示すように、基板結晶１の非
載置面側が被覆材料５で覆われている。この被覆材料５
は、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）法や分子線エピタキシ
ー（ＭＢＥ）法やスパッタ蒸着法や昇華法などの気相成
長法、液相エピタキシー（ＬＰＥ）法などの液相成長法
によって基板結晶１上に堆積させられる。被覆材料５に
は基板結晶１と同じ結晶形のＳｉＣ、異なる結晶形のＳ
ｉＣいずれも適用可能であるが、基板結晶１の材料が六
方晶形炭化珪素単結晶の場合、立方晶形の炭化珪素が適
している。

【００２７】被覆材料５としてＳｉＣ単結晶の他、Ｓｉ
Ｃ多結晶体、ＳｉＣ焼結体、アモルファスＳｉＣ、カー
ボン材料（例えば黒鉛、カーボンナノチューブ、フラー
レン等）、珪素を含む材料とカーボン材料の複合体、及
び高融点物質（例えば、タングステン、炭化タングステ
ン、窒化ホウ素等）を適用することもできる。上記単結
晶、多結晶の被覆材料の配向方向が、マイクロパイプ欠
陥を有する炭化珪素単結晶の結晶軸の方位と一致してい
る場合、マイクロパイプ欠陥が閉塞する確率が高くな
る。

【００２８】なお、被覆材料５を立方晶形炭化珪素（３
Ｃ−ＳｉＣ）で構成する場合には、上記堆積方法の他
に、例えばポリメチルカルボシラン等、ポリカルボシラ
ン類等の有機珪素高分子を溶解した有機溶媒を基板結晶
１に均一塗布し有機溶媒を乾燥した後、真空中、あるい
は、Ａｒ、Ｎ₂ 等の非酸化雰囲気中にて６００〜１５０
０℃で熱分解してもよい。

【００２９】図１では、基板結晶１の非載置面側表面を
被覆材料５で覆っているが、基板結晶１の両表面の少な
くとも一方を被覆材料５で覆っていればよく、非載置面
側表面である必要はない。また、後述する熱処理に先立
って被覆材料５を基板結晶１上に形成させてもよいが、
熱処理工程中に基板結晶１の表面に形成させてもよい。
この被覆材料５は、数１０ｎｍ〜数ｍｍの範囲で選択
することができるが、マイクロパイプ欠陥閉塞のための
熱処理条件の自由度と製造コストを考慮すると、数μｍ
〜数１００μｍの範囲で選択することが好ましい。

【００３０】また、基板結晶１の厚さも任意に選択可能
であるが、基板結晶１を厚くした方がよりマイクロパイ
プ欠陥がないものを一度に多く形成できること、さらに
基板結晶１が薄すぎると変形、破損の可能性があり製造
プロセス中の操作性に難点があるということを考慮する
と、少なくとも１００μｍ以上とするのが望ましい。こ
のように構成される基板結晶１を図１に示す熱処理装置
内に配置したのち、熱処理を施す。

【００３１】このとき、熱処理の温度条件としては、炭
化珪素原料４と基板結晶１の温度をそれぞれＴｏ
（℃）、Ｔｓ（℃）とし、炭化珪素原料４と基板結晶１
との間の温度差、距離をそれぞれΔＴ（＝Ｔｏ−Ｔ
ｓ）、Ｌ（ｃｍ）とすると、温度差ΔＴが−２００〜２
００℃の範囲、温度勾配ΔＴ／Ｌが−１００〜１００℃
／ｃｍの範囲で選択可能であり、また基板結晶１の温度
Ｔｓは１８００〜２５００℃の範囲で選択可能である。

【００３２】また、雰囲気圧力の条件としては、１×１
０^-8〜１×１０⁹ Ｐａの範囲で適用可能である。図２、
図３に、それぞれ上記熱処理を施す前後の基板結晶１の
様子を示す。これらの図に示されるように、基板結晶１
の表面に開口を有していたマイクロパイプ欠陥６は、基
板結晶１の表面の少なくとも一方向から閉塞されてい
る。このとき、マイクロパイプ欠陥６の閉塞される長さ
を基板結晶１の表面から７５μｍより大きくすることが
できた。この図では、閉塞孔７が残留している状態とな
っているが、閉塞孔７は熱処理時間に応じて徐々に閉塞
されていくため、熱処理条件（例えば熱処理時間を増加
させるなど）によっては、マイクロパイプ欠陥６を実質
的に消滅させることも可能である。

【００３３】このように、上記温度条件や雰囲気圧力条
件を満たす熱処理によって、基板結晶１におけるマイク
ロパイプ欠陥６を閉塞することができる。本実施形態の
変形例として、被覆材料５の上にさらに表面保護部材８
を配置した状態で基板結晶１をるつぼ２内に配置する場
合を図４に示す。このように、表面保護部材８を被覆材
料上に配置すると、熱処理の際、被覆材料が熱エッチン
グにより昇華して消失してしまうことがなく、マイクロ
パイプ欠陥の開口部が、被覆材料によって隙間なく塞が
れた状態を熱処理時に実現できるため、マイクロパイプ
欠陥６を確実に閉塞させることができる。また、閉塞孔
を形成した後、被覆材料を除去する際に、被覆材料や炭
化珪素単結晶の厚さが熱処理前と比べて変化しないため
除去量が正確にわかり、閉塞孔７まで除去してしまうこ
とを防止できる。

【００３４】また、るつぼ２内に炭化珪素原料４を配置
して熱処理を施すときには、るつぼ２内を炭化珪素蒸気
種の飽和蒸気圧雰囲気にすることができ、表面保護部材
８と被覆材料５との間の数μｍオーダーの隙間（被覆材
料５や表面保護部材８の表面に数μｍオーダーの凹凸が
ある場合）から被覆材料が昇華することを防止できるた
め、マイクロパイプ欠陥を効果的に閉塞させることが可
能である。また、上記と同様に、基板作製時に閉塞孔７
まで除去してしまうことを一層防止できる。

【００３５】表面保護部材８の材料としては、タングス
テン、タンタルなどの高融点金属、黒鉛などのカーボン
材料、炭化珪素基板あるいは炭化珪素粉末などの高融点
物質を用いることができる。これらの材料は熱処理温度
においても比較的安定であるので表面保護部材として好
ましい。マイクロパイプ欠陥６が閉塞されるメカニズム
については、以下のように推測される。

【００３６】マイクロパイプ欠陥は大きなバーガースベ
クトルを有するらせん転位芯が、大きな弾性歪みエネル
ギーを緩和するために中空貫通孔になったものと考えら
れている（Ｆ．Ｃ．Ｆｒａｎｋ．Ａｃｔａ．Ｃｒｙｓ
ｔ．４（１９５１）４９７参照）。マイクロパイプ欠陥
６の閉塞現象は上記マイクロパイプ欠陥６のメカニズム
とは逆の現象が起きていると推定される。マイクロパイ
プ欠陥６の閉塞推定モデルを図５を用いて説明する。

【００３７】３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜が形成され
たマイクロパイプ欠陥６を含む基板結晶１が黒鉛製の蓋
体３に設置されている場合を考える（図５（ａ））。こ
の状態で図１に示した熱処理装置内に配置し、適当な温
度・圧力条件にて熱処理を行うと、その温度における平
衡蒸気圧を保つために、マイクロパイプ欠陥６の周辺、
３Ｃ−ＳｉＣ膜及び蓋体のグラファイトから、Ｓｉ、Ｓ
ｉＣ₂ 、Ｓｉ₂ Ｃ等の蒸気種が図中の矢印のように昇華
する。（図５（ｂ））。

【００３８】その後、現在まだ理由は明らかでないが、
閉塞箇所の透過電子顕微鏡観察結果から、黒鉛製蓋体２
との界面及び被覆材との界面において、大きなバーガー
スベクトルを有するらせん転位（Super Screw Disloc
ation ）から形成されるマイクロパイプ欠陥が分解され
て、１ｃ（６Ｈ−ＳｉＣの場合、ｃ＝１．５ｎｍで、ｃ
は単位格子のｃ軸長に対応する。）以下のバーガースベ
クトルを有する数本のらせん転位の集合体（積層欠陥、
刃状転位を含む）となるとともに、中空孔にＳｉＣが析
出したと推定される。

【００３９】なぜなら、その箇所においては、表面を有
する中空孔であるよりＳｉＣが析出した方が、表面を形
成していることによる表面エネルギー不利が解消され、
さらに、環境相（気相）の分子が結晶中に組み込まれる
ことによる自由エネルギーの低下が、ＳｉＣの析出によ
って生じる結晶中の歪みエネルギーによる損失を上回る
ため、全系として自由エネルギーの利得がある。このた
め、昇華−再析出（／再配列）が進行したと推定される
（図５（ｃ）（ｄ））。

【００４０】本実施形態のマイクロパイプ欠陥６を有す
る炭化珪素単結晶１の少なくとも一方の面を被覆材料５
で被覆して（黒鉛製蓋体２に設置しただけの場合も含
む）熱処理を行うことがマイクロパイプ欠陥６（らせん
転移）のバーガースベクトルを分解する役目を果たし、
結果的にマイクロパイプ欠陥６が閉塞される効果を奏し
たと推定される。

【００４１】このようにして得られた基板結晶１からマ
イクロパイプ欠陥６の存在しない領域（例えば、（００
０１）面に平行な基板（on-axis 基板）もしくはその面
からある角度傾いた基板（off-axis基板））を切り出す
ことによって、実質的に全くマイクロパイプ欠陥６のな
い基板結晶１を得ることが可能になる。こうして得られ
た基板結晶１を加工処理、化学洗浄処理したのちデバイ
ス作製に供すれば、高性能の高耐圧、高周波数、高速、
耐環境デバイスを作製することができる。また、再度、
昇華法の種結晶として供することも可能となる。なお、
一旦閉塞したマイクロパイプ欠陥はエネルギー的には安
定であり、マイクロパイプ欠陥が閉塞した炭化珪素単結
晶（１）を単結晶成長の種結晶として用いて、この種結
晶上に炭化珪素単結晶を昇華法等によって成長させても
再度マイクロパイプ欠陥が発生することはない。従っ
て、マイクロパイプ欠陥が閉塞した炭化珪素単結晶を種
結晶として、高品位長尺単結晶成長を行い得られた単結
晶インゴットから数多くのマイクロパイプ欠陥のない炭
化珪素単結晶（例えば、デバイス形成用の基板）を切り
出すことができる。

【００４２】また、マイクロパイプ欠陥を基板結晶１内
で閉塞できるため、基板の大口径化プロセス、すなわ
ち、基板口径を高品位を維持したまま順次拡大するため
の数多くの成長実験に多大な労力を要する必要がなくな
り、製造コストが大幅に削減される。なお、基板結晶１
の結晶形は６Ｈ多形、４Ｈ多形、それ以外の多形のいず
れにも適用可能である。

【００４３】また、基板結晶１としては（０００１）面
に平行な面（on-axis 基板）のみでなく、例えばその面
からある角度傾いた基板（off-axis基板）を用いても同
様な効果がある。さらに、後述する実施例においては、
基板結晶１として厚みが１ｍｍ以下のものを例に挙げて
説明を行うが、それ以上の厚みの基板結晶１にも適用可
能である。特に本発明を単結晶インゴットに適用すれ
ば、マイクロパイプ欠陥が全く存在しない多数枚の基板
が一度に得られるため、工業的プロセスとして有効であ
る。

【００４４】マイクロパイプ欠陥閉塞のための熱処理装
置として、図１に示すように、蓋体３が位置するるつぼ
２の上部に基板結晶１を配置し、下部に炭化珪素原料４
を配置する場合について説明したが、これ以外の装置、
例えばるつぼ２の上部に炭化珪素原料４、下部に基板結
晶１を配置する場合についても適用可能である。また、
縦型の熱処理装置について述べたが、横型の熱処理装置
にも適用可能である。さらに、加熱方式も従来周知の高
周波誘導加熱方式を用いても、同様な効果が得られる。

【００４５】なお、基板結晶が炭化珪素の場合について
述べたが、それ以外の結晶、例えばＺｎＳ等の中空貫通
欠陥を有する材料にも上記方法を適用することができ
る。

【００４６】

【実施例】以下、本実施形態における実施例について具
体的に説明する。 （実施例１）まず、欠陥密度が約５０ｃｍ^-2のマイクロ
パイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６Ｈ多形のＳｉＣ
単結晶で構成された基板結晶１を用意し、この基板結晶
１の表面に被覆材料５として３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャ
ル膜をＣＶＤ法にて約２０μｍの厚さで形成した。

【００４７】微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子
顕微鏡を用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥６
の開口部は３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜によって隙間
なく塞がれていた。なお、基板結晶１の表面として（０
００１）ジャスト面を用いており、３Ｃ−ＳｉＣエピタ
キシャル膜は（１１１）面を成長面として成膜されてい
る。

【００４８】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置した。本実施例においては、炭化珪素原料４は
配置しなかった。マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、
雰囲気圧力６．７×１０⁴ Ｐａ、基板結晶１の温度２２
００℃程度、炭化珪素原料４と基板結晶１の間の温度差
ΔＴを０℃として６時間の熱処理を行った。このような
工程を経て得られた基板結晶を＜０００１＞軸方向に平
行に切断したのち切断面を研磨し、透過明視野にて顕微
鏡観察を行った。その結果、基板結晶１中に存在してい
たマイクロパイプ欠陥の７０％が、少なくとも基板結晶
１の表面の一方向から閉塞していた。

【００４９】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に特徴的に観察される、不均一な弾性
歪みに対応した複屈折干渉パターンを示さなかった。こ
のため、一旦閉塞したマイクロパイプ欠陥はエネルギー
的に安定であるといえる。

【００５０】（実施例２）まず、欠陥密度が約５０ｃｍ
^-2のマイクロパイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６Ｈ
多形のＳｉＣ単結晶で構成された基板結晶１を用意し、
この基板結晶１の表面に被覆材料５として３Ｃ−ＳｉＣ
エピタキシャル膜をＣＶＤ法にて約２０μｍの厚さで形
成した。

【００５１】微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子
顕微鏡を用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥の
開口部は３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜によって隙間な
く塞がれていた。なお、基板結晶１の表面として（００
０１）ジャスト面を用いており、３Ｃ−ＳｉＣエピタキ
シャル膜は（１１１）面を成長面として成膜されてい
る。

【００５２】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲
気圧力１．３×１０² Ｐａ、温度２２００℃程度で６時
間の熱処理を行った。この熱処理は、炭化珪素原料４と
基板結晶１の間の温度差ΔＴを１００℃にしたものと、
１２０℃にしたものの２通り行った。このような工程を
経て得られた基板結晶を＜０００１＞軸方向に平行に切
断したのち切断面を研磨し、透過明視野にて顕微鏡観察
を行った。その結果、温度差ΔＴを１００℃にして熱処
理を行った場合には基板結晶１中に存在していたマイク
ロパイプ欠陥の７０％が、温度差ΔＴを１２０℃にして
熱処理を行った場合には基板結晶１に存在していたマイ
クロパイプ欠陥の７５％が、少なくとも基板結晶１の表
面の一方向から閉塞していた。

【００５３】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に特徴的に観察される、不均一な弾性
歪みに対応した複屈折干渉パターンを示さなかった。 （実施例３）まず、欠陥密度が約５０ｃｍ^-2のマイクロ
パイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６Ｈ多形のＳｉＣ
単結晶で構成された基板結晶１を用意し、この基板結晶
１の表面に被覆材料５として３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャ
ル膜をＣＶＤ法にて約５μｍの厚さで形成した。

【００５４】微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子
顕微鏡を用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥６
の開口部は３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜によって完全
に塞がれていなかった。なお、基板結晶１の表面として
（０００１）ジャスト面を用いており、３Ｃ−ＳｉＣエ
ピタキシャル膜は（１１１）面を成長面として成膜され
ている。

【００５５】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲
気圧力１．３×１０² Ｐａ、温度２２００℃程度、炭化
珪素原料４と基板結晶１の間の温度差ΔＴを１００℃と
して６時間の熱処理を行った。このような工程を経て得
られた基板結晶を＜０００１＞軸方向に平行に切断した
のち切断面を研磨し、透過明視野にて顕微鏡観察を行っ
た。その結果、基板結晶１中に存在していたマイクロパ
イプ欠陥の５０％が、少なくとも基板結晶１の表面の一
方向から閉塞していた。

【００５６】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に特徴的に観察される、不均一な弾性
歪みに対応した複屈折干渉パターンを示さなかった。 （実施例４）まず、欠陥密度が約５０ｃｍ^-2のマイクロ
パイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６Ｈ多形のＳｉＣ
単結晶で構成された基板結晶１を用意し、この基板結晶
１の表面に被覆材料５としてキシレンに溶解したポリメ
チルカルボシランを塗布し、乾燥させた後、Ａｒ雰囲気
中１２００℃で加熱し、熱分解を行う工程を合計４回繰
り返すことにより、３Ｃ−ＳｉＣ層を約２０μｍの厚さ
で形成した。

【００５７】微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子
顕微鏡を用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥６
の開口部は３Ｃ−ＳｉＣ層によって隙間なく塞がれてい
た。次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装置に配置
し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲気圧力
１．３×１０² Ｐａ、温度２２００℃程度、炭化珪素原
料４と基板結晶１の間の温度差ΔＴを１００℃として６
時間の熱処理を行った。

【００５８】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１中に存在していたマイクロパイプ欠陥の７０％
が、少なくとも基板結晶１の表面の一方向から閉塞して
いた。さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の結晶を
除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行に研磨
して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、マイク
ロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイクロパイ
プ欠陥周辺に特徴的に観察される、不均一な弾性歪みに
対応した複屈折干渉パターンを示さなかった。

【００５９】（実施例５）まず、欠陥密度が約４０ｃｍ
^-2のマイクロパイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６Ｈ
多形の基板結晶１を用意し、この基板結晶１の表面に被
覆材料５として、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜をＣＶ
Ｄ法にて約２０μｍの厚さで形成した。微分干渉顕微
鏡、偏光顕微鏡、走査型電子顕微鏡を用いて観察したと
ころ、マイクロパイプ欠陥の開口部は３Ｃ−ＳｉＣエピ
タキシャル膜によって隙間なく塞がれていた。なお、基
板結晶１の表面として（０００１）ジャスト面を用いて
おり、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜は（１１１）面を
成長面として形成されている。

【００６０】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として雰囲気
圧力１．３×１０² Ｐａで熱処理を行った。このとき、
炭化珪素原料４と基板結晶１の間の温度差ΔＴが熱処理
の初期時に２０℃、２４時間経過後に６５℃になるよう
に、温度が線形的に変化する温度プログラムにて熱処理
を行っており、さらにその後、温度差ΔＴが６５℃一定
となる熱処理を２時間行っている。また、結晶基板１の
温度Ｔｓは、熱処理の初期時を２２８５℃として、２４
時間経過後に２２３０℃となるように変化させた。

【００６１】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥のすべて
が、基板結晶１の表面の両側から閉塞していた。そし
て、マイクロパイプ欠陥のうちの４５％が、長さ２０μ
ｍ以下となっていた。

【００６２】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。 （実施例６）上記実施例５に対して、基板結晶１の厚さ
を２５０μｍ、基板結晶１の被覆材料５として、基板結
晶１と同一多形の６Ｈ−ＳｉＣエピタキシャル膜を１０
μｍの厚さで形成し、それによってマイクロパイプ欠陥
６の開口部は隙間なく塞がれていた。処理条件は上記実
施例５と同様にして熱処理を行った。

【００６３】このような工程を経て得られた基板結晶
を、＜０００１＞軸方向に平行に切断研磨し、透過明視
野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基板結晶１に存
在していたマイクロパイプ欠陥のすべてが、基板結晶１
の表面の少なくとも一方から閉塞していた。さらに、熱
処理時に形成された炭化珪素の結晶を除去すべく、基板
結晶１を（０００１）面に平行に研磨して、直交偏光顕
微鏡観察を行った。その結果、マイクロパイプ欠陥が閉
塞した部分では、もはやマイクロパイプ欠陥周辺に観察
される特徴的な複屈折干渉パターンを示さなかった。

【００６４】（実施例７）上記実施例５の比較実験とし
て、欠陥密度が４０ｃｍ^-2のマイクロパイプ欠陥を有す
る基板結晶１が４Ｈ多形で（０００１）on-axis 基板、
および（０００１）８°off-axis基板（それぞれ厚さは
３００μｍ）上に、基板結晶１の被覆材料５として、３
Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を１０μｍの厚さで形成
し、それによってマイクロパイプ欠陥の開口部６は隙間
なく塞がれていた。処理条件は上記実施例５と同様にし
て熱処理を行った。

【００６５】このような工程を経て得られた基板結晶
を、＜０００１＞軸方向に平行に切断研磨し、透過明視
野にて顕微鏡観察を行った。その結果、各基板結晶に存
在していたマイクロパイプ欠陥の８０％が、各基板の表
面の少なくとも一方から閉塞していた。さらに、熱処理
時に形成された炭化珪素の結晶を除去すべく、基板結晶
１を（０００１）面に平行に研磨して、直交偏光顕微鏡
観察を行った。その結果、マイクロパイプ欠陥が閉塞し
た部分では、もはやマイクロパイプ欠陥周辺に観察され
る特徴的な複屈折干渉パターンを示さなかった。

【００６６】（実施例８）上記実施例５の比較実験とし
て、基板結晶１が６Ｈ多形の（０００１）on-axis 基板
（厚さは２００μｍ）上に、基板結晶１の被覆材料５と
して、タングステンをスパッタ蒸着法を用いて１０μｍ
の厚さで形成し、それによってマイクロパイプ欠陥６の
開口部は隙間なく塞がれていた。処理条件は上記実施例
５と同様にして熱処理を行った。

【００６７】このような工程を経て得られた基板結晶
を、＜０００１＞軸方向に平行に切断研磨し、透過明視
野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基板結晶１に存
在していたマイクロパイプ欠陥の７０％が、基板結晶１
の表面の少なくとも一方から閉塞していた。さらに、熱
処理時に形成された炭化珪素の結晶を除去すべく、基板
結晶１を（０００１）面に平行に研磨して、直交偏光顕
微鏡観察を行った。その結果、マイクロパイプ欠陥が閉
塞した部分では、もはやマイクロパイプ欠陥周辺に観察
される特徴的な複屈折干渉パターンを示さなかった。

【００６８】（実施例９）実施例２に対して、基板結晶
１の厚さを９００μｍ、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜
の厚さを２μｍに変え、その他の条件（例えば温度条
件、雰囲気圧力等）は同様として熱処理を行った。な
お、マイクロパイプ欠陥６の開口部は、３Ｃ−ＳｉＣエ
ピタキシャル膜によって完全に塞がれていなかった。

【００６９】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥の４０％
が、基板結晶１の表面の少なくとも一方から閉塞してい
た。さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の結晶を除
去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行に研磨し
て、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、マイクロ
パイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイクロパイプ
欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パターンを示
さなかった。

【００７０】（実施例１０）欠陥密度が約４０ｃｍ^-2の
マイクロパイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの４Ｈ−Ｓ
ｉＣ基板結晶１を４枚用意した。上記基板上に、被覆材
料５として、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を１０μｍ
の厚さで形成し、それによってマイクロパイプ欠陥６の
開口部は隙間なく塞がれた状態になっていた。さらに、
上記被覆材料の表面上に以下の表面保護部材を配置し
た。（０）表面保護部材なし、（１）タンタル（厚さ：
１０μｍ、スパッタ蒸着法で形成）、（２）グラファイ
ト板（厚さ：８００μｍ、カーボン系接着剤で固定）、
（３）多結晶３Ｃ−ＳｉＣ基板（厚さ：５００μｍ、カ
ーボン系接着剤で固定）。なお、処理条件は上記実施例
５と同様にして熱処理を行った。

【００７１】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断研磨し、透過明視野に
て顕微鏡観察を行った。その結果、各基板結晶に存在し
ていたマイクロパイプ欠陥が（０）では８０％、（１）
〜（３）では９０〜１００％が、各基板結晶の表面の少
なくとも一方から閉塞していた。 （実施例１１）まず、欠陥密度が約４０ｃｍ^-2のマイク
ロパイプ欠陥を有する厚さ９００μｍの６Ｈ多形の基板
結晶１を用意する。なお、基板結晶１の表面として（０
００１）ジャスト面を採用している。この基板結晶１に
は特に前もって被覆膜は形成されていない。

【００７２】この基板結晶１を図１に示した熱処理装置
に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲気
圧力１．３×１０² Ｐａ、炭化珪素原料４と基板結晶１
の温度差ΔＴを１００℃として６時間の熱処理を行っ
た。このような工程を経て得られた基板結晶を＜０００
１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨し、透過
明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基板結晶１
に存在していたマイクロパイプ欠陥の３０％が基板結晶
１の表面の少なくとも一方向から閉塞していた。

【００７３】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。また、基板結晶１の表面を鋭意観
察すると、基板結晶１を構成する母結晶と結晶の色の違
う層が形成されていることを発見した。この層をラマン
散乱分光法にて同定した結果、３Ｃ−ＳｉＣであること
が判明した。

【００７４】つまり、昇華法の成長の初期段階におい
て、基板結晶１の表面に異種多形（３Ｃ−ＳｉＣ）が形
成され、その後連続的に熱処理を施すことにより、マイ
クロパイプ欠陥が閉塞したのであると考えられる。一
方、昇華法成長層に３Ｃ−ＳｉＣ層が形成されていない
領域でも、基板結晶１の載置面からマイクロパイプ欠陥
が閉塞されているものが観察された。このことは、マイ
クロパイプ欠陥中をＳｉＣ蒸気種の飽和状態にて熱処理
することが、マイクロパイプ欠陥が閉塞するために有効
であることを示している。

【００７５】このように、被覆層によってマイクロパイ
プ欠陥６の開口部が塞がれていない状態であっても、マ
イクロパイプ欠陥内をＳｉＣ蒸気種で飽和状態にして昇
華法による熱処理を行うことで、マイクロパイプ欠陥を
閉塞することができる。 （実施例１２）まず、欠陥密度が約５０ｃｍ^-2のマイク
ロパイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６Ｈ多形の基板
結晶１を用意し、この基板結晶１の表面にＣＶＤ法にて
３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を約４μｍの厚さで成膜
した。微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子顕微鏡
を用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥は３Ｃ−
ＳｉＣエピタキシャル膜によって隙間なく塞がれてい
た。なお、基板結晶１の表面として（０００１）ジャス
ト面を用いており、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜は
（１１１）面を成長面として成膜されている。

【００７６】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として雰囲気
圧力６．７×１０⁴ Ｐａで１２時間の熱処理を行った。
このとき、熱処理の初期時における炭化珪素原料４と基
板結晶１との間の温度差ΔＴを２０℃とし、基板結晶１
の温度Ｔｓを２２３０℃一定として熱処理を行った。こ
のような工程を経て得られた基板結晶を＜０００１＞軸
方向に平行に切断したのち切断面を研磨し、透過明視野
にて顕微鏡観察を行った。その結果、基板結晶１に存在
していたマイクロパイプ欠陥のすべてが、基板結晶１の
表面の少なくとも一方から閉塞していた。

【００７７】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。 （実施例１３）まず、欠陥密度が約５０ｃｍ^-2のマイク
ロパイプ欠陥を有する厚さ５００μｍの６Ｈ多形の基板
結晶１を用意し、この基板結晶１の表面にＣＶＤ法にて
３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を約１０μｍの厚さで成
膜した。微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子顕微
鏡を用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥の開口
部は３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜によって隙間なく塞
がれていた。なお、基板結晶１の表面として（０００
１）ジャスト面を用いており、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシ
ャル膜は（１１１）面を成長面として形成されている。

【００７８】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として雰囲気
圧力２．０×１０⁸ Ｐａで６時間の熱処理を行った。こ
のとき、熱処理時における炭化珪素原料４と基板結晶１
の間の温度差ΔＴを０℃とし、基板結晶１の温度Ｔｓを
２２００℃一定として熱処理を行った。このような工程
を経て得られた基板結晶を＜０００１＞軸方向に平行に
切断したのち切断面を研磨し、透過明視野にて顕微鏡観
察を行った。その結果、基板結晶１に存在していたマイ
クロパイプ欠陥のすべてが、基板結晶１の表面の少なく
とも一方から閉塞していた。

【００７９】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。このように、非常に高圧下におい
て熱処理を行った場合でも、マイクロパイプ欠陥を閉塞
することができる。

【００８０】（実施例１４）まず、欠陥密度が約４０ｃ
ｍ^-2のマイクロパイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６
Ｈ多形の基板結晶１を用意し、この基板結晶１の両面に
ＣＶＤ法にて、載置面側を約１２μｍの厚さ、非載置面
側を約４μｍの厚さで３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を
形成した。微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子顕
微鏡を用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥の開
口部は３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜によって隙間なく
塞がれていた。なお、基板結晶１の表面として（０００
１）ジャスト面を用いており、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシ
ャル膜は（１１１）面を成長面として形成されている。

【００８１】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として雰囲気
圧力１．３×１０² Ｐａで熱処理を行った。このとき、
炭化珪素原料４と基板結晶１の間の温度差ΔＴが、熱処
理初期時には２０℃、２４時間後には４２℃となるよう
に、温度が線形的に変化するように設定された温度プロ
グラムにて熱処理を行った。また、基板結晶１の温度Ｔ
ｓが、熱処理の初期時には２２３０℃、２４時間後には
２２０８℃となるように変化させた。

【００８２】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥のすべて
が、基板結晶１の表面の少なくとも一方から閉塞してい
た。そして、マイクロパイプ欠陥のうちの４１％が、基
板結晶１の表面の両側から閉塞していた。

【００８３】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。 （実施例１５）まず、欠陥密度が約５０ｃｍ^-2のマイク
ロパイプ欠陥を有する厚さ７００μｍの６Ｈ多形の基板
結晶１を用意し、この基板結晶１の表面に高速Ａｒイオ
ンビームを照射することで、基板結晶１の表面に厚さ約
５μｍのアモルファスＳｉＣ層を形成した。この表面改
質処理後に、微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子
顕微鏡を用いて基板結晶１を観察したところ、マイクロ
パイプ欠陥の開口部はアモルファスＳｉＣ層で塞がれて
いないことが確認された。なお、基板結晶１の表面とし
て（０００１）ジャスト面を用いている。

【００８４】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として雰囲気
圧力１．３×１０² Ｐａで熱処理を行った。このとき、
炭化珪素原料４と基板結晶１の間の温度差ΔＴを６０℃
として６時間の熱処理を行った。なお、Ｔｓは２２３０
℃とした。このような工程を経て得られた基板結晶を＜
０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥のうちの７
０％が基板結晶１の表面の少なくとも一方から閉塞して
いた。

【００８５】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。なお、ここでは、イオン注入によ
ってアモルファスＳｉＣ層を形成したが、アモルファス
ＳｉＣ層を基板結晶１上に堆積形成してもよい。

【００８６】（実施例１６）まず、欠陥密度が約４０ｃ
ｍ^-2のマイクロパイプ欠陥を有し、窒素原子密度が８．
８×１０¹⁷ａｔｏｍｓ／ｃｍ³ の厚さ７００μｍの６Ｈ
多形の基板結晶１を用意する。なお、基板結晶１の表面
として（０００１）ジャスト面を用いている。

【００８７】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、不活
性雰囲気中に窒素ガスを導入させて雰囲気圧力１．３×
１０ ² Ｐａで６時間の熱処理を行った。このとき、炭化
珪素原料４と基板結晶１の間の温度差ΔＴを６５℃とし
て熱処理を行った。なお、Ｔｓは２２３０℃とした。こ
のような工程を経て得られた基板結晶を＜０００１＞軸
方向に平行に切断したのち切断面を研磨し、透過明視野
にて顕微鏡観察を行った。その結果、基板結晶１に存在
していたマイクロパイプ欠陥のうちの８０％が基板結晶
１の表面の少なくとも一方から閉塞していた。

【００８８】また、基板結晶１上に成長した結晶領域の
窒素濃度を測定したところ、１．３×１０¹⁸ａｔｏｍｓ
／ｃｍ³ であった。従って、昇華法の成長において、基
板結晶表面にＳｉＣ構成元素以外の不純物原子がドープ
された６Ｈ−ＳｉＣからなる同種多形層を形成した場合
にも、その後連続的に熱処理を施すことによりマイクロ
パイプ欠陥を閉塞することができる。

【００８９】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。 （実施例１７）まず、欠陥密度が約４０ｃｍ^-2のマイク
ロパイプ欠陥を有する厚さ７００μｍの６Ｈ多形の基板
結晶１を用意し、この基板結晶１の表面を溶融アルカリ
（ＫＯＨ）にて５００℃、１０分間のエッチングをおこ
なった。なお、基板結晶１の表面として（０００１）ジ
ャスト面を用いた。

【００９０】そして、エッチングされた基板結晶１の表
面に、ＣＶＤ法にて３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を形
成した。なお、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜の膜厚
は、エッチングピットが生じていない箇所において約２
０μｍ、３Ｃ−ＳｉＣの成長面は（１１１）面であっ
た。また、マイクロパイプ欠陥６の開口部は３Ｃ−Ｓｉ
Ｃエピタキシャル膜によって隙間なく塞がれていた。

【００９１】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として雰囲気
圧力１．３×１０² Ｐａで熱処理を行った。このとき、
熱処理の初期時における炭化珪素原料４と基板結晶１の
間の温度差ΔＴを２０℃として、温度差ΔＴが２４時間
経過後に６５℃になる温度プログラムにて熱処理を行っ
ており、さらにその後、温度差ΔＴが６５℃一定となる
熱処理を２時間行った。また、基板結晶１の温度Ｔｓ
は、熱処理の初期時を２２８５℃として、２４時間経過
後に２２２５℃となるように変化させた。

【００９２】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥のすべて
が、基板結晶１の表面の両側から閉塞していた。そし
て、マイクロパイプ欠陥のうちの５０％以上が、長さ２
０μｍ以下となっていた。

【００９３】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。このように、基板結晶１の表面を
エッチングしたのち、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を
形成し、さらに熱処理を行ってもマイクロパイプ欠陥を
閉塞することができる。

【００９４】（実施例１８）まず、欠陥密度が約３０ｃ
ｍ^-2のマイクロパイプ欠陥を有する厚さ３００μｍの６
Ｈ多形の基板結晶１を用意した。そして、基板結晶１の
両側にカーボン系接着剤を介して黒鉛板を貼付け、基板
結晶１を黒鉛板で挟み込んだ。なお、基板結晶１の表面
として（０００１）ジャスト面を用いた。

【００９５】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲
気圧力１．３×１０² Ｐａで２４時間の熱処理を行っ
た。このとき、炭化珪素原料４と基板結晶１の間の温度
差ΔＴを６５℃とし、基板結晶１の温度Ｔｓを２２３０
℃として熱処理を行った。このような工程を経て得られ
た基板結晶を＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち
切断面を研磨し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。
その結果、基板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠
陥のうちの９０％が、基板結晶１の表面の少なくとも一
方からが閉塞していた。そして、マイクロパイプ欠陥の
うちの２０％が、基板結晶１の表面の両側から閉塞して
いた。

【００９６】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。このように、基板結晶１の両側に
黒鉛板を配置して熱処理を行った場合にもマイクロパイ
プ欠陥を閉塞することができる。そして、マイクロパイ
プ欠陥のうちの５０％が、基板結晶１の表面の両側から
閉塞していた。

【００９７】（実施例１９）熱処理装置として、るつぼ
２の上部に炭化珪素原料４、下部（蓋体）に基板結晶１
を配置するタイプを採用した。上記実施例１８に対し
て、まず、実施例１８と同様の基板結晶１（厚さは３０
０μｍ）を蓋体にカーボン系接着剤を介して接着し、基
板結晶の非載置面側にキシレンに溶解したポリメチルカ
ルボシランを塗布し、それを介して黒鉛板を貼り付け
た。処理条件は、上記実施例１８と同様にして熱処理を
行った。

【００９８】このような工程を経て得られた基板結晶
を、＜０００１＞軸方向に平行に切断研磨し、透過明視
野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基板結晶１に存
在していたマイクロパイプ欠陥のすべてが、基板結晶１
の表面の少なくとも一方から閉塞していた。そして、マ
イクロパイプ欠陥のうちの６５％が、基板結晶１の表面
の両側から閉塞していた。

【００９９】さらに、熱処理時に形成された炭化珪素の
結晶を除去すべく、基板結晶１を（０００１）面に平行
に研磨して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、
マイクロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイク
ロパイプ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パタ
ーンを示さなかった。 （実施例２０）上記実施例１８に対して、まず、実施例
１８と同様の基板結晶１（厚さは３００μｍ）を蓋体３
にカーボン系接着剤を介して接着し、基板結晶１の非載
置面側にＳｉＣ粉末、またはＳｉＣ基板を配置し、その
上に黒鉛板を配置した。なお、基板結晶１上のＳｉＣ粉
末やＳｉＣ基板が、減圧プロセス時等に動かないよう
に、それらを固定できるような（加圧）治具をるつぼ内
に設置して、上記実施例１８と同様な処理条件にて熱処
理を行った。

【０１００】このような工程を経て得られた基板結晶
を、＜０００１＞軸方向に平行に切断研断し、透過明視
野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基板結晶１に存
在していたマイクロパイプ欠陥のうち６０％が、基板結
晶１の表面の両側から閉塞していた。 （実施例２１）まず、欠陥密度が約４０ｃｍ^-2のマイク
ロパイプ欠陥を有する厚さ５００μｍの６Ｈ多形の基板
結晶１を用意し、基板結晶１の表面の両面にＣＶＤ法に
て、載置面側を約２０μｍの厚さ、非載置面側を約１０
μｍの厚さで３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜を形成し
た。微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子顕微鏡を
用いて観察したところ、マイクロパイプ欠陥の開口部は
３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜によって隙間なく塞がれ
ていた。なお、基板結晶１の表面として（０００１）ジ
ャスト面を用いており、３Ｃ−ＳｉＣエピタキシャル膜
は（１１１）面を成長面として形成されている。

【０１０１】次に、基板結晶１を図１に示した熱処理装
置に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲
気圧力６．７×１０⁴ Ｐａで１２時間の熱処理を行っ
た。このとき、炭化珪素原料４と基板結晶１の間の温度
差ΔＴを−１０℃とし、基板結晶１の温度Ｔｓを２２３
０℃一定として熱処理を行った。つまり、炭化珪素原料
４の温度の方が基板結晶１よりも低温となるようにして
熱処理を行った。

【０１０２】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥のすべて
が、基板結晶１の表面の少なくとも一方から閉塞してい
た。さらに、基板結晶１を（０００１）面に平行に研磨
して、直交偏光顕微鏡観察を行った。その結果、マイク
ロパイプ欠陥が閉塞した部分では、もはやマイクロパイ
プ欠陥周辺に観察される特徴的な複屈折干渉パターンを
示さなかった。

【０１０３】なお、上記した実施例１乃至２０では、載
置面（実施例１８では黒鉛板）と基板結晶１との間にお
いて、基板結晶１の再結晶化、又はそれを原因とするク
レバス状の欠陥が発生したが、本実施例の場合、これら
の発生を防止できることが判明した。このため、従来の
昇華法のように炭化珪素原料４の温度に対して基板結晶
１の温度が低くなるような温度勾配で熱処理を行うので
はなく、基板結晶１と炭化珪素原料４の温度関係を逆転
させて熱処理を行うと、基板結晶１の再結晶化、又はそ
れを原因とするクレバス状の欠陥を防止するのに有効で
あると言える。

【０１０４】（実施例２２）上記した実施例１乃至２１
で得られたマイクロパイプ欠陥が閉塞された基板結晶１
を、（０００１）面に平行に切り出すと共に研磨して、
再び昇華法成長用の基板結晶１として使用して、高品位
単結晶成長を行った。その結果、マイクロパイプ欠陥が
ない単結晶が成長し、一旦閉塞したマイクロパイプ欠陥
が再度開口するという現象は確認されなかった。また、
成長層にて、新たにマイクロパイプ欠陥が誘発されると
いうことも生じなかった。

【０１０５】このように、上記実施例１乃至２１にてマ
イクロパイプ欠陥が閉塞された基板結晶１を種結晶とし
て、この種結晶上に炭化珪素単結晶を成長させても、マ
イクロパイプ欠陥がない単結晶を製造することができ
る。さらに、このように形成された炭化珪素単結晶を切
り出し、研磨することによって、デバイス形成に使用で
きる炭化珪素基板とすることができる。

【０１０６】なお、上記実施例１乃至２１ではマイクロ
パイプ欠陥を効果的に閉塞することができる例を示した
が、参考として比較例を以下に示す。 （比較例１）まず、被覆膜が形成されていない欠陥密度
が約４０ｃｍ^-2のマイクロパイプ欠陥を有する厚さ９０
０μｍの６Ｈ多形の基板結晶１を用意した。なお、基板
結晶１の表面として（０００１）ジャスト面を採用し
た。

【０１０７】この基板結晶１を図１に示した熱処理装置
に配置し、マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲気
圧力１．３×１０² Ｐａ、基板結晶１の温度２２００℃
程度、基板結晶１と炭化珪素原料４との温度差ΔＴを６
５℃として６時間の熱処理を行った。このような工程を
経て得られた基板結晶を＜０００１＞軸方向に平行に切
断したのち切断面を研磨し、透過明視野にて顕微鏡観察
を行った。その結果、基板結晶１に存在していたマイク
ロパイプ欠陥のうち基板結晶１の表面の少なくとも一方
向から閉塞していたものは、わずか数％にとどまった。

【０１０８】（比較例２）まず、被覆膜のない欠陥密度
が約４０ｃｍ^-2のマイクロパイプ欠陥を有する厚さ９０
０μｍの６Ｈ多形の基板結晶１を用意した。なお、基板
結晶１の表面として（０００１）ジャスト面を採用し
た。この基板結晶１を図１に示した熱処理装置に配置し
た。なお、本比較例においては、炭化珪素原料４は配置
しなかった。マイクロパイプ欠陥閉塞工程として、雰囲
気圧力を６．７×１０⁴ Ｐａ、基板結晶１の温度を２６
００℃程度、基板結晶１と炭化珪素原料４が配置される
箇所との温度差ΔＴを０℃として６時間の熱処理を行っ
た。

【０１０９】このような工程を経て得られた基板結晶を
＜０００１＞軸方向に平行に切断したのち切断面を研磨
し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結果、基
板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥は閉塞した
という事実は確認されなかった。また、基板結晶１の表
面が炭化され、さらにマイクロパイプ欠陥も開口した状
態であることが確認された。このことはマイクロパイプ
欠陥中が未飽和状態の場合、マイクロパイプ欠陥は閉塞
しないことを意味している。

【０１１０】（比較例３）上記実施例３に対して基板結
晶１の厚さを３００μｍとし、基板結晶１の被覆材料５
として無配向３Ｃ−ＳｉＣ多結晶膜を５μｍの厚さで形
成した。微分干渉顕微鏡、偏光顕微鏡、走査型電子顕微
鏡を用いて観察したところ、ＳｉＣ粒が島状成長してお
り、マイクロパイプ欠陥の開口部に粒界やクレバス状の
欠陥も観察された。従ってマイクロパイプ欠陥の開口部
が完全に塞がれていないものと推察された。

【０１１１】こうした基板結晶１を、処理条件は第２実
施例と同様にして熱処理を行った。このような工程を経
て得られた基板結晶を＜０００１＞軸方向に平行に切断
研磨し、透過明視野にて顕微鏡観察を行った。その結
果、基板結晶１に存在していたマイクロパイプ欠陥のう
ち、基板結晶１の表面の少なくとも一方から閉塞してい
たものは３０％にとどまった。このことは、マイクロパ
イプ欠陥の開口部が、被覆材料によって隙間なく塞がれ
ている基板結晶を熱処理することが、マイクロパイプ欠
陥を閉塞させるために有効であることを示している。

【０１１２】また、実施例３との比較から、基板結晶１
の結晶軸の方位と被覆材料の配向の方向が同じである場
合が、マイクロパイプ欠陥が閉塞する確率が増加するこ
とが判明した。ここで、上記各実施例および比較例の結
果を定量化するために、閉塞に係わる評価指数を導入す
る。それぞれの評価指数は下記のように定義される。

【０１１３】閉塞率＝閉塞したマイクロパイプ欠陥／全
マイクロパイプ数×１００（％） 平均閉塞長＝マイクロパイプ欠陥の閉塞した距離の和／
全マイクロパイプ数（μｍ） 閉塞長率＝平均閉塞長／基板厚さ×１００（％）

【０１１４】これらの指数に基づく評価結果を図６〜図
８に示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかわる炭化珪素単結晶
を製造するために用いられれる熱処理装置の断面図であ
る。

【図２】表面が被覆材料５で被覆されている炭化珪素単
結晶１を示す図である。

【図３】熱処理後における炭化珪素単結晶１の様子を示
す図である。

【図４】被覆材料５の上に表面保護部材８が配置されて
いる炭化珪素単結晶１を示す図である。

【図５】マイクロパイプ欠陥６の閉塞のメカニズムを説
明するための図である。

【図６】各実施例および比較例の評価指数に基づく評価
結果を示す図表である。

【図７】各実施例および比較例の評価指数に基づく評価
結果を示す図表である。

【図８】各実施例および比較例の評価指数に基づく評価
結果を示す図表である。

【符号の説明】

１…炭化珪素単結晶（基板結晶）、２…るつぼ、３…蓋
体、４…炭化珪素原料、５…被覆材料、６…マイクロパ
イプ欠陥、７…閉塞孔、８…表面保護部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神谷 信雄 愛知県愛知郡長久手町大字長湫横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 原 一都 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (72)発明者 恩田 正一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (72)発明者 廣瀬 富佐雄 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (72)発明者 原 邦彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (56)参考文献 特開 平９−52797（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−324600（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−262599（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−29397（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−236299（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−315000（ＪＰ，Ａ) 米国特許5679153（ＵＳ，Ａ) 国際公開99／00538（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素単
   結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶（１）の表面の少なくとも一部を被
   覆材料（５）で被覆する工程と、 熱処理を施すことにより、前記炭化珪素単結晶（１）に
   存在する前記マイクロパイプ欠陥を前記炭化珪素単結晶
   （１）の内部で閉塞させ、前記マイクロパイプ欠陥の少
   なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形成する工程とを備
   え、 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶の表面の少なくと
   も一部に炭化珪素単結晶を形成する工程である ことを特
   徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
2. 【請求項２】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素単
   結晶（１）を用意する工程と、前記炭化珪素単結晶（１）の表面の少なくとも一部を被
   覆材料（５）で被覆する工程と、 熱処理を施すことにより、前記炭化珪素単結晶（１）に
   存在する前記マイクロパイプ欠陥を前記炭化珪素単結晶
   （１）の内部で閉塞させ、前記マイクロパイプ欠陥の少
   なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形成する工程とを備
   え、 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶の表面の少なくと
   も一部に前記炭化珪素単結晶（１）と同一多形の炭化珪
   素を形成する工程である ことを特徴とする炭化珪素単結
   晶の製造方法。
3. 【請求項３】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素単
   結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶（１）の表面の少なくとも一部を被
   覆材料（５）で被覆する工程と、 熱処理を施すことにより、前記炭化珪素単結晶（１）に
   存在する前記マイクロパイプ欠陥を前記炭化珪素単結晶
   （１）の内部で閉塞させ、前記マイクロパイプ欠陥の少
   なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形成する工程とを備
   え、 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶の表面の少なくと
   も一部に前記炭化珪素単結晶（１）の結晶軸と同方位に
   配向するとともに前記炭化珪素単結晶（１）と 同一多形
   の炭化珪素エピタキシャル膜を形成する工程であること
   を特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
4. 【請求項４】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素単
   結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶（１）の表面の少なくとも一部を被
   覆材料（５）で被覆する工程と、 熱処理を施すことにより、前記炭化珪素単結晶（１）に
   存在する前記マイクロパイプ欠陥を前記炭化珪素単結晶
   （１）の内部で閉塞させ、前記マイクロパイプ欠陥の少
   なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形成する工程とを備
   え、 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶の表面の少なくと
   も一部に炭化珪素焼結体を形成する工程であることを特
   徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
5. 【請求項５】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素単
   結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶（１）の表面の少なくとも一部を被
   覆材料（５）で被覆する工程と、 熱処理を施すことにより、前記炭化珪素単結晶（１）に
   存在する前記マイクロパイプ欠陥を前記炭化珪素単結晶
   （１）の内部で閉塞させ、前記マイクロパイプ欠陥の少
   なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形成する工程とを備
   え、 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶の表面の少なくと
   も一部にアモルファス状態の炭化珪素を形成する工程で
   ある ことを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
6. 【請求項６】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素単
   結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶（１）の表面の少なくとも一部を被
   覆材料（５）で被覆する工程と、 熱処理を施すことにより、前記炭化珪素単結晶（１）に
   存在する前記マイクロパイプ欠陥を前記炭化珪素単結晶
   （１）の内部で閉塞させ、前記マイクロパイプ欠陥の少
   なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形成する工程とを備
   え、 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶（１）の表面の少
   なくとも一部にタング ステン、炭化タングステンまたは
   窒化ホウ素のいずれかを配置する工程であることを特徴
   とする炭化珪素単結晶の製造方法。
7. 【請求項７】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素単
   結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶（１）の表面の少なくとも一部を被
   覆材料（５）で被覆する工程と、 熱処理を施すことにより、前記炭化珪素単結晶（１）に
   存在する前記マイクロパイプ欠陥を前記炭化珪素単結晶
   （１）の内部で閉塞させ、前記マイクロパイプ欠陥の少
   なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形成する工程とを備
   え、 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶の表面の少なくと
   も一部にカーボン材料を配置する工程であることを特徴
   とする炭化珪素単結晶の製造方法。
8. 【請求項８】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素単
   結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶（１）の表面の少なくとも一部を被
   覆材料（５）で被覆する工程と、 熱処理を施すことにより、前記炭化珪素単結晶（１）に
   存在する前記マイクロパイプ欠陥を前記炭化珪素単結晶
   （１）の内部で閉塞させ、前記マイクロパイプ欠陥の少
   なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形成する工程とを備
   え、 前記被覆工程は、前記炭化珪素単結晶（１）の少なくと
   も一部に珪素を含む材料を介してカーボン材料を配置す
   る工程であることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方
   法。
9. 【請求項９】 前記炭化珪素単結晶の表面をエッチング
   する工程を含み、 前記被覆工程が、前記炭化珪素単結晶の表面をエッチン
   グ工程の後に行われることを特徴とする請求項１乃至８
   のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記被覆工程により、前記炭化珪素単
    結晶（１）中のマイクロパイプ欠陥の開口部が、前記被
    覆材料によって隙間なく塞がれた状態になっていること
    を特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載の炭
    化珪素単結晶の製造方法。
11. 【請求項１１】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素
    単結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶（１）の表面の少なくとも一部を被
    覆材料（５）で被覆する工程と、 前記被覆材料（５）の表面を保護する表面保護部材を前
    記被覆材料上に配置する工程と、 熱処理を施すことにより、前記炭化珪素単結晶（１）に
    存在する前記マイクロパイプ欠陥を前記炭化珪素単結晶
    （１）の内部で閉塞させ、前記マイクロパイプ欠陥の少
    なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形成する工程とを備え
    ていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
12. 【請求項１２】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素
    単結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶（１）の表面の少なくとも一部を被
    覆材料（５）で被覆する工程と、 前記被覆材料（５）の表面を保護する表面保護部材を前
    記被覆材料上に配置する工程と、 前記炭化珪素単結晶（１）を台座（３）に固定して、こ
    の台座を炭化珪素原料（４）が内蔵された容器（２）に
    装着する工程と、 熱処理を施すことにより、前記炭化珪素単結晶（１）に
    存在する前記マイクロパイプ欠陥を前記炭化珪素単結晶
    （１）の内部で閉塞させ、前記マイクロパイプ欠陥の少
    なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形成する工程とを備え
    ていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記表面保護部材は、高融点物質から
    なることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の炭化
    珪素単結晶の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記表面保護部材は、カーボン材料、
    炭化珪素基板あるいは炭化珪素粉末からなることを特徴
    とする請求項１１又は１２に記載の炭化珪素単結晶の製
    造方法。
15. 【請求項１５】 マイクロパイプ欠陥を有する炭化珪素
    単結晶（１）を用意する工程と、 前記炭化珪素単結晶を台座（３）に固定して、この台座
    を炭化珪素原料（４）が内蔵された容器（２）に装着す
    る工程と、 前記炭化珪素原料を昇華させると共に、昇華させた炭化
    珪素原料を供給して、前記炭化珪素単結晶の表面に炭化
    珪素からなる被覆材料（５）を形成し、さらに熱処理を
    続けて前記炭化珪素単結晶に存在するマイクロパイプ欠
    陥を前記炭化珪素単結晶（１）の内部で閉塞させ、マイ
    クロパイプ欠陥の少なくとも一部が塞がれた閉塞孔を形
    成する工程とを備えていることを特徴とする炭化珪素単
    結晶の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記容器内を不活性ガス雰囲気にする
    と共に、この不活性ガス雰囲気中に窒素ガスを導入させ
    て前記熱処理を行うことを特徴とする請求項１５に記載
    の炭化珪素単結晶の製造方法。
17. 【請求項１７】 前記炭化珪素原料の温度と前記炭化珪
    素単結晶の温度との温度差（ΔＴ）を−２００℃＜ΔＴ
    ＜２００℃として、前記熱処理を行うことを特徴とする
    請求項１５に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
18. 【請求項１８】 請求項１乃至１７のいずれか１つに記
    載の炭化珪素単結晶の製造方法によって形成されたマイ
    クロパイプ欠陥が閉塞された炭化珪素単結晶を種結晶と
    して新たな炭化珪素単結晶を結晶成長させることを特徴
    とする炭化珪素単結晶の製造方法。