CN102471930A - 碳化硅晶体的制造方法、碳化硅晶体及碳化硅晶体的制造装置 - Google Patents

碳化硅晶体的制造方法、碳化硅晶体及碳化硅晶体的制造装置 Download PDF

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CN102471930A CN2011800029199A CN201180002919A CN102471930A CN 102471930 A CN102471930 A CN 102471930A CN 2011800029199 A CN2011800029199 A CN 2011800029199A CN 201180002919 A CN201180002919 A CN 201180002919A CN 102471930 A CN102471930 A CN 102471930A
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Abstract

SiC晶体(10)的制造方法包括以下步骤。即，准备制造装置(100)，所述制造装置(100)包含坩埚(101)和覆盖所述坩埚(101)的外周的隔热材料(121)。将原料(17)放置在所述坩埚(101)内。将晶种(11)以与所述原料(17)对向的方式放置在所述坩埚(101)内。通过对所述坩埚(101)内的所述原料(17)进行加热使其升华且将所得原料气体沉积在所述晶种(11)上而生长碳化硅晶体(10)。准备所述制造装置(100)的步骤包括在所述坩埚(101)于所述晶种(11)侧的外表面(101a)与所述隔热材料(121)之间设置由空间构成的散热部(131、132)的步骤。

Description

碳化硅晶体的制造方法、碳化硅晶体及碳化硅晶体的制造装置
技术领域
本发明涉及碳化硅(SiC)晶体的制造方法、SiC晶体及SiC晶体的制造装置。
背景技术
SiC晶体具有大带隙，且与硅(Si)相比，具有更大的最大介电击穿电场和热导率两者。另外，这种SiC晶体具有与Si一样大的载流子迁移率且具有大的电子饱和漂移速度和大的击穿电压。因此，期待将SiC晶体应用于需要获得高效率、高击穿电压和大容量的半导体装置。
用于这种半导体装置等的SiC晶体使用例如气相外延中的升华法制造(例如非专利文献1(G.AUGUSTINE等人，“SiC单晶的物理气相传输生长和性能”(″Physical Vapor Transport Growth and Properties ofSiC Monocrystals″)，固体物理(Phys.stat.sol.)(b)，第202卷(1997)，第137～139页))。图6为示意性显示非专利文献1的公开内容中的SiC的制造装置的横截面图。参考图6，下面描述非专利文献1的公开内容中的SiC晶体的制造装置及所述SiC晶体的生长方法。
如图6中所示，非专利文献1的公开内容中的SiC的制造装置包含坩埚101和覆盖坩埚101的外周的隔热材料121。在坩埚101的下部，放置SiC晶体的原料17。在坩埚101的上部，以与原料17对向的方式放置晶种11。隔热材料121具有开口121a和开口121b。以贯穿隔热材料121的外周的方式在放置在坩埚101内的晶种11侧形成开口121a。以贯穿隔热材料121的外周的方式在放置在坩埚101内的原料17侧形成开口121b。
在该状态下，将原料17加热至使原料17升华的温度。通过该加热，使原料17升华以产生升华气体，由此在晶种11的表面上生长SiC晶体，所述晶种11的表面被设定为具有比原料17更低的温度。
引用列表
非专利文献
非专利文献1：G.AUGUSTINE等人，“SiC单晶的物理气相传输生长和性能”(″Physical Vapor Transport Growth and Properties of SiCMonocrystals″)，固体物理(Phys.stat.sol.)(b)，第202卷(1997)，第137～139页
发明内容
技术问题
在如同非专利文献1中隔热材料121在晶种11侧具有开口121a的情况下，因为在SiC晶体开始生长时会耗散热量，所以开口121a的温度低。然而，当原料气体从坩埚101中漏出且随后附着在开口121a中时，因为开口121a具有低温度，所以SiC晶体附着在其中。因此，开口121a可能由此被填埋。如果设置在隔热材料121中的开口121a在生长期间被填埋，则生长条件发生变化。这导致将要生长的SiC晶体的结晶性劣化。
考虑到以上情况，本发明涉及SiC晶体的制造方法、SiC晶体及SiC晶体的制造装置，其各自实现所述SiC晶体的良好结晶性。
解决问题的手段
根据本发明的SiC晶体的制造方法包括以下步骤。即，准备制造装置，所述制造装置包含坩埚和覆盖所述坩埚的外周的隔热材料。将原料放置在所述坩埚内。将晶种以与所述原料对向的方式放置在所述坩埚内。通过对所述坩埚内的所述原料进行加热使其升华且将所得原料气体沉积在所述晶种上而生长碳化硅(SiC)晶体。准备所述制造装置的步骤包括在所述坩埚于所述晶种侧的外表面与所述隔热材料之间设置由空间构成的散热部的步骤。
本发明中SiC晶体的制造装置为通过将含有SiC的原料升华且将由所述升华得到的原料气体沉积在晶种上而生长SiC晶体的装置。所述制造装置包含坩埚、隔热材料、散热部和加热单元。所述坩埚在其中含有原料和晶种。所述隔热材料覆盖所述坩埚的外周。所述散热部由空间构成且设置在所述坩埚于所述晶种侧的外表面与所述隔热材料之间。所述加热单元对所述坩埚的内部进行加热。
根据本发明SiC晶体的制造装置和方法，隔热材料覆盖设置在坩埚于晶种侧的外表面上的散热部。因此，可以防止从坩埚漏出的气体进入散热部。因此，可以防止散热部在SiC晶体的生长期间被SiC晶体填埋。因为散热部可以作为空间保持，所以在SiC晶体的生长温度下，坩埚于晶种侧的热量可以通过由辐射引起的热传导而耗散到制造装置的外部。因此，在SiC晶体生长期间，可以防止晶种温度发生变化。因此，可以防止在SiC晶体的生长期间生长条件发生变化，由此实现SiC晶体的良好结晶性。
优选地，在SiC晶体的制造方法中，在准备制造装置的步骤中，所准备的隔热材料含有碳(C)作为主成分。优选地，在SiC晶体的制造装置中，所述隔热材料含有C作为主成分。
因此，可以使用由在生长SiC晶体的气氛下稳定的材料制成的隔热材料，由此抑制在SiC晶体的生长期间生长条件的变化。因此，所制造的SiC晶体可具有良好的结晶性。
优选地，在SiC晶体的制造方法中，在准备制造装置的步骤中准备的制造装置中，覆盖坩埚的外周的隔热材料由彼此堆叠的多个隔热片形成。
优选地，在SiC晶体的制造装置中，隔热材料由彼此堆叠的多个隔热片形成。
散热部可以通过在所述多个隔热片的至少一个中设置开口并用另一个隔热片覆盖所述开口而容易地形成。
优选地，在SiC晶体的制造方法中，在生长碳化硅晶体的步骤中，使用高频加热法或电阻加热法对原料进行加热。
优选地，在SiC晶体的制造装置中，所述加热单元为高频加热线圈或电阻加热型加热器。
因为可以容易地控制高频加热线圈和电阻加热型加热器的温度，所以可以抑制在SiC晶体生长期间温度的变化。因此，SiC晶体可以具有良好的结晶性。
优选地，在SiC晶体的制造方法中，在准备制造装置的步骤中，所准备的坩埚含有C作为主成分。优选地，在SiC晶体的制造方法中，所述坩埚含有C作为主成分。
因此，可以使用由在生长SiC晶体的气氛下稳定的材料制成的坩埚，由此抑制在SiC晶体的生长期间生长条件的变化。因此，所制造的SiC晶体可以具有良好的结晶性。
使用上述SiC晶体制造方法的任一种制造本发明的SiC晶体。可以在防止在SiC晶体的生长期间生长条件发生变化的情况下制造本发明的SiC晶体，由此实现SiC晶体的良好结晶性。
优选地，所述SiC晶体具有4H-SiC的结晶多型(多型)。因此，可以获得用于具有高击穿电压的装置的材料。
发明效果
根据本发明中SiC晶体的制造方法、SiC晶体及SiC晶体的制造装置，散热部防止了在SiC晶体的生长期间生长条件的变化，由此实现了SiC晶体的良好结晶性。
附图说明
图1为示意性显示本发明实施方式中的SiC晶体的横截面图。
图2为示意性显示本发明实施方式中的SiC晶体的制造装置的横截面图。
图3为示意性显示本发明实施方式的第一变形例中的SiC晶体的制造装置的坩埚周边的横截面图。
图4为示意性显示本发明实施方式的第二变形例中的SiC晶体的制造装置的坩埚周边的横截面图。
图5为示意性显示比较例中的SiC晶体的制造装置的坩埚周边的横截面图。
图6为示意性显示非专利文献1中的SiC晶体的制造装置的坩埚周边的横截面图。
具体实施方式
以下参考附图描述本发明的实施方式。应注意，在以下提到的图中，对相同或相当的部分提供相同的标号，且不再重复描述。
首先，参考图1，以下描述本发明一个实施方式中的SiC晶体10。SiC晶体10具有良好的结晶性。SiC晶体10的多型不受特别限制，但优选为4H-SiC。
接着，参考图2，将描述本发明实施方式中的这种SiC晶体的制造装置100。该制造装置100为使用升华法生长SiC晶体的装置。换句话说，制造装置100为通过将含有SiC的原料17升华且将由所述升华得到的原料气体沉积在晶种11上而生长SiC晶体10的装置。
如图2中所示，制造装置100主要包含：坩埚101、隔热材料121、反应室123、加热单元125和散热部131。
坩埚101在其中容纳晶种11和原料17。坩埚101优选含有C作为主成分，且更优选含有C作为主成分且含有不可避免的杂质作为残余物。在这种情况下，由于坩埚101由在SiC晶体的生长条件下稳定的材料制成，由此抑制在SiC晶体的生长期间生长条件的变化。因此，所制造的SiC晶体可以具有良好的结晶性。坩埚101的优选例示性材料为石墨。石墨在高温下稳定，由此抑制坩埚101中的破裂。此外，构成坩埚101的C为构成SiC晶体的元素。因此，即使坩埚101发生升华且其升华物进入到SiC晶体中，所述升华物也不会变成杂质。因此，所制造的SiC晶体可具有较好的结晶性。
隔热材料121覆盖坩埚101的外周。隔热材料121优选含有C作为主成分，且更优选含有C作为主成分且含有不可避免的杂质作为残余物。所述隔热材料的优选例示性材料为碳毡。这种隔热材料提供隔热效果，可以抑制在SiC晶体的生长期间生长条件的变化。因此，在这种情况下，所制造的SiC晶体也可以具有良好的结晶性。此外，在本发明实施方式中，在隔热材料121中在原料17侧形成温度测量孔121c。
散热部131布置在坩埚101于晶种11侧的外表面101a与隔热材料121之间。换句话说，所述散热部131被形成为面对与其上放置了晶种11的坩埚101的内表面对向的坩埚101的外表面101a(位于其上放置了晶种11的坩埚101的表面的背侧的外表面101a)。更具体地，散热部131为在坩埚101与覆盖坩埚101于晶种11侧的外表面101a的隔热材料121之间形成的空间。
散热部131由空间构成。在SiC晶体生长期间，将该空间用氛围气体如氮(N2)气、氦(He)气或氩(Ar)气填充。
散热部131的中心优选对应于坩埚101的中心。在这种情况下，可以抑制在晶种11中的横向上的热传导的变化。
当从原料17侧观察时，散热部131优选包含在坩埚101的外表面101a中对应于晶种11的区域的全体部分。在这种情况下，源自散热部131的热耗散提供了温度的面内均匀性高度增加的效果。应注意，当从原料17侧观察时，散热部131可以包含在坩埚101的外表面101a中对应于晶种11的区域的一部分，且可以不包含所述区域的全体部分。此外，当从原料17侧观察时，放置的晶种11可以包含在坩埚101的外表面101a中对应于散热部131的区域的全体部分。
通过反应室123包围隔热材料121。在反应室123的两端部，形成了气体入口123a和气体出口123b。气体入口123a用于向反应室123中提供例如氛围气体。气体出口123b用于将氛围气体排放到反应室123外部。
在坩埚101的外部(在本发明实施方式中在反应室123的外侧中心部)，设置加热单元125以加热坩埚101的内部。加热单元125中的每一个不受特别限制，但优选为高频加热线圈或电阻加热型加热器。当将高频加热线圈用作加热单元125时，优选以面对隔热材料121的外周的方式设置所述高频加热线圈。另一方面，当将电阻加热型加热器用作加热单元125时，优选将所述电阻加热型加热器布置在隔热材料121中且布置在坩埚101的外部。
反应室123具有上部和下部，所述上部和下部分别具有用于测量坩埚101的上部和下部的温度的辐射温度计127b、127a。辐射温度计127a通过形成在隔热材料121的一部分处的温度测量孔121c测量温度，所述隔热材料121覆盖坩埚101在原料17侧的外表面101b。可以不形成温度测量孔121c。
参考图3，将描述本发明实施方式中的SiC晶体的制造装置100的第一变形例。图3中的第一变形例的制造装置具有与图2中所示的制造装置100基本相同的构造，但与其不同之处在于，在坩埚101于原料17侧的外表面101b与隔热材料121之间进一步形成由空间构成的散热部132，且在隔热材料121中不形成温度测量孔121c。
参考图4，将描述本发明实施方式中的SiC晶体的制造装置100的第二变形例。图4中的第二变形例的制造装置具有与图2中所示的制造装置100基本相同的构造，但与其不同之处在于，在隔热材料121中不形成温度测量孔121c。
应注意，制造装置100可还包含上述要素以外的各种要素，但为了便于说明，未描述这些要素，也没有将其示于图中。
参考图1～图4，以下描述在本实施方式以及第一变形例和第二变形例中的每一个中的SiC晶体的制造方法。
首先，如图2～图4中所示，准备制造装置100，所述制造装置100包含坩埚101和覆盖坩埚101的外周的隔热材料121。在该步骤中，在坩埚101于晶种11侧的外表面101a与隔热材料121之间设置由空间构成的散热部131。在该步骤中，准备在上文提到的图2～图4中的每一个所示的制造装置100。
具体地，优选准备含有C作为主成分的隔热材料121。优选准备含有C作为主成分的坩埚101。优选布置加热单元125，所述加热单元125各自为高频加热线圈或电阻加热型加热器。
另外，优选准备如下制造装置100，其中用通过堆叠多个隔热片而获得的隔热材料121覆盖坩埚101的外周。在这种情况下，所述多个隔热片中的至少一个具有孔，以与坩埚101接触的方式布置由此具有形成在其中的孔的隔热片，且布置剩余的隔热片以覆盖所述孔。以这种方式，隔热片的孔充当散热部131。
随后，如图2～图4中所示，将原料17放置在坩埚101内。原料17可以为粉末或烧结体。例如，准备多晶SiC粉末或SiC烧结体。在本实施方式中，将原料17放置在坩埚101的下部。
接着，如图2～图4中所示，以与原料17对向的方式将晶种11放置在坩埚101内。在本实施方式中，以与原料17对向的方式将晶种11放置在坩埚101的上部。晶种11的晶体结构不受特别限制，且可以为与将要生长的SiC晶体相同的晶体结构或者可以为与将要生长的SiC晶体不同的晶体结构。为了改善将要生长的SiC晶体的结晶性，优选准备具有与将要生长的SiC晶体相同的晶体结构的SiC晶体作为晶种11。
接着，在坩埚101中，通过利用加热将原料17升华且将所得原料气体沉积在晶种11上而生长SiC晶体。
具体地，通过加热单元125对原料17进行加热以达到将原料17升华的温度。其加热方法不受特别限制，但是优选使用高频加热法或电阻加热法。作为加热的结果，将原料17升华而产生升华气体(原料气体)。该升华气体在设定在比原料17的温度低的温度下的晶种11的表面上发生凝固。例示性生长温度如下。即，将原料17的温度保持在2300℃～2400℃下，而将晶种11的温度保持在2100℃～2200℃下。因此，在晶种11上生长SiC晶体。
在生长SiC晶体的步骤中，利用通过反应室123的气体入口123a流入反应室123中的氛围气体填充散热部131。在生长SiC晶体的高温条件下，由从散热部131的辐射引起的热传导成为支配性的。因此，通过散热部131，可以从坩埚101于晶种11侧的外表面101a耗散热量。此外，因为散热部131被隔热材料121覆盖，所以即使当SiC晶体继续生长时，也可以防止SiC晶体堆积在散热部131中。这可以防止在SiC晶体的生长期间生长条件的变化，诸如晶种11的温度变化。因此，可以生长具有良好结晶性的SiC晶体，例如，可以按预期制造多型SiC晶体。
接着，使制造装置100的内部冷却至室温。随后，将所制造的SiC晶体从制造装置100中取出。以这种方式，可以制造包含晶种11和形成在晶种11上的SiC晶体的图1中所示的SiC晶体10(SiC锭)。
应注意，可以通过从SiC锭上除去晶种11而制造图1中所示的SiC晶体10。在除去的情况下，可以仅除去晶种11或者可以除去晶种11和在其上生长的SiC晶体的一部分。
除去方法不受特别限制且可以为例如机械除去方法如切割、研削和劈开。本文中的术语“切割”是指使用具有电镀金刚石砂轮的外周切削刃的切片机从SiC锭机械除去至少晶种11。术语“研削”是指使用与目标表面接触的旋转磨石在厚度方向上进行刮擦。术语“劈开”是指沿晶面分开晶体。另外，可以使用化学除去方法如蚀刻。
此外，在所制造的SiC晶体10具有大厚度的情况下，可以通过对生长的SiC晶体进行切割以获得多个SiC晶体来制造图1中所示的SiC晶体10。在这种情况下，可以降低每个SiC晶体10的制造成本。
此后，根据需要，可以通过研削、研磨等使晶体的一面或两面平坦化。
接下来，对与图5和图6中所示的比较例以及非专利文献1中的SiC晶体的制造方法和装置相比，由本发明实施方式中的SiC晶体的制造方法和制造装置100所提供的效果进行描述。
首先，图5中所示的比较例中的SiC晶体的制造装置具有与图2中的本实施方式的制造装置100基本相同的构造，但不同之处在于其不包含散热部131。换句话说，在比较例的制造装置中，包含在晶种11侧的外表面101a的坩埚101的全体部分被隔热材料121覆盖。
在比较例中，尽管试图以使晶种11侧的温度低于原料17的温度的方式进行加热，但由于坩埚101内部被加热至高温，所以晶种11的温度会逐渐升高。这使得难以适当控制原料17的升华气体而将使其沉积在晶种11侧。因此，变得难以生长SiC晶体。
接着，图6中所示的在非专利文献1中的SiC晶体的制造装置具有与图2中的本实施方式的制造装置100基本相同的构造，但不同之处在于散热部131为贯穿隔热材料121设置的开口121a。
在非专利文献1中，在SiC晶体生长的初始阶段，可以从开口121a耗散热量。因此，开口121a侧的晶种11的温度低。然而，当在SiC晶体的生长期间原料气体从坩埚101泄漏而进入开口121a时，晶体沉积在由此具有低温的开口121a上。因此，在SiC晶体的生长过程中，设置在隔热材料121中的开口121a由此被填埋。因此，SiC晶体的生长温度在生长过程中发生变化。这导致结晶性劣化，诸如所生长SiC晶体的多型从预期多型发生变化。
另一方面，根据本发明实施方式以及其第一变形例和第二变形例中的每一个的SiC晶体的制造装置和方法，隔热材料121覆盖设置在坩埚101于晶种11侧的外表面101a上的散热部131。因此，即使气体从坩埚101泄漏而进入散热部131，也可以防止散热部131的温度降低，由此防止SiC晶体在散热部131中的堆积(即，防止散热部131被SiC晶体填埋)。作为深入研究的结果，本发明人发现，由通过形成散热部131所造成的辐射而引起的热传导在用于生长SiC晶体的高温条件下成为支配性的。因此，在本实施方式中，因为在SiC晶体的生长期间在SiC晶体的生长温度下散热部131可以作为空间保持，所以由辐射引起且在坩埚101的晶种11侧产生的热可以通过热传导耗散到制造装置100的外部。换句话说，通过散热部131，可以保持从坩埚101的高度散热。因此，在SiC晶体的生长期间，可以防止晶种11的温度变得太高，这使得可以将晶种11的温度保持为低于原料17的温度。换句话说，与非专利文献1中相比，在本实施方式中，在SiC晶体生长的初始阶段中晶种11的温度与在SiC晶体生长的中间阶段(或结束阶段)中晶种11的温度之差可以更小。这抑制了在SiC晶体的生长期间生长条件的变化，如晶种11的温度的变化。因此，可以制造具有良好结晶性的SiC晶体。
[实施例]
在本实施例中检验通过在坩埚101于晶种11侧的外表面101a与隔热材料121之间布置由空间构成的散热部131所提供的效果。
(本发明例1和2)
在本发明例1和2中，根据图2中所示的实施方式的制造方法使用实施方式的制造装置100来制造SiC晶体。
具体地，首先，准备各自具有中空圆筒型且由石墨制成的坩埚101。各坩埚101具有140mm的外径、120mm的内径和100mm的高度。
对于各坩埚101，准备三个隔热片，所述隔热片各自具有10mm厚度且由碳毡形成。在本发明例1中，在所述三个隔热片中的两个中分别形成各自具有20mm外径的开口。在本发明例2中，在所述三个隔热片中的两个中分别形成各自具有30mm外径的开口。将由此在其中具有开口的两个隔热片放置在坩埚101于晶种11侧的外表面101a上。在由此放置的隔热片上，放置其中未形成开口的剩余一个隔热片。在这种情况下，调节开口的中心以对应于坩埚101的中心。以这种方式，形成了由所述两个隔热片中形成的开口和其中未形成开口的隔热片限定的空间。该空间充当散热部131。换句话说，由该空间构成的散热部131布置在坩埚101于晶种11侧的外表面101a与隔热材料121之间。此外，所述隔热片构成隔热材料121。
随后，将坩埚101、散热部131和隔热材料121带入反应室123中，且以面对反应室123的外周的方式布置充当加热单元125的高频加热线圈。
此外，在坩埚101的下部，放置原料17。将SiC粉末用作原料17。此外，在坩埚101的上部，以与原料17对向的方式放置晶种11。用作晶种11的是具有75mm外径的4H-SiC。
接着，作为进入反应室123的氛围气体，以0.5slm的流量供应He气且以0.1slm的流量供应N2。使用充当加热单元125的高频加热线圈，提高坩埚101中的温度。在测量坩埚101在原料17侧的温度的辐射温度计127a的指示值达到例如2400℃的规定生长温度之后，将坩埚101中的压力设定为20托。在这种情况下，控制各高频加热线圈的功率以使得在晶种11侧的温度可低于在原料17侧的温度，例如为2200℃。因此，使SiC气体从原料17升华且因此使SiC晶体在晶种11上生长50小时的生长时间。其预期多型为4H-SiC。此后，将制造装置100中的温度冷却至室温。以这种方式，制造SiC晶体。
(比较例1～5)
在比较例1～5中每一个中的SiC晶体的制造装置和方法与本发明例1和2中SiC晶体的制造装置和方法基本相同，但不同之处在于散热部贯穿隔热材料。具体地，对于比较例中的每一个，所有三个隔热片都包含具有下表1中所示的相同尺寸的开口。随后，将它们彼此堆叠以使得这些开口彼此重叠，由此形成图6中所示的贯穿隔热材料的开口121a。应注意，在比较例1～5中的每一个中，在坩埚101的原料17侧上都没有形成延伸到达隔热材料121的外周的开口121b。
(测量方法)
对于比较例1～5中的每一个，测定闭塞率。闭塞率是指在SiC晶体的生长之后散热部(开口)的闭塞面积与在SiC晶体的生长之前散热部(开口)的面积之比。将其结果示于下表1中。
此外，通过切割从各个生长的SiC晶体获得十个SiC晶体衬底。通过目测来观察这10个SiC晶体衬底是否产生4H-SiC以外的多型。当衬底颜色发生变化时，判定该衬底具有4H-SiC以外的多型，且将其视为“非预期多型”。在10个SiC晶体衬底之中，测量具有非预期多型的SiC晶体衬底的数量。将其结果示于下表1中。
[表1]
Figure BDA0000131574920000141
(测量结果)
如表1中所示，在坩埚101于晶种11侧的外表面101a与隔热材料121之间设置由空间构成的散热部131的本发明例1和2的制造装置100和制造方法的情况下，在SiC晶体生长的50小时内，散热部131未被填埋。这抑制了在SiC晶体的生长期间生长条件的变化。因此，通过切割从所生长的SiC晶体获得的SiC晶体衬底没有非预期多型。
相比之下，在坩埚101于晶种11侧的外表面101a上设置有隔热材料121、且所述隔热材料121具有20mm～60mm直径且贯通的开口121a的比较例1～5的制造装置的情况下，在SiC晶体生长的50小时内，充当散热部的开口121a的至少一部分被晶体填埋。这导致在生长中间生长条件发生变化。因此，在通过切割从SiC晶体获得的SiC晶体衬底之中，存在具有非预期多型的SiC晶体衬底。
此外，在坩埚101于晶种11侧的外表面101a上设置有隔热材料121、且所述隔热材料121具有40mm～60mm直径的开口121a的比较例3～5的制造装置中，在每一个生长的初始阶段，从坩埚101于晶种11侧的外表面101a的热耗散太大。这导致晶种11的温度过度降低，由此进一步增加了具有非预期多型的SiC晶体衬底的数量。
因此，根据本发明例，确认了通过在坩埚101于晶种11侧的外表面101a与隔热材料121之间设置由空间构成的散热部131可以制造具有良好结晶性的SiC晶体。
至此，已经说明了本发明的实施方式和实施例，但是最初预期了所述实施方式和实施例的适当组合特征。本文公开的实施方式和实施例在任何方面都是说明性和非限制性的。本发明的范围由权利要求书的项限定，而不是由上述实施方式和实施例限定，且旨在包括与权利要求书的项等价的范围和含义内的任何修改。
附图标记
10：SiC晶体；11：晶种；17：原料；100：制造装置；101：坩埚；101a、101b：外表面；121：隔热材料；121a、121b：开口；121c：温度测量孔；123：反应室；123a：气体入口；123b：气体出口；125：加热单元；127a、127b：辐射温度计；131、132：散热部。

Claims (12)

1.一种碳化硅晶体(10)的制造方法，包括以下步骤：
准备制造装置(100)，所述制造装置(100)包含坩埚(101)和覆盖所述坩埚(101)的外周的隔热材料(121)；
将原料(17)放置在所述坩埚(101)内；
将晶种(11)以与所述原料(17)对向的方式放置在所述坩埚(101)内；以及
通过对所述坩埚(101)内的所述原料(17)进行加热使其升华且将所得原料气体沉积在所述晶种(11)上，从而生长碳化硅晶体(10)，
准备所述制造装置(100)的步骤包括在所述坩埚(101)于所述晶种(11)侧的外表面(101a)与所述隔热材料(121)之间设置由空间构成的散热部(131、132)的步骤。
2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体(10)的制造方法，其中在准备所述制造装置(100)的步骤中，所准备的所述隔热材料(121)含有碳作为主成分。
3.根据权利要求1所述的碳化硅晶体(10)的制造方法，其中在准备所述制造装置(100)的步骤中所准备的所述制造装置(100)中，覆盖所述坩埚(101)的外周的所述隔热材料(121)由彼此堆叠的多个隔热片形成。
4.根据权利要求1所述的碳化硅晶体(10)的制造方法，其中在生长所述碳化硅晶体(10)的步骤中，使用高频加热法或电阻加热法对所述原料(17)进行加热。
5.根据权利要求1所述的碳化硅晶体(10)的制造方法，其中在准备所述制造装置(100)的步骤中，所制备的所述坩埚(101)含有碳作为主成分。
6.一种碳化硅晶体(10)，其通过根据权利要求1所述的碳化硅晶体(10)的制造方法制造。
7.根据权利要求6所述的碳化硅晶体(10)，其中所述碳化硅晶体(10)具有4H-SiC的结晶多型。
8.一种碳化硅晶体(10)的制造装置(100)，用于通过将含有碳化硅的原料(17)升华且将由所述升华产生的原料气体沉积在晶种(11)上而生长所述碳化硅晶体(10)，所述制造装置(100)包含：
坩埚(101)，其用于在内部容纳所述原料(17)和所述晶种(11)；
隔热材料(121)，其覆盖所述坩埚(101)的外周；
散热部(131、132)，其由空间构成且设置在所述坩埚(101)于所述晶种(11)侧的外表面(101a)与所述隔热材料(121)之间；和
加热单元(125)，其用于对所述坩埚(101)的内部进行加热。
9.根据权利要求8所述的碳化硅晶体(10)的制造装置(100)，其中所述隔热材料(121)含有碳作为主成分。
10.根据权利要求8所述的碳化硅晶体(10)的制造装置(100)，其中所述隔热材料(121)由彼此堆叠的多个隔热片形成。
11.根据权利要求8所述的碳化硅晶体(10)的制造装置(100)，其中所述加热单元(125)为高频加热线圈或电阻加热型加热器。
12.根据权利要求8所述的碳化硅晶体(10)的制造装置(100)，其中所述坩埚(101)含有碳作为主成分。
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