CN103597129A - 基于溶液生长法的SiC单晶体的制造装置、使用该制造装置的SiC单晶体的制造方法以及用于该制造装置的坩埚 - Google Patents

Abstract

一种SiC单晶体的制造装置既抑制SiC溶液的周边区域的温度不均匀，同时又冷却SiC种结晶的附近区域。该SiC单晶体的制造装置包括籽晶轴（30）以及坩埚（14）。籽晶轴（30）具有供SiC种结晶（36）安装的下端面（34）。坩埚（14）用于容纳SiC溶液（16）。坩埚（14）包括主体（140）、中盖（42）和上盖（44）。主体（140）包括第1筒部（38）和配置于第1筒部（38）的下端部的底部（40）。中盖（42）配置于主体（140）内的SiC溶液（16）的液面的上方、且是第1筒部（38）内。中盖（42）具有使籽晶轴（30）穿过的第1通孔（48）。上盖（44）配置于中盖（42）的上方。上盖（44）具有使籽晶轴（30）穿过的第2通孔（52）。

Description

基于溶液生长法的SiC单晶体的制造装置、使用该制造装置的SiC单晶体的制造方法以及用于该制造装置的坩埚

技术领域

本发明涉及一种基于溶液生长法的SiC单晶体的制造装置、使用该制造装置的SiC单晶体的制造方法以及用于该制造装置的坩埚。

背景技术

作为制造碳化硅（SiC）的单晶体的方法，一直以来公知有溶液生长法。在溶液生长法中，在容纳于坩埚的SiC溶液浸渍安装于籽晶轴的下端面的SiC晶种。其后，提起SiC晶种，在SiC晶种上培养SiC单晶体。在此，所谓SiC溶液是指在Si或者Si合金的熔体中熔化碳（C）而得到的溶液。

在溶液生长法中，使SiC溶液中的、所浸渍的SiC晶种正下方的附近区域（以下简称作附近区域）的温度比其他区域的温度低。具体而言，通过使冷却介质（气体或者水）在籽晶轴的内部流动，或者利用通过籽晶轴导热而进行的排热来冷却籽晶轴的下端部。冷却后的籽晶轴的下端部冷却SiC晶种，也冷却附近区域。由此，使附近区域的SiC成为过饱和状态，促进SiC单晶体的生长。总之，附近区域通过籽晶轴进行排热，成为过冷却状态。

然而，若SiC溶液的附近区域以外的区域（以下称作周边区域）的温度不均匀，则在周边区域中，容易因自然生成晶核而生成SiC多晶体。所生成的SiC多晶体借助SiC溶液的流动而移动至SiC晶种。若SiC多晶体大量附着于在SiC晶种上生长的SiC单晶体，则存在阻碍SiC单晶体生长的情况。

例如，在日本特开2004－323247号公报（专利文献1）以及日本特开2006－131433号公报（专利文献2）中公开了一种以抑制生成SiC多晶体为目的SiC单晶体的制造方法。

在专利文献1所公开的制造方法中，将由石墨外罩构成的绝热性部件配置在溶液面的上方，抑制从SiC溶液的表面散热。在专利文献2所公开的制造方法中调整为，在坩埚的上方的自由空间配置绝热性部件，以使得SiC溶液表面的面内温度差处于40℃以内。

专利文献1、2所记载的制造方法确实能够抑制SiC溶液的周边区域的温度不均匀。然而，在这些文献中，在坩埚内配置于溶液面的上方的绝热性部件包围籽晶轴。因此，利用绝热部件对籽晶轴进行保温。其结果，阻碍了由籽晶轴进行的排热，有时难以高效地使附近区域过冷却。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种基于溶液生长法的SiC单晶体的制造装置，其能够在抑制SiC溶液的周边区域的温度不均匀的同时高效地冷却SiC晶种的附近区域。

用于解决问题的方案

本发明的实施方式的SiC单晶体的制造装置包括籽晶轴和坩埚。籽晶轴具有供SiC晶种安装的下端面。坩埚用于容纳SiC溶液。坩埚包括主体、中盖和上盖。主体包括第1筒部和配置在第1筒部的下端部的底部。中盖配置在主体内的SiC溶液的液面的上方、且是第1筒部内。中盖具有使籽晶轴穿过的第1通孔。上盖配置于中盖的上方。上盖具有使籽晶轴穿过的第2通孔。

发明的效果

本发明的实施方式的SiC单晶体的制造装置能够在抑制SiC溶液的周边区域被过度冷却的同时冷却SiC晶种的附近区域。

附图说明

图1是本发明的实施方式的SiC单晶体的制造装置的示意图。

图2是图1中的坩埚的纵剖视图。

图3是冷却空间以及保温空间内的惰性气体的流动模式的示意图。

图4是能够在图1所示的制造装置中采用的坩埚，且是具有与图2中示出的坩埚不同构造的其他坩埚的纵剖视图。

图5是示出使用了图1的制造装置的模拟中的温度测量点的纵剖视图。

图6是具有与图2以及图4中示出的坩埚不同构造的坩埚，并且是为了在图1中示出的制造装置的模拟中进行比较而使用的坩埚的纵剖视图。

具体实施方式

本发明的实施方式的SiC单晶体的制造装置包括籽晶轴和坩埚。籽晶轴具有供SiC晶种安装的下端面。坩埚用于容纳SiC溶液。坩埚包括主体、中盖和上盖。主体包括第1筒部和配置于第1筒部的下端部的底部。中盖配置于主体内的SiC溶液的液面的上方、并且是第1筒部内。中盖具有使籽晶轴穿过的第1通孔。上盖配置于中盖的上方。上盖具有使籽晶轴穿过的第2通孔。

在该情况下，形成于中盖的上方的空间（形成于中盖与上盖之间的空间，以下称作冷却空间）的温度比形成于中盖的下方的空间（形成于SiC溶液的液面与中盖之间的空间，以下称作保温空间）的温度低。由于利用冷却空间能够抑制籽晶轴被保温的情况发生，因此籽晶轴有效地对SiC溶液的附近区域进行排热。其结果，附近区域的SiC形成过饱和状态，促进SiC单晶体的生长。并且，能够利用保温空间抑制在SiC溶液的附近区域以外的区域（周边区域）的温度产生不均匀的情况发生。其结果，能够抑制因自然生成晶核而生成SiC多晶体的情况发生。

优选的是，中盖还包括第2筒部。第2筒部从中盖的下表面向下方延伸。第2筒部在内部使籽晶轴穿过。第2筒部的下表面配置为离开SiC溶液的液面。在该情况下，冷却空间与保温空间的温度差变得更大。

优选的是，中盖的上表面随着从外周侧朝向内周侧去而降低。在本实施方式的制造装置中，将SiC溶液的原料（以下称作SiC原料）容纳于坩埚。并且，通过对坩埚进行加热使SiC原料熔化而生成SiC溶液。在本实施方式的坩埚中，在底部与中盖之间容纳SiC原料，并且也在中盖与上盖之间容纳SiC原料。如果坩埚的中盖的上表面随着从外周侧朝向内周侧去而降低，则在容纳于中盖与上盖之间的SiC原料通过加热而熔化并成为SiC溶液时，SiC溶液容易穿过第1通孔流向下方。

基于本发明的溶液生长法的SiC单晶体的制造方法包括以下工序：准备制造装置的工序，该制造装置包括在上下方向上延伸的籽晶轴；准备坩埚的工序，该坩埚包括具备筒部和配置于筒部的下端部的底部的主体、配置于主体内部且具有使籽晶轴穿过的第1通孔的中盖、以及配置于中盖的上方且具有使籽晶轴穿过第2通孔的上盖；在籽晶轴的下端面安装SiC晶种的工序；对容纳有原料的坩埚进行加热而生成SiC溶液的工序；将配置于籽晶轴的下端面的SiC晶种浸渍到SiC溶液的工序；在SiC晶种上培养SiC单晶体的工序；以及在生成SiC溶液之前以所生成的SiC溶液的液面位于中盖的下方的方式将SiC溶液的原料容纳于坩埚的工序。

在该情况下，SiC原料不仅可以容纳于坩埚的底部与中盖之间，也可以容纳于中盖与上盖之间。SiC原料由多个块或者粉末构成。因此，当多个块或者粉末堆积时会形成许多间隙。包含间隙的SiC原料的体积（表观上的体积）比熔化SiC原料而生成的SiC溶液的体积大。因此，即使在坩埚的中盖与上盖之间容纳有SiC原料的情况下，也能够通过调整其容纳量使成为SiC溶液的情况的液面位于比中盖的下表面靠下方的位置。在该情况下，与仅在坩埚的底部与中盖之间容纳SiC原料的情况相比，能够使SiC溶液的液面靠近中盖的下表面，能够减小保温空间。其结果，抑制SiC溶液的周边区域的温度不均匀的效果增高。

参照附图详细说明上述本实施方式的SiC单晶体的制造装置。对附图中相同或者相应部分标注相同的附图标记，对其不重复进行说明。

［制造装置的结构］

图1是本发明的实施方式的SiC单晶体的制造装置10的构成图。

参照图1，制造装置10包括腔室12。腔室12用于容纳坩埚14。在制造SiC单晶体时，对腔室12进行水冷。

坩埚14用于容纳SiC溶液16。SiC溶液16含有硅（Si）与碳（C）。

通过对SiC原料进行加热并使之熔化而生成SiC溶液16。SiC原料例如仅是Si或者是Si与其他金属元素的混合物。金属元素例如是钛（Ti）、锰（Mn）、铬（Cr）、钴（Co）、钒（V）、铁（Fe）等。这些金属元素中优选的金属元素是Ti以及Mn。进一步优选金属元素Ti。SiC原料由上述金属元素的多个块（薄片或者小片）或者粉末。SiC原料例如是硅的小片、海绵钛的小片。SiC原料也可以还含有碳（C）。

优选的是，坩埚14含有碳。坩埚14例如也可以采用石墨制、SiC制。坩埚14的内表面也可以被SiC覆盖。由此，坩埚14成为针对SiC溶液16的碳供给源。

腔室12还容纳绝热部件18。绝热部件18配置成包围坩埚14。换而言之，绝热部件18用于容纳坩埚14。

腔室12还容纳加热装置20。加热装置20例如是高频线圈。加热装置20配置成包围绝热部件18的侧壁。换而言之，绝热部件18以及坩埚14插入到加热装置20内。

在制造SiC单晶体之前，上述SiC原料容纳于坩埚14。加热装置20通过对坩埚14进行感应加热而熔化SiC原料，生成SiC溶液16。加热装置20还将SiC溶液16维持在结晶生长温度。结晶生长温度取决于SiC溶液16的组成。一般的结晶生长温度为1600～2000℃。

制造装置10还包括旋转装置22。旋转装置22包括旋转轴24和驱动源26。

旋转轴24在上下方向上延伸。旋转轴24的上端位于绝热部件18内。在旋转轴24的上端配置有坩埚14。旋转轴24的下端位于腔室12的外侧。旋转轴24与驱动源26连结。

驱动源26配置于腔室12的下方。在制造SiC单晶体时，驱动源26使旋转轴24绕旋转轴的中心轴线旋转。由此，坩埚14旋转。

制造装置10还包括升降装置28。升降装置28包括籽晶轴30和驱动源32。

籽晶轴30在上下方向上延伸。籽晶轴30的上端位于腔室12的外侧。籽晶轴30与驱动源32连结。驱动源32配置于腔室12的上方。驱动源32用于升降籽晶轴30。驱动源32还使籽晶轴30绕籽晶轴的中心轴线旋转。

在制造SiC单晶体时，对籽晶轴30进行冷却。具体而言，使冷却气体流经籽晶轴30的内部进行循环。冷却气体例如是氦气等。籽晶轴30的冷却方法不限定于气体冷却。例如，也可以将籽晶轴30上下分为两部分，对籽晶轴30的下半部分进行气体冷却，对上半部分进行水冷。

籽晶轴30的下端位于坩埚14内。在籽晶轴30的下端面34安装有SiC晶种36。

SiC晶种36呈板状。在本例中，SiC晶种36为圆板状。然而，SiC晶种36的形状不特别限定于圆板状。SiC晶种36的形状例如也可以是六边形、矩形等多边形。SiC晶种36的上表面成为向籽晶轴30安装的安装面。

SiC晶种36由SiC单晶体构成。优选的是，SiC晶种36的结晶构造与所要制造的SiC单晶体的结晶构造相同。例如，在制造4H多型体的SiC单晶体的情况下，使用4H多型体的SiC晶种。在使用4H多型体的SiC晶种36的情况下，SiC晶种36的表面优选为（0001）面，或者为从（0001）面以8°以下的角度倾斜的面。在该情况下，SiC单晶体稳定生长。

［坩埚的结构］

图2是图1中的坩埚14的纵剖视图。如图2所示，坩埚14包括主体140、中盖42和上盖44。总之，坩埚14包括上下配置的两个盖（中盖42以及上盖44）。

主体140是上端开口的壳体。主体140包括筒部38和底部40。筒部38在上下方向上延伸。筒部38例如为圆筒。筒部38的内径尺寸充分地比籽晶轴30的外径尺大。底部40配置于筒部38的下端部。底部40例如与筒部38一体地形成。

中盖42以与底部40分离的方式配置在底部40的上方。中盖42为板状，在中央部具有通孔48。通孔48在中盖42的厚度方向上延伸，并从中盖24的上表面46到达下面461。通孔48使籽晶轴30穿过。因此，在制造SiC单晶体时，籽晶轴30的下端配置于比中盖42靠下方的位置。

中盖42还包括筒部50。筒部50从中盖42的下表面461向下方延伸。在图2中，筒部50与通孔48同轴地配置，筒部50的内周面与通孔48的表面平滑地（无高度差）相连。筒部50与通孔48相同地使籽晶轴30穿过。籽晶轴30的下端配置于比筒部50的下端靠下方的位置。

也可以在筒部50的内周面与通孔48的表面之间形成有阶梯差。只要筒部50使籽晶轴30穿过，则筒部50的内周面的形状不特别限定。

中盖42配置于筒部38内，中盖42的外周安装于筒部38的内周面。中盖42既可以与筒部38一体地形成，也可以相对于筒部38独立地形成。优选的是，中盖42的下表面461与底部40的表面大致平行。

上盖44配置于比中盖42靠上方的位置。在图2中，上盖44配置于筒部38的上端。上盖44呈板状，在中央部具有通孔52。通孔52与通孔48同轴地配置。通孔52与通孔48相同地使籽晶轴30穿过。

上盖44安装于筒部38的上端。在图2中，利用形成于上盖44的外周面的螺纹牙54、形成于筒部38的上端内周面的螺纹槽56将上盖44安装于筒部38。但是，也可以利用其他方法将上盖44安装于筒部38。

如图2所示，也可以在上盖部44的上表面配置绝热部件58。绝热部件58既可以是绝热部件18的一部分，也可以独立于绝热部件18而单独设置。绝热部件58为圆柱状，在中央部具有通孔60。通孔60与通孔48、52同轴地配置，供籽晶轴30穿过。也可以不设置绝热部件58。

在制造SiC单晶体时，如果坩埚14内的SiC溶液16中的、SiC晶种36的附近区域以外的区域（周边区域）的温度有不均匀，则在周边区域自然生成核并生长SiC多晶体。SiC多晶体阻碍形成在SiC晶种36上的SiC单晶体生长。

制造装置10抑制周边区域处的温度不均匀，抑制SiC多晶体的生成以及生长。坩埚14通过包括中盖42以及上盖44，具有保温空间64、冷却空间62。保温空间64形成于SiC溶液16与中盖42之间。冷却空间62形成于中盖42与上盖44之间。

在制造SiC单晶体时，SiC溶液16的辐射热存储于保温空间64。由此，对保温空间64进行保温。其结果，抑制了SiC溶液16的周边区域的温度不均匀，抑制了SiC多晶体的生成。

制造装置10进一步有效地冷却SiC溶液16中的、SiC单晶体36的附近区域，使附近区域成为过冷却状态。如上所述，坩埚14在保温空间64的上方包括冷却空间62。冷却空间62借助中盖42与保温空间64之间分隔开。因此，冷却空间62的温度比保温空间64的温度低。因此，冷却空间62抑制籽晶轴30的温度上升。总之，冷却空间62维持籽晶轴30的排热作用。因此，籽晶轴30有效地冷却SiC溶液16的附近区域，对附近区域进行过冷却。在附近区域中，由于SiC成为过饱和状态，因此促进了SiC单晶体生长。其结果，SiC单晶体的结晶生长速度提高。

以下，对本实施方式的SiC单晶体的制造方法进行详细叙述。

［SiC单晶体的制造方法］

本实施方式的SiC单晶体的制造方法使用上述制造装置10。首先，准备制造装置10，将SiC晶种36安装于籽晶轴30（准备工序）。接下来，将坩埚14配置于腔室12内，生成SiC溶液16（SiC溶液生成工序）。接下来，将SiC晶种36浸渍于坩埚14内的SiC溶液16（浸渍工序）。接下来，培养SiC单晶体（培养工序）。以下，对各工序的详细内容进行说明。

［准备工序］

首先，准备制造装置10。并且，在籽晶轴30的下端面34安装SiC晶种36。

［SiC溶液生成工序］

接下来，将SiC原料容纳于坩埚14内。此时，调整SiC原料的量，以使得所生成的SiC溶液的液面位于比中盖42的下表面461靠下方的位置。优选的是以保温空间64变小的方式调整SiC原料量。优选的是将SiC原料不仅容纳于底部40与中盖42之间，还容纳于中盖42与上盖44之间，以使得保温空间64更加小。

接下来，熔化坩埚14内的SiC原料而生成SiC溶液16。首先，在腔室12内填充惰性气体。然后，利用加热装置20将坩埚14内的SiC原料加热到熔点以上。当堆积于中盖42的SiC原料熔化时从通孔48落下。

如以上所述，由于坩埚14具有冷却空间62，因此不仅在底部40与中盖42之间容纳原料，还能够在冷却空间62容纳SiC原料。因此，能够使所生成的SiC溶液16的液面靠近中盖42的下表面。总之，能够减小保温空间64的容量。因此，能够对SiC溶液16的液面进行保温，能够降低周边区域的温度不均匀度。

尤其是在本实施方式中，如图2所示，中盖42的上表面46随着从其外周侧朝向内周侧去而降低。由此，在容纳于冷却空间62的SiC原料熔化时，熔化后的SiC原料（换句话说，所生成的SiC溶液）容易穿过通孔48朝向底部40流动。

在坩埚14由石墨构成的情况下，当对坩埚14进行加热时，碳从坩埚14熔化到SiC原料的熔体中，生成SiC溶液16。当坩埚14的碳熔化到SiC溶液16中时，SiC溶液16内的碳浓度接近饱和浓度。

在生成了SiC溶液16时，在SiC溶液16的液面与筒部50的下表面之间形成间隙。换而言之，以筒部50的下表面与SiC溶液16分离配置的方式调整SiC原料的量。形成于SiC溶液16的液面与筒部50的下表面之间的间隙的大小优选为5mm以上。

［浸渍工序］

接下来，将SiC晶种36浸渍于SiC溶液16。具体而言，利用驱动源32使籽晶轴30下降，将SiC晶种36浸渍于SiC溶液16。此时，由于籽晶轴30插入到通孔52以及通孔48，因此冷却空间62以及保温空间64实际上均形成封闭空间。

［培养工序］

在将SiC晶种36浸渍于SiC溶液16之后，利用加热装置20将SiC溶液16保持在结晶生长温度。并且，对SiC溶液16中的、SiC晶种36的附近区域进行过冷却，使SiC成为过饱和状态。

由于中盖42位于SiC溶液16的液面的上方，因此在培养SiC单晶体时，从SiC溶液16辐射出的辐射热储存于保温空间64。由此，冷却空间62的温度比保温空间64的温度低。

加热装置20将SiC溶液16保持在结晶生长温度，并且籽晶轴30被冷却。因此，在冷却空间62中，筒部38侧的温度比籽晶轴30侧的温度高。由此，如图3所示，冷却空间62内的惰性气体流动。具体而言，沿着筒部38的内周面上升的惰性气体沿着上盖44的下表面从上盖44的外周侧朝向内周侧流动。流动到上盖44的内周侧的惰性气体沿着籽晶轴30的外周面下降之后沿着中盖42的上表面46从籽晶轴30侧向筒部38侧流动。

惰性气体在冷却空间62内从外周侧向内周侧流动时通过与上盖44接触而被冷却。冷却后的惰性气体一边下降一边与籽晶轴30接触。因此，能够抑制从SiC溶液16辐射出的辐射热使籽晶轴30的温度上升。换句话说，冷却空间62抑制阻碍籽晶轴30的排热功能的情况发生。因此，SiC溶液16的附近区域利用籽晶轴30排热而成为过冷却状态，附近区域的SiC成为过饱和状态。

使SiC晶种36的附近区域的SiC保持过饱和状态，使SiC晶种36与SiC溶液16旋转。通过使籽晶轴30旋转，从而SiC晶种36旋转。通过使旋转轴24旋转，从而坩埚14旋转。SiC晶种36的旋转方向既可以是与坩埚14的旋转方向相反的方向，也可以是相同的方向。另外，旋转速度既可以恒定也可以变动。籽晶轴30一边旋转一边缓缓上升。此时，SiC单晶体在浸渍于SiC溶液16的SiC晶种36的表面生成并生长。此外，籽晶轴30也可以不上升而进行旋转。并且，籽晶轴30也可以既不上升也不旋转。在这样的情况下，虽然生长速度降低，但SiC单晶体还是会生长。

由于从SiC溶液16辐射出的辐射热储存于保温空间64，因此抑制了SiC溶液16内的周边区域的温度不均匀。其结果，抑制了SiC多晶体的自然成核。

加热装置20将SiC溶液16保持在结晶生长温度。因此，在保温空间64中，与冷却空间62相同，筒部38侧的温度也比籽晶轴30侧的温度高。由此，如图3所示，保温空间64内的惰性气体流动。具体而言，沿着筒部38的内周面上升的惰性气体沿着中盖42的下表面461从中盖42的外周侧朝向内周侧流动。流向中盖42的内周侧的惰性气体沿着筒部50的外周面下降之后沿着籽晶轴30的外周面下降。沿着籽晶轴30的外周面下降后的惰性气体沿着SiC溶液16的液面从籽晶轴30侧朝向筒部38侧流动。

由于中盖42包括筒部50，因此阻碍在保温空间64内流动的惰性气体接触于籽晶轴30。由此，非活性气体的温度变得不易下降。其结果，保温空间64的保温效果进一步增高。

在本实施方式中，能够采用的坩埚14不限定于图2中示出的构造。例如，如图4所示，中盖42也可以不包括筒部50。另外，如图4所示，中盖42的上表面46也可以是平坦的。即使是这样的结构，冷却空间62与保温空间64以将中盖42隔在中间的方式形成在坩埚14内。其结果，冷却空间62抑制阻碍籽晶轴30的排热功能的情况发生。并且，保温空间64储存从SiC溶液16辐射出的辐射热，抑制SiC溶液16内的周边区域的温度不均匀。在该情况下，SiC溶液16的液面与中盖42的下表面之间的距离优选为50mm以上且80mm以下。通过将上述距离设为50mm以上，能够在保温空间64内充分地产生惰性气体的对流，能够促进SiC溶液16的周边区域的均热化。通过将上述距离设为80mm以下，籽晶轴30的上部被充分冷却，SiC单晶体的生长速度提高。

实施例

假定使用具有各种结构的坩埚制造SiC单晶体。通过模拟来调查假想的各坩埚内的温度分布。

使用轴对称RZ坐标系，通过差分法计算热流动分析。在模拟中，假想具有与图1相同结构的制造装置，将制造装置内的加热装置假想为高频线圈。首先，将施加于高频线圈的电流设为6kHz的360A，通过电磁场分析算出坩埚内的焦耳热密度。接下来，使用算出的焦耳热密度分布进行坩埚内的热流动分析。在热流动分析中将坩埚与籽晶轴设定为相同的碳材质。另外，将惰性气体设定为He，将SiC溶液的成分设定为Si。在该热流动分析中进行稳态计算。

在热流动分析中，还将形状不同的四个坩埚（记号1～记号4）设定为计算样本。记号1的坩埚具有图4所示的构造。记号2以及记号3的坩埚具有图5所示的构造。图5的坩埚与图2的坩埚14相比，图5的坩埚的中盖42的上表面46与下面461平行。记号4的坩埚如图6所示具有不包括中盖42的构造。

在记号1～记号4的坩埚中，筒部38的内径D38（参照图4）为140mm。筒部38的壁厚T38为10mm。籽晶轴30的外径D30为50mm。上盖44的内周面与籽晶轴30的外周面之间的距离G44为5mm。上盖44的厚度T44为5mm。

在记号1～记号3的坩埚中，中盖42的厚度T42为10mm。中盖42与SiC溶液16的液面之间的距离L64为50mm。中盖42与上盖62之间的距离L62为40mm。中盖42的内周面与籽晶轴30的外周面之间的距离G42为2.5mm。

在记号2以及记号3的坩埚中，筒部50的壁厚T50（参照图5）为10mm。在记号2的坩埚中，筒部50的高度H50（筒部50的下端与中盖42的下表面461之间的距离，参照图5）为20mm。在记号3的坩埚中，高度H50为30mm。

在记号4的坩埚中，SiC溶液16的液面与上盖44的下表面之间的距离L44（参照图6）为100mm。

在图5中示出各记号的坩埚的温度的测量点。测量点1在SiC溶液16内位于籽晶轴30的下端面34附近。测量点2在保温空间64内位于测量点1的正上方。测量点3在保温空间64内位于测量点2的正上方。测量点4在冷却空间内62位于籽晶轴30的附近。测量点5在SiC溶液16内位于筒部38的内周面的跟前。

在表1中示出以上述设定条件进行模拟得到的结果。

[表1]

测量点3与测量点4的温度差在记号1的坩埚中为145℃。在记号2的坩埚中为151℃。在记号3的坩埚中为158℃。在记号4的坩埚中为104℃。在包括中盖42的坩埚（记号1～记号3的坩埚）中能够确认到，保温空间64与冷却空间62的温度差（测量点3与测量点4的温度差）变为比不包括中盖42的坩埚（记号4的坩埚）大。另外，在中盖42包括筒部50的坩埚（记号2以及记号3的坩埚）中能够确认到，随着筒部50的高度增大，保温空间64与冷却空间62的温度差增大。

测量点1与测量点5的温度差在记号1～记号3的坩埚中为4℃。在记号4的坩埚中为8℃。在包括中盖42的坩埚（记号1～记号3的坩埚）中能够确认到，与不包括中盖42的坩埚（记号4的坩埚）相比，抑制了在SiC溶液16的周边区域处的温度不均匀。

以上，对本发明的实施方式进行了详细叙述，但以上内容仅是例示，本发明丝毫不被上述实施方式限定。

例如，在上述实施方式中，也可以采用具有块形状的SiC晶种36。由此，能够防止籽晶轴30的下端面34与SiC溶液16接触。

另外，坩埚也可以具备上下配置的三个以上盖。例如，在上述实施方式中，也可以在上盖44与中盖42之间再设置中盖42。

Claims (7)

1.一种制造装置，其是利用溶液生长法的SiC单晶体的制造装置，

该制造装置包括：

籽晶轴，其具有供SiC晶种安装的下端面；以及

坩埚，其用于容纳SiC溶液，

上述坩埚包括：

主体，其包含第1筒部和配置于上述第1筒部的下端部的底部；

中盖，其配置于上述主体内的上述SiC溶液的液面的上方、且是上述第1筒部内，该中盖具有使上述籽晶轴穿过的第1通孔；以及

上盖，其配置于上述中盖的上方，且具有使上述籽晶轴穿过的第2通孔。

2.根据权利要求1所述的制造装置，其中，

上述中盖还包括第2筒部，该第2筒部从上述中盖的下表面向下方延伸，上述籽晶轴穿过该第2筒部的内部，且该第2筒部具有与上述SiC溶液的液面分离配置的下端。

3.根据权利要求1或2所述的制造装置，其中，

上述中盖的上表面随着从外周侧朝向内周侧去而降低。

4.一种坩埚，其用于包括能够在下端安装SiC晶种的籽晶轴的溶液生长法用SiC单晶体的制造装置，且能够容纳SiC溶液，

该坩埚包括：

主体，其包含第1筒部和配置于上述第1筒部的下端部的底部；

中盖，其配置于上述筒部内，具有使上述籽晶轴穿过的第1通孔；以及

上盖，其配置于上述中盖的上方，具有使上述籽晶轴穿过的第2通孔。

5.根据权利要求4所述的坩埚，其中，

上述中盖进一步从上述中盖的下表面向下方延伸，且在内部具备使上述籽晶轴穿过的第2筒部。

6.根据权利要求4或5所述的坩埚，其中，

上述中盖的上表面随着从外周侧朝向内周侧去而降低。

7.一种制造方法，其是基于溶液生长法的SiC单晶体的制造方法，

该制造方法包括：

准备该制造装置的工序，该制造装置包括在上下方向上延伸的籽晶轴；

准备坩埚的工序，该坩埚包括：主体，其具备筒部和配置于上述筒部的下端部的底部；中盖，其配置于上述主体内部，且具有使上述籽晶轴穿过的第1通孔；以及上盖，其配置于上述中盖的上方，且具有使上述籽晶轴穿过的第2通孔；

在上述籽晶轴的下端面安装SiC晶种的工序；

加热容纳有原料的上述坩埚而生成SiC溶液的工序；

将安装于上述籽晶轴的上述下端面的上述SiC晶种浸渍到上述SiC溶液工序；

在上述SiC晶种上培养SiC单晶体的工序；以及

在生成上述SiC溶液之前，以所生成的上述SiC溶液的液面位于上述中盖的下方的方式将上述SiC溶液的原料容纳于上述坩埚的工序。

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