CN110408997B - 绝热性遮蔽构件和具备该构件的单晶制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明的绝热性遮蔽构件，是在单晶制造装置(10)中配置于原料收纳部(3)与基板支承部(4)之间而被使用的构件，所述单晶制造装置(10)是从原料收纳部(3)使原料(M)升华从而在基板(S)上使原料(M)的单晶(W)生长的装置，其具备结晶生长用容器(2)、和配置于该结晶生长用容器(2)的外周的加热单元(5)，结晶生长用容器(2)具备位于其下部的原料收纳部(3)、和配置于原料收纳部(3)的上方而以与原料收纳部(3)对向的方式支承结晶生长用基板(S)的基板支承部(4)。

Description

绝热性遮蔽构件和具备该构件的单晶制造装置

技术领域

本发明涉及绝热性遮蔽构件和具备该构件的单晶制造装置。

本申请基于在2018年4月26日在日本申请的专利申请2018－85453 号要求优先权，在此援引其内容。

背景技术

碳化硅(SiC)与硅(Si)相比，绝缘击穿电场大1个数量级，带隙大 3倍。另外，碳化硅(SiC)具有与硅(Si)相比热导率高出3倍左右等的 特性。碳化硅(SiC)被期待着应用于功率器件、高频器件、高温工作器件 等。在这样的SiC器件中，使用在SiC基板(SiC晶片)上形成有SiC外 延膜的SiC外延晶片。

碳化硅存在尽管在化学计量上为相同的组成但是原子的堆垛的周期 (只在C轴方向)不同的较多的晶体多型(多型(polytype))。代表性的 多型是3C、4H、6H等，但特别是4H碳化硅单晶，带隙和饱和电子速度 的特性良好等等，因此成为光器件和电子器件的中心性的基板材料。

SiC晶片通过切割SiC锭而制作。近年来，伴随着市场的需求，要求 SiC晶片大口径化。因此，SiC锭自身的大口径化、长尺寸化的期望也在 高涨。

SiC锭(碳化硅单晶)可采用升华法制造。

对于使用在图5中示出截面示意图的单晶制造装置100，采用升华法 进行的碳化硅单晶的生长进行说明。

升华法，通常在石墨制的结晶生长用容器(坩埚)101内将收纳于其 下部的原料部(原料粉末)102和安装于盖部103的下面的单晶生长用基 板(晶种)104对向地配置。而且，将原料部102加热而使其升华，从而 向晶种104上导入原料气体，使其在晶种104上再结晶从而使单晶105生 长。

坩埚内以晶种的温度比原料部的温度低方式进行温度控制，以使得在 晶种的表面原料气体容易进行再结晶。

来自高温侧的原料部102的辐射，形成晶种104的温度分布，作为结 果，成为决定生长面形状的要素。作为控制生长面形状的方法，已知设置 由圆形状的平板构成的遮蔽板106的方法(例如，专利文献1～3)。该方 法，使从原料部102向晶种的辐射成为经由遮蔽板106而照射的形式，通 过控制遮蔽板106上面的温度分布，能够将晶种的等温面形状控制成平坦 或凸面。

即，能够将生长面形状控制成平坦或凸面。

利用图5所示的遮蔽板106，能够避免晶种104直接受到原料部102 的辐射热。可是，遮蔽板106自身受到来自高温原料的辐射热而被加热。

在专利文献1中指出了以下问题：遮蔽板106自身的温度上升，由于 来自该遮蔽板106的热辐射，单晶105的中心部的温度上升，如图5所示， 单晶105的中央部被热蚀，产生凹陷。而且，为了解决该问题，提出了： 中央部被设为凹陷形状的结构的遮蔽板(以下有时称为“中央部凹陷遮蔽 板”。)；采用热导率不同的两种材料构成、且构成中央部的第1材料由热导 率比构成周边部的第2材料小的材料构成的遮蔽板(以下有时称为“中央部 低热导率遮蔽板”。)。

另一方面，在专利文献2中，指出了以下问题：在1枚平板遮蔽板(以 下有时称为“单板遮蔽板”。)的情况下，由于单板遮蔽板的表面温度不均匀， 因此受到单板遮蔽板的热辐射的晶种以及生长晶体的表面温度也变得不均 匀，其结果，生长出的碳化硅单晶的生长表面未变得平坦，不能得到高品 位的碳化硅单晶。而且，为了解决该问题，提出了：由多枚板构件构成， 在各板构件之间设置间隙而配置，用该多枚板构件各自的外周部支承的结构的遮蔽板(以下有时称为“复板遮蔽板”。)；板构件的板厚相对于支承棒 的支承部的直径为至少2倍以上的结构的遮蔽板(以下有时称为“厚板遮蔽 板”。)。并记载了以下内容：对于上述复板遮蔽板而言，通过该多个板构件 各自的热辐射，在多个板构件之中的最靠近晶种或者生长晶体的那侧，板 构件的上面温度会变得大致均匀，由此，能够使碳化硅单晶的生长表面平 坦，另外，关于厚板遮蔽板，也能得到与复板遮蔽板同样的上面温度均匀 的效果。

另一方面，在专利文献3中，指出了以下问题：由于原料部102从外 周侧被加热，因此被加热了的原料部102具有外周侧的温度比中央部高的 温度分布，反映这种情况，在遮蔽板106中也产生该径向的温度分布，而 且，其结果，晶种104或生长晶体105的表面温度也变得径向不均匀。而 且，为了解决该问题，提出了：由具有不同的内径的开口且具有不同的比 热的多个环状构件构成，配置随着从中心部朝向端部比热变大的环状构件 而成的遮蔽板(以下有时称为“多环状遮蔽板”。)；由单一的构件构成，具 有供原料气体透过的多个透过孔，并且随着从中心部朝向端部变厚地形成 的遮蔽板(以下有时称为“径向逐渐厚度变化遮蔽板”。)。

另一方面，对于SiC锭自身的大口径化、长尺寸化，例如，在专利文 献4中，为了扩大SiC单晶的口径，提出了一种设置了锥状的引导构件的 单晶制造装置。可是，若从晶种结晶生长出的单晶与在引导构件上生长出 的多晶接触，则成为缺陷、异种多型、裂纹等的原因，有时使SiC锭的品 质劣化。为了避免这样的问题，在专利文献5中，将锥状的引导构件保持 在高温，来抑制多晶的SiC在引导构件表面结晶生长。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11－255597号公报

专利文献2：日本特开2000－264795号公报

专利文献3：日本特开2015－51922号公报

专利文献4：日本特开2002－60297号公报

专利文献5：日本特开2013－166672号公报

专利文献6：日本特开2012－020893号公报

专利文献7：日本特开2012－248764号公报

发明内容

在SiC锭(碳化硅单晶)的开发中，总是要求大口径化、长尺寸化， 具有下述历史：当被作为其应时的目标的尺寸得到实现时，就指向下一个 目标的尺寸。面对其应时的目标的实现，曾提出全新的构成(遮蔽板、引 导构件(例如，专利文献4)等)，另外，对于以往的构成，曾提出改良(例 如，专利文献1～3)，提出新的用法的方案(例如，专利文献5)。

本发明人在反复进行专心研究的过程中认识到：为了4H－SiC锭的进 一步的大口径化、长尺寸化，消除以下所说明的困境是重要的。

即，要进一步大口径化、长尺寸化的话，就必须提高生长速度，但当 为了使来自原料部的原料的升华速度提高而将原料部(特别是原料面(图 5中的标记102a))的温度上升时，晶种或者生长晶体的表面温度也上升， 存在6H－SiC容易混入的问题。另一方面，当为了抑制6H－SiC的生长 而使原料部的温度降低时，在进一步的大口径化、长尺寸化时，伴有生长 时间的长时间化，在原料面发生析出成为问题。为了大口径化、长尺寸化， 需要将大量的原料填充到坩埚中，但当对填充了大量的原料的坩埚的原料 下部进行加热时，附加于坩埚的温度差之中大部分被带到原料内，原料下 部与原料表面的温度差变大。作为结果，在下部升华了的原料气体在原料 表面饱和，未到达晶种而在原料面析出。该原料面的析出，除了不能够将 原料气体有效利用于单晶的生长以外，还导致生长稳定性降低和品质劣化。 当为了抑制该原料面的析出而使加热中心靠近原料表面等等从而使原料表 面成为高温时，则由于晶种的高温化而会有6H－SiC混入。

正如以上所述的那样，在进一步大口径化、长尺寸化时，不论是提高 原料部的温度还是降低原料部的温度都存在问题，陷入了这样的困境。

不论采用上述的以往的遮蔽板、即中央部凹陷遮蔽板、中央部低热导 率遮蔽板、单板遮蔽板、复板遮蔽板、厚板遮蔽板、多环状遮蔽板、径向 逐渐厚度变化遮蔽板中的哪一个都不能够消除该困境。

本发明人进一步反复进行专心研究，脱离谋求径向的均热化这一近年 来的遮蔽板的开发的潮流，追求一面使原料部(特别是原料面)的温度上 升一面不使晶种或者生长晶体的表面温度上升(使其尽可能为低温)这一 单纯的课题，由此研究出本发明的绝热性遮蔽构件。本发明的绝热性遮蔽 构件，若注意一下则也会陷入是与以往的遮蔽板相近的技术、或者是处于 以往的遮蔽板的延展线上的技术之类的错觉，但其不是处于以往的延展线上的技术，也不是与以往的遮蔽板相近的技术。

本发明，是采用增大原料面温度与晶种或者生长晶体的表面温度的温 度差(以下有时称为“纵向温度差”)的技术来实现：一面使原料部(特别 是原料面)的温度上升一面不使晶种或者生长晶体的表面温度上升(使其 尽可能为低温)。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供能够抑制6H－SiC的 混入、并且也抑制原料面的析出的绝热性遮蔽构件和具备该构件的单晶制 造装置。

本发明为了解决上述课题而提供以下的技术方案。

(1)本发明的一技术方案涉及的绝热性遮蔽构件，其在单晶制造装置 中配置于原料收纳部与基板支承部之间而被使用，所述单晶制造装置是从 上述原料收纳部使原料升华，从而在基板上使上述原料的单晶生长的装置， 其具备：结晶生长用容器；和配置于该结晶生长用容器的外周的加热单元， 上述结晶生长用容器具备：位于下部的上述原料收纳部；和配置于该原料 收纳部的上方而以与该原料收纳部对向的方式支承上述基板的上述基板支 承部。

(2)上述(1)所述的绝热性遮蔽构件，可以包含热导率比石墨低的 低热导率碳材料。

(3)上述(2)所述的绝热性遮蔽构件，上述低热导率碳材料可以为 碳纤维材料、膨胀石墨中的任一种。

(4)上述(2)所述的绝热性遮蔽构件，上述低热导率碳材料可以为 具有热各向异性的石墨材料。

(5)上述(1)～(4)的任一项所述的绝热性遮蔽构件，可以具有由 石墨材料包裹绝热材料的结构。

(6)上述(1)～(5)的任一项所述的绝热性遮蔽构件，可以其表面 被金属碳化物层被覆。

(7)本发明的一技术方案涉及的单晶制造装置，具备上述(1)～(6) 的任一项所述的绝热性遮蔽构件。

根据本发明的绝热性遮蔽构件，能够抑制6H－SiC单晶的生长、并且 也抑制原料面的析出。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式涉及的绝热性遮蔽构件、和具备该构 件的本发明的一实施方式涉及的单晶制造装置的优选的一例的纵截面示意 图。

图2是表示在模拟中使用的单晶制造装置的结构模型的纵截面示意 图。

图3是表示通过模拟得到的单晶制造装置内的温度分布的图。

图4是表示本发明的另一实施方式涉及的绝热性遮蔽构件、和具备该 构件的本发明的单晶制造装置的优选的一例的纵截面示意图。

图5是用于说明以往的单晶制造装置的纵截面示意图。

附图标记说明

1 绝热性遮蔽构件

1A 绝热材料

1B 石墨材料

2、101 结晶生长用容器(坩埚)

2A 坩埚主体

2B 坩埚盖部

3 原料收纳部

4 基板支承部

4a 台座的晶种侧表面

5 加热单元

10、100 单晶制造装置

102、M 原料部(原料、原料粉末)

102a、Ms 原料面

103 盖部

104、S 结晶生长用基板(晶种)

105 单晶

106 遮蔽板

W 生长晶体

具体实施方式

以下对于本发明的优选的例子，一边适当参照附图一边进行详细说明。 在以下的说明中使用的附图，为了容易理解本发明的特征，为方便起见有 时放大地表示成为特征的部分，各构成要素的尺寸比率等有时与实际不同。 在以下的说明中例示的材质、尺寸等为一例，本发明并不被它们限定，能 够在获得本发明的效果的范围适当变更而实施。只要没有特别的限制，就 可以根据需要变更、追加、省略数、尺寸、位置、材料、比率、形状等。

以下列举碳化硅单晶的生长来作为例子进行说明。

(绝热性遮蔽构件、单晶制造装置)

图1表示本发明的绝热性遮蔽构件、和具备该构件的本发明的单晶制 造装置的一例的纵截面示意图。

图1所示的本发明的绝热性遮蔽构件1，配置于单晶制造装置10内。 单晶制造装置10具备：结晶生长用容器(坩埚)2(由坩埚主体2A和坩 埚盖部2B构成)；和配置于该结晶生长用容器2的外周的加热单元5。结 晶生长用容器2具备：配置于其下部的原料收纳部3；和配置于原料收纳 部3的上方而以与原料收纳部3对向的方式支承结晶生长用基板(晶种)S的基板支承部(台座)4。在从原料收纳部3使原料(原料部)M升华从 而在基板S上使原料M的单晶W生长的单晶制造装置10中，绝热性遮蔽 构件1配置于原料收纳部3与基板支承部4之间而使用。

另外，在坩埚主体2A的外周，优选地具有将坩埚2保温的绝热材料 (未图示)。晶种S被安装于台座4，所述台座4被设置于坩埚盖部2B。

在以下的图示中，将台座4与碳化硅单晶生长用原料M对向的方向作 为上下方向(纵向)，将相对于上下方向正交的方向作为左右方向(横向)。

本发明的绝热性遮蔽构件，优选是包含至少厚度方向(在单晶制造装 置中设置了绝热性遮蔽构件的情况下，相当于上下方向(纵向))的热导性 为40W/m·K以下的绝热材料的构件、或者是由至少厚度方向的热导性为 40W/m·K以下的绝热材料构成的构件。该40W/m·K以下的热导率是比坩 埚所用的石墨材料低的热导率。

再者，绝热材料优选是进行了高纯度化处理以避免杂质进入到晶体内 的绝热材料。

作为绝热性遮蔽构件的热导性，可以为30W/m·K以下，更优选为 20W/m·K以下，进一步优选为10W/m·K以下，特别优选为5W/m·K以下。

例举作为绝热性遮蔽构件的热导性的下限的目标，为1W/m·K左右。 再者，该热导性(热导率)为在常温下的热导性。

所谓“至少厚度方向的热导性为40W/m·K以下的绝热材料”，例如， 可例举热导率比石墨块和各向同性高密度石墨等的通常的石墨低的低热导 率碳材料。作为这样的低热导率碳材料，可例举碳纤维材料、膨胀石墨、 热各向异性石墨材料等的、多孔性(多孔状)的碳和石墨材料。所谓热各 向异性石墨材料，例如为将膨胀石墨压固而制成片状等等从而在厚度方向 和与厚度方向正交的方向使热导率具有各向异性的石墨材料(例如，参照 日本特开平1－14139号公报)。在日本特开平1－14139号公报中公开了： 作为热导率，面方向为120kcal/m·hr·℃(约140W/m·K)、且厚度方向 为4kcal/m·hr·℃(约4.7W/m·K)的石墨片(该情况下，厚度方向的热 导率为面方向的热导率的3.3％)、和面方向为140kcal/m·hr·℃(约 163W/m·K)、且厚度方向为25kcal/m·hr·℃(约29W/m·K)的石墨片(该情况下，厚度方向的热导率为面方向的热导率的5.6％)。碳纤维材料 的物性、厚度、纤维的直径等的特征可任意地选择。另外，膨胀石墨的物 性、厚度等的特征也可任意地选择。

“至少厚度方向的热导性为40W/m·K以下的绝热材料”，不限于碳材 料，也可以是具有高耐热性的金属碳化物、将金属碳化物形成为多孔性而 得到的物质(多孔性金属碳化物)、将金属碳化物粉末填充到石墨容器中而 得到的结构体。

作为绝热性遮蔽构件的材料，为了相对于以往的石墨制遮蔽板得到实 质性的绝热效果(纵向温度差和/或原料内温度差)，所述材料的热导率， 相对于以往的石墨制遮蔽板的热导率，优选为40％以下，更优选为30％以 下，进一步优选为20％以下，更进一步优选为10％以下，特别优选为5％ 以下。作为这样的材料，可优选地例举碳纤维材料、膨胀石墨。在后述的 模拟中，作为绝热性遮蔽构件的模型，采用了热导率为以往的石墨遮蔽板 的热导率的2.5％的情况。

再者，由于“至少”厚度方向的热导性为40W/m·K以下，因此厚度方 向以外的方向的热导性也可以为40W/m·K以下。

与本发明的绝热性遮蔽构件1比较，作为以往的遮蔽板的材料，使用 了石墨或将表面用TaC或SiC涂覆了的石墨(例如，专利文献4、专利文 献5)。石墨的热导率为80～130W/m·K左右(例如，日本特开2000－351670 号公报)，另外，TaC的热导率为90W/m·K左右(例如，日本再表2010 －125800号公报)，另外，SiC的热导率为200W/m·K左右(例如，日本 特开2016－092122号公报)。

即，以往的遮蔽板，是由以石墨为基体的材料构成的，是热导率虽然 根据其表面的涂覆的有无、石墨的种类而增大减小一些但具有80～ 130W/m·K左右的热导率的遮蔽板。由于该遮蔽板的热导率，在使用以往 的遮蔽板来使碳化硅单晶生长的情况下，经由遮蔽板，晶种S或生长晶体 W与原料面Ms成为在热学上具有强的相关关系的关系。

作为本发明的绝热性遮蔽构件1，可以使用厚度方向(相当于上述的 纵向)的热导率比面方向(相当于上述的横向)的热导率小的热各向异性 遮蔽构件。如果厚度方向的热导率为40W/m·K以下，则对其热各向异性 的程度没有限制。列举例子，厚度方向的热导率，可以为面方向的热导率 的90％以下，可以为面方向的热导率的60％以下，可以为面方向的热导率 的40％以下，可以为面方向的热导率的20％以下，可以为面方向的热导率 的10％以下，可以为面方向的热导率的5％以下、3％以下。例如，在日本 特开平1－14139号公报中，公开了厚度方向的热导率为面方向的热导率的 3.3％的石墨片和为面方向的热导率的5.6％的石墨片。在后述的模拟中， 作为绝热性遮蔽构件的热各向异性遮蔽构件的模型，采用了厚度方向的热 导率为以往的石墨遮蔽板的热导率的6.9％的情况。

作为这样的热各向异性遮蔽构件的材料，可例示グラフォイル(注册 商标)等的石墨片。

再者，在专利文献1所公开的中央部低热导率遮蔽板中，作为构成其 中央部的材料，公开了热导率比石墨低的多孔碳。可是，该发明终归是作 为通过控制遮蔽板上面的温度分布来消除由于热蚀而在单晶的中央部形成 的凹陷的技术构成而公开的。即，是着眼于以往的径向的温度差的发明。 因此，即使是本领域技术人员，无论如何也不能说容易地想到基于专利文 献1来用多孔碳制作遮蔽板整体。

接着，对于使用图2所示那样的模型，为比较本发明的绝热性遮蔽构 件和以往的石墨制遮蔽板而进行晶种的表面温度的模拟的结果进行说明。

模拟，使用STR-Group Ltd公司制的气相结晶生长解析软件“Virtual Reactor”来进行。作为模拟所用的单晶制造装置的结构模型，为了确认本 发明的绝热性遮蔽构件相对于以往的遮蔽板的绝热效果，采用了具有圆柱 状的坩埚、位于上盖的里侧的台座、遮蔽构件(遮蔽板)、和位于坩埚下部 的原料，且在台座上配置了晶种的简单的结构。

在模拟所用的单晶制造装置的结构模型中，坩埚为石墨制，内径设为 230mm，晶种为SiC制，直径设为150mm。

难以知道在使SiC单晶生长的高温下的热导率的准确的值。因此，在 模拟所用的单晶制造装置的结构模型中，作为本发明的绝热性遮蔽构件的 热导率，由相对于以往的石墨制遮蔽板的热导率的、大小的比例来规定。

遮蔽板，直径为170mm、厚度为5mm，使用了：作为以往的遮蔽板 的、石墨制的遮蔽板(对应于表1的(b))；作为本发明的绝热性遮蔽构件 的厚度方向的热导率采用了以往的遮蔽板的热导率的2.5％的值的绝热性 遮蔽构件(相当于由毡构成的绝热性遮蔽构件)(对应于表1的(c))；以 及，作为本发明的热各向异性遮蔽构件的、厚度方向的热导率相对于面方 向的热导率的比为1/6、且厚度方向的热导率采用了以往的遮蔽板的热导率 的6.9％的值的热各向异性遮蔽构件(相当于由石墨片构成的绝热性遮蔽构 件)(对应于表1的(d))。晶种与遮蔽板或绝热性遮蔽构件的距离设为 70mm。坩埚下部的最高温度点的温度固定为2300℃。

图3表示通过模拟而得到的温度分布像。

另外，表1示出基于通过模拟得到的温度分布的各部位的温度。

关于图3以及表1中的(a)～(e)，(a)为不使用遮蔽板的情况，(b) 为使用了以往的石墨制遮蔽板的情况(晶种与遮蔽板的距离为70mm)，(c) 为采用了以往的遮蔽板的热导率的2.5％的值的绝热性遮蔽构件(本发明的 绝热性遮蔽构件)，(d)为厚度方向的热导率相对于面方向的热导率的比为 1/6、且厚度方向的热导率采用了以往的遮蔽板的热导率的6.9％的值的作 为绝热性遮蔽构件的热各向异性遮蔽构件(本发明的绝热性遮蔽构件)，(e) 为使用以往的石墨制遮蔽板，且与(b)的情况相比使遮蔽板靠近到1/4距 离的情况(即，晶种与遮蔽板的距离为17.5mm)。

表1

表1中的数值的单位为℃。

另外，在表1中，晶种温度是指晶种的原料收纳部侧的表面的温度。 另外，原料面温度是指被收纳于原料收纳部内的原料的晶种侧的表面的温 度。另外，原料下部温度是指被收纳于原料收纳部内的原料的与坩埚的底 接触的面的温度。另外，纵向温度差是指晶种温度和原料面温度的温度差。 另外，原料内温度差是指原料面温度和原料下部温度的温度差。

如表1所示可知，在使用了本发明的绝热性遮蔽构件的情况下，具有 与以往遮蔽板的、使晶种与遮蔽板的距离靠近到1/4距离的情况同等的晶 种(seed)低温化效果。可是，当采用使距离靠近的方法时，原料内温度 差大，原料面的析出成为问题，因此使用本发明的绝热性遮蔽构件的方法 有效。

在以往的遮蔽板的情况下，纵向温度差为16.4℃。在使用作为本发明 的绝热性遮蔽构件的(c)的情况下，纵向温度差为24.4℃，另外，在使用 作为本发明的绝热性遮蔽构件的(d)的情况下，纵向温度差为22.9℃，与 以往的遮蔽板的情况相比，均变得相当大。该大的不同是远远超出发明人 的预想的。

另外可知，关于原料内的温度差，在以往的遮蔽板的情况下为66.4℃， 与此相对，在使用了作为本发明的绝热性遮蔽构件的(c)的情况下为62.4 ℃，另外，在使用了作为本发明的绝热性遮蔽构件的(d)的情况下，原料 内的温度差为63.0℃，均被大大地改善。

对于碳化硅单晶的生长，各种参数复杂地搅在一起，结晶生长中的结 晶生长用容器内成为超过2000℃的高温，因此极其难以实测容器内的参 数。因此，在实现容器内的最佳的温度分布的结构等的设计时，采用了模 拟的温度分布解析起到大的作用。即，大多采取下述方法：基于由模拟得 到的见解来设计炉结构等，采用该结构等实际地进行单晶的生长来确认效 果，另外，进行结构等的微调整，从而找到最佳的结构等。为了避免徒劳 无益的试行错误，今后模拟也是不可欠缺的。在本发明中也最大限度地充 分利用了模拟。

本发明的绝热性遮蔽构件1，可以只用1种材料构成。该构件的形状 可任意地选择。例如，作为例子可例举可任意地选择厚度的圆形的平板。 厚度优选是均一的，但也可以根据位置而不同。本发明的绝热性遮蔽构件 1，优选由1枚遮蔽板构成，但并不只限定于该例。

本发明的绝热性遮蔽构件1，也可以使用两种以上的材料构成。

本发明的绝热性遮蔽构件1，如图4中所示，可以具有绝热材料1A被 石墨材料1B包裹的结构。也优选绝热材料1A的表面全部被石墨材料1B 包裹。

根据该构成，即使是绝热材料1A为容易与原料气体反应的材料的情 况，也能够利用石墨材料1B来避免或抑制其反应。石墨材料的种类、形 状、条件等可以任意地选择。列举例子，可举出没有开口的石墨材料和石 墨片、非多孔性的石墨材料和石墨片等。由于原料升华气体主要是Si、Si₂C、 SiC₂，因此有时与作为绝热材料的石墨材料的C发生反应。特别是碳纤维 材料之类的多孔性石墨材料，比表面积大，与通常的石墨相比，容易发生 反应。通过发生反应，石墨材料变化为更稀疏的状态，并有石墨粉在坩埚 内飘浮的可能性。也有该石墨粉作为碳夹杂物进入到SiC单晶中，诱发微 管等结晶缺陷的可能性。因此，多孔性石墨材料，相比于赤裸的状态，希 望采用别的难以进行反应的石墨材料包在里面。

再者，在图4中，无间隙地描绘了绝热材料1A和石墨材料1B，但也 可以在它们之间具有空间。

本发明的绝热性遮蔽构件1，也可以其表面的一部分或全部被金属碳 化物层被覆。

作为金属碳化物，例如，可优选地列举选自TaC、WC、NbC、MoC 中的至少1种等等。

根据该构成，即使在内部为容易与原料气体反应的材料的情况下，也 能够利用金属碳化物层来避免或抑制其反应。坩埚内的石墨材料不少与原 料气体进行反应。因此，在长时间的生长中，即使使用难以进行反应的石 墨材料，也有石墨粉飘浮的可能性。因此，为了晶体长尺寸化，希望金属 碳化物被覆。作为例子可列举没有开口的金属碳化物被覆。

坩埚2只要是用于采用升华法制作碳化硅单晶的坩埚，就能够使用公 知的坩埚。例如，能够使用石墨、碳化钽等。坩埚2在生长时变为高温。 因此，需要采用能够耐受高温的材料形成。例如，石墨的升华温度极高， 为3550℃，对生长时的高温也能够耐受。

如图1所示，可在坩埚盖部2B的内侧中央部设置向下方突出的台座4， 并将碳化硅晶种S与台座4的一面(晶种侧表面)4a接合。台座4通过用 坩埚盖部2B盖在坩埚主体1上而与被收纳于坩埚2内的碳化硅单晶生长 用原料M对向。通过碳化硅单晶生长用原料M和设置于台座4的晶种S 对向，能够向晶种S高效率地供给原料气体。坩埚盖部2B和台座4，可以 采用一体的构件构成，也可以为分开的构件。

台座4优选设置在坩埚盖部2B的左右方向中央。通过将台座4设置 在坩埚盖部2B的左右方向中央，能够使碳化硅单晶W的生长速度在左右 方向一定。

坩埚盖部2B以及台座4，只要能够耐受高温就没有特别的限制，可使 用与坩埚2同样的材质。

加热单元5可使用一般所公知的加热单元。作为加热单元5，可使用 例如高频线圈等。

如以上那样，根据本发明，能够提供能抑制6H－SiC的混入、并且也 抑制原料面的析出的绝热性遮蔽构件。

Claims (6)

1.一种绝热性遮蔽构件，其在单晶制造装置中配置于原料收纳部与基板支承部之间而被使用，

所述单晶制造装置是从所述原料收纳部使原料升华，从而在基板上使所述原料的单晶生长的装置，其具备：

结晶生长用容器；和

配置于该结晶生长用容器的外周的加热单元，

所述结晶生长用容器具备：

位于其下部的所述原料收纳部；和

配置于该原料收纳部的上方而以与该原料收纳部对向的方式支承所述基板的所述基板支承部，

所述绝热性遮蔽构件包含热导率比石墨低的低热导率碳材料，

所述的绝热性遮蔽构件为至少厚度方向的热导性为40W/m·K以下的绝热材料，

所述低热导率碳材料为碳纤维材料或膨胀石墨。

2.根据权利要求1所述的绝热性遮蔽构件，所述低热导率碳材料为具有热各向异性的石墨材料。

3.根据权利要求1所述的绝热性遮蔽构件，具有由石墨材料包裹绝热材料的结构。

4.根据权利要求1所述的绝热性遮蔽构件，其表面被金属碳化物层被覆。

5.一种单晶制造装置，具备权利要求1所述的绝热性遮蔽构件。

6.根据权利要求5所述的单晶制造装置，具备：

结晶生长用容器；和

配置于该结晶生长用容器的外周的加热单元，

所述结晶生长用容器具备：

位于其下部的原料收纳部；和

配置于该原料收纳部的上方而以与该原料收纳部对向的方式支承基板的基板支承部，

从所述原料收纳部使原料升华，从而在所述基板上使所述原料的单晶生长。

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