CN110735183A - 基座、SiC单晶的制造装置和制造方法 - Google Patents

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CN110735183A CN201910627951.4A CN201910627951A CN110735183A CN 110735183 A CN110735183 A CN 110735183A CN 201910627951 A CN201910627951 A CN 201910627951A CN 110735183 A CN110735183 A CN 110735183A
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Abstract

本发明涉及支持SiC的单晶生长用的晶种的基座、具备该基座的SiC单晶的制造装置和制造方法。本发明的目的是提供一种基座，在用粘结剂固定了晶种的状态下，能够除去从被加热了的粘结剂中产生的气体。本发明的基座(103)是晶体生长用的晶种(102)的基座(103)，粘结晶种(102)的一侧的主面(103a)是平坦的，且具有气体透过区域(106)，气体透过区域(106)是从一侧的主面(103a)起的厚度局部变薄地形成的。

Description

基座、SiC单晶的制造装置和制造方法
技术领域
本发明涉及支持SiC的单晶生长用的晶种(籽晶)的基座和具备该基座的SiC单晶的制造装置以及制造方法。
本申请基于2018年7月18日在日本提出申请的专利申请2018-135092号主张优先权，将其内容引用于此。
背景技术
已知作为半导体材料的碳化硅(SiC)与现在作为器件用基板广泛使用的Si(硅)相比带隙宽，且耐压性、热传导性优异。因此，期待碳化硅向功率器件、高频器件、高温工作器件等的应用。
利用碳化硅的半导体器件使用在SiC晶片上形成了外延膜的SiC外延晶片。采用化学气相生长法(Chemical Vapor Deposition：CVD)在SiC晶片上设置的外延膜成为SiC半导体器件的活性区域。外延膜的活性区域将SiC晶片的晶体缺陷原样地继承和/或转换为其他晶体缺陷而继承，由此受到SiC晶片品质的影响。因此，要求没有缺陷的高品质SiC晶片。
SiC晶片是切取SiC单晶的锭而制作的。SiC单晶一般可以采用升华法制造。升华法是以下方法：在配置于石墨制坩埚内的基座上配置由SiC单晶构成的籽晶(晶种)，并加热坩埚由此将从坩埚内的原料粉末升华出的升华气体向籽晶供给，使籽晶向更大的SiC单晶生长。在生长SiC单晶的过程中，籽晶用粘结剂固定在基座上。作为粘结剂，大多使用包含有机溶剂的碳粘结剂(专利文献1)。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2015-193494号公报
发明内容
在使粘结剂固化的过程中，从被加热了的碳粘结剂中产生气体。如果由于该气体而在基座与籽晶之间形成孔隙，则宏观缺陷(贯穿缺陷)从此伸长，到达生长中的SiC单晶。因此，生长中的SiC单晶和晶种有时与基座的密合性下降而剥落。即使没有剥落，生长出的SiC单晶也包含宏观缺陷，品质下降。
如果使用小口径籽晶，则通过对生长SiC单晶之前的晶种施加载重进行加压、和/或进行真空加压脱泡处理，由此能够使气体从没有被晶种覆盖的侧部向外释放。然而，由于近年的需要，当制造大口径SiC晶片的情况下，相应地籽晶也使用大口径籽晶，该情况下，在粘结剂层的中央附近产生的气体难以从侧部释放。
本发明是鉴于这样的状况而完成的，其目的是提供一种基座，在用粘结剂固定了晶种的状态下，能够除去从被加热了的粘结剂中产生的气体。
(1)本发明一方案中的基座是晶体生长用的晶种的基座，粘结所述晶种的一侧的主面是平坦的，所述基座具有气体透过区域，所述气体透过区域是从所述一侧的主面起的厚度局部变薄地形成的区域。
(2)所述(1)记载的基座中，优选：所述气体透过区域的厚度为1mm以上且小于5mm。
(3)所述(1)或(2)中任一项记载的基座中，优选：所述气体透过区域的厚度随着从所述中心远离而增加。
(4)所述(1)～(3)中任一项记载的基座中，优选：所述气体透过区域以外的区域包含厚度为10mm以上的部分。
(5)所述(1)～(4)中任一项记载的基座中，优选：厚度方向的俯视图中，将从中心到外周的距离设为r时，所述气体透过区域包含在距所述中心的距离为(r/2)的范围中。
(6)本发明另一方案中的基座，是晶体生长用的晶种的基座，粘结所述晶种的一侧的主面是平坦的，所述基座具有气体透过区域，所述气体透过区域是在所述一侧的主面的一部分沿深度方向扩展的区域，在比所述气体透过区域靠内侧具有与外部连通的空隙。
(7)所述(6)记载的基座中，优选：所述空隙形成于距所述一侧的主面的距离为1mm以上且5mm以下的位置。
(8)本发明一方案中的SiC单晶的制造装置，具备所述(1)～(7)中任一项记载的基座。
(9)本发明一方案中的SiC单晶的制造方法，使用所述(1)～(7)中任一项记载的基座制造SiC单晶，使用粘结剂将所述晶种贴附于所述基座的一侧的主面之后，在用于使所述粘结剂固化的加热工序中，向所述基座侧对所述晶种进行按压。
(10)所述(9)记载的SiC单晶的制造方法，优选：在所述加热工序之后，具有将形成于所述基座的凹部进行填埋的工序。
本发明的基座具有局部变薄地形成的气体透过区域。因此，在用粘结剂固定了晶种的状态下，能够通过将加热粘结剂使其固化时从粘结剂中产生的气体，经由气体透过区域向外部放出从而除去。
附图说明
图1是具备本发明第一实施方式中的基座的SiC单晶的制造装置的纵截面图。
图2A是将图1的SiC单晶的制造装置中的基座周边的区域放大了的图。
图2B是从晶种的上方俯视图2A的基座的图。
图3A是在使用本发明第二实施方式中的基座的情况下，示意地表示基座周边的结构的截面图。
图3B是从晶种的上方俯视图3A的基座的图。
图4A是在使用本发明第三实施方式中的基座的情况下，示意地表示基座周边的结构的截面图。
图4B是在使用本发明第三实施方式中的基座的情况下，示意地表示基座周边的结构的截面图。
图5A是在使用本发明第四实施方式中的基座的情况下，示意地表示基座周边的结构的截面图。
图5B是从晶种的上方俯视图5A的基座的图。
附图标记说明
100···SiC单晶的制造装置
101···坩埚
102···晶种
103、113、123、133···基座
103a···基座的一侧的主面
104···原料
105···粘结剂层
106、136···气体透过区域
106T、136T···气体透过区域的厚度
107、137···空隙
D···深度方向
G、G1、G2···气体
R···区域
具体实施方式
以下，适当参照附图对本发明详细说明。为了容易理解本发明的特征，以下说明中使用的图有时为方便起见而将成为特征的部分放大表示，各构成要素的尺寸比率等有时与实际不同。另外，以下说明中例示的材料、尺寸等是一例，本发明不限定于此，在发挥本发明效果的范围能够适当变更地实施。
<第一实施方式>
图1是具备本发明第一实施方式中的基座的、SiC单晶的制造装置100的截面图。SiC单晶的制造装置100至少具备：坩埚101、以及在坩埚101内的一端侧配置的晶体生长用的晶种(籽晶)102的基座(支持构件)103，在坩埚101内的另一端侧收纳原料104。SiC单晶的制造装置100可以还具备线圈和锥形引导件(筒状构件)，所述线圈包围坩埚101的外壁，所述锥形引导件(筒状构件)在坩埚内配置为从基座103侧向原料104侧扩径，将升华气体向晶种位置引导。
图2A是将图1的SiC单晶的制造装置100中的基座103周边的区域R放大了的图。在基座103的一侧的主面103a侧(图1中为原料104侧)，插入由粘结剂构成的层(粘结剂层)105，粘结(固定)晶种102。
作为基座103的材料，使用以石墨为主原料的碳成形材料、多孔碳、玻璃碳或者其他碳系材料构成的构件。作为粘结剂，使用例如包含有机溶剂的碳粘结剂等。
在将晶种102粘结到基座103上的过程中，需要对涂布于基座103上的粘结剂进行加热使其固化，从被加热了的粘结剂产生气体G。该气体G至少包含在通常使用的粘结剂中，以苯、酚等为主成分。
基座103中，粘结晶种102的一侧的主面103a是平坦的，并具有气体容易透过的区域(气体透过区域)106，区域(气体透过区域)106是从一侧的主面103a起的厚度局部变薄地形成的。也就是说，气体透过区域106比其他区域形成得薄。优选气体透过区域106的厚度106T为1mm以上且小于5mm。
气体透过区域106的正下方(图1中原料104的相反侧)成为空隙(空洞)107，其周围用比气体透过区域106形成得厚的、气体难以透过的区域来包围。该空隙107从基座的另一侧的主面103b侧观察时也能够作为凹部(穴)来看待。
空隙107只要是与外部连通的形状即可，从使气体顺利流动的观点出发，优选为弯曲少的形状，若是沿基座106的厚度方向延伸的形状则更优选。图2A中，例示出在基座106的厚度方向上以直线状延伸的空隙107。
当气体透过区域106的厚度106T小于1mm的情况下，粘结剂与气体一同从气体透过区域106渗出，形成粘结剂少的区域，由此基座与晶种的密合性下降。另外，该情况下，有时产生开裂，一侧的主面103a的平坦性容易被破坏，在进行结晶生长方面成为障碍。再者，当厚度106T为5mm以上的情况下，气体透过性变低，目标的粘结剂层105中的气体变得难以除去，作为结果，抑制宏观缺陷产生的效果变小。
粘结剂层105的气体透过区域106以外的区域(非气体透过区域)的平均厚度超过5mm，而且，从保持作为晶种的支持构件的强度的观点出发，优选包含厚度为10mm以上的部分。优选厚度为10mm以上的部分占非气体透过区域中的20％以上。
图2B是从晶种102的上方对图2A的基座103进行俯视的图。图2A是在AA’线的位置切断了图2B的基座103和晶种102时的截面图。
在粘结剂层105中，在外周部105a附近产生的气体G1从侧向(与厚度方向垂直的方向)放出，但在中央部105b附近产生的气体G2容易不向侧向流动而是残留。在除去这样的残留气体方面，气体透过区域106将从中央部105b的正下方附近、具体而言是将从中心C到外周的距离设为r时，优选处于距中心C的距离为r/2以下的区域，若处于成为r/4以下的区域则更优选。(本说明书中，将厚度方向的俯视图中的晶种、粘结剂层、基座的中心统称为中心C。)
在图2B的俯视图中，优选气体透过区域106的面积为晶种106的面积的1％以上且80％以下。当大于晶种102的面积的80％的情况下，基座103中薄的部分所占的比例变高，由此变得难以维持平坦性。当小于晶种102的面积的1％的情况下，气体透过性变低，抑制宏观缺陷产生的效果变小。
[SiC单晶的制造方法]
对于使用本实施方式的基座103的SiC单晶的制造方法进行说明。
首先，在本实施方式的基座的一侧的主面103a中的载置晶种102的部分涂布粘结剂形成粘结剂层105。接着，在粘结剂层105上贴附晶种。
在该状态下加热粘结剂层105，使粘结剂层105中的粘结剂固化(加热工序)。优选：加热温度大致为200℃以上且2000℃以下，加热时间合计大致为3hr(小时)以上且100hr以下。
加热中，在粘结剂层105的内部会产生气体，但根据本实施方式的结构，能够使该产生的气体经由气体透过区域向外部自动放出。
在上述加热工序中，可以通过对晶种102附加载荷，来使晶种102向基座103侧按压。由此，能够将成为宏观缺陷形成原因的粘结剂层105中的气体向外部强制性地挤出。优选该情况下的载荷大致为6g/cm2以上。
接着，如图1所示，以晶种102被暴露在坩埚101的内部空间、并且与气体透过区域106接触的空隙107与坩埚101的外部空间连结的方式，设置贴附有晶种102的基座103。该状态下，使用线圈等加热单元加热坩埚101。由此，原料气体从原料104产生，该原料气体向贴附于基座103上的晶种102供给。通过原料气体被供给到晶种102上，在晶种102的表面生长SiC单晶，形成SiC单晶的锭。
再者，可以在使粘结剂层105的气体放出之后，以空隙107的存在不对结晶生长的温度环境造成影响的方式，用预定的构件填埋空隙107(填埋工序)。优选填埋的构件是具有与基座103的构成构件同样性质的构件。
如上所述，本实施方式中的基座103具有局部变薄地形成的气体透过区域106。因此，在用粘结剂固定了晶种102的状态下，能够通过将加热粘结剂使其固化时从粘结剂产生的气体G经由气体透过区域106向外部放出来除去。
因此，能够减少从气体G造成的孔隙伸长的宏观缺陷数量，抑制宏观缺陷造成的基座103与晶种102的密合性下降。作为结果，能够得到防止生长中的SiC单晶与晶种102从基座103剥落，并且抑制了宏观缺陷影响的高品质SiC单晶。
本实施方式的基座103中，气体透过区域106以外的区域的厚度超过5mm，因此能够避免产生开裂、粘结晶种102的一侧的主面103a的平坦性容易被破坏等问题。
<第二实施方式>
图3A是在使用了本发明第二实施方式中的基座113的情况下，与图2A同样地示意表示基座113的周边结构的截面图。本实施方式的基座113具有多个局部变薄的气体透过区域116。对于其他结构，与第一实施方式的结构是同样的，对于与第一实施方式对应的部位，无关于形状的差异，用相同标记表示。本实施方式中，至少能够获得与第一实施方式同样的效果。
当配置多个气体透过区域116，使气体透过区域的面积增加的情况下，能够与此呈比例地使气体透过区域也增加，因此优选。不过，从兼顾平坦性与气体透过性的观点出发，优选多个气体透过区域106的合计面积为晶种102的面积的1％以上且80％以下。
通过气体透过区域106被分散配置在多个部位，能够减轻随着热环境变化等而集中到每一处的拉伸等的应力。因此，当多个气体透过区域106的合计面积与第一实施方式的气体透过区域106的面积相同的情况下，本实施方式的基座113的最大气体透过量相同，但能够与应力分散相应地，与第一实施方式的基座103相比提高强度。
图3B是本实施方式的基座113的一侧的主面113a侧的平面图。图3A是在BB’线的位置切断了图3B的基座113和晶种102时的截面图。
从使粘结剂层105中的气体高效地透过的观点、使粘结剂层105中的气体在整个区域均匀地减少观点、使施加在基座113上的应力的各向异性消失观点等出发，优选气体透过区域106的配置是相对于一侧的主面113a的中心C在周向上对称性高的配置。作为那样的配置，可举出例如向构成正多边形(图3B中为正六边形)的多个顶点的位置、和该正多边形的中心点的位置的配置。该情况下的正多边形的中心点相当于一侧的主面113a的中心C。
再者，在粘结剂层的中央部105b附近产生的气体向侧向的放出少，相应地与在外周部105a产生的气体相比残留量容易变多。因此，从使粘结剂层105中的气体在整个区域均匀减少的观点出发，更优选使与中央部105b附近重叠的气体透过区域比与外周部105a附近重叠的气体透过区域大。
第一实施方式的构成中，结晶生长中在粘结剂层105的外周部附近产生的气体G1从侧向放出，向坩埚101内导入。相对于此，本实施方式中，通过在与粘结剂层105的外周部附近重叠的位置也形成气体透过区域106，能够使在外周部105a附近产生的气体G1的至少一部分经由气体透过区域106向坩埚101外排出。结果，结晶生长中，能够减少从粘结剂层105的侧向导入到坩埚101内的气体G1的量，能够减小气体G1对结晶生长造成的影响。
<第三实施方式>
图4A、4B是在使用了本发明第三实施方式中的基座123的情况下，与图2A同样地示意表示基座123的周边结构的截面图。本实施方式的基座123中，气体透过区域的厚度106T在厚度方向的俯视图中随着从中心C远离而增加。厚度106T的增加方式可以是连续的也可以是不连续的。该情况下，在相对薄的中央部附近，会有更多的气体透过。
再者，气体透过区域的厚度106T随着远离中心C而减少的情况下，在相对薄的外周部附近，会有更多的气体透过。对于其他结构，与第一实施方式的结构是同样的，对于与第一实施方式对应的部位，无关于形状的差异，用相同标记表示。本实施方式中，至少能够获得与第一实施方式同样的效果。
图4A中示出以下情况，厚度106T的增加是连续的，气体透过区域106的与晶种102相反侧的表面106b在截面视图中描绘出平缓的曲线，并且与距中心C的距离呈比例地远离一侧的主面103a。
图4B中示出以下情况，厚度106T的增加是连续的，气体透过区域106的与晶种102相反侧的表面106b在截面视图中直线倾斜，并且与距中心C的距离呈比例地远离一侧的主面103a。
本实施方式中，与气体透过区域106接触的空隙107随着远离气体透过区域106而变宽。因此，从气体透过区域106放出的气体G1彼此的相互作用(压力)随着远离气体透过区域106而变弱。因此，从气体透过区域106放出的气体G1以更高的几率从气体透过区域106离开。作为结果，变得促进气体G1向气体透过区域106的厚度方向的透过。
<第四实施方式>
图5A是在使用了本发明第三实施方式中的基座133的情况下，与图2A同样地示意表示基座133的周边结构的截面图。本实施方式的基座133中，气体透过区域106以及空隙107的形状与第一实施方式的基座103不同。本实施方式中，具有气体透过区域136，气体透过区域136在基座133的一侧的主面133a的一部分沿深度方向D扩展(延伸存在)，并具有预定厚度，使气体在深度方向D上透过，在比气体透过区域136的靠内侧(深的位置)，具有与外部连通的空隙137。对于其他结构，与第一实施方式的构成是同样的，对于与第一实施方式对应的部位，无关于形状的差异，用相同标记表示。
本实施方式中，由空隙137和一侧的主面133a夹持的区域变为气体透过区域136。优选空隙137形成在从一侧的主面133a起的距离(深度)为1mm以上且小于5mm的位置。也就是说，优选气体透过区域的厚度136T为1mm以上且小于5mm。
当气体透过区域的厚度136T小于1mm的情况下，粘结剂与气体一同从气体透过区域136渗出，形成粘结剂少的区域，基座与晶种的密合性下降。另外，该情况下，有时发生开裂，一侧的主面133a的平坦性容易被破坏，在进行结晶生长方面成为障碍。再者，当厚度136T为5mm以上的情况下，气体透过性变低，变得难以除去粘结剂层105中的气体，结果抑制宏观缺陷产生的效果变小。
空隙137只要在至少一处与基座133的外部连通即可，但如图5A所示在两处与外部连通，这两处之间贯通的话，则气体向外部的流动变得更加顺利，因此优选。
图5B是本实施方式的基座133的一侧的主面133a侧的平面图。图5A是在DD’线的位置切断了图5B的基座113和晶种102时的截面图。在此，对于气体透过区域136形成从中心C起在4个方向上延伸的十字状，沿着气体透过区域136延伸的空隙137形成有2个贯穿孔的情况进行例示。
从使气体向外部效率良好地放出的观点出发，贯穿孔的数目越多越好，并且，贯穿孔的内径越大越好。不过，如果贯穿孔的数目过多、和/或贯穿孔的内径过大，则基座133中形成的空洞所占比例变高，由此难以维持强度，进而一侧的主面133a的平坦性容易被破坏。因此，对于形成的贯穿孔的根数、内径，需要考虑使用的基座的大小等来确定。
优选贯穿孔相对于基座的一侧的主面133a的中心C呈对称性地配置。当具有多个贯穿孔的情况下，优选在与气体容易残留的粘结剂层105的中央部重叠的位置，以气体透过区域136集中的方式使多个贯穿孔在中心C交叉。也就是说，优选多个贯穿孔以从中心C呈放射状延伸的方式形成。
从使粘结剂层105中的气体高效地透过的观点、使粘结剂层105中的气体在整个区域均匀减少的观点、使对基座133施加的应力的各向异性消失的观点等出发，优选气体透过区域136的配置是相对于一侧的主面133a的中心C在周向上对称性高的配置。
本实施方式的基座133中，在基座133内存在的空隙的正上方的(与空隙重叠的)区域薄薄地形成，这成为气体透过区域136。因此，在利用粘结剂固定了晶种102的状态下，能够通过使加热粘结剂使其固化时从粘结剂产生的气体G经由气体透过区域136和空隙137向外部放出来除去。
因此，能够减少由于气体G而从孔隙伸长的宏观缺陷的数目，抑制宏观缺陷造成的基座103与晶种102的密合性下降。作为结果，能够得到防止生长中的SiC单晶与晶种102从基座133剥落，并且抑制了宏观缺陷影响的高品质SiC单晶。
本实施方式的基座103中，气体透过区域136以外的区域的厚度超过5mm，因此能够避免发生开裂、粘结晶种102的一侧的主面103a的平坦性容易被破坏等问题。

Claims (10)

1.一种基座，是晶体生长用的晶种的基座，其特征在于，
粘结所述晶种的一侧的主面是平坦的，
所述基座具有气体透过区域，所述气体透过区域是从所述一侧的主面起的厚度局部变薄地形成的区域。
2.根据权利要求1所述的基座，其特征在于，
所述气体透过区域的厚度为1mm以上且小于5mm。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的基座，其特征在于，
所述气体透过区域的厚度随着从中心远离而增加。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的基座，其特征在于，
所述气体透过区域以外的区域包含厚度为10mm以上的部分。
5.根据权利要求1或2中任一项所述的基座，其特征在于，
从厚度方向观察的俯视图中，将从中心到外周的距离设为r时，所述气体透过区域包含在距所述中心的距离为(r/2)的范围中。
6.根据权利要求1或2中任一项所述的基座，是晶体生长用的晶种的基座，其特征在于，
粘结所述晶种的一侧的主面是平坦的，
所述基座具有气体透过区域，所述气体透过区域是在所述一侧的主面的一部分沿深度方向扩展的区域，在比所述气体透过区域靠内侧具有与外部连通的空隙。
7.根据权利要求6所述的基座，其特征在于，
所述空隙形成于距所述一侧的主面的距离为1mm以上且5mm以下的位置。
8.一种SiC单晶的制造装置，其特征在于，
具备权利要求1～7中任一项所述的基座。
9.一种SiC单晶的制造方法，是使用权利要求1～7中任一项所述的基座制造SiC单晶的方法，其特征在于，
使用粘结剂将所述晶种贴附于所述基座的一侧的主面之后，在用于使所述粘结剂固化的加热工序中，向所述基座侧对所述晶种进行按压。
10.根据权利要求9所述的SiC单晶的制造方法，其特征在于，
在所述加热工序之后，具有将形成于所述基座的凹部进行填埋的工序。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220294237A1 (en) 2019-08-13 2022-09-15 Ricoh Company, Ltd. Power storage apparatus, control apparatus, and power storage system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101553604A (zh) * 2006-10-04 2009-10-07 昭和电工株式会社 碳化硅单晶的制造方法
CN101985773A (zh) * 2009-11-05 2011-03-16 新疆天科合达蓝光半导体有限公司 一种籽晶处理方法和生长碳化硅单晶的方法
CN102308031A (zh) * 2009-03-06 2012-01-04 新日本制铁株式会社 碳化硅单晶制造用坩埚、以及碳化硅单晶的制造装置和制造方法
CN102471930A (zh) * 2010-03-02 2012-05-23 住友电气工业株式会社 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
CN102713028A (zh) * 2010-01-15 2012-10-03 株式会社普利司通 碳化硅单晶体的制造装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4174847B2 (ja) * 1998-03-26 2008-11-05 株式会社デンソー 単結晶の製造方法
JP2008044802A (ja) * 2006-08-11 2008-02-28 Shin Etsu Chem Co Ltd 炭化珪素種結晶を固定したサセプタの製造方法
JP4924200B2 (ja) * 2007-05-22 2012-04-25 トヨタ自動車株式会社 ＳｉＣ単結晶の製造装置および製造方法
JP5333315B2 (ja) * 2010-03-30 2013-11-06 株式会社デンソー 炭化珪素単結晶の製造装置および炭化珪素単結晶の製造方法
JP5726035B2 (ja) * 2011-09-28 2015-05-27 京セラ株式会社 結晶育成装置
JP2014201498A (ja) * 2013-04-08 2014-10-27 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2015120605A (ja) * 2013-12-20 2015-07-02 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法
JP6241286B2 (ja) * 2014-01-14 2017-12-06 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2015193494A (ja) 2014-03-31 2015-11-05 住友電気工業株式会社 炭化珪素インゴットの製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101553604A (zh) * 2006-10-04 2009-10-07 昭和电工株式会社 碳化硅单晶的制造方法
US20100028240A1 (en) * 2006-10-04 2010-02-04 Tomohiro Shonai Process for producing silicon carbide single crystal
CN102308031A (zh) * 2009-03-06 2012-01-04 新日本制铁株式会社 碳化硅单晶制造用坩埚、以及碳化硅单晶的制造装置和制造方法
CN101985773A (zh) * 2009-11-05 2011-03-16 新疆天科合达蓝光半导体有限公司 一种籽晶处理方法和生长碳化硅单晶的方法
CN102713028A (zh) * 2010-01-15 2012-10-03 株式会社普利司通 碳化硅单晶体的制造装置
CN102471930A (zh) * 2010-03-02 2012-05-23 住友电气工业株式会社 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

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