CN110878423B - 晶体生长装置 - Google Patents

晶体生长装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110878423B
CN110878423B CN201910833016.3A CN201910833016A CN110878423B CN 110878423 B CN110878423 B CN 110878423B CN 201910833016 A CN201910833016 A CN 201910833016A CN 110878423 B CN110878423 B CN 110878423B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hole
heat insulating
crucible
side wall
crystal growth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910833016.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110878423A (zh
Inventor
野口骏介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lishennoco Co ltd
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Publication of CN110878423A publication Critical patent/CN110878423A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110878423B publication Critical patent/CN110878423B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/002—Controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36—Carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B35/00—Apparatus not otherwise provided for, specially adapted for the growth, production or after-treatment of single crystals or of a homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B35/002—Crucibles or containers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B23/06—Heating of the deposition chamber, the substrate or the materials to be evaporated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/08—Reaction chambers; Selection of materials therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/12—Substrate holders or susceptors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/16—Controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/403—AIII-nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/403—AIII-nitrides
    • C30B29/406—Gallium nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/42—Gallium arsenide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
    • Y10T117/10—Apparatus
    • Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
    • Y10T117/1032—Seed pulling
    • Y10T117/1068—Seed pulling including heating or cooling details [e.g., shield configuration]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

提供能够提高加热效率、并且同时实现坩埚温度的均匀性和坩埚温度的准确的测定，从而实现晶体的高品质化的晶体生长装置。一种晶体生长装置(1)，具备：热源(11)；坩埚(14)，其由能够接纳原料(A1)的容器主体(12)和能够安装晶种(B1)的盖部(13)构成；第1绝热部(16)，其外装于坩埚(14)，且设有在厚度方向贯通的第1贯通孔(15)；第2绝热部(18)，其外装于第1绝热部(16)，且设有在厚度方向贯通的第2贯通孔(17)；移动机构(19)，其使第1绝热部(16)和第2绝热部(18)相对移动；以及，辐射型测温部(20)，其经由第1贯通孔(15)和第2贯通孔(17)来测定坩埚(14)的温度。

Description

晶体生长装置
技术领域
本发明涉及晶体生长装置，尤其涉及用于使碳化硅(SiC)等材料的单晶生长的晶体生长装置。
背景技术
以单晶为首的结晶性材料被广泛地用于各种产业领域的高功能器件。例如，碳化硅(SiC)与硅(Si)相比绝缘击穿电场大一个数量级，带隙能量大3倍左右，热导率高3倍左右。因此，碳化硅(SiC)在功率器件、高频器件、高温工作器件等中有用，要求今后进一步的高品质化。另外，氮化铝(AlN)与碳化硅相比带隙能量大2倍左右，从功率器件等的观点出发正在进行研究。
作为制造上述那样的材料的单晶的方法之一，广为人知的是升华法。升华法是下述方法：在配置于石墨制坩埚内的台座上配置由单晶构成的晶种，将坩埚加热，由此将从坩埚内的原料粉末升华的升华气体向晶种供给，使晶种生长成更大的单晶。升华法中的晶体生长时的温度条件对所得到的单晶的品质给予较大的影响，因此需要准确地测定使单晶进行晶体生长时的坩埚温度。
例如，作为用于得到碳化硅单晶的技术，在专利文献1中公开了一种碳化硅单晶的制造装置，其在外装于坩埚的绝热材料上设置贯通孔，从而使用辐射温度计从外部测定坩埚外壁的温度。
在专利文献2中公开了一种碳化硅单晶的制造装置，其具备：收纳材料的收纳部、以封塞该收纳部的开口的方式设置的台座(盖部)、外装于收纳部的绝热部、和设置于该绝热部的与上述台座对向的位置的测温孔。
在专利文献3中公开了一种碳化硅单晶的制造装置，其具备：设置于加热容器的侧壁的第1孔、外装于加热容器且设置于与第1孔对应的位置的第2孔、和经由上述第1孔和第2孔来测定加热容器内的SiC单晶的表面温度的高温计。
另外，作为用于得到氮化物单晶的技术，在专利文献4中公开了一种氮化物单晶的制造装置，其具备：在上部具有开口部的生长容器、封塞上述开口部的基座(susceptor)、将生长容器和基座收纳于内部空间并且在其内壁全体上具有热遮蔽构件的腔室、和经由设置于该腔室的窗来测定生长容器的外壁温度的温度计。
另外，作为封塞温度测定用的孔部的构成，在专利文献5中公开了一种SiO2-TiO2系玻璃的制造装置，其具备：经由设置于炉框以及炉壁的观察口(贯通孔)而测量玻璃锭的生长面的温度的辐射温度计、和设置于炉框的观察口的透明玻璃窗。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-290885号公报
专利文献2：日本特开2017-78008号公报
专利文献3：日本特开2013-216515号公报
专利文献4：日本特开2011-26161号公报
专利文献5：国际公开第2014/003129号
发明内容
然而，在专利文献1～4的技术中存在下述问题：由于是设置有坩埚的内部空间和装置外部经由贯通孔而时常连通的结构，因此在原料的加热时内部空间的热经由贯通孔而向外部流出，在贯通孔附近，坩埚外壁的温度局部地降低，不能够准确地测定坩埚温度。另外，还存在下述风险：因加热效率的降低、坩埚温度的不均匀而损害单晶锭的形状的对称性，在品质上产生偏差。
另外，在使单晶进行晶体生长时，有时内部空间的气体向外部流出、该气体中所含的原料进行再结晶化从而在贯通孔的内壁析出。其结果，有时因附着于贯通孔内壁的析出物而不能准确地测定坩埚温度。
在专利文献5的技术中，由于是简单地在炉壁的贯通孔配置透明玻璃窗的程度，因此在原料的加热时在透明玻璃窗中产生热流出。因此，与专利文献1～4同样，在贯通孔附近，坩埚外壁的温度局部地降低，难以准确地测定坩埚温度。而且，在专利文献1～5的任一者中都没有关于抑制来自炉壁的贯通孔的热流出的公开、启示。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其提供能够提高加热效率并且同时实现坩埚温度的均匀性和坩埚温度的准确的测定，从而实现晶体的高品质化的晶体生长装置。
本发明为了解决上述课题而提供以下的方案。
[1]一种晶体生长装置，具备：
热源；
坩埚，其由能够接纳原料的容器主体和能够安装晶种的盖部构成；
第1绝热部，其外装于上述坩埚，并设有在厚度方向贯通的至少1个第1贯通孔；
第2绝热部，其外装于上述第1绝热部，并设有在厚度方向贯通的至少1个第2贯通孔；
移动机构，其使上述第1绝热部和上述第2绝热部相对移动；和
辐射型测温部，其经由上述第1贯通孔和上述第2贯通孔来测定上述坩埚的温度。
[2]根据上述[1]所述的晶体生长装置，
上述第1绝热部以能够与上述坩埚一起移动的方式设置，
上述第2绝热部被固定于炉体，
上述移动机构将上述坩埚和上述第1绝热部两者相对于上述第2绝热部进行移动。
[3]根据上述[2]所述的晶体生长装置，
上述坩埚、上述第1绝热部和上述第2绝热部均在俯视下具有圆形状、且以成为同轴或与同轴同等的方式配置，
上述移动机构具有使上述坩埚和上述第1绝热部围绕沿着铅垂方向的轴转动的转动装置。
[4]根据上述[3]所述的晶体生长装置，
上述第1绝热部具有包围上述坩埚的外侧面而配置的第1侧壁，
上述至少1个第1贯通孔是贯通上述第1侧壁而设置的第1横孔，
上述第2绝热部具有包围上述第1侧壁的外侧面而配置的第2侧壁，
上述至少1个第2贯通孔是贯通上述第2侧壁而设置的第2横孔。
[5]根据上述[3]所述的晶体生长装置，
上述第1绝热部具有覆盖上述坩埚的上表面而配置的第1上壁，
上述第1贯通孔是贯通上述第1上壁而设置的第1纵孔，
上述第2绝热部具有覆盖上述第1上壁的上表面而配置的第2上壁，
上述第2贯通孔是贯通上述第2上壁而设置的第2纵孔。
[6]根据上述[3]所述的晶体生长装置，
上述第1绝热部具有覆盖上述坩埚的外侧面而配置的第1侧壁、和覆盖上述坩埚的上表面而配置的第1上壁，
上述至少1个第1贯通孔是贯通上述第1上壁而设置的第1纵孔和贯通上述第1侧壁而设置的第1横孔，
上述第2绝热部具有覆盖上述第1侧壁的外侧面而配置的第2侧壁、和覆盖上述第1上壁的上表面而配置的第2上壁，
上述至少1个第2贯通孔是贯通上述第2上壁而设置的第2纵孔和贯通上述第2侧壁而设置的第2横孔。
[7]根据上述[1]所述的晶体生长装置，上述移动机构具有将上述坩埚和上述第1绝热部进行升降的升降装置。
[8]根据上述[2]所述的晶体生长装置，上述移动机构具有将上述坩埚和上述第1绝热部进行升降的升降装置。
[9]根据上述[7]所述的晶体生长装置，
上述第1绝热部具有覆盖上述坩埚的侧面而配置的第1侧壁，
上述至少1个第1贯通孔是贯通上述第1侧壁而设置的第1横孔，
上述第2绝热部具有覆盖上述第1侧壁的侧面而配置的第2侧壁，
上述至少1个第2贯通孔是贯通上述第2侧壁而设置的第2横孔。
[10]根据上述[8]所述的晶体生长装置，
上述第1绝热部具有覆盖上述坩埚的侧面而配置的第1侧壁，
上述至少1个第1贯通孔是贯通上述第1侧壁而设置的第1横孔，
上述第2绝热部具有覆盖上述第1侧壁的侧面而配置的第2侧壁，
上述至少1个第2贯通孔是贯通上述第2侧壁而设置的第2横孔。
[11]根据上述[1]～[10]的任一项所述的晶体生长装置，上述晶种由选自SiC、AlN、GaN、GaAs和Si中的任一种材料构成。
[12]根据上述[11]所述的晶体生长装置，
上述原料由包含SiC的粉体、或者包含AlN的粉体构成，
上述晶种由SiC单晶或AlN单晶构成。
[13]根据上述[11]所述的晶体生长装置，
上述原料由包含Si和C的气体、或者包含Ga和As的气体构成，
上述晶种由SiC单晶或GaN单晶构成。
[14]根据上述[11]所述的晶体生长装置，
上述原料由包含Si和C的液体、或者包含Si的液体构成，
上述晶种由SiC单晶或Si单晶构成。
根据本发明，能够提高加热效率、并且同时实现坩埚温度的均匀性和坩埚温度的准确的测定，从而能够实现晶体的高品质化。
附图说明
图1A是概略性地表示在晶体生长时的本发明的第1实施方式涉及的晶体生长装置的构成的截面图，图1B是概略性地表示在坩埚的测温时的状态下的本发明的第1实施方式涉及的晶体生长装置的构成的截面图。
图2A是概略性地表示在晶体生长时的本发明的第2实施方式涉及的晶体生长装置的构成的截面图，图2B是概略性地表示在坩埚的测温时的状态下的本发明的第2实施方式涉及的晶体生长装置的构成的截面图。
图3是概略性地表示本发明的第3实施方式涉及的晶体生长装置的构成的截面图。
图4是概略性地表示本发明的第4实施方式涉及的晶体生长装置的构成的截面图。
图5是概略性地表示本发明的第5实施方式涉及的晶体生长装置的构成的截面图。
图6是表示图5的晶体生长装置的变形例的截面图。
图7是概略性地表示本发明的第6实施方式涉及的晶体生长装置的构成的截面图。
图8是概略性地表示本发明的第7实施方式涉及的晶体生长装置的构成的截面图。
附图标记说明
1 晶体生长装置
2 晶体生长装置
3 晶体生长装置
4 晶体生长装置
5 晶体生长装置
6 晶体生长装置
7 晶体生长装置
8 晶体生长装置
11 热源
12 容器主体
13 盖部
13a 下表面
13b 上表面
14 坩埚
14a 外侧面
15 第1贯通孔
16 第1绝热部
16a 第1侧壁
16b 第1上壁
16c 外侧面
16d 上表面
17 第2贯通孔
18 第2绝热部
18a 第2侧壁
18b 脚部
19 移动机构
20 辐射型测温部
21 转动装置
21a 载置台
21b 轴部
22 升降装置
22a 载置台
22b 轴部
31 第1贯通孔
32 第2绝热部
32a 第2侧壁
32b 脚部
32c 第2上壁
33 第2贯通孔
34 辐射型测温部
41 第1贯通孔
43 第2贯通孔
44 辐射型测温部
51 热源
52 高频线圈
53 加热器
54 电极
61 容器主体
62 盖部
63 坩埚
63a 外侧面
64 第1气体导入部
65 第1气体排出部
66 第2气体导入部
67 第2气体排出部
71 容器主体
72 盖部
73 坩埚
73a 外侧面
74 支持构件
A1 原料
A2 原料
A3 原料
B1 晶种
B2 晶种
B3 晶种
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对本发明的实施方式进行详细说明。
[第1实施方式]
图1A是概略性地表示在晶体生长时的本发明的第1实施方式涉及的晶体生长装置的构成的截面图，图1B是概略性地表示在坩埚的测温时的状态下的本发明的第1实施方式涉及的晶体生长装置的构成的截面图。再者，为了容易理解特征，为方便起见，在以下的说明中使用的附图有时放大地示出成为特征的部分，各构成要素的尺寸比率等并不被图示的尺寸比率等限定。
如图1A所示，晶体生长装置1具备：热源11；坩埚14，其由能够接纳原料A1的容器主体12和能够安装晶种B1的盖部13构成；第1绝热部16，其外装于坩埚14，且设有在厚度方向贯通的第1贯通孔15(至少1个贯通孔)；第2绝热部18，其外装于第1绝热部16，且设有在厚度方向贯通的第2贯通孔17(至少1个贯通孔)；移动机构19，其使第1绝热部16和第2绝热部18相对移动；以及，辐射型测温部20，其经由第1贯通孔15和第2贯通孔17来测定坩埚14的温度。
热源11为例如高频线圈，采用直接加热方式对原料A1进行加热。若在高频线圈中流通交流电流，则通过产生的磁场而在坩埚14的表面附近产生感应电流，由于其焦耳热而使坩埚14发热，通过热传导而对原料A1进行加热。热源11并不限于这样的直接加热方式，也可以是间接加热方式。
坩埚14的容器主体12由下部和胴体部构成，例如作为分别开的构件的下部和胴体部进行接合而形成。但是，不限于此，也可以将下部和胴部一体成形。在容器主体12中填充足以使晶种B1进行晶体生长的量的原料A1。
盖部13以闭塞容器主体12的上端开口的方式安装于该容器主体12。在盖部13的下表面13a固定晶种B1。晶种B1与盖部13的固定可以使用碳粘接剂，也可以设置未图示的固定构件来使其物理性地密合。
坩埚14优选在俯视下具有圆形状。但是，在移动机构19为后述的升降装置的情况下，坩埚14可具有圆形状以外的其他形状。
作为坩埚14的材料，优选使用在高温下稳定、且杂质气体的产生少的材料。具体而言，优选使用例如石墨(graphite)、碳化硅、以及被碳化硅或碳化钽(TaC)覆盖的石墨(graphite)等。
第1绝热部16以能够与坩埚14一起移动的方式设置，例如与坩埚14一起载置于移动机构19的后述的载置台上。
该第1绝热部16具有：包围坩埚14的外侧面14a而配置的第1侧壁16a；和覆盖坩埚14的上表面、即盖部13的上表面13b而配置的第1上壁16b。第1侧壁16a与第1上壁16b分体，但是第1侧壁16a和第1上壁16b也可以为一体。
第1绝热部16优选例如在俯视下具有圆形状。但是，在移动机构19为后述的升降装置的情况下，第1绝热部16可具有圆形状以外的其他形状。第1绝热部16的厚度为例如5mm～100mm。
第1绝热部16由例如碳纤维制的材料构成，能够将坩埚14的温度稳定地维持在高温区域。第1绝热部16只要能够将坩埚14的温度稳定地维持在高温区域，就可在调整了厚度、热导率的基础上由碳纤维以外的其他材料构成。
第1贯通孔15是例如贯通第1侧壁16a而设置的第1横孔。第1贯通孔15具有从坩埚14释放的辐射光能够通过的形状和尺寸。在原料A1为粉体的情况下，第1贯通孔15优选设置于与坩埚14中收纳原料A1的部位对应的高度方向位置。由此，在使晶种B1进行晶体生长时能够准确地测定原料A1的温度。
在本实施方式中，第2绝热部18被固定于炉体。在该情况下，将第1绝热部16以能够与坩埚14一起移动的方式设置，移动机构19将坩埚14和第1绝热部16相对于第2绝热部18进行移动。
在本实施方式中，该第2绝热部18具有包围第1侧壁16a的外侧面16c而配置的第2侧壁18a、和支持第2侧壁18a的脚部18b。
第2绝热部18与坩埚14和第1绝热部16同样地优选在俯视下具有圆形状。但是，在移动机构19为后述的升降装置的情况下，第2绝热部18可具有圆形状以外的其他形状。第2绝热部18的厚度为例如5mm～100mm。
第2绝热部18由例如碳纤维制的材料构成，能够将坩埚14的温度稳定地维持在高温区域。第2绝热部18只要与第1绝热部16同样地能够将坩埚14的温度稳定地维持在高温区域，就可由碳纤维以外的其他材料构成。
第2贯通孔17是例如贯通第2侧壁18a而设置的第2横孔。与第1贯通孔15同样地，第2贯通孔17具有从坩埚14释放的辐射光能够通过的形状和尺寸。另外，第2贯通孔17优选设置于与第1贯通孔15相同的高度方向位置。由此，仅通过将坩埚14和第1绝热部16进行转动，就能使第1贯通孔15和第2贯通孔17可靠地连通。
移动机构19将坩埚14和第1绝热部16两者相对于第2绝热部18进行移动。在本实施方式中，移动机构19具有使坩埚14和第1绝热部16围绕沿着铅垂方向的轴转动的转动装置21。转动装置21具有：载置台21a，其载置坩埚14和第1绝热部16两者；轴部21b，其安装于该载置台21a的下部；以及，未图示的电动机，其使轴部21b旋转。坩埚14、第1绝热部16和第2绝热部18中的任一者都可在俯视下具有圆形状，并以成为同轴或与同轴同等的方式配置。
辐射型测温部20由例如光检测部、光电转换部、温度输出部等构成，基于从坩埚14释放的辐射光来测定坩埚14、尤其是容器主体12的温度。辐射型测温部20，典型为便携型或设置型的辐射温度计。
原料A1可由例如包含SiC的粉体、或者包含AlN的粉体构成。
晶种B1可由选自SiC、AlN、GaN、GaAs和Si中的任一种材料构成。在原料A1由包含SiC的粉体、或者包含AlN的粉体构成的情况下，晶种B1由例如SiC单晶或AlN单晶构成。具体而言，原料A1由包含SiC的粉体构成、且晶种B1由SiC单晶构成，或者，原料A1由包含AlN的粉体构成、且晶种B1由AlN单晶构成。但是，不限于此，也可以原料A1由包含SiC的粉体构成、晶种B1由AlN单晶构成。另外，晶种B1可以是单晶，也可以是以单晶为主成分的晶体、或者多晶。
在如上述那样构成的晶体生长装置1中，在第2绝热部18被固定于炉体的状态下，转动装置21使坩埚14和第1绝热部16两者进行转动，使第1绝热部16的第1贯通孔15移动至与第2绝热部18的第2贯通孔17错开的位置。例如，在晶体生长装置1的俯视下将第2贯通孔17的轴方向设为0°时，将第1贯通孔15转动至第1贯通孔15的轴方向成为180°的位置(图1A)。由此，第1贯通孔15被第2绝热部18闭塞。
接着，向热源11供给电力，对坩埚14内的原料A1进行加热。原料A1的加热温度为例如1900～2500℃。通过该加热，原料A1升华从而产生原料气体，向晶种B1上供给该原料气体，晶种B1进行晶体生长。
另外，在坩埚14的测温时，转动装置21将坩埚14和第1绝热部16两者进行转动，使第1绝热部16的第1贯通孔15移动至与第2绝热部18的第2贯通孔17排列成直线状的位置。例如，在晶体生长装置1的俯视下将第2贯通孔17的轴方向设为0°时，将第1贯通孔15转动至第1贯通孔15的轴方向成为0°的位置(图1B)。由此，成为第1贯通孔15和第2贯通孔17连通的状态。
而且，利用辐射型测温部20经由第1贯通孔15和第2贯通孔17来测定从坩埚14释放的辐射光。由于第1贯通孔15和第2贯通孔17排列成直线状，因此从坩埚14释放的光线到达辐射型测温部20，坩埚14的侧壁的温度在短时间内被测定。若温度测定结束，则转动装置21将坩埚14和第1绝热部16两者进行转动，将第1绝热部16的第1贯通孔15移动至与第2绝热部18的第2贯通孔17错开的位置。由此，第1贯通孔15被第2绝热部18闭塞，抑制来自坩埚14的热流出和原料气体流出。另外，通过根据需要反复进行上述的动作，来多次地测定晶体生长时的坩埚14的温度。
如上述那样，根据本实施方式，第1绝热部16外装于坩埚14，且在该第1绝热部16设有在厚度方向贯通的第1贯通孔15。另外，第2绝热部18外装于第1绝热部16，且在该第2绝热部18设有在厚度方向贯通的第2贯通孔17。而且，移动机构19使第1绝热部16和第2绝热部18相对移动，辐射型测温部20经由第1贯通孔15和第2贯通孔17来测定坩埚14的温度。因此，在坩埚14的加热时，通过将第1贯通孔15和第2贯通孔17的位置错开，能够防止来自第1贯通孔15的热流出，能够防止在第1贯通孔15附近坩埚14的外壁的温度局部地降低。尤其是在原料A1为SiC的情况下，由于需要使SiC在高温下升华，因此通过防止来自第1贯通孔15的热流出，能够谋求SiC单晶的高品质化。另外，在坩埚14的测温时，通过使第1贯通孔15和第2贯通孔17的位置一致，能够准确且以短时间测定坩埚14、尤其是容器主体12的温度。而且，在测温时以外的晶体生长时，第1贯通孔15被第2绝热部18闭塞，因此原料气体难以到达第2贯通孔17，原料基本不在第2贯通孔17的内壁析出，不会因析出物的存在而产生测温的不良情况。因此，能够提高加热效率并且同时实现坩埚温度的均匀性和坩埚温度的准确的测定，从而实现晶体的高品质化。
另外，坩埚14、第1绝热部16和第2绝热部18中的任一者都在水平方向截面视图中具有圆形状，且以成为同轴或与同轴同等的方式配置，转动装置21将坩埚14和第1绝热部16围绕沿着铅垂方向的轴转动，因此能够使第1绝热部16和第2绝热部18容易地进行相对移动。
而且，第1绝热部16具有包围坩埚14的外侧面14a而配置的第1侧壁16a，第1贯通孔15是贯通第1侧壁16a而设置的第1横孔，第2绝热部18具有包围第1侧壁16a的外侧面16c而配置的第2侧壁18a，第2贯通孔17是贯通第2侧壁18a而设置的第2横孔，因此通过坩埚14和第1绝热部16的上述转动，能够将第1横孔和第2横孔的位置在横向上错开或使其一致，能够同时实现坩埚温度的均匀性和坩埚温度的准确的测定。
[第2实施方式]
图2A是概略性地表示在晶体生长时的本发明的第2实施方式涉及的晶体生长装置2的构成的截面图，图2B是概略性地表示在坩埚的测温时的状态下的本发明的第2实施方式涉及的晶体生长装置2的构成的截面图。在晶体生长装置2中，移动机构19具有升降装置来代替转动装置，这一点与第1实施方式的构成不同。对于与第1实施方式同样的构成，标记与第1实施方式相同的符号，以下对不同的部分进行说明。
如图2A所示，移动机构19具有将坩埚14和第1绝热部16进行升降的升降装置22。升降装置22具有：载置台22a，其载置坩埚14和第1绝热部16两者；轴部22b，其安装于该载置台22a的下部；以及，未图示的缸主体，其以能够将轴部22b在铅垂方向移动的方式设置。
第2贯通孔17是贯通第2侧壁18a而设置的第2横孔。在本实施方式中，第2贯通孔17优选设置于与第1贯通孔15同样的横向位置(周向位置)。由此，仅通过将坩埚14和第1绝热部16进行升降，就能使第1贯通孔15和第2贯通孔17可靠地连通。
在该晶体生长装置2中，在将坩埚14加热时或加热前，升降装置22将坩埚14和第1绝热部16两者向下方(或上方)移动，使第1绝热部16的第1贯通孔15移动至与第2绝热部18的第2贯通孔17错开的位置。由此，第1贯通孔15被第2绝热部18闭塞。
另一方面，在坩埚的测温时，升降装置22将坩埚14和第1绝热部16两者向上方(或下方)移动，使第1绝热部16的第1贯通孔15移动至与第2绝热部18的第2贯通孔17排列成直线状的位置(图2B)。由此，成为第1贯通孔15与第2贯通孔17连通的状态，在该状态下测定坩埚14的温度。
这样，在本实施方式中，在坩埚14的加热时第1贯通孔15被第2绝热部18闭塞，抑制来自坩埚14的热流出以及原料气体流出。另外，在坩埚14的测温时，成为第1贯通孔15与第2贯通孔17连通的状态，能够利用辐射型测温部20测定坩埚14、尤其是容器主体12的温度。因此，能够发挥与上述第1实施方式同样的效果。
[第3实施方式]
图3是概略性地表示本发明的第3实施方式涉及的晶体生长装置3的构成的截面图。在晶体生长装置3中，第1贯通孔和第2贯通孔设置于坩埚14的上方，这一点与第1实施方式的构成不同。对于与第1实施方式同样的构成，标记与第1实施方式相同的符号，以下对不同的部分进行说明。
如图3所示，第1绝热部16具有覆盖盖部13的上表面13b而配置的第1上壁16b，在第1上壁16b设有在厚度方向贯通的第1贯通孔31。第1贯通孔31是例如贯通第1上壁16b而设置的第1纵孔。该第1贯通孔31优选设置于与晶种B1的安装位置对应的位置、即晶种B1的附近。由此，在使晶种B1进行晶体生长时能够准确地测定晶种B1的温度。
第2绝热部32具有：包围第1侧壁16a的外侧面16c而配置的第2侧壁32a、支持第2侧壁32a的脚部32b、和覆盖第1上壁16b的上表面16d而配置的第2上壁32c。在第2上壁32c设有在厚度方向贯通的第2贯通孔33。
第2贯通孔33是例如将第2上壁32c在上下方向贯通而设置的第2纵孔。在晶体生长装置3的俯视下，该第2贯通孔33优选设置于以转动轴为中心而与第1贯通孔31相同的径向位置。由此，仅通过将坩埚14和第1绝热部16进行转动，就能使第1贯通孔31与第2贯通孔33连通。
辐射型测温部34基于从坩埚14的上方释放的辐射光来测定坩埚14的温度、尤其是盖部13的温度。
在该晶体生长装置3中，在将坩埚14加热时或加热前，将坩埚14和第1绝热部16两者转动，使第1绝热部16的第1贯通孔31移动至与第2绝热部32的第2贯通孔33错开的位置。在图3的晶体生长装置3中，在第1上壁16b与第2上壁32c之间设有间隙，但如果第1贯通孔31和第2贯通孔33是错开的位置关系，则热从坩埚14向装置外部的移动路径的距离增大，能够抑制热流出。另外，第2上壁32c也可以以与第1上壁16b之间没有间隙的方式配置。
在坩埚的测温时，将坩埚14和第1绝热部16两者转动，使第1绝热部16的第1贯通孔31移动至与第2绝热部32的第2贯通孔33排列成直线状的位置。由此，成为第1贯通孔31与第2贯通孔33连通的状态，在该状态下测定坩埚14的温度。
根据本实施方式，在坩埚14的加热时，通过错开第1贯通孔31和第2贯通孔33的位置，从而抑制来自坩埚14的热流出以及原料气体流出。另外，在坩埚14的测温时，通过使第1贯通孔31和第2贯通孔33的位置一致，能够利用辐射型测温部34测定坩埚14、尤其是盖部13的温度。因此，能够准确地测定晶体生长时的晶种B1的温度，能够发挥与上述第1实施方式同样的效果。
[第4实施方式]
图4是概略性地表示本发明的第4实施方式涉及的晶体生长装置4的构成的截面图。在晶体生长装置4中，在第1绝热部设有2个第1贯通孔，并且，在第2绝热部设有2个第2贯通孔，这一点与第3实施方式的构成不同。对于与第3实施方式同样的构成，标记与第3实施方式相同的符号，以下对不同的部分进行说明。
如图4所示，设置于第1绝热部16的2个第1贯通孔31、41，例如分别是贯通第1上壁16b而设置的第1纵孔和贯通第1侧壁16a而设置的第1横孔。另外，设置于第2绝热部32的2个第2贯通孔33、43，例如是贯通第2上壁32c而设置的第2纵孔和贯通第2侧壁32a而设置的第2横孔。
辐射型测温部34，如上述那样基于从坩埚14的上方释放的辐射光来测定盖部13的温度。另外，辐射型测温部44基于从坩埚14的侧面释放的辐射光来测定容器主体12的温度。
在该晶体生长装置4中，在将坩埚14加热时或加热前，转动装置21将坩埚14和第1绝热部16两者进行转动，将第1绝热部16的第1贯通孔31移动至与第2绝热部32的第2贯通孔33错开的位置，另外，将第1绝热部16的第1贯通孔41移动至与第2绝热部32的第2贯通孔43错开的位置。
另外，在坩埚的测温时，将坩埚14和第1绝热部16两者进行转动，将第1绝热部16的第1贯通孔31移动至与第2绝热部32的第2贯通孔33排列成直线状的位置，另外，将第1绝热部16的第1贯通孔41移动至与第2绝热部32的第2贯通孔43排列成直线状的位置。由此，成为第1贯通孔31与第2贯通孔33连通的状态，另外，成为第1贯通孔41与第2贯通孔43连通的状态。在该状态下测定盖部13的温度和容器主体12的温度两者。
根据本实施方式，能够利用辐射型测温部34、44分别测定坩埚14的温度、尤其是盖部13的温度和容器主体12的温度。因此，能够准确地测定晶体生长时的晶种B1的温度和原料A1的温度两者。尤其是在坩埚14、第1绝热部16和第2绝热部32中的任一者都在水平方向截面视图中具有圆形状、且以成为同轴或与同轴同等的方式配置的情况下，仅通过将坩埚14和第1绝热部16围绕沿着铅垂方向的轴进行转动，就能同时地测定晶体生长时的晶种B1的温度和原料A1的温度两者。
[第5实施方式]
图5是概略性地表示本发明的第5实施方式涉及的晶体生长装置5的构成的截面图，图6是表示图5的晶体生长装置5的变形例的图。在图5的晶体生长装置5和图6的晶体生长装置6中，热源的构成与第1实施方式不同。对于与第1实施方式同样的构成，标记与第1实施方式相同的符号，以下对不同的部分进行说明。
如图5所示，晶体生长装置5的热源51具有高频线圈52和加热器53。作为加热器53，可使用例如石墨加热器。加热器53设置于坩埚14与第1绝热部16之间，优选以包围坩埚14的外侧面14a的方式配置。热源51的构成不限于此，也可以是能够采用间接加热方式来对原料A1进行加热的其他的构成。
另外，也可以如图6所示那样，在晶体生长装置6中仅设置加热器53作为热源，能够从外部供电的电极54与加热器53连接。在该情况下，热源不限于加热器，也可以是能够采用电阻加热方式来对原料A1进行加热的其他的构成。
根据本实施方式，也能发挥与上述第1实施方式同样的效果。
[第6实施方式]
图7是概略性地表示本发明的第6实施方式涉及的晶体生长装置7的构成的截面图。在晶体生长装置7中，原料为气体，采用气体法来进行晶体生长，这一点与上述第1实施方式不同。对于与第1实施方式同样的构成，标记与第1实施方式相同的符号，以下对不同的部分进行说明。
晶体生长装置7具备：第1气体导入部64，其设置于坩埚63的容器主体61；第1气体排出部65，其设置于坩埚63的盖部62；第2气体导入部66，其在转动装置21的载置台21a和轴部21b的中心部在轴向上贯通地设置、且与第1气体导入部64连通；以及，第2气体排出部67，其设置于第1绝热部16的第1上壁16b、且与第1气体排出部65连通。在本实施方式中，移动机构19具有转动装置21，但是也可以具有升降装置来代替转动装置。
第1气体导入部64，其形状没有限制，例如采用圆孔来构成。第2气体导入部66具有与第1气体导入部64的形状对应的形状，优选采用在晶体生长装置7的俯视下设置于与第1气体导入部64相同的位置的圆孔构成。
第1气体排出部65，例如采用环状孔构成。第2气体排出部67具有与第1气体排出部65的形状对应的形状，优选采用在晶体生长装置7的俯视下设置于与第1气体排出部65相同的位置的环状孔构成。
原料A2例如由包含Si和C的气体、或者包含Ga和As的气体构成。在该情况下，晶种B2例如由SiC单晶或GaN单晶构成。
在该晶体生长装置7中，气体的原料A2从晶体生长装置7的下方经由第2气体导入部66和第1气体导入部64而向坩埚63内供给，另外，经由第1气体排出部65和第2气体排出部67而向坩埚63的外部排出。在坩埚63内，产生从第1气体导入部64向第1气体排出部65的原料A2的气流(图中的炉内的箭头)，原料A2通过晶种B2的下表面附近和外周面的附近。由此，晶种B2进行晶体生长。
在采用气体法使晶种B2进行晶体生长的情况下，测定坩埚63的侧壁的温度在控制原料A2的分解上很重要。根据本实施方式，能够准确地测定坩埚63的外侧面63a的温度，能够实现晶体的高品质化。
[第7实施方式]
图8是概略性地表示本发明的第7实施方式涉及的晶体生长装置8的构成的截面图。在晶体生长装置8中，原料为液体，采用溶液法进行晶体生长，这一点与上述第1实施方式不同。对于与第1实施方式同样的构成，标记与第1实施方式相同的符号，以下对不同的部分进行说明。
晶体生长装置8具备：坩埚73，其由能够接纳原料A3的容器主体71和能够安装晶种B3的盖部72构成；以及，支持构件74，其安装于盖部72、且在坩埚73内能升降地支持晶种B3。支持构件74为例如石墨棒，在其下端部安装有晶种B3。换言之，晶种B3介由支持构件74而安装于盖部72。
原料A3例如由包含Si和C的液体、或者包含Si的液体构成。在该情况下，晶种B3例如由SiC单晶或Si单晶构成。
在该晶体生长装置8中，使支持构件74下降，将安装于支持构件74的下端部的晶种B3浸渍于坩埚73内的原料A3中。在使晶种B3浸渍于原料A3中的状态下对原料A3进行加热，其后，提拉起晶种B3。由此，晶种B3进行晶体生长。
在采用溶液法使晶种B3进行晶体生长的情况下，测定坩埚73的侧壁的温度在控制晶体生长上也很重要。根据本实施方式，能够准确地测定坩埚73的外侧面73a的温度，能够实现晶体的高品质化。
以上，对本发明的优选实施方式进行了详细叙述，但是，本发明并不被特定的实施方式限定，能够在权利要求书所记载的本发明的主旨的范围内进行各种的变形或变更。
例如，在上述实施方式中，晶体生长装置具备第1绝热部和第2绝热部，但是并不限于此，也可以具备3个以上的绝热部。在晶体生长装置具备3个以上的绝热部的情况下，在3个以上的绝热部的各个上设有在厚度方向贯通的至少1个第1贯通孔。
另外，在上述实施方式中，第1绝热部可移动地设置，第2绝热部被固定于炉体，但是并不限于此，也可以第1绝热部被固定于炉体、第2绝热部可移动地设置。进而，也可以第1绝热部和第2绝热部两者可移动地设置。在该情况下，移动机构可具有将第1绝热部进行移动的第1移动机构和将第2绝热部进行移动的第2移动机构。
另外，在上述实施方式中，第1绝热部以能够与坩埚一起移动的方式设置，但是并不限于此，也可以以能够与坩埚进行相对移动的方式设置。在该情况下，移动机构可具有将坩埚进行移动的第1移动机构和将第1绝热部进行移动的第2移动机构。

Claims (14)

1.一种晶体生长装置，具备：
热源；
坩埚，其由能够接纳原料的容器主体和能够安装晶种的盖部构成；
第1绝热部，其外装于所述坩埚，并设有在厚度方向贯通的至少1个第1贯通孔；
第2绝热部，其外装于所述第1绝热部，并设有在厚度方向贯通的至少1个第2贯通孔；
移动机构，其通过使所述第1绝热部和所述第2绝热部相对移动，来使所述第1贯通孔和所述第2贯通孔的位置错开或者使所述第1贯通孔和所述第2贯通孔的位置一致；和
辐射型测温部，其经由所述第1贯通孔和所述第2贯通孔来测定所述坩埚的温度。
2.根据权利要求1所述的晶体生长装置，
所述第1绝热部以能够与所述坩埚一起移动的方式设置，
所述第2绝热部被固定于炉体，
所述移动机构将所述坩埚和所述第1绝热部两者相对于所述第2绝热部进行移动。
3.根据权利要求2所述的晶体生长装置，
所述坩埚、所述第1绝热部和所述第2绝热部均在俯视下具有圆形状、且以成为同轴或与同轴同等的方式配置，
所述移动机构具有使所述坩埚和所述第1绝热部围绕沿着铅垂方向的轴转动的转动装置。
4.根据权利要求3所述的晶体生长装置，
所述第1绝热部具有包围所述坩埚的外侧面而配置的第1侧壁，
所述至少1个第1贯通孔是贯通所述第1侧壁而设置的第1横孔，
所述第2绝热部具有包围所述第1侧壁的外侧面而配置的第2侧壁，
所述至少1个第2贯通孔是贯通所述第2侧壁而设置的第2横孔。
5.根据权利要求3所述的晶体生长装置，
所述第1绝热部具有覆盖所述坩埚的上表面而配置的第1上壁，
所述第1贯通孔是贯通所述第1上壁而设置的第1纵孔，
所述第2绝热部具有覆盖所述第1上壁的上表面而配置的第2上壁，
所述第2贯通孔是贯通所述第2上壁而设置的第2纵孔。
6.根据权利要求3所述的晶体生长装置，
所述第1绝热部具有覆盖所述坩埚的外侧面而配置的第1侧壁、和覆盖所述坩埚的上表面而配置的第1上壁，
所述至少1个第1贯通孔是贯通所述第1上壁而设置的第1纵孔和贯通所述第1侧壁而设置的第1横孔，
所述第2绝热部具有覆盖所述第1侧壁的外侧面而配置的第2侧壁、和覆盖所述第1上壁的上表面而配置的第2上壁，
所述至少1个第2贯通孔是贯通所述第2上壁而设置的第2纵孔和贯通所述第2侧壁而设置的第2横孔。
7.根据权利要求1所述的晶体生长装置，所述移动机构具有将所述坩埚和所述第1绝热部进行升降的升降装置。
8.根据权利要求2所述的晶体生长装置，所述移动机构具有将所述坩埚和所述第1绝热部进行升降的升降装置。
9.根据权利要求7所述的晶体生长装置，
所述第1绝热部具有覆盖所述坩埚的侧面而配置的第1侧壁，
所述至少1个第1贯通孔是贯通所述第1侧壁而设置的第1横孔，
所述第2绝热部具有覆盖所述第1侧壁的侧面而配置的第2侧壁，
所述至少1个第2贯通孔是贯通所述第2侧壁而设置的第2横孔。
10.根据权利要求8所述的晶体生长装置，
所述第1绝热部具有覆盖所述坩埚的侧面而配置的第1侧壁，
所述至少1个第1贯通孔是贯通所述第1侧壁而设置的第1横孔，
所述第2绝热部具有覆盖所述第1侧壁的侧面而配置的第2侧壁，
所述至少1个第2贯通孔是贯通所述第2侧壁而设置的第2横孔。
11.根据权利要求1～10的任一项所述的晶体生长装置，所述晶种由选自SiC、AlN、GaN、GaAs和Si中的任一种材料构成。
12.根据权利要求11所述的晶体生长装置，
所述原料由包含SiC的粉体、或者包含AlN的粉体构成，
所述晶种由SiC单晶或AlN单晶构成。
13.根据权利要求11所述的晶体生长装置，
所述原料由包含Si和C的气体、或者包含Ga和As的气体构成，
所述晶种由SiC单晶或GaN单晶构成。
14.根据权利要求11所述的晶体生长装置，
所述原料由包含Si和C的液体、或者包含Si的液体构成，
所述晶种由SiC单晶或Si单晶构成。
CN201910833016.3A 2018-09-06 2019-09-04 晶体生长装置 Active CN110878423B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018167067A JP7129856B2 (ja) 2018-09-06 2018-09-06 結晶成長装置
JP2018-167067 2018-09-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110878423A CN110878423A (zh) 2020-03-13
CN110878423B true CN110878423B (zh) 2022-05-17

Family

ID=69720622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910833016.3A Active CN110878423B (zh) 2018-09-06 2019-09-04 晶体生长装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11447890B2 (zh)
JP (1) JP7129856B2 (zh)
CN (1) CN110878423B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115369479B (zh) * 2022-07-19 2023-10-31 连城凯克斯科技有限公司 一种碳化硅生产时温度自动检测调控设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2013216515A (ja) * 2012-04-05 2013-10-24 Denso Corp 炭化珪素単結晶の製造装置および製造方法
CN104195640A (zh) * 2014-08-28 2014-12-10 杭州铸泰科技有限公司 一种用于蓝宝石单晶生长的热场系统
CN104395248A (zh) * 2012-06-27 2015-03-04 株式会社尼康 SiO2-TiO2系玻璃的制造方法、含有SiO2-TiO2系玻璃的板状构件的制造方法、制造装置以及SiO2-TiO2系玻璃的制造装置
CN107541776A (zh) * 2017-08-14 2018-01-05 同济大学 一种大尺寸氧化镓单晶的生长设备及方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4866005A (en) * 1987-10-26 1989-09-12 North Carolina State University Sublimation of silicon carbide to produce large, device quality single crystals of silicon carbide
JP3216322B2 (ja) * 1993-04-12 2001-10-09 住友金属鉱山株式会社 単結晶育成装置
JP4967808B2 (ja) 2007-05-22 2012-07-04 株式会社デンソー 炭化珪素単結晶の製造装置および製造方法
JP5317117B2 (ja) 2009-07-23 2013-10-16 株式会社フジクラ 窒化物単結晶の製造装置
JP5402798B2 (ja) * 2010-04-06 2014-01-29 新日鐵住金株式会社 炭化珪素単結晶インゴットの製造方法
JP5560862B2 (ja) * 2010-04-07 2014-07-30 新日鐵住金株式会社 炭化珪素単結晶インゴットの製造装置
JP5482643B2 (ja) * 2010-12-24 2014-05-07 新日鐵住金株式会社 炭化珪素単結晶インゴットの製造装置
JP6111873B2 (ja) * 2013-06-04 2017-04-12 新日鐵住金株式会社 炭化珪素単結晶インゴットの製造方法
JP2017078008A (ja) 2015-10-22 2017-04-27 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法および炭化珪素単結晶の製造装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2013216515A (ja) * 2012-04-05 2013-10-24 Denso Corp 炭化珪素単結晶の製造装置および製造方法
CN104395248A (zh) * 2012-06-27 2015-03-04 株式会社尼康 SiO2-TiO2系玻璃的制造方法、含有SiO2-TiO2系玻璃的板状构件的制造方法、制造装置以及SiO2-TiO2系玻璃的制造装置
CN104195640A (zh) * 2014-08-28 2014-12-10 杭州铸泰科技有限公司 一种用于蓝宝石单晶生长的热场系统
CN107541776A (zh) * 2017-08-14 2018-01-05 同济大学 一种大尺寸氧化镓单晶的生长设备及方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200080232A1 (en) 2020-03-12
US11447890B2 (en) 2022-09-20
JP7129856B2 (ja) 2022-09-02
JP2020040846A (ja) 2020-03-19
CN110878423A (zh) 2020-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11643749B2 (en) Crucible and SiC single crystal growth apparatus
KR101816109B1 (ko) 탄화규소 단결정 잉곳의 성장장치 및 그 성장방법
CN106637411B (zh) 一种氮化铝单晶生长方法
TWI648525B (zh) 一種用於量測坩堝內部熱場分布之裝置
JP5544988B2 (ja) 炭化珪素単結晶の製造方法
CN112708933B (zh) 一种晶体制备方法
CN110878423B (zh) 晶体生长装置
CN110359087A (zh) 碳化硅单晶生长装置及制造碳化硅单晶的方法
KR20130124024A (ko) 대구경 단결정 성장장치 및 이를 이용하는 성장방법
JP2017041465A (ja) 誘導加熱装置
JP2012193055A (ja) ＳｉＣ単結晶製造方法およびそれに用いる装置
KR101724290B1 (ko) 탄화규소 단결정 성장장치
JP6861557B2 (ja) 炭化珪素単結晶インゴットの製造装置及び炭化珪素単結晶インゴットの製造方法
KR101372710B1 (ko) 대구경 단결정 성장장치 및 이를 이용하는 성장방법
JP2017154953A (ja) 炭化珪素単結晶製造装置
JP5783230B2 (ja) 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2015166298A (ja) 単結晶製造装置及び単結晶製造方法
KR101333791B1 (ko) 단결정 성장장치
JP2013075793A (ja) 単結晶の製造装置、および単結晶の製造方法
JP6881365B2 (ja) 炭化珪素単結晶の製造方法及び製造装置
JP5573753B2 (ja) ＳｉＣ成長装置
JP2015229608A (ja) 単結晶製造装置
JP6128646B2 (ja) 単結晶成長装置
JP5800010B2 (ja) 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2016020286A (ja) ＡｌＮ単結晶の製造方法及びＡｌＮ単結晶を成長させるための基材

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: Lishennoco Co.,Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Showa electrical materials Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230506

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: Showa electrical materials Co.,Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: SHOWA DENKO Kabushiki Kaisha

TR01 Transfer of patent right