JP2000264795A - 炭化珪素単結晶の製造装置及び炭化珪素単結晶の製造方法 - Google Patents
炭化珪素単結晶の製造装置及び炭化珪素単結晶の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 平板からの輻射熱を均一化させることによ
り、成長表面を平坦にできるようにする。 【解決手段】 少なくとも炭化珪素単結晶基板３の直径
以上の平面部を有する複数枚の遮蔽板５ａを、炭化珪素
単結晶基板３と炭化珪素原料粉末４との間に、炭化珪素
単結晶基板３の成長表面と平面部とが対向するように積
層配置して炭化珪素単結晶の成長を行なう。このよう
に、炭化珪素単結晶基板３と炭化珪素原料粉末４との間
に複数の遮蔽板５ａを配置することによって、複数の遮
蔽板５ａそれぞれの熱輻射によって、複数の遮蔽板５ａ
のうち最も炭化珪素単結晶基板３に近い側において遮蔽
板５ａの上面温度が略均一になるようにできる。これに
より、炭化珪素単結晶１０の成長表面を平坦にできる。
り、成長表面を平坦にできるようにする。 【解決手段】 少なくとも炭化珪素単結晶基板３の直径
以上の平面部を有する複数枚の遮蔽板５ａを、炭化珪素
単結晶基板３と炭化珪素原料粉末４との間に、炭化珪素
単結晶基板３の成長表面と平面部とが対向するように積
層配置して炭化珪素単結晶の成長を行なう。このよう
に、炭化珪素単結晶基板３と炭化珪素原料粉末４との間
に複数の遮蔽板５ａを配置することによって、複数の遮
蔽板５ａそれぞれの熱輻射によって、複数の遮蔽板５ａ
のうち最も炭化珪素単結晶基板３に近い側において遮蔽
板５ａの上面温度が略均一になるようにできる。これに
より、炭化珪素単結晶１０の成長表面を平坦にできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体や発光ダイ
オードなどの素材に利用することができる炭化珪素単結
晶の製造方法及び製造装置に関する。
オードなどの素材に利用することができる炭化珪素単結
晶の製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の炭化珪素単結晶の製造用の黒鉛製
るつぼを図７に示す。従来、昇華法によるＳｉＣバルク
単結晶の製造においては、図７に示すように、容器５１
上方に配置された種結晶５２と容器５１下方に配置され
た原料部５３との温度差をつけるために、種結晶５２と
原料部５３との間に厚さ１０ｍｍ程度の円形の平板５４
を１枚配置するようにしている（特開平８−２９５５９
５号公報参照）。
るつぼを図７に示す。従来、昇華法によるＳｉＣバルク
単結晶の製造においては、図７に示すように、容器５１
上方に配置された種結晶５２と容器５１下方に配置され
た原料部５３との温度差をつけるために、種結晶５２と
原料部５３との間に厚さ１０ｍｍ程度の円形の平板５４
を１枚配置するようにしている（特開平８−２９５５９
５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円形平
板５４の表面温度が不均一であるため、円形平板５４の
熱輻射を受ける種結晶５２及び成長結晶５５の表面温度
も不均一となり、成長した炭化珪素単結晶５５の成長表
面が平坦にならず、高品位な炭化珪素単結晶５５が得ら
れないという問題がある。
板５４の表面温度が不均一であるため、円形平板５４の
熱輻射を受ける種結晶５２及び成長結晶５５の表面温度
も不均一となり、成長した炭化珪素単結晶５５の成長表
面が平坦にならず、高品位な炭化珪素単結晶５５が得ら
れないという問題がある。
【０００４】本発明は上記問題に鑑みて成され、平板か
らの輻射熱を均一化させることにより、成長表面を平坦
にできる炭化珪素単結晶の製造方法及びそれに適用され
る製造装置を提供することを目的とする。
らの輻射熱を均一化させることにより、成長表面を平坦
にできる炭化珪素単結晶の製造方法及びそれに適用され
る製造装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決すべく、
請求項１に記載の発明においては、容器（１、２）内
に、成長させる炭化珪素単結晶の原料（４）と、種結晶
となる炭化珪素単結晶基板（３）を配置し、原料を昇華
させて炭化珪素単結晶基板上に炭化珪素単結晶（１０）
を成長させる単結晶製造方法において、少なくとも炭化
珪素単結晶基板の直径以上の平面部を有する複数枚の板
部材（５ａ）を、炭化珪素単結晶基板と原料との間に、
炭化珪素単結晶基板の成長表面と平面部とが対向するよ
うに積層配置して炭化珪素単結晶の成長を行なうことを
特徴としている。
請求項１に記載の発明においては、容器（１、２）内
に、成長させる炭化珪素単結晶の原料（４）と、種結晶
となる炭化珪素単結晶基板（３）を配置し、原料を昇華
させて炭化珪素単結晶基板上に炭化珪素単結晶（１０）
を成長させる単結晶製造方法において、少なくとも炭化
珪素単結晶基板の直径以上の平面部を有する複数枚の板
部材（５ａ）を、炭化珪素単結晶基板と原料との間に、
炭化珪素単結晶基板の成長表面と平面部とが対向するよ
うに積層配置して炭化珪素単結晶の成長を行なうことを
特徴としている。
【０００６】このように、炭化珪素単結晶基板と炭化珪
素原料との間に複数の板部材を配置することによって、
複数の板部材それぞれの熱輻射によって、複数の板部材
のうち最も炭化珪素単結晶基板に近い側において板部材
の上面温度が略均一になるようにできる。これにより、
炭化珪素単結晶の成長表面を平坦にできる。例えば、請
求項２に示すように、複数枚の板部材のそれぞれの間に
隙間を設けて配置し、該複数枚の板部材それぞれの外周
部で支持されるようにすることができる。
素原料との間に複数の板部材を配置することによって、
複数の板部材それぞれの熱輻射によって、複数の板部材
のうち最も炭化珪素単結晶基板に近い側において板部材
の上面温度が略均一になるようにできる。これにより、
炭化珪素単結晶の成長表面を平坦にできる。例えば、請
求項２に示すように、複数枚の板部材のそれぞれの間に
隙間を設けて配置し、該複数枚の板部材それぞれの外周
部で支持されるようにすることができる。
【０００７】請求項３に記載の発明においては、少なく
とも炭化珪素単結晶基板の直径以上の平面部を有すると
共に原料の蒸気を通過させることができる貫通孔が形成
された板部材（５ｃ）を、炭化珪素単結晶基板と原料と
の間に、炭化珪素単結晶基板の成長表面と平面部とが対
向するように配置し、この板部材の外周を容器の内壁で
支持するようにして炭化珪素単結晶の成長を行なうこと
を特徴としている。
とも炭化珪素単結晶基板の直径以上の平面部を有すると
共に原料の蒸気を通過させることができる貫通孔が形成
された板部材（５ｃ）を、炭化珪素単結晶基板と原料と
の間に、炭化珪素単結晶基板の成長表面と平面部とが対
向するように配置し、この板部材の外周を容器の内壁で
支持するようにして炭化珪素単結晶の成長を行なうこと
を特徴としている。
【０００８】このように、板部材の外周を容器の内壁で
支持するようにすることで、支持棒などによる支持とこ
となり、支持部分からの熱伝導による影響を受け難くで
きる。これにより、請求項１と同様の効果が得られる。
請求項４に記載の発明においては、支持棒（７）にて、
少なくとも炭化珪素単結晶基板の直径以上の平面部を有
すると共に該平面部における厚みが支持棒の支持部分の
直径以上となっている板部材（５ｂ）を、炭化珪素単結
晶基板と原料との間に、炭化珪素単結晶基板の成長表面
と平面部とが対向するように配置して炭化珪素単結晶の
成長を行なうことを特徴としている。
支持するようにすることで、支持棒などによる支持とこ
となり、支持部分からの熱伝導による影響を受け難くで
きる。これにより、請求項１と同様の効果が得られる。
請求項４に記載の発明においては、支持棒（７）にて、
少なくとも炭化珪素単結晶基板の直径以上の平面部を有
すると共に該平面部における厚みが支持棒の支持部分の
直径以上となっている板部材（５ｂ）を、炭化珪素単結
晶基板と原料との間に、炭化珪素単結晶基板の成長表面
と平面部とが対向するように配置して炭化珪素単結晶の
成長を行なうことを特徴としている。
【０００９】このように、板部材の板厚を支持棒による
支持部分の直径以上にすることにより、板部材の厚みに
よって板部材の上面において熱伝導が略均一に行われる
ようにできる。これにより、請求項１と同様の効果が得
られる。好ましくは、請求項５に示すように、板部材の
板厚が、支持棒の支持部の直径に対して少なくとも２倍
以上となっているものがよい。
支持部分の直径以上にすることにより、板部材の厚みに
よって板部材の上面において熱伝導が略均一に行われる
ようにできる。これにより、請求項１と同様の効果が得
られる。好ましくは、請求項５に示すように、板部材の
板厚が、支持棒の支持部の直径に対して少なくとも２倍
以上となっているものがよい。
【００１０】なお、請求項６に示すように、板部材を均
質な黒鉛で構成したり、請求項７に示すように、板部材
を多孔質黒鉛で構成することができる。また、請求項８
に示すように、板部材を円形状で構成すると、板部材内
での熱伝導が板部材の中央部を中心として対称とするこ
とができる。なお、上記各請求項に示す炭化珪素単結晶
の製造方法は、請求項１０乃至１４に示す炭化珪素単結
晶の製造装置を用いるて実施可能である。
質な黒鉛で構成したり、請求項７に示すように、板部材
を多孔質黒鉛で構成することができる。また、請求項８
に示すように、板部材を円形状で構成すると、板部材内
での熱伝導が板部材の中央部を中心として対称とするこ
とができる。なお、上記各請求項に示す炭化珪素単結晶
の製造方法は、請求項１０乃至１４に示す炭化珪素単結
晶の製造装置を用いるて実施可能である。
【００１１】なお、上記した 括弧内の符号は後述する
実施形態における図中の符号と対応している。
実施形態における図中の符号と対応している。
【００１２】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１に、本発明
の第１実施形態で用いる結晶成長装置としての黒鉛製る
つぼを示す。この黒鉛製るつぼは、黒鉛製るつぼの底部
に備えられた炭化珪素原料粉末４を熱処理によって昇華
させ、種結晶である炭化珪素単結晶基板３上に炭化珪素
単結晶１０を結晶成長させるものである。
の第１実施形態で用いる結晶成長装置としての黒鉛製る
つぼを示す。この黒鉛製るつぼは、黒鉛製るつぼの底部
に備えられた炭化珪素原料粉末４を熱処理によって昇華
させ、種結晶である炭化珪素単結晶基板３上に炭化珪素
単結晶１０を結晶成長させるものである。
【００１３】この黒鉛製るつぼは、上面が開口している
略円筒形状のるつぼ本体１と、るつぼ本体１の開口部を
塞ぐ蓋材２とを備えて構成されている。この黒鉛製るつ
ぼを構成する蓋材２を台座として、台座上に炭化珪素単
結晶基板３が配置されている。そして、るつぼ本体１の
底部には炭化珪素原料粉末４が充填されており、この炭
化珪素原料粉末４を昇華させることによって、炭化珪素
単結晶基板３を種結晶として、種結晶の表面に炭化珪素
単結晶を結晶成長させられるようになっている。
略円筒形状のるつぼ本体１と、るつぼ本体１の開口部を
塞ぐ蓋材２とを備えて構成されている。この黒鉛製るつ
ぼを構成する蓋材２を台座として、台座上に炭化珪素単
結晶基板３が配置されている。そして、るつぼ本体１の
底部には炭化珪素原料粉末４が充填されており、この炭
化珪素原料粉末４を昇華させることによって、炭化珪素
単結晶基板３を種結晶として、種結晶の表面に炭化珪素
単結晶を結晶成長させられるようになっている。
【００１４】また、黒鉛製るつぼには、炭化珪素原料粉
末４と炭化珪素単結晶基板３との間に配置された複数枚
（本実施形態では２枚）の遮蔽板（板部材）５ａが備え
られている。これらの遮蔽板５ａは、炭化珪素単結晶基
板３の成長表面と対向する平面を有する略円形の平板で
構成されている。そして、複数枚の遮蔽板５ａそれぞれ
の間に遮蔽板５ａの外周と同等の径を有する円環状の環
状部材６が配置され、複数枚の遮蔽板５ａのそれぞれの
間に隙間が空けられた構成されている。これら遮蔽板５
ａは、均一材質のもの、例えば黒鉛でされている。
末４と炭化珪素単結晶基板３との間に配置された複数枚
（本実施形態では２枚）の遮蔽板（板部材）５ａが備え
られている。これらの遮蔽板５ａは、炭化珪素単結晶基
板３の成長表面と対向する平面を有する略円形の平板で
構成されている。そして、複数枚の遮蔽板５ａそれぞれ
の間に遮蔽板５ａの外周と同等の径を有する円環状の環
状部材６が配置され、複数枚の遮蔽板５ａのそれぞれの
間に隙間が空けられた構成されている。これら遮蔽板５
ａは、均一材質のもの、例えば黒鉛でされている。
【００１５】また、これらの遮蔽板５ａのうち最も炭化
珪素原料粉末４側のものは、その中心部がるつぼ本体１
の底部から延ばされた支持棒７によって支持されてい
る。この遮蔽板５ａの板厚は、該遮蔽板５ａの支持部
分、つまり遮蔽板５ａと支持棒７との接合部位における
支持棒７の直径以上となっている。なお、図示しない
が、黒鉛製るつぼは、アルゴンガスが導入できる真空容
器の中でヒータにより加熱できるようになっており、こ
のヒータのパワーを調節することによって種結晶である
炭化珪素単結晶基板３の温度が炭化珪素原料粉末４の温
度よりも１００℃程度低温に保たれるようにできる。
珪素原料粉末４側のものは、その中心部がるつぼ本体１
の底部から延ばされた支持棒７によって支持されてい
る。この遮蔽板５ａの板厚は、該遮蔽板５ａの支持部
分、つまり遮蔽板５ａと支持棒７との接合部位における
支持棒７の直径以上となっている。なお、図示しない
が、黒鉛製るつぼは、アルゴンガスが導入できる真空容
器の中でヒータにより加熱できるようになっており、こ
のヒータのパワーを調節することによって種結晶である
炭化珪素単結晶基板３の温度が炭化珪素原料粉末４の温
度よりも１００℃程度低温に保たれるようにできる。
【００１６】このように構成された結晶成長装置を用い
た炭化珪素単結晶の製造工程について説明する。まず、
炭化珪素原料粉末４の温度を２０００〜２５００℃に加
熱する。そして、ヒータ調節等により、炭化珪素単結晶
基板３の温度が炭化珪素原料粉末４の温度よりも低くな
るように、黒鉛製るつぼ内に温度勾配を設ける。
た炭化珪素単結晶の製造工程について説明する。まず、
炭化珪素原料粉末４の温度を２０００〜２５００℃に加
熱する。そして、ヒータ調節等により、炭化珪素単結晶
基板３の温度が炭化珪素原料粉末４の温度よりも低くな
るように、黒鉛製るつぼ内に温度勾配を設ける。
【００１７】次に、黒鉛製るつぼ内の圧力は０. １〜５
０Ｔｏｒｒとして、昇華法成長を開始すると、炭化珪素
粉末４が昇華して昇華ガスとなり、炭化珪素単結晶基板
３に到達し、炭化珪素粉末４側よりも相対的に低温とな
る炭化珪素単結晶基板３の表面上に炭化珪素単結晶１０
が成長する。その際、遮蔽板５ａの下面の温度は、炭化
珪素原料粉末４及び支持棒７による厚みによる熱輻射や
熱伝導により不均一になるが、最も炭化珪素単結晶基板
３に近い遮蔽板５ａの上面の温度は、複数の遮蔽板５ａ
の熱輻射によって略均一になる。
０Ｔｏｒｒとして、昇華法成長を開始すると、炭化珪素
粉末４が昇華して昇華ガスとなり、炭化珪素単結晶基板
３に到達し、炭化珪素粉末４側よりも相対的に低温とな
る炭化珪素単結晶基板３の表面上に炭化珪素単結晶１０
が成長する。その際、遮蔽板５ａの下面の温度は、炭化
珪素原料粉末４及び支持棒７による厚みによる熱輻射や
熱伝導により不均一になるが、最も炭化珪素単結晶基板
３に近い遮蔽板５ａの上面の温度は、複数の遮蔽板５ａ
の熱輻射によって略均一になる。
【００１８】図２に、本実施形態における結晶成長装置
を用いて炭化珪素単結晶１０を結晶成長させた場合（支
持棒による支持）における遮蔽板５ａの上面温度のシミ
ュレーション結果を示す。なお、参考として、遮蔽板５
ａを１枚のみにした従来構造で結晶成長を行なった場合
における遮蔽板５ａの上面温度のシミュレーション結果
を図２中に示す。なお、本図において遮蔽板５ａの中心
部からの距離をＲとし、その場所における温度をＴとし
ている。
を用いて炭化珪素単結晶１０を結晶成長させた場合（支
持棒による支持）における遮蔽板５ａの上面温度のシミ
ュレーション結果を示す。なお、参考として、遮蔽板５
ａを１枚のみにした従来構造で結晶成長を行なった場合
における遮蔽板５ａの上面温度のシミュレーション結果
を図２中に示す。なお、本図において遮蔽板５ａの中心
部からの距離をＲとし、その場所における温度をＴとし
ている。
【００１９】この図からも、遮蔽板５ａを複数枚積層し
た場合に方が、従来のように１枚の場合よりも上面温度
が均一となっていることが判る。なお、図２中では、遮
蔽板５ａの中心部からの距離が遠くなった場所で遮蔽板
５ａの上面の温度が上昇した状態となっているが、これ
らの場所は炭化珪素単結晶基板３の径を超えたところで
あり、少なくとも炭化珪素単結晶基板３と対向する場所
においては遮蔽板５ａの上面の温度が均一となった状態
となっている。
た場合に方が、従来のように１枚の場合よりも上面温度
が均一となっていることが判る。なお、図２中では、遮
蔽板５ａの中心部からの距離が遠くなった場所で遮蔽板
５ａの上面の温度が上昇した状態となっているが、これ
らの場所は炭化珪素単結晶基板３の径を超えたところで
あり、少なくとも炭化珪素単結晶基板３と対向する場所
においては遮蔽板５ａの上面の温度が均一となった状態
となっている。
【００２０】従って、遮蔽板５ａの上面の熱輻射を直接
受ける炭化珪素単結晶基板３及び炭化珪素単結晶１０の
表面温度は均一になり、炭化珪素単結晶１０の表面は平
坦化され、高品質な炭化珪素単結晶１０を成長させるこ
とができる。なお、図２中の容器内壁での支持について
は後述する。 （第２実施形態）図３に、本発明の第２実施形態で用い
る黒鉛製るつぼを示す。なお、本実施形態における黒鉛
製るつぼは、第１実施形態とほぼ同様の構成であるた
め、異なる構成についてのみ説明する。
受ける炭化珪素単結晶基板３及び炭化珪素単結晶１０の
表面温度は均一になり、炭化珪素単結晶１０の表面は平
坦化され、高品質な炭化珪素単結晶１０を成長させるこ
とができる。なお、図２中の容器内壁での支持について
は後述する。 （第２実施形態）図３に、本発明の第２実施形態で用い
る黒鉛製るつぼを示す。なお、本実施形態における黒鉛
製るつぼは、第１実施形態とほぼ同様の構成であるた
め、異なる構成についてのみ説明する。
【００２１】本実施形態における黒鉛製るつぼには、炭
化珪素原料粉末４と炭化珪素単結晶基板３との間に配置
された遮蔽板（板部材）５ｂが備えられている。この遮
蔽板５ｂは、炭化珪素単結晶基板３の成長表面と対向す
る平面を有する略円形の平板で構成されている。この遮
蔽板５ｂは、均一材質のもの、例えば黒鉛でされてい
る。この遮蔽板５ｂは、中心部がるつぼ本体１の底部か
ら延ばされた支持棒７によって支持されている。この遮
蔽板５ｂの板厚は、該遮蔽板５ｂの支持部分、つまり遮
蔽板５ｂと支持棒との接合部位における支持棒の直径の
略２倍以上となっている。
化珪素原料粉末４と炭化珪素単結晶基板３との間に配置
された遮蔽板（板部材）５ｂが備えられている。この遮
蔽板５ｂは、炭化珪素単結晶基板３の成長表面と対向す
る平面を有する略円形の平板で構成されている。この遮
蔽板５ｂは、均一材質のもの、例えば黒鉛でされてい
る。この遮蔽板５ｂは、中心部がるつぼ本体１の底部か
ら延ばされた支持棒７によって支持されている。この遮
蔽板５ｂの板厚は、該遮蔽板５ｂの支持部分、つまり遮
蔽板５ｂと支持棒との接合部位における支持棒の直径の
略２倍以上となっている。
【００２２】このように構成された結晶成長装置を用い
て、第１実施形態と同様の工程を施して炭化珪素単結晶
を結晶成長させる。その際、遮蔽板５ｂの下面の温度
は、炭化珪素原料粉末４及び支持棒７による熱輻射や熱
伝導により不均一になるが、遮蔽板５ｂの上面の温度
は、遮蔽板５ｂの厚みに熱伝導によって略均一になる。
て、第１実施形態と同様の工程を施して炭化珪素単結晶
を結晶成長させる。その際、遮蔽板５ｂの下面の温度
は、炭化珪素原料粉末４及び支持棒７による熱輻射や熱
伝導により不均一になるが、遮蔽板５ｂの上面の温度
は、遮蔽板５ｂの厚みに熱伝導によって略均一になる。
【００２３】図４に、本実施形態における結晶成長装置
を用いて炭化珪素単結晶１０を結晶成長させた場合にお
ける遮蔽板５ｂの上面温度のシミュレーション結果を示
す。なお、参考として、遮蔽板５ｂの板厚を支持棒７の
直径と同等にした場合、及び遮蔽板５ｂの板厚を支持棒
７の直径の１／２にした場合における遮蔽板５ｂの上面
温度のシミュレーション結果を図４中に示す。
を用いて炭化珪素単結晶１０を結晶成長させた場合にお
ける遮蔽板５ｂの上面温度のシミュレーション結果を示
す。なお、参考として、遮蔽板５ｂの板厚を支持棒７の
直径と同等にした場合、及び遮蔽板５ｂの板厚を支持棒
７の直径の１／２にした場合における遮蔽板５ｂの上面
温度のシミュレーション結果を図４中に示す。
【００２４】この図からも、遮蔽板５ｂの板厚を厚くし
た場合の方が、従来のように薄い場合よりも上面温度が
均一となっていることが判る。従って、遮蔽板５ｂの上
面の熱輻射を直接受ける炭化珪素単結晶基板３及び炭化
珪素単結晶１０の表面温度は均一になり、炭化珪素単結
晶１０の表面は平坦化され、高品質な炭化珪素単結晶１
０を成長させることができる （第３実施形態）図５に、本発明の第２実施形態で用い
る黒鉛製るつぼを示す。なお、本実施形態における黒鉛
製るつぼは、第１実施形態とほぼ同様の構成であるた
め、異なる構成についてのみ説明する。
た場合の方が、従来のように薄い場合よりも上面温度が
均一となっていることが判る。従って、遮蔽板５ｂの上
面の熱輻射を直接受ける炭化珪素単結晶基板３及び炭化
珪素単結晶１０の表面温度は均一になり、炭化珪素単結
晶１０の表面は平坦化され、高品質な炭化珪素単結晶１
０を成長させることができる （第３実施形態）図５に、本発明の第２実施形態で用い
る黒鉛製るつぼを示す。なお、本実施形態における黒鉛
製るつぼは、第１実施形態とほぼ同様の構成であるた
め、異なる構成についてのみ説明する。
【００２５】本実施形態における黒鉛製るつぼには、炭
化珪素原料粉末４と炭化珪素単結晶基板３との間に配置
された遮蔽板（板部材）５ｃが備えられている。遮蔽板
５ｃは、炭化珪素単結晶基板３の成長表面と対向する平
面を有する略円形の平板で構成されている。遮蔽板５ｃ
は、略円形の外周がるつぼ本体１の内壁のガイドに支持
された構成となっている。この遮蔽板５ｃは、例えば均
一材質の多孔質黒鉛でされており、炭化珪素の昇華ガス
が通過できるようになっている。
化珪素原料粉末４と炭化珪素単結晶基板３との間に配置
された遮蔽板（板部材）５ｃが備えられている。遮蔽板
５ｃは、炭化珪素単結晶基板３の成長表面と対向する平
面を有する略円形の平板で構成されている。遮蔽板５ｃ
は、略円形の外周がるつぼ本体１の内壁のガイドに支持
された構成となっている。この遮蔽板５ｃは、例えば均
一材質の多孔質黒鉛でされており、炭化珪素の昇華ガス
が通過できるようになっている。
【００２６】このように構成された結晶成長装置を用い
て、第１実施形態と同様の工程を施して炭化珪素単結晶
１０を結晶成長させる。その際、遮蔽板５ｃは、第１、
第２実施形態のように支持棒７によって支持されるもの
ではなく、るつぼ本体１の内壁のガイドによって支持さ
れるものであるため、支持される部分から受ける熱伝導
による影響を受け難く、遮蔽板５ｃの上面の温度が遮蔽
板５ｃの厚みに熱伝導によって略均一になる。
て、第１実施形態と同様の工程を施して炭化珪素単結晶
１０を結晶成長させる。その際、遮蔽板５ｃは、第１、
第２実施形態のように支持棒７によって支持されるもの
ではなく、るつぼ本体１の内壁のガイドによって支持さ
れるものであるため、支持される部分から受ける熱伝導
による影響を受け難く、遮蔽板５ｃの上面の温度が遮蔽
板５ｃの厚みに熱伝導によって略均一になる。
【００２７】図６に、本実施形態における結晶成長装置
を用いて炭化珪素単結晶１０を結晶成長させた場合にお
ける遮蔽板５ｃの上面温度のシミュレーション結果を示
す。なお、参考として、従来のように支持棒で遮蔽板５
ｃを支持した場合における遮蔽板５ｃの上面温度のシミ
ュレーション結果を図４中に示す。この図からも、遮蔽
板５ｃの外周をるつぼ本体１で支持した場合の方が、従
来のように支持棒で支持する場合よりも上面温度が均一
となっていることが判る。
を用いて炭化珪素単結晶１０を結晶成長させた場合にお
ける遮蔽板５ｃの上面温度のシミュレーション結果を示
す。なお、参考として、従来のように支持棒で遮蔽板５
ｃを支持した場合における遮蔽板５ｃの上面温度のシミ
ュレーション結果を図４中に示す。この図からも、遮蔽
板５ｃの外周をるつぼ本体１で支持した場合の方が、従
来のように支持棒で支持する場合よりも上面温度が均一
となっていることが判る。
【００２８】従って、遮蔽板５ｃの上面の熱輻射を直接
受ける炭化珪素単結晶基板３及び炭化珪素単結晶１０の
表面温度は均一になり、炭化珪素単結晶１０の表面は平
坦化され、高品質な炭化珪素単結晶１０を成長させるこ
とができる。 （他の実施形態）上記第１実施形態では、複数枚の遮蔽
板５ａを円環部材で支持するようにしたが、形状のもの
で支持するようにしてもよい。また、複数枚の遮蔽板５
ａを重ねた場合を示したが、この遮蔽板５ａの板厚を適
宜変更してもよい。さらに、複数枚の遮蔽板５ａを重ね
ることによって第２実施形態に示したように板厚の大き
な遮蔽板５ｂとしてもよい。
受ける炭化珪素単結晶基板３及び炭化珪素単結晶１０の
表面温度は均一になり、炭化珪素単結晶１０の表面は平
坦化され、高品質な炭化珪素単結晶１０を成長させるこ
とができる。 （他の実施形態）上記第１実施形態では、複数枚の遮蔽
板５ａを円環部材で支持するようにしたが、形状のもの
で支持するようにしてもよい。また、複数枚の遮蔽板５
ａを重ねた場合を示したが、この遮蔽板５ａの板厚を適
宜変更してもよい。さらに、複数枚の遮蔽板５ａを重ね
ることによって第２実施形態に示したように板厚の大き
な遮蔽板５ｂとしてもよい。
【００２９】また、第１、第２実施形態では、遮蔽板５
ａ、５ｂの中心を支持棒で支持するようにしているが、
第３実施形態のように容器の内壁で支持するようにして
もよい。例えば、第１実施形態の遮蔽板５ａを容器の内
壁で支持するようにした場合のシミュレーション結果を
図２中に示す。このように、遮蔽板５ａを支持棒で支持
しないで容器の内壁で支持するようにすれば、さらに遮
蔽板５ａの上面温度の均一化を図ることができる。
ａ、５ｂの中心を支持棒で支持するようにしているが、
第３実施形態のように容器の内壁で支持するようにして
もよい。例えば、第１実施形態の遮蔽板５ａを容器の内
壁で支持するようにした場合のシミュレーション結果を
図２中に示す。このように、遮蔽板５ａを支持棒で支持
しないで容器の内壁で支持するようにすれば、さらに遮
蔽板５ａの上面温度の均一化を図ることができる。
【００３０】また、第３実施形態では、遮蔽板５ｃとし
てポーラスカーボンを用いているが、板材に貫通孔が形
成されたものでもよい。
てポーラスカーボンを用いているが、板材に貫通孔が形
成されたものでもよい。
【図１】本発明の第１実施形態における黒鉛製るつぼの
全体構成を示す図である。
全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す黒鉛製るつぼを用いて炭化系珪素単
結晶を成長させた場合における遮蔽板の上面温度のシミ
ュレーション結果を示す図である。
結晶を成長させた場合における遮蔽板の上面温度のシミ
ュレーション結果を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態における黒鉛製るつぼの
全体構成を示す図である。
全体構成を示す図である。
【図４】図３に示す黒鉛製るつぼを用いて炭化系珪素単
結晶を成長させた場合における遮蔽板の上面温度のシミ
ュレーション結果を示す図である。
結晶を成長させた場合における遮蔽板の上面温度のシミ
ュレーション結果を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態における黒鉛製るつぼの
全体構成を示す図である。
全体構成を示す図である。
【図６】図５に示す黒鉛製るつぼを用いて炭化系珪素単
結晶を成長させた場合における遮蔽板の上面温度のシミ
ュレーション結果を示す図である。
結晶を成長させた場合における遮蔽板の上面温度のシミ
ュレーション結果を示す図である。
【図７】従来の黒鉛製るつぼの全体構成を示す図であ
る。
る。
１…るつぼ本体、２…蓋材、３…炭化珪素単結晶基板、
４…炭化珪素原料粉末、５ａ、５ｂ、５ｃ…遮蔽板、６
…円環部材、７…支持棒、１０…炭化珪素単結晶。
４…炭化珪素原料粉末、５ａ、５ｂ、５ｃ…遮蔽板、６
…円環部材、７…支持棒、１０…炭化珪素単結晶。
Claims (14)
- 【請求項１】 容器（１、２）内に、成長させる炭化珪
素単結晶の原料（４）と、種結晶となる炭化珪素単結晶
基板（３）を配置し、前記原料を昇華させて前記炭化珪
素単結晶基板上に炭化珪素単結晶（１０）を成長させる
炭化珪素単結晶製造方法において、 少なくとも前記炭化珪素単結晶基板の直径以上の平面部
を有する複数枚の板部材（５ａ）を、前記炭化珪素単結
晶基板と前記原料との間に、前記炭化珪素単結晶基板の
成長表面と前記平面部とが対向するように積層配置して
前記単結晶の成長を行なうことを特徴とする炭化珪素単
結晶の製造方法。 - 【請求項２】 前記複数枚の板部材のそれぞれの間に隙
間を設けて配置し、該複数枚の板部材それぞれの外周部
で支持されるようにすることを特徴とする請求項１に記
載の炭化珪素単結晶の製造方法。 - 【請求項３】 容器（１、２）内に、成長させる炭化珪
素単結晶の原料（４）と、種結晶となる炭化珪素単結晶
基板（３）を配置し、前記原料を昇華させて前記炭化珪
素単結晶基板上に炭化珪素単結晶（１０）を成長させる
炭化珪素単結晶製造方法において、 少なくとも前記炭化珪素単結晶基板の直径以上の平面部
を有すると共に前記原料の蒸気を通過させることができ
る貫通孔が形成された板部材（５ｃ）を、前記炭化珪素
単結晶基板と前記原料との間に、前記炭化珪素単結晶基
板の成長表面と前記平面部とが対向するように配置して
前記炭化珪素単結晶の成長を行なうことを特徴とする炭
化珪素単結晶の製造方法。 - 【請求項４】 前記板部材の外周を前記容器の内壁で支
持することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つ
に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。 - 【請求項５】 容器（１、２）内に、成長させる炭化珪
素単結晶の原料（４）と、種結晶となる炭化珪素単結晶
基板（３）を配置し、前記原料を昇華させて前記炭化珪
素単結晶基板上に炭化珪素単結晶（１０）を成長させる
炭化珪素単結晶製造方法において、 支持棒（７）にて、少なくとも前記炭化珪素単結晶基板
の直径以上の平面部を有すると共に該平面部における厚
みが前記支持棒の支持部分の直径以上となっている板部
材（５ｂ）を、前記炭化珪素単結晶基板と前記原料との
間に、前記炭化珪素単結晶基板の成長表面と前記平面部
とが対向するように配置して前記炭化珪素単結晶の成長
を行なうことを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。 - 【請求項６】 前記板部材の板厚が、前記支持棒の支持
部の直径に対して少なくとも２倍以上となっているもの
を用いることを特徴とする請求項５に記載の炭化珪素単
結晶の製造方法。 - 【請求項７】 前記板部材を均質な黒鉛で構成すること
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の炭
化珪素単結晶の製造方法。 - 【請求項８】 前記板部材を多孔質黒鉛で構成すること
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の炭
化珪素単結晶の製造方法。 - 【請求項９】 前記板部材を円形状で構成することを特
徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の炭化珪
素単結晶の製造方法。 - 【請求項１０】 容器（１、２）内に、成長させる炭化
珪素単結晶の原料（４）と、種結晶となる炭化珪素単結
晶基板（３）を配置し、前記原料を昇華させて前記炭化
珪素単結晶基板上に炭化珪素単結晶（１０）を成長させ
る炭化珪素単結晶製造装置において、 前記容器内において、前記炭化珪素単結晶基板が配置さ
れる部位と前記原料が配置される部位との間に、少なく
とも前記炭化珪素単結晶基板の直径以上の平面部を有す
る複数枚の板部材（５ａ）が、前記炭化珪素単結晶基板
の成長表面と前記平面部とが対向するように積層されて
配置されていることを特徴とする炭化珪素単結晶製造装
置。 - 【請求項１１】 前記複数枚の板部材のそれぞれの間が
隙間を設けて配置され、該複数枚の板部材それぞれの外
周部に配置された支持部材（６）で前記複数枚の板部材
のそれぞれが支持されていることを特徴とする請求項１
０に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。 - 【請求項１２】 容器（１、２）内に、成長させる炭化
珪素単結晶の原料（４）と、種結晶となる炭化珪素単結
晶基板（３）を配置し、前記原料を昇華させて前記炭化
珪素単結晶基板上に炭化珪素単結晶（１０）を成長させ
る炭化珪素単結晶製造装置において、 前記容器内において、前記炭化珪素単結晶基板が配置さ
れる部位と前記原料が配置される部位との間に、少なく
とも前記炭化珪素単結晶基板の直径以上の平面部を有す
ると共に前記原料の蒸気を通過させることができる貫通
孔が形成された板部材（５ｃ）が、前記炭化珪素単結晶
基板の成長表面と前記平面部とが対向するように配置さ
れていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造装置。 - 【請求項１３】 容器（１、２）内に、成長させる炭化
珪素単結晶の原料（４）と、種結晶となる炭化珪素単結
晶基板（３）を配置し、前記原料を昇華させて前記炭化
珪素単結晶基板上に炭化珪素単結晶（１０）を成長させ
る炭化珪素単結晶製造装置において、 前記容器内において、前記炭化珪素単結晶基板が配置さ
れる部位と前記原料が配置される部位との間に、支持棒
（７）にて、少なくとも前記炭化珪素単結晶基板の直径
以上の平面部を有すると共に該平面部における厚みが前
記支持棒の支持部分の直径以上となっている板部材（５
ｂ）が、前記炭化珪素単結晶基板の成長表面と前記平面
部とが対向するように配置されていることを特徴とする
炭化珪素単結晶の製造装置。 - 【請求項１４】 前記板部材の板厚が、前記支持棒の支
持部の直径に対して少なくとも２倍以上となっているこ
とを特徴とする請求項１３に記載の炭化珪素単結晶の製
造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07829299A JP4089073B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | 炭化珪素単結晶の製造装置及び炭化珪素単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07829299A JP4089073B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | 炭化珪素単結晶の製造装置及び炭化珪素単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000264795A true JP2000264795A (ja) | 2000-09-26 |
| JP4089073B2 JP4089073B2 (ja) | 2008-05-21 |
Family
ID=13657871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07829299A Expired - Lifetime JP4089073B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | 炭化珪素単結晶の製造装置及び炭化珪素単結晶の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4089073B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR101028116B1 (ko) | 2008-12-09 | 2011-04-08 | 한국전기연구원 | 다수의 탄화규소 단결정 성장을 위한 장치 |
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-
1999
- 1999-03-23 JP JP07829299A patent/JP4089073B2/ja not_active Expired - Lifetime
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