JP2010138006A - Production method of silicon carbide single crystal - Google Patents

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剛 元山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of a silicon carbide single crystal, by which crystal defects such as screw dislocation can be further suppressed while continuously sublimating a raw material for sublimation in a given amount. <P>SOLUTION: The production method of a silicon carbide single crystal is carried out by using a seed crystal 70 containing silicon carbide, a graphite crucible 10 disposed below the seed crystal 70 and housing a raw material 80 for sublimation to be used for growing the seed crystal 70, and a heating unit 30 disposed around the side part of the graphite crucible 10 and heating the graphite crucible 10 by use of an induction heating coil 30a; and the method includes a step of heating the graphite crucible 10 by using the heating unit 30 with a substantially constant output power, and a step of inserting a heat insulating member 12 inbetween the heating unit 30 and the graphite crucible 10 while the raw material 80 for sublimation housed in the graphite crucible 10 is successively sublimated. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、種結晶及び昇華用原料を収容する坩堝と、誘導加熱コイルを用いて坩堝を加熱する加熱部とを用いた炭化珪素単結晶の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a silicon carbide single crystal using a crucible containing a seed crystal and a sublimation raw material, and a heating unit for heating the crucible using an induction heating coil.

従来、炭化珪素によって形成された種結晶と、昇華用原料とが収容された坩堝を用いて炭化珪素単結晶(以下、単結晶と適宜省略する)を製造する炭化珪素単結晶の製造装置が広く用いられている。このような炭化珪素単結晶の製造装置では、粉体状の昇華用原料が坩堝内の底部に載置されるとともに、坩堝内の上部に単結晶の種結晶が配設される。また、坩堝の外側周囲には、坩堝を加熱する誘導加熱コイルが配設される。   2. Description of the Related Art Conventionally, a silicon carbide single crystal production apparatus for producing a silicon carbide single crystal (hereinafter abbreviated as “single crystal” as appropriate) using a crucible containing a seed crystal formed of silicon carbide and a sublimation raw material has been widely used. It is used. In such a silicon carbide single crystal manufacturing apparatus, a powdery sublimation raw material is placed on the bottom of the crucible, and a single crystal seed crystal is placed on the top of the crucible. An induction heating coil for heating the crucible is disposed around the outer periphery of the crucible.

このような構造を有する炭化珪素単結晶の製造装置において、一定量の昇華用原料を継続して昇華させつつ、昇華用原料の表面に炭化珪素の多結晶が析出することによる種結晶の成長阻害を抑制するため、昇華用原料の表面部の温度が昇華用原料の底部の温度よりも高くなるように誘導加熱コイルを制御する方法が知られている(例えば、特許文献1)。   In the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus having such a structure, the growth of seed crystals is inhibited by the precipitation of polycrystalline silicon carbide on the surface of the sublimation raw material while continuously sublimating a certain amount of the sublimation raw material. In order to suppress this, a method of controlling the induction heating coil so that the temperature of the surface portion of the sublimation raw material is higher than the temperature of the bottom portion of the sublimation raw material is known (for example, Patent Document 1).

具体的には、昇華用原料の昇華に連れて、誘導加熱コイルが加熱する位置が徐々に下げられる。このような方法によれば、坩堝内の底部に残存する昇華用原料の量に応じて、一定量の昇華用原料を継続して昇華させつつ、種結晶の成長阻害を抑制できる。
特開2006−321678号公報(第7−8頁、第1図)
Specifically, as the sublimation raw material is sublimated, the position where the induction heating coil is heated is gradually lowered. According to such a method, it is possible to suppress the growth inhibition of the seed crystal while continuously sublimating a certain amount of the sublimation raw material according to the amount of the sublimation raw material remaining at the bottom in the crucible.
JP 2006-321678 A (pages 7-8, FIG. 1)

しかしながら、上述した従来の炭化珪素単結晶の製造装置には、次のような問題があった。すなわち、誘導加熱コイルが加熱する位置を変化させると、種結晶が成長した炭化珪素単結晶上の温度分布が変わってしまい、結晶性の低下やらせん転位などの結晶欠陥の原因となる問題があった。   However, the conventional silicon carbide single crystal manufacturing apparatus described above has the following problems. That is, if the position where the induction heating coil is heated is changed, the temperature distribution on the silicon carbide single crystal on which the seed crystal is grown changes, which causes crystal defects such as a decrease in crystallinity and screw dislocations. It was.

また、一定量の昇華用原料を継続して昇華させる方法として、残存する昇華用原料の量に応じて誘導加熱コイルの出力を変化させることも考えられる。しかしながら、この方法でも、やはり炭化珪素単結晶上の温度分布が変わってしまう問題がある。   Further, as a method of continuously sublimating a certain amount of sublimation raw material, it is conceivable to change the output of the induction heating coil in accordance with the amount of remaining sublimation raw material. However, this method still has a problem that the temperature distribution on the silicon carbide single crystal changes.

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、一定量の昇華用原料を継続して昇華させつつ、結晶性の低下やらせん転位などの結晶欠陥の発生をさらに抑制できる炭化珪素単結晶の製造方法の提供を目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such a situation, and it is possible to further suppress the occurrence of crystal defects such as a decrease in crystallinity and screw dislocation while continuously sublimating a certain amount of the sublimation raw material. It aims at providing the manufacturing method of a silicon carbide single crystal.

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第1の特徴は、炭化珪素を含む種結晶(種結晶70)、及び種結晶の下方に配設され、種結晶の成長に用いられる昇華用原料(昇華用原料80)を収容する坩堝(黒鉛製坩堝10)と、坩堝の側部の周囲に配設され、坩堝を誘導加熱コイル(誘導加熱コイル30a)を用いて加熱する加熱部(加熱部30)とを用いた炭化珪素単結晶の製造方法であって、加熱部を用いて坩堝を略一定の出力で加熱するステップと、坩堝に収容された昇華用原料が順次昇華している間に、断熱部材(断熱部材12)を加熱部と坩堝との間に挿入するステップとを備えることを要旨とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention has the following features. First, the first feature of the present invention is that a seed crystal containing silicon carbide (seed crystal 70) and a sublimation material (sublimation material 80) disposed under the seed crystal and used for seed crystal growth are provided. Carbonization using a crucible (graphite crucible 10) to be accommodated and a heating unit (heating unit 30) disposed around the side of the crucible and heating the crucible using an induction heating coil (induction heating coil 30a) A method for producing a silicon single crystal, in which a crucible is heated at a substantially constant output using a heating unit, and while a sublimation raw material contained in the crucible is sequentially sublimated, a heat insulating member (heat insulating member 12). ) Is inserted between the heating unit and the crucible.

このような炭化珪素単結晶の製造方法によれば、坩堝に収容された昇華用原料は、坩堝の側部の周囲に配設された加熱部によって、加熱されるため、坩堝外側寄りに位置する昇華用原料から順次昇華する。   According to such a method for producing a silicon carbide single crystal, the sublimation raw material housed in the crucible is heated by the heating unit disposed around the side of the crucible, and thus is located closer to the outside of the crucible. Sublimation starts from the sublimation raw material.

また、断熱部材は、坩堝に収容された昇華用原料が順次昇華している間に、加熱部と坩堝との間に挿入される。このため、炭化珪素単結晶の製造装置は、加熱部によって加熱された坩堝の内部の温度低下を抑制し、坩堝の内部の温度を徐々に上昇できる。   Further, the heat insulating member is inserted between the heating unit and the crucible while the sublimation raw materials housed in the crucible are sequentially sublimated. For this reason, the manufacturing apparatus of a silicon carbide single crystal can suppress the temperature fall inside the crucible heated by the heating part, and can raise the temperature inside the crucible gradually.

これに伴って、昇華用原料は、坩堝外側寄りに位置する昇華用原料から順次昇華し、最後に坩堝の中央部に位置する昇華用原料が昇華する。つまり、炭化珪素単結晶の製造装置は、一定量の昇華用原料を継続して昇華させる。   Along with this, the sublimation raw material sequentially sublimates from the sublimation raw material located closer to the crucible outer side, and finally the sublimation raw material located in the center of the crucible is sublimated. That is, the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus continuously sublimates a certain amount of sublimation raw material.

加熱部は、種結晶を収容する坩堝に対して、位置を変化させることなく、略一定の出力で加熱できるため、種結晶が成長した炭化珪素単結晶上の温度分布は、変化しない。このため、炭化珪素単結晶の製造装置は、結晶性の低下やらせん転位などの結晶欠陥の発生をさらに抑制できる。   Since the heating unit can heat the crucible containing the seed crystal with a substantially constant output without changing the position, the temperature distribution on the silicon carbide single crystal on which the seed crystal has grown does not change. For this reason, the manufacturing apparatus of a silicon carbide single crystal can further suppress generation | occurrence | production of crystal defects, such as a crystallinity fall and a screw dislocation.

従って、このような炭化珪素単結晶の製造方法によれば、炭化珪素単結晶の製造装置は、一定量の昇華用原料を継続して昇華させつつ、結晶性の低下やらせん転位などの結晶欠陥の発生をさらに抑制できる。   Therefore, according to such a method of manufacturing a silicon carbide single crystal, the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus continuously sublimates a certain amount of sublimation raw material while reducing crystallinity and crystal defects such as screw dislocations. Can be further suppressed.

本発明の第2の特徴は、本発明の第1の特徴に係り、断熱部材を挿入するステップでは、坩堝の側面視において、坩堝に収容されている昇華用原料の配設位置と対応する位置まで断熱部材を挿入することを要旨とする。   The second feature of the present invention relates to the first feature of the present invention, and in the step of inserting the heat insulating member, in the side view of the crucible, a position corresponding to the disposition position of the sublimation raw material accommodated in the crucible. The gist is to insert a heat insulating member.

本発明の第3の特徴は、本発明の第1または2の特徴に係り、断熱部材を挿入するステップでは、断熱部材を坩堝の底部(底部51)側から加熱部と坩堝との間に挿入することを要旨とする。   A third feature of the present invention relates to the first or second feature of the present invention, and in the step of inserting the heat insulating member, the heat insulating member is inserted between the heating unit and the crucible from the bottom (bottom 51) side of the crucible. The gist is to do.

本発明の第4の特徴は、本発明の第1乃至3の何れか一つの特徴に係り、断熱部材を挿入するステップでは、種結晶の成長に連れて、加熱部と坩堝との間に挿入される断熱部材の部分を増やすことを要旨とする。   A fourth feature of the present invention relates to any one of the first to third features of the present invention, and in the step of inserting the heat insulating member, the step is inserted between the heating unit and the crucible as the seed crystal grows. The gist is to increase the portion of the heat insulating member.

本発明の第5の特徴は、本発明の第1乃至4の何れか一つの特徴に係り、断熱部材を挿入するステップでは、坩堝の内側面部分に配設されている昇華用原料の昇華が完了する前に、断熱部材を挿入することを要旨とする。   A fifth feature of the present invention relates to any one of the first to fourth features of the present invention. In the step of inserting the heat insulating member, sublimation of the sublimation raw material disposed on the inner surface portion of the crucible is performed. The gist is to insert a heat insulating member before completion.

本発明の第6の特徴は、本発明の第1乃至5の何れか一つの特徴に係り、坩堝は、断熱部材(断熱部材11)を用いて覆われていることを要旨とする。   A sixth feature of the present invention relates to any one of the first to fifth features of the present invention, and is summarized in that the crucible is covered with a heat insulating member (heat insulating member 11).

本発明の特徴によれば、一定量の昇華用原料を継続して昇華させつつ、結晶性の低下やらせん転位などの結晶欠陥の発生をさらに抑制できる炭化珪素単結晶の製造装置を提供することができる。   According to the feature of the present invention, there is provided a silicon carbide single crystal manufacturing apparatus capable of further suppressing generation of crystal defects such as a decrease in crystallinity and screw dislocation while continuously sublimating a certain amount of sublimation raw material. Can do.

次に、本発明に係る第1乃至第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。   Next, first to second embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions are different from actual ones.

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

[第1実施形態]
本実施形態においては、(1)炭化珪素単結晶の製造装置の概略構成、(2)炭化珪素単結晶の製造方法、(3)作用・効果について説明する。
[First Embodiment]
In the present embodiment, (1) a schematic configuration of a silicon carbide single crystal manufacturing apparatus, (2) a silicon carbide single crystal manufacturing method, and (3) actions and effects will be described.

(1)炭化珪素単結晶の製造装置の概略構成
図1は、本発明の第1実施形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置1の概略を説明する構成図である。
(1) Schematic Configuration of Silicon Carbide Single Crystal Manufacturing Device FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an overview of a silicon carbide single crystal manufacturing device 1 according to the first embodiment of the present invention.

図1に示すように、炭化珪素単結晶の製造装置1は、黒鉛製坩堝10と、石英管20と、加熱部30と、断熱部材12とを有する。   As shown in FIG. 1, the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 1 includes a graphite crucible 10, a quartz tube 20, a heating unit 30, and a heat insulating member 12.

炭化珪素単結晶の製造装置1を構成する各部位について説明する。具体的には、(1.1)黒鉛製坩堝10、(1.2)石英管20、(1.3)加熱部30、(1.4)断熱部材12について説明する。   Each part which comprises the manufacturing apparatus 1 of a silicon carbide single crystal is demonstrated. Specifically, (1.1) graphite crucible 10, (1.2) quartz tube 20, (1.3) heating unit 30, and (1.4) heat insulating member 12 will be described.

(1.1)黒鉛製坩堝10
黒鉛製坩堝10は、炭化珪素を含む種結晶70、及び種結晶70の下方に配設され、種結晶70の成長に用いられる昇華用原料80を収容する。黒鉛製坩堝10は、支持棒40により、石英管20の内部に固定される。黒鉛製坩堝10は、反応容器本体50と、蓋部60とにより構成される。
(1.1) Graphite crucible 10
The graphite crucible 10 is disposed under the seed crystal 70 containing silicon carbide and the seed crystal 70, and accommodates a sublimation raw material 80 used for the growth of the seed crystal 70. The graphite crucible 10 is fixed inside the quartz tube 20 by a support rod 40. The graphite crucible 10 includes a reaction vessel main body 50 and a lid portion 60.

反応容器本体50は、少なくとも内部が円筒状である。反応容器本体50の内側には、種結晶70が配設される。具体的に、種結晶70は、蓋部60の内側表面61に接着される。   The reaction vessel main body 50 is cylindrical at least inside. A seed crystal 70 is disposed inside the reaction vessel main body 50. Specifically, the seed crystal 70 is bonded to the inner surface 61 of the lid 60.

反応容器本体50の内部は、例えば、アルゴン等の不活性ガスが充填されて、不活性雰囲気になっている。反応容器本体50の内部の圧力及び温度は、変更可能である。   The inside of the reaction vessel main body 50 is filled with an inert gas such as argon to form an inert atmosphere. The pressure and temperature inside the reaction vessel main body 50 can be changed.

蓋部60は、反応容器本体50に螺合により着脱自在に設けられる。   The lid 60 is detachably provided on the reaction vessel main body 50 by screwing.

反応容器本体50には、種結晶70及び昇華用原料80が収容される。   A seed crystal 70 and a sublimation raw material 80 are accommodated in the reaction vessel main body 50.

昇華用原料80は、炭化珪素を含む炭化珪素原料である。黒鉛製坩堝10の内部が所定の温度条件及び圧力条件になると、昇華用原料80は、昇華し、種結晶70上に再結晶し、炭化珪素単結晶100を形成する。   Sublimation raw material 80 is a silicon carbide raw material containing silicon carbide. When the inside of graphite crucible 10 reaches predetermined temperature conditions and pressure conditions, sublimation raw material 80 sublimates and recrystallizes on seed crystal 70 to form silicon carbide single crystal 100.

炭化珪素単結晶100は、成長が進むにつれて、凸面100aを形成し、やがて、反応容器本体50の内部の条件に従って成長する。   As the growth proceeds, silicon carbide single crystal 100 forms convex surface 100a and eventually grows according to the conditions inside reaction vessel body 50.

(1.2)石英管20
本実施形態においては、石英管20は、黒鉛製坩堝10の少なくとも側面を覆う。石英管20の内部は、例えば、アルゴン等の不活性ガスが充填されて、不活性雰囲気になっている。
(1.2) Quartz tube 20
In the present embodiment, the quartz tube 20 covers at least the side surface of the graphite crucible 10. The inside of the quartz tube 20 is filled with an inert gas such as argon to form an inert atmosphere.

(1.3)加熱部30
加熱部30は、黒鉛製坩堝10の側部の周囲に配設され、黒鉛製坩堝10を誘導加熱コイル30aを用いて加熱する。また、加熱部30は、石英管20の外周に配置される。
(1.3) Heating unit 30
The heating unit 30 is disposed around the side of the graphite crucible 10 and heats the graphite crucible 10 using the induction heating coil 30a. The heating unit 30 is disposed on the outer periphery of the quartz tube 20.

(1.4)断熱部材12
断熱部材12について、図1及び2を用いて、更に説明する。
(1.4) Thermal insulation member 12
The heat insulating member 12 will be further described with reference to FIGS.

図2は、炭化珪素単結晶の製造装置1の内部に配設される断熱部材12と昇華用原料80との位置関係を説明する斜視図である。   FIG. 2 is a perspective view for explaining the positional relationship between the heat insulating member 12 and the sublimation raw material 80 disposed in the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 1.

図2に示すように、断熱部材12は、円筒状に形成される。断熱部材12は、黒鉛製坩堝10と加熱部30との間に挿入される。   As shown in FIG. 2, the heat insulating member 12 is formed in a cylindrical shape. The heat insulating member 12 is inserted between the graphite crucible 10 and the heating unit 30.

具体的には、断熱部材12は、黒鉛製坩堝10を構成する反応容器本体50と、石英管20との間に挿入され、反応容器本体50の側部に密着する。この際、断熱部材12は、黒鉛製坩堝10の底部51側から、少なくとも昇華用原料80の上面sまで挿入される。   Specifically, the heat insulating member 12 is inserted between the reaction vessel main body 50 constituting the graphite crucible 10 and the quartz tube 20 and is in close contact with the side portion of the reaction vessel main body 50. At this time, the heat insulating member 12 is inserted from the bottom 51 side of the graphite crucible 10 to at least the upper surface s of the sublimation raw material 80.

断熱部材12は、黒鉛製坩堝10よりも熱伝導率が低い。具体的には、断熱部材12の熱伝導率は、0.06W/m・k以下であることが好ましい。   The heat insulating member 12 has a lower thermal conductivity than the graphite crucible 10. Specifically, the thermal conductivity of the heat insulating member 12 is preferably 0.06 W / m · k or less.

断熱部材12は、例えば、複数の孔が形成された多孔質のカーボンまたはカーボンフェルトにより形成される。断熱部材12の厚さdは、15ミリメートル以上である。   The heat insulating member 12 is formed of, for example, porous carbon or a carbon felt in which a plurality of holes are formed. The thickness d of the heat insulating member 12 is 15 millimeters or more.

(2)炭化珪素単結晶の製造方法
次に本実施形態に係る炭化珪素単結晶の製造方法について、図3を用いて説明する。図3は、本実施形態に係る炭化珪素単結晶の製造方法を示すフローチャートである。
(2) Manufacturing method of silicon carbide single crystal Next, the manufacturing method of the silicon carbide single crystal which concerns on this embodiment is demonstrated using FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a silicon carbide single crystal according to the present embodiment.

具体的には、炭化珪素単結晶の製造方法は、(2.1)原料準備工程、(2.2)配置工程、(2.3)坩堝加熱工程、(2.4)断熱部材挿入工程、(2.5)単結晶成長工程、(2.6)外周研削工程、(2.7)スライス工程を含む。   Specifically, the method for producing a silicon carbide single crystal includes (2.1) a raw material preparation step, (2.2) an arrangement step, (2.3) a crucible heating step, (2.4) a heat insulating member insertion step, (2.5) a single crystal growth step, (2.6) a peripheral grinding step, and (2.7) a slicing step.

(2.1)原料準備工程
ステップS1の原料準備工程では、昇華用原料80を準備する。
(2.1) Raw material preparation process In the raw material preparation process of step S1, the sublimation raw material 80 is prepared.

(2.2)配置工程
ステップS2の配置工程では、昇華用原料80、種結晶70等を炭化珪素単結晶の製造装置1に配置する。
(2.2) Arrangement Step In the arrangement step of Step S2, the sublimation raw material 80, the seed crystal 70, etc. are arranged in the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 1.

ステップS2の配置工程において、断熱部材12は、反応容器本体50と、石英管20との間に挿入されていない状態である。具体的には、断熱部材12は、反応容器本体50の底部51よりも支持棒40側に配設される。   In the arrangement step of step S <b> 2, the heat insulating member 12 is not inserted between the reaction vessel main body 50 and the quartz tube 20. Specifically, the heat insulating member 12 is disposed closer to the support rod 40 than the bottom 51 of the reaction vessel main body 50.

(2.3)坩堝加熱工程
ステップS3の坩堝加熱工程では、加熱部30を用いて黒鉛製坩堝10を略一定の出力で加熱する。具体的には、加熱部30は、誘導加熱コイル30aに電流を通電させて、黒鉛製坩堝10を略一定の出力で加熱する。加熱部30は、黒鉛製坩堝10を加熱し、昇華用原料80を昇華させる。
(2.3) Crucible Heating Step In the crucible heating step of step S3, the graphite crucible 10 is heated with a substantially constant output using the heating unit 30. Specifically, the heating unit 30 energizes the induction heating coil 30a to heat the graphite crucible 10 with a substantially constant output. The heating unit 30 heats the graphite crucible 10 and sublimates the sublimation raw material 80.

(2.4)断熱部材挿入工程
ステップS4の断熱部材挿入工程では、黒鉛製坩堝10に収容された昇華用原料80が順次昇華している間に、断熱部材12を加熱部30と黒鉛製坩堝10との間に挿入する。
(2.4) Thermal insulation member insertion process In the thermal insulation member insertion process of step S4, while the sublimation raw material 80 accommodated in the graphite crucible 10 is sequentially sublimated, the thermal insulation member 12 is replaced with the heating unit 30 and the graphite crucible. Insert between 10 and 10.

ステップS4の断熱部材挿入工程では、黒鉛製坩堝10の側面視において、黒鉛製坩堝10に収容されている昇華用原料80の配設位置と対応する位置まで断熱部材12を挿入する。具体的には、断熱部材12を黒鉛製坩堝10の底部51側から加熱部30と黒鉛製坩堝10との間に挿入する。   In the heat insulating member insertion step of step S4, the heat insulating member 12 is inserted to a position corresponding to the position where the sublimation raw material 80 accommodated in the graphite crucible 10 is disposed in a side view of the graphite crucible 10. Specifically, the heat insulating member 12 is inserted between the heating unit 30 and the graphite crucible 10 from the bottom 51 side of the graphite crucible 10.

ステップS4の断熱部材挿入工程では、種結晶70の成長に連れて、加熱部30と黒鉛製坩堝10との間に挿入される断熱部材12の部分を増やす。   In the heat insulating member inserting step of step S4, as the seed crystal 70 grows, the portion of the heat insulating member 12 inserted between the heating unit 30 and the graphite crucible 10 is increased.

また、ステップS4の断熱部材挿入工程では、黒鉛製坩堝10の内側面部分に配設されている昇華用原料80の昇華が完了する前に、断熱部材12を挿入する。   Further, in the heat insulating member insertion step of step S4, the heat insulating member 12 is inserted before the sublimation of the sublimation raw material 80 disposed on the inner side surface portion of the graphite crucible 10 is completed.

(2.5)単結晶成長工程
ステップS5の単結晶成長工程では、種結晶70を元に炭化珪素単結晶を成長させる。
(2.5) Single Crystal Growth Step In the single crystal growth step of step S5, a silicon carbide single crystal is grown based on the seed crystal 70.

具体的には、ステップS5の単結晶成長工程では、昇華した昇華用原料80が、蓋部60の内側表面61に配置された種結晶70上に再結晶する。   Specifically, in the single crystal growth step of step S <b> 5, the sublimated raw material 80 is recrystallized on the seed crystal 70 disposed on the inner surface 61 of the lid 60.

すなわち、昇華用原料80から昇華した原料ガスは、種結晶70上に炭化珪素単結晶100を成長させる。   That is, the raw material gas sublimated from the sublimation raw material 80 grows the silicon carbide single crystal 100 on the seed crystal 70.

これにより、炭化珪素単結晶(以下、単結晶インゴットという)が時間とともに、反応容器本体50の径方向に成長する。上述のステップS1〜S4を行うことにより、単結晶インゴットを得る。   Thereby, a silicon carbide single crystal (hereinafter referred to as a single crystal ingot) grows in the radial direction of the reaction vessel main body 50 with time. A single crystal ingot is obtained by performing steps S1 to S4 described above.

(2.6)外周研削工程
ステップS6の外周研削工程では、所望とするサイズに成長した単結晶インゴットに外周研削加工等を施す。例えば、単結晶インゴットに、結晶方位(Si面やC面等)を示すオリエンテーションフラット(オリフラ)を形成するオリフラ形成加工を行ってもよい。
(2.6) Outer peripheral grinding step In the outer peripheral grinding step of step S6, outer peripheral grinding or the like is performed on the single crystal ingot grown to a desired size. For example, orientation flat forming processing may be performed in which an orientation flat (orientation flat) indicating a crystal orientation (Si plane, C plane, etc.) is formed on a single crystal ingot.

(2.7)スライス工程
ステップS7のスライス工程では、単結晶インゴットから半導体ウェハを切り出す。
(2.7) Slicing Step In the slicing step of step S7, a semiconductor wafer is cut out from the single crystal ingot.

なお、上述のステップS1〜S7を行うことにより、半導体ウェハを製造できる。   In addition, a semiconductor wafer can be manufactured by performing the above-mentioned steps S1-S7.

以上、図3に示す製造方法によれば、加熱された昇華用原料80の加熱位置から原料ガスが昇華し、種結晶70上に再結晶化され、種結晶70上に炭化珪素単結晶100が成長する。   As described above, according to the manufacturing method shown in FIG. 3, the raw material gas is sublimated from the heating position of the heated sublimation raw material 80, recrystallized on seed crystal 70, and silicon carbide single crystal 100 is formed on seed crystal 70. grow up.

(3)作用・効果
以上説明したように、本実施形態によれば、黒鉛製坩堝10に収容された昇華用原料80は、黒鉛製坩堝10の側部の周囲に配設された加熱部30によって、加熱されるため、黒鉛製坩堝10外側寄りに位置する昇華用原料80から順次昇華する。
(3) Actions / Effects As described above, according to the present embodiment, the sublimation raw material 80 accommodated in the graphite crucible 10 is heated around the side portion of the graphite crucible 10. Therefore, the material is sublimated sequentially from the sublimation raw material 80 located near the outside of the graphite crucible 10.

また、断熱部材12は、黒鉛製坩堝10に収容された昇華用原料80が順次昇華している間に、加熱部30と黒鉛製坩堝10との間に挿入される。このため、炭化珪素単結晶の製造装置1は、加熱部30によって加熱された黒鉛製坩堝10の内部の温度低下を抑制し、黒鉛製坩堝10の内部の温度を徐々に上昇させる。   Further, the heat insulating member 12 is inserted between the heating unit 30 and the graphite crucible 10 while the sublimation raw material 80 accommodated in the graphite crucible 10 is sublimating sequentially. For this reason, the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 1 suppresses the temperature drop inside the graphite crucible 10 heated by the heating unit 30 and gradually raises the temperature inside the graphite crucible 10.

これに伴って、昇華用原料80は、黒鉛製坩堝10外側寄りに位置する昇華用原料80から順次昇華し、最後に黒鉛製坩堝10の中央部に位置する昇華用原料80が昇華する。つまり、炭化珪素単結晶の製造装置1は、一定量の昇華用原料80を継続して昇華させる。   Along with this, the sublimation raw material 80 sequentially sublimates from the sublimation raw material 80 located closer to the outside of the graphite crucible 10, and finally the sublimation raw material 80 located in the center of the graphite crucible 10 sublimates. That is, the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 1 continuously sublimates a certain amount of the sublimation raw material 80.

加熱部30は、種結晶70を収容する黒鉛製坩堝10に対して、位置を変化させることなく、略一定の出力で加熱できるため、種結晶70が成長した炭化珪素単結晶上の温度分布は、変化しない。このため、炭化珪素単結晶の製造装置1は、結晶性の低下やらせん転位などの結晶欠陥の発生をさらに抑制できる。   Since the heating unit 30 can heat the graphite crucible 10 containing the seed crystal 70 with a substantially constant output without changing the position, the temperature distribution on the silicon carbide single crystal on which the seed crystal 70 has grown is ,It does not change. For this reason, the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 1 can further suppress the occurrence of crystal defects such as a decrease in crystallinity and screw dislocations.

従って、このような炭化珪素単結晶の製造方法によれば、炭化珪素単結晶の製造装置1は、一定量の昇華用原料80を継続して昇華させつつ、結晶性の低下やらせん転位などの結晶欠陥の発生をさらに抑制できる。   Therefore, according to such a method for manufacturing a silicon carbide single crystal, the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 1 continuously sublimates a certain amount of the sublimation raw material 80, while reducing crystallinity, screw dislocation, and the like. Generation of crystal defects can be further suppressed.

本実施形態では、ステップS4の断熱部材挿入工程において、黒鉛製坩堝10に収容されている昇華用原料80の配設位置と対応する位置まで断熱部材12を挿入するため、炭化珪素単結晶の製造装置1は、黒鉛製坩堝10の内部において、少なくとも昇華用原料80の周囲の温度低下を更に抑制し、黒鉛製坩堝10の内部の温度を徐々に上昇させる。つまり、炭化珪素単結晶の製造装置1は、ステップS5の単結晶成長工程において、適切な昇華雰囲気を保つことができるため、種結晶70上に良質な炭化珪素単結晶100を成長させることができる。   In the present embodiment, since the heat insulating member 12 is inserted to the position corresponding to the position where the raw material for sublimation 80 accommodated in the graphite crucible 10 is disposed in the heat insulating member inserting step of Step S4, the silicon carbide single crystal is manufactured. The apparatus 1 further suppresses at least the temperature drop around the sublimation raw material 80 inside the graphite crucible 10 and gradually raises the temperature inside the graphite crucible 10. In other words, since silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 1 can maintain an appropriate sublimation atmosphere in the single crystal growth step of step S5, high-quality silicon carbide single crystal 100 can be grown on seed crystal 70. .

本実施形態では、ステップS4の断熱部材挿入工程において、断熱部材12を黒鉛製坩堝10の底部51側から加熱部30と黒鉛製坩堝10との間に挿入するため、炭化珪素単結晶の製造装置1は、種結晶70の下方に配設される昇華用原料80の周囲の温度低下を更に抑制し、黒鉛製坩堝10の内部の温度を徐々に上昇させる。つまり、炭化珪素単結晶の製造装置1は、ステップS5の単結晶成長工程において、更に適切な昇華雰囲気を保つことができる。   In this embodiment, since the heat insulating member 12 is inserted between the heating unit 30 and the graphite crucible 10 from the bottom 51 side of the graphite crucible 10 in the heat insulating member inserting step of step S4, the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 1 further suppresses the temperature drop around the sublimation raw material 80 disposed below the seed crystal 70 and gradually raises the temperature inside the graphite crucible 10. That is, the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 1 can maintain a more appropriate sublimation atmosphere in the single crystal growth step of step S5.

本実施形態では、ステップS4の断熱部材挿入工程において、種結晶70の成長に連れて、加熱部30と黒鉛製坩堝10との間に挿入される断熱部材12の部分を増やすため、炭化珪素単結晶の製造装置1は、挿入される断熱部材12の周囲の昇華用原料80から、徐々に昇華させることができる。つまり、炭化珪素単結晶の製造装置1は、ステップS5の単結晶成長工程において、種結晶70側に一定の昇華量の原料ガスを供給できるため、更に適切な昇華雰囲気を保つことができる。   In the present embodiment, in the heat insulating member insertion step of step S4, as the seed crystal 70 grows, the portion of the heat insulating member 12 inserted between the heating unit 30 and the graphite crucible 10 is increased. The crystal manufacturing apparatus 1 can gradually sublimate from the sublimation raw material 80 around the heat insulating member 12 to be inserted. That is, since the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 1 can supply a constant sublimation amount of source gas to the seed crystal 70 side in the single crystal growth step of step S5, it can maintain a more appropriate sublimation atmosphere.

本実施形態では、ステップS4の断熱部材挿入工程において、黒鉛製坩堝10の内側面部分に配設されている昇華用原料80の昇華が完了する前に、断熱部材12を挿入するため、黒鉛製坩堝10の内側に配設されている昇華用原料80は、継続して昇華する。つまり、ステップS5の単結晶成長工程において、種結晶70側に昇華用原料80から発生する昇華ガスが途切れることなく供給される。従って、炭化珪素単結晶の製造装置1は、種結晶70側に良質な昇華量の原料ガスを供給できるため、更に適切な昇華雰囲気を保つことができる。   In this embodiment, in order to insert the heat insulating member 12 before the sublimation of the raw material for sublimation 80 disposed on the inner surface portion of the graphite crucible 10 is completed in the heat insulating member insertion step of Step S4, The sublimation raw material 80 disposed inside the crucible 10 is continuously sublimated. That is, in the single crystal growth step of step S5, the sublimation gas generated from the sublimation raw material 80 is supplied to the seed crystal 70 side without interruption. Therefore, since the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 1 can supply a high-quality sublimation source gas to the seed crystal 70 side, a more appropriate sublimation atmosphere can be maintained.

[第2実施形態]
上述した第1実施形態では、炭化珪素単結晶の製造装置1において、黒鉛製坩堝10と、加熱部30との間に断熱部材12が挿入されるため、炭化珪素単結晶の製造装置1は、加熱部30によって加熱された黒鉛製坩堝10の内部の温度低下を抑制している。
[Second Embodiment]
In 1st Embodiment mentioned above, since the heat insulation member 12 is inserted between the graphite crucible 10 and the heating part 30 in the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 1, the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 1 includes: A temperature drop inside the graphite crucible 10 heated by the heating unit 30 is suppressed.

第2実施形態では、黒鉛製坩堝10と、加熱部30との間に予め断熱部材11を備えている構成について、図4及び図5を用いて説明する。   In 2nd Embodiment, the structure provided with the heat insulation member 11 in advance between the graphite crucible 10 and the heating part 30 is demonstrated using FIG.4 and FIG.5.

図4は、本発明の第2実施形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置2の概略を説明する構成図である。図5は、炭化珪素単結晶の製造装置2の内部に配設される断熱部材11と断熱部材12との位置関係を説明する斜視図である。   FIG. 4 is a configuration diagram illustrating an outline of the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view for explaining the positional relationship between the heat insulating member 11 and the heat insulating member 12 disposed in the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 2.

なお、以下の第2実施形態においては、第1実施形態と異なる点を主に説明し、重複する説明を省略する。   Note that, in the following second embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described, and overlapping descriptions will be omitted.

本実施形態においては、(1)炭化珪素単結晶の製造装置の概略構成
、(2)炭化珪素単結晶の製造方法、(3)比較評価、(4)作用・効果について説明する。
In the present embodiment, (1) a schematic configuration of a silicon carbide single crystal manufacturing apparatus, (2) a silicon carbide single crystal manufacturing method, (3) comparative evaluation, and (4) actions and effects will be described.

(1)炭化珪素単結晶の製造装置の概略構成
図4、5に示すように、炭化珪素単結晶の製造装置2は、黒鉛製坩堝10と、石英管20と、加熱部30と、断熱部材12とに加えて断熱部材11を有する。
(1) Schematic Configuration of Silicon Carbide Single Crystal Manufacturing Device As shown in FIGS. 4 and 5, the silicon carbide single crystal manufacturing device 2 includes a graphite crucible 10, a quartz tube 20, a heating unit 30, and a heat insulating member. 12 and a heat insulating member 11.

黒鉛製坩堝10は、断熱部材11を用いて覆われている。具体的には、断熱部材11は、黒鉛製坩堝10を構成する反応容器本体50の側部、上面、下面に密着する。   The graphite crucible 10 is covered with a heat insulating member 11. Specifically, the heat insulating member 11 is in close contact with the side portion, the upper surface, and the lower surface of the reaction vessel main body 50 constituting the graphite crucible 10.

断熱部材11は、断熱部材12と同一の材料により形成される。断熱部材11は、例えば、複数の孔が形成された多孔質のカーボンまたはカーボンフェルトにより形成される。断熱部材11の厚さd2は、15ミリメートル以上である。   The heat insulating member 11 is formed of the same material as the heat insulating member 12. The heat insulating member 11 is formed of, for example, porous carbon or a carbon felt in which a plurality of holes are formed. The thickness d2 of the heat insulating member 11 is 15 millimeters or more.

断熱部材11は、黒鉛製坩堝10に収容されている昇華用原料80の配設位置と対応する位置で、断熱部材11の厚さを薄くしている。具体的には、反応容器本体50の側部を覆う断熱部材11の側面において、断熱部材11の厚さは、黒鉛製坩堝10に収容されている昇華用原料80の配設位置と対応する位置で、黒鉛製坩堝10の径方向内側に薄く形成されている。   The heat insulating member 11 is made thin at a position corresponding to the position where the raw material for sublimation 80 accommodated in the graphite crucible 10 is disposed. Specifically, on the side surface of the heat insulating member 11 covering the side portion of the reaction vessel main body 50, the thickness of the heat insulating member 11 corresponds to the position where the sublimation raw material 80 accommodated in the graphite crucible 10 is disposed. Thus, the graphite crucible 10 is thinly formed on the inner side in the radial direction.

断熱部材12は、反応容器本体50の側部を覆う断熱部材11と、石英管20との間に挿入され、断熱部材11の側部に密着する。この際、断熱部材12は、黒鉛製坩堝10の底部51から、少なくとも昇華用原料80の上面sまで挿入される。断熱部材12は、断熱部材11の側部において、厚さが薄く形成されている部位に挿入される。   The heat insulating member 12 is inserted between the heat insulating member 11 covering the side portion of the reaction vessel main body 50 and the quartz tube 20, and is in close contact with the side portion of the heat insulating member 11. At this time, the heat insulating member 12 is inserted from the bottom 51 of the graphite crucible 10 to at least the upper surface s of the sublimation raw material 80. The heat insulating member 12 is inserted into a portion where the thickness is formed thin on the side portion of the heat insulating member 11.

(2)炭化珪素単結晶の製造方法
次に本実施形態に係る炭化珪素単結晶の製造方法について、第1実施形態と異なる点を主に説明する。
(2) Manufacturing Method of Silicon Carbide Single Crystal Next, the manufacturing method of the silicon carbide single crystal according to the present embodiment will be described mainly with respect to differences from the first embodiment.

ステップS2の配置工程において、断熱部材11は、黒鉛製坩堝10を構成する反応容器本体50の側部、上面、下面に密着している。   In the arrangement step of step S2, the heat insulating member 11 is in close contact with the side, upper surface, and lower surface of the reaction vessel main body 50 constituting the graphite crucible 10.

ステップS2の配置工程において、断熱部材12は、断熱部材11と、反応容器本体50との間に挿入されていない状態である。具体的には、断熱部材12は、断熱部材11の底部よりも支持棒40側(下方)に配設される。   In the arrangement step of step S <b> 2, the heat insulating member 12 is not inserted between the heat insulating member 11 and the reaction vessel main body 50. Specifically, the heat insulating member 12 is disposed on the support rod 40 side (downward) from the bottom of the heat insulating member 11.

ステップS4の断熱部材挿入工程では、黒鉛製坩堝10に収容された昇華用原料80が順次昇華している間に、断熱部材12を加熱部30と黒鉛製坩堝10との間に挿入する。具体的には、断熱部材12を黒鉛製坩堝10の底部51側から断熱部材11と、石英管20との間に挿入する。   In the heat insulating member insertion step of step S4, the heat insulating member 12 is inserted between the heating unit 30 and the graphite crucible 10 while the sublimation raw material 80 accommodated in the graphite crucible 10 is sequentially sublimated. Specifically, the heat insulating member 12 is inserted between the heat insulating member 11 and the quartz tube 20 from the bottom 51 side of the graphite crucible 10.

(3)比較評価
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の比較例及び実施例に係る炭化珪素単結晶の製造装置を用いて行った比較評価について説明する。具体的には、(3.1)評価方法、(3.2)評価結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
(3) Comparative Evaluation Next, in order to further clarify the effects of the present invention, comparative evaluation performed using the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus according to the following comparative examples and examples will be described. Specifically, (3.1) Evaluation method and (3.2) Evaluation result will be described. In addition, this invention is not limited at all by these examples.

(3.1)評価方法
3種類の炭化珪素単結晶の製造装置を用いて、炭化珪素単結晶を製造した。比較評価に用いた比較例1、2及び実施例1に係る炭化珪素単結晶の製造装置及び評価方法について、説明する。
(3.1) Evaluation Method A silicon carbide single crystal was manufactured using three types of silicon carbide single crystal manufacturing apparatuses. The silicon carbide single crystal manufacturing apparatus and evaluation method according to Comparative Examples 1 and 2 and Example 1 used for comparative evaluation will be described.

(3.1.1)実施例1に係る炭化珪素単結晶の製造装置
実施例1に係る炭化珪素単結晶の製造装置は、本発明の第2実施形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置2を用いた。以下、実施例1に係る炭化珪素単結晶の製造装置の特徴的な部位について説明する。
(3.1.1) Silicon carbide single crystal manufacturing apparatus according to Example 1 A silicon carbide single crystal manufacturing apparatus according to Example 1 is a silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention. Was used. Hereinafter, the characteristic site | part of the manufacturing apparatus of the silicon carbide single crystal which concerns on Example 1 is demonstrated.

断熱部材11の厚さは、25mmとした。また、断熱部材11において、昇華用原料80の側面部の厚さのみ、10mmとした。また、断熱部材12の厚さは、15mmとした。   The thickness of the heat insulating member 11 was 25 mm. In the heat insulating member 11, only the thickness of the side surface portion of the sublimation raw material 80 was set to 10 mm. Moreover, the thickness of the heat insulation member 12 was 15 mm.

(3.1.2)実施例1による炭化珪素単結晶の製造方法
種結晶70を黒鉛製坩堝10に配設し、2200℃で40時間加熱し、昇華用原料80を昇華させた。
(3.1.2) Method for Producing Silicon Carbide Single Crystal According to Example 1 The seed crystal 70 was placed in the graphite crucible 10 and heated at 2200 ° C. for 40 hours to sublimate the sublimation raw material 80.

次に、断熱部材12を昇華用原料80の下方から徐々に挿入した。具体的には、40時間後に、断熱部材12の上端が、昇華用原料80の上端に至るように断熱部材12を挿入した。昇華用原料80の中心部を継続して昇華させた。   Next, the heat insulating member 12 was gradually inserted from below the sublimation raw material 80. Specifically, after 40 hours, the heat insulating member 12 was inserted so that the upper end of the heat insulating member 12 reached the upper end of the sublimation raw material 80. The central portion of the sublimation raw material 80 was continuously sublimated.

(3.1.3)比較例1に係る炭化珪素単結晶の製造装置
比較例1に係る炭化珪素単結晶の製造装置は、実施例1に係る炭化珪素単結晶の製造装置に対して、断熱部材11の厚さを一律に25mmとする点で異なる。他の部位については、実施例1に係る炭化珪素単結晶の製造装置と同様とする。
(3.1.3) Silicon carbide single crystal manufacturing apparatus according to Comparative Example 1 The silicon carbide single crystal manufacturing apparatus according to Comparative Example 1 is insulated from the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus according to Example 1. The difference is that the thickness of the member 11 is uniformly 25 mm. Other parts are the same as those of the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus according to the first embodiment.

(3.1.4)比較例1による炭化珪素単結晶の製造方法
種結晶70を黒鉛製坩堝10に配設し、2200℃から2350℃まで80時間加熱し、昇華用原料80を昇華させた。
(3.1.4) Method for producing silicon carbide single crystal according to Comparative Example 1 The seed crystal 70 was placed in the graphite crucible 10 and heated from 2200 ° C. to 2350 ° C. for 80 hours to sublimate the sublimation raw material 80. .

(3.1.5)比較例2に係る炭化珪素単結晶の製造装置
比較例2に係る炭化珪素単結晶の製造装置は、実施例1に係る炭化珪素単結晶の製造装置に対して、断熱部材11の厚さを一律に25mmとする点で異なる。他の部位については、実施例1に係る炭化珪素単結晶の製造装置と同様とする。
(3.1.5) Silicon carbide single crystal manufacturing apparatus according to Comparative Example 2 The silicon carbide single crystal manufacturing apparatus according to Comparative Example 2 is insulated from the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus according to Example 1. The difference is that the thickness of the member 11 is uniformly 25 mm. Other parts are the same as those of the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus according to the first embodiment.

(3.1.6)比較例2による炭化珪素単結晶の製造方法
種結晶70を黒鉛製坩堝10に配設し、2200℃で80時間加熱し、昇華用原料80を昇華させた。なお、加熱部30の上下方向に沿った中心位置は、加熱開始時に、昇華用原料80の上端に配置し、加熱に伴って、昇華用原料80の底部になるように移動させた。
(3.1.6) Method for Producing Silicon Carbide Single Crystal According to Comparative Example 2 The seed crystal 70 was placed in the graphite crucible 10 and heated at 2200 ° C. for 80 hours to sublimate the sublimation raw material 80. In addition, the center position along the up-down direction of the heating unit 30 was disposed at the upper end of the sublimation raw material 80 at the start of heating, and was moved to the bottom of the sublimation raw material 80 with heating.

(3.2)評価結果
比較例1、2及び実施例1に係る炭化珪素単結晶の製造装置によって製造された炭化珪素単結晶から半導体ウェハを切り出し、X線回折装置で半価幅を測定した。測定結果を表1に示す。
(3.2) Evaluation Results A semiconductor wafer was cut out from the silicon carbide single crystal manufactured by the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus according to Comparative Examples 1 and 2 and Example 1, and the half width was measured with an X-ray diffractometer. . The measurement results are shown in Table 1.

Figure 2010138006
Figure 2010138006

表1に示すように、実施例1に係る炭化珪素単結晶の製造装置によって製造された炭化珪素単結晶は、比較例1、2に係る炭化珪素単結晶の製造装置によって製造された炭化珪素単結晶と比べて、半価幅が、狭く、結晶性が優れていることが判った。   As shown in Table 1, the silicon carbide single crystal manufactured by the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus according to Example 1 is the same as the silicon carbide single crystal manufactured by the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus according to Comparative Examples 1 and 2. It was found that the half width was narrow and the crystallinity was excellent as compared with the crystal.

(4.1)作用・効果
以上説明したように、本実施形態によれば、黒鉛製坩堝10は、断熱部材11を用いて覆われているため、炭化珪素単結晶の製造装置2は、加熱部30によって加熱された黒鉛製坩堝10の内部の温度低下を更に抑制し、黒鉛製坩堝10の内部の温度を徐々に上昇させる。
(4.1) Actions / Effects As described above, according to the present embodiment, the graphite crucible 10 is covered with the heat insulating member 11, so that the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 2 is heated. The temperature inside the graphite crucible 10 heated by the part 30 is further suppressed, and the temperature inside the graphite crucible 10 is gradually increased.

本実施形態によれば、断熱部材11の厚さは、黒鉛製坩堝10に収容されている昇華用原料80の配設位置と対応する位置で、黒鉛製坩堝10の径方向内側に薄く形成されているため、昇華用原料80は、加熱部30によって加熱されやすくなる。従って、炭化珪素単結晶の製造装置2は、昇華用原料80の昇華を促進する。   According to this embodiment, the thickness of the heat insulating member 11 is thinly formed on the radially inner side of the graphite crucible 10 at a position corresponding to the position where the raw material for sublimation 80 accommodated in the graphite crucible 10 is disposed. Therefore, the sublimation raw material 80 is easily heated by the heating unit 30. Accordingly, the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 2 promotes sublimation of the sublimation raw material 80.

本実施形態によれば、断熱部材12は、黒鉛製坩堝10に収容された昇華用原料80が順次昇華している間に、反応容器本体50の側部を覆う断熱部材11と、石英管20との間に挿入される。このため、炭化珪素単結晶の製造装置2は、加熱部30によって加熱された黒鉛製坩堝10の内部の温度低下を更に抑制し、黒鉛製坩堝10の内部の温度を徐々に上昇させる。   According to the present embodiment, the heat insulating member 12 includes the heat insulating member 11 that covers the side portion of the reaction vessel main body 50 and the quartz tube 20 while the sublimation raw material 80 accommodated in the graphite crucible 10 is sequentially sublimated. Inserted between. For this reason, the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus 2 further suppresses the temperature drop inside the graphite crucible 10 heated by the heating unit 30 and gradually raises the temperature inside the graphite crucible 10.

[その他の実施形態]
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
[Other Embodiments]
Although the contents of the present invention have been disclosed through the embodiments of the present invention as described above, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。上述した実施形態では、断熱部材12は、昇華用原料80の配設位置と対応する位置まで挿入される、としたが、種結晶70の配設位置と対応する位置以外の黒鉛製坩堝10の側部を覆う位置まで挿入されてもよい。   For example, the embodiment of the present invention can be modified as follows. In the above-described embodiment, the heat insulating member 12 is inserted up to the position corresponding to the position where the sublimation raw material 80 is disposed, but the graphite crucible 10 other than the position corresponding to the position where the seed crystal 70 is disposed. You may insert to the position which covers a side part.

断熱部材12は、複数の孔が形成された多孔質のカーボンフェルトであるとして説明したが、黒鉛製坩堝10よりも熱伝導率が低い材料であればよい。また、断熱部材12の厚さは、少なくとも15ミリメートルであるとした。しかし、カーボンフェルトとは異なる断熱部材を使用する場合には、下限値は、必ずしも15ミリでなくてもよい。厚さは、材料のもつ断熱効果に応じて適宜変更することができる。   The heat insulating member 12 has been described as a porous carbon felt in which a plurality of holes are formed, but any material having a lower thermal conductivity than the graphite crucible 10 may be used. In addition, the thickness of the heat insulating member 12 is at least 15 millimeters. However, when a heat insulating member different from carbon felt is used, the lower limit value is not necessarily 15 mm. The thickness can be appropriately changed according to the heat insulating effect of the material.

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。   As described above, the present invention naturally includes various embodiments that are not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

本発明の第1実施形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置1の概略を説明する構成図である。It is a lineblock diagram explaining the outline of silicon carbide single crystal manufacturing device 1 concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置1の内部に配設される断熱部材12と昇華用原料80との位置関係を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the positional relationship of the heat insulation member 12 arrange | positioned inside the manufacturing apparatus 1 of the silicon carbide single crystal which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the raw material 80 for sublimation. 本発明の第1実施形態に係る炭化珪素単結晶の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the silicon carbide single crystal which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置2の概略を説明する構成図である。It is a block diagram explaining the outline of the manufacturing apparatus 2 of the silicon carbide single crystal which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置2の内部に配設される断熱部材11と断熱部材12との位置関係を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the positional relationship of the heat insulation member 11 and the heat insulation member 12 which are arrange | positioned inside the manufacturing apparatus 2 of the silicon carbide single crystal which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

s…上面、 1…製造装置、 2…製造装置、 10…黒鉛製坩堝、 11…断熱部材、
12…断熱部材、 20…石英管、 30…加熱部、 30a…誘導加熱コイル、
40…支持棒、 50…反応容器本体、 51…底部、 60…蓋部、 61…内側表面、
70…種結晶、80…昇華用原料、100…炭化珪素単結晶、100a…凸面
s ... upper surface, 1 ... manufacturing apparatus, 2 ... manufacturing apparatus, 10 ... graphite crucible, 11 ... heat insulating member,
12 ... Thermal insulation member, 20 ... Quartz tube, 30 ... Heating part, 30a ... Induction heating coil,
40 ... support rod, 50 ... reaction vessel main body, 51 ... bottom, 60 ... lid, 61 ... inner surface,
70 ... Seed crystal, 80 ... Raw material for sublimation, 100 ... Silicon carbide single crystal, 100a ... Convex surface

Claims (6)

炭化珪素を含む種結晶、及び前記種結晶の下方に配設され、前記種結晶の成長に用いられる昇華用原料を収容する坩堝と、
前記坩堝の側部の周囲に配設され、前記坩堝を誘導加熱コイルを用いて加熱する加熱部と
を用いた炭化珪素単結晶の製造方法であって、
前記加熱部を用いて前記坩堝を略一定の出力で加熱するステップと、
前記坩堝に収容された前記昇華用原料が順次昇華している間に、断熱部材を前記加熱部と前記坩堝との間に挿入するステップと
を備える炭化珪素単結晶の製造方法。
A crucible containing a seed crystal containing silicon carbide, and a sublimation raw material disposed under the seed crystal and used for growing the seed crystal;
A method for producing a silicon carbide single crystal using a heating unit disposed around a side portion of the crucible and heating the crucible using an induction heating coil,
Heating the crucible at a substantially constant output using the heating unit;
A method for producing a silicon carbide single crystal, comprising: inserting a heat insulating member between the heating unit and the crucible while the sublimation raw materials housed in the crucible are sequentially sublimated.
前記断熱部材を挿入するステップでは、前記坩堝の側面視において、前記坩堝に収容されている前記昇華用原料の配設位置と対応する位置まで前記断熱部材を挿入する請求項1に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
2. The silicon carbide according to claim 1, wherein in the step of inserting the heat insulating member, the heat insulating member is inserted to a position corresponding to a position where the raw material for sublimation accommodated in the crucible is disposed in a side view of the crucible. A method for producing a single crystal.
前記断熱部材を挿入するステップでは、前記断熱部材を前記坩堝の底部側から前記加熱部と前記坩堝との間に挿入する請求項1または2に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
3. The method for producing a silicon carbide single crystal according to claim 1, wherein in the step of inserting the heat insulating member, the heat insulating member is inserted between the heating unit and the crucible from the bottom side of the crucible.
前記断熱部材を挿入するステップでは、前記種結晶の成長に連れて、前記加熱部と前記坩堝との間に挿入される前記断熱部材の部分を増やす請求項1乃至3の何れか一項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
The step of inserting the heat insulating member increases the portion of the heat insulating member inserted between the heating unit and the crucible as the seed crystal grows. A method for producing a silicon carbide single crystal.
前記断熱部材を挿入するステップでは、前記坩堝の内側面部分に配設されている前記昇華用原料の昇華が完了する前に、前記断熱部材を挿入する請求項1乃至4の何れか一項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
5. The step of inserting the heat insulating member according to claim 1, wherein the heat insulating member is inserted before the sublimation of the sublimation raw material disposed on the inner surface portion of the crucible is completed. The manufacturing method of the silicon carbide single crystal of description.
前記坩堝は、断熱部材を用いて覆われている請求項1乃至5の何れか一項に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。   The said crucible is the manufacturing method of the silicon carbide single crystal as described in any one of Claims 1 thru | or 5 covered using the heat insulation member.
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