JP2012126613A - 炭化珪素単結晶の製造装置および製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＳｉＣ単結晶に多結晶が癒着することを抑制し、より高品質なＳｉＣ単結晶を製造できるようにする。
【解決手段】台座９をパージガスが種結晶５の裏面側から供給できる構造とし、種結晶５の外縁に向けてパージガスを流動させられるようにする。このような構造とすれば、パージガスの影響により、台座９のうちの種結晶５の周囲に位置する部分に多結晶が形成されることを抑制できる。これにより、ＳｉＣ単結晶２０を長尺成長させたとしても、多結晶のせり上がりによりＳｉＣ単結晶２０の外縁部に多結晶が癒着することを防止することが可能となる。したがって、外縁部の品質が損なわれることなくＳｉＣ単結晶２０を成長させることが可能となる。
【選択図】図１
【解決手段】台座９をパージガスが種結晶５の裏面側から供給できる構造とし、種結晶５の外縁に向けてパージガスを流動させられるようにする。このような構造とすれば、パージガスの影響により、台座９のうちの種結晶５の周囲に位置する部分に多結晶が形成されることを抑制できる。これにより、ＳｉＣ単結晶２０を長尺成長させたとしても、多結晶のせり上がりによりＳｉＣ単結晶２０の外縁部に多結晶が癒着することを防止することが可能となる。したがって、外縁部の品質が損なわれることなくＳｉＣ単結晶２０を成長させることが可能となる。
【選択図】図１
Description
本発明は、炭化珪素（以下、ＳｉＣという）単結晶の製造装置および製造方法に関するものである。
従来より、ＳｉＣ単結晶製造装置として、例えば特許文献１に示される構造の製造装置が提案されている。このＳｉＣ単結晶製造装置では、欠陥や歪みが多く存在する種結晶の側面および外縁部を昇華エッチングして、種結晶の口径を縮小したのち、口径が縮小された種結晶を所望の大きさまでに口径拡大するようにＳｉＣ単結晶を成長させる。具体的には、種結晶の外縁部と対向する内壁面を有するガイドを備え、ガイドのうち種結晶側の内径を種結晶よりも小さくし、種結晶から離れるにしたがって内径が広がるようにすることでＳｉＣ種結晶の口径が拡大されるようにしている。
このようなＳｉＣ単結晶製造装置を用いてＳｉＣ単結晶を製造することにより、種結晶の外縁部に存在する欠陥や歪みに起因してＳｉＣ単結晶に欠陥や歪みが発生したり伝播することを抑制することができ、高品質なＳｉＣ単結晶を製造することが可能となる。
しかしながら、従来のように、種結晶の外縁部の除去に昇華エッチングを使用する方法では、ＳｉＣ単結晶の成長量の増加に伴って、成長結晶とガイドとの温度差がなくなり、また、成長結晶とガイドの間の隙間が成長量によって長くなり、ＳｉＣ原料ガスなどが流れ難くなる。そのため、成長結晶とガイドとの間に多結晶が成長し、成長結晶が多結晶に癒着して、成長結晶の外縁部の品質を劣化させるという問題がある。
これに対して、ＳｉＣ単結晶を成長させる種結晶と多結晶が成長する部分とを位置的にずらすことで、ＳｉＣ単結晶に多結晶が癒着して成長結晶の外縁部の品質が劣化してしまうことを抑制するものも検討されている。
図６（ａ）、（ｂ）は、このＳｉＣ単結晶製造装置によりＳｉＣ単結晶を成長させたときの様子を示した断面図である。図６（ａ）に示されるように、台座Ｊ１のうち種結晶Ｊ２が配置される部分Ｊ１ａを突起形状にして、種結晶Ｊ２の上に形成されるＳｉＣ単結晶Ｊ３と突起形状とした部分Ｊ１ａの周囲に成長する多結晶Ｊ４とを位置的にずらすことができる。しかし、この場合でも、ＳｉＣ単結晶Ｊ３の長尺成長により、多結晶Ｊ４がせり上がり、ＳｉＣ単結晶Ｊ３と多結晶Ｊ４とが癒着する。また、図６（ｂ）に示されるように、台座Ｊ１のうち種結晶Ｊ２が配置される部分Ｊ１ａを突起形状にすると共に、その周囲をひさし構造の部材Ｊ１ｂによって囲むことで、台座Ｊ１の側面からの多結晶Ｊ４のせり上がりを抑制できる。しかし、この構造でも、ひさし構造の部材Ｊ１ｂの表面上にも多結晶Ｊ４が付着し、ＳｉＣ単結晶Ｊ３の長尺成長に伴って、ＳｉＣ単結晶Ｊ３と多結晶Ｊ４とが癒着する。
本発明は上記点に鑑みて、ＳｉＣ単結晶に多結晶が癒着することを抑制し、より高品質なＳｉＣ単結晶を製造できるＳｉＣ単結晶の製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、台座（９）を支持すると共に、該台座（９）に対して種結晶（５）が配置された方と反対側となる裏面側からパージガスを供給するパージガス導入機構（１１）を有し、台座（９）には、種結晶（５）の外縁に向けてパージガスを排出するパージガス導入経路（９４、９５ｃ）が備えられていることを特徴としている。
このように、パージガスを種結晶（５）の裏面側から供給できる構造とし、種結晶（５）の外縁に向けてパージガスを流動させられるようにしている。このため、パージガスの影響により、台座（９）のうちの種結晶（５）の周囲に位置する部分に多結晶が形成されることを抑制できる。これにより、ＳｉＣ単結晶（２０）を長尺成長させたとしても、多結晶のせり上がりによりＳｉＣ単結晶（２０）の外縁部に多結晶が癒着することを防止することが可能となる。したがって、外縁部の品質が損なわれることなくＳｉＣ単結晶（２０）を成長させることが可能となる。
請求項２に記載の発明では、台座（９）は、パージガス導入経路（９４、９５ｃ）におけるパージガスの排出口が該台座（９）の中心軸に対して径方向外側に向けられることで、パージガスを種結晶（５）の外縁から径方向外側に向けて排出し、パージガスを該台座（９）の下面に沿って流動させることを特徴としている。
このように、台座（９）にてパージガスを径方向外側に排出し、台座（９）の下面に沿って流動させるようにすれば、より台座（９）の下面に多結晶が形成されることを抑制できる。
なお、請求項３に記載したように、パージガスとしては、不活性ガスとエッチングガスおよびＳｉＣに対する不純物ドーパントとなるガスのいずれか１つもしくは複数の組み合わせのガスを用いることができる。
請求項４に記載の発明では、台座（９）は、表面が高融点金属炭化物によりコーティングされた黒鉛にて構成されていることを特徴としている。
このように、高融点金属炭化物によりコーティングした黒鉛にて台座（９）を構成することにより、台座（９）の表面荒れを抑制でき、多結晶が生成されることをさらに抑制することができる。
請求項５に記載の発明では、台座（９）に対して、パージガス導入機構（１１）により、台座（９）のうち種結晶（５）が配置された方と反対側となる裏面側からパージガスを供給し、台座（９）から種結晶（５）の外縁に向けてパージガスを排出させつつ、ＳｉＣ単結晶（２０）を成長させることを特徴としている。
このように、パージガスを種結晶（５）の裏面側から供給し、種結晶（５）の外縁に向けてパージガスを排出させることで、パージガスの影響により、台座（９）のうちの種結晶（５）の周囲に位置する部分に多結晶が形成されることを抑制できる。これにより、ＳｉＣ単結晶（２０）を長尺成長させたとしても、多結晶のせり上がりによりＳｉＣ単結晶（２０）の外縁部に多結晶が癒着することを防止することが可能となる。したがって、外縁部の品質が損なわれることなくＳｉＣ単結晶（２０）を成長させることが可能となる。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
（第１実施形態）
図１に、本実施形態のＳｉＣ単結晶製造装置１の断面斜視図を示す。以下、この図を参照してＳｉＣ単結晶製造装置１の構造について説明する。
図１に、本実施形態のＳｉＣ単結晶製造装置１の断面斜視図を示す。以下、この図を参照してＳｉＣ単結晶製造装置１の構造について説明する。
図１に示すＳｉＣ単結晶製造装置１は、底部に備えられた流入口２を通じてキャリアガスと共にＳｉおよびＣを含有するＳｉＣの原料ガス３（例えば、シラン等のシラン系ガスとプロパン等の炭化水素系ガスの混合ガス）を供給し、上部の流出口４を通じて排出することで、ＳｉＣ単結晶製造装置１内に配置したＳｉＣ単結晶基板からなる種結晶５上にＳｉＣ単結晶２０を結晶成長させるものである。
ＳｉＣ単結晶製造装置１には、真空容器６、第１断熱材７、加熱容器８、台座９、外周断熱材１０、回転引上ガス導入機構１１および第１、第２加熱装置１２、１３が備えられている。
真空容器６は、石英ガラスなどで構成され、中空円筒状を為しており、キャリアガスや原料ガス３の導入導出が行え、かつ、ＳｉＣ単結晶製造装置１の他の構成要素を収容すると共に、その収容している内部空間の圧力を真空引きすることにより減圧できる構造とされている。この真空容器６の底部に原料ガス３の流入口２が設けられ、上部（具体的には側壁の上方位置）に原料ガス３の流出口４が設けられている。
第１断熱材７は、円筒形状を為しており、真空容器６に対して同軸的に配置され、中空部により原料ガス導入管７ａを構成している。第１断熱材７は、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）などの高融点金属炭化物にてコーティングした黒鉛などで構成される。
加熱容器８は、種結晶５の表面にＳｉＣ単結晶２０を成長させる反応室を構成しており、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）などの高融点金属炭化物にてコーティングした黒鉛などで構成され、台座９よりも原料ガス３の流動経路上流側に配置されている。この加熱容器８により、流入口２から供給された原料ガス３を種結晶５に導くまでに、原料ガス３に含まれたパーティクルを排除しつつ、原料ガス３を分解している。
具体的には、加熱容器８は、中空円筒状部材を有した構造とされ、本実施形態の場合は有底円筒状部材で構成されている。加熱容器８には、底部に第１断熱材７の中空部と連通させられるガス導入口８ａが備えられ、第１断熱材７の中空部を通過してきた原料ガス３がガス導入口８ａを通じて加熱容器８内に導入される。
台座９は、加熱容器８の中心軸と同軸的に配置され、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）などの高融点金属炭化物にてコーティングした黒鉛などで構成される。この台座９に、種結晶５が貼り付けられ、種結晶５の表面にＳｉＣ単結晶２０を成長させる。図２に、台座９の近傍の部分拡大図を示し、この図を参照して台座９の詳細構造について説明する。
図２に示すように、台座９は、回転引上ガス導入機構１１との連結部９１と、種結晶５が固定される固定部９２と、固定部９２を保持する保持部９３とを有した構成とされている。
連結部９１は、第１円筒部９１ａとフランジ部９１ｂおよび第２円筒部９１ｃを有している。第１円筒部９１ａは、回転引上ガス導入機構１１におけるパイプ材１１ａの先端に連結される。フランジ部９１ｂは、第１円筒部９１ａのうちのパイプ材１１ａと反対側の端部を径方向に向かって拡大させた構造とされている。第２円筒部９１ｃは、フランジ部９１ｂのうち第１円筒部９１ａと反対側の面において、フランジ部９１ｂの外縁近傍に形成され、第１円筒部９１ａよりも内径が大きくされている。
固定部９２は、中心軸方向において径が変えられた段付円柱部材にて構成されており、外径が大きくされた大径部９２ａと外径が小さくされた小径部９２ｂを有し、これら大径部９２ａおよび小径部９２ｂが同軸的に配置されている。大径部９２ａおよび小径部９２ｂは、共に第２円筒部９１ｃや後述する保持部９３の内径よりも小さくされており、これら大径部９２ａおよび小径部９２ｂと第２円筒部９１ｃや保持部９３との間の隙間により、パージガス導入経路９４が構成されている。また、小径部９２ｂは、大径部９２ａの下方に配置され、その先端が保持部９３の下端よりも突出させられている。この突出させられた小径部９２ｂの先端に、小径部９２ｂよりも径を拡大した種結晶５の貼り付け面を構成する固定板９２ｃが取り付けられている。さらに、固定部９２には、大径部９２ａのうち小径部９２ｂ側の面において、小径部９２ｂの周囲に周方向に等間隔に配置された突起状の支持部９２ｄが備えられている。この支持部９２ｄにより、固定部９２が保持部９３に保持されるようにしつつ、大径部９２ａと保持部９３との間が所定間隔離間してパージガス導入経路９４が構成されるようにしている。
保持部９３は、中空部を有する円筒部９３ａを有した構成とされている。この円筒部９３ａの一端側から連結部９１の第２円筒部９１ｃなどが嵌め込まれている。そして、接着剤等を介して、保持部９３と連結部９１とが固定されている。また、保持部９３のうち、連結部９１が嵌め込まれる方と反対側の端部には、円筒部９３ａから径方向内側に突き出した絞り部９３ｂが備えられている。この絞り部９３ｂの上に固定部９２の支持部９３ｃが設置され、絞り部９３ｂと大径部９２ａとの間が所定間隔離間させられるようにして、固定部９２が保持部９３に保持されている。
外周断熱材１０は、加熱容器８や台座９の外周を囲みつつ、台座９側に導かれた原料ガス３の残りを流出口４側に導く。具体的には、種結晶５に供給された後の原料ガス３の残りが台座９と外周断熱材１０との間の隙間を通過し、流出口４に導かれるようになっている。
回転引上ガス導入機構１１は、パイプ材１１ａの回転および引上げを行う。パイプ材１１ａは、一端が台座９のうち種結晶５が貼り付けられる面と反対側の面に接続されており、他端が回転引上ガス導入機構１１の本体に接続されている。このパイプ材１１ａも、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）などの高融点金属炭化物にてコーティングした黒鉛などで構成される。このような構成により、パイプ材１１ａと共に台座９、種結晶５およびＳｉＣ単結晶２０の回転および引き上げが行え、ＳｉＣ単結晶２０の成長面が所望の温度分布となるようにしつつ、ＳｉＣ単結晶２０の成長に伴って、その成長表面の温度が常に成長に適した温度に調整できる。
また、回転引上ガス導入機構１１は、パイプ材１１ａの内部にＡｒやＨｅなどの不活性ガスやＨ2やＨＣｌなどのエッチングガスにて構成されるパージガスを導入し、パイプ材１１ａの先端に接続された台座９に対してパージガスを供給する。この回転引上ガス導入機構１１から供給されるパージガスが台座９により種結晶５の外縁部から径方向外側に向けて排出されるようになっている。
第１、第２加熱装置１２、１３は、誘導加熱用コイルやヒータによって構成され、真空容器６の周囲を囲むように配置されている。これら第１、第２加熱装置１２、１３は、それぞれ独立して温度制御できるように構成されている。このため、より細やかな温度制御を行うことができる。第１加熱装置１２は、加熱容器８の下方と対応した位置に配置されている。第２加熱装置１３は、台座９と対応した位置に配置されている。このような配置とされているため、第１、第２加熱装置１２、１３を制御することにより、ＳｉＣ単結晶２０の成長表面の温度分布をＳｉＣ単結晶２０の成長に適した温度に調整できる。
このような構造により、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１が構成されている。続いて、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１を用いたＳｉＣ単結晶２０の製造方法について説明する。
まず、台座９に種結晶５を取り付けたのち、第１、第２加熱装置１２、１３を制御し、所望の温度分布を付ける。すなわち、種結晶５の表面において原料ガス３が再結晶化されることでＳｉＣ単結晶が成長しつつ、加熱容器８内において再結晶化レートよりも昇華レートの方が高くなる温度となるようにする。
また、真空容器６を所望圧力にしつつ、必要に応じてＡｒやＨｅなどの不活性ガスによるキャリアガスやＨ2やＨＣｌなどのエッチングガスを導入しながら原料ガス導入管７ａを通じて原料ガス３を導入する。これにより、図１中の矢印Ａで示したように、原料ガス３が流動し、種結晶５に供給されてＳｉＣ単結晶２０を成長させることができる。
このとき、回転引上ガス導入機構１１より、パイプ材１１ａを通じてＡｒやＨｅなどの不活性ガスやＨ2やＨＣｌなどのエッチングガスにて構成されるパージガスを導入する。これにより、図２中の矢印Ｂに示したように、台座９に形成されたパージガス導入経路を通じて、パージガスを種結晶５の裏面側から供給し、種結晶５の外縁部から径方向外側に向かって流動させることができる。
このため、パージガスの影響により、台座９のうちの種結晶５の周囲に位置する部分、例えば保持部９３の下面や大径部９２ａの下面に多結晶が形成されることを抑制でき、ＳｉＣ単結晶２０を長尺成長させたとしても、多結晶のせり上がりによりＳｉＣ単結晶２０の外縁部に多結晶が癒着することを防止できる。したがって、外縁部の品質が損なわれることなくＳｉＣ単結晶２０を成長させることが可能となる。
特に、本実施形態の場合、保持部９３の下面が水平面となるが、固定部９２の小径部９２ｂを保持部９３の絞り部９３ｂよりも下方に突き出させ、さらに小径部９２ｂの先端に小径部９２ｂよりも径を拡大した固定板９２ｃを配置していることから、パージガスの排出口が台座９の中心軸に対して径方向外側に向けられた状態となる。このため、台座９にてパージガスを径方向外側に排出し、保持部９３の下面に沿って流動させることができる。このため、より保持部９３の下面に多結晶が形成されることを抑制でき、さらに上記効果を得ることが可能となる。
以上説明したように、本実施形態のＳｉＣ単結晶製造装置１によれば、パージガスを種結晶５の裏面側から供給し、種結晶５の外縁部から径方向外側に向かって流動させるようにしている。このため、パージガスの影響により、台座９のうちの種結晶５の周囲に位置する部分、例えば保持部９３の下面や大径部９２ａの下面に多結晶が形成されることを抑制でき、ＳｉＣ単結晶２０を長尺成長させたとしても、多結晶のせり上がりによりＳｉＣ単結晶２０の外縁部に多結晶が癒着することを防止することが可能となる。したがって、外縁部の品質が損なわれることなくＳｉＣ単結晶２０を成長させることが可能となる。
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して台座９の形状を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して台座９の形状を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
図３は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１にてＳｉＣ単結晶２０を成長させたときの台座９の近傍の様子を示した拡大断面図である。この図に示されるように、本実施形態では、台座９に備えられた保持部９３の下面が、水平面ではなく、台座９の中心軸を中心として、ＳｉＣ単結晶２０の成長方向に進むにつれて径が拡大していくテーパ面とされている。
このように、保持部９３の下面をテーパ面とすることもできる。このような構造とすれば、ＳｉＣ単結晶２０を成長させたときに、ＳｉＣ単結晶２０の口径ががテーパ面に沿って拡大されるため、ＳｉＣ単結晶２０の大口径化を図ることができる。そして、このような構造の場合でも、パージガスをテーパ面に沿って流動させることができるため、保持部９３の下面に多結晶が形成されることを抑制でき、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対して台座９の形状を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対して台座９の形状を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
図４は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１にてＳｉＣ単結晶２０を成長させたときの台座９の近傍の様子を示した拡大断面図である。この図に示すように、本実施形態では、台座９を中心軸方向において径が変えられた段付円柱部材にて構成し、外径が大きくされた大径部９５ａと外径が小さくされた小径部９５ｂを有した構成としている。大径部９５ａおよび小径部９５ｂが同軸的に配置され、小径部９５ｂは、大径部９５ａの下方に突出させられており、その先端に種結晶５が配置される。このような構造の台座９において、大径部９５ａのうち小径部９５ｂと反対側となる裏面側から小径部９５ｂに達したのち、小径部９５ｂから径方向外側に向かうパージガス導入経路９５ｃが延設されている。このような構造のパージガス導入経路９５ｃを通じて、種結晶５の裏面側からパージガスが導入され、種結晶５の外縁から径方向外側に向かってパージガスが排出されるようになっている。
このような構造の台座９とされても、パージガスの影響により、台座９のうちの種結晶５の周囲に位置する部分、例えば大径部９５ａの下面に多結晶が形成されることを抑制でき、ＳｉＣ単結晶２０を長尺成長させたとしても、多結晶のせり上がりによりＳｉＣ単結晶２０の外縁部に多結晶が癒着することを防止することが可能となる。したがって、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対して台座９の形状を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対して台座９の形状を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
図５は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１にてＳｉＣ単結晶２０を成長させたときの台座９の近傍の様子を示した拡大断面図である。この図に示すように、本実施形態では、第３実施形態で説明した大径部９５ａと小径部９５ｂおよびパージガス導入経路９５ｃを有する台座９に対して、更に、大径部９５ａの下面を覆うひさし構造部９５ｄを備えている。このひさし構造部９５ｄにより、小径部９５ｂの周囲を囲んでいる。このひさし構造部９５ｄの内周側の端部は、小径部９５ｂから所定間隔離間させられており、この隙間を通じてパージガス導入経路９５ｃを通じて流動してきたパージガスが種結晶５の外縁に流動させられる。
このような構造の台座９とされても、パージガスの影響により、台座９のうちの種結晶５の周囲に位置する部分、例えば大径部９５ａの下面やひさし構造部９５ｄの下面に多結晶が形成されることを抑制でき、ＳｉＣ単結晶２０を長尺成長させたとしても、多結晶のせり上がりによりＳｉＣ単結晶２０の外縁部に多結晶が癒着することを防止することが可能となる。したがって、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
（他の実施形態）
上記各実施形態では、台座９を例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）などの高融点金属炭化物にてコーティングした黒鉛などで構成する場合について説明したが、黒鉛が露出していると熱エッチングやエッチングガスなどによって露出表面が荒れてきて多結晶が生成され易くなる。このため、台座９を高融点金属炭化物がコーティングされた黒鉛にて構成するのが好ましい。特に、多結晶の生成を抑制したい保持部９３における絞り部９３ｂの下面については、高融点金属炭化物をコーティングすることが有効である。
上記各実施形態では、台座９を例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）などの高融点金属炭化物にてコーティングした黒鉛などで構成する場合について説明したが、黒鉛が露出していると熱エッチングやエッチングガスなどによって露出表面が荒れてきて多結晶が生成され易くなる。このため、台座９を高融点金属炭化物がコーティングされた黒鉛にて構成するのが好ましい。特に、多結晶の生成を抑制したい保持部９３における絞り部９３ｂの下面については、高融点金属炭化物をコーティングすることが有効である。
さらに、上記各実施形態では、パージガスとして不活性ガスやエッチングガスを用いる場合について説明したが、成長させるＳｉＣ単結晶２０の不純物ドーパントとなるガス、例えば窒素（Ｎ2）ガスなどをパージガスとして用いても良い。
１ ＳｉＣ単結晶製造装置
３ 原料ガス
５ 種結晶
６ 真空容器
８ 加熱容器
８ａ ガス導入口
９ 台座
９１ 連結部
９２ 固定部
９３ 保持部
９４、９５ｃ パージガス導入経路
１０ 外周断熱材
１１ 回転引上ガス導入機構
１２、１３ 第１、第２加熱装置
２０ ＳｉＣ単結晶
３ 原料ガス
５ 種結晶
６ 真空容器
８ 加熱容器
８ａ ガス導入口
９ 台座
９１ 連結部
９２ 固定部
９３ 保持部
９４、９５ｃ パージガス導入経路
１０ 外周断熱材
１１ 回転引上ガス導入機構
１２、１３ 第１、第２加熱装置
２０ ＳｉＣ単結晶
Claims (5)
- 台座（９）に対して炭化珪素単結晶基板にて構成された種結晶（５）を配置し、該種結晶（５）の下方から炭化珪素の原料ガス（３）を供給することにより、前記種結晶（５）の表面に炭化珪素単結晶（２０）を成長させる炭化珪素単結晶の製造装置において、
前記台座（９）を支持すると共に、該台座（９）に対して前記種結晶（５）が配置された方と反対側となる裏面側からパージガスを供給するパージガス導入機構（１１）を有し、
前記台座（９）には、前記種結晶（５）の外縁に向けてパージガスを排出するパージガス導入経路（９４、９５ｃ）が備えられていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造装置。 - 前記台座（９）は、前記パージガス導入経路（９４、９５ｃ）における前記パージガスの排出口が該台座（９）の中心軸に対して径方向外側に向けられることで、前記パージガスを前記種結晶（５）の外縁から径方向外側に向けて排出し、前記パージガスを該台座（９）の下面に沿って流動させ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装置。
- 前記パージガス導入機構（１１）は、前記パージガスとして、不活性ガスとエッチングガスおよび炭化珪素に対する不純物ドーパントとなるガスのいずれか１つもしくは複数の組み合わせのガスを前記台座（９）に供給することを特徴とする請求項１または２に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
- 前記台座（９）の表面は、高融点金属炭化物によりコーティングされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
- 台座（９）に対して炭化珪素単結晶基板にて構成された種結晶（５）を配置し、該種結晶（５）の下方から炭化珪素の原料ガス（３）を供給することにより、前記種結晶（５）の表面に炭化珪素単結晶（２０）を成長させる炭化珪素単結晶の製造方法において、
前記台座（９）に対して、パージガス導入機構（１１）により、前記台座（９）のうち前記種結晶（５）が配置された方と反対側となる裏面側からパージガスを供給し、前記台座（９）から前記種結晶（５）の外縁に向けてパージガスを排出させつつ、前記炭化珪素単結晶（２０）を成長させることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
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