JP2016088800A - 炭化珪素単結晶の製造装置および炭化珪素単結晶の製造方法 - Google Patents
炭化珪素単結晶の製造装置および炭化珪素単結晶の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。また、本明細書中の結晶学的記載においては、個別方位を[]、集合方位を<>、個別面を()、集合面を{}でそれぞれ示している。また、負の指数については、結晶学上、”−”(バー)を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。
[本発明の実施形態の詳細]
本発明の実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置100の構成について説明する。
まず、炭化珪素単結晶の製造装置を準備する工程(S10:図8)が実施される。たとえば上述した炭化珪素単結晶の製造装置100が準備される。これにより、チャンバ6と、チャンバ6の内部に設けられ、かつ頂面5a1と、頂面5a1と反対側の底面5b2と、頂面5a1と底面5b2との間に位置する筒状の側面5b1とを有する坩堝5と、チャンバ6の内部に設けられ、かつ側面5b1を取り囲むように構成された第2抵抗ヒータ10とが準備される(図1参照)。
1a 上面
1b 下面
1x 第1部分
1x1 第1面
1x2 第2面
1y 第5部分
1y2 第7面
1y1 第8面
2x 第2部分
2x2 第6面
2x1 第5面
2y 第6部分
3 第3抵抗ヒータ
3x1 第3面
3x2 第4面
3x 第3部分
3y 第7部分
4x2 第9面
4x 第4部分
4x1 第10面
4y 第8部分
5 坩堝
5a1 頂面
5a 台座
5a2 種結晶保持面
5b2 底面
5b1 側面
5b 収容部
6 チャンバ
6a,6b,6c 窓
7,8,14 電極
7a 第2電源
8a 第1電源
9a 下部放射温度計(放射温度計)
9b 側部放射温度計
9c 上部放射温度計
10 第2抵抗ヒータ(抵抗ヒータ)
10a 内周面
10b 外周面
10x,10y ヒータユニット
11 種結晶
11a 裏面
11b,12a 表面
12 原料(炭化珪素原料)
14a 第3電源
20 炭化珪素単結晶
100 製造装置
A1,A2 温度
M メッシュ領域
P1,P2 圧力
T0,T1,T2,T3,T4,T5,T6 時間
W1,W2 幅
a,b 距離
c 最短距離
r 曲率半径
Claims (9)
- 頂面と、前記頂面と反対側の底面と、前記頂面と前記底面との間に位置する筒状の側面とを有する坩堝と、
前記側面を取り囲むように構成された抵抗ヒータとを備え、
前記抵抗ヒータは、前記頂面から前記底面に向かう方向に沿って延在する第1部分と、前記底面側において前記第1部分と連続して設けられ、かつ前記側面の周方向に沿って延在する第2部分と、前記第2部分と連続して設けられ、かつ前記底面から前記頂面に向かう方向に沿って延在する第3部分と、前記頂面側において前記第3部分と連続して設けられ、かつ前記側面の前記周方向に沿って延在する第4部分とを含み、
前記抵抗ヒータの平均温度が2000℃以上2400℃以下の間のある温度において、前記抵抗ヒータの最高温度と最低温度との差が100℃以下となるように前記抵抗ヒータが構成されている、炭化珪素単結晶の製造装置。 - 前記第1部分は、前記第3部分に対面する第1面と、前記第1面と反対の第2面とを有し、
前記第3部分は、前記第1面と対面する第3面と、前記第3面と反対側の第4面とを有し、
前記第2部分は、前記第1面と前記第3面との間に位置する第5面と、前記第5面と反対側の第6面とを有しており、
前記周方向における前記第2面と前記第4面との距離をaとし、
前記周方向における前記第1面と前記第3面との距離をbとし、
前記頂面から前記底面に向かう方向における前記第5面と前記第6面との最短距離をcとし、かつ
前記側面に対して垂直な方向に沿って見た場合における前記第5面の曲率半径をrとしたときに、
a≧3bであり、c≧bであり、かつr≧b/2である、請求項1に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。 - 前記抵抗ヒータは炭素により構成されており、
前記炭素の密度は、1.7g/cm3以上1.9g/cm3以下である、請求項1または請求項2に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。 - 前記抵抗ヒータは炭素により構成されており、
前記炭素の抵抗率は、1200mΩ・cm以上である、請求項1または請求項2に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。 - 頂面と、前記頂面と反対側の底面と、前記頂面と前記底面との間に位置する筒状の側面とを有する坩堝と、
前記側面を取り囲むように構成された抵抗ヒータとを備え、
前記抵抗ヒータは、前記頂面から前記底面に向かう方向に沿って延在する第1部分と、前記底面側において前記第1部分と連続して設けられ、かつ前記側面の周方向に沿って延在する第2部分と、前記第2部分と連続して設けられ、かつ前記底面から前記頂面に向かう方向に沿って延在する第3部分と、前記頂面側において前記第3部分と連続して設けられ、かつ前記側面の前記周方向に沿って延在する第4部分とを含み、
前記抵抗ヒータの平均温度が2000℃以上2400℃以下の間のある温度において、前記抵抗ヒータの最高温度と最低温度との差が100℃以下となるように前記抵抗ヒータが構成されており、
前記第1部分は、前記第3部分に対面する第1面と、前記第1面と反対の第2面とを有し、
前記第3部分は、前記第1面と対面する第3面と、前記第3面と反対側の第4面とを有し、
前記第2部分は、前記第1面と前記第3面との間に位置する第5面と、前記第5面と反対側の第6面とを有しており、
前記周方向における前記第2面と前記第4面との距離をaとし、
前記周方向における前記第1面と前記第3面との距離をbとし、
前記頂面から前記底面に向かう方向における前記第5面と前記第6面との最短距離をcとし、かつ
前記側面に対して垂直な方向に沿って見た場合における前記第5面の曲率半径をrとしたときに、
a≧3bであり、c≧bであり、かつr≧b/2であり、
前記抵抗ヒータは炭素により構成されており、
前記炭素の密度は、1.7g/cm3以上1.9g/cm3以下であり、かつ
前記炭素の抵抗率は、1200mΩ・cm以上である、炭化珪素単結晶の製造装置。 - 頂面と、前記頂面と反対側の底面と、前記頂面と前記底面との間に位置する筒状の側面とを有する坩堝と、
前記側面を取り囲むように構成された抵抗ヒータと、
前記坩堝の内部に設けられた原料と、
前記坩堝の内部において前記原料と対面して設けられた種結晶とを準備する工程と、
前記抵抗ヒータによって前記原料を昇華させることにより、前記種結晶上に炭化珪素単結晶を成長させる工程とを備え、
前記炭化珪素単結晶を成長させる工程において、前記抵抗ヒータの最高温度と最低温度との差が100℃以下に維持される、炭化珪素単結晶の製造方法。 - 前記炭化珪素単結晶を成長させる工程において、前記抵抗ヒータの平均温度は2000℃以上2400℃以下に維持される、請求項6に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記坩堝を収容するチャンバを準備する工程をさらに備え、
前記炭化珪素単結晶を成長させる工程において、前記チャンバ内の圧力は0.5kPa以上2kPa以下に維持される、請求項6または請求項7に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。 - チャンバと、
前記チャンバの内部に設けられ、かつ頂面と、前記頂面と反対側の底面と、前記頂面と前記底面との間に位置する筒状の側面とを有する坩堝と、
前記チャンバの内部に設けられ、かつ前記側面を取り囲むように構成された抵抗ヒータと、
前記坩堝の内部に設けられた原料と、
前記坩堝の内部において前記原料と対面して設けられた種結晶とを準備する工程と、
前記抵抗ヒータによって前記原料を昇華させることにより、前記種結晶上に炭化珪素単結晶を成長させる工程とを備え、
前記炭化珪素単結晶を成長させる工程において、
前記抵抗ヒータの平均温度は2000℃以上2400℃以下であり、かつ前記抵抗ヒータの最高温度および最低温度の差が100℃以下に維持され、かつ
前記チャンバ内の圧力は0.5kPa以上2kPa以下に維持される、炭化珪素単結晶の製造方法。
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