JP4692394B2 - 炭化珪素単結晶の製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、炭化珪素単結晶の製造方法および製造装置に関するものである。

従来、炭化珪素単結晶の製造方法としての種々の方法が提案されており、そのうちの１つとして、図１５、１６に示す構造の製造装置を用いた方法がある。

図１５、１６に示す構造の製造装置１は、単結晶成長用の容器としての黒鉛製るつぼ２および蓋３と、蓋３に設けられた台座部３ａに固定されたＳｉＣからなる種結晶４と、るつぼ２の底部に充填されたＳｉＣ原料粉末５と、種結晶４の外周に、所定間隔を設けて配置された仕切り部材８とを有している。この仕切り部材８によって、るつぼ２の内部空間が、種結晶４よりも原料粉末５側の第１空間１０と、種結晶４よりも蓋３側の第２空間１１とに仕切られている（例えば、特許文献１、２参照）。

そして、図１５、１６に示す構造の製造装置を用いて、ＳｉＣ単結晶を製造するときでは、
種結晶４の方が原料粉末５よりも低温となるように、るつぼ２の底部よりも蓋３の方が低温となるような温度勾配を設けて、図中のるつぼ２および蓋３を加熱することで、原料粉末５を昇華させ、種結晶４の表面４ａ上に単結晶６を成長させる。ここで、このときの単結晶の製造過程（加熱温度の制御）の一例を図１７に示す。

具体的には、図１７に示すように、まず、不純物を除去するため、るつぼ２の内部を排気して減圧する。そして、圧力を大気圧に戻した後、図示しない加熱装置を用いて、るつぼ２を徐々に加熱することで、種結晶４および原料粉末５を単結晶の成長が可能な所定温度まで昇温させる。この所定温度は、例えば、種結晶４は２１００℃、原料粉末５は２３００℃である。種結晶４および原料粉末５が所定温度に到達した後、再び、るつぼ２の内部を減圧する。これにより、原料粉末５の昇華ガスが種結晶４に供給され、ＳｉＣ単結晶６の成長が開始する。

ここで、仕切り部材８を有していない場合では、原料粉末５から昇華したガスが蓋３の内面にまで到達するため、種結晶４の表面４ａでＳｉＣ単結晶６が成長するだけでなく、蓋３上においても、ＳｉＣ多結晶１２が新たに成長する。このとき、この新たに成長した多結晶１２が単結晶６に追いつき、固着することで、単結晶６の質が低下するという問題が発生する。

これに対して、図１５、１６に示す構造の製造装置を用いた場合では、原料粉末５から昇華したガスのほとんどが種結晶４上に成長するＳｉＣ単結晶６の成長に寄与し、わずかのガスだけが、種結晶４と仕切り部材８との間を通過して、蓋３に到達することとなる。このため、蓋３上に多結晶１２が新たに成長しても、その多結晶が種結晶４および単結晶６に追いつくまで成長するのはかなりの長時間を要することから、実質上、新たに成長した多結晶１２が、種結晶４および単結晶６に固着することはないので、単結晶６の質の劣化を防ぐことができるという利点がある。

なお、図１６に示す構造の製造装置では、原料ガス中のＳｉ／Ｃ比の変動を抑制するために、種結晶４よりも原料粉末５側であって、仕切り部材８の一部に炭化珪素多結晶３１を設けている（特許文献２参照）。
特開２０００−４４３８３号公報 特許第３７２５２６８号公報

上記した図１５、１６に示す構造の製造装置を用いて、ＳｉＣ単結晶を製造した場合であっても、単結晶の品質が悪いときがあり、安定して、高品質の単結晶を製造できなかった。

そこで、本発明者がその原因を検討した結果、図１５に示す製造装置を用いたときでは、単結晶６の成長後における種結晶４の分析結果より、種結晶４の一部が炭化していたことがわかった。この種結晶４の炭化は、図１７に示す単結晶の製造過程のうち、種結晶４の昇温過程で生じたものと推測される。すなわち、単結晶６の成長が可能な温度まで種結晶４を昇温させるとき、１２００〜２０００℃で、種結晶４中のＳｉ成分が昇華し、種結晶４よりも温度が低い蓋３に向かって、仕切り部材８と種結晶４との間を通って、昇華したＳｉ成分の拡散が生じ、これにより、種結晶４の近傍でのＳｉ分圧が低下するため、種結晶４中のＳｉ成分が昇華しやすくなる。ここで、図１８に、種結晶４の近傍の拡大図を示す。図１８に示すように、るつぼ２は、その周囲から加熱されるため、種結晶４の周縁部４ｂの温度Ｔｉｅは中央部４ｃの温度Ｔｉｃに比べて高温である。このため、種結晶４のうち、特に、周縁部４ｂにおいてＳｉ成分が昇華し、この部分が炭化する。そして、単結晶６の成長過程では、この炭化された種結晶４の上に単結晶６が成長することになるため、単結晶６の品質が悪くなっていたものと推測される。

一方、図１６に示す構造の製造装置を用いたときでは、種結晶４と原料粉末５の間の成長空間にＳｉＣ多結晶３１が存在するため、図１７に示す単結晶の製造過程のうち、種結晶４の昇温過程において、ＳｉＣ多結晶３１からＳｉ、Ｓｉ_２ＣなどのＳｉ成分が昇華する。このとき、ＳｉＣ多結晶３１よりも種結晶４の方が低温であるため、このＳｉ成分ガスが種結晶４に付着し、付着したＳｉ成分ガスがＳｉ液滴となる。そして、単結晶６の成長が開始されると、そのＳｉ液滴は、蒸発して、Ｓｉドロップレットとして、成長する単結晶６中に混入される。このＳｉドロップレットが原因となって、マイクロパイプ欠陥や転位が発生したため、単結晶６の品質が悪くなっていたものと推測される。

なお、上記した図１５、１６に示す構造の製造装置は、昇華法により、単結晶６を製造するものであったが、上記した問題は、昇華法により、単結晶６を製造する場合に限らず、他の方法で単結晶を製造する場合であっても、るつぼ２の内部や種結晶４が上記のような条件で加熱される場合に生じる問題である。

本発明は、上記点に鑑み、種結晶４の炭化とＳｉドロップレットの発生とを抑制し、安定して良質な単結晶を製造することができるＳｉＣ単結晶の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、炭化珪素単結晶の製造方法において、種結晶を昇温させる工程では、種結晶からＳｉ成分が昇華する温度で加熱された場合にＳｉ成分ガスを発生するＳｉ含有固体（９）が、台座部もしくは種結晶の周囲近傍に隙間を設けて、仕切り部材に設置されており、種結晶と原料供給部とが対向する方向で、Ｓｉ含有固体（９）が種結晶の表面と同じ位置、もしくは、種結晶の表面よりも容器の一面側に位置している状態であって、Ｓｉ含有固体から発生するＳｉ成分ガスによって、種結晶から昇華したＳｉ成分が第２空間に向けて流れるのを抑制できるように、隙間（Ａ）の大きさを０．１〜５ｍｍとし、Ｓｉ含有固体として厚さ（Ｂ）が０．０１ｍｍ以上である炭化珪素固体を用い、炭化珪素固体から種結晶の表面までの鉛直方向での距離（Ｃ）を０〜５ｍｍとした状態で、容器を加熱することを第１の特徴としている。

また、本発明は、種結晶からＳｉ成分が昇華する温度で加熱された場合にＳｉ成分ガスを発生するＳｉ含有固体（９）が、容器内部の空間を、種結晶よりも原料供給部側の第１空間（１０）と、種結晶よりも一面側の第２空間（１１）とに仕切っており、台座部もしくは種結晶との間に隙間を有して、容器内部に配置されている容器を用い、種結晶を昇温させる工程と、種結晶を昇温させた後、原料供給部から種結晶に原料を供給して、種結晶の表面（４ａ）に炭化珪素単結晶（６）を成長させる工程とを有し、種結晶を昇温させる工程では、Ｓｉ含有固体（９）を、種結晶と原料供給部とが対向する方向で、種結晶の表面と同じ位置、もしくは、種結晶の表面よりも容器の一面側に位置させた状態であって、Ｓｉ含有固体から発生するＳｉ成分ガスによって、種結晶から昇華したＳｉ成分が第２空間に向けて流れるのを抑制できるように、隙間（Ａ）の大きさを０．１〜５ｍｍとし、Ｓｉ含有固体として厚さ（Ｂ）が０．０１ｍｍ以上である炭化珪素固体を用い、炭化珪素固体から種結晶の表面までの鉛直方向での距離（Ｃ）を０〜５ｍｍとした状態で、容器を加熱することを第２の特徴としている。

本発明の第１、第２の特徴のように、台座部もしくは種結晶の周囲に、隙間を設けて、Ｓｉ含有固体を配置した状態で、容器を加熱することで、Ｓｉ含有固体から発生するＳｉ成分ガスによって、種結晶からのＳｉ成分の昇華によって発生するガスが第２空間に向けて流れるのを抑制できる。

この結果、種結晶近傍でのＳｉ分圧の低下を抑制でき、種結晶からのＳｉ成分の昇華を抑制できるため、種結晶からＳｉ成分が昇華することによって生じる種結晶の炭化を抑制することができる。

また、本発明では、Ｓｉ含有固体（９）を、種結晶と原料供給部とが対向する方向で、種結晶の表面と同じ位置、もしくは、種結晶の表面よりも容器の一面側に配置しており、種結晶側が原料供給部側よりも低温となるように容器を加熱しているため、Ｓｉ含有固体（９）から発生したＳｉ成分ガスは、種結晶よりも低温である容器の一面に向けて流れる。これにより、Ｓｉ含有固体（９）から発生したＳｉ成分ガスが種結晶に付着するのを抑制でき、種結晶の表面に成長する炭化珪素単結晶中にＳｉドロップレットが発生するのを抑制することができる。

また、本発明では、炭化珪素単結晶製造装置において、種結晶からＳｉ成分が昇華する温度で加熱された場合にＳｉ成分ガスを発生するＳｉ含有固体（９）が仕切り部材に設置されており、Ｓｉ含有固体（９）は、種結晶と原料供給部とが対向する方向で、炭化珪素単結晶が成長する種結晶の表面と同じ位置、もしくは、種結晶の表面よりも容器の一面側に配置されているとともに、台座部もしくは種結晶の周囲近傍に隙間（Ａ）を有して配置されており、
Ｓｉ含有固体から発生するＳｉ成分ガスによって、種結晶から昇華したＳｉ成分が第２空間に向けて流れるのを抑制できるように、隙間（Ａ）の大きさを０．１〜５ｍｍとし、Ｓｉ含有固体として厚さ（Ｂ）が０．０１ｍｍ以上である炭化珪素固体を用い、炭化珪素固体から種結晶の表面までの鉛直方向での距離（Ｃ）を０〜５ｍｍとしていることを第３の特徴としている。

この装置を用いることで、本発明の第１の特徴である製造方法を実施することができる。

また、本発明では、炭化珪素単結晶製造装置において、容器内の空間を種結晶よりも原料供給部側の第１空間（１０）と、種結晶よりも一面側の第２空間（１１）とに仕切るように、容器内部の台座部もしくは種結晶の周囲近傍に配置され、種結晶からＳｉ成分が昇華する温度で加熱された場合にＳｉ成分ガスを発生するＳｉ含有固体（９）とを備え、Ｓｉ含有固体は、種結晶と原料供給部とが対向する方向で、炭化珪素単結晶が成長する種結晶の表面（４ａ）と同じ位置、もしくは、種結晶の表面よりも容器の一面側に配置されているとともに、台座部もしくは種結晶との間に、隙間（Ａ）を有して配置されており、
Ｓｉ含有固体から発生するＳｉ成分ガスによって、種結晶から昇華したＳｉ成分が第２空間に向けて流れるのを抑制できるように、隙間（Ａ）の大きさを０．１〜５ｍｍとし、Ｓｉ含有固体として厚さ（Ｂ）が０．０１ｍｍ以上である炭化珪素固体を用い、炭化珪素固体から種結晶の表面までの鉛直方向での距離（Ｃ）を０〜５ｍｍとしていることを第４の特徴としている。

この装置を用いることで、本発明の第２の特徴である製造方法を実施することができる。

なお、本発明の第３、第４の特徴については、容器の一面としての上面に種結晶を設置して下方向に結晶成長させる炭化珪素単結晶成長装置や、容器の下面に種結晶を設置して上方向に結晶成長させる炭化珪素単結晶成長装置のどちらにおいても適用可能である。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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一例である。

（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態における炭化珪素単結晶の製造装置の断面図を示す。本実施形態の炭化珪素（ＳｉＣ）単結晶の製造装置１は、図１に示すように、単結晶成長用の容器としてのるつぼ２および蓋３と、種結晶４と、原料供給部としての原料粉末５と、ガイド部７と、仕切り部材８と、Ｓｉ含有固体としての炭化珪素（ＳｉＣ）固体９とを有している。

具体的には、るつぼ２は、上端側に開口部を有する有底円筒形状であり、蓋３によって、その開口部が閉じられることで、るつぼ２と蓋３の内部に空間が構成される。るつぼ２および蓋３は、例えば、黒鉛により構成されている。

そして、本実施形態のＳｉＣ単結晶の製造装置は、下方向に単結晶を成長させるタイプのものである。すなわち、蓋３の下面中央部に、その周囲の他の部位よりも下方に突出した形状の台座部３ａが設けられている。この台座部３ａに、単結晶を成長させるための種結晶４が固定されている。この種結晶４は、図中横方向の大きさが台座部３ａと同じであり、ＳｉＣ単結晶により構成されている。一方、るつぼ２の底部には、種結晶４に対向するように、ＳｉＣからなる原料粉末５が充填されている。この原料粉末５の昇華ガスが種結晶４に供給されることで、種結晶４の表面４ａから下方に単結晶６が成長するようになっている。

ガイド部７は、単結晶６の成長方向を決めるものであり、るつぼ２の内部のうち、種結晶４の表面４ａよりも下側に、単結晶６の成長予定領域を囲むように配置されている。ガイド部７は、下に向かうにつれて、直径が徐々に大きくなっている円筒形状であり、例えば、黒鉛で構成されている。また、ガイド部７は、るつぼ２の内壁に設けられた第１の段差部２ａに支持された状態で、固定されている。

仕切り部材８は、台座部３ａおよび種結晶４の周囲に配置され、るつぼ２の内部空間を、種結晶４よりも原料粉末５側の第１空間１０と、種結晶４よりも蓋３側の第２空間１１とに仕切るためのものである。後述するように、この第１空間１０は、単結晶６が成長する領域となり、第２空間１１は単結晶が成長せず、ＳｉＣ多結晶１２が成長する領域となる。仕切り部材８は、その中央に、台座部３ａおよび種結晶４に対応した円形状の開口部を有する円盤形状であり、その開口部内に台座部３ａおよび種結晶４が位置している。開口部の直径の方が、台座部３ａおよび種結晶４の直径よりも大きく、台座部３ａおよび種結晶４と仕切り部材８との間に所定の間隔が設けられている。また、仕切り部材８は、るつぼ２の内壁に設けられた第２の段差部２ｂに支持された状態で固定されている。仕切り部材８は、例えば、黒鉛により構成される。

ＳｉＣ固体９は、仕切り部材８の下面に付着されている。ＳｉＣ固体９は、仕切り部材８のるつぼ２に支持される領域を除く下面全域を覆っており、仕切り部材８と同様に、中心が円形状に開口している円盤形状となっている。なお、ＳｉＣ固体９の開口端９ａと、仕切り部材８の開口端８ａの横方向での位置は同じである。本実施形態では、ＳｉＣ固体９として、仕切り部材８の下面に原料粉末５を用いて結晶成長された多結晶体を用いている。

ここで、図２に、図１中の破線で囲まれた領域の拡大図を示す。本実施形態では、種結晶４から昇華したＳｉ成分が第２空間１１に向けて流れるのを抑制できるように、図２に示すように、台座部３ａおよび種結晶４とＳｉＣ固体９との間に設けられる隙間Ａや、ＳｉＣ固体９の厚みＢや、ＳｉＣ固体９の最下部から種結晶表面４ａまでの鉛直方向での距離Ｃが所定の大きさに設定されている。

具体的には、後述する実施例および比較例からわかるように、隙間Ａ、厚さＢおよび距離Ｃを、それぞれ、以下の範囲内に設定する。例えば、距離Ａは０．１〜５ｍｍ、厚さＢは０．０１ｍｍ以上、距離Ｃは０〜５ｍｍである。なお、本発明者の実験結果より、良好な結晶をより安定的に製造するという観点では、距離Ａを０．５〜３ｍｍ、厚さＢを０．１ｍｍ以上、距離Ｃを０〜３ｍｍに設定することが好ましいことがわかっている。なお、これらの大きさは、単結晶の製造の際における種結晶４の昇温過程前での設定値である。

また、本実施形態では、ＳｉＣ固体９の最下部からガイド部７までの鉛直方向での距離Ｄを、例えば、５ｍｍに設定している。これにより、距離Ｄが長すぎる場合と比較して、単結晶を６成長させるときに単結晶６が横方向に膨らみながら成長してしまうのを防ぐことができ、ＳｉＣ固体９とガイド部７との間に間隔を設けていない場合と比較して、良好な単結晶６を得やすい。このように、ＳｉＣ固体９とガイド部７との間に間隔を設けた場合に良好な単結晶６が得られるのは、原料粉末５の昇華ガスが、ＳｉＣ固体９とガイド部７との間から抜けるようなガス流れが、単結晶の成長に良い影響を与えるためであると推測される。

また、本実施形態では、図１に示すように、仕切り部材８と蓋３との鉛直方向での距離Ｅを、単結晶６を成長させているときに、多結晶１２が成長して、単結晶６に到達しない大きさに設定している。この距離Ｅについては、後述する実施例からわかるように、例えば、製造する単結晶６の成長予定量の１／５倍以上の大きさに設定すれば良い。

次に、本実施形態におけるＳｉＣ単結晶の製造方法について説明する。まず、仕切り部材８の下面にＳｉＣ固体９を形成する。このとき、例えば、図１に示す構造の装置において、るつぼ２の内部に原料粉末５を充填し、種結晶４およびガイド部７を設置せず、仕切り部材８を設置して、蓋３をるつぼ２に装着する。そして、図示しない加熱装置を用いて、所定温度で、るつぼ２を加熱し、原料粉末５を昇華させて、仕切り部材８の下面に、ＳｉＣ多結晶を成長させることで、ＳｉＣ固体９を形成することができる。なお、別の装置を用いて、昇華法やＣＶＤ法等により、仕切り部材８の下面にＳｉＣ固体９を形成しても良い。

その後、図１に示す構造の装置を用いて、ＳｉＣ単結晶６を成長させる。このときでは、るつぼ２の内部に原料粉末５を充填し、ガイド部７、仕切り部材８を設置し、台座部３ａに種結晶４を設置した蓋３をるつぼ２に装着する。次いで、図１７に示すように、るつぼ２の内部を排気して減圧し、圧力を戻した後、図示しない加熱装置を用いて、るつぼ２を徐々に加熱することで、種結晶４および原料粉末５を単結晶の成長が可能な所定温度まで昇温させる。そして、所定温度に到達した後、再び、るつぼ２の内部を減圧する。これにより、原料粉末５の昇華ガスが種結晶４に供給され、ＳｉＣ単結晶６の成長が開始する。

このとき、図１に示すように、るつぼ２において、蓋３の方がるつぼ２の底側よりも温度が低くなるように、温度勾配を設けることで、種結晶４の温度を原料粉末５よりも低い温度とする。これにより、原料粉末５の昇華ガスは上方に流れ、種結晶４の表面４ａで単結晶６が成長する。なお、昇華ガスの一部が、種結晶４とＳｉＣ固体９との隙間Ａを通って、第２空間１１に流れ込むため、蓋３の内面上に多結晶１２が成長する。

次に、本実施形態の主な特徴について説明する。

（１）本実施形態では、上記のように、るつぼ２および蓋３の内部空間に、種結晶４と、原料粉末５と、仕切り部材８とが配置されたＳｉＣ単結晶の製造装置を用いて、ＳｉＣ単結晶を製造することとしている。そして、この製造装置において、単結晶を成長させるための温度まで、るつぼ２の内部を昇温させる際、種結晶４から昇華したＳｉ成分が第２空間１１に向けて流れるのを抑制できるように、台座部３ａおよび種結晶４とＳｉＣ固体９との間に設けられる隙間Ａや、ＳｉＣ固体９の厚みＢや、ＳｉＣ固体９の最下部から種結晶４の表面４ａまでの鉛直方向での距離Ｃの大きさを設定している。

このため、単結晶を製造する際、種結晶４を単結晶の成長に必要な所定温度まで昇温させるまでの時間において、ＳｉＣ固体９からＳｉ成分が昇華する。このとき、るつぼ２の内部では、蓋３が最も温度が低いので、ＳｉＣ固体９から昇華したＳｉ成分ガスは蓋３に向かって、種結晶４とＳｉＣ固体９との間の隙間Ａを流れる。この隙間ＡにＳｉＣ固体９から昇華したＳｉ成分ガスが存在することとなるため、種結晶４から昇華したＳｉ成分が第２空間１１に向けて流れるのを抑制できる。

この結果、種結晶４の近傍でのＳｉ分圧の低下を抑制でき、種結晶４からのＳｉ成分の昇華を抑制できるため、種結晶４からＳｉ成分が昇華することによって生じる種結晶４の炭化を抑制することができる。

なお、ＳｉＣ固体９を用いず、仕切り部材８と種結晶４との隙間を、台座部３ａおよび種結晶４とＳｉＣ固体９との間に設けられる隙間Ａと同じ大きさとしただけでは、種結晶４から昇華したＳｉ成分ガスが隙間から流れてしまうため、このような効果は得られない。

また、本実施形態では、仕切り部材８にＳｉＣ固体９を設置しているので、種結晶４の昇温時において、ＳｉＣ固体９からＳｉ成分が昇華することにより、ＳｉＣ固体９と種結晶の間隔が大きくなっても、単結晶６の成長時では、仕切り部８によって、るつぼ２の内部は、第１空間１０と第２空間１１とに仕切られた状態を維持できる。

（２）また、本実施形態では、るつぼ２の内部において、ＳｉＣ固体９を種結晶４の表面４ａに対して、るつぼ２の高さ方向で同じ位置、もしくは、それよりも蓋３側に配置している。そして、るつぼ２の内部を昇温させるときでは、るつぼ２の内部では、種結晶４よりも蓋３側の方が低温となるように、るつぼ２を加熱しているため、ＳｉＣ固体９から昇華したＳｉ成分は、蓋３に向かって流れ、種結晶４の表面４ａに到達することはない。

したがって、本実施形態によれば、種結晶４の表面４ａにＳｉ成分を多く含むガスが付着することによって生じるＳｉドロップレットの問題を解決することができる。

（３）また、本実施形態では、台座部３ａおよび種結晶４と、ＳｉＣ固体９および仕切り部材８との間に設けられる隙間Ａの大きさを、０．１〜５ｍｍというわずかな大きさに設定している。このため、単結晶の成長開始後において、原料粉末５のＳｉＣ昇華ガスが、その隙間Ａを通って、第２空間１１に流れる量は少量であり、蓋３上に成長するＳｉＣ多結晶の成長高さは、ＳｉＣ単結晶６の成長高さの１／５〜１／２０倍である。

そして、本実施形態では、ＳｉＣ単結晶の製造装置において、第２空間１１の高さ、すなわち、仕切り部材８と蓋３との鉛直方向での距離Ｅを、製造する単結晶６の成長予定量の１／５倍以上の長さに設定している。

これにより、単結晶６を成長させているときに、蓋３上で多結晶１２が成長し、成長した多結晶１２が単結晶６に固着するのを防ぐことができ、多結晶１２が単結晶６に固着することによる単結晶６の結晶欠陥の発生を抑制することができる。

以上のことから、本実施形態によれば、高品質の単結晶６を得ることができる。

次に、本実施形態における実施例および比較例を示す。

図３に、実施例および比較例における各寸法および本発明の効果の有無等を示す。各実施例および各比較例では、製造装置の各寸法を図３に示す大きさに設定し、同一の条件で単結晶を製造した。このときの製造条件については、図１７に示す加熱制御において、同種結晶４および原料粉末５の加熱温度はそれぞれ２１００℃および２３００℃である。

図３に示すように、実施例１〜５および比較例１、２は、台座部３ａおよび種結晶４とＳｉＣ固体９との間に設けられる隙間Ａを、０．０５〜６ｍｍの範囲で異なる大きさにした例である。なお、各例ともその他の条件は同一であり、ＳｉＣ固体９の厚みＢは０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ未満であり、ＳｉＣ固体９の最下部から種結晶４の表面４ａまでの鉛直方向での距離Ｃは１ｍｍ以下である。

実施例１〜５では、隙間Ａを、それぞれ０．１ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍに設定した。これらのときでは、種結晶４の炭化は見られず、良質の単結晶が得られたことから、発明の効果を有していると言える。

これに対して、比較例１の隙間Ａを６ｍｍにしたときでは、種結晶４の炭化を抑制することができず、良質の単結晶が得られなかったことから、発明の効果を有していないと言える。

また、比較例２の隙間Ａを０．０５ｍｍに設定したときでは、種結晶４の炭化を抑制することができたが、良質の単結晶が得られなかった。ここで、図４に、このときの製造装置の部分拡大図を示す。図４に示すように、隙間Ａを０．０５ｍｍに設定したときでは、種結晶４の炭化を抑制できたが、台座部３ａおよび種結晶４と、仕切り部材８およびＳｉＣ固体９との間で多結晶１３の成長が起き、この成長した多結晶１３が単結晶６に固着したため、良質な単結晶が得られなかった。なお、比較例として示していないが、隙間Ａを設けない場合においても、同様の現象により、良質な単結晶が得られないことがわかっている。

この結果より、隙間Ａを０．０５ｍｍ以下に設定した場合では、種結晶４の炭化を抑制できることから発明の効果を有するが、多結晶が種結晶４の近傍に成長し、単結晶に固着してしまうことから、隙間Ａを０．０５ｍｍよりも大きくする必要があると言える。

したがって、これらの結果より、隙間Ａの大きさを、０．１〜５ｍｍの範囲内で設定することが好ましいことがわかる。

また、実施例１〜５では、仕切り部材８と蓋３との鉛直方向での距離Ｅを２０ｍｍに設定した。このとき、実施例１〜５において、単結晶の成長期間を同じとし、所定期間成長させたときの単結晶６の成長量（高さ）は、それぞれ、５２ｍｍ、４４ｍｍ、４０ｍｍ、３５ｍｍ、３０ｍｍであり、蓋３に成長した多結晶１２の単結晶６の成長量に対する割合は、それぞれ、約１／２０、１／１５、１／１０、１／８、１／５であった。このため、実施例１〜５では、単結晶６を成長させているときに、蓋３上で成長した多結晶１２が単結晶６に固着するのを防ぐことができたと言える。なお、実施例１〜５において、単結晶６および多結晶１２の成長量が異なるのは、隙間Ａの大きさによって、原料ガスの逃げ量が異なるからである。

実施例６と比較例３は、実施例３に対して、ＳｉＣ固体９の厚さを変更したものである。実施例６の厚さＢを０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ未満にしたときでは、種結晶４の炭化は見られず、良質の単結晶が得られたことから、発明の効果を有していると言える。

これに対して、比較例３の厚さＢを０．０１ｍｍ未満にしたときでは、種結晶４の炭化を抑制することができず、良質の単結晶が得られなかったことから、発明の効果を有していない。

したがって、本発明の効果を発揮させるためには、ＳｉＣ固体９の厚さを０．０１ｍｍ以上にする必要があることがわかる。

実施例７、８、９および比較例４、５は、実施例３に対して、ＳｉＣ固体９の最下部から種結晶４の表面４ａまでの鉛直方向での距離Ｃの大きさを変更したものである。ここで、図５、６に実施例７、比較例４のときの製造装置の状態を示す。

図５に示すように、実施例７の距離Ｃを０ｍｍにしたときでは、種結晶４の炭化は見られず、良質の単結晶が得られたことから、発明の効果を有していると言える。

これに対して、図６に示すように、比較例４の距離Ｃを−０．５ｍｍにしたとき、すなわち、ＳｉＣ固体９を種結晶４よりも原料粉末５側に配置したときでは、種結晶４の炭化は見られなかったが、Ｓｉドロップレットの発生のため、良質な単結晶が得られなかった。このため、比較例４の距離Ｃを−０．５ｍｍにしたときでは、発明の効果を有していない。

これらの結果より、Ｓｉドロップレットの発生を抑制するためには、ＳｉＣ固体９を種結晶４の表面４ａに対して、るつぼ２の高さ方向で同じ位置、もしくは、それよりも蓋３側に配置する必要があることがわかる。

また、実施例８、９のように、距離Ｃが３、５ｍｍのときでは、種結晶４の炭化は見られず、良質の単結晶が得られたことから、発明の効果を有していると言える。

これに対して、比較例５の距離Ｃが６ｍｍのときでは、種結晶４の炭化を抑制することができず、良質の単結晶が得られなかったことから、発明の効果を有していない。このように、距離Ｃが大きすぎると、種結晶４からのＳｉ成分の昇華を抑制できないことがわかる。

（第２実施形態）
図７に、本発明の第２実施形態におけるＳｉＣ単結晶の製造装置の断面図を示す。なお、図７では、図１中の製造装置と同様の構成部に、図１と同一の符号を付している。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明する。

図７に示すように、本実施形態で用いるＳｉＣ単結晶の製造装置は、仕切り部材８とガイド部７とが一体化しており、ガイド部７の下端に底板部７ａが設けられており、ガイド部７と底板部７ａによって、それらの内部に単結晶６を成長させるための空間が構成されている。底板部７ａは、熱を遮蔽するものであり、例えば、黒鉛によって構成される。また、底板部７ａには、ガス流通孔７ｂが設けられており、このガス流通孔７ｂを通って、原料粉末５の昇華ガスが種結晶４に供給されるようになっている。

また、本実施形態で用いるＳｉＣ単結晶の製造装置は、ＳｉＣ固体９が仕切り部材８の上面に配置されている。ＳｉＣ固体９としては、例えば、市販の焼結材や原料粉末５と同じ粉末等を用いることができ、この場合では、ＳｉＣ固体９は、仕切り部材８の上面に接着もしくは単に置かれた状態である。なお、ＳｉＣ固体９として、第１実施形態と同様に、結晶成長させて得られた多結晶体を用いても良い。

ここで、図８、９に、それぞれ、図７中の破線で囲まれた領域の拡大図を示す。図８は、ＳｉＣ固体９として焼結体を用いたときの図であり、図９は、ＳｉＣ固体９として粉体を用いたときの図である。

本実施形態においても、図８、９に示すように、種結晶４の昇温過程において、種結晶４から昇華したＳｉ成分が第２空間１１に向けて流れるのを抑制できるように、台座部３ａおよび種結晶４とＳｉＣ固体９との間に設けられる隙間Ａや、ＳｉＣ固体９の厚みＢや、ＳｉＣ固体９の最下部から種結晶表面４ａまでの鉛直方向での距離Ｃが所定の大きさに設定されており、例えば、第１実施形態と同様に、距離Ａは０．１〜５ｍｍ、厚さＢは０．０１ｍｍ以上、距離Ｃは０〜５ｍｍである。これにより、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。

ただし、本実施形態では、図８に示すように、ＳｉＣ固体９として焼結体を用いたときでは、ＳｉＣ固体９の開口端９ａと仕切り部材８の開口端８ａの位置を異ならせている。このときの実施例１０を図３に示している。実施例１０では、台座部３ａおよび種結晶４とＳｉＣ固体９との間に設けられる隙間Ａが、１ｍｍであり、台座部３ａおよび種結晶４と仕切り部材８との間隔が４ｍｍであり、ＳｉＣ固体の厚さＢは１ｍｍ均一であり、ＳｉＣ固体９の最下部から種結晶表面４ａまでの鉛直方向での距離Ｃは１ｍｍである。このとき、種結晶４の炭化は見られず、良質の単結晶が得られたことから、発明の効果を有していることがわかる。

なお、実施例１０は、仕切り部材８と種結晶４との間隔が、ＳｉＣ固体９と種結晶４との間隔Ａよりも大きいときの例であったが、仕切り部材８と種結晶４との間隔を、ＳｉＣ固体９と種結晶４との間隔Ａよりも小さくしても良い。ただし、０．０５ｍｍよりも大きいことを要する。

このように、ＳｉＣ固体９の開口端９ａと仕切り部材８の開口端８ａの位置は、必ずしも一致していなくても良い。

また、ＳｉＣ固体９として粉体を用いたときの実施例１１を図３に示している。実施例１１では、隙間Ａが２ｍｍであり、ＳｉＣ固体９の開口端９ａと仕切り部材８の開口端８ａの位置は一致しており、その他は、実施例１０と同じである。このときも、種結晶４の炭化は見られず、良質の単結晶が得られたことから、発明の効果を有していることがわかる。

（第３実施形態）
図１０に、本発明の第３実施形態におけるＳｉＣ単結晶の製造装置の断面図を示す。なお、図１０では、図１中の製造装置と同様の構成部に、図１と同一の符号を付している。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明する。

図１０に示すように、本実施形態で用いるＳｉＣ単結晶の製造装置は、図１の製造装置に対して、仕切り部材８を省略し、ＳｉＣ固体９が単独で、るつぼ２の第２の段差２ｂに支持された構成となっている。このＳｉＣ固体９は、その中央に、台座部３ａおよび種結晶４に対応した円形状の開口部を有する円盤形状であり、その開口部内に台座部３ａおよび種結晶４が位置するように、台座部３ａおよび種結晶４の周囲に配置されている。なお、ＳｉＣ固体９の開口部の直径の方が、台座部３ａおよび種結晶４の直径よりも大きく、台座部３ａおよび種結晶４とＳｉＣ固体９との間に所定の間隔が設けられている。このＳｉＣ固体９は、例えば、市販の焼結体を加工することによって形成可能である。本実施形態では、このＳｉＣ固体９によって、るつぼ２の内部空間が、種結晶４よりも原料粉末５側の第１空間１０と、種結晶４よりも蓋３側の第２空間１１とに仕切られている。

図１１に、図１０中の破線で囲まれた領域の拡大図を示す。図１１に示すように、本実施形態においても、種結晶４の昇温過程において、種結晶４から昇華したＳｉ成分が第２空間１１に向けて流れるのを抑制できるように、台座部３ａおよび種結晶４とＳｉＣ固体９との間に設けられる隙間Ａや、ＳｉＣ固体９の厚みＢや、ＳｉＣ固体９の最下部から種結晶表面４ａまでの鉛直方向での距離Ｃが所定の大きさに設定されており、例えば、第１実施形態と同様に、距離Ａは０．１〜５ｍｍ、厚さＢは０．０１ｍｍ以上、距離Ｃは０〜５ｍｍである。また、本実施形態においても、ＳｉＣ固体９の最下部からガイド部７までの鉛直方向での距離Ｄを、例えば、５ｍｍに設定している。

また、図１２に、図１０に示す製造装置の変形例を示し、図１３に、図１２中の破線で囲まれた領域の拡大図を示す。なお、図１２、１３では、図１０の製造装置と同様の構成部に、図１０と同一の符号を付している。

図１０に示す製造装置では、ＳｉＣ固体９とガイド部７とを離して配置していたが、図１２、１３に示すように、ＳｉＣ固体９とガイド部７とを互いに接するように配置することもできる。このとき、ＳｉＣ固体９の最下部から種結晶表面４ａまでの鉛直方向での距離Ｃを、例えば、０とすることが好ましい。

次に、本実施形態の実施例を示す。図３に、実施例１２、１３における各寸法および本発明の効果の有無等を示している。

実施例１２は、図１０、１１に示す構造の製造装置において、ＳｉＣ固体９として市販の焼結体を用い、隙間Ａが１ｍｍ、ＳｉＣ固体９の厚さが１ｍｍ、ＳｉＣ固体９の最下部から種結晶表面４ａまでの鉛直方向での距離Ｃが１ｍｍのときの例である。

また、実施例１３は、図１２、１３に示す構造の製造装置において、ＳｉＣ固体９として市販の焼結体を用い、隙間Ａが１ｍｍ、ＳｉＣ固体９の厚さが１ｍｍ、ＳｉＣ固体９の最下部から種結晶表面４ａまでの鉛直方向での距離Ｃが０ｍｍのときの例である。

実施例１２、１３のどちらにおいても、種結晶４の炭化は見られず、良質の単結晶が得られたことから、発明の効果を有していることがわかる。

このように、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。なお、本実施形態では、仕切り部材８を用いていないため、ＳｉＣ固体９の厚さによっては、種結晶４の昇温時において、ＳｉＣ固体９からＳｉ成分が昇華することにより、ＳｉＣ固体９と種結晶の間隔が大きくなり、単結晶６の成長時において、るつぼ２の内部が第１空間１０と第２空間１１とに仕切られた状態を維持できない恐れがある。そこで、結晶６の成長時において、るつぼ２の内部が第１空間１０と第２空間１１とに仕切られた状態を維持できるように、ＳｉＣ固体９の厚さＢを設定することが好ましい。

（他の実施形態）
（１）図１４に、本発明の他の実施形態におけるＳｉＣ単結晶の製造装置の断面図を示す。なお、図１４では、図１の製造装置と同様の構成部については、図１と同一の符号を付している。

上記した各実施形態では、昇華法により単結晶を製造する場合を例として説明したが、昇華法に限らず、いわゆる高温ＣＶＤ法により単結晶を製造する場合においても本発明を適用することができる。この場合も、種結晶の昇温過程で同様の問題が生じるので、本発明を適用することで、問題を解決できる。

具体的には、製造装置の構成を、図１４に示すように、図１の製造装置に対して、るつぼ２に、ガス供給経路２１を設け、原料粉末５の代わりに、ガス供給経路２１から種結晶４に対して、ＳｉＣ原料ガスを供給する構成とする。なお、原料ガスとしては、ＳｉおよびＣを含むガスであれば良く、例えば、ＳｉＨ_４、Ｃ_３Ｈ_８等を用いることができる。

（２）第１実施形態では、図１の装置において、ＳｉＣ固体９が仕切り部材８の下面側に設置されている場合を例として説明したが、第２実施形態のように、仕切り部８の上面側にＳｉＣ固体９を設置することもできる。

（３）第１、第２実施形態では、ＳｉＣ固体９の形状を、仕切り部材８の開口端８ａ側からるつぼ２の内壁まで位置する形状とする場合を例として説明したが、るつぼ２の昇温過程において、種結晶４からのＳｉ成分の昇華を抑制できる範囲であれば、他の形状とすることもできる。

要するに、るつぼ２の昇温過程において、種結晶４からのＳｉ成分の昇華を抑制できれば良いことから、ＳｉＣ固体９は、少なくとも、種結晶４もしくは台座部３ａの近傍に位置し、仕切り部８の開口端８ａ近傍のみを覆う形状であれば良い。

（４）上記した各実施形態では、ＳｉＣ単結晶６の成長方向が下方向の場合を例として説明したが、単結晶の成長方向を上方向にした場合においても、本発明を適用することができる。この場合、上記した各実施形態で説明した製造装置を、上下反転させた構造とする。ただし、原料粉末５を用いる場合、これを保持できる構造とする。

（５）上記した各実施形態では、円筒形状のるつぼ２を用いたため、仕切り部材８およびＳｉＣ固体９の形状を円盤形状としたが、これらの形状については、円盤形状に限らず、るつぼ２の形状に応じて、任意の形状に変更可能である。

（６）上記した各実施形態では、ＳｉＣ固体９を用いる場合を例として説明したが、Ｓｉを成分として含有するＳｉ含有固体であって、種結晶からＳｉ成分が昇華する温度、すなわち、１２００〜２０００℃で加熱された場合にＳｉ成分ガスを発生するものであれば、ＳｉＣ固体９の代わりに、他のものを用いることも可能である。なお、Ｓｉ含有固体とは、Ｓｉ単体や、Ｓｉとそれ以外の元素との化合物等で構成される固体を意味する。

ただし、Ｓｉと他の元素の化合物の場合、その他の元素が、成長させる単結晶６に対して不純物になるおそれがあるため、Ｓｉ含有固体としては、ＳｉＣ固体を用いることが好ましい。

本発明の第１実施形態における炭化珪素単結晶の製造装置の断面図である。 図１中の破線で囲まれた領域の拡大図である。 本発明の第１〜第３実施形態の実施例および比較例における各寸法および本発明の効果の有無等を示す図表である。 第１実施形態に対する比較例２における炭化珪素単結晶の製造装置の部分拡大図である。 第１実施形態の実施例７における炭化珪素単結晶の製造装置の部分拡大図である。 第１実施形態に対する比較例４における炭化珪素単結晶の製造装置の部分拡大図である。 本発明の第２実施形態における炭化珪素単結晶の製造装置の断面図である。 図７中の破線で囲まれた領域の拡大図である。 図７中の破線で囲まれた領域の拡大図である。 本発明の第３実施形態の第１の例における炭化珪素単結晶の製造装置の断面図である。 図１０中の破線で囲まれた領域の拡大図である。 本発明の第３実施形態の第２の例における炭化珪素単結晶の製造装置の断面図である。 図１２中の破線で囲まれた領域の拡大図である。 本発明の他の実施形態における炭化珪素単結晶の製造装置の断面図である。 従来における炭化珪素単結晶の製造装置の断面図である。 従来における炭化珪素単結晶の製造装置の断面図である。 従来および本発明における炭化珪素単結製造の際の温度制御の一例を示す図である。 本発明が解決しようとする課題を説明するための種結晶４の近傍の拡大図である。

符号の説明

１…炭化珪素（ＳｉＣ）単結晶の製造装置、２…るつぼ、３…蓋、４…種結晶、
５…原料粉末、６…単結晶、７…ガイド部、８…仕切り部材、
９…炭化珪素（ＳｉＣ）固体、１０…第１空間、１１…第２空間、１２…多結晶。

Claims (12)

1. 内部に空間を構成し、前記内部の一面に突出した形状の台座部（３ａ）が設けられ、前記台座部に炭化珪素単結晶を成長させるための種結晶（４）が設置されており、前記種結晶に対向する側に原料供給部（５、２１）が設けられた容器（２、３）であって、前記容器内部の空間を、前記種結晶よりも前記原料供給部側の第１空間（１０）と、前記種結晶よりも前記一面側の第２空間（１１）とに仕切る仕切り部材（８）が、前記台座部もしくは前記種結晶との間に間隔を有して、前記容器内部に配置されている容器を用い、前記容器の前記種結晶側が前記原料供給部側よりも低温となるように、前記容器を加熱することで、炭化珪素単結晶が成長可能な温度まで前記種結晶を昇温させる工程と、
   前記種結晶を昇温させた後、前記原料供給部から前記種結晶に原料を供給して、前記種結晶の表面（４ａ）に炭化珪素単結晶（６）を成長させる工程とを有する炭化珪素単結晶の製造方法において、
   前記種結晶を昇温させる工程では、前記種結晶からＳｉ成分が昇華する温度で加熱された場合にＳｉ成分ガスを発生するＳｉ含有固体（９）が、前記台座部もしくは前記種結晶の周囲近傍に隙間を設けて、前記仕切り部材に設置されており、
   前記種結晶と前記原料供給部とが対向する方向で、前記Ｓｉ含有固体（９）が前記種結晶の表面と同じ位置、もしくは、前記種結晶の表面よりも前記容器の一面側に位置している状態であって、
   前記Ｓｉ含有固体から発生するＳｉ成分ガスによって、前記種結晶から昇華したＳｉ成分が前記第２空間に向けて流れるのを抑制できるように、前記隙間（Ａ）の大きさを０．１〜５ｍｍとし、前記Ｓｉ含有固体として厚さ（Ｂ）が０．０１ｍｍ以上である炭化珪素固体を用い、前記炭化珪素固体から前記種結晶の表面までの鉛直方向での距離（Ｃ）を０〜５ｍｍとした状態で、前記容器を加熱することを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
2. 内部に空間を構成し、前記内部の一面に突出した形状の台座部（３ａ）が設けられ、前記台座部に炭化珪素単結晶を成長させるための種結晶（４）が設置されており、前記種結晶に対向する側に原料供給部（５、２１）が設けられた容器（２、３）であって、前記種結晶からＳｉ成分が昇華する温度で加熱された場合にＳｉ成分ガスを発生するＳｉ含有固体（９）が、前記容器内部の空間を前記種結晶よりも前記原料供給部側の第１空間（１０）と、前記種結晶よりも前記一面側の第２空間（１１）とに仕切っており、前記台座部もしくは前記種結晶との間に隙間を有して前記容器内部に配置されている容器を用い、前記容器の前記種結晶側が前記原料供給部側よりも低温となるように、前記容器を加熱することで、炭化珪素単結晶が成長可能な温度まで前記種結晶を昇温させる工程と、
   前記種結晶を昇温させた後、前記原料供給部から前記種結晶に原料を供給して、前記種結晶の表面（４ａ）に炭化珪素単結晶（６）を成長させる工程とを有する炭化珪素単結晶の製造方法であって、
   前記種結晶を昇温させる工程では、前記Ｓｉ含有固体（９）を、前記種結晶と前記原料供給部とが対向する方向で、前記種結晶の表面と同じ位置、もしくは、前記種結晶の表面よりも前記容器の一面側に位置させた状態であって、
   前記Ｓｉ含有固体から発生するＳｉ成分ガスによって、前記種結晶から昇華したＳｉ成分が前記第２空間に向けて流れるのを抑制できるように、前記隙間（Ａ）の大きさを０．１〜５ｍｍとし、前記Ｓｉ含有固体として厚さ（Ｂ）が０．０１ｍｍ以上である炭化珪素固体を用い、前記炭化珪素固体から前記種結晶の表面までの鉛直方向での距離（Ｃ）を０〜５ｍｍとした状態で、前記容器を加熱することを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
3. 前記隙間（Ａ）は、０．５〜３ｍｍであ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方法。
4. 前記炭化珪素固体は、厚さ（Ｂ）が０．１ｍｍ以上であ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方法。
5. 前記炭化珪素固体から前記種結晶の表面までの鉛直方向での距離（Ｃ）は、０〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
6. 内部に空間を構成し、前記内部の一面に突出した形状の台座部（３ａ）が設けられ、前記台座部に炭化珪素単結晶を成長させるための種結晶（４）が設置されている容器（２、３）と、
   前記容器のうち、前記種結晶に対向する側に設けられ、前記種結晶に向けて原料を供給するための原料供給部（５）と、
   前記容器内部のうち、前記台座部もしくは前記種結晶の周囲に、前記台座部もしくは前記種結晶と間隔を有して配置されており、前記容器内部の空間を、前記種結晶よりも前記原料供給部側の第１空間（１０）と、前記種結晶よりも前記一面側の第２空間（１１）とに仕切る仕切り部材（８）とを備える炭化珪素単結晶製造装置において、
   前記種結晶からＳｉ成分が昇華する温度で加熱された場合にＳｉ成分ガスを発生するＳｉ含有固体（９）が前記仕切り部材に設置されており、
   前記Ｓｉ含有固体（９）は、前記種結晶と前記原料供給部とが対向する方向で、前記炭化珪素単結晶が成長する前記種結晶の表面と同じ位置、もしくは、前記種結晶の表面よりも前記容器の一面側に配置されているとともに、前記台座部もしくは前記種結晶の周囲近傍に隙間（Ａ）を有して配置されており、
   前記Ｓｉ含有固体から発生するＳｉ成分ガスによって、前記種結晶から昇華したＳｉ成分が前記第２空間に向けて流れるのを抑制できるように、前記隙間（Ａ）の大きさを０．１〜５ｍｍとし、前記Ｓｉ含有固体として厚さ（Ｂ）が０．０１ｍｍ以上である炭化珪素固体を用い、前記炭化珪素固体から前記種結晶の表面までの鉛直方向での距離（Ｃ）を０〜５ｍｍとしていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造装置。
7. 前記種結晶は、前記容器の一面としての上面に設置されており、
   前記Ｓｉ含有固体は、前記仕切り部材の上面に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
8. 前記種結晶は、前記容器の一面としての上面に設置されており、
   前記Ｓｉ含有固体は、前記仕切り部材の下面に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
9. 内部に空間を構成し、前記内部の一面に突出した形状の台座部（３ａ）が設けられ、前記台座部に炭化珪素単結晶を成長させるための種結晶（４）が設置されている容器（２、３）と、
   前記容器のうち、前記種結晶に対向する側に設けられ、前記種結晶に向けて原料を供給するための原料供給部（５、２１）と、
   前記容器内の空間を前記種結晶よりも前記原料供給部側の第１空間（１０）と、前記種結晶よりも前記一面側の第２空間（１１）とに仕切るように、前記容器内部の前記台座部もしくは前記種結晶の周囲近傍に配置され、前記種結晶からＳｉ成分が昇華する温度で加熱された場合にＳｉ成分ガスを発生するＳｉ含有固体（９）とを備え、
   前記Ｓｉ含有固体は、前記種結晶と前記原料供給部とが対向する方向で、前記炭化珪素単結晶が成長する前記種結晶の表面（４ａ）と同じ位置、もしくは、前記種結晶の表面よりも前記容器の一面側に配置されているとともに、前記台座部もしくは前記種結晶との間に、隙間（Ａ）を有して配置されており、
   前記Ｓｉ含有固体から発生するＳｉ成分ガスによって、前記種結晶から昇華したＳｉ成分が前記第２空間に向けて流れるのを抑制できるように、前記隙間（Ａ）の大きさを０．１〜５ｍｍとし、前記Ｓｉ含有固体として厚さ（Ｂ）が０．０１ｍｍ以上である炭化珪素固体を用い、前記炭化珪素固体から前記種結晶の表面までの鉛直方向での距離（Ｃ）を０〜５ｍｍとしていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造装置。
10. 前記隙間（Ａ）は、０．５〜３ｍｍであることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
11. 前記炭化珪素固体は、厚さ（Ｂ）が０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項６ないし１０のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
12. 前記炭化珪素固体から前記種結晶の表面までの鉛直方向での距離は、０〜３ｍｍであることを特徴とする請求項６ないし１１のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造装置。

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