JP4924290B2 - 炭化珪素単結晶の製造装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態にかかる結晶成長装置を用いてSiC単結晶を成長させている様子を示した断面図である。
75−25=50((SiC単結晶基板3の径寸法)−(螺旋転位発生可能領域4bの幅D)=(SiC単結晶4の高品質部分の径寸法))
(数2)
90−25=65((SiC単結晶4の径寸法)−(螺旋転位発生可能領域4bの幅D)=(SiC単結晶4の高品質部分の径寸法))
以上説明したように、本実施形態では、回転装置5や加熱装置6の中心軸R1に対して黒鉛製るつぼ1の中心軸R2が一定距離Lずらされるように黒鉛るつぼ1を配置すると共に、SiC単結晶基板3における螺旋転位発生可能領域4bが回転装置5および加熱装置6の中心軸R1と一致するようにしている。このため、SiC単結晶基板3にSiC単結晶4を成長させる際に、SiC単結晶4のうちの螺旋転位発生可能領域4bがその周囲の領域と比べて高温になることを防止できる。これにより、SiC単結晶4の長尺の成長が可能となり、高品質結晶を多数枚得ることも可能となる。
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SiC単結晶の製造装置の寸法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、異なる部分についてのみ説明する。
一定距離Lは15mm、螺旋転位発生可能領域4bの幅Dは15mmであり、1/2D<L<1/2Rs、かつ、2D≦Rsの関係を満たす。
75−15=60((SiC単結晶基板3の径寸法)−(螺旋転位発生可能領域4bの幅D)=(SiC単結晶4の高品質部分の径寸法))
(数4)
90−15=75((SiC単結晶4の径寸法)−(螺旋転位発生可能領域4bの幅D)=(SiC単結晶4の高品質部分の径寸法))
このように、螺旋転位発生可能領域4bの幅Dを15mmと第1実施形態と比較して小さくしても(螺旋転位発生可能領域4bの幅Dは螺旋転位発生可能領域4bを{0001}面の法線ベクトルを成長面に投影したベクトルの方向であるオフセット方向の端部であって、かつ、成長面上の50%以下の領域に有する種結晶と前述にあるが、20%(=15/75)に相当する。要するに、螺旋転位発生可能領域4bの割合を小さくした方がSiC単結晶4の高品質部分の径寸法を大きくするためには効率的である。)、SiC単結晶基板3にSiC単結晶4を成長させる際に、SiC単結晶4のうちの螺旋転位発生可能領域4bがその周囲の領域と比べて高温になることを防止できる。よって、SiC単結晶4の高品質部分の径寸法を大きくすることが可能となり、大口径の高品質結晶を多数枚得ることも可能となる。
上記実施形態では、るつぼの一例として黒鉛製るつぼ1を例に挙げたが、これは単なる一例であり、すべてが黒鉛製でなくても構わない。例えば、Ta(タンタル)等で内壁面がコーティングされていても良い。
3…単結晶基板、4…SiC単結晶、5…回転装置、6…加熱装置
Claims (4)
- 底部および開口部を有する有底円筒状部材にて構成されたるつぼ本体(1a)と、炭化珪素単結晶基板(3)が配置される台座(1c)を含み、前記るつぼ本体(1a)の前記開口部を密封するための蓋材(1b)とを有してなる円筒形状のるつぼ(1)と、前記るつぼ(1)の外周に配置された加熱装置(6)とを備え、
前記るつぼ本体(1a)内に炭化珪素原料(2)を配置すると共に、前記台座(1c)に前記炭化珪素単結晶基板(3)として{0001}面から1°以上かつ15°以下傾斜させた面を成長面として有していて該成長面上に成長させる炭化珪素単結晶(4)に螺旋転位(4a)を周囲よりも高密度で発生させることができる螺旋転位発生可能領域(4b)を{0001}面の法線ベクトルを成長面に投影したベクトルの方向であるオフセット方向の端部であって、かつ、成長面上の50%以下の領域に有する種結晶を配置し、
前記加熱装置(6)により前記炭化珪素原料(2)を加熱昇華させることで前記炭化珪素単結晶基板(3)上に前記炭化珪素単結晶(4)を成長させる炭化珪素単結晶の製造装置において、
前記るつぼ(1)は、前記加熱装置(6)の中心軸(R1)に対して前記台座(1c)の中心を通る該るつぼ(1)の中心軸(R2)が所定距離(L)ずらされて配置されており、
前記所定距離(L)は、前記加熱装置(6)の中心軸(R1)を中心として前記所定距離(L)の範囲に前記螺旋転位発生可能領域(4b)が含まれるように、前記加熱装置(6)の中心軸(R1)の径方向における前記螺旋転位発生可能領域(4b)の幅(D)の1/2よりも大きく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。 - 前記所定距離(L)は、円盤状の前記炭化珪素単結晶基板(4)の径(Rs)の1/2よりも小さい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。
- 前記るつぼ(1)を搭載し、前記加熱装置(6)の中心軸(R1)と同心軸を回転軸として前記るつぼ(1)を偏心回転させる回転装置(5)を備えてい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。
- 底部および開口部を有する有底円筒状部材にて構成されたるつぼ本体(1a)と、炭化珪素単結晶基板(3)が配置される台座(1c)を含み、前記るつぼ本体(1a)の前記開口部を密封するための蓋材(1b)とを有してなる円筒形状のるつぼ(1)と、前記るつぼ(1)の外周に配置された加熱装置(6)とを用意し、
前記るつぼ本体(1a)内に炭化珪素原料(2)を配置すると共に、前記台座(1c)に前記炭化珪素単結晶基板(3)として{0001}面から1°以上かつ15°以下傾斜させた面を成長面として有していて該成長面上に成長させる炭化珪素単結晶(4)に螺旋転位(4a)を周囲よりも高密度で発生させることができる螺旋転位発生可能領域(4b)を{0001}面の法線ベクトルを成長面に投影したベクトルの方向であるオフセット方向の端部であって、かつ、成長面上の50%以下の領域に有する種結晶を配置し、
前記加熱装置(6)により前記炭化珪素原料(2)を加熱昇華させることで前記炭化珪素単結晶基板(3)上に前記炭化珪素単結晶(4)を成長させる炭化珪素単結晶の製造方法において、
前記加熱装置(6)の中心軸(R1)に対して前記台座(1c)の中心を通る該るつぼ(1)の中心軸(R2)が所定距離(L)ずらされ、かつ、前記炭化珪素単結晶基板(3)を前記加熱装置(6)の中心軸(R1)を中心として前記所定距離(L)の範囲に前記螺旋転位発生可能領域(4b)が含まれるように前記るつぼ(1)を配置す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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