JP5263145B2 - 炭化珪素単結晶の製造装置およびそれを用いた炭化珪素単結晶の製造方法 - 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、本実施形態における結晶成長装置の断面構成を示す図であり、この図に基づいて説明する。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態の結晶成長装置1は、第1実施形態に対して冷却管10の一端部の端面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、ここでは説明を省略する。図4は、本実施形態の結晶成長装置1の断面構成を示す図である。
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態の結晶成長装置1は、第1実施形態に対して冷却管10の一端部の端面と台座11の一面との間の距離を近づけたものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図6は、本実施形態の結晶成長装置1の断面構成を示す図である。
上記第1実施形態では、冷却管10は、台座11の一面における端辺から反応容器9の軸方向に平行に引いた仮想線の領域外に一端部の端面における端辺が位置する例について説明したが、もちろん、当該端辺が仮想線で囲まれる領域内に位置する冷却管10や当該端辺が仮想線と一致する冷却管10とすることもできる。言い換えると、冷却管10は、一端部の端面の外径が台座11の外径より小さくされていてもよいし、当該端面の外径が台座11の外径と等しくされていてもよい。
2 流入口
3 原料ガス
4 流出口
5 種結晶
6 SiC単結晶
7 真空容器
8 第1断熱材
9 反応容器
10 冷却管
11 台座
12 シャフト
13 第2断熱材
14 第3断熱材
15 加熱装置
Claims (7)
- 中空部を有する有底筒状の反応容器(9)内に前記中空部を構成する壁面と離間した状態で台座(11)を配置すると共に、当該台座(11)の一面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、前記反応容器(9)内に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(6)を成長させる炭化珪素単結晶の製造装置において、
一面が前記台座(11)と対向した状態で当該一面が前記中空部に配置され、前記原料ガス(3)を冷却しながら前記反応容器(9)内に導入する冷却管(10)と、
前記反応容器(9)の周囲に配置され、前記反応容器(9)を加熱して前記反応容器(9)内の温度を制御することにより、前記冷却管(10)からの輻射により冷却される前記炭化珪素単結晶(6)の成長表面の温度を所定温度に制御する加熱装置(15)と、を有することを特徴とする炭化珪素単結晶の製造装置。 - 前記冷却管(10)の前記一面における端辺が、前記台座(11)の前記一面における端辺から前記反応容器(9)の軸方向と平行な方向に仮想線を引いたとき、前記仮想線で囲まれる領域外に位置してい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。
- 前記反応容器(9)は円筒状とされており、
前記冷却管(10)の前記一面と前記台座(11)の前記一面との間の距離は、前記反応容器(9)の内径の2倍以下とされ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。 - 前記冷却管(10)の前記一面は、前記台座(11)側と反対側に凹んでいる凹面形状と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。
- 前記反応容器(9)は、円筒部材が軸方向に分割された複数個の構成部材(16、17)が組み合わされることにより構成されており、
隣合う前記構成部材(16、17)は、他の構成部材の分割面と対向する分割面において、一方の分割面に内壁側から前記円筒部材の周方向に突出するすり合わせ部(16a)が備えられていると共に、他方の分割面に外壁側から前記円筒部材の周方向に突出するすり合わせ部(17a)が備えられており、前記すり合わせ部(16a、17a)が嵌合した状態で組み合わされてい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装置。 - 中空部を有する有底筒状の反応容器(9)内に前記中空部を構成する壁面と離間した状態で台座(11)を配置すると共に、当該台座(11)の一面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、前記反応容器(9)内に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(6)を成長させる炭化珪素単結晶の製造方法において、
一面が前記台座(11)と対向した状態で当該一面が前記中空部に配置され、前記原料ガス(3)を冷却しながら前記反応容器(9)内に導入する冷却管(10)と、
前記反応容器(9)の周囲に配置され、前記反応容器(9)を加熱して前記反応容器(9)内の温度を制御する加熱装置(15)と、を用意し、
前記冷却管(10)からの輻射により前記炭化珪素単結晶(6)の成長表面を冷却すると共に、前記加熱装置(15)にて前記反応容器(9)を加熱して前記反応容器(9)内の温度を制御することにより、前記炭化珪素単結晶(6)の成長表面の温度を所定温度に制御しつつ、前記炭化珪素単結晶(6)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。 - 前記冷却管(10)として、前記一面が前記台座(11)側と反対側に凹んでいる凹面形状とされたものを用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方法。
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