JP5613619B2 - 炭化珪素単結晶製造装置、及び炭化珪素単結晶の製造方法 - Google Patents
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Description
なお、図26及び図27において、図25に示す炭化珪素単結晶製造装置200と同一構成部分には同一符号を付す。
しかしながら、炭化珪素単結晶208が進むと、台座205の上面205aから炭化珪素単結晶208の結晶成長面208b,208cまでの距離X2,X3が距離X1よりも長くなるので構造体211の熱を放出しにくくなる。
つまり、従来の炭化珪素単結晶製造装置では、結晶欠陥が少なく、高品質で、かつ長尺とされた炭化珪素単結晶(炭化珪素単結晶インゴット)を製造することができなかった。
なお、図28では、サンプル1として、図25に示す炭化珪素単結晶製造装置200に成長初期の炭化珪素単結晶208が形成されたときの炭化珪素単結晶208の結晶成長面208aの温度分布を示す。
また、図28では、サンプル2として、図26に示す炭化珪素単結晶製造装置200に厚さ10mmの炭化珪素単結晶208が形成されたときの炭化珪素単結晶208の結晶成長面208bの温度分布を示す。
上記シミュレーションでは、シミュレーション条件として、ザグリが形成される前の台座205の厚さを10mm、ザグリが形成された後の台座205の厚さを1mmとした。
また、サンプル3の結果から、ザグリを形成して台座205の厚さを薄くすることで、炭化珪素単結晶208が10mm形成された結晶成長面208aの径方向における温度分布は、サンプル1に示す結晶成長初期の温度分布に近づくことが確認できた。
本発明者は、この知見についてさらに研究を進めた結果、以下の手段を有する本発明を完成するに至った。
(1) 坩堝内の台座に取り付けた炭化珪素種結晶の成長面に、原料ガスを供給して、前記炭化珪素種結晶に炭化珪素単結晶を成長させる炭化珪素単結晶製造装置であって、前記台座は、該台座の厚さを薄くすることが可能な構成であることを特徴とする炭化珪素単結晶製造装置。
(2) 前記台座は、前記坩堝の上端に配置され、前記炭化珪素原料を昇華させた原料ガスを、前記炭化珪素種結晶の成長面に供給することで、前記炭化珪素単結晶を成長させることを特徴とする前項(1)記載の炭化珪素単結晶製造装置。
(3) 前記台座は、前記炭化珪素種結晶が取り付けられる台座本体と、該台座本体上に積み重ねられた複数の板材と、を有することを特徴とする前項(1)または(2)記載の炭化珪素単結晶製造装置。
(4) 前記台座本体は、前記坩堝の上端に配置された蓋体に設けられており、前記台座本体は、前記蓋体の下面から前記炭化珪素原料の上面に向かう方向に対して突出し、かつ少なくとも1つ以上の前記板材を収容する収容部を有することを特徴とする前項(3)記載の炭化珪素単結晶製造装置。
(5) 前記収容部は、前記蓋体の上面から突出しないように、複数の前記板材を収容することを特徴とする前項(4)記載の炭化珪素単結晶製造装置。
(6) 前記蓋体の上面から突出するように、前記収容部及び該収容部上に複数の前記板材を積み重ねられていることを特徴とする前項(4)記載の炭化珪素単結晶製造装置。
(7) 前記台座本体は、前記蓋体と一体とされていることを特徴とする前項(3)ないし(6)のうち、いずれか1項記載の炭化珪素単結晶製造装置。
(8) 前記坩堝に、前記炭化珪素種結晶側に前記原料ガスを案内するガイド部材を設けたことを特徴とする前項(1)ないし(7)記載の炭化珪素単結晶製造装置。
(9) 前記ガイド部材は、前記炭化珪素原料の上面に対して略平行な板材とされており、かつ前記炭化珪素種結晶の成長面を露出する開口部を有することを特徴とする前項(8)記載の炭化珪素単結晶製造装置。
(10)前記ガイド部材は、前記炭化珪素種結晶よりも下方の位置に、前記炭化珪素種結晶の成長面を露出する筒状部を有することを特徴とする前項(8)記載の炭化珪素単結晶製造装置。
(11)前記筒状部は、前記炭化珪素種結晶の成長面から前記炭化珪素原料の上面に向かう方向において、同じ幅であることを特徴とする前項(10)記載の炭化珪素単結晶製造装置。
(12)前記筒状部は、前記炭化珪素種結晶の成長面から前記炭化珪素原料の上面に向かうにつれて、幅広な形状であることを特徴とする前項(10)記載の炭化珪素単結晶製造装置。
(13)前記坩堝は、前記蓋体が配置される上部坩堝と、前記炭化珪素原料を収容する下部坩堝と、を有し、前記上部坩堝及び前記下部坩堝は、上下方向に対して相対的に移動可能な構成であることを特徴とする前項(1)ないし(12)のうち、いずれか1項記載の炭化珪素単結晶製造装置。
(14)前記ガイド部材を、前記上部坩堝の内壁に設けたことを特徴とする前項(13)記載の炭化珪素単結晶製造装置。
(15)前記台座の材料が、炭化珪素であることを特徴とする前項(1)ないし(14)のうち、いずれか1項記載の炭化珪素単結晶製造装置。
(16)前記台座の材料が、炭素であることを特徴とする前項(1)ないし(14)のうち、いずれか1項記載の炭化珪素単結晶製造装置。
(17)坩堝内の台座に取り付けた炭化珪素種結晶の成長面に、原料ガスを供給して、前記炭化珪素種結晶に炭化珪素の単結晶を成長させる炭化珪素単結晶の製造方法であって、前記炭化珪素単結晶が成長するに従い、前記台座の厚さを薄くすることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
(18)前記炭化珪素種結晶が坩堝内に収容された前記炭化珪素原料と対向するように、前記坩堝の上端に前記台座を配置し、前記炭化珪素種結晶の成長面に、前記炭化珪素原料を昇華させた原料ガスを供給することで、前記炭化珪素単結晶を成長させることを特徴とする前項(17)記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(19)前記炭化珪素単結晶の成長中に、前記台座の厚さを薄くすることを特徴とする前項(17)または(18)記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(20)前記炭化珪素単結晶の成長を停止させた後に、前記台座の厚さを薄くし、その後、前記炭化珪素単結晶をさらに成長させることを特徴とする前項(17)または(18)記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(21)前記台座は、前記炭化珪素種結晶が取り付けられた台座本体と、該台座本体上に積み重ねられた複数の板材と、を有し、前記板材を取り外すことで、前記台座の厚さを薄くすることを特徴とする前項(18)ないし(20)のうち、いずれか1項記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(22)前記台座本体は、前記坩堝の上端に配置された蓋体に設けられ、前記蓋体の下面から前記炭化珪素原料の上面に向かう方向に対して突出し、かつ前記板材を収容する収容部を有し、前記蓋体の上面から突出しないように、前記収容部に複数の前記板材を収容した後、前記炭化珪素単結晶を成長させることを特徴とする前項(21)記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(23)前記台座本体は、前記坩堝の上端に配置された蓋体に設けられ、前記蓋体の下面から前記炭化珪素原料の上面に向かう方向に対して突出し、かつ前記板材を収容する収容部を有し、前記蓋体の上面から突出するように、前記収容部及び該収容部上に複数の前記板材を積み重ねた後、前記炭化珪素種結晶に前記炭化珪素単結晶を成長させることを特徴とする前項(21)記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(24)前記台座は、前記坩堝の上端に配置された蓋体に設けられており、前記台座は、前記蓋体の上面から突出するように配置されており、前記蓋体の上面から突出した前記台座の一部を切断することで、前記台座の厚さを薄くすることを特徴とする前項(18)ないし(20)のうち、いずれか1項記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
(25)前記炭化珪素種結晶を成長させる際、前記炭化珪素原料の上面と前記炭化珪素単結晶の結晶成長面との距離が略等しくなるように調整することを特徴とする前項(18)ないし(24)のうち、いずれか1項記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る炭化珪素単結晶製造装置の概略構成を示す断面図である。図1では、炭化珪素単結晶製造装置の一例として、炭化珪素原料39を昇華させた原料ガスを、炭化珪素種結晶35の成長面35aに供給することで、炭化珪素種結晶35に炭化珪素単結晶71を成長させる炭化珪素単結晶製造装置10(言い換えれば、昇華再結晶法により、炭化珪素単結晶71を成長させる炭化珪素単結晶製造装置)を例に挙げて説明する。
ガス導入孔22は、Arガス供給装置(図示せず)と接続されており、真空容器11内にArガスを供給することで、真空容器11内をAr雰囲気(例えば、圧力が5.0×102Pa)にする。
ガス排出孔23は、真空ポンプ(図示せず)と接続されており、上記Arガスを供給する前に真空容器11内を減圧状態にする。減圧状態とされた真空容器11内の圧力は、例えば、4×10−3Pa以下にすることができる。
装置本体収容部25に炭化珪素単結晶製造装置本体13を収容した状態において、断熱部材12の上部は、蓋体32の上方に離間した位置に配置されている。これにより、断熱部材12の上部と蓋体32との間には、後述する第2の板材52(台座33の構成要素の1つ)を引き上げた際、引き上げられた第2の板材52を配置可能な空間が形成されている。
窓孔27は、断熱部材12のうち、装置本体収容部25の下方に位置する部分を貫通するように設けられている。
なお、坩堝31内の温度を安定的に高温に保つことが可能な場合、上記断熱部材12は設ける必要がない。
図1及び図2を参照するに、炭化珪素単結晶製造装置本体13は、坩堝31と、蓋体32と、台座33と、炭化珪素種結晶35と、板材引き上げ用部材36と、板材引き上げ用部材駆動部(図示せず)と、上部坩堝昇降手段38と、を有する。
スライド面44aは、スライド面43aに対して上下方向にスライド可能な構成とされている。つまり、上部坩堝42は、下部坩堝41に対して上下方向に移動(スライド)可能な構成とされている。
なお、図2では、坩堝31内に形成される空間46の体積が最小となる場合を例に挙げて図示している。
台座本体48は、第1及び第2の板材51,52を収容する収容部54を有する。台座本体48は、収容部54が貫通部32Aに露出されるように、蓋体32の下面32bに固定されている。台座本体48は、蓋体32の下面32bから炭化珪素原料39の上面39aに向かう方向に突出している。
図2を参照するに、第1の板材51は、略円柱形状とされている。第1の板材51は、台座本体48の上面48aと接触するように、収容部54に配置されている。
図5を参照するに、第2の板材52は、第1の板材51の構成に、さらに支柱部通過部61及びフック通過部62を設けると共に、第1の板材51に設けられたフック収容部56よりもフック収容部56の高さを低くした以外は、第1の板材51と同様な構成とされている。第2の板材52の厚さは、第1の板材51の厚さと等しく、例えば、20mmとすることができる。
図5を参照するに、フック通過部62は、フック収容部56の下方に位置する第2の板材52を貫通するように形成されている。フック通過部62は、第1のフック部65を通過させるための空間であり、フック通過部58と同様な形状とされている。
第1のフック部65は、支柱部64の下端に設けられている。第1のフック部65は、第1の板材51のフック収容部56に収容されており、第1の板材51を引き上げる際には、フック収容部56の上面56aと接触する。
板材引き上げ用部材駆動部(図示せず)は、図2に示す状態から、板材引き上げ用部材36を上方向に移動させることで、第2の板材52、または第1及び第2の板材51,52を引き上げて、台座33の厚さを薄くする。
なお、板材引き上げ用部材駆動部(図示せず)を設けることなく、手動により、板材引き上げ用部材36を上下方向に移動させたり、板材引き上げ用部材36を回転させたりしてもよい。
シャフト部75は、下部坩堝41の下方に設けられており、下部坩堝41の底部と接続されている。これにより、シャフト部75は、下部坩堝41を支持している。
駆動部77は、シャフトガイド部76と接続されている。駆動部77は、シャフトガイド部76を上下方向に移動させるための駆動部である。
具体的には、例えば、上部坩堝昇降手段38の替わりに、上部坩堝42の位置を固定し、上部坩堝42に対して下部坩堝41を上下方向に移動させる下部坩堝昇降手段(図示せず)を設けてもよい。
加熱手段16としては、例えば、電流を流すことにより高周波を発生させる高周波加熱コイルを用いることができる。
このように、加熱手段16として高周波加熱コイルを用いることにより、例えば、1900℃以上の温度に炭化珪素原料39を加熱することができる。
始めに、図2に示すように、下部坩堝41内に炭化珪素原料39を導入する。次いで、台座本体48の下面48bに炭化珪素種結晶35を取り付ける。次いで、炭化珪素種結晶35の成長面35aと坩堝31内の炭化珪素原料39の上面39aとが対向するように、上部坩堝42の上端に蓋体32を配置する。
このとき、蓋体32の上面32aから第2の板材52が突出しないように、台座本体48の収容部54に第1及び第2の板材51,52を収容する。この段階では、図2に示すように、坩堝31内の空間46の体積が最も小さくなるようにする。
これにより、図8に示す炭化珪素単結晶71の成長条件を、図2に示す成長初期の炭化珪素単結晶71の成長条件に、さらに近づけることが可能となるので、厚さ方向において、略均一な特性とされた炭化珪素単結晶71を形成できる。
このように、炭化珪素単結晶71の成長を停止させた後に、台座33の厚さを薄くし、その後、炭化珪素単結晶71をさらに成長させた場合、上記第1の実施の形態の炭化珪素単結晶71の製造方法と同様な効果を得ることができる。
図9では、第1の実施の形態の第1変形例に係る炭化珪素単結晶製造装置80の構成要素である真空容器11、断熱部材12、支持部材15、加熱手段16、第1の放射温度計18、第2の放射温度計19、及び上部坩堝昇降手段38(図1及び図2参照)の図示を省略する。また、図9において、図2に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
炭化珪素単結晶製造装置81は、図2に示す炭化珪素単結晶製造装置本体13の構成に、さらにガイド部材82を設けた以外は、炭化珪素単結晶製造装置本体13と同様に構成される。
これにより、蓋体32の下面32b及び台座本体48の外周側面に多結晶の炭化珪素が成長しにくくなるので、該多結晶の炭化珪素と炭化珪素種結晶35及び炭化珪素単結晶71との接触を抑制できる。
また、第1の実施の形態の第1変形例に係る炭化珪素単結晶製造装置80を用いた炭化珪素単結晶71の製造方法は、第1の実施の形態で説明した炭化珪素単結晶71の製造方法と同様な手法により行なうことができ、また、第1の実施の形態の炭化珪素単結晶71の製造方法と同様な効果を得ることができる。
図10では、第1の実施の形態の第2変形例に係る炭化珪素単結晶製造装置85の構成要素である真空容器11、断熱部材12、支持部材15、加熱手段16、第1の放射温度計18、第2の放射温度計19、及び上部坩堝昇降手段38(図1及び図2参照)の図示を省略する。また、図10において、図2に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
炭化珪素単結晶製造装置86は、図2に示す炭化珪素単結晶製造装置本体13の構成に、さらにガイド部材87を設けた以外は、炭化珪素単結晶製造装置本体13と同様に構成される。
このように、炭化珪素種結晶35の下方に、炭化珪素種結晶35の成長面35aを露出する筒状部88を設けることにより、原料ガスの濃度分布を筒状部88の内部形状に沿った分布にすることが可能となるので、筒状部88の内部形状に対応した円柱形状に炭化珪素種結晶71を成長させることができる。
これにより、蓋体32の下面32b及び台座本体48の外周側面に多結晶の炭化珪素が成長しにくくなるので、該多結晶の炭化珪素と炭化珪素種結晶35及び炭化珪素単結晶71との接触を抑制できる。
また、ガイド部材87の材料として黒鉛を用いた場合、筒状部88の内面のみをタンタルカーバイド(TaC)により被覆してもよい。
また、第1の実施の形態の第2変形例に係る炭化珪素単結晶製造装置85を用いた炭化珪素単結晶71の製造方法は、第1の実施の形態で説明した炭化珪素単結晶71の製造方法と同様な手法により行なうことができ、また、第1の実施の形態の炭化珪素単結晶71の製造方法と同様な効果を得ることができる。
図11では、第1の実施の形態の第3変形例に係る炭化珪素単結晶製造装置90の構成要素である真空容器11、断熱部材12、支持部材15、加熱手段16、第1の放射温度計18、第2の放射温度計19、及び上部坩堝昇降手段38(図1及び図2参照)の図示を省略する。また、図11において、図2に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
炭化珪素単結晶製造装置91は、図2に示す炭化珪素単結晶製造装置本体13の構成に、さらにガイド部材93を設けた以外は、炭化珪素単結晶製造装置本体13と同様に構成される。
また、ガイド部材93の材料として黒鉛を用いた場合、筒状部94を構成するガイド部材93の内面のみをタンタルカーバイド(TaC)により被覆してもよい。
また、第1の実施の形態の第3変形例に係る炭化珪素単結晶製造装置90を用いた炭化珪素単結晶71の製造方法は、第1の実施の形態で説明した炭化珪素単結晶71の製造方法と同様な手法により行なうことができ、また、第1の実施の形態の炭化珪素単結晶71の製造方法と同様な効果を得ることができる。
図12では、第1の実施の形態の第4変形例に係る炭化珪素単結晶製造装置100の構成要素である真空容器11、断熱部材12、支持部材15、加熱手段16、第1の放射温度計18、第2の放射温度計19、及び上部坩堝昇降手段38(図1及び図2参照)の図示を省略する。また、図12において、図11に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
また、第1の実施の形態の第4変形例に係る炭化珪素単結晶製造装置100を用いた炭化珪素単結晶71の製造方法は、炭化珪素単結晶71の成長中に坩堝102内の空間46の体積を変更しないこと以外は第1の実施の形態で説明した炭化珪素単結晶71の製造方法と同様な手法により行なうことができる。
図13は、本発明の第2の実施の形態に係る炭化珪素単結晶製造装置の概略構成を示す断面図である。
図13では、第2の実施の形態に係る炭化珪素単結晶製造装置110の構成要素である真空容器11、断熱部材12、支持部材15、加熱手段16、第1の放射温度計18、第2の放射温度計19、及び上部坩堝昇降手段38の図示を省略する(図1及び図2参照)。
また、図13において、図2に示す炭化珪素単結晶製造装置本体13と同一構成部分には、同一符号を付す。
台座本体116は、第1及び第2の板材51,52−1を収容する収容部118を有する。収容部118は、台座本体116の下端側に位置する開放端を炭化珪素種結晶35で塞ぐことで、第1及び第2の板材51,52−1を収容可能となる。
第1〜第4の板材51,52−1,52−2,52−3の厚さは、例えば、それぞれ10mmとすることができる。また、上記構成とされた台座113の材料としては、炭化珪素や炭素等を用いることができる。
第4のフック部66−3は、第3のフック部66−2の上方に配置されており、第4の板材52−3を引き上げるためのフックである。
上記構成とされた板材引き上げ用部材114は、上方に引き上げられることにより、第4の板材52−3、第3の板材52−2、第2の板材52−1、第1の板材51の順で板材を除去する。
また、第2の実施の形態の炭化珪素単結晶製造装置110を構成する坩堝31の替わりに、図12に示す坩堝102を設けてもよい。
さらに、第2の実施の形態の炭化珪素単結晶製造装置110を構成する台座本体116の替わりに、図2に示す台座本体48を設け、台座本体48の下面48bに炭化珪素種結晶35を取り付けてもよい。
図14は、本発明の第3の実施の形態に係る炭化珪素単結晶製造装置の概略構成を示す断面図である。
図14では、第3の実施の形態に係る炭化珪素単結晶製造装置120の構成要素である真空容器11、断熱部材12、支持部材15、加熱手段16、第1の放射温度計18、第2の放射温度計19、及び上部坩堝昇降手段38(図1及び図2参照)の図示を省略する。また、図14において、図2に示す炭化珪素単結晶製造装置本体13と同一構成部分には、同一符号を付す。
炭化珪素単結晶製造装置本体121は、図2に示す炭化珪素単結晶製造装置本体13に設けられた台座33及び板材引き上げ用部材36の替わりに、台座123を設けた以外は炭化珪素単結晶製造装置本体13と同様に構成される。
切断用台座部材125は、炭化珪素単結晶71の成長に応じて切断される部材であり、第1及び第2の切断位置126,127を有する。切断用台座部材125の厚さは、例えば、150mmとすることができる。
図14及び図15を参照するに、成長中の炭化珪素単結晶71の厚さが距離D4の値と略等しくなった際、第1の切断位置126で切断用台座部材125を切断し、切断された切断用台座部材125の上端部分を除去することで、台座123の厚さを薄くする。
図14及び図16を参照するに、炭化珪素単結晶71の厚さが距離D5の値と略等しくなった際、第2の切断位置127で切断用台座部材125を切断し、切断された切断用台座部材125の上端部分を除去することで、図15に示す状態からさらに台座123の厚さを薄くする。
さらに、第3の実施の形態の炭化珪素単結晶製造装置120に設けられた坩堝31の替わりに、図12に示す坩堝102を設けてもよい。
始めに、図14に示すように、下部坩堝41内に炭化珪素原料39を導入する。次いで、台座本体48の下面48bに炭化珪素種結晶35を取り付ける。次いで、炭化珪素種結晶35の成長面35aと坩堝31内の炭化珪素原料39の上面39aとが対向するように、上部坩堝42の上端に蓋体32を配置する。
これにより、図15に示す炭化珪素単結晶71の成長条件を、図14に示す成長初期の炭化珪素単結晶71の成長条件に、さらに近づけることが可能となるので、厚さ方向において、略均一な特性とされた炭化珪素単結晶71を形成できる。
これにより、図16に示す炭化珪素単結晶71の成長条件を、図14に示す成長初期の炭化珪素単結晶71の成長条件に、さらに近づけることが可能となるので、厚さ方向において、略均一な特性とされた炭化珪素単結晶71を形成できる。
このような方法により、炭化珪素単結晶71を製造する場合、上記第3の実施の形態の炭化珪素単結晶71の製造方法と同様な効果を得ることができる。
図17〜図24は、本発明の第4の実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造工程を示す断面図である。図17〜図24において、図13及び図14に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
また、図示していないが、図17〜図24に示す坩堝31−1,31−2,31−3,31−4は、先に説明した図2に示すシャフト部75に支持されている。
始めに、図17に示す工程では、下部坩堝41−1及び上部坩堝42−1よりなる坩堝31−1の上端に配置された蓋体32a−1の貫通部32A−1に、炭化珪素種結晶35が取り付けられた台座141を取り付ける。
台座141は、収容部118を備えた台座本体116と、切断用台座部材142と、を有する。台座本体116は、蓋体32−1の下面32b−1よりも下方に突出している。切断用台座部材142は、収容部118に収容されており、蓋体32−1の上面32a−1よりも上方に突出している。
また、図17に示す坩堝31−1及び蓋体32−1は、先に説明した図2に示す坩堝31及び蓋体32と同様な構成とされている。
さらに、この段階において、炭化珪素単結晶71の結晶成長面71aから炭化珪素原料39−1の上面39a−1までの距離は、距離D1となるように構成されている。
図18に示す第1の切断位置144は、最初に切断される位置であり、例えば、図18に示す切断用台座部材142の上面142aから厚さ20mmの位置に設定することができる。
図20に示す第2の切断位置146は、2番目に切断される位置であり、例えば、図20に示す切断用台座部材142の上面142bから厚さ20mmの位置に設定することができる。
図21に示す炭化珪素単結晶71の結晶成長面71aから炭化珪素原料39−3の上面39a−3までの距離が図18に示す距離D1となり、かつ台座141を蓋体32−3に取り付けたときに台座本体116の上端面が蓋体32−3の上面32a−3と略面一となるように、台座本体116の上端を切断した台座141(図21に示す台座)を蓋体32−3の貫通部32A−3に取り付ける。
図22に示す第3の切断位置147は、3番目に切断される位置であり、例えば、図22に示す切断用台座部材142の上面142cから厚さ20mmの位置に設定することができる。
この段階において、炭化珪素単結晶71の上端の一部が、蓋体32−4の上面32a−4から突出する。
なお、図24に示す工程の後に、先に説明した図23に示す工程と同様な処理を行なった後、さらに、炭化珪素単結晶71を成長させてもよい。
Claims (24)
- 坩堝内の台座に取り付けた炭化珪素種結晶の成長面に、原料ガスを供給して、前記炭化珪素種結晶に炭化珪素単結晶を成長させる炭化珪素単結晶製造装置であって、
前記台座は、前記炭化珪素種結晶が取り付けられる台座本体と、該台座本体上に積み重ねられた複数の板材と、を有し、
前記台座は、該台座の厚さを薄くすることが可能な構成であることを特徴とする炭化珪素単結晶製造装置。 - 前記台座は、前記坩堝の上端に配置され、
前記炭化珪素原料を昇華させた原料ガスを、前記炭化珪素種結晶の成長面に供給することで、前記炭化珪素単結晶を成長させることを特徴とする請求項1記載の炭化珪素単結晶製造装置。 - 前記台座本体は、前記坩堝の上端に配置された蓋体に設けられており、前記台座本体は、前記蓋体の下面から前記炭化珪素原料の上面に向かう方向に対して突出し、かつ少なくとも1つ以上の前記板材を収容する収容部を有することを特徴とする請求項1または2記載の炭化珪素単結晶製造装置。
- 前記収容部は、前記蓋体の上面から突出しないように、複数の前記板材を収容することを特徴とする請求項3記載の炭化珪素単結晶製造装置。
- 前記蓋体の上面から突出するように、前記収容部及び該収容部上に複数の前記板材を積み重ねられていることを特徴とする請求項3記載の炭化珪素単結晶製造装置。
- 前記台座本体は、前記蓋体と一体とされていることを特徴とする請求項1ないし5のうち、いずれか1項記載の炭化珪素単結晶製造装置。
- 前記坩堝に、前記炭化珪素種結晶側に前記原料ガスを案内するガイド部材を設けたことを特徴とする請求項1ないし6のうち、いずれか1項記載の炭化珪素単結晶製造装置。
- 前記ガイド部材は、前記炭化珪素原料の上面に対して略平行な板材とされており、かつ前記炭化珪素種結晶の成長面を露出する開口部を有することを特徴とする請求項7記載の炭化珪素単結晶製造装置。
- 前記ガイド部材は、前記炭化珪素種結晶よりも下方の位置に、前記炭化珪素種結晶の成長面を露出する筒状部を有することを特徴とする請求項7記載の炭化珪素単結晶製造装置。
- 前記筒状部は、前記炭化珪素種結晶の成長面から前記炭化珪素原料の上面に向かう方向において、同じ幅であることを特徴とする請求項9記載の炭化珪素単結晶製造装置。
- 前記筒状部は、前記炭化珪素種結晶の成長面から前記炭化珪素原料の上面に向かうにつれて、幅広な形状であることを特徴とする請求項9記載の炭化珪素単結晶製造装置。
- 前記坩堝は、前記蓋体が配置される上部坩堝と、前記炭化珪素原料を収容する下部坩堝と、を有し、
前記上部坩堝及び前記下部坩堝は、上下方向に対して相対的に移動可能な構成であることを特徴とする請求項1ないし11のうち、いずれか1項記載の炭化珪素単結晶製造装置。 - 前記ガイド部材を、前記上部坩堝の内壁に設けたことを特徴とする請求項12項記載の炭化珪素単結晶製造装置。
- 前記台座の材料が、炭化珪素であることを特徴とする請求項1ないし13のうち、いずれか1項記載の炭化珪素単結晶製造装置。
- 前記台座の材料が、炭素であることを特徴とする請求項1ないし13のうち、いずれか1項記載の炭化珪素単結晶製造装置。
- 坩堝内の台座に取り付けた炭化珪素種結晶の成長面に、原料ガスを供給して、前記炭化珪素種結晶に炭化珪素の単結晶を成長させる炭化珪素単結晶の製造方法であって、前記炭化珪素単結晶が成長するに従い、前記台座の厚さを薄くすることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記炭化珪素種結晶が坩堝内に収容された前記炭化珪素原料と対向するように、前記坩堝の上端に前記台座を配置し、前記炭化珪素種結晶の成長面に、前記炭化珪素原料を昇華させた原料ガスを供給することで、前記炭化珪素単結晶を成長させることを特徴とする請求項16記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記炭化珪素単結晶の成長中に、前記台座の厚さを薄くすることを特徴とする請求項16または17記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記炭化珪素単結晶の成長を停止させた後に、前記台座の厚さを薄くし、その後、前記炭化珪素単結晶をさらに成長させることを特徴とする請求項16または17記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記台座は、前記炭化珪素種結晶が取り付けられた台座本体と、該台座本体上に積み重ねられた複数の板材と、を有し、
前記板材を取り外すことで、前記台座の厚さを薄くすることを特徴とする請求項17ないし19のうち、いずれか1項記載の炭化珪素単結晶の製造方法。 - 前記台座本体は、前記坩堝の上端に配置された蓋体に設けられ、前記蓋体の下面から前記炭化珪素原料の上面に向かう方向に対して突出し、かつ前記板材を収容する収容部を有し、
前記蓋体の上面から突出しないように、前記収容部に複数の前記板材を収容した後、前記炭化珪素単結晶を成長させることを特徴とする請求項20記載の炭化珪素単結晶の製造方法。 - 前記台座本体は、前記坩堝の上端に配置された蓋体に設けられ、前記蓋体の下面から前記炭化珪素原料の上面に向かう方向に対して突出し、かつ前記板材を収容する収容部を有し、
前記蓋体の上面から突出するように、前記収容部及び該収容部上に複数の前記板材を積み重ねた後、前記炭化珪素種結晶に前記炭化珪素単結晶を成長させることを特徴とする請求項20記載の炭化珪素単結晶の製造方法。 - 前記台座は、前記坩堝の上端に配置された蓋体に設けられており、前記台座は、前記蓋体の上面から突出するように配置されており、前記蓋体の上面から突出した前記台座の一部を切断することで、前記台座の厚さを薄くすることを特徴とする請求項17ないし19のうち、いずれか1項記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
- 前記炭化珪素種結晶を成長させる際、前記炭化珪素原料の上面と前記炭化珪素単結晶の結晶成長面との距離が略等しくなるように調整することを特徴とする請求項17ないし23のうち、いずれか1項記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
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