JP5842725B2 - Silicon carbide single crystal manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、炭化珪素(以下、SiCという)単結晶で構成される種結晶に対して原料ガスを供給することでSiC単結晶の製造を行うSiC単結晶製造装置に関するものである。 The present invention relates to a SiC single crystal manufacturing apparatus that manufactures a SiC single crystal by supplying a source gas to a seed crystal composed of a silicon carbide (hereinafter referred to as SiC) single crystal.
従来、特許文献1において、台座に貼り付けられた種結晶に対して下方から原料ガスを供給することでSiC単結晶を成長させるSiC単結晶製造装置が開示されている。このSiC単結晶製造装置では、原料ガスを1900℃以上、好ましくは2000〜2500℃に加熱することにより、原料ガスを加熱分解して種結晶に供給する。そして、種結晶および台座の外周を通じて、台座の裏面側に配置された排出管から未反応ガスなどの排気ガスの排出させながら、種結晶の表面にSiC単結晶を成長させるようにしている。
Conventionally,
このような温度で原料ガスを加熱することで、水素またはその他のエッチングガスによるエッチングを高温度において増進させることができ、低品質な多結晶域が高品質な単結晶域よりも急速にエッチングされるようにできる。これにより、成長したSiC単結晶の品質をより高くすることが可能になる。 By heating the source gas at such a temperature, etching with hydrogen or other etching gas can be promoted at a high temperature, and a low-quality polycrystalline region is etched more rapidly than a high-quality single-crystal region. You can make it. Thereby, the quality of the grown SiC single crystal can be made higher.
しかしながら、原料ガスを高温下で加熱分解するため、分解を行う反応室の温度およびガス温度が高温となり、この輻射熱により結晶表面の温度が高くなる。特に、種結晶および台座の外周を通じて台座の裏面側に排気ガスを排出していることから、SiC単結晶の外周面側では放熱が進むが、結晶中央部では放熱が進まないため、結晶中央部での温度が高くなり、SiC単結晶の中央部の成長速度が低下してしまう。この傾向は、SiC単結晶の成長量が増すこと伴ってSiC単結晶の台座方向への放熱がSiC単結晶自体の熱抵抗によって低下するため、より顕著となる。このため、SiC単結晶の成長量が増すに従ってSiC単結晶の中央部の成長速度は低下し、成長表面が中央部で凹む凹面成長となり、最終的には原料ガス温度に対してSiC単結晶の成長表面の温度を低く設定できなくなった時点で結晶成長が停止してしまう。 However, since the raw material gas is thermally decomposed at a high temperature, the temperature of the reaction chamber in which the decomposition is performed and the gas temperature become high, and this radiant heat increases the temperature of the crystal surface. In particular, exhaust gas is exhausted to the back side of the pedestal through the outer periphery of the seed crystal and the pedestal, so that heat dissipation proceeds on the outer peripheral surface side of the SiC single crystal, but heat dissipation does not proceed at the center of the crystal, so the center of the crystal As a result, the growth rate at the center of the SiC single crystal decreases. This tendency becomes more prominent because the heat radiation in the pedestal direction of the SiC single crystal is reduced by the thermal resistance of the SiC single crystal itself as the amount of growth of the SiC single crystal increases. For this reason, as the growth amount of the SiC single crystal increases, the growth rate of the central portion of the SiC single crystal decreases, and the growth surface becomes a concave surface that is recessed at the central portion. Crystal growth stops when the temperature of the growth surface cannot be set low.
本発明は上記点に鑑みて、SiC単結晶の中央部で成長速度が低下することを抑制することでSiC単結晶の成長表面が中央部で凹む凹面成長となることを抑制し、高品質なSiC単結晶をより長尺に成長させることが可能なSiC単結晶製造装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention suppresses the growth rate of the SiC single crystal from being depressed at the central portion by suppressing the growth rate from decreasing at the central portion of the SiC single crystal, thereby improving the quality. An object of the present invention is to provide a SiC single crystal manufacturing apparatus capable of growing a SiC single crystal longer.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、台座(9)に対して炭化珪素単結晶基板からなる種結晶(5)を設置し、加熱装置(12、13)にて台座の周囲を加熱しつつ種結晶の表面に炭化珪素の原料ガス(3a)を供給することで種結晶の表面に炭化珪素単結晶(20)を結晶成長させると共に、引上機構(11)によって台座を引上げることで炭化珪素単結晶を長尺化させる炭化珪素単結晶製造装置であって、台座の裏面には、該台座の中央部を外縁部よりも厚みを薄くするザグリ(9a)が備えられており、ザグリは円柱形状とされ、台座の厚みが中央部では同じ厚みで、該中央部よりも外側において該中央部よりも厚くされていると共に、ザグリの深さが、予定する炭化珪素単結晶の成長量を結晶長尺量として、
(数1)
(1/SiCの熱伝導率)×結晶長尺量<(1/台座の熱伝導率)×ザグリ深さ
を満たす深さに設定されていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the invention described in
(Equation 1)
(1 / SiC thermal conductivity) x crystal length <(1 / base thermal conductivity) x counterbore depth
It is characterized by being set to a depth that satisfies .
このように、台座の裏面において台座を凹ませたザグリを設けることで台座の厚みを径方向において変化させており、外縁部の方が中央部よりも厚みが厚くなるようにしている。このため、ザグリを設けることで台座の外縁部よりも中央部の方が熱抵抗が小さくなり、より放熱量が多くなって、SiC単結晶の外周面側よりも中央部側の方がより低温になる。これにより、SiC単結晶の成長表面が凹形状になることを抑制することが可能となり、SiC単結晶の成長表面がフラット、好ましくは成長表面の中央部が外周面側よりも突き出た凸面形状となるようにできる。したがって、より高品質な結晶を連続して長尺に成長させることが可能となる。また、ザグリの深さを上記のように設定していることから、SiC単結晶の成長に伴って中央部と外周面側との熱抵抗が変化したとしても、SiC単結晶の成長終了まで、台座の中央部の方が外周面側よりも熱抵抗が小さくなるようにできる。このため、よりSiC単結晶の中央部の方が外周面側よりも放熱量が多くなって、更にSiC単結晶の外周面側よりも中央部側の方が低温になるようにできる。
Thus, the counterbore having a recessed base on the back surface of the base is provided to change the thickness of the base in the radial direction so that the outer edge is thicker than the center. For this reason, by providing counterbore, the thermal resistance in the central part is smaller than the outer edge part of the pedestal, the amount of heat radiation is increased, and the central part side is cooler than the outer peripheral surface side of the SiC single crystal. become. Thereby, it becomes possible to suppress the growth surface of the SiC single crystal from becoming concave, and the growth surface of the SiC single crystal is flat, preferably a convex shape in which the center of the growth surface protrudes from the outer peripheral surface side. Can be. Therefore, higher quality crystals can be continuously grown in a long length. In addition, since the depth of the counterbore is set as described above, even if the thermal resistance between the central portion and the outer peripheral surface changes with the growth of the SiC single crystal, until the end of the growth of the SiC single crystal, The central portion of the pedestal can have a lower thermal resistance than the outer peripheral surface side. For this reason, the amount of heat radiation at the center portion of the SiC single crystal is larger than that at the outer peripheral surface side, and the temperature at the center portion side is lower than that at the outer peripheral surface side of the SiC single crystal.
なお、上記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の一例を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows an example of a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.
(第1実施形態)
図1に示すSiC単結晶製造装置1は、SiC単結晶20を長尺に成長させることでSiC単結晶20のインゴットを製造するのに用いられる。具体的には、SiC単結晶製造装置1は、底部に備えられた流入口2を通じて原料ガス供給源3からの原料ガス3aを供給すると共に、上部の流出口4を通じて未反応ガスを排出することで、SiC単結晶基板からなる種結晶5上にSiC単結晶20を成長させる。
(First embodiment)
The SiC single
SiC単結晶製造装置1には、原料ガス供給源3、真空容器6、第1断熱材7、加熱容器8、台座9、第2断熱材10、回転引上機構11および第1、第2加熱装置12、13が備えられている。
The SiC single
原料ガス供給源3は、キャリアガスと共にSiおよびCを含有するSiCの原料ガス3a(例えば、シラン等のシラン系ガスとプロパン等の炭化水素系ガスの混合ガス)を流入口2より供給する。
The source
真空容器6は、石英ガラスなどで構成され、中空円筒状を為しており、キャリアガスや原料ガス3aの導入導出が行え、かつ、SiC単結晶製造装置1の他の構成要素を収容すると共に、その収容している内部空間の圧力を真空引きすることにより減圧できる構造とされている。この真空容器6の底部に原料ガス3aの流入口2が設けられ、上部(具体的には側壁の上方位置)に原料ガス3aのうちの未反応ガスなどの排気ガスの流出口4が設けられている。
The
第1断熱材7は、円筒形状を為しており、真空容器6に対して同軸的に配置され、中空部により原料ガス導入管7aを構成している。第1断熱材7は、例えば黒鉛や表面をTaC(炭化タンタル)やNbC(炭化ニオブ)などの高融点金属炭化物にてコーティングした黒鉛などで構成されることで、熱エッチングが抑制できるようにしている。
The first
加熱容器8は、中空形状で構成され、種結晶5の表面にSiC単結晶20を成長させる反応室を構成している。具体的には、加熱容器8は、中空円筒状部材を有した構造とされ、本実施形態の場合は底部の中央を開口させた有底円筒状部材で構成されている。加熱容器8は、例えば黒鉛や表面をTaC(炭化タンタル)やNbC(炭化ニオブ)などの高融点金属炭化物にてコーティングした黒鉛などで構成されることで、熱エッチングが抑制できるようにしてある。この加熱容器8は、台座9を囲むように配置されており、加熱容器8の内周面と種結晶5および台座9の外周面との間を通じて原料ガス3aのうちの未反応ガスなどの排気ガスが流出口4側に導かれるようになっている。この加熱容器8により、流入口2から供給された原料ガス3aを種結晶5に導くまでに、原料ガス3aを分解している。
台座9は、加熱容器8の中心軸と同軸的に配置された円柱形状部材で構成されている。例えば、台座9は、黒鉛や表面をTaC(炭化タンタル)やNbC(炭化ニオブ)などの高融点金属炭化物にてコーティングした黒鉛などで構成され、熱エッチングが抑制できるようにしてある。この台座9に、種結晶5を貼り付け、種結晶5の表面にSiC単結晶20を成長させる。台座9のうち種結晶5が貼り付けられる面は、成長させたい種結晶5の形状と対応する形状、例えば円形状で構成され、種結晶5が配置される面と反対側の面において回転引上機構11と連結される。
The pedestal 9 is composed of a cylindrical member arranged coaxially with the central axis of the
また、台座9の厚みは、径方向において変化させられており、外縁部の方が中央部よりも厚みが厚くなるようにしてある。本実施形態では、台座9の裏面において台座9を凹ませたザグリ9aを設けることで台座9の厚みを変化させている。具体的には、ザグリ9aを円錐形状とし、ザグリ9aの深さが台座9の中央部から徐々に浅くなるようにしている。このような構造とすることで、台座9の中心軸を中心として、台座9の厚みが径方向外側に向かうに連れて徐々に厚くなるようにしてある。
The thickness of the pedestal 9 is varied in the radial direction so that the outer edge portion is thicker than the central portion. In the present embodiment, the thickness of the base 9 is changed by providing a
第2断熱材10は、加熱容器8や台座9の外周を囲みつつ、加熱容器8とその径方向外側との断熱を行う外周断熱材を構成する。本実施形態では、第2断熱材10は、円筒形状で構成されており、例えば黒鉛や表面をTaC(炭化タンタル)やNbC(炭化ニオブ)などの高融点金属炭化物にてコーティングした黒鉛などで構成されることで、熱エッチングが抑制できるようにしてある。第2断熱材10の内径は第1断熱材7や加熱容器8の外径よりも大きくされている。
The 2nd
回転引上機構11は、パイプ材などで構成される支持軸11aを介して台座9の回転および引上げを行う。支持軸11aは、一端が台座9のうちの種結晶5の貼付面と反対側の面に接続されており、他端が回転引上機構11の本体に接続されている。この支持軸11aも、例えば黒鉛や表面をTaC(炭化タンタル)などの高融点金属炭化物にてコーティングした黒鉛などで構成されることで、熱エッチングが抑制できるようにしてある。このような構成により、支持軸11aと共に台座9、種結晶5およびSiC単結晶20の回転および引き上げが行え、SiC単結晶20の成長面が所望の温度分布となるようにしつつ、SiC単結晶20の成長に伴って、その成長表面の温度を常に成長に適した温度に調整できる。
The
第1、第2加熱装置12、13は、例えば加熱コイル(誘導加熱用コイルや直接加熱用コイル)によって構成され、真空容器6の周囲を囲むように配置されている。本実施形態の場合、第1、第2加熱装置12、13を誘導加熱用コイルによって構成している。これら第1、第2加熱装置12、13は、対象場所をそれぞれ独立して温度制御できるように構成されており、第1加熱装置12は、加熱容器8の下方と対応した位置に配置され、第2加熱装置13は、台座9と対応した位置に配置されている。したがって、第1加熱装置12によって加熱容器8の下方部分の温度を制御することができ、第2加熱装置13によって台座9や種結晶5およびSiC単結晶20の周囲の温度を制御することができる。
The first and
このようにして、本実施形態にかかるSiC単結晶製造装置1が構成されている。続いて、本実施形態にかかるSiC単結晶製造装置1を用いたSiC単結晶20の製造方法について、図2〜図4を参照して説明する。
Thus, the SiC single
まず、台座9に種結晶5を取り付け、加熱容器8内に設置する。そして、第1、第2加熱装置12、13を制御し、所望の温度分布を付ける。すなわち、種結晶5の表面において原料ガス3aが再結晶化されることでSiC単結晶20が成長しつつ、加熱容器8内において再結晶化レートよりも昇華レートの方が高くなる温度となるようにする。このようにすることで、SiC単結晶20を成長させるべき種結晶5の表面側が加熱される。また、第2加熱装置13の配置位置が台座9と対応した位置となっているため、台座9の裏面側はあまり加熱されないようにできる。例えば、加熱容器8の底部の温度を2400℃、種結晶5の表面の温度を2200℃、台座9の裏面側の温度を2100℃程度にすることができる。
First, the
また、真空容器6を所望圧力にしつつ、必要に応じてArやHeなどの不活性ガスによるキャリアガスやH2やHClなどのエッチングガスを導入しながら原料ガス導入管7aを通じて原料ガス3aを導入する。これにより、原料ガス3aが図2(a)中の矢印で示したように流動して種結晶5に供給され、この原料ガス供給に基づいて、図2(b)に示すように種結晶5の表面にSiC単結晶20が成長させられる。そして、回転引上機構11によって支持軸11aを介して台座9や種結晶5およびSiC単結晶20を回転させつつ、SiC単結晶20の成長レートに合せて引上げる。これにより、SiC単結晶20の成長表面の高さがほぼ一定に保たれ、成長表面温度の温度分布を制御性良く制御することが可能となる。また、高温な加熱容器8に投入してSiC単結晶20を成長させているため、種結晶5の表面以外での結晶の付着を防止することができ、流出口4の詰まりを防止して、連続してSiC単結晶20を成長させることが可能となる。
In addition, the
このとき、図2(a)、(b)の矢印で示されるように、原料ガス3aのうちの未反応ガスやエッチングガスなどが台座9や種結晶5およびSiC単結晶20の外周面と第2断熱材10の内壁面との間を経路として流動させられる。このため、SiC単結晶20の外周面側での放熱が進むことになる。
At this time, as shown by the arrows in FIGS. 2A and 2B, the unreacted gas, the etching gas, etc. in the
しかしながら、本実施形態の場合、台座9の裏面にザグリ9aを設けるようにしているため、ザグリ9aを設けることで台座9の外縁部よりも中央部の方が熱抵抗が小さくなり、より放熱量を多くすることが可能となる。このため、SiC単結晶20の外周面側よりも中央部側の方がより低温になる。つまり、図3に示すように、等温線がSiC単結晶20の中央部側において外周面側よりも、より下方に位置するような温度分布となる。
However, in the case of this embodiment, the
このような温度分布となることにより、SiC単結晶20の中央部での過飽和が高くなり、SiC単結晶20の成長面での成長レートが外周面側と比較して中央部において速くなるようにできる。このため、SiC単結晶20の成長表面が凹形状になることを抑制することが可能となり、SiC単結晶20の成長表面がフラット、好ましくは成長表面の中央部が外周面側よりも突き出た凸面形状となるようにできる。これにより、原料ガス3aの供給がSiC単結晶20の中央部からのステップ供給となるようにでき、より高品質な結晶を連続して長尺に成長させることが可能となる。
With such a temperature distribution, the supersaturation at the center of SiC
そして、本実施形態では、ザグリ9aの深さが台座9の中央部から徐々に浅くなるようにしていることから、急激な温度勾配なく、SiC単結晶20の中央部の高温化を防止することができる。このため、さらに高品質な結晶を連続して長尺に成長させることが可能となる。
In this embodiment, since the depth of the
参考として、従来のSiC単結晶製造装置1のように、台座9に対してザグリ9aを設けていない場合についてもSiC単結晶20の成長時の温度分布を調べた。その結果、図4に示すように、SiC単結晶20の中心軸から径方向外側に向かうに連れて徐々に温度が高くなるような温度分布となる。つまり、SiC単結晶20の成長表面の中央部の方が外周面側よりも温度が高くなる。このため、SiC単結晶20の成長表面が中央部で凹む凹面成長となり、最終的には原料ガス温度に対してSiC単結晶20の成長表面の温度を低く設定できなくなった時点で結晶成長が停止してしまうという不具合が発生する。
For reference, the temperature distribution during the growth of the SiC
以上説明したように、本実施形態のSiC単結晶製造装置1では、台座9の裏面において台座9を凹ませたザグリ9aを設けることで台座9の厚みを径方向において変化させており、外縁部の方が中央部よりも厚みが厚くなるようにしている。このため、ザグリ9aを設けることで台座9の外縁部よりも中央部の方が熱抵抗が小さくなり、より放熱量が多くなって、SiC単結晶20の外周面側よりも中央部側の方がより低温になる。これにより、SiC単結晶20の成長表面が凹形状になることを抑制することが可能となり、SiC単結晶20の成長表面がフラット、好ましくは成長表面の中央部が外周面側よりも突き出た凸面形状となるようにできる。したがって、より高品質な結晶を連続して長尺に成長させることが可能となる。
As described above, in the SiC single
また、本実施形態では、ザグリ9aを円錐形状とし、ザグリ9aの深さが台座9を中央から徐々に浅くなるようにしている。したがって、急激な温度勾配なく、SiC単結晶20の中央部の高温化を防止することができるため、さらに高品質な結晶を連続して長尺に成長させることが可能となる。
Further, in the present embodiment, the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してザグリ9a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、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the shape of the
図5に示すように、本実施形態のSiC単結晶製造装置1では、台座9に形成したザグリ9aを円錐形状ではなく、円柱形状としている。つまり、台座9の厚みについて、中央部は同じ厚み、それよりも外側の外縁部は中央部よりも厚くなるようにしている。ザグリ9aの深さについては任意であるが、SiC単結晶20を成長させたときにSiC単結晶20の成長表面が凹形状とならないように、予定するSiC単結晶20の成長量(結晶長尺量)とSiCや台座9の熱伝導率に基づいて、次式が成り立つ深さに設定してある。
As shown in FIG. 5, in the SiC single
(数1)
(1/SiCの熱伝導率)×結晶長尺量<(1/台座の熱伝導率)×ザグリ深さ
この数式が成り立つようにザグリ9aの深さを設定すれば、SiC単結晶20の成長に伴って中央部と外周面側との熱抵抗が変化したとしても、SiC単結晶20の成長終了まで、台座9の中央部の方が外周面側よりも熱抵抗が小さくなるようにできる。したがって、SiC単結晶20の中央部の方が外周面側よりも放熱量が多くなって、SiC単結晶20の外周面側よりも中央部側の方がより低温になる。これにより、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
(Equation 1)
(1 / SiC thermal conductivity) x crystal length <(1 / pedestal thermal conductivity) x counterbore depth If the depth of the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して回転引上機構11の構成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、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the configuration of the rotary pull-up
図6に示すように、本実施形態のSiC単結晶製造装置1では、台座9の裏面にける外縁部に支持軸11aを接続し、台座9の中央部には支持軸11aが接続されていない構造としている。支持軸11aを台座9の裏面のうちの中央部に接続すると、その分、熱抵抗が大きくなって放熱量が低下し得る。このため、本実施形態のように、台座9の裏面における外縁部に支持軸11aを接続することで、台座9の中央部の熱抵抗をより低下させることが可能となる。これにより、よりSiC単結晶20の中央部の方が外周面側よりも放熱量が多くなって、更にSiC単結晶20の外周面側よりも中央部側の方が低温になる。これにより、第1実施形態と同様の効果を更に得ることができる。
As shown in FIG. 6, in the SiC single
(他の実施形態)
上記第3実施形態では、第1実施形態の構造の台座9に対して、回転引上機構11の支持軸11aが台座9の外縁部にのみ接続される形態としたが、第2実施形態の構造の台座9に対しても適用することができる。
(Other embodiments)
In the third embodiment, the
また、上記各実施形態において、台座9の外縁部の熱抵抗が中央部よりも更に高くなるような構造とすることもできる。具体的には、図7に示すように、台座9の外周面において、台座9を厚み方向において表面側(種結晶5側)と裏面側とに分断するスリット9bを形成する。このスリット9bにより、台座9の外縁部において表面側から裏面側への熱伝導が妨げられるため、より台座9の外縁部の熱抵抗を高くすることができる。
Moreover, in each said embodiment, it can also be set as the structure where the thermal resistance of the outer edge part of the base 9 becomes still higher than a center part. Specifically, as shown in FIG. 7, on the outer peripheral surface of the pedestal 9, a
また、台座9の回転と引き上げの双方が行える回転引上機構11を例に挙げたが、少なくとも引上げが行える引上機構であれば良い。
In addition, the
上記各実施形態では、SiC単結晶製造装置1として、原料ガス3aがSiC単結晶20の成長表面に供給されてからSiC単結晶20の外周表面や台座9の横を通過して更に上方に排出させられる方式(アップフロー方式)のものを例に挙げて説明した。しかしながら、それに限らず、原料ガス3aがSiC単結晶20の成長表面に供給されてから、再度その供給方向と同方向に戻される方式(リターンフロー方式)や、原料ガス3aがSiC単結晶20の成長表面に供給されてから、加熱容器8の外周方向に排出させられる方式(サイドフロー方式)にも適用できる。
In each of the embodiments described above, as the SiC single
また、本発明は原料ガス3aを供給するガス供給法成長とは異なる成長法に適用することもできる。すなわち、真空容器内に配置された坩堝に予めSiC原料粉末を配置しておき、加熱装置による加熱によってSiC原料粉末からSiC原料を昇華させた原料ガスを発生させ、種結晶表面にSiC単結晶を成長させる昇華法成長に対しても本発明を適用できる。
The present invention can also be applied to a growth method different from the gas supply method growth for supplying the
1 単結晶製造装置
3a 原料ガス
5 種結晶
8 加熱容器
9 台座
9a ザグリ
11 回転引上機構
11a 支持軸
12、13 第1、第2加熱装置
20 SiC単結晶
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記加熱容器内に配置された台座(9)と、
前記加熱容器の外周に配置され、前記加熱容器を加熱する加熱装置(12、13)と、
前記台座に接続された支持軸(11a)を有し、該支持軸を介して前記台座を上方に引上げる引上機構(11)とを有し、
前記台座に対して炭化珪素単結晶基板からなる種結晶(5)を設置し、前記加熱装置にて前記台座の周囲を加熱しつつ前記種結晶の表面に炭化珪素の原料ガス(3a)を供給することで前記種結晶の表面に炭化珪素単結晶(20)を結晶成長させると共に、前記引上機構によって前記台座を引上げることで前記炭化珪素単結晶を長尺化させる炭化珪素単結晶製造装置であって、
前記台座の裏面には、該台座の中央部を外縁部よりも厚みを薄くするザグリ(9a)が備えられており、
前記ザグリは円柱形状とされ、前記台座の厚みが中央部では同じ厚みで、該中央部よりも外側において該中央部よりも厚くされていると共に、
前記ザグリの深さが、予定する前記炭化珪素単結晶の成長量を結晶長尺量として、
(数1)
(1/SiCの熱伝導率)×結晶長尺量<(1/台座の熱伝導率)×ザグリ深さ
を満たす深さに設定されていることを特徴とする炭化珪素単結晶製造装置。 A hollow heating vessel (8) constituting the reaction chamber;
A pedestal (9) disposed in the heating vessel;
A heating device (12, 13) disposed on an outer periphery of the heating container and heating the heating container;
A support shaft (11a) connected to the pedestal, and a pulling mechanism (11) that pulls the pedestal upward through the support shaft;
A seed crystal (5) made of a silicon carbide single crystal substrate is installed on the pedestal, and a silicon carbide source gas (3a) is supplied to the surface of the seed crystal while heating the periphery of the pedestal with the heating device. Thus, a silicon carbide single crystal (20) is crystal-grown on the surface of the seed crystal, and the silicon carbide single crystal manufacturing apparatus for elongating the silicon carbide single crystal by pulling up the pedestal by the pulling mechanism Because
The back surface of the pedestal is provided with a counterbore (9a) that makes the central part of the pedestal thinner than the outer edge part ,
The counterbore has a cylindrical shape, and the thickness of the pedestal is the same at the center, thicker than the center at the outside of the center,
As for the depth of the counterbore, the growth amount of the silicon carbide single crystal that is planned is a crystal long amount,
(Equation 1)
(1 / SiC thermal conductivity) x crystal length <(1 / base thermal conductivity) x counterbore depth
An apparatus for producing a silicon carbide single crystal characterized by being set to a depth satisfying
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