JP6174471B2

JP6174471B2 - Crystal production method

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Publication number: JP6174471B2
Application number: JP2013245995A
Authority: JP
Inventors: 克明正木; 和也柴田; 堂本　千秋; 千秋堂本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2033-11-28
Also published as: JP2015101532A

Description

本発明は、炭化珪素の結晶の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a silicon carbide crystal.

現在、トランジスタ等のデバイスを形成する基板材料として、炭素と珪素との化合物である炭化珪素（Silicon Carbide：ＳｉＣ）が注目されている。炭化珪素は、バンドギャ
ップがシリコンに比べて広く、絶縁破壊に至る電界強度が大きいこと等を理由に注目されている。炭化珪素の結晶は、炭素および珪素を含む溶液を用いて溶液成長法で製造される（例えば、特許文献１参照）。 Currently, silicon carbide (SiC), which is a compound of carbon and silicon, has attracted attention as a substrate material for forming devices such as transistors. Silicon carbide has attracted attention because of its wide band gap compared to silicon and high electric field strength that leads to dielectric breakdown. Crystals of silicon carbide are manufactured by a solution growth method using a solution containing carbon and silicon (see, for example, Patent Document 1).

特開２０００―２６４７９０号公報JP 2000-264790 A

特許文献１に記載された発明では、成長した結晶を溶液から引き離す際に、溶液が結晶の下面に付着する。そして、付着した溶液が冷めて固化するときに溶液の固化に伴って生じる収縮によって、平面方向に成長した結晶に対して圧縮応力が加わり、成長した結晶の表面に亀裂または転位等が発生するおそれがあった。 In the invention described in Patent Document 1, when the grown crystal is pulled away from the solution, the solution adheres to the lower surface of the crystal. Then, when the attached solution cools and solidifies, the shrinkage that accompanies the solidification of the solution adds compressive stress to the crystal grown in the plane direction, which may cause cracks or dislocations on the surface of the grown crystal. was there.

本発明の一実施形態に係る結晶の製造方法は、炭化珪素の種結晶、炭素および珪素を含む溶液、該溶液を保持する坩堝、および該坩堝を収容して前記坩堝を加熱する加熱装置を準備する準備工程と、前記種結晶の下面を前記溶液に接触させる接触工程と、前記坩堝を前記加熱装置で加熱するとともに前記種結晶を引き上げることによって、前記種結晶の下面に炭化珪素の結晶を成長させる結晶第１成長工程と、前記炭化珪素の結晶を成長させた後、前記坩堝の一部分の温度が前記坩堝の他の部分の温度よりも大きくなるように前記坩堝の一部分を前記加熱装置で加熱することによって、前記溶液内の温度勾配を大きくして前記溶液内に粒状結晶を形成する粒状結晶形成工程と、成長した前記炭化珪素の結晶の下面に前記粒状結晶を付着させるとともにさらに前記炭化珪素の結晶を成長させて、前記炭化珪素の結晶内に位置した前記粒状結晶の一部が前記炭化珪素の結晶の下面から突出するように前記炭化珪素の結晶を成長させる結晶第２成長工程と、前記粒状結晶の一部が下面から突出した前記炭化珪素の結晶を前記溶液から引き離す引き離し工程とを備える。 A method for producing a crystal according to an embodiment of the present invention includes preparing a seed crystal of silicon carbide, a solution containing carbon and silicon, a crucible holding the solution, and a heating device that houses the crucible and heats the crucible. A step of contacting the lower surface of the seed crystal with the solution; and heating the crucible with the heating device and pulling up the seed crystal to grow a silicon carbide crystal on the lower surface of the seed crystal A first crystal growth step to be performed, and after the silicon carbide crystal is grown, a part of the crucible is heated by the heating device so that a temperature of a part of the crucible becomes higher than a temperature of the other part of the crucible. To increase the temperature gradient in the solution to form a granular crystal in the solution, and to attach the granular crystal to the lower surface of the grown silicon carbide crystal. The silicon carbide crystal is further grown together, and the silicon carbide crystal is grown so that a part of the granular crystal located in the silicon carbide crystal protrudes from the lower surface of the silicon carbide crystal. (2) a growth step, and a pulling step for pulling the silicon carbide crystal in which a part of the granular crystal protrudes from the lower surface from the solution.

本発明の一実施形態に係る結晶の製造方法によれば、成長した結晶の下面から粒状結晶の一部を突出させていることから、成長した炭化珪素の結晶を溶液から引き離す際に、成長した炭化珪素の結晶の下面に直接付着する溶液の量を低減することができる。したがって、付着した溶液の固化時に、成長した炭化珪素の結晶に加わる圧縮応力が低減するので、成長した炭化珪素の結晶の下面における亀裂または転位等を発生させることを抑えることができる。よって、成長した結晶の品質を向上させることができる。 According to the method for manufacturing a crystal according to an embodiment of the present invention, since a part of the granular crystal is protruded from the lower surface of the grown crystal, the grown silicon carbide crystal is grown when pulled away from the solution. The amount of the solution directly attached to the lower surface of the silicon carbide crystal can be reduced. Therefore, since the compressive stress applied to the grown silicon carbide crystal is reduced when the adhering solution is solidified, it is possible to suppress the occurrence of cracks or dislocations on the lower surface of the grown silicon carbide crystal. Therefore, the quality of the grown crystal can be improved.

本発明の一実施形態に係る結晶の製造方法に使用する結晶製造装置の一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically an example of the crystal manufacturing apparatus used for the manufacturing method of the crystal which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る結晶の製造方法で製造した結晶の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the crystal manufactured with the manufacturing method of the crystal which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る結晶の製造方法で製造した結晶の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the crystal manufactured with the manufacturing method of the crystal which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る結晶の製造方法の一工程を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining 1 process of the manufacturing method of the crystal | crystallization which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る結晶の製造方法の一工程を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining 1 process of the manufacturing method of the crystal | crystallization which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る結晶の製造方法の一工程を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining 1 process of the manufacturing method of the crystal | crystallization which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る結晶の製造方法の一工程を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining 1 process of the manufacturing method of the crystal | crystallization which concerns on one Embodiment of this invention.

＜結晶製造装置＞
以下に、本発明の一実施形態に係る結晶の製造方法に使用する結晶製造装置の一例について、図１〜図３を参照しつつ説明する。図１は、本例の結晶製造装置の概略を示している。図２および図３は、本発明の一実施形態に係る結晶の製造方法で製造した結晶の一例を示す断面図であり、結晶と粒状結晶との関係を例示している。なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。 <Crystal production equipment>
Below, an example of the crystal manufacturing apparatus used for the manufacturing method of the crystal which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated, referring FIGS. 1-3. FIG. 1 shows an outline of the crystal manufacturing apparatus of this example. 2 and 3 are cross-sectional views illustrating an example of a crystal manufactured by the method for manufacturing a crystal according to an embodiment of the present invention, and illustrate the relationship between the crystal and the granular crystal. Note that the present invention is not limited to the present embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.

結晶製造装置１は、半導体部品等に使用される炭化珪素の結晶を製造する装置であり、種結晶３の下面に結晶２を成長させて、結晶を製造する。結晶製造装置１は、図１に示すように、主に保持部材４および坩堝５を含んでいる。この保持部材４には種結晶３が固定されて保持され、坩堝５内には溶液６が溜められる。結晶製造装置１は、種結晶３の下面を溶液６に接触させて、種結晶３の下面に結晶２を成長させる。 The crystal manufacturing apparatus 1 is an apparatus for manufacturing a silicon carbide crystal used for semiconductor components and the like, and a crystal 2 is grown on the lower surface of the seed crystal 3 to manufacture a crystal. As shown in FIG. 1, the crystal manufacturing apparatus 1 mainly includes a holding member 4 and a crucible 5. The seed crystal 3 is fixed and held on the holding member 4, and the solution 6 is stored in the crucible 5. The crystal manufacturing apparatus 1 causes the lower surface of the seed crystal 3 to contact the solution 6 to grow the crystal 2 on the lower surface of the seed crystal 3.

結晶２は、製造された後に加工されてウェハーになり、半導体部品製造プロセスを経て半導体部品の一部となる。結晶２は、種結晶３の下面に成長した炭化珪素の結晶の塊であり、例えば円状または多角形状の断面形状を有する柱状に形成されている。結晶２は、炭化珪素の単結晶から成る。結晶２の下面には、図２および図３に示したように、種結晶３の下面から突出するように、粒状結晶７が配される。なお、結晶２の下面の面積は、例えば４８０ｍｍ^２以上１８０００ｍｍ^２以下に設定されている。また、結晶２の下面の面積は、例えばノギス等を使用して測定することができる。 The crystal 2 is processed into a wafer after being manufactured, and becomes a part of the semiconductor component through a semiconductor component manufacturing process. The crystal 2 is a lump of silicon carbide crystal grown on the lower surface of the seed crystal 3, and is formed in a columnar shape having, for example, a circular or polygonal cross-sectional shape. Crystal 2 is made of a single crystal of silicon carbide. As shown in FIGS. 2 and 3, the granular crystal 7 is arranged on the lower surface of the crystal 2 so as to protrude from the lower surface of the seed crystal 3. Incidentally, the area of the lower surface of the crystal 2 is set to, for example 480 mm ² or more 18000Mm ² or less. Further, the area of the lower surface of the crystal 2 can be measured using, for example, a caliper.

粒状結晶７は、前記の通り、一部が結晶２の下面から突出するように結晶２内に配されて、結晶２の下端に付着する溶液６の量を低減するものである。粒状結晶７は、例えば図２に示すように、結晶２の下面全体に分布するように複数配される。また、粒状結晶７は、図３に示すように、結晶２の下面の縁部に配されてもよい。粒状結晶７は、炭化珪素の単結晶または多結晶から成る。 As described above, the granular crystal 7 is arranged in the crystal 2 so that a part thereof protrudes from the lower surface of the crystal 2, and reduces the amount of the solution 6 attached to the lower end of the crystal 2. For example, as shown in FIG. 2, a plurality of granular crystals 7 are arranged so as to be distributed over the entire lower surface of the crystal 2. Further, the granular crystal 7 may be arranged on the edge of the lower surface of the crystal 2 as shown in FIG. The granular crystal 7 is made of silicon carbide single crystal or polycrystal.

種結晶３は、結晶製造装置１で成長させる結晶２の種となる。種結晶３は、例えば円状または多角形状の平面形状を有する平板状である。種結晶３は、結晶２と同じ材料からなる結晶である。すなわち、本実施形態では、炭化珪素の結晶２を製造するため、炭化珪素の結晶からなる種結晶３を用いる。また、本実施形態では、種結晶３は単結晶からなる。 The seed crystal 3 becomes a seed of the crystal 2 grown by the crystal manufacturing apparatus 1. The seed crystal 3 is, for example, a flat plate having a circular or polygonal planar shape. The seed crystal 3 is a crystal made of the same material as the crystal 2. That is, in the present embodiment, the seed crystal 3 made of a silicon carbide crystal is used to produce the silicon carbide crystal 2. In the present embodiment, the seed crystal 3 is a single crystal.

種結晶３は、保持部材４の下面に固定されている。種結晶３は、例えば炭素を含んだ接着材（図示せず）によって、保持部材４に固定されている。また、種結晶３は、保持部材４によって、上下方向に移動可能となっている。 The seed crystal 3 is fixed to the lower surface of the holding member 4. The seed crystal 3 is fixed to the holding member 4 by, for example, an adhesive (not shown) containing carbon. The seed crystal 3 can be moved in the vertical direction by the holding member 4.

保持部材４は、種結晶３を保持して、溶液６に対して種結晶３の搬入出を行なう。具体
的に、保持部材４は、種結晶３を溶液６に接触させたり、溶液６から結晶２を遠ざけたりする機能を有する。保持部材４は、図１に示すように、移動装置８の移動機構（図示せず）に固定されている。移動装置８は、移動装置８に固定されている保持部材４を例えばモータを利用して上下方向に移動させる移動機構を有している。その結果、移動装置８によって、保持部材４は上下方向に移動する。その結果、種結晶３は保持部材４の移動に伴って上下方向に移動する。 The holding member 4 holds the seed crystal 3 and carries the seed crystal 3 into and out of the solution 6. Specifically, the holding member 4 has a function of bringing the seed crystal 3 into contact with the solution 6 and keeping the crystal 2 away from the solution 6. As shown in FIG. 1, the holding member 4 is fixed to a moving mechanism (not shown) of the moving device 8. The moving device 8 has a moving mechanism that moves the holding member 4 fixed to the moving device 8 in the vertical direction using, for example, a motor. As a result, the holding member 4 moves up and down by the moving device 8. As a result, the seed crystal 3 moves in the vertical direction as the holding member 4 moves.

保持部材４は、例えば柱状に形成されている。保持部材４は、例えば炭素の多結晶体または炭素を焼成した焼成体等からなる。保持部材４は、上下方向に伸びた軸の周囲に回転可能な状態で移動装置８に固定されていてもよい。 The holding member 4 is formed in a columnar shape, for example. The holding member 4 is made of, for example, a polycrystal of carbon or a fired body obtained by firing carbon. The holding member 4 may be fixed to the moving device 8 so as to be rotatable around an axis extending in the vertical direction.

溶液６は、坩堝５の内部に溜められて（保持されて）おり、結晶２の原料を種結晶３に供給して結晶２を成長させるものである。溶液６は、結晶２と同じ材料を含む。すなわち、結晶２は炭化珪素の結晶であるから、溶液６は炭素と珪素とを含む。本実施形態では、溶液６は、炭素（溶質）を珪素の液体（溶媒）に溶かして溶液６としている。なお、溶液６は、炭素の溶解度を向上させるために、例えばクロム等の金属材料を含んでいてもよい。 The solution 6 is stored (held) in the crucible 5, and supplies the raw material of the crystal 2 to the seed crystal 3 to grow the crystal 2. Solution 6 contains the same material as crystal 2. That is, since the crystal 2 is a silicon carbide crystal, the solution 6 contains carbon and silicon. In this embodiment, the solution 6 is obtained by dissolving carbon (solute) in a silicon liquid (solvent). The solution 6 may contain a metal material such as chromium, for example, in order to improve the solubility of carbon.

坩堝５は、溶液６を貯留するものである。また、坩堝５は、結晶２の原料を内部で融解させる器としての機能を担っている。坩堝５は、例えば黒鉛で形成されている。本実施形態では、坩堝５は、坩堝５の中で結晶２の原料のうち珪素を融解させて溶媒とし、珪素の溶媒に坩堝５の一部（炭素）が溶解することで、炭素と珪素とを含む溶液６となっている。坩堝５は、溶液６を貯留するために、例えば上面に開口を有する凹状に形成されている。 The crucible 5 stores the solution 6. The crucible 5 has a function as a vessel for melting the raw material of the crystal 2 inside. The crucible 5 is made of, for example, graphite. In the present embodiment, the crucible 5 is obtained by melting silicon out of the raw material of the crystal 2 in the crucible 5 to use as a solvent, and by dissolving a part of the crucible 5 (carbon) in the silicon solvent, Solution 6 containing The crucible 5 is formed in a concave shape having an opening on the upper surface, for example, in order to store the solution 6.

本実施形態では、炭化珪素の結晶２を成長させる方法として溶液成長法を用いている。溶液成長法では、溶液６を、種結晶３の下面において局所的に準安定状態（熱力学的に非平衡状態であるが、その状態で一時的に安定している状態）にすることによって、種結晶３の下面に結晶２として析出させている。すなわち、溶液６では、珪素（溶媒）に炭素（溶質）を溶解させており、炭素の溶解度は、溶媒の温度が高くなるほど大きくなる。ここで、加熱して高温になった溶液６が種結晶３への接触で冷えると、溶解した炭素が過飽和状態となって、溶液６が局所的に準安定状態となる。そして、溶液６が安定状態（熱力学的に平衡状態）に移行しようとして、種結晶３の下面に炭化珪素の結晶２として析出する。その結果、種結晶３の下面に結晶２が成長していく。 In this embodiment, a solution growth method is used as a method for growing the silicon carbide crystal 2. In the solution growth method, the solution 6 is locally metastable on the lower surface of the seed crystal 3 (thermodynamically non-equilibrium, but temporarily stable in that state). The crystal 2 is deposited on the lower surface of the seed crystal 3. That is, in the solution 6, carbon (solute) is dissolved in silicon (solvent), and the solubility of carbon increases as the temperature of the solvent increases. Here, when the solution 6 heated to a high temperature is cooled by contact with the seed crystal 3, the dissolved carbon becomes supersaturated, and the solution 6 is locally metastable. Then, the solution 6 precipitates as a silicon carbide crystal 2 on the lower surface of the seed crystal 3 in an attempt to shift to a stable state (thermodynamic equilibrium state). As a result, the crystal 2 grows on the lower surface of the seed crystal 3.

坩堝５は、坩堝容器９の内部に配されている。坩堝容器９は、坩堝５を保持する機能を担っている。この坩堝容器９と坩堝５との間には、保温材１０が配されている。この保温材１０は、坩堝５の周囲を囲んでいる。保温材１０は、坩堝５からの放熱を抑制し、坩堝５の温度を安定して保つ。坩堝５は、回転可能な状態で坩堝容器９の内部に配されていてもよい。 The crucible 5 is arranged inside the crucible container 9. The crucible container 9 has a function of holding the crucible 5. A heat insulating material 10 is disposed between the crucible container 9 and the crucible 5. This heat insulating material 10 surrounds the crucible 5. The heat insulating material 10 suppresses heat radiation from the crucible 5 and stably maintains the temperature of the crucible 5. The crucible 5 may be arranged inside the crucible container 9 in a rotatable state.

坩堝５は、加熱装置１１によって、熱が加えられる。本実施形態の加熱装置１１は、コイル１２および交流電源１３を含んでおり、例えば電磁波を利用した電磁加熱方式によって坩堝５の加熱を行なう。なお、加熱装置１１は、例えば、カーボン等の発熱抵抗体で生じた熱を伝熱する方式等の他の方式を採用することができる。この伝熱方式の加熱装置を採用する場合は、（坩堝５と保温材１０との間に）発熱抵抗体が配されることになる。 The crucible 5 is heated by the heating device 11. The heating device 11 of the present embodiment includes a coil 12 and an AC power source 13, and heats the crucible 5 by an electromagnetic heating method using electromagnetic waves, for example. Note that the heating device 11 may employ other methods such as a method of transferring heat generated by a heating resistor such as carbon. When this heat transfer type heating device is employed, a heating resistor is disposed (between the crucible 5 and the heat insulating material 10).

コイル１２は、導体によって形成され、坩堝５の周囲を囲んでいる。コイル１２は、坩堝５を円筒状に囲むように、坩堝５の周囲に配されている。すなわち、コイル１２を有する加熱装置１１は、コイル１２による円筒状の加熱領域を有している。交流電源１３は、
コイル１２に交流電流を流すためのものであり、交流電流の周波数が高いものを用いることによって、坩堝５内の設定温度までの加熱時間を短縮することができる。 The coil 12 is formed of a conductor and surrounds the crucible 5. The coil 12 is arranged around the crucible 5 so as to surround the crucible 5 in a cylindrical shape. That is, the heating device 11 having the coil 12 has a cylindrical heating region formed by the coil 12. AC power supply 13 is
By using an AC current flowing through the coil 12 and having a high AC current frequency, the heating time up to the set temperature in the crucible 5 can be shortened.

本実施形態では、交流電源１３および移動装置８が制御装置１４に接続されて制御されている。つまり、結晶製造装置１は、制御装置１４によって、溶液６の加熱および温度制御と、種結晶３の搬入出とが連動して制御されている。制御装置１４は、中央演算処理装置およびメモリ等の記憶装置を含んでおり、例えば公知のコンピュータから成る。 In the present embodiment, the AC power supply 13 and the moving device 8 are connected to the control device 14 and controlled. That is, in the crystal manufacturing apparatus 1, the heating and temperature control of the solution 6 and the loading / unloading of the seed crystal 3 are controlled by the control device 14 in conjunction with each other. The control device 14 includes a central processing unit and a storage device such as a memory, and is composed of, for example, a known computer.

＜結晶の製造方法＞
本発明の実施形態に係る結晶の製造方法について、図４から図７を参照しつつ説明する。結晶の製造方法は、準備工程、接触工程、結晶第１成長工程、粒状結晶形成工程、結晶第２成長工程および引き離し工程を有する。なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。 <Crystal production method>
A method for producing a crystal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The crystal manufacturing method includes a preparation process, a contact process, a crystal first growth process, a granular crystal formation process, a crystal second growth process, and a separation process. Note that the present invention is not limited to the present embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.

図４は、本発明の一実施形態に係る結晶の製造方法の一工程を説明する断面図であり、種結晶３を溶液６に接触させた様子を示している。図５は、本発明の一実施形態に係る結晶の製造方法の一工程を説明する断面図であり、種結晶３の下面に結晶２が成長している様子を示している。図６は、本発明の一実施形態に係る結晶の製造方法の一工程を説明する断面図であり、結晶２の下面から粒状結晶７が突出するように結晶２を成長させる様子を示している。図７は、本発明の一実施形態に係る結晶の製造方法の一工程を説明する断面図であり、結晶２を溶液６から引き離している様子を示している。 FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining one step of the method for producing a crystal according to one embodiment of the present invention, and shows a state in which the seed crystal 3 is brought into contact with the solution 6. FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining one step of the method for producing a crystal according to one embodiment of the present invention, and shows a state in which the crystal 2 is growing on the lower surface of the seed crystal 3. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating one step of the method for producing a crystal according to an embodiment of the present invention, and shows a state in which the crystal 2 is grown so that the granular crystal 7 protrudes from the lower surface of the crystal 2. . FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining one step of the method for producing a crystal according to one embodiment of the present invention, and shows a state in which the crystal 2 is separated from the solution 6.

（準備工程）
種結晶３を準備する。種結晶３としては、例えば昇華法等によって製造された炭化珪素の結晶の塊を平板状に加工したものを用いる。なお、平板状への加工は、例えば機械加工によって炭化珪素の塊を切断することによって行なう。 (Preparation process)
A seed crystal 3 is prepared. As the seed crystal 3, for example, a silicon carbide crystal lump manufactured by a sublimation method or the like is processed into a flat plate shape. In addition, processing to flat form is performed by cutting the lump of silicon carbide by, for example, machining.

保持部材４を準備し、保持部材４の下面に種結晶３を固定する。具体的には、保持部材４を準備した後、保持部材４の下面に炭素を含有する接着材を塗布する。次いで、接着材を挟んで保持部材４の下面上に種結晶３を配して、保持部材４の下面に種結晶３を固定することができる。なお、本実施形態では、種結晶３を保持部材４に固定した後、保持部材４の上端を移動装置８に固定する。移動装置８への固定は、上述した通り、保持部材４の中心部分を含んで上下方向に伸びた軸の周囲を回転可能となるように行なわれる。 The holding member 4 is prepared, and the seed crystal 3 is fixed to the lower surface of the holding member 4. Specifically, after preparing the holding member 4, an adhesive containing carbon is applied to the lower surface of the holding member 4. Next, the seed crystal 3 can be arranged on the lower surface of the holding member 4 with the adhesive interposed therebetween, and the seed crystal 3 can be fixed to the lower surface of the holding member 4. In this embodiment, after fixing the seed crystal 3 to the holding member 4, the upper end of the holding member 4 is fixed to the moving device 8. As described above, the fixing to the moving device 8 is performed so as to be able to rotate around an axis extending in the vertical direction including the central portion of the holding member 4.

坩堝５と、坩堝５内に溜まった、炭素および珪素を含む溶液６とを準備する。具体的には、まず、坩堝５を準備する。次いで、坩堝５内に、珪素の原料となる珪素粒子を入れて、坩堝５を珪素の融点（１４２０℃）以上に加熱する。このとき、融解して液化した珪素（溶媒）内に坩堝５を形成している炭素（溶質）が溶解する。その結果、坩堝５内に炭素および珪素を含む溶液６を準備することができる。なお、溶液６に含まれる炭素は、予め原料として炭素粒子を加えることによって、珪素を融解させると同時に炭素を溶解させてもよい。 A crucible 5 and a solution 6 containing carbon and silicon accumulated in the crucible 5 are prepared. Specifically, first, the crucible 5 is prepared. Next, silicon particles as a raw material of silicon are placed in the crucible 5 and the crucible 5 is heated to a melting point of silicon (1420 ° C.) or higher. At this time, carbon (solute) forming the crucible 5 is dissolved in silicon (solvent) melted and liquefied. As a result, a solution 6 containing carbon and silicon can be prepared in the crucible 5. The carbon contained in the solution 6 may be dissolved at the same time as silicon is melted by adding carbon particles as a raw material in advance.

加熱装置１１を準備して、坩堝５を加熱装置１１内に収容する。本実施形態では、坩堝５は、加熱装置１１のコイル１２に囲われた坩堝容器９内に保温材１０を介して配されることで、加熱装置１１内に収容される。なお、溶液６の準備は、坩堝５を加熱装置１１に収容して、加熱装置１１によって坩堝５を加熱することで行なってもよい。また、予め、坩堝５を結晶製造装置１の外で加熱して溶液６を形成した後に、坩堝５を加熱装置１１内に配してもよい。また、溶液６を坩堝５以外の他の容器等で形成した後、加熱装置１１内に設置された坩堝５に溶液６を注ぎ込んでもよい。 The heating device 11 is prepared, and the crucible 5 is accommodated in the heating device 11. In the present embodiment, the crucible 5 is accommodated in the heating device 11 by being disposed in the crucible container 9 surrounded by the coil 12 of the heating device 11 via the heat insulating material 10. The solution 6 may be prepared by housing the crucible 5 in the heating device 11 and heating the crucible 5 with the heating device 11. Alternatively, the crucible 5 may be placed in the heating apparatus 11 after the crucible 5 is heated outside the crystal production apparatus 1 to form the solution 6 in advance. Alternatively, after the solution 6 is formed in a container other than the crucible 5, the solution 6 may be poured into the crucible 5 installed in the heating device 11.

（接触工程）
種結晶３の下面を溶液６に接触させる。種結晶３は、図４に示すように、保持部材４を下方に移動させることで溶液６に接触させる。なお、本実施形態では、種結晶３を下方向へ移動させることで種結晶３を溶液６に接触させているが、坩堝５を上方向へ移動させることで種結晶３を溶液６に接触させてもよい。 (Contact process)
The lower surface of the seed crystal 3 is brought into contact with the solution 6. As shown in FIG. 4, the seed crystal 3 is brought into contact with the solution 6 by moving the holding member 4 downward. In this embodiment, the seed crystal 3 is brought into contact with the solution 6 by moving the seed crystal 3 downward. However, the seed crystal 3 is brought into contact with the solution 6 by moving the crucible 5 upward. May be.

種結晶３は、下面の少なくとも一部が溶液６の液面に接触していればよい。また、種結晶３の下面全体が溶液６に接触するようにしてもよいし、種結晶３の側面または上面が浸かるように溶液６に接触させてもよい。種結晶３の側面または上面が浸かるように溶液６に入れた場合には、種結晶３の下面全体を確実に溶液６に接触させることができ、生産性を向上させることができる。 It suffices that at least a part of the lower surface of the seed crystal 3 is in contact with the liquid surface of the solution 6. Further, the entire lower surface of the seed crystal 3 may be brought into contact with the solution 6, or the seed crystal 3 may be brought into contact with the solution 6 so that the side surface or the upper surface of the seed crystal 3 is immersed. In the case where the seed crystal 3 is immersed in the solution 6 so that the side surface or the upper surface thereof is immersed, the entire lower surface of the seed crystal 3 can be reliably brought into contact with the solution 6 and the productivity can be improved.

（結晶第１成長工程）
接触工程で溶液６に接触させた種結晶３の下面に、溶液６から結晶２を成長させる。結晶２の成長は、上記の接触工程にて、種結晶３の下面を溶液６に接触させたときから始まる。すなわち、種結晶３の下面を溶液６に接触させることによって、種結晶３の下面と種結晶３の下面付近の溶液６との間に温度差ができる。そして、その温度差によって、溶液６中に溶解している炭素が過飽和状態になり、溶液６中の炭素および珪素が結晶２として種結晶３の下面に析出し始める。 (Crystal first growth process)
Crystal 2 is grown from solution 6 on the lower surface of seed crystal 3 brought into contact with solution 6 in the contacting step. The growth of the crystal 2 starts when the lower surface of the seed crystal 3 is brought into contact with the solution 6 in the above contact step. That is, by bringing the lower surface of the seed crystal 3 into contact with the solution 6, a temperature difference can be created between the lower surface of the seed crystal 3 and the solution 6 near the lower surface of the seed crystal 3. Then, due to the temperature difference, the carbon dissolved in the solution 6 becomes supersaturated, and the carbon and silicon in the solution 6 start to precipitate as the crystal 2 on the lower surface of the seed crystal 3.

図５に示すように、種結晶３を引き上げることによって、結晶２を柱状に成長させることができる。すなわち、結晶２の平面方向および下方への成長速度を調整しながら種結晶３を上方向に少しずつ引き上げることによって、一定の幅または径を保った状態で結晶２を成長させることができる。なお、種結晶３の引き上げの速度は、例えば５０μｍ／ｈ以上５００μｍ／ｈ以下に設定することができる。 As shown in FIG. 5, by pulling up the seed crystal 3, the crystal 2 can be grown in a columnar shape. That is, the crystal 2 can be grown while maintaining a certain width or diameter by gradually pulling the seed crystal 3 upward while adjusting the growth rate of the crystal 2 in the planar direction and downward. Note that the pulling speed of the seed crystal 3 can be set to, for example, 50 μm / h or more and 500 μm / h or less.

溶液６の温度は、例えば１４００℃以上２１００℃以下となるように設定されている。溶液６の温度が変動する場合には、溶液６の温度として、例えば一定時間において複数回測定した温度を平均した温度を用いることができる。溶液６の温度を測定する方法としては、例えば熱電対で直接的に測定する方法、または放射温度計を用いて間接的に測定する方法等を用いることができる。 The temperature of the solution 6 is set to be 1400 ° C. or higher and 2100 ° C. or lower, for example. When the temperature of the solution 6 fluctuates, as the temperature of the solution 6, for example, a temperature obtained by averaging temperatures measured a plurality of times in a certain time can be used. As a method of measuring the temperature of the solution 6, for example, a method of directly measuring with a thermocouple or a method of measuring indirectly with a radiation thermometer can be used.

（粒状結晶形成工程）
溶液６内に粒状結晶７を形成する。粒状結晶７の形成は、坩堝５の一部分を加熱装置１１で加熱することによって行なう。すなわち、坩堝５の一部分の温度を坩堝５の他の部分の温度よりも大きくすることで、坩堝５内に保持されている溶液６内の温度勾配が大きくなる。その結果、溶液６内に炭素の過飽和度が大きい領域ができ、溶液６内の種結晶３または結晶２以外の箇所において炭化珪素の結晶が粒状結晶７として徐々に形成されていく。 (Granular crystal formation process)
Granular crystals 7 are formed in the solution 6. The granular crystal 7 is formed by heating a part of the crucible 5 with the heating device 11. That is, by making the temperature of a part of the crucible 5 higher than the temperature of the other part of the crucible 5, the temperature gradient in the solution 6 held in the crucible 5 is increased. As a result, a region having a large degree of carbon supersaturation is formed in the solution 6, and silicon carbide crystals are gradually formed as granular crystals 7 at locations other than the seed crystal 3 or the crystal 2 in the solution 6.

坩堝５の部分加熱は、例えば加熱装置１１に対して、坩堝５の位置を相対的に変化させることによって行なうことができる。また、例えば加熱装置１１のコイル１２の一部に流す電流を大きくしたり小さくしたりすることで、坩堝５を部分的に加熱することもできる。なお、溶液６の最も冷たい箇所と最も熱い箇所との温度差は、例えば１℃以上１００℃以下に設定されている。 The partial heating of the crucible 5 can be performed, for example, by changing the position of the crucible 5 relative to the heating device 11. In addition, for example, the crucible 5 can be partially heated by increasing or decreasing the current passed through a part of the coil 12 of the heating device 11. The temperature difference between the coldest part and the hottest part of the solution 6 is set to, for example, 1 ° C. or more and 100 ° C. or less.

坩堝５の部分加熱は、坩堝５の側部の下方の温度が坩堝５の他の部分の温度よりも大きくなるように行なってもよい。上記のように加熱することによって、最も冷えやすい溶液６の液面中央部から最も遠い位置にある坩堝５の側部下方が熱くなるため、溶液６内の温度勾配を大きくしやすい。その結果、溶液６内の広い領域で炭素の過飽和度を大きくする
ことができ、粒状結晶７を形成しやすく、また粒状結晶７を大きく形成することができる。したがって、粒状結晶形成工程を短時間に行なうことができ、結晶２の生産効率を向上させることができる。なお、坩堝５の側部の下方の温度を大きくするには、例えば加熱装置１１に対して坩堝５の位置を上方にずらすことによって行なう。 You may perform the partial heating of the crucible 5 so that the temperature below the side part of the crucible 5 may become larger than the temperature of the other part of the crucible 5. By heating as described above, the lower side of the crucible 5 located farthest from the center of the liquid surface of the solution 6 that is most likely to be cooled becomes hot, so that the temperature gradient in the solution 6 can be easily increased. As a result, it is possible to increase the degree of carbon supersaturation over a wide area in the solution 6, easily form the granular crystals 7, and form large granular crystals 7. Therefore, the granular crystal forming step can be performed in a short time, and the production efficiency of the crystal 2 can be improved. In order to increase the temperature below the side portion of the crucible 5, for example, the position of the crucible 5 is shifted upward with respect to the heating device 11.

粒状結晶７の形成時には、溶液６内に粒状結晶７の形成を促進する促進材を添加してもよい。上記のように促進材を添加することによって、促進材を粒状結晶７の核とすることができ、粒状結晶７を形成しやすくすることができる。促進材としては、炭化珪素の結晶等を粉末状にしたもの等が挙げられる。 At the time of forming the granular crystals 7, a promoter for promoting the formation of the granular crystals 7 may be added to the solution 6. By adding the promoter as described above, the promoter can be used as the nucleus of the granular crystal 7 and the granular crystal 7 can be easily formed. Examples of the promoter include powdered silicon carbide crystals.

促進材は、投入する際に、溶液６の温度よりも小さくてもよい。上記のような温度とすることによって、促進材の周囲が冷やされて、溶液６内の炭素の過飽和度を大きくすることができることから、粒状結晶７を形成しやすくなる。 The promoter may be smaller than the temperature of the solution 6 when it is added. By setting it as the above temperature, since the circumference | surroundings of a promoter are cooled and the supersaturation degree of the carbon in the solution 6 can be enlarged, the granular crystal 7 becomes easy to form.

（結晶第２成長工程）
結晶第１成長工程で成長した結晶２をさらに成長させる。結晶２の成長は、図６に示すように、結晶２の下面に粒状結晶形成工程によって生じさせた粒状結晶７を付着させつつ行なう。これにより、粒状結晶７の一部が結晶２内に位置して、結晶２の下面から粒状結晶７を突出させることができる。結晶２の下面から粒状結晶７の一部を突出させるように結晶２を成長させるには、粒状結晶７が形成されている溶液６を用いて、一定時間、結晶２を成長させればよい。このとき、溶液６中を漂う粒状結晶７が結晶２の下面に到達して付着する。そして、粒状結晶７の周囲を埋めるように結晶２が成長することから、粒状結晶７の一部が結晶２内に位置して、粒状結晶７のその他の部分が結晶２の下面から露出することになる。 (Crystal second growth process)
The crystal 2 grown in the first crystal growth step is further grown. As shown in FIG. 6, the growth of the crystal 2 is performed while attaching the granular crystal 7 generated by the granular crystal forming step to the lower surface of the crystal 2. Thereby, a part of the granular crystal 7 is located in the crystal 2, and the granular crystal 7 can be protruded from the lower surface of the crystal 2. In order to grow the crystal 2 so that a part of the granular crystal 7 protrudes from the lower surface of the crystal 2, the crystal 2 may be grown for a certain time using the solution 6 in which the granular crystal 7 is formed. At this time, the granular crystal 7 floating in the solution 6 reaches the lower surface of the crystal 2 and adheres thereto. Since the crystal 2 grows so as to fill the periphery of the granular crystal 7, a part of the granular crystal 7 is located in the crystal 2 and the other part of the granular crystal 7 is exposed from the lower surface of the crystal 2. become.

このように結晶２の下面から粒状結晶７が突出した状態で結晶２を成長させるのは、以下のような理由による。すなわち、成長した結晶２を溶液６から引き離す際に、溶液６が結晶２の下面に付着する。従来は、付着した溶液６が冷めて固化するときに溶液６の固化に伴って生じる平面方向への収縮によって、結晶２に圧縮応力が加わり、結晶２の表面に亀裂または転位等が発生するおそれがあった。 The reason why the crystal 2 is grown in such a state that the granular crystal 7 protrudes from the lower surface of the crystal 2 is as follows. That is, when the grown crystal 2 is pulled away from the solution 6, the solution 6 adheres to the lower surface of the crystal 2. Conventionally, when the adhering solution 6 is cooled and solidified, a compressive stress is applied to the crystal 2 due to shrinkage in the plane direction caused by the solidification of the solution 6, and the surface of the crystal 2 may be cracked or dislocated. was there.

これに対して、本実施形態では、結晶２の下面に粒状結晶７を突出させることによって、結晶２の下面に付着する溶液６の量を低減することができる。すなわち、成長が完了した結晶２を溶液６から引き離す際に、結晶２の下面に付着する溶液６に重力が加わり、付着した溶液６は結晶２の下面から突出している粒状結晶７の側に移動して、その突出した先端から落ちようとする。このとき、結晶２に付着した溶液６は粒状結晶７の周辺に集まり、結晶２に直接付着する量が少なくなるため、結晶２に加わる圧縮応力も小さくなる。したがって、結晶２の表面での亀裂または転位等の発生を低減することができ、ひいては結晶２の品質を向上させることができる。 On the other hand, in this embodiment, the amount of the solution 6 adhering to the lower surface of the crystal 2 can be reduced by projecting the granular crystal 7 on the lower surface of the crystal 2. That is, when the grown crystal 2 is separated from the solution 6, gravity is applied to the solution 6 adhering to the lower surface of the crystal 2, and the adhering solution 6 moves to the granular crystal 7 projecting from the lower surface of the crystal 2. Then, it tries to fall from the protruding tip. At this time, the solution 6 adhering to the crystal 2 gathers around the granular crystal 7, and the amount directly adhering to the crystal 2 decreases, so that the compressive stress applied to the crystal 2 also decreases. Therefore, the occurrence of cracks or dislocations on the surface of the crystal 2 can be reduced, and consequently the quality of the crystal 2 can be improved.

また、結晶２に付着する溶液６の量が多く、複数の粒状結晶７にわたって溶液６が付着している場合には、粒状結晶７を楔として機能させることができ、溶液６の収縮を抑制することもできる。また、粒状結晶７と結晶２との間には境界が形成されることから、仮に粒状結晶７に溶液６の収縮によって亀裂が生じた場合でも、粒状結晶７と結晶２との境界面において亀裂が結晶２の側に進行することを低減することができる。 Further, when the amount of the solution 6 adhering to the crystal 2 is large and the solution 6 is adhering over a plurality of granular crystals 7, the granular crystal 7 can function as a wedge, and the shrinkage of the solution 6 is suppressed. You can also. In addition, since a boundary is formed between the granular crystal 7 and the crystal 2, even if a crack occurs in the granular crystal 7 due to contraction of the solution 6, a crack is generated at the boundary surface between the granular crystal 7 and the crystal 2. Can progress to the crystal 2 side.

なお、結晶第２成長工程は、結晶第１成長工程の後、成長した結晶２を溶液６に接触させたまま、粒状結晶形成工程に連続して行なってもよい。また、結晶第１成長工程の後、成長した結晶２を溶液６から一旦離し、粒状結晶形成工程の後、再び溶液６に接触させて結晶第２成長工程を開始してもよい。なお、結晶２を溶液６から一旦離す場合は、結晶２
に付着する溶液６が固化しないよう、結晶２を溶液６の直上に位置させることが望ましい。 Note that the second crystal growth step may be performed after the first crystal growth step and continuously with the granular crystal formation step while the grown crystal 2 is kept in contact with the solution 6. In addition, after the first crystal growth step, the grown crystal 2 may be once separated from the solution 6, and after the granular crystal formation step, may be brought into contact with the solution 6 again to start the second crystal growth step. When the crystal 2 is once separated from the solution 6, the crystal 2
It is desirable that the crystal 2 is positioned immediately above the solution 6 so that the solution 6 adhering to the substrate does not solidify.

結晶第２成長工程において、坩堝５を回転させてもよい。上記のように回転させることによって、坩堝５が回転を始めて加速するときに、坩堝５の底に位置している溶液６が坩堝５の底との摩擦で加速され、溶液６を坩堝５の壁部に沿って上昇するように流すことができる。その結果、溶液６の流れに乗った粒状結晶７を大きく成長させることができる。すなわち、溶液６は液面近傍において蒸発または熱放射等によって放熱しやすく、溶液６中の炭素の過飽和度は液面近傍において大きくなりやすい。そのため、溶液６を坩堝５の壁部から上昇させて液面中央部から下降させるように流すことによって、流れに乗った粒状結晶７を過飽和度の大きい溶液６の液面近傍を通過させることができる。したがって、結晶第２成長工程中において、粒状結晶７を成長させることができ、ひいては結晶２に付着する溶液６の量を低減することができる。なお、坩堝５は、坩堝５の中心部分を含んで上下方向に伸びた軸の周囲を回転する。このとき、坩堝５の回転速度は、例えば５ｒｐｍ以上１１０ｒｐｍ以下に設定される。 In the second crystal growth step, the crucible 5 may be rotated. By rotating the crucible 5 as described above, when the crucible 5 starts to rotate and accelerates, the solution 6 located at the bottom of the crucible 5 is accelerated by friction with the bottom of the crucible 5, and the solution 6 is moved to the wall of the crucible 5. It can be made to flow up along the part. As a result, the granular crystal 7 riding on the flow of the solution 6 can be grown greatly. That is, the solution 6 is likely to dissipate heat near the liquid surface by evaporation or thermal radiation, and the degree of carbon supersaturation in the solution 6 tends to increase near the liquid surface. Therefore, by flowing the solution 6 so as to rise from the wall portion of the crucible 5 and descend from the central portion of the liquid surface, the granular crystal 7 riding on the flow can pass through the vicinity of the liquid surface of the solution 6 having a high degree of supersaturation. it can. Therefore, the granular crystal 7 can be grown in the second crystal growth step, and the amount of the solution 6 adhering to the crystal 2 can be reduced. The crucible 5 rotates around an axis extending in the vertical direction including the center portion of the crucible 5. At this time, the rotational speed of the crucible 5 is set to, for example, 5 rpm to 110 rpm.

結晶第２成長工程において、坩堝５を回転させるとともに、結晶２を坩堝５の回転速度よりも小さい速度で坩堝５と反対方向に回転させてもよい。上記のように回転させることよって、坩堝５の回転によって生じる溶液６の液面近傍の流れを妨げることができ、流れの速い坩堝５の底近傍の溶液６を坩堝５の壁部に沿って上昇させることができる。その結果、溶液６を坩堝５の壁部に沿って上昇して溶液６の液面中央部から下降するように安定して流すことができる。したがって、粒状結晶７を効果的に大きく成長させることができる。なお、このとき、結晶２の回転速度は、例えば３ｒｐｍ以上１００ｒｐｍ以下に設定されている。 In the second crystal growth step, the crucible 5 may be rotated and the crystal 2 may be rotated in a direction opposite to the crucible 5 at a speed smaller than the rotational speed of the crucible 5. By rotating as described above, the flow near the liquid surface of the solution 6 caused by the rotation of the crucible 5 can be prevented, and the solution 6 near the bottom of the fast-flowing crucible 5 rises along the wall of the crucible 5. Can be made. As a result, the solution 6 can flow stably along the wall of the crucible 5 so as to descend from the center of the liquid surface of the solution 6. Therefore, the granular crystal 7 can be effectively grown greatly. At this time, the rotation speed of the crystal 2 is set to, for example, 3 rpm or more and 100 rpm or less.

溶液６の液面のうち、結晶２が溶液６に接触している接触面積が残りの面積よりも大きくてもよい。上記のように接触面積を調整することによって、溶液６の液面近傍の流れを効果的に妨げることができ、坩堝５の壁部に沿って上昇して溶液６の液面中央部から下降するような溶液６の流れを効率的に発生させることができる。なお、このとき、溶液６の液面の面積、すなわち坩堝５の開口面積は、例えば１８００ｍｍ^２以上２０００００ｍｍ^２以下に設定されている。 Of the liquid surface of the solution 6, the contact area where the crystal 2 is in contact with the solution 6 may be larger than the remaining area. By adjusting the contact area as described above, the flow in the vicinity of the liquid surface of the solution 6 can be effectively prevented, and it rises along the wall portion of the crucible 5 and descends from the central portion of the liquid surface of the solution 6. Such a flow of the solution 6 can be generated efficiently. At this time, the opening area of the liquid area of the surface, i.e. a crucible 5 of the solution 6 is set to, for example, 1800 mm ² or more 200000 mm ² or less.

粒状結晶７は、図３に示すように、結晶２の下面の縁部のみに形成されてもよい。上記のように粒状結晶７を形成することによって、結晶第２成長工程にかかる時間を短縮することができ、結晶２の生産効率を向上させることができる。なお、この場合、後の引き離し工程において、結晶２を回転させてもよい。結晶２の下面に付着した溶液６に遠心力を加えて、付着した溶液６を効果的に結晶２の下面から突出した粒状結晶７に導くことができるからである。なお、このとき、結晶２の回転速度は、例えば１０ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下に設定されている。 The granular crystal 7 may be formed only at the edge of the lower surface of the crystal 2 as shown in FIG. By forming the granular crystal 7 as described above, the time required for the second crystal growth step can be shortened, and the production efficiency of the crystal 2 can be improved. In this case, the crystal 2 may be rotated in the subsequent pulling process. This is because a centrifugal force can be applied to the solution 6 adhering to the lower surface of the crystal 2 to effectively guide the adhering solution 6 to the granular crystal 7 protruding from the lower surface of the crystal 2. At this time, the rotation speed of the crystal 2 is set to, for example, 10 rpm or more and 1000 rpm or less.

一方、結晶２を溶液６の液面中央部で溶液６に接触させるとともに、結晶２のみを回転させてもよい。このように回転させることによって、溶液６の液面部において遠心力を加えることができ、溶液６を液面中央部から上昇するように流すことができる。その結果、結晶２の下面に粒状結晶７を付着させやすくすることができ、より多くの粒状結晶７を短時間に結晶２の下面に配することができる。したがって、結晶２の生産効率を向上させることができる。なお、このとき、結晶２の回転速度は、例えば１０ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下に設定されている。 On the other hand, the crystal 2 may be brought into contact with the solution 6 at the center of the liquid surface of the solution 6 and only the crystal 2 may be rotated. By rotating in this way, a centrifugal force can be applied at the liquid surface portion of the solution 6, and the solution 6 can be caused to flow upward from the central portion of the liquid surface. As a result, the granular crystal 7 can be easily attached to the lower surface of the crystal 2, and more granular crystals 7 can be disposed on the lower surface of the crystal 2 in a short time. Therefore, the production efficiency of the crystal 2 can be improved. At this time, the rotation speed of the crystal 2 is set to, for example, 10 rpm or more and 1000 rpm or less.

結晶第２成長工程は、図２に示すように、粒状結晶７が結晶２の下面の半分以上の領域を占めるまで継続してもよい。上記のように成長工程を継続することによって、結晶２の
下面と溶液６との間に無数の粒状結晶７を介在させることができ、結晶２の下面に対する溶液の付着を低減することができる。 The second crystal growth step may be continued until the granular crystal 7 occupies more than half of the lower surface of the crystal 2 as shown in FIG. By continuing the growth process as described above, innumerable granular crystals 7 can be interposed between the lower surface of the crystal 2 and the solution 6, and adhesion of the solution to the lower surface of the crystal 2 can be reduced.

（引き離し工程）
結晶２を成長させた後、図７に示すように、成長した結晶２を溶液６から引き離し、結晶成長を終了する。このとき、上述した通り、結晶第２成長工程で結晶２の下面から粒状結晶７を突出させていることから、成長した結晶２の下面に対する溶液６の付着量を少なくすることができる。これにより、結晶２に亀裂が生じることを抑えることができる。 (Separation process)
After the crystal 2 is grown, the grown crystal 2 is pulled away from the solution 6 as shown in FIG. At this time, as described above, since the granular crystal 7 is protruded from the lower surface of the crystal 2 in the second crystal growth step, the amount of the solution 6 attached to the lower surface of the grown crystal 2 can be reduced. Thereby, it can suppress that a crack arises in crystal 2.

結晶２を溶液６から引き離す際に、結晶２の引き上げを、結晶２の先端が溶液６の液面よりも上方で溶液６と接触した状態で一時停止させてもよい。その結果、結晶２に付着した溶液６を、坩堝５に溜まった溶液６の表面張力によって坩堝５内に引き戻すことができ、結晶２に付着する溶液６の量を低減することできる。 When the crystal 2 is pulled away from the solution 6, the pulling of the crystal 2 may be temporarily stopped in a state where the tip of the crystal 2 is in contact with the solution 6 above the liquid surface of the solution 6. As a result, the solution 6 attached to the crystal 2 can be pulled back into the crucible 5 by the surface tension of the solution 6 accumulated in the crucible 5, and the amount of the solution 6 attached to the crystal 2 can be reduced.

１結晶製造装置
２結晶
３種結晶
４保持部材
５坩堝
６溶液
７粒状結晶
８移動装置
９坩堝容器
１０保温材
１１加熱装置
１２コイル
１３交流電源
１４制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crystal manufacturing apparatus 2 Crystal 3 Seed crystal 4 Holding member 5 Crucible 6 Solution 7 Granular crystal 8 Moving apparatus 9 Crucible container 10 Insulating material 11 Heating apparatus 12 Coil 13 AC power supply 14 Control apparatus

Claims

A preparatory step of preparing a seed crystal of silicon carbide, a solution containing carbon and silicon, a crucible holding the solution, and a heating device that houses the crucible and heats the crucible;
Contacting the lower surface of the seed crystal with the solution;
A first crystal growth step of growing a silicon carbide crystal on a lower surface of the seed crystal by heating the crucible with the heating device and pulling up the seed crystal;
After growing the silicon carbide crystal, by heating a portion of the crucible with the heating device such that the temperature of the portion of the crucible is higher than the temperature of the other portion of the crucible, A granular crystal forming step of forming a granular crystal in the solution by increasing a temperature gradient; and attaching the granular crystal to a lower surface of the grown silicon carbide crystal and further growing the silicon carbide crystal, A second crystal growth step for growing the silicon carbide crystal such that a part of the granular crystal located in the silicon carbide crystal protrudes from a lower surface of the silicon carbide crystal;
A crystal manufacturing method comprising: a separation step of separating the silicon carbide crystal in which a part of the granular crystal protrudes from a lower surface from the solution.

The method for producing a crystal according to claim 1, wherein, in the granular crystal forming step, the crucible is heated so that a temperature below a side portion of the crucible is higher than a temperature of the other part of the crucible.

In the second crystal growth step, the crucible is rotated, and the silicon carbide crystal is rotated in a direction opposite to the rotation of the crucible at a speed smaller than the rotation speed of the crucible. The manufacturing method of the crystal | crystallization of Claim 1 or 2 which flows along the wall part and flows so that it may fall from the liquid level center part of the said solution.

The manufacturing method of the crystal | crystallization of Claim 3 with which the contact area where the crystal | crystallization of the silicon carbide is contacting the said solution is larger than the remaining area among the liquid levels of the said solution.

In the second crystal growth step, the silicon carbide crystal is brought into contact with the solution at the liquid surface center portion of the solution, and only the silicon carbide crystal is rotated, whereby the solution is allowed to rotate at the liquid surface center portion of the solution. The manufacturing method of the crystal | crystallization of Claim 1 or 2 which flows so that it may rise from.

In the second crystal growth step, the granular crystal is attached so that a part of the granular crystal protruding from the lower surface of the silicon carbide crystal occupies a region of more than half of the lower surface of the silicon carbide crystal. The method for producing a crystal according to claim 5, wherein silicon carbide is grown.

The manufacturing method of the crystal | crystallization in any one of Claims 1-6 which puts the promoter which accelerates | stimulates the formation of the said granular crystal in the said solution in the said granular crystal formation process.