JPH0959085A

JPH0959085A - 単結晶成長方法および単結晶成長装置

Info

Publication number: JPH0959085A
Application number: JP23602795A
Authority: JP
Inventors: Atsuhito Okamoto; 篤人岡本; Naohiro Sugiyama; 尚宏杉山; Toshihiko Tani; 俊彦谷
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1995-08-22
Filing date: 1995-08-22
Publication date: 1997-03-04
Anticipated expiration: 2015-08-22
Also published as: JP3823345B2

Abstract

(57)【要約】【課題】長手方向、径方向の均一性が高く、かつ高品
質な単結晶を成長させる方法および装置を提供する。【解決手段】上記種結晶３の端面に対向して、かつ該
端面と平行に熱輻射体５を配置する。種結晶３上に成長
する単結晶の成長端面と、対向する熱輻射体５表面との
距離が常に一定となるように、種結晶３を上方へ移動さ
せつつ単結晶の成長を行う。熱輻射体５にて種結晶３を
均一に加熱し、しかも成長端面と熱輻射体５との距離を
一定に保つことで、成長端面の面内温度を均一かつ一定
にし、均質な単結晶を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭化珪素等の単結
晶を成長させるための単結晶成長方法および装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】炭化珪素単結晶は半導体デバイスの基板
用として有用であり、その成長方法として、従来より昇
華再結晶法が知られている。昇華再結晶方法は、黒鉛製
容器内に、原料となる炭化珪素粉末と種結晶を対向して
配し、炭化珪素粉末を加熱昇華させて種結晶上に炭化珪
素を再結晶させるものである。

【０００３】ところが、上記方法では、容器内に長手方
向、径方向の温度勾配が生じる。また、単結晶の成長中
に、炭化珪素粉末が炭化し、あるいは容器を構成する黒
鉛が珪素含有ガス種と反応して不均一に荒らされる。そ
の結果、種結晶の受ける輻射熱に面内分布が生じて、生
成する単結晶の品質が不均一になるおそれがある。

【０００４】この改良として、例えば、特開平６−２９
８５９４号公報には、原料を収容するるつぼと種結晶の
支持部材をそれぞれ独立に上下および回転動可能にし
て、原料の温度と種結晶の温度およびその温度差を単結
晶成長中に調整可能とした単結晶成長装置が提案されて
いる。また、特開平５−２０８９００号公報では、容器
内をガス反応によって炭化珪素を生成する反応室と単結
晶を成長させる結晶成長室に分ける一方、結晶成長条件
に合わせて種結晶支持具を上下回転動可能とした成長装
置が開示されている。特開平５−３１９９９６号公報の
成長装置は、容器を支持する支持体を加熱する装置を有
し、支持体を介して容器を加熱して、成長中に容器内の
温度勾配を制御するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法によっても、生成する単結晶の品質を均質にすること
は容易ではない。特に、単結晶の成長面において径方向
に温度分布が生じると、例えばドーパントをドープする
場合にドーパント濃度が径方向でばらつく等、面内均一
性の高い、高品質な単結晶を得ることは難しかった。

【０００６】しかして、本発明の目的は、単結晶の径方
向におけるドーパント濃度等の不均一を解消し、長手方
向、径方向の均一性が高く、かつ高品質な単結晶を成長
させる方法および装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記実情
に鑑みて鋭意検討を行い、単結晶となる原料のガスを種
結晶に供給し、該種結晶上に単結晶を成長させる方法に
おいて、上記種結晶の端面に対向して、かつ該端面と平
行に熱輻射体を配置し、上記種結晶の端面上に成長する
単結晶の成長端面とこれに対向する上記熱輻射体表面と
の距離が一定となるように、上記熱輻射体に対し上記種
結晶を相対移動させつつ単結晶の成長を行うことで、単
結晶の成長面における面内温度分布を均一に、かつ一定
に保持できることを見出した（請求項１）。

【０００８】具体的には、上記単結晶の成長端面と上記
熱輻射体との距離を５〜５０ｍｍの範囲でかつ一定に保
ちつつ成長を行うことが望ましい（請求項２）。また、
上記単結晶より上記熱輻射体を高温とし、かつ上記単結
晶の成長端面の温度Ｔ1 （℃）と上記熱輻射体表面の温
度Ｔ2 （℃）との差（Ｔ2 −Ｔ1 ）（℃）が、０℃＜
（Ｔ2 −Ｔ1 ）≦２０℃となるようにすることが望まし
い（請求項３）。

【０００９】上記方法を実現するための装置としては、
図１に示すように、容器Ｈ内に配した種結晶３に単結晶
となる原料のガスを供給して、上記種結晶３上に単結晶
を成長させる装置であって、上記種結晶３を表面に有す
る単結晶成長基板１と、上記種結晶３の端面に対向し
て、かつ該端面と平行に配置した熱輻射体５と、単結晶
となる原料のガスを上記容器Ｈ内に供給する原料ガス供
給手段Ｈ１と、上記単結晶成長基板１を単結晶の成長方
向に相対移動可能とする移動手段４２とを備えた単結晶
成長装置が好適に用いられる（請求項４）。

【００１０】上記熱輻射体５は、好適にはグラファイト
よりなり（請求項５）、また、その内部にこれを直接ま
たは輻射により加熱する手段６１を有している（請求項
６）。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１には、本発明に基づいて炭化
珪素単結晶を成長させるために使用される単結晶成長装
置の一例を示す。図１において、単結晶成長装置は、両
端閉鎖の筒状体よりなるグラファイト製の反応容器Ｈを
有し、該容器Ｈ内には、単結晶成長基板１が配設してあ
る。単結晶成長基板１は、グラファイト製の種結晶貼付
体２の下面全面に炭化珪素種結晶３を貼付保持してな
り、上記貼付体２の上端面には支持棒４が固定されてい
る。該支持棒４は容器１上面を貫通して延び、容器Ｈ外
に設けた回転駆動装置４１、移動手段たる上下駆動装置
４２に連結している。しかして、これら駆動装置４１、
４２を駆動することにより上記種結晶３を上下および回
転駆動可能である。

【００１２】上記種結晶３は、成長すべき単結晶の種結
晶となるもので、例えば、アチソン法または昇華法によ
り製造した炭化珪素単結晶を、上記貼付体２の径に合わ
せて加工しウエハ状としたものが使用される。ドーパン
トをドーピングすることによりｎ型炭化珪素単結晶を製
造する場合には、所望の単結晶と同一多形でしかも

【外１】を単結晶成長面とすると、ｎ型ドーパントとしての窒素
を効率的に取り込みやすく、また、ｐ型炭化珪素単結晶
を製造する場合には、所望の単結晶と同一多形でしかも
ＳｉＣ（０００１）Ｓｉ面を単結晶成長面とすると、ｐ
型ドーパントとしてのアルミニウム、ボロンを効率的に
取り込みやすく、従って不純物補償の少ない高品質な単
結晶を得ることができる。

【００１３】上記種結晶３の下方には、これと対向して
熱輻射体５が配設してある。該輻射体５は上端閉鎖の中
空円筒体で、その上端面を輻射部５１とし、該輻射部５
１表面が上記種結晶３の端面と平行になるように設置さ
れる。なお、種結晶の端面は、単結晶が成長する面（単
結晶の成長方向に向いた面）である。上記輻射体５の材
料としては、熱伝導率が高く、汚染物質を発生しない材
料、例えば高純度グラファイト等が挙げられる。上記輻
射体５の大きさは、輻射体５となる円筒体の内径Ｌ２が
上記種結晶３の外径Ｌ１より大きいことが望ましい。具
体的には、例えば、種結晶３として外径Ｌ１＝φ５０ｍ
ｍのウエハを用いる場合、輻射体５の内径Ｌ２はφ５０
ｍｍ以上、好ましくはφ６０ｍｍ以上とするのがよい。
また、種結晶３として外径Ｌ１＝φ７５ｍｍのウエハを
用いる場合には、輻射体５の内径Ｌ２はφ７５ｍｍ以
上、好ましくはφ９０ｍｍ以上とするのがよい。

【００１４】上記輻射体５の内部には、輻射によりこれ
を加熱するための抵抗加熱装置６１が設置してあり、外
部より延びる電流導入端子６２に接続されている。上記
輻射部５１裏面と加熱装置６１の距離ｌは、１〜５０ｍ
ｍ、好ましくは１０〜２０ｍｍとするのがよい。上記加
熱装置６１の発熱体材料としては、例えばグラファイト
等が挙げられる。発熱体の配置形状は特に制限されない
が、例えばら旋（渦巻き）状、複数の同心円状、複数を
一方向に平行に配置した形状、左右に蛇行した形状等、
種々の形状が採用可能である。この加熱装置６１の輻射
熱により、距離ｌだけ離れた上記輻射体５が加熱され、
熱伝導によって種結晶３に対向する輻射部５１が均一に
加熱される。

【００１５】上記輻射部５１の裏面には、下方より延び
る棒状の温度検出器７が貼付け固定してあって、該裏面
の温度Ｔ２´を検出可能となしてある。また、上記輻射
体５の下端部は、回転駆動装置５２に連結してある。し
かして、単結晶成長中に上記輻射体５を回転させること
が可能で、対向する単結晶成長面に与える輻射熱をより
面内均一なものとすることができる。

【００１６】上記容器１の外周囲には、これを取り囲む
ように、抵抗加熱装置６３が設けてある。これにより上
記容器１全体が加熱され、上記種結晶３を含む単結晶成
長基板１が加熱される。一方、単結晶成長基板１の上記
貼付体２に固定される上記支持棒４は、温度検出器を兼
ねており、上記貼付体２の裏面温度Ｔ１´を検出するよ
うになしてある。

【００１７】上記温度検出器７および温度検出器を兼ね
る上記支持棒４は、例えば、二色赤外線放射温度計や熱
電対等からなり、これら検出値に基づいて、後述する方
法により、上記種結晶３の成長端面の温度Ｔ１および上
記輻射部５１の表面温度Ｔ２を制御することができる。
なお、上記加熱装置６３と上記加熱装置６１はそれぞれ
独立に温度制御可能で、上記検出温度を基に上記種結晶
３および上記輻射体５の温度を制御することができる。

【００１８】なお、本実施例では、上記加熱装置６３を
抵抗加熱法による加熱としたが、これに限るものではな
く、例えば高周波加熱法を用いてももちろんよい。

【００１９】上記容器１の下端部側壁には、原料ガス供
給手段たる原料ガス導入管Ｈ１が接続してあり、図２に
示すように、上記原料ガス導入管Ｈ１は、上記容器Ｈと
黒鉛フェルト製の断熱材（図示せず）で分離された原料
供給室８に連通している。該原料供給室８内には、炭化
珪素単結晶となる原料８１が収容され、これを原料供給
室８周囲に設けた加熱装置８２で加熱昇華させることに
より炭化珪素となる原料ガス（昇華ガス）を生成し、拡
散または輸送ガス（例えばアルゴン等の不活性ガス）に
よって上記ガス導入管Ｈ１を通して上記容器Ｈ内に導か
れるようになしてある。上記原料供給室８の下端部に
は、不活性ガスを原料供給室８内に導くための導入路８
３が設けてある。

【００２０】上記容器１の下端部の上記原料ガス導入管
Ｈ１に対向する側壁には、ドープガス導入管Ｈ２が接続
され、黒鉛フェルト製の断熱材（図示せず）で上記容器
Ｈと分離されるドープ原料供給室９に連通している。該
ドープ原料供給室９内には、ドープ原料９１が収容さ
れ、ドープ原料供給室９周囲に設けた加熱装置９２で加
熱することにより、ドープ原料ガスが拡散または輸送ガ
ス（例えばアルゴン等の不活性ガスおよび窒素ガス）に
よって上記ドープガス導入管Ｈ２を通して上記容器Ｈ内
に導かれるようになしてある。上記ドープ原料供給室９
の下端部には、不活性ガスおよび窒素ガスをドープ原料
供給室９内に導くための導入路９３が設けてある。な
お、結晶中にドーパントをドープする方法としては、必
ずしも原料とドープガスの供給をガス導入管Ｈ１，Ｈ２
の別々の管を用いて行う必要はなく、導入路８３を用い
てドーパントを含むガスを導入したり、ドーパント含有
炭化珪素原料やドーパントを含む原料と炭化珪素原料の
混合物を用いてガス導入管Ｈ１のみを用いてドープする
ことも可能である。アンドープの単結晶を作製する場合
には、上記ドープガス導入管Ｈ２は閉じるか、または原
料ガスの組成比を調整するためのシリコン蒸気の導入路
として用いることができる。

【００２１】上記容器Ｈの上端部両側壁には、ガス排気
管Ｈ３が接続されている（図１）。該ガス排気管Ｈ３
は、種結晶貼付体２と種結晶３（および成長結晶）の側
面にガス流を発生させるためと未反応ガスを含む排ガス
を容器外に排除するために設けられている。

【００２２】なお、本実施例では、ガスを容器Ｈの側壁
より吸排気する構造としたが、これに限定されるもので
はなく、容器Ｈの上下端面または側面のいずれに設けて
もよく、ノズル型、広口型等を適宜組み合わせて採用で
きる。また、本実施例では上面に種結晶、下面に熱輻射
体を配置した縦型の単結晶製造装置としたが、上面に熱
輻射体、下面に種結晶を配置した縦型でも、さらには横
型としてももちろんよく、同様の効果が得られる。

【００２３】次に、上記装置を用いてアンドープの炭化
珪素単結晶を成長させる方法について説明する。まず、
上記容器Ｈ内を真空にし、上記加熱装置６３にて容器Ｈ
内を所定温度に上昇する。その後、不活性ガス、例えば
アルゴンガスを流入させて所定圧に保ち、上記種結晶３
の成長面の温度Ｔ１（℃）と、上記輻射部５１表面の温
度Ｔ２（℃）を目標温度まで上昇させる。この目標温度
は所望する結晶多形により選択する。例えば６Ｈ形の場
合、２１００≦Ｔ１≦２３００℃の温度範囲で成長させ
るのがよい。同時に、上記原料ガス供給室８の温度を加
熱装置８２にて上昇させ、炭化珪素単結晶となる原料ガ
スを生成する。減圧は４０〜１００分かけてゆっくり行
い、雰囲気圧力ｐ（Ｔｏｒｒ）を０．５≦ｐ≦２０Ｔｏ
ｒｒ、望ましくは１≦ｐ≦１０Ｔｏｒｒに設定して単結
晶を成長させる。

【００２４】上記種結晶３の成長面（単結晶成長中は、
成長した単結晶の成長端面）の温度Ｔ１は、直接測定で
きないため、温度検出体を兼ねる上記支持棒４にて上記
貼付体２の裏面温度Ｔ１´を検出し、予め測定しておい
た温度校正曲線に基づいて上記種結晶３の成長面の温度
Ｔ１を求めればよい。同様に、上記輻射部５１表面の温
度Ｔ２についても、温度検出体７にて上記輻射部５１の
裏面温度Ｔ２´を検出し、予め測定しておいた温度校正
曲線に基づいて上記種結晶３の成長面の温度Ｔ２を求め
ることができる。

【００２５】単結晶の成長は、上記種結晶３の成長面
（単結晶成長中は、成長した単結晶の成長端面）と、上
記輻射部５１表面との距離Ｌが常に一定になるようにし
て成長を行う。このため、種結晶貼付体２の上記支持棒
４を、上記上下駆動装置４２にて、成長速度と等しい移
動速度で図の上方に移動させる。距離Ｌは５〜５０ｍｍ
に設定するのがよく、距離Ｌが５ｍｍに満たないと、単
結晶周辺は排気の流れがあるため、成長面の中央部と周
辺部で蒸気圧に差が現れ、成長面が単一の結晶面で覆わ
れない。逆に距離Ｌが５０ｍｍを越えると、容器Ｈ側壁
からの輻射熱と上記輻射体５からの輻射熱との相互作用
で、成長面の温度分布が不均一となり、１つの成長面で
長手方向に成長できなくなる。なお、上記支持棒４の移
動速度は、ある成長条件で例えば１時間成長させ、その
成長量から決定すればよい。

【００２６】本発明では、上記種結晶３の温度を上記輻
射体５の温度より低くして成長を行い、具体的には、上
記種結晶３の端面（単結晶が成長した場合は単結晶の成
長端面）の温度Ｔ１（℃）と、上記輻射体５表面の温度
Ｔ２（℃）の温度差（Ｔ２−Ｔ１）（℃）は０℃＜（Ｔ
２−Ｔ１）≦２０℃に設定する。Ｔ１とＴ２の温度差が
ないと成長量が小さく、さらに輻射体５に炭化珪素が堆
積し、成長面が受ける輻射熱が不均一となる。逆に（Ｔ
２−Ｔ１）が２０℃を越えると、容器Ｈ側壁からの輻射
熱と上記輻射体５からの輻射熱との相互作用で、成長面
の温度分布が不均一となり、１つの成長面で長手方向に
成長できなくなる。

【００２７】また、回転駆動装置４１、５２を駆動して
種結晶３、輻射体５を回転させながら成長を行う。これ
により、輻射体５が均一に加熱されて径方向の温度勾配
を小さくでき、さらに、種結晶３の径Ｌ１は輻射体５の
内径Ｌ２より小さく設定してあるので、種結晶３の成長
面が受ける輻射熱は面内均一なものとなる。また、種結
晶３自体を回転させることで、単結晶の成長端面におけ
る面内温度分布がより均一になる。このように、本発明
では単結晶の成長端面が常に一定温度に保たれるので、
生成する単結晶は長手方向、径方向に均質でかつ高品質
なものとなる。

【００２８】原料供給室８から容器Ｈ内へ原料ガスの供
給は、自然拡散、または成長速度を大きくしたい場合に
は不活性ガス等の輸送ガスを用い、原料ガス導入管Ｈ１
を介して原料ガスを容器Ｈ内へ供給する。原料粉末温
度、雰囲気圧力、輸送ガス流量は、生産性、結晶の品質
を考慮して選択される。特に、成長速度が０．５〜１ｍ
ｍ／ｈｒになるように調整することによって、高品質で
しかも大型の単結晶が得られる。

【００２９】単結晶にドーパントをドーピングする場合
には、ｎ型単結晶であればドーパントとしての窒素等の
ガスまたは該窒素等の化合物のガスを、ｐ型単結晶であ
ればアルミニウム、ボロン等のガスまたは該アルミニウ
ム、ボロン等の化合物のガスを、ドープ原料供給室９よ
り上記ドープガス導入管Ｈ２を介して容器Ｈ内へ供給し
ながら成長を行う。この時、ｎ型単結晶を製造する場合
には、種結晶として

【外２】を、ｐ型単結晶を製造する場合には、（０００１）Ｓｉ
面を用いる。これにより、各ドーパントを結晶中に効果
的に取り込みやすくなり、また成長する単結晶の成長端
面が１つの結晶面で形成されるため、ドーパント濃度の
面内均一性が高くなる。このように、所望の導電性を得
るために種結晶の極性（Ｓｉ／Ｃ面）を規定すること
で、低抵抗でしかも均一性が高い高品質なｎまたはｐ型
単結晶を再現性よく製造することができる。

【００３０】本発明において、原料ガスとしては、例え
ば炭化珪素単結晶を成長させる場合、上記のような炭化
珪素となる原料の昇華ガス、あるいは炭素と珪素とを含
有するガス等が挙げられる。

【００３１】

【実施例】

（実施例１）本発明の効果を確認するため、上記図１、
２に示した装置を用い、上述した方法に従って炭化珪素
単結晶の２４時間成長実験を行った。種結晶３として、
昇華法にて作製した直径５０ｍｍの６Ｈ型炭化珪素単結
晶

【外３】を用いた。この種結晶３を貼付体２に貼付て単結晶成長
基板１とし、これを、種結晶３の端面と輻射体５の輻射
部５１表面との距離Ｌが１０ｍｍとなるように容器Ｈ内
に配した。図略の真空排気系にて上記容器Ｈ内を真空に
し、加熱装置６３にて容器Ｈ内を１８００℃まで上昇し
た。その後、アルゴンガスを流入させながら約５００Ｔ
ｏｒｒに保ち、上記種結晶３の端面の温度Ｔ１を２２５
０℃、輻射部５１の表面温度Ｔ２を２２６０℃まで上昇
させた。同時に、原料ガス供給室８およびドープ原料ガ
ス供給室９内の温度を、加熱装置８２、９２にて上昇さ
せた。

【００３２】次いで、容器Ｈ内をゆっくり減圧して雰囲
気圧力を１Ｔｏｒｒに設定し、炭化珪素の原料ガスを原
料ガス導入管Ｈ１から、ドーパントガスとして窒素ガス
をドープ原料ガス導入管Ｈ２から容器Ｈ内に導入し、上
記種結晶３上に単結晶を２４時間成長させた。この時、
種結晶３上の単結晶の成長端面と輻射部５１表面との距
離Ｌが、常に１０ｍｍを保つように上下駆動装置４２を
制御し、種結晶３を単結晶の成長速度（０．８ｍｍ／ｈ
ｒ）と同じ速度で上方へ移動させた。同時に回転駆動装
置４１、５２を駆動して種結晶３、輻射体５を回転させ
ながら成長を行った。

【００３３】上記種結晶３、輻射体５の温度制御には温
度校正方法を用いた。まず、上記貼付体２の裏面温度Ｔ
１´、上記輻射部５１の裏面温度Ｔ２´を検出し、図
３、４に示す温度校正曲線を用いて、種結晶３の端面
（単結晶が成長した場合には単結晶の成長端面）の温度
Ｔ１、輻射部５１の表面温度Ｔ２を求めた。そして、こ
れを基に、単結晶成長端面の温度Ｔ１が２２５０℃、輻
射部５１の表面温度Ｔ２が２２６０℃となるように加熱
装置６１、６３を制御した。なお、図３、４に示す温度
校正曲線は、貼付体２の厚さ１０ｍｍ、輻射部５１の厚
さ１５ｍｍの時のものである。

【００３４】（比較例１）次に、比較のため、容器Ｈ内
に上記輻射体５を設置せず、種結晶３に対向する容器Ｈ
底部に炭化珪素原料粉末を配した従来装置を用い、単結
晶の２４時間成長試験を行った。実施例１と同じ種結晶
３を用い、種結晶３の成長面の温度を２２３０℃、原料
粉末表面の温度を２２９５℃に設定し、ドーパント、雰
囲気圧力等の条件は上記実施例１と同様とした。単結晶
の成長速度は約０．６ｍｍ／ｈｒであった。

【００３５】実施例１によって得られた単結晶の模式図
を図５（ａ）、（ｂ）に、比較例１によって得られた単
結晶の模式図を図６に示す。図を比較して明らかなよう
に、実施例１による単結晶Ｓは柱状体（高さ１９ｍｍ）
で、種結晶３表面に均一に結晶が堆積したものであるの
に対し、比較例１による単結晶Ｓは略球状で（高さ１５
ｍｍ）、中央部Ｓ１のドーパント濃度が周辺部Ｓ２に比
べて高い、不均一なものであった。

【００３６】図７、８には、上記実施例１、比較例１で
得られた単結晶の可視光域の吸収スペクトルをそれぞれ
示す。図には、単結晶の中心部の吸収スペクトルと中心
部から２０ｍｍ離れた周辺部の吸収スペクトルを示し、
図中、約２．０ｅＶ近傍のピークの大きさは、成長した
単結晶のドーパント濃度を示している。図８に見られる
ように比較例１の単結晶では、約２．０ｅＶ近傍のピー
クの大きさが異なっており、ドーパント濃度が同一面内
でばらついていることがわかる。これに対し、実施例１
の単結晶では、上記ピークの大きさが一致しており、単
結晶の径方向でドーパント濃度が均一であることがわか
る。

【００３７】なお、上記成長実験に先だって、輻射部５
１表面の温度Ｔ２を測定してみたところ、上記貼付体２
の裏面温度Ｔ１´＝２２００℃、輻射部５１の裏面温度
Ｔ２´＝２２１０℃の時、図９に示すように、輻射部５
１の中央部（中心からの距離０ｍｍ）と周縁部（中心か
らの距離２５ｍｍ）の温度差は５℃以内であった。この
ように、本発明によれば、輻射体５表面を均一に加熱
し、これに対向する種結晶の面内温度を一定に保持し
て、長手方向、径方向に均一、かつ高品質な単結晶を得
ることができる。

【００３８】上記実施例では、炭化珪素の単結晶成長に
本発明装置および方法を適用した例について説明した
が、本発明は、昇華法等の高温にて気相を介して単結晶
成長させることができる単結晶（例えば炭化珪素以外に
ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＳ等がある）であればいずれの
単結晶の成長にも適用可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、単結晶
成長中または成長毎に生じる温度変動や、面内温度の不
均一をなくすことができ、長手方向、径方向に均一性が
高くしかも高品質な単結晶を再現性よく製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の単結晶成長装置の一例を示す、反応容
器の全体断面図である。

【図２】本発明の単結晶成長装置の全体構成を示す断面
図である。

【図３】本発明実施例にて使用した種結晶端面温度の温
度較正曲線図である。

【図４】本発明実施例にて使用した輻射体表面温度の温
度較正曲線図である。

【図５】実施例１で得られた単結晶の模式図で、（ａ）
は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線断面図であ
る。

【図６】比較例１で得られた単結晶の模式図で、（ａ）
は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のVIｂ−VIｂ線断面図であ
る。

【図７】実施例１で得られた単結晶の可視光域の吸収ス
ペクトルを示す線図である。

【図８】比較例１で得られた単結晶の可視光域の吸収ス
ペクトルを示す線図である。

【図９】本発明実施例における輻射体の表面温度分布を
示す線図である。

【符号の説明】

Ｈ反応容器（容器）Ｈ１原料ガス導入管（原料ガス供給手段）Ｈ２ドープ原料ガス導入管Ｈ３ガス排気管１単結晶成長基板２貼付体３種結晶４支持棒（温度検出体を兼ねる）４１回転駆動装置４２上下駆動装置（移動手段）５熱輻射体５１輻射部５２回転駆動装置６１、６３加熱装置７温度検出体８原料供給室９ドープ原料供給室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単結晶となる原料のガスを種結晶に供給
し、該種結晶上に単結晶を成長させる方法において、上
記種結晶の端面に対向して、かつ該端面と平行に熱輻射
体を配置し、上記種結晶の端面上に成長する単結晶の成
長端面とこれに対向する上記熱輻射体表面との距離が一
定となるように、上記熱輻射体に対し上記種結晶を相対
移動させつつ単結晶の成長を行うことを特徴とする単結
晶成長方法。
【請求項２】上記単結晶の成長端面と上記熱輻射体と
の距離を５〜５０ｍｍの範囲でかつ一定に保ちつつ成長
を行う請求項１記載の単結晶成長方法。
【請求項３】上記単結晶より上記熱輻射体を高温と
し、かつ上記単結晶の成長端面の温度Ｔ1 （℃）と上記
熱輻射体表面の温度Ｔ2 （℃）との差（Ｔ2 −Ｔ1 ）
（℃）を、０℃＜（Ｔ2 −Ｔ1 ）≦２０℃とした請求項
１ないし２記載の単結晶成長方法。
【請求項４】容器内に配した種結晶に単結晶となる原
料のガスを供給して、上記種結晶上に単結晶を成長させ
る装置において、上記種結晶を表面に有する単結晶成長
基板と、上記種結晶の端面に対向して、かつ該端面と平
行に配置した熱輻射体と、単結晶となる原料のガスを上
記容器内に供給する原料ガス供給手段と、上記単結晶成
長基板を単結晶の成長方向に相対移動可能とする移動手
段とを備えることを特徴とする単結晶成長装置。
【請求項５】上記熱輻射体がグラファイトよりなる請
求項４記載の単結晶成長装置。
【請求項６】上記熱輻射体が内部にこれを直接または
輻射により加熱する手段を有する請求項４または５記載
の単結晶成長装置。