KR20150023055A - SiC 단결정의 제조 장치 및 SiC 단결정의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

SiC 단결정의 제조 장치(10)는, 용액 성장법에 이용된다. SiC 단결정의 제조 장치(10)는, 시드 샤프트(28)와 도가니(14)를 구비한다. 시드 샤프트(28)는, SiC 종결정(32)이 부착되는 하단면(28S)을 갖는다. 도가니(14)는, Si-C 용액(15)을 수용한다. 시드 샤프트(28)는, 통부(28A)와, 바닥부(28B)와, 저열전도성 부재(28C)를 구비한다. 바닥부(28B)는, 통부(28A)의 하단에 배치되고, 하단면(28 S)을 갖는다. 저열전도성 부재(28C)는, 바닥부(28B)의 상면에 배치되고, 바닥부(28 B)의 열전도율보다도 낮은 열전도율을 갖는다. 이 제조 장치에 의해, SiC 종결정의 결정 성장면 내의 온도를 불균일해지기 어렵게 할 수 있다.

Description

SiC 단결정의 제조 장치 및 SiC 단결정의 제조 방법{APPARATUS FOR PRODUCING SiC SINGLE CRYSTAL AND METHOD FOR PRODUCING SiC SINGLE CRYSTAL}

본 발명은, SiC 단결정의 제조 장치 및 SiC 단결정의 제조 방법에 관한 것이며, 더욱 자세하게는, 용액 성장법에 이용되는 SiC 단결정의 제조 장치 및 상기 제조 장치를 이용한 SiC 단결정의 제조 방법에 관한 것이다.

탄화규소(SiC)의 단결정을 제조하는 방법으로서, 용액 성장법이 알려져 있다. 용액 성장법에서는, SiC 종결정을 시드 샤프트의 하단에 배치하고, SiC 종결정의 하면(이하, 결정 성장면이라 함)을, Si-C 용액에 접촉시킨다. 그리고, Si-C 용액에 접촉시킨 SiC 종결정의 결정 성장면 상에 SiC 단결정을 성장시킨다. 여기서, Si-C 용액은, Si 또는 Si 합금의 융액에 카본(C)이 용해된 용액을 말한다.

SiC 종결정의 결정 성장면 상에 성장하는 SiC 단결정의 표면(이하, 성장 표면이라 함)은, 평탄한 것이 바람직하다. SiC 종결정의 결정 성장면 내에서 온도차가 있으면, SiC 단결정이 성장하기 쉬운 영역과 성장하기 어려운 영역이 SiC 종결정의 결정 성장면 내에 형성된다. 그 때문에, SiC 단결정의 성장 표면에 요철이 형성된다. 따라서, SiC 단결정의 성장 표면을 평탄하게 하기 위해서는, SiC 종결정의 결정 성장면 내의 온도 분포를 균일하게 할 필요가 있다.

또, 근년에는, 보다 큰 SiC 단결정을 제조하는 것이 요구되고 있다. SiC 단결정의 사이즈를 크게 하기 위해서는, SiC 종결정의 결정 성장면을 크게 할 필요가 있다. SiC 종결정의 결정 성장면을 크게 하면, SiC 종결정의 결정 성장면 내에서 온도차가 발생하기 쉬워진다. 그 때문에, 보다 큰 SiC 단결정을 제조하기 위해서라도, SiC 종결정의 결정 성장면 내의 온도 분포를 가능한 한 균일하게 할 필요가 있다.

일본국 특허 공개 2008-105896호 공보에는, SiC 단결정의 제조 방법이 개시되어 있다. 상기 공보에 기재된 SiC 단결정의 제조 방법에서는, 시드 샤프트의 하단면보다도 큰 SiC 종결정이 시드 샤프트의 하단면에 부착되고, 또한, SiC 종결정의 전체가 Si-C 용액에 침지된다. 그 때문에, SiC 종결정의 결정 성장면을 Si-C 용액의 액면에 접촉시키는 경우에 비해, SiC 종결정의 결정 성장면 내에서 온도차가 발생하기 어렵다.

상세하게 설명하면, SiC 종결정의 결정 성장면을 Si-C 용액의 액면에 접촉시키는 경우, SiC 종결정의 상면은, 시드 샤프트의 하단면과 접촉하는 영역을 제외하고, Si-C 용액을 수용하는 도가니 내의 공간을 채우는 불활성 가스에 접촉한다. 이 경우, SiC 종결정의 상면에 있어서는, 시드 샤프트의 하단면과 접촉하는 영역과, 그 이외의 영역에서, 열의 전달 조건이 상이하다. 특히, 불활성 가스와 접촉하는 영역은, 예를 들면 불활성 가스의 유동 등에 의해, 열의 전달 조건이 변화되기 쉽다. 그 결과, SiC 종결정의 상면의 온도 분포는 불균일해지기 쉽다. SiC 종결정의 상면의 온도 분포가 균일하면, 통상, SiC 종결정의 결정 성장면에서는, 온도 제어된 Si-C 용액과의 접촉에 의해, 균일한 온도 분포가 확보된다. 한편, SiC 종결정의 상면의 온도 분포가 불균일하면, SiC 종결정의 결정 성장면의 온도 분포에 영향을 미친다. 그 때문에, SiC 종결정의 결정 성장면의 온도가 불균일해져 버린다.

상기 공보에 기재된 바와 같이, SiC 종결정의 전체를 Si-C 용액에 침지시키면, SiC 종결정의 상면에 있어서도, 온도 제어된 Si-C 용액과의 접촉에 의해, 균일한 온도 분포가 확보된다. 그 때문에, SiC 종결정의 결정 성장면 내에서 온도차가 발생하기 어려워진다.

일본국 특허 공개 2008-105896호 공보

그러나, 시드 샤프트의 하단면보다 큰 SiC 종결정을 시드 샤프트의 하단면에 부착하고, 또한, SiC 종결정의 전체를 Si-C 용액에 침지시켜도, SiC 종결정의 결정 성장면 내에서 온도차가 발생하는 경우가 있다.

본 발명의 목적은, SiC 종결정의 결정 성장면 내의 온도차를 억제할 수 있는 SiC 단결정의 제조 장치, SiC 단결정의 제조 방법, 및 시드 샤프트를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시형태에 의한 SiC 단결정의 제조 장치는, 용액 성장법에 이용된다. SiC 단결정의 제조 장치는, 시드 샤프트와 도가니를 구비한다. 시드 샤프트는, SiC 종결정이 부착되는 하단면을 갖는다. 도가니는, Si-C 용액을 수용한다. 시드 샤프트는, 통부와, 바닥부와, 저열전도성 부재를 구비한다. 바닥부는, 통부의 하단에 배치되고, 하단면을 갖는다. 저열전도성 부재는, 바닥부의 상면에 배치되고, 바닥부의 열전도율보다도 낮은 열전도율을 갖는다.

본 발명의 실시형태에 의한 SiC 단결정의 제조 방법은, 상기 제조 장치를 이용한다. 상기 제조 방법은, 시드 샤프트의 하단면에 SiC 종결정을 부착하는 공정과, 원료가 수납된 도가니를 가열하여, Si-C 용액을 생성하는 공정과, 시드 샤프트의 하단면에 부착된 SiC 종결정을 Si-C 용액에 접촉시키는 공정과, SiC 종결정 상에 SiC 단결정을 육성하는 공정을 구비한다.

본 발명의 실시형태에 의한 시드 샤프트는, 용액 성장법에 의한 SiC 단결정의 제조에 이용된다. 이 시드 샤프트는, SiC 종결정이 부착되는 하단면을 갖는다. 이 시드 샤프트는, 통부와, 상기 통부의 하단에 배치되고, 상기 하단면을 갖는 바닥부와, 상기 바닥부의 상면에 배치되고, 상기 바닥부의 열전도율보다도 낮은 열전도율을 갖는 저열전도성 부재를 구비한다.

본 발명의 실시형태에 의한 SiC 단결정의 제조 장치 및 SiC 단결정의 제조 방법에 의해, SiC 종결정의 결정 성장면 내의 온도차를 억제할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 SiC 단결정의 제조 장치의 모식도이다.
도 2는, 도 1 중의 시드 샤프트를 나타내는 단면도이다.
도 3은, 시드 샤프트의 응용예 1을 나타내는 단면도이다.
도 4는, 시드 샤프트의 응용예 2를 나타내는 단면도이다.
도 5는, 시드 샤프트의 응용예 3을 나타내는 단면도이다.
도 6은, 시드 샤프트의 응용예 4를 나타내는 단면도이다.
도 7은, 시드 샤프트의 응용예 5를 나타내는 단면도이다.
도 8은, 시드 샤프트의 응용예 6을 나타내는 단면도이다.
도 9는, 시드 샤프트의 응용예 7을 나타내는 단면도이다.
도 10은, 응용예 3의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 11은, 도 10에 나타낸 저열전도성 부재의 평면도이다.
도 12는, 응용예 3의 다른 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 13은, 도 12에 나타내는 저열전도성 부재의 평면도이다.
도 14는, 속이 찬 시드 샤프트의 직경이 50mm, 75mm 및 100mm인 경우에, 용액의 온도 분포를 시뮬레이션한 결과이다.
도 15는, 중공의 시드 샤프트의 직경이 50mm인 경우이며, 또한, 저열전도성 부재의 두께가 5mm, 7mm 및 10mm인 경우에, 용액의 온도 분포를 시뮬레이션한 결과이다.
도 16은, 중공의 시드 샤프트의 직경이 100mm인 경우이며, 또한, 저열전도성 부재의 두께가 5mm, 7mm 및 10mm인 경우에, 용액의 온도 분포를 시뮬레이션한 결과이다.
도 17은, 중공의 시드 샤프트의 직경이 100mm인 경우이며, 또한, 저열전도성 부재가 도 2에 나타낸 저열전도성 부재인 경우, 및 도 5에 나타낸 저열전도성 부재인 경우에, 용액의 온도 분포를 시뮬레이션한 결과이다.

본 발명의 실시형태에 의한 SiC 단결정의 제조 장치는, 용액 성장법에 이용된다. SiC 단결정의 제조 장치는, 시드 샤프트와 도가니를 구비한다. 시드 샤프트는, SiC 종결정이 부착되는 하단면을 갖는다. 도가니는, Si-C 용액을 수용한다. 시드 샤프트는, 중공 구조이며, 통부와 바닥부와 저열전도성 부재를 구비한다. 바닥부는, 통부의 하단에 배치되고, 하단면을 갖는다. 저열전도성 부재는, 바닥부의 상면에 배치되고, 바닥부의 열전도율보다도 낮은 열전도율을 갖는다. 여기서, 「열전도율」이란, SiC 단결정 제조시의 바닥부, 및 저열전도성 부재의 온도에서의 열전도율이며, 예를 들면, 1000~2000℃에서의 열전도율이다.

시드 샤프트에 있어서는, 복사발열에 의해, 바닥부가 냉각된다. 시드 샤프트 내의 공간에서는, 통부에 가까운 영역일수록, 온도가 높아진다. 즉, 시드 샤프트 내의 공간에서는, 중심축에 직교하는 방향에 있어서, 온도차가 있다. 그 때문에, 바닥부의 발열량에도 차가 발생한다. 그 결과, 바닥부에 온도차가 발생하기 쉬워진다. 따라서, 바닥부에 부착되는 SiC 종결정의 결정 성장면 내의 온도 분포에 고저차가 생기기 쉽다.

상기 제조 장치에서는, 바닥부의 상면에 저열전도성 부재가 배치된다. 그 때문에, 저열전도성 부재에 의해, 바닥부의 발열이 억제된다. 그 결과, 바닥부에 온도차가 발생하기 어려워진다. 따라서, 바닥부에 부착되는 SiC 종결정의 결정 성장면 내에서 온도차가 발생하기 어려워진다.

저열전도성 부재는, 바닥부의 열전도율보다도 낮은 열전도율을 갖고 있으면, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 단열재이다.

저열전도성 부재는, 바닥부의 상면 전체를 덮지 않아도 된다. 예를 들면, 바닥부의 중앙부의 발열을 억제하고자 한다면, 저열전도성 부재는, 바닥부의 중앙부에 배치된다.

저열전도성 부재의 두께는 일정하지 않아도 된다. 예를 들면, 바닥부의 중앙부의 발열을, 바닥부의 주연부의 발열에 비해 억제하고자 한다면, 저열전도성 부재는, 그 중앙부가, 그 주연 부분보다 두꺼워도 된다.

이 경우, 저열전도성 부재는, 바닥부의 상면에 배치되는 제1 저열전도성부와, 제1 저열전도성부의 상면의 중앙부에 배치되는 제2 저열전도성부를 구비하고 있어도 된다.

저열전도성 부재는, 바닥부의 상면을 덮는 제1 피복부와, 제1 피복부의 상면에 접속되고, 통부의 내주면을 덮는 제2 피복부를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 통부가 열원이 되어 시드 샤프트 내의 온도가 상승하는 것을, 억제할 수 있다.

저열전도성 부재는, 바닥부의 상면에 접촉하고 있지 않아도 된다. 예를 들면, 바닥부의 열전도율보다도 높은 열전도율을 갖는 고열전도성 부재가, 저열전도성 부재와 바닥부 사이에 배치되어 있어도 된다. 여기서, 고열전도성 부재의 열전도율은, 바닥부, 및 저열전도성 부재의 열전도율과 동일하게 정의된다. 즉, 고열전도성 부재의 열전도율은, SiC 단결정 제조시에 있어서의 고열전도성 부재의 온도에서의 열전도율이며, 예를 들면, 1000~2000℃에서의 열전도율이다.

이 경우, 바닥부 중, 고열전도성 부재가 접촉하는 영역에 있어서, 온도차가 발생하기 어려워진다. 추가해, 저열전도성 부재에 의해, 고열전도성 부재와 바닥부의 발열이 억제된다. 따라서, 바닥부에 온도차가 발생하기 어려워진다.

고열전도성 부재는, 바닥부의 열전도율보다도 높은 열전도율을 갖고 있으면, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 금속이다.

저열전도성 부재의 열전도율은, 이방성을 갖고 있어도 된다. 예를 들면, 저열전도성 부재에 있어서의 시드 샤프트의 축방향의 열전도율이, 저열전도성 부재에 있어서의 시드 샤프트의 축방향에 수직인 방향의 열전도율보다 작아도 된다.

이 경우, 바닥부 중, 저열전도성 부재가 접촉하는 영역에 있어서, 온도차가 발생하기 어려워진다. 그 때문에, 바닥부에 온도차가 발생하기 어려워진다.

상술한 바와 같은 열전도율의 이방성을 갖는 저열전도성 부재는, 예를 들면, 열분해 흑연(pyrolytic graphite)이다.

제조 장치는, 통부 내에서 저열전도성 부재의 상방에 배치되는 발열원(拔熱源)과, 발열원을 승강하는 승강 장치를 더 구비해도 된다. 이 경우, 승강 장치에 의해, 발열원의 바닥부로부터의 거리를 조정할 수 있다. 그 때문에, 바닥부의 발열량을 제어할 수 있다.

본 발명의 실시형태에 의한 SiC 단결정의 제조 방법은, 상기 제조 장치를 이용한다.

이하, 실시형태에 따른 보다 구체적인 SiC 단결정의 제조 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 도면 중, 동일 또는 상당 부분에는, 동일 부호를 부여하고, 그 설명은 반복하지 않는다.

[제조 장치]

도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 SiC 단결정의 제조 장치(10)의 개략 구성도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 제조 장치(10)는, 챔버(12)와, 도가니(14)와, 단열 부재(16)와, 가열 장치(18)와, 회전 장치(20)와, 승강 장치(22)를 구비한다.

챔버(12)는, 도가니(14)를 수용한다. SiC 단결정을 제조할 때, 챔버(12)는 냉각된다.

도가니(14)는, Si-C 용액(15)을 수용한다. Si-C 용액(15)은, SiC 단결정의 원료이다. Si-C 용액(15)은, 실리콘(Si)과 탄소(C)를 함유한다.

Si-C 용액(15)의 원료는, 예를 들면, Si 단체, 또는, Si와 다른 금속 원소와의 혼합물이다. 원료를 가열하여 융액으로 하고, 이 융액에 카본(C)이 용해됨으로써, Si-C 용액(15)이 생성된다. 다른 금속 원소는, 예를 들면, 티탄(Ti), 망간(Mn), 크롬(Cr), 코발트(Co), 바나듐(V), 철(Fe) 등이다. 이들 금속 원소 중, 바람직한 금속 원소는, Ti, Cr 및 Fe이다. 더욱 바람직한 금속 원소는, Ti 및 Cr이다.

바람직하게는, 도가니(14)는 탄소를 함유한다. 이 경우, 도가니(14)는, Si-C 용액(15)으로의 탄소 공급원이 된다. 도가니(14)는, 예를 들면, 흑연으로 이루어지는 도가니여도 되고, SiC로 이루어지는 도가니여도 된다. 도가니(14)의 내표면은 SiC로 덮여 있어도 된다.

단열 부재(16)는, 단열재로 이루어지고, 도가니(14)를 둘러싼다.

가열 장치(18)는, 예를 들면, 고주파 코일이며, 단열 부재(16)의 측벽을 둘러싼다. 이 경우, 가열 장치(18)는, 도가니(14)를 유도 가열하고, 이에 의해, 도가니(14) 내에 수용된 원료가 용융되어, Si-C 용액(15)이 생성된다. 가열 장치(18)는, 또한 Si-C 용액(15)을 결정 성장 온도로 유지한다. 결정 성장 온도는, Si-C 용액(15)의 조성에 의존한다. 일반적인 결정 성장 온도는, 예를 들면, 1600~2000℃이다.

회전 장치(20)는, 회전축(24)과 구동원(26)을 구비한다.

회전축(24)은, 챔버(12)의 높이 방향(도 1의 상하 방향)으로 연장된다. 회전축(24)의 상단은 단열 부재(16) 내에 위치한다. 회전축(24)의 상단에는 도가니(14)가 배치된다. 회전축(24)의 하단은 챔버(12)의 외측에 위치한다.

구동원(26)은, 챔버(12)의 하방에 배치된다. 구동원(26)은, 회전축(24)에 연결된다. 구동원(26)은, 회전축(24)을, 그 중심축선 둘레로 회전시킨다. 이에 의해, 도가니(14)(Si-C 용액(15))가 회전한다.

승강 장치(22)는, 시드 샤프트(28)와 구동원(30)을 구비한다.

시드 샤프트(28)는, 예를 들면, 주로 흑연으로 이루어진다. 시드 샤프트(28)의 상단은, 챔버(12)의 외측에 위치한다. 시드 샤프트(28)의 하단면(28S)에는, SiC 종결정(32)이 부착된다.

SiC 종결정(32)은 판형상이고, 그 상면이 하단면(28S)에 부착된다. 본 실시형태에서는, 시드 샤프트(28)의 축방향에서 봤을 때, SiC 종결정(32)의 상면 전체가 하단면(28S)과 겹쳐진다. SiC 종결정(32)의 하면이, 결정 성장면(32S)이 된다.

SiC 종결정(32)은, SiC 단결정으로 이루어진다. 바람직하게는, SiC 종결정(32)의 결정 구조는, 제조하고자 하는 SiC 단결정의 결정 구조와 같다. 예를 들면, 4H다형의 SiC 단결정을 제조하는 경우, 4H다형의 SiC 종결정(32)을 이용하는 것이 바람직하다. 4H다형의 SiC 종결정(32)을 이용하는 경우, 결정 성장면(32S)은, (0001)면이거나 또는 (0001)면으로부터 8°이하의 각도로 경사진 면인 것이 바람직하다. 이 경우, SiC 단결정이 안정적으로 성장한다. 이하, SiC 종결정을, 단순히 「종결정」이라고 하는 경우가 있다.

구동원(30)은, 챔버(12)의 상방에 배치된다. 구동원(30)은, 시드 샤프트(28)에 연결된다.

구동원(30)은, 시드 샤프트(28)를 승강시킨다. 이에 의해, 시드 샤프트(28)의 하단면(28S)에 부착된 종결정(32)의 결정 성장면(32S)을, 도가니(14)가 수용하는 Si-C 용액(15)의 액면에 접촉시킬 수 있다.

구동원(30)은, 시드 샤프트(28)를, 그 중심축선 둘레로 회전시킨다. 이에 의해, 시드 샤프트(28)의 하단면(28S)에 부착된 종결정(32)이 회전한다. 시드 샤프트(28)의 회전 방향은, 도가니(14)의 회전 방향과 같은 방향이어도 되고, 반대 방향이어도 된다.

[시드 샤프트]

도 2를 참조하면서, 시드 샤프트(28)에 대해서 설명한다. 시드 샤프트(28)는, 통부(28A)와, 바닥부(28B)와, 저열전도성 부재(28C)를 구비한다. 즉, 시드 샤프트(28)는, 중공 구조를 갖는다.

바닥부(28B)는, 통부(28A)의 하단에 위치해, 통부(28A)의 하단을 막고 있다. 바닥부(28B)의 하면이, 시드 샤프트(28)의 하단면(28S)이다.

도 2에 나타낸 예에서는, 바닥부(28B)는, 통부(28A)와 일체 형성되어 있는데, 통부(28A)와 일체 형성되어 있지 않아도 된다. 예를 들면, 바닥부(28B)는, 통부(28A)의 하단에 나사 고정되어도 된다. 통부(28A), 및 바닥부(28B)는, 예를 들면, 흑연으로 이루어진다.

저열전도성 부재(28C)는, 바닥부(28B)의 상면에 배치된다. 도 2에 나타낸 예에서는, 저열전도성 부재(28C)는, 바닥부(28B)의 상면 전체를 덮고 있다.

저열전도성 부재(28C)는, 바닥부(28B)의 열전도율보다도 낮은 열전도율을 갖는다. 예를 들면, 바닥부(28B)가 흑연으로 이루어지는 경우에는, 저열전도성 부재(28C)는, 흑연보다도 낮은 열전도율을 갖는다. 바람직하게는, 저열전도성 부재(28C)의 열전도율은, 바닥부(28B)의 열전도율의 1/10 이하이다. SiC 단결정 제조시에, 바닥부(28B), 및 저열전도성 부재(28C)의 온도는, 예를 들면, 1000~2000℃이 된다. 이러한 온도에 있어서, 바닥부(28B)의 열전도율은, 예를 들면, 60~35 W/(m·K)이며, 저열전도성 부재(28C)의 열전도율은, 예를 들면, 0.3~0.6W/(m·K)이다.

저열전도성 부재(28C)는, 바람직하게는, 단열재로 이루어진다. 바닥부(28B)가 흑연(등방성 흑연)으로 이루어지는 경우에는, 단열재는, 예를 들면, 알루미나, 지르코니아, 열분해 탄소, 흑연 시트(시드 샤프트의 축방향의 열전도율이 상기 축방향에 수직인 방향의 열전도율보다도 작은 이방성 흑연), 카본 섬유 등이다. 저열전도성 부재(28C)의 두께는, 요구되는 발열량에 따라서, 적절히 설정된다.

[SiC 단결정의 제조 방법]

제조 장치(10)를 이용한 SiC 단결정의 제조 방법에 대해서 설명한다. 처음에, 제조 장치(10)를 준비한다(준비 공정). 다음에, 시드 샤프트(28)에 종결정(32)을 부착한다(부착 공정). 다음에, 챔버(12) 내에 도가니(14)를 배치하고, Si-C 용액(15)을 생성한다(생성 공정). 다음에, 종결정(32)을 도가니(14) 내의 Si-C 용액(15)에 접촉시킨다(접촉 공정). 다음에, SiC 단결정을 육성한다(육성 공정). 이하, 각 공정의 상세한 사항을 설명한다.

[준비 공정]

처음에, 제조 장치(10)를 준비한다.

[부착 공정]

계속해서, 시드 샤프트(28)의 하단면(28S)에 종결정(32)을 부착한다. 본 실시형태에서는, 종결정(32)의 상면 전체에 걸쳐서, 시드 샤프트(28)의 하단면(28S)에 접촉한다.

[생성 공정]

다음에, 챔버(12) 내의 회전축(24) 상에, 도가니(14)를 배치한다. 도가니(14)는, Si-C 용액(15)의 원료를 수용한다.

다음에, Si-C 용액(15)을 생성한다. 먼저, 챔버(12) 내의 분위기를 불활성 가스로 치환한다. 그리고, 가열 장치(18)에 의해, 도가니(14) 내의 Si-C 용액(15)의 원료를 융점 이상으로 가열한다. 도가니(14)가 흑연으로 이루어지는 경우, 도가니(14)를 가열하면, 도가니(14)로부터 탄소가 융액에 녹아들어, Si-C 용액(15)이 생성된다. 도가니(14)의 탄소가 Si-C 용액(15)에 녹아들면, Si-C 용액(15) 내의 탄소 농도는 포화 농도에 가까워진다.

[접촉 공정]

다음에, 종결정(32)을 Si-C 용액(15)에 접촉시킨다. 구체적으로는, 구동원(30)에 의해, 시드 샤프트(28)를 강하하여, 종결정(32)을 Si-C 용액(15)에 접촉시킨다.

[육성 공정]

종결정(32)을 Si-C 용액(15)에 접촉시킨 후, 가열 장치(18)에 의해, Si-C 용액(15)을, 상술한 결정 성장 온도로 유지한다. 또한, Si-C 용액(15)에 있어서의 종결정(32)의 근방을 과냉각하여, SiC를 과포화 상태로 한다.

Si-C 용액(15)에 있어서의 종결정(32)의 근방을 과냉각하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 가열 장치(20)를 제어하여, Si-C 용액(15)에 있어서의 종결정(32)의 근방 영역의 온도를 다른 영역의 온도보다 낮게 해도 된다.

Si-C 용액(15)에 있어서의 종결정(32)의 근방 영역을, SiC에 대해서 과포화 상태로 한 채로, 종결정(32)과 Si-C 용액(15)(도가니(14))을 회전시킨다. 시드 샤프트(28)를 회전시킴으로써, 종결정(32)이 회전한다. 회전축(24)을 회전시킴으로써, 도가니(14)가 회전한다. 종결정(32)의 회전 방향은, 도가니(14)의 회전 방향과 역방향이어도 되고, 같은 방향이어도 된다. 또, 회전 속도는 일정해도 되고, 변동시켜도 된다. 시드 샤프트(28)는, 구동원(30)에 의해, 회전시키면서, 서서히 상승시킨다. 이 때, Si-C 용액(15)에 접촉하는 종결정(32)의 결정 성장면(32S)에 SiC 단결정이 생성되고, 성장한다. 또한, 시드 샤프트(28)는, 상승시키지 않고 회전시켜도 된다. 또한, 시드 샤프트(28)는, 상승도, 회전도 시키지 않아도 된다.

시드 샤프트(28)는 중공 구조를 갖는다. 이러한 시드 샤프트(28)에 있어서는, 바닥부(28B)는, 주로, 상방으로의 복사발열에 의해, 냉각된다. 복사발열은, 바닥부(28B)의 중심에 있어서, 발열 효율이 가장 커진다. 이것은, 바닥부(28B)의 중심에서는, 바닥부(28B)의 다른 영역에 비해, 저온부(상방에서 시드 샤프트(28)를 유지하는 금속 부재)로의 입체각이 크기 때문이다. 바닥부(28B)의 저온부로부터의 거리가 가까울수록 발열량은 커진다. 또, 시드 샤프트(28)의 외면은, 도가니(14)의 내면으로부터의 복사에 의해 가열되고 있다. 그 때문에, 시드 샤프트(28) 내의 공간에서는, 통부(28A)에 가까운 영역일수록 온도가 높다. 즉, 시드 샤프트(28) 내의 공간에서는, 중심축에 가까울수록 온도가 낮다. 그 때문에, 바닥부(28B)의 발열량은, 통부(28A)로부터 멀어질수록, 즉, 통부(28A)의 중심축에 가까울수록 커진다. 그 결과, 바닥부(28B)에 온도차가 발생하기 쉬워진다. 따라서, 바닥부(28B)의 하면(시드 샤프트(28)의 하단면(28S))에 부착되는 종결정(32)의 결정 성장면(32S) 내의 온도 분포가 불균일해지기 쉽다.

본 실시형태에서는, 바닥부(28B)의 상면 전체를 덮도록 저열전도성 부재(28C)가 배치되어 있다. 그 때문에, 저열전도성 부재(28C)에 의해, 바닥부(28B)의 발열이 억제된다. 그 결과, 바닥부(28B)에 온도차가 발생하기 어려워진다. 바닥부(28B)에 온도차가 발생하기 어려워지면, 바닥부(28B)의 하면(시드 샤프트(28)의 하단면(28S))에 부착되는 종결정(32)의 결정 성장면(32S) 내에서 온도차가 발생하기 어려워진다. 그 결과, 종결정(32)의 결정 성장면(32S) 상에 성장하는 SiC 단결정의 성장 표면에 요철이 형성되기 어려워진다. 또, 가령, 저열전도성 부재(28C)가, 바닥부(28B)와 종결정(32) 사이에 배치되어 있었다고 하면, 결정 성장시에, 저열전도성 부재(28C)는 Si-C 용액(15)에 접촉해, 저열전도성 부재(28C)로부터 SiC의 다결정이 성장한다. 본 실시형태에서는, 저열전도성 부재(28C)는, 통부(28A)와, 바닥부(28B)로 둘러싸인 공간에 배치되어 있으므로, Si-C 용액(15)에 접촉할 일은 없다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 다결정이 생기기 어렵다. 또, 저열전도성 부재(28C)가 Si-C 용액(15)과 접촉하지 않음으로써, 저열전도성 부재(28C)는 소모되기 어렵고, 또, Si-C 용액(15)은 저열전도성 부재(28C)에 의해 오염될 일은 없다.

[응용예 1]

저열전도성 부재는, 도 2에 나타낸 바닥부(28B)의 상면 전체를 덮지 않아도 된다. 저열전도성 부재는, 바닥부(28B)에 있어서 발열을 억제하고자 하는 영역을 덮고 있으면 된다. 예를 들면, 바닥부(28B)의 중앙부의 발열량이 크기 때문에, 바닥부(28B)의 중앙부의 발열을 억제하고자 한다면, 도 3에 나타낸 시드 샤프트(281)와 같이, 저열전도성 부재(28C1)는, 바닥부(28B)의 상면의 중앙부만을 덮어도 된다. 이 경우, 바닥부(28B)의 중앙부와 주연부의 온도차를 작게 할 수 있다.

[응용예 2]

저열전도성 부재는, 도 2에 나타낸 대략 일정한 두께를 갖는 것이 아니어도 된다. 저열전도성 부재는, 바닥부(28B)에 있어서 발열을 억제하고자 하는 영역을 덮는 부분을 두껍게 해도 된다. 예를 들면, 바닥부(28B)의 중앙부의 발열량이 크기 때문에, 바닥부(28B)의 중앙부의 발열을 억제하고자 한다면, 도 4에 나타낸 시드 샤프트(282)와 같이, 저열전도성 부재(28C2)는, 제1 저열전도성부(36A)와 제2 저열전도성부(36B)를 구비해도 된다. 제1 저열전도성부(36A)는, 바닥부(28B)의 상면 전체를 덮는다. 제2 저열전도성부(36B)는, 시드 샤프트(282)의 축을 따라 내려다보는 평면에서 봤을 때, 제1 저열전도성부(36A)보다 작고, 제1 저열전도성부(36A)의 상면 중앙부에 있어서, 제1 저열전도성부(36A)에 일체 형성되어 있다. 이 경우, 바닥부(28B)의 중앙부의 발열이, 그 주위보다도 억제된다.

[응용예 3]

저열전도성 부재의 일부를 다른 부분보다도 두껍게 하는 경우, 저열전도성 부재는, 도 4에 나타낸 제1 저열전도성부와 제2 저열전도성부가 일체 형성된 것이 아니어도 된다. 예를 들면, 도 5에 나타낸 시드 샤프트(283)와 같이, 저열전도성 부재(28C3)는, 제1 저열전도성부(38A)와, 제1 저열전도성부(38A)와는 별도의 부재로서 형성된 제2 저열전도성부(38B)를 구비해도 된다. 제1 저열전도성부(38A)는, 바닥부(28B)의 상면 전체를 덮는다. 제2 저열전도성부(38B)는, 시드 샤프트(283)의 축을 따라 내려다보는 평면에서 봤을 때, 제1 저열전도성부(38A)보다 작고, 제1 저열전도성부(38A)의 상면 중앙부를 덮는다. 이 경우에도, 바닥부(28B)의 중앙부의 발열이, 그 주위보다도 억제된다.

도 10에 나타낸 시드 샤프트(288)는, 도 5에 나타낸 시드 샤프트(283)의 변형예이며, 제1 저열전도성 부재(28C6)와, 제2 저열전도성 부재(28C7)와, 제3 저열전도성 부재(28C8)를 구비한다. 도 11에, 도 10에 나타낸 제1~제3 저열전도성 부재(28C6~28C8)를 시드 샤프트(288)의 축을 따라 내려다본 평면도를 나타낸다. 제1~제3 저열전도성 부재(28C6~28C8)는, 모두, 원판형상이며, 시드 샤프트(288)의 축에 대해, 동축형으로 배치되어 있다.

제1 저열전도성 부재(28C6)는, 바닥부(28B)의 상면 전체를 덮는다. 제2 저열전도성 부재(28C7)는, 제1 저열전도성 부재(28C6)의 상면에 있어서, 주연부 근방을 제외한 영역을 덮는다. 제3 저열전도성 부재(28C8)는, 제2 저열전도성 부재(28C7)의 상면에 있어서, 주연부 근방을 제외한 영역을 덮는다. 상층의 저열전도성 부재일수록, 직경이 작다. 저열전도성 부재를 이와 같이 구성함으로써, 시드 샤프트의 축경이 큰 경우에도, 시드 샤프트의 바닥부의 온도의 불균일을 작게 할 수 있다.

도 10, 및 도 11에 나타낸 예에서는, 3장의 저열전도성 부재를 이용하고 있는데, 동축형으로 배치되고 상층의 저열전도성 부재일수록 직경이 작아지는 4장 이상의 저열전도성 부재를 이용해도 된다. 이러한 구성으로 저열전도성 부재의 수를 많이 함으로써, 시드 샤프트의 바닥부의 온도의 불균일을, 보다 작게 할 수 있다.

도 12에 나타낸 시드 샤프트(289)는, 도 5에 나타낸 시드 샤프트(283)의 다른 변형예이다. 시드 샤프트(289)는, 제1 저열전도성 부재(28C9)와, 제2 저열전도성 부재(28C10)를 구비한다. 도 13에, 도 12에 나타낸 제1 및 제2 저열전도성 부재(28C9 및 28C10)를 시드 샤프트(289)의 축을 따라 내려다본 평면도를 나타낸다. 도 10, 및 도 11에 나타낸 제1~제3 저열전도성 부재(28C6~28C8)와 마찬가지로, 제1 및 제2 저열전도성 부재(28C9 및 28C10)는, 모두, 원판형상이며, 시드 샤프트(289)의 축에 대해, 동축형으로 배치되어 있다. 상층의 저열전도성 부재일수록, 직경이 작다.

제1 저열전도성 부재(28C9)는, 바닥부(28B)의 상면에 있어서, 주연부 근방을 제외한 영역을 덮는다. 제2 저열전도성 부재(28C10)는, 제1 저열전도성 부재(28C9)의 상면에 있어서, 주연부 근방을 제외한 영역을 덮는다. 이와 같이, 바닥부(28B)의 상면은, 그 전체가, 최하층의 저열전도성 부재에 덮여 있지 않아도 된다. 이러한 구성에 의해서, 시드 샤프트의 축경이 큰 경우에도, 시드 샤프트의 바닥부의 온도의 불균일을 작게 할 수 있다.

[응용예 4]

저열전도성 부재는, 바닥부(28B)의 상면에 접촉하지 않아도 된다. 예를 들면, 도 6에 나타낸 시드 샤프트(284)에서는, 저열전도성 부재(28C)와 바닥부(28B) 사이에, 고열전도성 부재(40)가 배치된다. 고열전도성 부재(40)는, 바닥부(28B)의 열전도율보다도 높은 열전도율을 갖는다. 고열전도성 부재(40)는, 예를 들면, 금속으로 이루어진다. 고열전도성 부재(40)가, 예를 들면, 텅스텐으로 이루어지는 경우, 고열전도성 부재(40)의 열전도율(SiC 단결정 제조시의 고열전도성 부재(40)의 온도에서의 열전도율)은, 112~94W/(m·K)이다. 도 6에 나타낸 예에서는, 고열전도성 부재(40)가 바닥부(28B)의 상면 전체에 접촉하고, 저열전도성 부재(28C)가 고열전도성 부재(40)의 상면 전체에 접촉한다.

본 응용예에서는, 고열전도성 부재(40)가 바닥부(28B)의 상면 전체에 접촉한다. 고열전도성 부재(40)는, 바닥부(28B)보다도 열이 전달되기 쉽다. 그 때문에, 고열전도성 부재(40)가 접촉하는 바닥부(28B)에 있어서, 온도가 불균일해지기 어려워진다.

추가해, 저열전도성 부재(28C)가 고열전도성 부재(40)를 덮기 때문에, 고열전도성 부재(40) 및 바닥부(28B)의 발열이 억제된다. 그 결과, 바닥부(28B)의 온도의 불균일이 억제된다.

[응용예 5]

저열전도성 부재의 열전도율은, 이방성을 갖고 있어도 된다. 예를 들면, 도 7에 나타낸 시드 샤프트(285)에서는, 저열전도성 부재(28C4)는, 시드 샤프트(28)의 축방향의 열전도율이, 시드 샤프트(28)의 축방향에 수직인 방향의 열전도율보다도 작다. 저열전도성 부재(28C4)는, 예를 들면, 열분해 흑연으로 이루어진다.

본 응용예에서는, 저열전도성 부재(28C4)가 바닥부(28B)의 상면 전체를 덮는다. 저열전도성 부재(28C4)에 있어서는, 시드 샤프트(28)의 축방향보다도 축방향에 수직인 방향으로 열이 전달되기 쉽다. 그 때문에, 저열전도성 부재(28C4)가 접촉하는 바닥부(28B)에 있어서, 온도가 불균일해지기 어렵다.

[응용예 6]

도 8에 나타낸 시드 샤프트(286)에서는, 통부(28A) 내에 발열원(34)이 배치된다. 발열원(34)은, 저열전도성 부재(28C)의 상방에 배치된다. 발열원(34)은, 예를 들면, 금속관이다. 금속관의 내측에는, 예를 들면, 냉각수가 흐르는 냉각관이 배치된다. 발열원(34)에 의해, 바닥부(28B)의 복사발열이 촉진된다.

도 8에 나타낸 예에서는, 발열원(34)은, 승강 가능하게 배치된다. 발열원(34)은, 승강 장치(42)에 의해서 승강된다. 승강 장치(42)는, 구동축(42A)과, 구동원(42B)을 구비한다. 구동축(42A)은, 발열원(34)에 연결된다. 구동원(42B)은, 구동축(42A)을 승강한다. 이에 의해, 발열원(34)이 승강한다. 구동원(42B)은, 예를 들면, 모터이다. 구동원(42B)은, 예를 들면, 시드 샤프트(286)의 상단 개구를 덮는 덮개(44)의 상면에 배치된다. 이 경우, 구동축(42A)은, 덮개(44)에 형성된 구멍(44A)에 삽입 통과된다.

본 응용예에서는, 승강 장치(42)에 의해서, 발열원(34)의 바닥부(28B)로부터의 거리를 조정할 수 있다. 그 때문에, 바닥부(28B)의 발열량을 제어할 수 있다.

[응용예 7]

도 9에 나타낸 시드 샤프트(287)에서는, 저열전도성 부재(28C5)는, 제1 피복부(46A)와 제2 피복부(46B)를 구비한다. 제1 피복부(46A)는, 바닥부(28B)의 상면을 덮는다. 제2 피복부(46B)는, 제1 피복부(46A)의 상면 주연부에 접속되고, 통부(28A)의 내주면을 덮는다.

이 경우, 통부(28A)에 의해, 시드 샤프트(28) 내의 온도가 상승하는 것을 회피할 수 있다. 그 때문에, 시드 샤프트(28) 내의 온도 불균일이 적어진다.

실시예

저열전도성 부재의 두께를 상이하게 한 경우에, SiC 종결정 직하의 Si-C 용액의 온도가 어느 정도 변화하는지를 시뮬레이션에 의해 조사했다. 또, 비교를 위해서, 속이 찬 시드 샤프트의 직경을 상이하게 한 경우에, SiC 종결정 직하의 Si-C 용액의 온도가 어느 정도 변화하는지를 시뮬레이션에 의해 조사했다.

이 시뮬레이션에서는, 축대칭 RZ계를 이용하여, 열유동 해석을 차분법에 의해 계산했다. 이 시뮬레이션에서는, 도 1에 나타낸 제조 장치에 있어서, 도 2에 나타낸 시드 샤프트를 이용한 경우와, 도 1에 나타낸 제조 장치에 있어서, 속이 찬 시드 샤프트를 이용한 경우를 상정했다. 단열 부재로 둘러싸인 영역을 계산 대상으로 하고, 단열 부재 표면의 온도 경계 조건은, 방사발열로 했다.

제조 장치가 구비하는 가열 장치는 고주파 코일로 했다. 처음에, 고주파 코일에 인가하는 전류를 6kHz의 360A로 하여, 전자기장 해석에 의해, 도가니 내의 줄열을 산출했다. 다음에, 산출한 줄열 분포를 이용하여, 도가니 내의 열유동 해석을 행했다. 열유동 해석에서는, 도가니와 시드 샤프트는, 같은 카본 재질인 것으로 했다. 시드 샤프트의 직경은, 종결정의 직경과 같은 크기인 것으로 했다. 도 2에 나타낸 시드 샤프트에서는, 통부의 두께를 3mm로 하고, 바닥부의 두께를 3mm로 했다. 도가니를 지지하는 회전축의 하단, 및 시드 샤프트의 상단은, 냉각 장치에 의해 25℃로 냉각(수랭)하는 것으로 했다. 또, 챔버(12) 내에 도입하는 불활성 가스에 대해서는 He의 물성치를 이용하고, Si-C 용액에 대해서는 Si 융액의 물성치를 이용하여 계산했다. 이 열유동 해석에서는, 정상 계산을 행했다.

도 14는, 비교예의 시뮬레이션 결과이며, 속이 찬 시드 샤프트를 이용한 경우, 즉, 저열전도성 부재를 구비하고 있지 않은 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 시드 샤프트의 직경은, 50mm, 75mm 및 100mm의 3종류로 했다. 시드 샤프트의 직경이 커질수록, 종결정 직하의 용액 온도가 저하되는 것을 확인할 수 있었다. 시드 샤프트의 직경이 커질수록, 종결정의 중앙부 직하의 용액 온도와, 종결정의 주연부 직하의 용액 온도의 차가 커지는 것을 확인할 수 있었다.

도 15는, 본 발명예의 시뮬레이션 결과이며, 시드 샤프트의 직경(통부의 외경)이 50mm인 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 저열전도성 부재의 두께는, 5mm, 7mm 및 10mm의 3종류로 했다. 중공의 시드 샤프트의 바닥부의 상면에 저열전도성 부재를 배치함으로써, 속이 찬 시드 샤프트를 이용하는 경우(도 14 참조)보다도, 종결정 직하의 용액 온도가 저하되기 어려워짐을 확인할 수 있었다. 중공의 시드 샤프트의 바닥부의 상면에 저열전도성 부재를 배치함으로써, 속이 찬 시드 샤프트를 이용하는 경우(도 14 참조)보다도, 종결정의 중앙부 직하의 용액 온도와, 종결정의 주연부 직하의 용액 온도의 차가 작아짐을 확인할 수 있었다. 저열전도성 부재가 두꺼워질수록, 종결정 직하의 Si-C 용액의 온도가 저하되기 어려워짐을 확인할 수 있었다.

도 16은, 본 발명예의 시뮬레이션 결과이며, 시드 샤프트의 직경(통부의 외경)이 100mm인 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 저열전도성 부재의 두께는, 5mm, 7mm 및 10mm의 3종류로 했다. 중공의 시드 샤프트의 바닥부의 상면에 저열전도성 부재를 배치함으로써, 속이 찬 시드 샤프트를 이용하는 경우(도 14 참조)보다도, 종결정 직하의 용액 온도가 저하되기 어려워짐을 확인할 수 있었다. 중공의 시드 샤프트의 바닥부의 상면에 저열전도성 부재를 배치함으로써, 속이 찬 시드 샤프트를 이용하는 경우(도 14 참조)보다도, 종결정의 중앙부 직하의 용액 온도와, 종결정의 주연부 직하의 용액 온도의 차가 작아짐을 확인할 수 있었다. 저열전도성 부재가 두꺼워질수록, 종결정 직하의 Si-C 용액의 온도가 저하되기 어려워짐을 확인할 수 있었다.

도 17은, 본 발명예의 시뮬레이션 결과이며, 시드 샤프트의 직경(통부의 외경)이 100mm인 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 이 시뮬레이션에서는, 저열전도성 부재로서, 도 2에 나타낸 저열전도성 부재 외에, 도 5에 나타낸 저열전도성 부재를 상정했다. 도 2에 나타낸 저열전도성 부재의 두께는, 10mm 및 20mm로 했다. 도 5에 나타낸 저열전도성 부재에서는, 제1 저열전도성부의 두께는 10mm로 하고, 제2 저열전도성부의 두께는 10mm로 했다. 제2 저열전도성부의 직경은, 제1 저열전도성부의 반경과 같은 크기로 했다. 중공의 시드 샤프트의 바닥부의 상면에 저열전도성 부재를 배치함으로써, 속이 찬 시드 샤프트를 이용하는 경우(도 14 참조)보다도, 종결정 직하의 용액 온도가 저하되기 어려워짐을 확인할 수 있었다. 중공의 시드 샤프트의 바닥부의 상면에 저열전도성 부재를 배치함으로써, 속이 찬 시드 샤프트를 이용하는 경우(도 14 참조)보다도, 종결정의 중앙부 직하의 용액 온도와, 종결정의 주연부 직하의 용액 온도의 차가 작아짐을 확인할 수 있었다. 저열전도성 부재가 두꺼워질수록, 종결정 직하의 Si-C 용액의 온도가 저하되기 어려워짐을 확인할 수 있었다. 또, 도 5에 나타낸 저열전도성 부재에서는, 종결정의 중앙부의 직하에 있어서의 Si-C 용액의 온도가 저하되기 어려워짐을 확인할 수 있었다.

또한, 도 15~도 17에 나타낸 본 발명의 실시예는, 모두, 시드 샤프트의 중심 축에 가까울수록, 종결정 직하에 있어서의 Si-C 용액의 온도가 저하되는 온도 프로파일이었는데, 예를 들면, 시드 샤프트의 중심축으로부터 멀어질수록, 종결정 직하에 있어서의 Si-C 용액의 온도가 저하되는 온도 프로파일을 얻을 수 있도록 장치를 구성해도 된다.

또, 도 9에 나타낸 저열전도성 부재(28C5)(제1 피복부(46A)와, 제2 피복부(46B)를 구비한 것)에 있어서, 도 3 또는 도 4에 나타낸 저열전도성 부재(28C2, 28C3)와 같이, 제1 피복부(46A)의 중앙부가, 평면에서 봤을 때, 이 중앙부의 주위의 부분(제2 피복부(46B)와 접속하고 있지 않은 부분)보다, 두꺼워도 된다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 기술해왔는데, 이들은 어디까지나 예시이며, 본 발명은, 상술한 실시형태에 의해서는 전혀 한정되지 않는다.

10：제조 장치
14：도가니
15：Si-C 용액
28：시드 샤프트
28S：하단면
28A：통부
28B：바닥부
28C：저열전도성 부재
32：SiC 종결정
34：발열원
38A：제1 저열전도성부
38B：제2 저열전도성부
40：고열전도성 부재
42：승강 장치

Claims (13)

1. 용액 성장법에 이용되는 SiC 단결정의 제조 장치로서,
   SiC 종결정이 부착되는 하단면을 갖는 시드 샤프트(seed shaft)와,
   Si-C 용액을 수용하는 도가니를 구비하고,
   상기 시드 샤프트는,
   통부와,
   상기 통부의 하단에 배치되고, 상기 하단면을 갖는 바닥부와,
   상기 바닥부의 상면에 배치되고, 상기 바닥부의 열전도율보다도 낮은 열전도율을 갖는 저열전도성 부재를 구비하는, 제조 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 저열전도성 부재가 단열재인, 제조 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 저열전도성 부재가 상기 바닥부의 중앙부에 배치되는, 제조 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 저열전도성 부재의 중앙부가 주연부보다도 두꺼운, 제조 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 저열전도성 부재는,
   상기 바닥부의 상면에 배치되는 제1 저열전도성부와.
   상기 제1 저열전도성부의 상면의 중앙부에 배치되는 제2 저열전도성부를 구비하는, 제조 장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 저열전도성 부재가,
   상기 바닥부의 상면을 덮는 제1 피복부와,
   상기 제1 피복부의 상면에 접속되고, 상기 통부의 내주면을 덮는 제2 피복부를 구비하는, 제조 장치.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 시드 샤프트는,
   상기 저열전도성 부재와 상기 바닥부 사이에 배치되고, 상기 바닥부의 열전도율보다도 높은 열전도율을 갖는 고열전도성 부재를 더 구비하는, 제조 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 고열전도성 부재가 금속인, 제조 장치.
9. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 저열전도성 부재에 있어서의 상기 시드 샤프트의 축방향의 열전도율이, 상기 저열전도성 부재에 있어서의 상기 시드 샤프트의 축방향에 수직인 방향의 열전도율보다도 작은, 제조 장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 저열전도성 부재가 열분해 흑연(pyrolytic graphite)인, 제조 장치.
11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통부 내에서 상기 저열전도성 부재의 상방에 배치되는 발열원(拔熱源)과,
    상기 발열원을 승강하는 승강 장치를 더 구비하는, 제조 장치.
12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 제조 장치를 이용한, 용액 성장법에 의한 SiC 단결정의 제조 방법으로서,
    상기 시드 샤프트의 하단면에 상기 SiC 종결정을 부착하는 공정과,
    원료가 수납된 상기 도가니를 가열하여, 상기 Si-C 용액을 생성하는 공정과,
    상기 시드 샤프트의 상기 하단면에 부착된 상기 SiC 종결정을 상기 Si-C 용액에 접촉시키는 공정과,
    상기 SiC 종결정 상에 SiC 단결정을 육성하는 공정을 구비하는, 제조 방법.
13. 용액 성장법에 의한 SiC 단결정의 제조에 이용되고, SiC 종결정이 부착되는 하단면을 갖는 시드 샤프트로서,
    통부와,
    상기 통부의 하단에 배치되고, 상기 하단면을 갖는 바닥부와,
    상기 바닥부의 상면에 배치되고, 상기 바닥부의 열전도율보다도 낮은 열전도율을 갖는 저열전도성 부재를 구비하는, 시드 샤프트.
    

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