技術分野
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単結晶の製造方法に関するものである。
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
SiC単結晶を製造する際には、SiC単結晶の成長表面が中央部において外縁部よりも窪んだ凹形状となるよりも、フラット形状もしくは中央部において外縁部よりもやや突き出た凸形状となるようにする方が好ましい。SiC単結晶の成長表面が凹形状になると、結晶内部に応力が発生し、結晶欠陥(転位)が発生するなどにより品質を劣化させる。このため、SiC単結晶の成長表面が凹形状であったとしてもその曲率が小さい方が品質の劣化を抑制でき、その成長表面がフラット形状もしくはやや凸形状になるとより好ましい。
SiC単結晶の成長表面を制御するためには、SiC単結晶の周囲を囲むようにガイドを配置し、このガイドの熱によってSiC単結晶の外縁部の温度が内部よりも高くなるようにすることが考えられる。具体的には、反応容器の上方から円筒状のガイドを延設し、ガイドの内周面に沿ってSiC単結晶を成長させるようにすれば良い。このようにすれば、SiC単結晶の温度分布が中央部から外縁部にかけて急峻に変化し、外縁部において中央部よりも高温となるようにすることができる。これにより、SiC単結晶の成長表面が凹形状になっても、凹部の凹み量が小さくなって、曲率が小さくなるようにできる。
しかしながら、反応容器の上方から円筒状のガイドを延設する場合、SiC単結晶の成長方向においてガイドに温度分布をつけることが難しく、SiC単結晶の結晶表面の分布に影響を与え難い。つまり、反応容器の上方に行くほど温度が低くなるが、ガイドの温度がその上方の温度に引っ張られ、期待する高温化が十分に行えず、SiC単結晶の中央部から外縁部にかけて急峻に温度が変化しなくなる。その結果、反応容器との温度バランスによりSiC単結晶の表面が凹形状になってしまう。
本発明は点に鑑みて、よりSiC単結晶の成長表面が凹形状になることを抑制し、少なくとも凹形状の曲率を小さくすること、好ましくは成長表面がフラット形状もしくはやや凸形状となるようにすることを目的とする。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
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SiC単結晶基板からなる種結晶(5)を設置すると共に加熱容器(8)の外周を囲むように外周断熱材(10)を設置し、加熱装置(13)にて台座の周囲を加熱しつつ種結晶の表面に下方からSiCの原料ガス(3a)を供給することで種結晶の表面にSiC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SiC単・・・ 続きを
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この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】 本発明の第1実施形態にかかるSiC単結晶製造装置1の断面図である。
【図2】 SiC単結晶20の成長表面の温度を調べた結果を示すグラフである。
【図3】 本発明の第2実施形態にかかるSiC単結晶製造装置1の断面図である。
【図4】 本発明の第3実施形態にかかるSiC単結晶製造装置1の断面図である。
【図5】 本発明の第4実施形態にかかるSiC単結晶製造装置1の断面図である。
【図6】 加熱容器8の内部のガス高温部からSiC単結晶20の成長表面までの距離に対する温度を調べた結果を示すグラフである。
1 単結晶製造装置
3 原料ガス供給源
3a 原料ガス
5 種結晶
8 加熱容器
9 台座
10 第2断熱材
11 回転引上ガス供給機構
12、13 第1、第2加熱装置
14 パージガス供給源
15 パージガス
16 第3断熱材
20 SiC単結晶
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