特開 2025-14348 ＳｉＣ単結晶製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025014348

(43)【公開日】2025-01-30

(54)【発明の名称】ＳｉＣ単結晶製造装置

(51)【国際特許分類】

   C30B 29/36 20060101AFI20250123BHJP

   C30B 23/06 20060101ALI20250123BHJP

【ＦＩ】

C30B29/36 A

C30B23/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023116835

(22)【出願日】2023-07-18

(71)【出願人】

【識別番号】595009109

【氏名又は名称】ＳＥＣカーボン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】塩見 弘

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 雅英

(72)【発明者】

【氏名】錦織 徳二郎

(72)【発明者】

【氏名】小田垣 学

(72)【発明者】

【氏名】山口 知希

(72)【発明者】

【氏名】曽根 慎之介

【テーマコード（参考）】

4G077

【Ｆターム（参考）】

4G077AA02

4G077AA03

4G077BE08

4G077DA02

4G077DA18

4G077DA19

4G077EA02

4G077SA04

4G077SA07

(57)【要約】

【課題】坩堝が大型化した場合であっても、坩堝の位置に応じた温度ばらつきを抑制することのできる、ＳｉＣ単結晶製造装置を提供する。
【解決手段】ＳｉＣ単結晶製造装置は、発熱源と、発熱源よりも上方に配置された均熱板と、鉛直方向から見て均熱板の外縁よりも内側に位置し均熱板の上方に配置された加熱容器と、鉛直方向から見て加熱容器の最も外側に位置する側面を覆うように配置された第一筒状体と、鉛直方向から見て離間部を有した状態で第一筒状体を覆うように配置された第二筒状体を備え、第一筒状体は、少なくとも第二筒状体に対向する側面が、赤外線を一部吸収し、且つ一部反射する材料で構成され、第二筒状体は、第一筒状体に対向する側面である第二面が、少なくとも一部の赤外線を反射する材料で構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発熱源と、
鉛直方向から見て前記発熱源を覆うように、前記発熱源よりも上方に配置された均熱板と、
前記鉛直方向から見て前記均熱板の外縁よりも内側に位置し、前記均熱板の上方に配置された、ＳｉＣからなる固体原料を収容する原料収容領域と、前記原料収容領域よりも前記鉛直方向に離間した位置にＳｉＣの種結晶を配置する種結晶取付部とを含む加熱容器と、
前記鉛直方向から見て、前記加熱容器の最も外側に位置する側面を覆うように配置された、第一筒状体と、
前記鉛直方向から見て、離間部を有した状態で前記第一筒状体を覆い、且つ、前記均熱板及び前記発熱源を覆うように配置された、第二筒状体と、
前記第二筒状体の上面の一部を閉塞するように配置された、蓋体とを備え、
前記第一筒状体は、少なくとも前記第二筒状体に対向する側面である第一面が、赤外線を一部吸収し、且つ一部反射する材料で構成され、
前記第二筒状体は、前記第一筒状体に対向する側面である第二面が、少なくとも一部の赤外線を反射する材料で構成され、
前記蓋体の底面が、少なくとも一部の赤外線を反射する材料で構成されていることを特徴とする、ＳｉＣ単結晶製造装置。

【請求項2】

前記第一筒状体と前記第二筒状体との間に位置する前記離間部が、前記第一面と前記第二面との間で反射された赤外線を、鉛直上方に導光する伝播経路を形成することを特徴とする、請求項１に記載のＳｉＣ単結晶製造装置。

【請求項3】

前記第二筒状体の前記第二面は、前記第一筒状体の前記第一面よりも赤外線に対する反射率が高いことを特徴とする、請求項１に記載のＳｉＣ単結晶製造装置。

【請求項4】

前記第二筒状体は、断熱性を有する主材料からなり、前記第二面上に前記主材料よりも赤外線に対する反射率の高いコーティング材又はシート材が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載のＳｉＣ単結晶製造装置。

【請求項5】

前記第二筒状体と前記蓋体は、同一部材で構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のＳｉＣ単結晶製造装置。

【請求項6】

前記蓋体は、前記鉛直方向から見て前記加熱容器の頂部に対向する領域の少なくとも一部に、抜熱用の開口部を有することを特徴とする、請求項１に記載のＳｉＣ単結晶製造装置。

【請求項7】

前記加熱容器を複数備え、
複数の前記加熱容器の全てが、前記鉛直方向から見て前記均熱板の外縁よりも内側に位置するように配置されており、
前記第一筒状体は、前記鉛直方向から見て、最も外側に位置する複数の前記加熱容器を覆うように配置されていることを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載のＳｉＣ単結晶製造装置。

【請求項8】

それぞれの前記加熱容器は、断熱性を有する部材で覆われておらず、隣接する前記加熱容器同士の間で輻射による熱の伝搬が可能に構成されていることを特徴とする、請求項７に記載のＳｉＣ単結晶製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＳｉＣ単結晶製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

炭化珪素（ＳｉＣ）は、電気的な優れた特性として、シリコン（Ｓｉ）に比べて絶縁破壊の電界強度の数値が１桁程度大きく、バンドギャップの数値が約３倍大きい特性を有する。また、ＳｉＣは、熱的な優れた特性として、Ｓｉに比べて熱伝導率が約３倍高い特性を有する。これらの優れた特性を有することから、ＳｉＣは、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等の各種デバイスへの応用が期待されている。これらのデバイスは、ＳｉＣ単結晶インゴットから加工して得られるＳｉＣ単結晶基板に、化学的気相成長法（ＣＶＤ）等を用いて、デバイスの活性領域となるエピタキシャル層を形成することで作製される。

【0003】

ＳｉＣ単結晶は、昇華法で製造されるのが現在の主流である。この方法は、黒鉛製の坩堝（加熱容器）内において、固体原料となるＳｉＣ粉末を、２０００℃を超える高温で加熱して昇華させ、この昇華ガスを、比較的低温の位置に配置された種結晶に供給することで、種結晶上に再結晶化させて単結晶インゴットを得る技術である。

【0004】

昇華法は、液相を利用した融液成長法とは異なり、ガスによる成長を利用しているため、高速で成長させた場合には欠陥が生じやすいという原理的な問題を有している。つまり、単一の単結晶インゴットを成長させるためにはある程度の加熱時間を必要とする。かかる観点から、本出願人は、炉一式に対して複数の坩堝及び種結晶を配置して、複数の単結晶インゴットを並列的に成長させる技術を過去に提案している（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２２－０５５２８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

パワー半導体として注目されているＳｉＣデバイスは、さらなる大電流化に対応することが要求され始めている。大電流に対応可能なＳｉＣデバイスを実現するためには、大型のＳｉＣウェハが必要となり、大型ＳｉＣウェハを製造するためには、大型の単結晶インゴットが必要となる。大型の単結晶インゴットを製造するためには、従来よりも坩堝のサイズを大型化する必要がある。

【0007】

しかし、大型の坩堝を複数配置して単一の炉で加熱した場合には、坩堝の配置位置によって温度にばらつきが生じやすくなる。このような温度のばらつきは、各坩堝で製造されるそれぞれの単結晶インゴットの結晶成長の速度のばらつきに繋がり、ひいては、性能のばらつきが生じる可能性がある。

【0008】

また、特許文献１の技術は、坩堝の底面と側面にそれぞれ別途の発熱源を配置し、各発熱源から供給される加熱エネルギーの比率を所定の範囲内に調整するというものである。しかし、坩堝が大型化すると装置自体も大型化するため、側面に配置された発熱源と炉内に配置された坩堝との距離が離れ、前記側面側の発熱源からの熱エネルギーが坩堝に届きにくくなる。よって、側面側の発熱源の出力を調整したタイミングと、出力が調整された後の側面側の発熱源からの熱エネルギーが坩堝に届くタイミングとの間には、時間差が生まれる。このような事情により、底面の発熱源からの加熱エネルギーと、側面の発熱源からの加熱エネルギーとの比率を、所定の範囲内に調整する制御が難しくなる。

【0009】

本発明は、上記の課題に鑑み、坩堝が大型化した場合であっても、坩堝の位置に応じた温度ばらつきを抑制することのできる、ＳｉＣ単結晶製造装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係るＳｉＣ単結晶製造装置は、
発熱源と、
鉛直方向から見て前記発熱源を覆うように、前記発熱源よりも上方に配置された均熱板と、
前記鉛直方向から見て前記均熱板の外縁よりも内側に位置し、前記均熱板の上方に配置された、ＳｉＣからなる固体原料を収容する原料収容領域と、前記原料収容領域よりも前記鉛直方向に離間した位置にＳｉＣの種結晶を配置する種結晶取付部とを含む加熱容器と、
前記鉛直方向から見て、前記加熱容器の最も外側に位置する側面を覆うように配置された、第一筒状体と、
前記鉛直方向から見て、離間部を有した状態で前記第一筒状体を覆い、且つ、前記均熱板及び前記発熱源を覆うように配置された、第二筒状体と、
前記第二筒状体の上面の一部を閉塞するように配置された、蓋体とを備え、
前記第一筒状体は、少なくとも前記第二筒状体に対向する側面である第一面が、赤外線を一部吸収し、且つ一部反射する材料で構成され、
前記第二筒状体は、前記第一筒状体に対向する側面である第二面が、少なくとも一部の赤外線を反射する材料で構成され、
前記蓋体の底面が、少なくとも一部の赤外線を反射する材料で構成されていることを特徴とする。

【0011】

本明細書において、「赤外線」とは、放射されることで熱を伝搬する機能を示す電磁波を指す。

【0012】

上記構成によれば、均熱板の下方に位置する発熱源から発生した熱が、均熱板を介して加熱容器の底部を加熱する。また、発熱源自体、又は加熱された均熱板から放射された赤外線（輻射熱）が、外側の第二筒状体に向かって進行する。第二筒状体は、その内側に位置する第一筒状体と対向する側の面（第二面）が、少なくとも一部の赤外線を反射する材料で構成されているため、この第二面で赤外線が反射されて、内側の第一筒状体側へと進行する。

【0013】

第一筒状体は、その外側に位置する第二筒状体と対向する側の面（第一面）が、赤外線を一部吸収し、且つ一部反射する材料で構成されている。このため、第二面で反射された赤外線を一部反射して第二筒状体側に戻すと共に、一部の赤外線を吸収することで、第一筒状体自体が加熱される。また、第一筒状体は、加熱された均熱板からの熱が伝搬されることでも加熱される。この結果、加熱された第一筒状体は二次熱源として機能し、内側に位置する加熱容器側及び外側に位置する第二筒状体側に向けて赤外線を放射する。更に、第一筒状体の第二筒状体側の面（第一面）は、反射面としても機能し、第二筒状体側から入射された赤外線の一部を反射して、第二筒状体側に戻す。

【0014】

第一筒状体の第一面から放射された赤外線は、第二筒状体の第二面で再び反射されて、第一筒状体に導かれる。第一筒状体に入射された赤外線は、上記と同様に、一部が吸収されることで第一筒状体を加熱すると共に、一部は第二筒状体側に再反射される。このように一部の赤外線が、第一筒状体と第二筒状体との間で反射を繰り返しながら、鉛直上方に伝搬される。つまり、第一筒状体と第二筒状体との間に位置する離間部によって、第一筒状体の第一面と第二筒状体の第二面との間で反射される赤外線を、鉛直上方に導光する伝播経路が形成される。

【0015】

この結果、第一筒状体は、鉛直方向に関して均熱体から蓋体側に遠ざかる位置（鉛直上方の位置）においても、第二筒状体の第二面から放射された赤外線が入射されるため、加熱されやすい。よって、第一筒状体は、高さ方向に関して全体的に二次熱源として機能し、この第一筒状体から内側に向けて放射される赤外線によって、第一筒状体の内側に配置された加熱容器を、高さ位置によらず加熱できる。

【0016】

更に、上記構成によれば、蓋体の底面についても赤外線を反射する材料で構成されている。このため、第一筒状体の第一面と第二筒状体の第二面との間で反射を繰り返しながら鉛直上方に伝搬された赤外線が、蓋体の底面に入射されると、この蓋体の底面で反射されて、下方へと伝搬される。この結果、加熱容器を上側から加熱することができる。

【0017】

上記構造のＳｉＣ単結晶製造装置によれば、一次熱源としての発熱源については、均熱板よりも鉛直下方の位置に配置しながらも、加熱容器に対して、底面側のみならず、側面側及び上面側からも加熱させることが可能となる。そして、側面や上面からの熱エネルギーは、一次熱源から直接的に供給されるものではなく、伝熱や輻射によって加熱された二次熱源として機能する第一筒状体由来の赤外線、及び反射面から反射された赤外線によって供給されるものである。このため、底面から加熱容器に対して供給される熱エネルギーに対する、側面及び上面から加熱容器に対して供給される熱エネルギーの比率は、第一筒状体、第二筒状体及び蓋体の材料、形状、寸法等によって一義的に決定される。

【0018】

つまり、予め、第一筒状体、第二筒状体及び蓋体の材料、形状、寸法等を、所望の熱バランスになるように調整したものを採用しておけば、温度制御のために均熱板の下方に配置された一次熱源としての発熱源の出力を調整したとしても、この出力制御に伴って加熱方向に応じた熱バランスが大きく崩れるということは起きにくい。したがって、大型の加熱容器を用いる場合であっても、加熱容器の位置に応じた温度ばらつきの発生が抑制される。

【0019】

前記第二筒状体の前記第二面は、前記第一筒状体の前記第一面よりも赤外線に対する反射率が高いものとしても構わない。より詳細には、前記第二筒状体は、断熱性を有する主材料からなり、前記第二面上に前記主材料よりも赤外線に対する反射率の高いコーティング材又はシート材が形成されているものとしても構わない。

【0020】

なお、本明細書において、「断熱性を有する」とは、熱伝導率が１０[Ｗ/(ｍ・Ｋ)]）以下であるものを指す。

【0021】

上述したように、第一筒状体は、第二筒状体側に一部の赤外線を反射させる機能を有しつつも、二次熱源として、内側に赤外線を放射して第一筒状体の内側に配置された加熱容器を側方から加熱する機能も有している。これに対し、第二筒状体は、第一筒状体側に赤外線を反射させる機能を有していればよく、必ずしも、第二筒状体自体を二次熱源として機能させる必要はない。言い換えれば、第一筒状体と比べて、第二筒状体は赤外線に対する反射性が高いことがより好ましい。

【0022】

特に、第二筒状体を断熱性を有する主材料で構成することで、第二筒状体を通じて外側に排熱される熱量を低減できるため、発熱源から発せられた熱エネルギーを効率的に加熱容器に供給することができる。なお、本明細書において「主材料」とは、構成材料の５０質量％以上を占める材料のことをいう。

【0023】

前記第二筒状体と前記蓋体は、同一部材で構成されているものとしても構わない。更には、前記第二筒状体と前記蓋体は、一体の部材であっても構わない。

【0024】

前記蓋体は、前記鉛直方向から見て前記加熱容器の頂部に対向する領域の少なくとも一部に、抜熱用の開口部を有するものとしても構わない。

【0025】

前記ＳｉＣ単結晶製造装置は、前記加熱容器を複数備え、
複数の前記加熱容器の全てが、前記鉛直方向から見て前記均熱板の外縁よりも内側に位置するように配置されており、
前記第一筒状体は、前記鉛直方向から見て、最も外側に位置する複数の前記加熱容器を覆うように配置されているものとしても構わない。

【0026】

上記構成によれば、最も外側に位置する加熱容器については、第一筒状体から放射された赤外線によって側方から加熱され、その内側に位置する加熱容器については、隣接する加熱容器から放射された赤外線によって側方から加熱される。そして、上述したように、一次熱源としての発熱源は、均熱板の下方に存在しており、側方及び上方には別途の発熱源を設ける必要がない。

【0027】

よって、温度制御のために均熱板よりも下方に配置された一次熱源としての発熱源の出力を調整したとしても、この出力制御に伴って加熱方向に応じた熱バランスが大きく崩れるということは起きにくい。したがって、複数の加熱容器を用いる場合であっても、加熱容器の位置に応じた温度ばらつきの発生が抑制される。この結果、性能のばらつきを抑制しながら、大型のＳｉＣインゴットを複数並列的に製造することが可能となる。

【0028】

上記の観点から、それぞれの前記加熱容器は、断熱性を有する部材で覆われておらず、隣接する前記加熱容器同士の間で輻射による熱の伝搬が可能に構成されているのが好ましい。

【発明の効果】

【0029】

本発明のＳｉＣ単結晶製造装置によれば、加熱容器が大型化した場合であっても、加熱容器の位置に応じた温度ばらつきを抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明のＳｉＣ単結晶製造装置の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。

【図2】図１に示すＳｉＣ単結晶製造装置から、蓋体を除去した状態における模式的な平面図である。

【図3】加熱容器の構造を模式的に示す断面図である。

【図4】蓋体の模式的な平面図である。

【図5】図１の一部拡大図であり、赤外線の伝搬の様子が模式的に付記されている。

【図6】実施例１として準備されたＳｉＣ単結晶製造装置のモデルを、図２にならって図示した平面図である。

【図7A】比較例１として準備されたＳｉＣ単結晶製造装置のモデルを、図２にならって図示した平面図である。

【図7B】比較例１として準備されたＳｉＣ単結晶製造装置のモデルを、図１にならって図示した断面図である。

【図8A】比較例２として準備されたＳｉＣ単結晶製造装置のモデルを、図２にならって図示した平面図である。

【図8B】比較例２として準備されたＳｉＣ単結晶製造装置のモデルを、図１にならって図示した断面図である。

【図9A】参考例１として準備されたＳｉＣ単結晶製造装置のモデルを、図２にならって図示した平面図である。

【図9B】参考例１として準備されたＳｉＣ単結晶製造装置のモデルを、図１にならって図示した断面図である。

【図10A】温度分布を均一にした状態で６インチサイズの単結晶インゴットを成長させた場合の、３Ｄ計測の断面図である。

【図10B】温度分布を不均一にした状態で６インチサイズの単結晶インゴットを成長させた場合の、３Ｄ計測の断面図である。

【図11】本発明のＳｉＣ単結晶製造装置の別実施形態の構成を、図１にならって図示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

本発明に係るＳｉＣ単結晶製造装置の実施形態につき、以下において適宜図面を参照して説明する。なお、以下の図面はいずれも模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致しておらず、図面間においても寸法比は必ずしも一致していない。

【0032】

図１は、ＳｉＣ単結晶製造装置の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。以下の説明では、図１に付記されたＸ-Ｙ-Ｚ座標系が適宜参照される。ここで、方向を表現する際に正負の向きを区別する場合には、「＋Ｚ方向」、「－Ｚ方向」のように、正負の符号を付して記載される。また、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｚ方向」と記載される。すなわち、本明細書において、単に「Ｚ方向」と記載されている場合には、「＋Ｚ方向」と「－Ｚ方向」の双方が含まれる。図１では、Ｚ方向が鉛直方向に対応する。

【0033】

図２は、図１に示すＳｉＣ単結晶製造装置１から、蓋体５０を除去した状態における模式的な平面図であり、＋Ｚ側から－Ｚ方向に見たときの平面図に対応する。

【0034】

図３は、図１に示すＳｉＣ単結晶製造装置１が備える加熱容器１０の構造を模式的に示す断面図である。図４は、蓋体５０の模式的な平面図であり、図２と同様に、＋Ｚ側から－Ｚ方向に見たときの平面図に対応する。図５は、図１の一部拡大図であり、赤外線の伝搬の様子が模式的に付記されている。

【0035】

以下において、図１～図５を参照しながら、ＳｉＣ単結晶製造装置１の構造について詳述する。

【0036】

（発熱源３）
図１に示すように、ＳｉＣ単結晶製造装置１は、発熱源３を備える。この発熱源３は、一次熱源として機能する。

【0037】

本実施形態のＳｉＣ単結晶製造装置１において、発熱源３の種類は特に限定されず、例えば抵抗加熱や誘導加熱等の公知の加熱方式が利用可能である。発熱源３からの発熱量の制御性に鑑みると、抵抗加熱を利用するのが好ましく、三相交流の給電機構を備えた構造とするのがより好ましい。

【0038】

（均熱板５）
図１に示すように、ＳｉＣ単結晶製造装置１は、発熱源３に対して＋Ｚ側の位置に均熱板５を備える。

【0039】

均熱板５は、発熱源３から放射された熱を、Ｘ-Ｙ面方向に拡げる目的で設けられている。この点に鑑みると、均熱板５は、Ｚ方向に対する熱伝導率よりも、Ｘ-Ｙ面方向に対する熱伝導率が高い、異方性熱伝導の性質を示すのが好ましい。一例として、均熱板５は、Ｃ／Ｃコンポジット材や、複数枚の炭素部材の積層体で構成される。図５では、均熱板５によって熱ＥａがＸ-Ｙ面方向に伝搬される様子が、模式的に二点鎖線で表記されている。

【0040】

なお、発熱源３からの放射熱により、均熱板５は２０００℃以上の高温になる。このため、均熱板５は、２０００℃以上の温度環境においても強度が確保される材料で構成される。上記に挙げた材料例であれば、このような温度環境下においても利用可能である。なあお、均熱板５に限らず、ＳｉＣ単結晶製造装置１が備える、後述する各要素についても、同様に、２０００℃以上の温度環境においても強度が確保される材料で構成されるのが好ましい。

【0041】

図１に示す例では、均熱板５は、発熱源３と比べてＸ-Ｙ面方向に係る面積が大きいため、＋Ｚ側から見たときには、発熱源３は均熱板５の下方に隠れる。この場合には、均熱板５は、＋Ｚ側から見たときに発熱源３を覆うように配置されることになるため、図２では、発熱源３が図示されていない。

【0042】

ただし、ＳｉＣ単結晶製造装置１において、均熱板５のＸ-Ｙ面方向に係る面積が、発熱源３のそれと比べて小さい場合を排除するものではない。例えば、発熱源３が、板状の部材にリング状に配列された抵抗加熱手段を備える構成を採用した場合や、リング状に配列された抵抗加熱手段単体を配置してなるような場合、発熱源３から生じる熱は、抵抗加熱手段の配列箇所に集中しやすくなる。このような事情から、Ｘ-Ｙ面方向に熱を拡げる観点で均熱板５が設けられる。つまり、Ｚ方向から見たときの、均熱板５と発熱源３との相対的な大小関係は任意である。

【0043】

なお、図１では、発熱源３と均熱板５とがＺ方向に離間しているが、本発明は、発熱源３と均熱板５とが接触する場合を排除するものではない。

【0044】

（加熱容器１０）
図１に示すように、ＳｉＣ単結晶製造装置１は、均熱板５の＋Ｚ側の位置に配置された加熱容器１０を備える。本実施形態のＳｉＣ単結晶製造装置１は、複数の加熱容器１０，１０，…を備えている。

【0045】

図２に示すように、複数の加熱容器１０，１０，…は、いずれも、Ｚ方向に見たときに均熱板５の外縁５ａよりも内側に位置している。

【0046】

図３に示すように、加熱容器１０は、ＳｉＣからなる固体原料１１Ｓを収容するための原料収容領域１３と、固体原料１１Ｓに対してＺ方向に離間した位置にＳｉＣの種結晶１２を配置するための種結晶取付部１６とを有する。加熱容器１０は、坩堝とも称される。

【0047】

原料収容領域１３は、筒状の側部１４と底部１５とを有した有底筒状体であり、この内部空間の一部分に固体原料１１Ｓを収容する。また、図３の例では、側部１４に対して＋Ｚ側に連結された、環状の種結晶取付部１６が配置されており、この種結晶取付部１６の上面にＳｉＣの種結晶１２が安定的に保持される。配置された種結晶１２の－Ｚ側の面は、原料収容領域１３の内部空間に露出される。

【0048】

加熱容器１０が加熱されると、原料収容領域１３に収容された固体原料１１Ｓが加熱されて昇華して、気体原料１１Ｇに変化する。この気体原料１１Ｇが、種結晶１２の－Ｚ側の面に到達することで、ＳｉＣ単結晶が成長する。

【0049】

本実施形態のＳｉＣ単結晶製造装置１において、種結晶取付部１６によって取り付けられるＳｉＣの種結晶１２の大きさは、特には限定されない。ただし、本実施形態のＳｉＣ単結晶製造装置１は、特に直径が６インチ（１５２．４ｍｍ）以上や８インチ（２０３．２ｍｍ）以上という大型の結晶を用いて、大型のＳｉＣ単結晶を成長させる場合であっても、加熱容器１０の位置に応じた温度ばらつきを抑制することができるという効果が得られる。この点は、後述される。

【0050】

本発明において、種結晶取付部１６の詳細な構造については特に限定されないが、例えば、側部１４の内壁から突出する台座を設けて、種結晶１２の外周を保持する方法が採用できる。

【0051】

固体原料１１Ｓの昇華によって生成する気体原料１１Ｇの蒸気圧を高める観点から、図３に示すように、加熱容器１０は蓋部１９を備えることが好ましい。

【0052】

加熱容器１０は、固体原料１１Ｓを昇華させてＳｉＣ単結晶を成長させる際に高温になるため、高温に耐えることのできる素材によって形成されていることが望ましい。このような高温に耐えることのできる素材としては、黒鉛、黒鉛にタンタルを被覆したもの、及びタンタルカーバイドからなる群に属する１種以上を挙げることができる。

【0053】

（第一筒状体３０）
図１及び図２に示すように、ＳｉＣ単結晶製造装置１は、Ｚ方向から見て複数の加熱容器１０，１０，…を覆うように配置された、第一筒状体３０を備える。

【0054】

本実施形態では、図１に示すように、第一筒状体３０は均熱板５の上面に保持されることで、均熱板５の上面が底面として機能しつつ、上方が開口された筒状空間を形成している。ただし、第一筒状体３０自体が底部を備えていてもよい。また、本発明は、第一筒状体３０と均熱板５とがＺ方向に離間している場合を排除するものではない。

【0055】

第一筒状体３０は、加熱体から放射された赤外線を受光すると、一部を吸収して加熱されると共に、一部を反射する機能を有する。より詳細には、第一筒状体３０の面のうち、外側に位置する第一面３１が、一部の赤外線を反射しつつ、一部の赤外線を吸収する機能を実現している。なお、第一筒状体３０の内側の面についても同様の機能を実現していても構わない。

【0056】

このような機能を実現する第一筒状体３０の例としては、炭素繊維フェルトや、炭素製の板状部材が隙間を空けた状態で複数配置された構造体を採用することができる。

【0057】

第一筒状体３０の外側の面（第一面３１）は、赤外線を受光した場合における反射率が、吸収率よりも低いものとして構わない。一方、第一筒状体３０の内側の面においては、加熱後の第一筒状体３０から赤外線を放射する面として専ら機能するものとしても構わない。ただし、第一筒状体３０の内側の面においても、第一面３１と同様に、一部の赤外線を反射する機能を有していても構わない。

【0058】

（第二筒状体４０）
図１及び図２に示すように、ＳｉＣ単結晶製造装置１は、離間部６０を有した状態で第一筒状体３０を覆うように配置された、第二筒状体４０を備える。

【0059】

より詳細には、第二筒状体４０は、第一筒状体３０のみならず、均熱板５及び発熱源３についても側方から覆うように配置されている。

【0060】

第二筒状体４０は、特に内側の面（第二面４１）が、加熱体から放射された赤外線を受光すると、少なくとも一部の赤外線を反射する機能を有する。第二筒状体４０の第二面４１は、第一筒状体３０の第一面３１と比べて、赤外線の反射率が高いものとしても構わない。

【0061】

好ましくは、第二筒状体４０は断熱性を示す主材料で構成され、第二面４１には主材料よりも赤外線に対する反射率の高いコーティング材又はシート材が形成されている。このような材料の例としては、炭素を主成分とする成形断熱材を主材料とし、炭素を主成分として金属光沢を示す黒鉛シートを表面に形成したものを採用することができる。また、コーティング材の他の例としては、炭化タンタルや炭化ニオブデン等の、高融点金属の炭化物が挙げられる。

【0062】

（蓋体５０）
図１及び図２に示すように、ＳｉＣ単結晶製造装置１は、第二筒状体４０の上面の一部を閉塞するように配置された、蓋体５０を備える。蓋体５０は、より詳細には、図１及び図４に示すように、Ｚ方向に関して加熱容器１０の頂部に対向する領域の少なくとも一部に、抜熱用の開口部５３を有している。

【0063】

蓋体５０は、少なくとも－Ｚ側の面（底面５１）が、第二筒状体４０の第二面４１と同様に、加熱体から放射された赤外線を受光すると、少なくとも一部の赤外線を反射する機能を有する。

【0064】

蓋体５０は、第二筒状体４０と同一の材料で構成されていても構わない。更に、蓋体５０は、第二筒状体４０と一体の部材で構成されていても構わない。

【0065】

（熱の流れ）
次に、図５を参照しながら、ＳｉＣ単結晶製造装置１における熱の流れを説明する。

【0066】

一次熱源としての発熱源３から発生した熱は、赤外線Ｅ０として均熱板５に受光され、均熱板５を加熱する。なお、発熱源３が均熱板５に接触している場合には、均熱板５に対して発熱源３からの熱が直接伝熱されることで加熱される。加熱された均熱板５は、Ｘ-Ｙ面方向に熱を伝搬する（熱Ｅａ）。

【0067】

加熱された均熱板５は、二次熱源として機能し、赤外線Ｅ１を＋Ｚ側に放射して、加熱容器１０を－Ｚ側から加熱する。また、均熱板５からの赤外線又は熱伝導によって、第一筒状体３０が加熱される。

【0068】

第一筒状体３０は、－Ｚ側の領域が加熱されると、二次熱源として機能し、赤外線Ｅ２を発する。第一筒状体３０から内側に向けて発せられた赤外線Ｅ２によって、加熱容器１０が側方から加熱される。また、第一筒状体３０から外側に向けて発せられた赤外線Ｅ３は、第二筒状体４０の第二面４１に入射される。なお、第二筒状体４０に対しては、均熱板５からの赤外線Ｅ１の一部や、発熱源３からの赤外線Ｅ０の一部が入射される場合もあり得る。

【0069】

上述したように、第二筒状体４０の第二面４１は、赤外線に対して反射性を示す材料で構成されている。このため、外側に向けて進行し、第二筒状体４０の第二面４１に入射された赤外線Ｅ３は、第二筒状体４０の第二面４１で反射されて、内側に位置する第一筒状体３０側に戻される。また、第二筒状体４０が一部加熱されることで、第二筒状体４０が二次熱源として赤外線を発するものとしても構わない。

【0070】

第二筒状体４０から発せられた赤外線Ｅ３は、第一筒状体３０の第一面３１で受光されると、一部が吸収されることで、第一筒状体３０が加熱される。この結果、第一筒状体３０は二次熱源として機能し、上記と同様に、内側に向けて赤外線Ｅ２を発して、加熱容器１０を側方から加熱する。また、一部の赤外線Ｅ３は、第一筒状体３０の第一面３１で再度反射されて、第二筒状体４０側に戻される。

【0071】

つまり、離間部６０内において、赤外線Ｅ３が反射を繰り返しながら＋Ｚ方向に伝搬される。この結果、第一筒状体３０のＺ方向に係る異なる位置で赤外線Ｅ３が入射されることになり、第一筒状体３０は、Ｚ方向に関して均熱板５から遠ざかる位置においても、赤外線Ｅ３によって加熱される。

【0072】

更に、一部の赤外線Ｅ３は、蓋体５０の底面５１に入射されると、蓋体５０の底面５１で反射されて下方へと伝搬され、加熱容器１０を上側から加熱する。

【0073】

以上のように、本実施形態のＳｉＣ単結晶製造装置１によれば、一次熱源としての発熱源３については、均熱板５よりも－Ｚ側に配置しながらも、加熱容器１０に対して、底面側のみならず、側面側及び上面側からも加熱させることが可能となる。

【0074】

そして、上述したように、加熱容器１０に対する上方からの加熱は、反射面から反射された赤外線Ｅ３に由来する。最も外側に位置する加熱容器１０に対する側方からの加熱は、専ら二次熱源として機能する第一筒状体３０由来の赤外線Ｅ２に由来する。また、内側に位置する加熱容器１０に対する側方からの加熱は、外側に隣接した位置に配置された、加熱された加熱容器１０由来の赤外線Ｅ２に由来する。このとき、加熱容器１０自体が二次熱源として機能する。

【0075】

よって、上記の構成によれば、側面や上面に一次熱源を配置することなく、加熱容器１０に対して側方及び上方からの加熱が可能となる。この結果、温度制御のために一次熱源としての発熱源３の出力を調整したとしても、加熱容器１０に対する加熱方向別の熱エネルギーの比率を実質的に保持することが可能となる。よって、ＳｉＣ単結晶製造装置１において、第一筒状体３０、第二筒状体４０及び蓋体５０の材料、形状、寸法等を、予め適切に調整しておくことで、好ましい熱バランスを保ちながら、加熱容器１０に対する温度調整を行うことができる。

【0076】

言い換えれば、ＳｉＣ単結晶製造装置１によれば、各加熱容器１０，１０，…の位置によらず、加熱の態様をほぼ均一化することのできるように、第一筒状体３０、第二筒状体４０及び蓋体５０の材料、形状、寸法等を、予め適切に調整しておくことで、加熱容器１０，１０，…の位置に応じた温度ばらつきの発生が抑制される。これにより、性能のばらつきを抑制しながら、ＳｉＣインゴットを複数並列的に製造することが可能となる。

【0077】

［検証］
上述したＳｉＣ単結晶製造装置１によれば、温度ばらつきが抑制される点について、実施例を参照して詳細に説明を行う。

【0078】

（実施例１）
図６は、実施例１として準備されたＳｉＣ単結晶製造装置１のモデルを、図２にならって図示した平面図である。実施例１のモデルとしては、１９個の加熱容器１０，１０，…を備えたものが採用された。

【0079】

円筒状の第二筒状体４０を準備し、その底部に、３相交流の給電機構を有する抵抗加熱手段によって構成される発熱源３を配置した。第二筒状体４０としては、表面に黒鉛シート材が施された、炭素を主成分とする成形断熱材が採用された。

【0080】

発熱源３は、抵抗加熱手段としてのヒータが採用され、中心位置を第二筒状体４０の底部の中心に合わせ、第二筒状体４０の底部の内径よりも小さい径を有する円環状に配列した。

【0081】

発熱源３の上面に、異方性材料であるＣ／Ｃコンポジット材からなる均熱板５を設置した。このとき、均熱板５の中心位置が、発熱源３によって形成される円環状の中心位置に合うように、均熱板５の位置を調整した。均熱板５の材料は、室温下で、Ｚ方向の熱伝導率は４Ｗ/（ｍ・Ｋ）、Ｘ-Ｙ面方向の熱伝導率は３０Ｗ/（ｍ・Ｋ）であるものが採用された。

【0082】

均熱板５の上面に、図６に示すような配置態様で、１９個の加熱容器１０，１０，…を、等間隔に設置した。より詳細には、中心の位置に１個の加熱容器１０ｃを設置し、その外側に同心円状に６個の加熱容器１０，１０，…を設置し（加熱容器群１０ｂ）、更にその外側に同心円状に１２個の１０，１０，……を設置した（加熱容器群１０ａ）。加熱容器１０は、有底円筒体からなる原料収容領域１３を有し（図３参照）、底部１５から所定の高さにかけて固体原料１１ＳとしてのＳｉＣ粉末（太平洋ランダム株式会社製、型番：ＧＭＦ－Ｈ）を収容した。更に、固体原料１１Ｓの上面からＺ方向に所定の離間距離を空けた位置に、種結晶取付部１６によって直径６インチ（約１５０ｍｍ）の種結晶１２を配置した。

【0083】

均熱板５の上面に、円筒形状の第一筒状体３０を設置した。なお、第一筒状体３０の中心位置が、均熱板５の中心位置に合うように、第一筒状体３０の位置を調整した。第一筒状体３０は、炭素繊維フェルト製の部材を採用した。図６に示すように、第一筒状体３０の内側面によって、１９個の加熱容器１０を取り囲むように第一筒状体３０を配置した。第一筒状体３０の外側面（第一面３１）と、第二筒状体４０の内側面（第二面４１）との離間距離は、５０ｍｍと設定した。

【0084】

第二筒状体４０の上面を覆うように蓋体５０が載置された。ただし、蓋体５０は、１９個の加熱容器１０，１０，…の頂部の上方に対応する箇所に抜熱用の開口部５３が形成されているものが利用された。

【0085】

蓋体５０は、第二筒状体４０と同一の素材からなる、円盤形状の部材が採用された。また、蓋体５０に設けられた１９個の開口部５３は、加熱容器１０の直径よりも小さい寸法とした。

【0086】

実施例１のモデルを用いて、均熱板５の上面温度を２３５０℃で一定になるように、発熱源３の出力を制御しながら、１２０時間にわたって加熱動作を行った。

【0087】

上記の検証の結果、発熱源３の出力は９１ｋＷ±２ｋＷの範囲内の制御の下で、均熱板５の上面温度が２３５０℃で維持された。このとき、最も内側に位置する加熱容器１０ｃの上部温度は２１１３℃であり、加熱容器１０ｃに隣接した外側に位置する６個の加熱容器群１０ｂの上部温度の平均値は２１１０℃であり、最も外側に位置する１２個の加熱容器群１０ａの上部温度の平均値は２１１９℃であった。この結果、各群の最高温度と最低温度の差は９℃であり、この値は全体平均の０．５％以下に留められた（全体平均は２１１６℃）。なお、温度値については小数点１位以下を四捨五入した値を採用した。また、温度差の全体平均温度に対する割合については、小数点第３位以下を四捨五入した値を採用した。以下の実施例等においても同様である。

【0088】

つまり、実施例１のモデルによれば、１９個の加熱容器１０，１０，…に対して、均質な温度条件下で加熱できることが確認された。

【0089】

（実施例２）
第一筒状体３０の外側面（第一面３１）と、第二筒状体４０の内側面（第二面４１）との離間距離を２５ｍｍと設定した点を除いては、実施例１と共通の条件で加熱動作を行った。

【0090】

実施例２のモデルを用いた検証の結果、実施例１と同様に、発熱源３の出力は９１ｋＷ±２ｋＷの範囲内の制御の下で、均熱板５の上面温度が２３５０℃で維持された。

【0091】

このとき、最も内側に位置する加熱容器１０ｃの上部温度は２１２１℃であり、加熱容器１０ｃに隣接した外側に位置する６個の加熱容器群１０ｂの上部温度の平均値は２１２２℃であり、最も外側に位置する１２個の加熱容器群１０ａの上部温度の平均値は２１３３℃であった。この結果、各群の最高温度と最低温度の差は１２℃であり、全体平均の０．５７％以下に留められた。

【0092】

つまり、実施例２のモデルにおいても、１９個の加熱容器１０，１０，…に対して、均質な温度条件下で加熱できることが確認された。

【0093】

（実施例３）
第一筒状体３０の外側面（第一面３１）と、第二筒状体４０の内側面（第二面４１）との離間距離を１５ｍｍと設定した点を除いては、実施例１と共通の条件で加熱動作を行った。

【0094】

実施例３のモデルを用いた検証の結果、実施例１と同様に、発熱源３の出力は９１ｋＷ±２ｋＷの範囲内の制御の下で、均熱板５の上面温度が２３５０℃で維持された。

【0095】

このとき、最も内側に位置する加熱容器１０ｃの上部温度は２１１５℃であり、加熱容器１０ｃに隣接した外側に位置する６個の加熱容器群１０ｂの上部温度の平均値は２１１５℃であり、最も外側に位置する１２個の加熱容器群１０ａの上部温度の平均値は２１２２℃であった。この結果、各群の最高温度と最低温度の差は７℃であり、全体平均の０．５％以下に留められた。

【0096】

つまり、実施例３のモデルにおいても、１９個の加熱容器１０，１０，…に対して、均質な温度条件下で加熱できることが確認された。

【0097】

（比較例１）
図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ、比較例１として準備されたＳｉＣ単結晶製造装置１のモデルを、図２及び図１にならって図示した図面である。

【0098】

比較例１のモデルは、実施例１のモデルとは異なり、第一筒状体３０を備えていない。一方で、第二筒状体４０の内部に環状の第二発熱源６１が搭載されている。第二発熱源６１の表面は、加熱容器１０，１０，…側に露出されるように配置された。他の点は、実施例１のモデルと共通とされた。

【0099】

比較例１のモデルを用いて、均熱板５の上面温度を２３５０℃、第二筒状体４０の内側面の温度（側面温度）を２３２０℃で一定になるように、発熱源３及び第二発熱源６１の出力の制御を開始した。初期時点において発熱源３の出力を８７ｋＷ、第二発熱源６１の出力を２５ｋＷと設定した。しかし、７０時間以上経過した時点で、温度が維持された状態のまま、発熱源３の出力が８０ｋＷに低下した一方、第二発熱源６１の出力が３２ｋＷに上昇した。以下、目標温度を保持しながら、トータルで１２０時間の加熱動作を行った。

【0100】

結果として、加熱容器１０，１０，…の上部温度が、実施例１と比較して、平均で約２０℃も上昇したことが確認された。この結果から、設定した温度条件を共通としても、１２０時間という長時間にわたる操炉を行うことで、発熱源同士（発熱源３と第二発熱源６１）の相互干渉により温度分布が変化したものと推測される。

【0101】

（比較例２）
図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ、比較例２として準備されたＳｉＣ単結晶製造装置１のモデルを、図２及び図１にならって図示した図面である。

【0102】

比較例２のモデルは、実施例１のモデルから、第一筒状体３０を外したものに対応し、他は実施例１のモデルと共通とされた。

【0103】

比較例２のモデルを用いて、均熱板５の上面温度を２３５０℃で一定になるように、発熱源３の出力を制御しながら、１２０時間にわたって加熱動作を行った。

【0104】

比較例２のモデルを用いた検証の結果、発熱源３の出力は９８ｋＷ±２ｋＷの範囲内の制御の下で、均熱板５の上面温度が２３５０℃で維持された。

【0105】

このとき、最も内側に位置する加熱容器１０ｃの上部温度は２１５９℃であり、加熱容器１０ｃに隣接した外側に位置する６個の加熱容器群１０ｂの上部温度の平均値は２１６４℃であり、最も外側に位置する１２個の加熱容器群１０ａの上部温度の平均値は２１９２℃であった。この結果、各群の最高温度と最低温度の差は３３℃であり、全体平均の１．５％以上もの差が生じた。なお、この３３℃という値は、各実施例１～３と比べて２倍以上の値である。

【0106】

つまり、比較例２のモデルによれば、各実施例１～３と比べて、１９個の加熱容器１０，１０，…に対する温度条件にばらつきが生じていることが確認された。

【0107】

（参考例１）
図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ、参考例１として準備されたＳｉＣ単結晶製造装置１のモデルを、図２及び図１にならって図示した図面である。

【0108】

参考例１のモデルは、実施例１のモデルから、第一筒状体３０を外した上で、第一筒状体３０と同一の材料からなる第三筒状体６３によって、各加熱容器１０，１０，…のそれぞれの外側面を覆ったものに対応する。他は実施例１のモデルと共通とされた。

【0109】

参考例１のモデルを用いて、均熱板５の上面温度を２３５０℃で一定になるように、発熱源３の出力を制御しながら、１２０時間にわたって加熱動作を行った。

【0110】

参考例１のモデルを用いた検証の結果、発熱源３の出力は９５ｋＷ±２ｋＷの範囲内の制御の下で、均熱板５の上面温度が２３５０℃で維持された。

【0111】

このとき、最も内側に位置する加熱容器１０ｃの上部温度は２１０７℃であり、加熱容器１０ｃに隣接した外側に位置する６個の加熱容器群１０ｂの上部温度の平均値は２１１２℃であり、最も外側に位置する１２個の加熱容器群１０ａの上部温度の平均値は２１５２℃であった。この結果、各群の最高温度と最低温度の差は４５℃であり、全体平均の約２．１％もの差が生じた。なお、この４５℃という値は、各実施例１～３と比べて４倍以上もの値である。

【0112】

つまり、参考例１のモデルにおいても、各実施例１～３と比べて、１９個の加熱容器１０，１０，…に対する温度条件にばらつきが生じていることが確認された。表１は、上述した検証の結果をまとめたものである。

【0113】

【表1】

【0114】

なお、参考例１と実施例１～３とを対比すると、参考例１のモデルでは、各加熱容器１０，１０，…のそれぞれが、炭素繊維フェルト製の部材からなる第三筒状体６３で覆われているため、隣接する加熱容器１０，１０，…間での輻射熱の伝搬が抑制されたものと想定される。一方、実施例１～３では、二次熱源として機能する第一筒状体３０から輻射熱由来の赤外線Ｅ２（図５参照）が、最外周の加熱容器群１０ａに照射されて最外周の加熱容器群１０ａを側方から加熱しつつ、加熱された加熱容器群１０ａ自身が二次熱源として機能して、内側に配置された加熱容器群１０ｂに対して輻射熱由来の赤外線を照射することで、加熱容器群１０ｂに対しても側方から加熱されたものと推定される。最も中心に位置する加熱容器１０ｃについても、同様に、加熱された加熱容器群１０ｂ自身が二次熱源として機能して、内側に配置された加熱容器１０ｃに対して輻射熱由来の赤外線を照射することで、側方から加熱されたものと推定される。

【0115】

図１０Ａは、温度分布を均一にした状態で６インチサイズの単結晶インゴットを成長させた場合の、３Ｄ計測の断面図のトレース図面である。また、図１０Ｂは、Ｘ-Ｙ面方向について温度分布を意図的に不均一にした状態で６インチサイズの単結晶インゴットを成長させた場合の、３Ｄ計測の断面図のトレース図面である。なお、詳細には、図１０Ａの場合は、位置に応じた温度ばらつきの程度が平均温度の１％以下に抑制されており、図１０Ｂの場合は、温度ばらつきの程度が平均温度の５％であった。図１０Ｂは、図１０Ａと比べて、単結晶インゴットの形状が歪んでいる（図面上左右に非対称である）ことが確認される。このことより、成長時の加熱容器１０の温度条件が場所に応じて異なることで、単結晶インゴットの形状に影響が生じ、得られる性能にも影響が及ぶことが示唆される。

【0116】

［別実施形態］
以下に、本発明に係るＳｉＣ単結晶製造装置の別実施形態について説明する。

【0117】

〈１〉図１１は、ＳｉＣ単結晶製造装置１の別実施形態の構成を、図１にならって図示した断面図である。図１１に示すＳｉＣ単結晶製造装置１は、上述した実施形態とは異なり、単一の加熱容器１０を備えている。

【0118】

図１１に示すような、単一の加熱容器１０を備えたＳｉＣ単結晶製造装置１であっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

【0119】

すなわち、図１１に示すＳｉＣ単結晶製造装置１によっても、一次熱源としての発熱源３については、均熱板５よりも－Ｚ側に配置しながらも、加熱容器１０に対して、底面側のみならず、側面側及び上面側からも加熱させることが可能となる。

【0120】

そして、図５を参照して上述したように、加熱容器１０に対する上方からの加熱は、反射面から反射された赤外線Ｅ３に由来し、側方からの加熱は、専ら二次熱源として機能する第一筒状体３０由来の赤外線Ｅ２に由来する。よって、加熱容器１０のサイズが大型化した場合であっても、側面や上面に一次熱源を配置することなく、加熱容器１０に対して側方及び上方からの加熱が可能となる。

【0121】

この結果、温度制御のために一次熱源としての発熱源３の出力を調整したとしても、加熱容器１０に対する加熱方向別の熱エネルギーの比率を実質的に保持することが可能となる。よって、ＳｉＣ単結晶製造装置１において、第一筒状体３０、第二筒状体４０及び蓋体５０の材料、形状、寸法等を、予め適切に調整しておくことで、好ましい熱バランスを保ちながら、加熱容器１０に対する温度調整を行うことができる。これにより、性能のばらつきを抑制しながら、比較的大型のＳｉＣインゴットを製造することが可能となる。

【0122】

〈２〉 本発明において、一次熱源としての発熱源３は、均熱板５よりも－Ｚ側に配置されていればよく、その個数は限定されない。ただし、複数の発熱源３，３，…が存在することで、加熱容器１０の底面側であっても、発熱源３，３，…相互間の熱的なクロストークを生じさせる可能性もあることから、発熱源３は単一体であるのがより好ましい。

【0123】

なお、側面や上面に別途の発熱源を配置する場合と比べて、均熱板５よりも－Ｚ側に複数の発熱源３，３，…を配置した場合に生じる熱的なクロストークの影響は著しく小さい。より詳細には、均熱板５よりも－Ｚ側に複数の発熱源３，３，…を配置したとしても、加熱容器１０に対する加熱方向別の熱エネルギーの比率に与える影響は小さいものである。

【符号の説明】

【0124】

１ ：ＳｉＣ単結晶製造装置
３ ：発熱源
５ ：均熱板
５ａ ：均熱板の外縁
１０ ：加熱容器
１０ａ ：加熱容器群
１０ｂ ：加熱容器群
１０ｃ ：加熱容器
１１Ｇ ：気体原料
１１Ｓ ：固体原料
１２ ：種結晶
１３ ：原料収容領域
１４ ：原料収容領域の側部
１５ ：原料収容領域の底部
１６ ：種結晶取付部
１９ ：加熱容器の蓋部
３０ ：第一筒状体
３１ ：（第一筒状体の）第一面
４０ ：第二筒状体
４１ ：（第二筒状体の）第二面
５０ ：蓋体
５１ ：蓋体の底面
５３ ：開口部
６０ ：離間部
６１ ：第二発熱源
６３ ：第三筒状体
Ｅ０，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３ ：赤外線
Ｅａ ：熱

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11】