特表 2024-513870 複合結晶の製造方法及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-27

(54)【発明の名称】複合結晶の製造方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20240319BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20240319BHJP

   C23C 16/42 20060101ALI20240319BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

H01L21/205

C23C16/42

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023561027

(86)(22)【出願日】2021-04-02

(85)【翻訳文提出日】2023-10-31

(86)【国際出願番号】 CN2021085469

(87)【国際公開番号】W WO2022205480

(87)【国際公開日】2022-10-06

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＺＩＧＢＥＥ

２．ＪＡＶＡ

３．ＶＩＳＵＡＬ ＢＡＳＩＣ

４．ＰＹＴＨＯＮ

(71)【出願人】

【識別番号】523374747

【氏名又は名称】眉山博雅新材料有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】王 宇

(72)【発明者】

【氏名】▲楊▼ 田

【テーマコード（参考）】

4K030

5F045

5F131

【Ｆターム（参考）】

4K030AA06

4K030AA09

4K030AA17

4K030BA37

4K030CA04

4K030CA05

4K030DA04

4K030FA10

4K030JA09

4K030JA10

5F045AB06

5F045AF02

5F045AF03

5F045AF04

5F045AF09

5F045DP15

5F045DP27

5F045DQ14

5F045EM10

5F045HA04

5F131AA02

5F131BA04

5F131BA19

5F131BA37

5F131BA43

5F131BB02

5F131BB03

5F131BB12

5F131BB13

5F131CA06

5F131DA33

5F131DA42

5F131EA02

5F131EA03

5F131EA24

5F131EB67

(57)【要約】

本明細書の実施例は、複数のキャビティを含むマルチキャビティ式成長装置（２００）において行われた複合結晶の製造方法を開示し、前記方法は、基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理するステップと、前記複数のキャビティのうちの１つのキャビティ内に、気相成長法で結晶を成長させて、前記基板及び目標結晶を含む複合結晶を得るステップとを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のキャビティを含むマルチキャビティ式成長装置において行われた複合結晶の製造方法であって、
少なくとも１つの基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理するステップと、
前記複数のキャビティのうちの１つのキャビティ内に、気相成長法で目標結晶を成長させて、前記基板及び目標結晶を含む少なくとも１つの複合結晶を得るステップと、を含む複合結晶の製造方法。

【請求項2】

前記少なくとも１つの基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理する前に、前記方法は、
前記少なくとも１つの基板に対して研磨処理を行うステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記少なくとも１つの基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理する前に、前記方法は、
前記少なくとも１つの基板に対して洗浄処理を行うステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

第１温度区間において、エッチング液を使用して前記複合結晶を第１時間超音波洗浄して、基底面転位密度が１２０～２０００ｃｍ^－２の前記目標結晶を得るステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記マルチキャビティ式成長装置は、インサイチュエッチングキャビティ、炭化キャビティ、成長キャビティ、バッファキャビティ及び搬送アセンブリを少なくとも含み、前記搬送アセンブリにより、少なくとも１つの基板を順に前記インサイチュエッチングキャビティ、前記炭化キャビティ、前記成長キャビティ及び前記バッファキャビティに通過させて処理する、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記少なくとも１つの基板を順に前記複数のキャビティの間に搬送及び処理することを完了する前に、別のロットの少なくとも１つの基板を複数のキャビティの間に搬送及び処理することを開始し、２つのロットの前記少なくとも１つの基板を異なるキャビティにそれぞれ同時に搬送及び処理するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記マルチキャビティ式成長装置は、真空キャビティを含み、前記方法は、
前記少なくとも１つの基板を前記インサイチュエッチングキャビティ内に処理する前に、前記少なくとも１つの基板を前記真空キャビティ内に置くステップと、
前記真空キャビティの圧力及び前記インサイチュエッチングキャビティの圧力を第１圧力区間に調整するステップと、
前記搬送アセンブリにより、前記少なくとも１つの基板を前記インサイチュエッチングキャビティに搬送するステップと、を含む、請求項５に記載の方法。

【請求項8】

前記少なくとも１つの基板を前記インサイチュエッチングキャビティ内に処理するステップは、
第２時間の範囲内に、前記インサイチュエッチングキャビティの圧力を第２圧力区間に維持し、温度を第２温度区間に維持するステップと、
前記インサイチュエッチングキャビティの圧力が常圧になるまで水素ガスを導入し、第３時間の範囲内に前記インサイチュエッチングキャビティの温度を第３温度区間に維持するとともにインサイチュエッチング処理を行うステップと、を含む、請求項５に記載の方法。

【請求項9】

前記少なくとも１つの基板を前記炭化キャビティ内に処理するステップは、
第４時間内に、炭化キャビティの圧力を第３圧力区間に維持し、温度を第４温度区間に維持するとともに炭化処理を行うステップを含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記炭化処理は、
前記炭化キャビティの温度を前記第３温度区間に調整するステップと、
前記搬送アセンブリにより、前記少なくとも１つの基板を前記炭化キャビティ内に搬送するステップと、
前記炭化キャビティの温度を第５温度区間に調整し、圧力を第４圧力区間に調整し、第３圧力区間になるまでプロパンガス及び水素ガスを同時に導入し、かつ第４時間内に、炭化キャビティの圧力を第３圧力区間に維持し、温度を第４温度区間に維持するとともに炭化処理を行うステップと、を含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記少なくとも１つの基板を前記成長キャビティ内に処理するステップは、
成長キャビティの温度を第６温度区間に維持し、圧力を前記第４圧力区間に維持し、反応原料を導入し、圧力を第５圧力区間に調整するとともに結晶成長プロセスを行うステップを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記結晶成長プロセスは、
前記成長キャビティの温度を前記第４温度区間に調整し、圧力を前記第３圧力区間に調整するステップと、
前記搬送アセンブリにより、前記少なくとも１つの基板を前記成長キャビティに搬送するステップと、
前記成長キャビティの温度を第６温度区間に調整し、圧力を前記第４圧力区間に調整し、第５圧力区間になるまでシラン、プロパンガス及び水素ガスを導入して、結晶成長を行うステップと、
前記目標結晶の厚さが目標厚さになると、結晶成長を停止するステップと、を含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記少なくとも１つの基板を前記バッファキャビティ内に処理するステップは、
第５時間内に、バッファキャビティの温度を第７温度区間に維持するとともに、冷却降温処理を行うステップを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項14】

冷却降温処理は、
前記バッファキャビティの温度を前記第６温度区間に調整するステップと、
前記搬送アセンブリにより、前記複合結晶を前記バッファキャビティに搬送するステップと、
前記バッファキャビティの温度を第７温度区間に調整し、第５時間内に、バッファキャビティの温度を第７温度区間に維持するとともに、冷却降温処理を行うステップと、を含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記マルチキャビティ式成長装置は、端末キャビティを含み、前記方法は、前記端末キャビティの温度を室温に維持するステップと、
前記搬送アセンブリにより、前記複合結晶を前記端末キャビティに搬送するステップと、
前記複合結晶を室温に冷却するステップと、をさらに含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項16】

結晶製造プロセスに適用される複合結晶の製造システムであって、
コンピュータ命令を記憶する少なくとも１つのメモリと、
前記少なくとも１つのメモリと通信し、前記コンピュータ命令を実行する場合、前記システムに、
少なくとも１つの基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理するステップ、及び
前記複数のキャビティのうちの１つのキャビティ内に、気相成長法で目標結晶を成長させて、前記基板及び目標結晶を含む少なくとも１つの複合結晶を得るステップを実行させる少なくとも１つのプロセッサと、を含む、複合結晶の製造システム。

【請求項17】

前記少なくとも１つのプロセッサは、前記システムに、
第１温度区間において、エッチング液を使用して前記複合結晶を第１時間超音波洗浄して、基底面転位密度が１２０～２０００ｃｍ^－２の前記目標結晶を得るステップを実行させる、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

前記マルチキャビティ式成長装置は、インサイチュエッチングキャビティ、炭化キャビティ、成長キャビティ、バッファキャビティ及び搬送アセンブリを少なくとも含み、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記システムに、
搬送アセンブリにより、少なくとも１つの基板を順に前記インサイチュエッチングキャビティ、前記炭化キャビティ、前記成長キャビティ及び前記バッファキャビティに通過させて処理するステップを実行させる、請求項１６に記載のシステム。

【請求項19】

前記少なくとも１つのプロセッサは、前記システムに、
前記少なくとも１つの基板を順に前記複数のキャビティの間に搬送及び処理することを完了する前に、別のロットの少なくとも１つの基板を複数のキャビティの間に搬送及び処理することを開始し、２つのロットの前記少なくとも１つの基板を異なるキャビティにそれぞれ同時に搬送及び処理するステップを実行させる、請求項１８に記載のシステム。

【請求項20】

コンピュータ命令を記憶し、前記コンピュータ命令がプロセッサにより実行される場合、請求項１～１９のいずれか一項に記載の方法を実現する、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項21】

インサイチュエッチングキャビティと、
炭化キャビティと、
気相成長法で目標結晶を成長させて、基板及び目標結晶を含む少なくとも１つの複合結晶を得る成長キャビティと、
バッファキャビティと、
搬送アセンブリと、を含み、前記搬送アセンブリにより、前記少なくとも１つの基板を順に前記インサイチュエッチングキャビティ、前記炭化キャビティ、前記成長キャビティ及び前記バッファキャビティに通過させて処理する、結晶製造プロセスに適用されるマルチキャビティ式成長装置。

【請求項22】

真空キャビティをさらに含む、請求項２１に記載のマルチキャビティ式成長装置。

【請求項23】

端末キャビティをさらに含む、請求項２１に記載のマルチキャビティ式成長装置。

【請求項24】

前記搬送アセンブリは、平行に配列した少なくとも２つの回転可能な円柱状ローラを含み、前記回転可能な円柱状ローラは、各キャビティの下方に並んで位置する、請求項２１に記載のマルチキャビティ式成長装置。

【請求項25】

トレイを含み、前記トレイには、少なくとも１つの基板を置く少なくとも１つの溝が設置される、請求項２１に記載のマルチキャビティ式成長装置。

【請求項26】

前記成長キャビティは、回転軸を含む、請求項２５に記載のマルチキャビティ式成長装置。

【請求項27】

前記インサイチュエッチングキャビティ、前記炭化キャビティ及び前記成長キャビティはそれぞれ、少なくとも１つの吸気管路を含む、請求項２１に記載のマルチキャビティ式成長装置。

【請求項28】

前記真空キャビティ、前記インサイチュエッチングキャビティ、前記炭化キャビティ及び前記成長キャビティはそれぞれ、少なくとも１つの排気管路を含む、請求項２２に記載のマルチキャビティ式成長装置。

【請求項29】

前記インサイチュエッチングキャビティ、前記炭化キャビティ、前記成長キャビティ及び前記バッファキャビティにはそれぞれ、加熱体が設置される、請求項２１に記載のマルチキャビティ式成長装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、結晶の製造の技術分野に関し、特に複合結晶の製造方法及びシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

科学技術の発展につれて、半導体結晶に対する需要がますます大きくなる。半導体結晶は、サイズが小さく、厚さが薄いなどの特徴を有するため、結晶のカット及び研磨プロセスに対する要件が高く、例えば、カットされた結晶のサイズ及び厚さが均一ではなく、或いは、研磨された結晶が平坦ではない場合、半導体結晶に対する要件を満たすことができない。

【0003】

したがって、加工及びカットを必要としない目標結晶を製造する複合結晶の製造方法及びシステムを提供する必要がある。

【発明の概要】

【0004】

本明細書の実施例の一態様に係る、複数のキャビティを含むマルチキャビティ式成長装置において行われた複合結晶の製造方法は、少なくとも１つの基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理するステップと、前記複数のキャビティのうちの１つのキャビティ内に、気相成長法で目標結晶を成長させて、前記基板及び目標結晶を含む少なくとも１つの複合結晶を得るステップと、を含む。

【0005】

いくつかの実施例では、前記少なくとも１つの基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理する前に、前記方法は、前記少なくとも１つの基板に対して研磨処理を行うステップをさらに含む。

【0006】

いくつかの実施例では、前記少なくとも１つの基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理する前に、前記方法は、前記少なくとも１つの基板に対して洗浄処理を行うステップをさらに含む。

【0007】

いくつかの実施例では、前記方法は、第１温度区間において、エッチング液を使用して前記複合結晶を第１時間超音波洗浄して、基底面転位密度が１２０～２０００ｃｍ^－２の前記目標結晶を得るステップをさらに含む。

【0008】

いくつかの実施例では、前記マルチキャビティ式成長装置は、インサイチュエッチングキャビティ、炭化キャビティ、成長キャビティ、バッファキャビティ及び搬送アセンブリを少なくとも含み、前記搬送アセンブリにより、少なくとも１つの基板を順に前記インサイチュエッチングキャビティ、前記炭化キャビティ、前記成長キャビティ及び前記バッファキャビティに通過させて処理する。

【0009】

いくつかの実施例では、前記方法は、前記少なくとも１つの基板を順に前記複数のキャビティの間に搬送及び処理することを完了する前に、別のロットの少なくとも１つの基板を複数のキャビティの間に搬送及び処理することを開始し、２つのロットの前記少なくとも１つの基板を異なるキャビティにそれぞれ同時に搬送及び処理するステップをさらに含む。

【0010】

いくつかの実施例では、前記マルチキャビティ式成長装置は、真空キャビティを含み、前記方法は、前記少なくとも１つの基板を前記インサイチュエッチングキャビティ内に処理する前に、前記少なくとも１つの基板を前記真空キャビティ内に置くステップと、前記真空キャビティの圧力及び前記インサイチュエッチングキャビティの圧力を第１圧力区間に調整するステップと、前記搬送アセンブリにより、前記少なくとも１つの基板を前記インサイチュエッチングキャビティに搬送するステップと、を含む。

【0011】

いくつかの実施例では、前記少なくとも１つの基板を前記インサイチュエッチングキャビティ内に処理するステップは、第２時間の範囲内に、前記インサイチュエッチングキャビティの圧力を第２圧力区間に維持し、温度を第２温度区間に維持するステップと、前記インサイチュエッチングキャビティの圧力が常圧になるまで水素ガスを導入し、第３時間の範囲内に前記インサイチュエッチングキャビティの温度を第３温度区間に維持するとともにインサイチュエッチング処理を行うステップと、を含む。

【0012】

いくつかの実施例では、前記少なくとも１つの基板を前記炭化キャビティ内に処理するステップは、第４時間内に、炭化キャビティの圧力を第３圧力区間に維持し、温度を第４温度区間に維持するとともに炭化処理を行うステップを含む。

【0013】

いくつかの実施例では、前記炭化処理は、前記炭化キャビティの温度を前記第３温度区間に調整するステップと、前記搬送アセンブリにより、前記少なくとも１つの基板を前記炭化キャビティ内に搬送するステップと、前記炭化キャビティの温度を第５温度区間に調整し、圧力を第４圧力区間に調整し、第３圧力区間になるまでプロパンガス及び水素ガスを同時に導入し、かつ第４時間内に、炭化キャビティの圧力を第３圧力区間に維持し、温度を第４温度区間に維持するとともに炭化処理を行うステップと、を含む。

【0014】

いくつかの実施例では、前記少なくとも１つの基板を前記成長キャビティ内に処理するステップは、成長キャビティの温度を第６温度区間に維持し、圧力を前記第４圧力区間に維持し、反応原料を導入し、圧力を第５圧力区間に調整して、結晶成長プロセスを行うステップを含む。

【0015】

いくつかの実施例では、前記結晶成長プロセスは、前記成長キャビティの温度を前記第４温度区間に調整し、圧力を前記第３圧力区間に調整するステップと、前記搬送アセンブリにより、前記少なくとも１つの基板を前記成長キャビティに搬送するステップと、前記成長キャビティの温度を第６温度区間に調整し、圧力を前記第４圧力区間に調整し、第５圧力区間になるまでシラン、プロパンガス及び水素ガスを導入して、結晶成長を行うステップと、前記目標結晶の厚さが目標厚さになると、結晶成長を停止するステップと、を含む。

【0016】

いくつかの実施例では、前記マルチキャビティ式成長装置は、ポジショナーを含み、前記搬送アセンブリにより、前記少なくとも１つの基板を前記成長キャビティに搬送するステップは、前記ポジショナーが、前記少なくとも１つの基板が前記成長キャビティ内の所定の位置にあることを決定した場合、前記搬送アセンブリの動作を停止するステップを含む。

【0017】

いくつかの実施例では、前記少なくとも１つの基板を前記バッファキャビティ内に処理するステップは、第５時間内に、バッファキャビティの温度を第７温度区間に維持するとともに、冷却降温処理を行うステップを含む。

【0018】

いくつかの実施例では、冷却降温処理は、前記バッファキャビティの温度を前記第６温度区間に調整するステップと、前記搬送アセンブリにより、前記複合結晶を前記バッファキャビティに搬送するステップと、前記バッファキャビティの温度を第７温度区間に調整し、第５時間内に、バッファキャビティの温度を第７温度区間に維持するとともに、冷却降温処理を行うステップと、を含む。

【0019】

いくつかの実施例では、前記マルチキャビティ式成長装置は、端末キャビティを含み、前記方法は、前記端末キャビティの温度を室温に維持するステップと、前記搬送アセンブリにより、前記複合結晶を前記端末キャビティに搬送するステップと、前記複合結晶を室温に冷却するステップと、をさらに含む。

【0020】

本明細書の実施例の一態様に係る、結晶製造プロセスに適用される複合結晶の製造システムは、コンピュータ命令を記憶する少なくとも１つのメモリと、前記少なくとも１つのメモリと通信し、前記コンピュータ命令を実行する場合、前記システムに、少なくとも１つの基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理するステップ、及び前記複数のキャビティのうちの１つのキャビティ内に、気相成長法で目標結晶を成長させて、前記基板及び目標結晶を含む少なくとも１つの複合結晶を得るステップを実行させる少なくとも１つのプロセッサと、を含む。

【0021】

いくつかの実施例では、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記システムに、第１温度区間において、エッチング液を使用して前記複合結晶を第１時間超音波洗浄して、基底面転位密度が１２０～２０００ｃｍ^－２の前記目標結晶を得るステップを実行させる。

【0022】

いくつかの実施例では、前記マルチキャビティ式成長装置は、インサイチュエッチングキャビティ、炭化キャビティ、成長キャビティ、バッファキャビティ及び搬送アセンブリを少なくとも含み、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記システムに、搬送アセンブリにより、少なくとも１つの基板を順に前記インサイチュエッチングキャビティ、前記炭化キャビティ、前記成長キャビティ及び前記バッファキャビティに通過させて処理するステップを実行させる。

【0023】

いくつかの実施例では、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記システムに、前記少なくとも１つの基板を順に前記複数のキャビティの間に搬送及び処理することを完了する前に、別のロットの少なくとも１つの基板を複数のキャビティの間に搬送及び処理することを開始し、２つのロットの前記少なくとも１つの基板を異なるキャビティにそれぞれ同時に搬送及び処理するステップを実行させる。

【0024】

本明細書の実施例の一態様に係るコンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ命令を記憶し、前記コンピュータ命令がプロセッサにより実行される場合、本明細書の実施例のいずれかの実施例に記載の方法を実現する。

【0025】

本明細書の実施例の一態様に係る、結晶製造プロセスに適用されるマルチキャビティ式成長装置は、インサイチュエッチングキャビティと、炭化キャビティと、気相成長法で目標結晶を成長させて、基板及び目標結晶の少なくとも１つの複合結晶を得る成長キャビティと、バッファキャビティと、搬送アセンブリと、を含み、前記搬送アセンブリにより、前記少なくとも１つの基板を順に前記インサイチュエッチングキャビティ、前記炭化キャビティ、前記成長キャビティ及び前記バッファキャビティに通過させて処理する。

【0026】

いくつかの実施例では、前記マルチキャビティ式成長装置は、真空キャビティをさらに含む。

【0027】

いくつかの実施例では、前記マルチキャビティ式成長装置は、端末キャビティをさらに含む。

【0028】

いくつかの実施例では、前記搬送アセンブリは、平行に配列した少なくとも２つの回転可能な円柱状ローラを含み、前記回転可能な円柱状ローラは、各キャビティの下方に並んで位置する。

【0029】

いくつかの実施例では、前記マルチキャビティ式成長装置は、トレイを含み、前記トレイには、少なくとも１つの基板を置く少なくとも１つの溝が設置される。

【0030】

いくつかの実施例では、前記成長キャビティは、回転軸を含む。

【0031】

いくつかの実施例では、前記マルチキャビティ式成長装置は、ポジショナーを含む。

【0032】

いくつかの実施例では、前記インサイチュエッチングキャビティ、前記炭化キャビティ及び前記成長キャビティはそれぞれ、少なくとも１つの吸気管路を含む。

【0033】

いくつかの実施例では、前記真空キャビティ、前記インサイチュエッチングキャビティ、前記炭化キャビティ及び前記成長キャビティはそれぞれ、少なくとも１つの排気管路を含む。

【0034】

いくつかの実施例では、前記インサイチュエッチングキャビティ、前記炭化キャビティ、前記成長キャビティ及び前記バッファキャビティにはそれぞれ、加熱体が設置される。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】いくつかの実施例に係る結晶製造システムの例示的なハードウェア及び／又はソフトウェアの概略図である。

【図2A】いくつかの実施例に係るマルチキャビティ式成長装置の例示的な概略構成図である。

【図2B】いくつかの実施例に係るマルチキャビティ式成長装置内の各キャビティの例示的な分布の上面図である。

【図3A】別の実施例に係るマルチキャビティ式成長装置の例示的な概略構成図である。

【図3B】別の実施例に係るマルチキャビティ式成長装置内の各キャビティの例示的な分布の上面図である。

【図4】いくつかの実施例に係る第１種のキャビティの例示的な概略構成図である。

【図5】いくつかの実施例に係る第２種のキャビティの例示的な概略構成図である。

【図6】いくつかの実施例に係る第３種のキャビティの例示的な概略構成図である。

【図7】いくつかの実施例に係るトレイの例示的な概略構成図である。

【図8】いくつかの実施例に係る搬送アセンブリの例示的な概略構成図である。

【図9】いくつかの実施例に係る炭化珪素結晶の製造方法の例示的な流れ図である。

【図10】いくつかの実施例に係る基板の表面処理プロセスの例示的な流れ図である。

【図11】いくつかの実施例に係る基板を各キャビティの間に搬送及び処理する場合の例示的な流れ図である。

【図12】いくつかの実施例に係る真空処理の例示的な流れ図である。

【図13】いくつかの実施例に係るインサイチュエッチング処理の例示的な流れ図である。

【図14】いくつかの実施例に係る炭化処理の例示的な流れ図である。

【図15】いくつかの実施例に係る基板を炭化キャビティから成長キャビティに搬送する場合の例示的な流れ図である。

【図16】いくつかの実施例に係る結晶成長の例示的な流れ図である。

【図17】いくつかの実施例に係るバッファ及び降温処理の例示的な流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

本明細書の実施例の技術手段をより明確に説明するために、以下、実施例の説明に使用する必要がある図面について簡単に説明する。明らかに、以下に説明する図面は、本明細書のいくつかの例又は実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力を要することなく、更に、これらの図面に基づいて本明細書を他の類似状況に適用することができる。言語環境において明らかでないか又は別に説明しない限り、図における同じ符号は、同じ構造又は操作を表す。

【0037】

本明細書に使用される「システム」、「装置」、「ユニット」及び／又は「モジュール」が、異なるレベルの異なるアセンブリ、素子、部材、部分又は組み立てを区別する方法である。しかしながら、他の単語が同じ目的を達成することができれば、他の表現により上記単語を置き換えることができることを理解されたい。

【0038】

本明細書及び特許請求の範囲に示されるように、コンテキストには例外な状況を明らかに示さない限り、「一」、「１つ」、「１種」及び／又は「当該」などの単語は、単数を特に指すことではなく、複数を意味することができる。一般的には、用語「含む」及び「含有する」は、既に明らかに識別されたステップ及び要素を含むことを示すものに過ぎないが、これらのステップ及び要素は、排他的な羅列を構成せず、方法又はデバイスは、他のステップ及び要素も含む可能性がある。

【0039】

本明細書では、フローチャートを使用して本明細書の実施例に係るシステムが実行する操作を説明する。前又は後の操作が必ずしも順序に応じて正確に実行されない。逆に、逆の順序で、又は同時に各ステップを処理してもよい。同時に、他の操作をこれらのプロセスに添加してもよく、これらのプロセスからあるステップ又は複数のステップの操作を除去してもよいことを理解されたい。

【0040】

図１は、いくつかの実施例に係る結晶製造システムの例示的なハードウェア及び／又はソフトウェアの概略図である。

【0041】

図１に示すように、結晶製造システム１００は、制御モジュール１０１、検出モジュール１０２、加熱モジュール１０３、研磨モジュール１０４、洗浄モジュール１０５、真空モジュール１０６、エッチングモジュール１０７、炭化モジュール１０８、成長モジュール１０９、駆動モジュール１１０、機械構造１１１、通信モジュール１１２、給電モジュール１１３及び入力／出力モジュール１１４を含んでもよい。本明細書に記載されているモジュール、ユニット及びサブユニットは、ハードウェア、ソフトウェア又はソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現される。ハードウェアの実現方式は、実体部材で構成された回路又は構造により実現されることを含んでもよく、ソフトウェアの実現方式は、モジュール、ユニット及びサブユニットに対応する操作をコードの形態でメモリに記憶して、適切なハードウェア、例えば、マイクロプロセッサにより実行することを含んでもよい。本明細書に記載されているモジュール、ユニット及びサブユニットがその操作を実行する場合、特に説明しない限り、当該機能を含むソフトウェアコードが実行されることを指してもよく、当該機能を有するハードウェアが使用されることを指してもよい。また、本明細書に記載されているモジュール、ユニット及びサブユニットがハードウェアに対応する場合に、その対応するハードウェアの構造を限定せず、その機能を実現できるハードウェアであれば、いずれも本明細書の保護範囲に含まれる。例えば、本明細書に記載されている異なるモジュール、ユニット及びサブユニットは、同一のハードウェア構造に対応してもよい。また例えば、本明細書に記載されている同一のモジュール、ユニット及びサブユニットは、複数の独立したハードウェア構造に対応してもよい。

【0042】

制御モジュール１０１は、他のモジュールに関連付けることができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、他のモジュール（例えば、検出モジュール１０２、加熱モジュール１０３、駆動モジュール１１０、通信モジュール１１２、給電モジュール１１３など）の動作状態を制御することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、駆動モジュール１１０を起動又は停止するように制御することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、給電モジュール１１３の給電電力、給電時間などを制御することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、通信モジュール１１２のデータ取得又は送信プロセスを管理することができる。

【0043】

検出モジュール１０２は、システムのプロセスパラメータ、例えば、温度、圧力、ガス流速、結晶の成長した厚さなどを検出する。いくつかの実施例では、検出モジュール１０２は、システムのプロセスパラメータの検出結果を制御モジュール１０１に送信することができ、制御モジュール１０１は、検出結果に基づいて後続の操作又は命令を実行することができる。いくつかの実施例では、検出モジュール１０２は、成長キャビティ内の温度を監視し、かつ温度データを制御モジュール１０１に送信することができ、制御モジュール１０１は、検出モジュール１０２によりリアルタイムにフィードバックされた温度データに基づいて、加熱モジュール１０３の動作パラメータ（例えば、加熱電流、加熱電力など）を調整して成長キャビティ内の温度を制御するか否かを決定する。いくつかの実施例では、検出モジュール１０２は、真空キャビティ内の圧力を監視し、かつ圧力データを制御モジュール１０１に送信することができ、制御モジュール１０１は、検出モジュール１０２によりリアルタイムにフィードバックされた圧力データに基づいて、真空キャビティに対して真空排気を行い続けるか否かを決定し、そうであれば、制御モジュール１０１は、真空キャビティに対して真空排気を行うように真空モジュール１０６を制御することができ、そうでなければ、制御モジュール１０１は、真空排気を停止して現在の真空度を維持するように真空モジュール１０６を制御することができる。いくつかの実施例では、検出モジュール１０２は、各種のガス原料の流量を監視し、かつ流量データを制御モジュール１０１に送信することができ、制御モジュール１０１は、検出モジュール１０２によりリアルタイムにフィードバックされたガス原料の流量に基づいて、各種のガス原料の流量を調整してガス原料の成分割合又は結晶の成長した厚さを制御するか否かを決定する。

【0044】

加熱モジュール１０３は、システムに必要な熱エネルギーを提供する。いくつかの実施例では、加熱モジュール１０３は、成長キャビティ又はインサイチュエッチングキャビティを加熱することができる。いくつかの実施例では、加熱モジュール１０３は、抵抗加熱体、誘導コイルなどの加熱アセンブリを含んでもよい。抵抗加熱体は、黒鉛抵抗又はグローバー抵抗を含んでもよい。いくつかの実施例では、加熱モジュール１０３は、１つ以上の他のモジュール又はキャビティと組み合わせて使用されるか、又は１つ以上の他のモジュール又はキャビティ内又はキャビティ外に取り付けられて、当該他のモジュール又はキャビティに必要な熱エネルギーを提供することができる。いくつかの実施例では、成長キャビティ及びインサイチュエッチングキャビティ内の温度をそれぞれ制御するように、成長キャビティ及びインサイチュエッチングキャビティにそれぞれ、加熱モジュール１０３のサブシステムが取り付けられる。

【0045】

いくつかの実施例では、研磨モジュール１０４は、基板の研磨処理プロセスを制御する。いくつかの実施例では、基板を利用して結晶を製造する前に、基板の表面（特に、結晶成長面）を清潔で平坦に維持するように基板の表面に対して前処理を行う必要がある。いくつかの実施例では、前処理は、研磨処理及び洗浄処理を含んでもよい。いくつかの実施例では、研磨処理は、研磨装置において完了する。研磨装置は、研磨機を含んでもよい。いくつかの実施例では、基板を機械構造１１１（例えば、マニピュレータ）により研磨装置に置き、研磨する。いくつかの実施例では、研磨モジュールは、まず基板の裏面（結晶成長面の対向面）を研磨し、その表面を平坦にし、次に、基板の正面（結晶成長面）に対して精密研磨を行って、表面のカット傷及び欠陥を除去するように研磨装置を制御することができる。

【0046】

いくつかの実施例では、洗浄モジュール１０５は、基板の洗浄プロセスを制御する。いくつかの実施例では、洗浄処理は、洗浄装置において完了する。いくつかの実施例では、洗浄装置は、超音波洗浄機を含んでもよい。基板を機械構造１１１（例えば、マニピュレータ）により洗浄装置内に置き、少なくとも１種の洗浄液及び超音波の作用で、基板を少なくとも２回洗浄し、洗浄完了後、機械構造１１１により洗浄液から取り出し、かつガスで基板の表面を吹き付けて乾燥することができる。いくつかの実施例では、洗浄液は、アセトン、アルコール又は脱イオン水を含んでもよい。いくつかの実施例では、アセトン、アルコール又は脱イオン水を使用して順に基板を洗浄することができる。いくつかの実施例では、基板の表面を吹き付けて乾燥するガスは、不活性ガスである。いくつかの実施例では、基板の表面を吹き付けて乾燥するガスは、純度が９９％を超える窒素ガスである。

【0047】

いくつかの実施例では、洗浄モジュール１０５は、複合結晶の化学エッチングプロセス及び洗浄プロセスを制御することができる。いくつかの実施例では、化学エッチングプロセス及び洗浄プロセスは、洗浄装置において完了することができる。いくつかの実施例では、機械構造１１１（例えば、マニピュレータ）により、複合結晶を洗浄装置内に置き、一定の温度、アルカリ溶液及び超音波の作用で、複合結晶上の基板を溶解して除去して、目標結晶（例えば、炭化珪素結晶）を得ることができる。いくつかの実施例では、アルカリ溶液は、ＮａＯＨ溶液又はＫＯＨ溶液を含んでもよい。基板を除去した炭化珪素結晶を機械構造１１１（例えば、マニピュレータ）により洗浄装置内に継続的に置き、洗浄液（例えば、イソプロパノール又は脱イオン水）及び超音波の作用で、洗浄して、基板を含まない炭化珪素結晶を得ることができる。基底面転位密度（単位面積の欠陥の数）で炭化珪素結晶の品質を示す。いくつかの実施例では、炭化珪素結晶の基底面転位密度が１００～２２００ｃｍ^－２である。いくつかの実施例では、炭化珪素結晶の基底面転位密度が１２０～２０００ｃｍ^－２である。いくつかの実施例では、炭化珪素結晶の基底面転位密度が２００～１８００ｃｍ^－２である。いくつかの実施例では、炭化珪素結晶の基底面転位密度が５００～１５００ｃｍ^－２である。いくつかの実施例では、炭化珪素結晶の基底面転位密度が７００～１３００ｃｍ^－２である。いくつかの実施例では、炭化珪素結晶の基底面転位密度が９００～１１００ｃｍ^－２である。

【0048】

いくつかの実施例では、真空モジュール１０６は、システムの真空排気プロセスを制御する。真空排気プロセスは、真空排気装置を制御して、一定のガス圧力になるまで各キャビティ（例えば、インサイチュエッチングキャビティ、炭化キャビティ、成長キャビティ）をそれぞれ真空排気するものである。いくつかの実施例では、真空排気装置は、真空ポンプを含んでもよい。いくつかの実施例では、検出モジュール１０２は、各キャビティ内の圧力をそれぞれ検出し、かつ圧力データを制御モジュール１０１に送信することができ、制御モジュール１０１は、圧力データに基づいて後続の操作又は命令を実行する。いくつかの実施例では、検出モジュール１０２は、インサイチュエッチングキャビティ又は真空キャビティ内の圧力データを制御モジュール１０１に送信し、制御モジュール１０１は、当該圧力データに基づいて、インサイチュエッチングキャビティ又は真空キャビティを真空排気し続ける必要があると判断した場合、インサイチュエッチングキャビティ又は真空キャビティを真空排気し続けるように真空排気装置を制御する。いくつかの実施例では、真空排気装置は、少なくとも１つの真空ポンプを含んでもよく、少なくとも１つの真空ポンプはそれぞれ、圧力制御を必要とする各キャビティに接続されて、各キャビティを独立して真空排気することができる。

【0049】

いくつかの実施例では、エッチングモジュール１０７は、基板のインサイチュエッチング処理を制御する。いくつかの実施例では、インサイチュエッチング処理は、インサイチュエッチングキャビティ内に行われる。インサイチュエッチングキャビティは、１つ以上の通路、１つ以上のガス入出口、加熱アセンブリ及び搬送アセンブリを含む。いくつかの実施例では、機械構造１１１により基板をインサイチュエッチングキャビティ内に搬送し、一定の温度、一定の圧力及びガスの作用で、基板の表面にインサイチュエッチング処理を行う。いくつかの実施例では、真空モジュール１０６は、一定のガス圧力になるまでインサイチュエッチングキャビティを真空排気して、一定の温度に緩やかに昇温させた後に一定の時間維持し、常圧になるまでガス（例えば、水素ガス）を導入して、一定の温度に昇温させた後に一定の時間維持するとともに、インサイチュエッチング処理を行う。

【0050】

インサイチュエッチング処理プロセスにおいて、検出モジュール１０２は、インサイチュエッチングキャビティ内の温度及び圧力をリアルタイムに監視し、かつ温度及び圧力データを制御モジュール１０１に伝送することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、検出モジュール１０２により伝送された温度に基づいて、加熱アセンブリの動作パラメータを調整することにより、インサイチュエッチングキャビティ内の温度を調整するように加熱モジュール１０３を制御することができる。制御モジュール１０１は、検出モジュール１０２により伝送された圧力データに基づいて、真空排気装置の動作パラメータを調整するように真空モジュール１０６を制御するか、又はガスの流量を調整するように機械構造１１１を制御することにより、インサイチュエッチングキャビティ内の圧力を調整することができる。インサイチュエッチング処理完了後、基板をインサイチュエッチングキャビティ外に搬送することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、インサイチュエッチングキャビティ上の１つ以上の通路を開き、機械構造１１１（例えば、搬送アセンブリ）により基板をインサイチュエッチングキャビティ外に搬送するように、駆動モジュール１１０を制御することができる。

【0051】

いくつかの実施例では、炭化モジュール１０８は、基板の炭化処理プロセスを制御する。いくつかの実施例では、炭化処理は、炭化キャビティ内に行われる。炭化キャビティは、１つ以上の通路、１つ以上のガス入出口、加熱アセンブリ及び搬送アセンブリを含む。いくつかの実施例では、機械構造１１１により基板を炭化キャビティ内に搬送し、一定の温度、一定の圧力及びガスの作用で、基板に対して炭化処理を行う。いくつかの実施例では、炭化キャビティを一定の温度に予め昇温させ、搬送アセンブリにより基板を炭化キャビティに搬送した後、炭化キャビティを別の温度に降温させ、かつ一定のガス圧力になるまで真空排気した後に昇温し始め、一定のガス圧力になるまでガス（例えば、プロパンガス、水素ガス）を同時に導入し、温度が一定の温度になった後に一定の時間維持されるとともに、炭化処理を行うことができる。

【0052】

炭化処理プロセスにおいて、検出モジュール１０２は、炭化キャビティ内の温度及び圧力データをリアルタイムに監視し、かつ温度及び圧力データを制御モジュール１０１に伝送することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、検出モジュール１０２により伝送された温度に基づいて、加熱アセンブリの動作パラメータを調整することにより、炭化キャビティ内の温度を調整するように加熱モジュール１０３を制御することができる。制御モジュール１０１は、検出モジュール１０２により伝送された圧力データに基づいて、真空装置の動作パラメータを調整するように真空モジュール１０６を制御するか、又はガスの流量を調整するように機械構造１１１を制御することにより、炭化キャビティ内の圧力を調整することができる。炭化処理完了後、基板を炭化キャビティ外に搬送することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、炭化キャビティ上の１つ以上の通路を開き、機械構造１１１（例えば、搬送アセンブリ）により基板を成長キャビティ外に搬送するように、駆動モジュール１１０を制御することができる。

【0053】

いくつかの実施例では、成長モジュール１０９は、結晶成長プロセスを制御する。結晶成長方法は、気相成長法、液相成長法、引上法、水熱合成法、ベルヌーイ法などを含んでもよい。特に、気相成長法は、薄膜元素を構成するガス状反応物及び液状反応物を含有する蒸気又は反応に必要な他のガスを反応環境内に導入し、基板の表面に化学反応が発生し、かつ固体生成物を基板の表面に堆積して薄膜を生成することである。気相成長法は、物理気相成長法及び化学気相成長法を含んでもよい。いくつかの実施例では、化学気相成長法は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、プラズマ化学気相成長法（ＰＣＶＤ）、レーザー化学気相成長法（ＬＣＶＤ）、減圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）、超高真空化学気相成長法（ＵＨＶＣＶＤ）、超音波化学気相成長法（ＵＷＣＶＤ）などであってもよい。

【0054】

いくつかの実施例では、結晶成長は、成長キャビティ内に完了する。成長キャビティは、槽式成長キャビティであってもよく、管式成長キャビティ、塔式成長キャビティ、流動床又は固定床であってもよい。

【0055】

いくつかの実施例では、成長キャビティは、１つ以上の通路、１つ以上のガス入出口、加熱アセンブリ及び回転アセンブリを含んでもよい。

【0056】

いくつかの実施例では、機械構造１１１により基板を成長キャビティ内に搬送し、一定の温度及び一定の圧力の場合、基板の表面に結晶成長プロセスを行う。具体的には、成長キャビティをある所定の温度に昇温させることができ、当該温度は、成長した結晶によって異なり、成長プロセス全体において一定に維持されてもよく、結晶成長方法に応じて成長プロセスにおいて調整されてもよい。当該温度は、検出モジュール１０２により監視され、かつ制御モジュール１０１が加熱モジュール１０３を制御することにより正確に制御することができる。いくつかのガスを導入する。成長プロセスにおいて、成長キャビティをある所定の圧力に維持することができ、当該圧力は、成長した結晶によって異なり、成長プロセス全体において一定に維持されてもよく、結晶成長方法に応じて成長プロセスにおいて調整されてもよい。当該圧力は、検出モジュール１０２により監視され、かつ制御モジュール１０１が駆動モジュール１１０を制御することにより正確に制御することができる。温度及び圧力を制御する場合、成長キャビティ内に、基板の表面に気相成長を行って結晶を成長させる。検出モジュール１０２は、結晶の成長した厚さを監視することができ、結晶の成長速度、厚さなどのパラメータに基づいて、制御モジュール１０１は、成長キャビティの温度、圧力及び各種のガスの流量を制御する。結晶が所定の厚さになる場合、制御モジュール１０１は、駆動モジュール１１０を制御することにより、機械構造１１１を制御して、結晶の成長を停止する。具体的には、制御モジュール１０１は、１つ以上の通路を開き、機械構造１１１（例えば、搬送アセンブリ）により、結晶が成長された基板を成長キャビティから搬送するように、駆動モジュール１１０を制御することができる。

【0057】

いくつかの実施例では、結晶成長装置は、複合結晶を冷却するバッファキャビティを含んでもよい。バッファキャビティは、１つ以上の通路、１つ以上のガス入出口、加熱アセンブリ及び搬送アセンブリを含む。いくつかの実施例では、機械構造１１１により複合結晶をバッファキャビティ内に搬送し、一定の温度で冷却する。冷却後の複合結晶をバッファキャビティ外に搬送することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、バッファキャビティ上の１つ以上の通路を開き、機械構造１１１（例えば、搬送アセンブリ）により複合結晶をバッファキャビティから搬送するように、駆動モジュール１１０を制御することができる。

【0058】

いくつかの実施例では、結晶成長装置は、複合結晶をさらに冷却する端末キャビティを含んでもよい。端末キャビティは、１つ以上の通路、１つ以上のガス入出口、加熱アセンブリ及び搬送アセンブリを含む。バッファキャビティ内の冷却後の複合結晶を機械構造１１１により端末キャビティ内に搬送し、一定の温度でさらに冷却する。冷却後の複合結晶を端末キャビティ外に搬送することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、端末キャビティ上の１つ以上の通路を開き、機械構造１１１（例えば、搬送アセンブリ）により複合結晶を端末キャビティ外に搬送するように、駆動モジュール１１０を制御することができる。

【0059】

いくつかの実施例では、駆動モジュール１１０は、１つ以上の駆動力供給源を含んでもよい。いくつかの実施例では、駆動力供給源は、電気駆動を使用する駆動モータを含んでもよい。いくつかの実施例では、駆動モータは、直流モータ、交流誘導モータ、永久磁石モータ及びスイッチトリラクタンスモータなどのうちの一種又は複数種の組み合わせであってもよい。いくつかの実施例では、駆動モジュール１１０は、１つ以上の駆動モータを含んでもよい。いくつかの実施例では、検出モジュール１０２は、結晶の成長した厚さが工程要件を満たしたことを検出し、制御モジュール１０１は、駆動モジュール１１０を動作させるように制御して、対応する操作を実行するように機械構造１１１を駆動する。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、命令を送信し、当該命令は、必要な動作状態及び持続時間を含む１つの電気信号を含む。駆動モジュール１１０の駆動力供給源は、電気信号の内容に基づいて対応して設定され（例えば、駆動モジュール１１０における駆動モータは、対応して、１分間当たり特定の回転速度で特定の時間回転する）、駆動モータの回転により、駆動モータに接続された機械構造１１１の状態を変更するように動かして（例えば、搬送アセンブリの前進及び停止、キャビティ通路の開閉、ガス入出口の開閉）、複合結晶を成長キャビティから搬送する。いくつかの実施例では、研磨モジュール１０４が基板に対して研磨処理を行う場合、制御モジュール１０１は、制御命令を駆動モジュール１１０に送信し、駆動モジュール１１０は、当該制御命令に基づいて研磨装置を動作させるように駆動する。

【0060】

機械構造１１１は、上記搬送アセンブリ、通路、ガス入出口、研磨装置などに限定されず、他の構造であってもよく、具体的な構造は、結晶製造システム１００に必要な構造種類に準じ、ここでは限定されない。本明細書に含まれる結晶製造方法を使用できる任意の装置の機械構造は、いずれも本明細書の保護範囲に含まれる。

【0061】

いくつかの実施例では、通信モジュール１１２は、情報又はデータの交換に使用することができる。いくつかの実施例では、通信モジュール１１２は、結晶製造システム１００の内部アセンブリ（例えば、制御モジュール１０１、検出モジュール１０２、加熱モジュール１０３、真空モジュール１０６、入力／出力モジュール１１４及び／又は駆動モジュール１１０）の間の通信に使用することができる。いくつかの実施例では、検出モジュール１０２は、システムの情報（例えば、温度、圧力、ガス流量などのデータ）を通信モジュール１１２に送信することができ、通信モジュール１１２は、当該情報を制御モジュール１０１に送信できることにより、制御モジュール１０１は、他のモジュール（例えば、加熱モジュール１０３、真空モジュール１０６）の動作パラメータを調整するか否かを決定する。動作パラメータを調整する必要があることを決定した場合、制御モジュール１０１は、通信モジュール１１２により、調整後の動作パラメータを関連するモジュールに送信する。いくつかの実施例では、通信モジュール１１２は、結晶製造システム１００及び他の外部機器（例えば、サーバ、ユーザ端末など）の間の通信に使用することができる。いくつかの実施例では、通信モジュール１１２は、結晶製造システム１００の状態情報（例えば、動作パラメータなど）をユーザ端末に送信することができ、ユーザ端末は、当該状態情報に基づいて結晶製造システム１００を監視することができる。通信モジュール１１２は、有線、無線及び有線／無線混合技術を使用することができる。有線技術は、金属ケーブル、混合ケーブル、光ケーブルなどの１種又は複数種の光ケーブル組み合わせ方式に基づく。無線技術は、ブルートゥース（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、無線ネットワーク（Ｗｉ－Ｆｉ）、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）、近距離無線通信（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、ＮＦＣ）、無線自動識別（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ、ＲＦＩＤ）、セルラーネットワーク（ＧＳＭ、ＣＤＭＡ、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇなどを含む）、セルラーベースの狭帯域モノのインターネット（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ、ＮＢＩｏＴ）などを含んでもよい。いくつかの実施例では、通信モジュール１１２は、１種又は複数種の符号化方式を使用して、伝送された情報に対して符号化処理を行うことができ、例えば、符号化方式は、位相符号化、非ゼロ復帰符号化、差動マンチェスター符号化などを含んでもよい。いくつかの実施例では、通信モジュール１１２は、伝送を必要とするデータタイプ又はネットワークタイプに基づいて、異なる伝送及び符号化方式を選択することができる。いくつかの実施例では、通信モジュール１１２は、異なる通信方式に使用される１つ以上の通信インタフェースを含んでもよい。いくつかの実施例では、結晶製造システム１００における他のモジュール（例えば、加熱モジュール１０３）は、複数のキャビティに分散してもよく、このような場合に、他の各モジュールはそれぞれ、モジュールの間の情報伝送を行う１つ以上の通信モジュール１１２を含んでもよい。いくつかの実施例では、通信モジュール１１２は、１つの受信機及び１つの送信機を含んでもよい。別の実施例では、通信モジュール１１２は、１つの送受信機を含んでもよい。いくつかの実施例では、通信モジュール１１２は、報知及び／又は警報機能を有してもよい。いくつかの実施例では、結晶製造システム１００の動作が不良である（例えば、結晶成長の温度又は圧力が限界値を超える）場合、通信モジュール１１２は、現場の操作者及び／又はユーザ端末に報知情報又は警報情報を送信することができる。いくつかの実施例では、警報方式は、音声警報、ライト警報、遠隔警報など、又は他の任意の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施例では、警報方式が遠隔警報である場合、通信モジュール１１２は、関連するユーザ端末に報知情報又は警報情報を送信することができ、さらに、現場の操作者と関連するユーザ端末との間の通信（例えば、音声通話、ビデオ通話）を確立することができる。いくつかの実施例では、結晶製造システム１００の動作が良好である場合、通信モジュール１１２は、現場の操作者及び／又はユーザ端末に提示情報を送信することもできる。いくつかの実施例では、通信モジュール１１２は、温度又は圧力が工程要件を満たすという提示情報を関連するユーザ端末に送信することができる。

【0062】

いくつかの実施例では、給電モジュール１１３は、結晶製造システム１００における他のモジュール及びアセンブリ（例えば、検出モジュール１０２、制御モジュール１０１、通信モジュール１１２、入力／出力モジュール１１４、駆動モジュール１１０）に電力を供給することができる。給電モジュール１１３は、制御モジュール１０１から制御信号を受信して、結晶製造システム１００の電力出力を制御することができる。いくつかの実施例では、一定の期間（例えば、１ｓ、２ｓ、３ｓ又は４ｓ）内に制御モジュール１０１のいくつかのモジュールに対する任意の操作を受信していない場合に、給電モジュール１１３は、動作しているモジュールのみに給電できることにより、結晶製造システム１００が節電モードになる。いくつかの実施例では、結晶製造システム１００の全てのモジュールは、一定の期間（例えば、１ｓ、２ｓ、３ｓ又は４ｓ）内に任意の操作を受信していない場合に、給電モジュール１１３は、他のモジュールに対する給電を停止して、結晶製造システム１００におけるデータをハードディスクにダンプすることができる。いくつかの実施例では、給電モジュール１１３は、少なくとも１つの電源を含んでもよい。上記電源は、石油火力発電機、天然ガス火力発電機、石炭火力発電機、太陽光発電機、風力発電機、水力発電機などのうちの１種又は複数種の組み合わせを含んでもよい。上記石油火力発電機、天然ガス火力発電機、石炭火力発電機は、化学エネルギーを電気エネルギーに変換して給電モジュール１１３に貯蔵することができる。上記太陽光発電機は、光エネルギーを電気エネルギーに変換して給電モジュール１１３に貯蔵することができる。上記風力発電機は、風力エネルギーを電気エネルギーに変換して給電モジュール１１３に貯蔵することができる。上記水力発電機は、力学的エネルギーを電気エネルギーに変換して給電モジュール１１３に貯蔵することができる。いくつかの実施例では、給電モジュール１１３の電圧が安定しない場合、制御モジュール１０１は、通信モジュール１１２に制御信号を送信することができ、当該制御信号は、ユーザ端末及び／又は現場の操作者に音声報知を送信するように通信モジュール１１２を制御することができる。当該音声報知は、上記給電モジュール１１３の電圧が安定しないという情報を含んでもよい。いくつかの実施例では、給電モジュール１１３は、予備電源を含んでもよく、緊急事態（例えば、回路故障、外部電力システムが停電して給電できないこと）で、予備電源を使用して一時的に給電することができる。

【0063】

入力／出力モジュール１１４は、信号を取得、伝送及び送信することができる。入力／出力モジュール１１４は、結晶製造システム１００における他のアセンブリと接続又は通信することができる。結晶製造システム１００における他のアセンブリは、入力／出力モジュール１１４により接続又は通信を実現することができる。入力／出力モジュール１１４は、有線のＵＳＢポート、シリアル通信インタフェース、パラレル通信ポートであってもよく、無線のブルートゥース（登録商標）、赤外線、無線自動識別（Ｒａｄｉｏ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ、ＲＦＩＤ）、無線ローカルエリアネットワーク認証暗号化インフラストラクチャー（Ｗｌａｎ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｉｖａｃｙ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、ＷＡＰＩ）、汎用パケット無線サービス（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ、ＧＰＲＳ）、符号分割多元接続（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、ＣＤＭＡ）など、又はそれらの任意の組み合わせであってもよい。いくつかの実施例では、入力／出力モジュール１１４は、ネットワークに接続され、かつネットワークを介して情報を取得することができる。いくつかの実施例では、入力／出力モジュール１１４は、ネットワーク又は通信モジュール１１２を介して検出モジュール１０２から結晶成長情報を取得して出力することができる。いくつかの実施例では、入力／出力モジュール１１４は、ネットワーク又は通信モジュール１１２を介して制御モジュール１０１から報知又は制御命令を取得することができる。いくつかの実施例では、入力／出力モジュール１１４は、ＶＣＣ、ＧＮＤ、ＲＳ－２３２、ＲＳ－４８５（例えば、ＲＳ４８５－Ａ、ＲＳ４８５－Ｂ）及び汎用ネットワークインタフェースなど、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施例では、入力／出力モジュール１１４は、１種又は複数種の符号化方式を使用して、伝送された信号に対して符号化処理を行うことができる。上記符号化方式は、位相符号化、非ゼロ復帰符号化、差動マンチェスター符号化など、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

【0064】

図１に示すシステム及び他のモジュールが各種の方式を利用して実現できることを理解されたい。例えば、いくつかの実施例では、システム及びそのモジュールは、ハードウェア、ソフトウェア又はソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現することができる。ハードウェア部分は、専用ロジックを利用して実現することができ、ソフトウェア部分は、メモリに記憶し、適切な命令実行システム、例えば、マイクロプロセッサ又は専用設計ハードウェアにより実行することができる。当業者であれば理解できるように、上記方法及びシステムは、コンピュータ実行可能命令を使用し、及び／又はプロセッサ制御コードに含まれることにより実現することができ、例えば、磁気ディスク、ＣＤ又はＤＶＤ－ＲＯＭなどのキャリア媒体、読み出し専用メモリ（ファームウェア）などのプログラマブルメモリ、又は光信号又は電子信号キャリアなどのデータキャリアに、このようなコードが提供される。本明細書の１つ以上の実施例のシステム及びそのモジュールは、超大規模集積回路若しくはゲートアレイ、ロジックチップ及びトランジスタなどの半導体、又は、フィールドプログラマブルゲートアレイ及びプログラマブルロジックデバイスなどのプログラマブルハードウェアデバイスのハードウェア回路により実現されてもよく、例えば、各種のタイプのプロセッサにより実行されるソフトウェアを使用して実現されてもよく、上記ハードウェア回路とソフトウェアとの組み合わせ（例えば、ファームウェア）により実現されてもよい。

【0065】

結晶製造システム及びそのモジュールに対する以上の説明は、説明を容易にするためのものに過ぎず、本明細書の１つ以上の実施例を挙げられた実施例の範囲内に限定するものではないことを注意されたい。理解できるように、当業者にとって、当該システムの原理を理解した後、この原理から逸脱しない場合、各モジュールを任意に組み合わせるか、又はサブシステムと他のモジュールとの接続を構成するか、又はそのうちの１つ以上のモジュールを省略することができる。いくつかの実施例では、検出モジュール１０２及び制御モジュール１０１は、１つのモジュールであってもよく、当該モジュールは、結晶成長情報を検出及び制御する機能を有してもよい。このような変形は、いずれも本明細書の１つ以上の実施例の保護範囲内に含まれる。

【0066】

いくつかの実施例では、マルチキャビティ式成長装置は、基板及び目標結晶を含む複合結晶を製造することができる。いくつかの実施例では、目標結晶は、炭化珪素結晶、窒化珪素結晶、二硫化モリブデン結晶、窒化ホウ素結晶、グラフェン結晶などを含んでもよい。いくつかの実施例では、複合結晶は、基板及び炭化珪素結晶を含む複合結晶である。いくつかの実施例では、基板の表面に少なくとも１層の炭化珪素結晶を堆積して複合結晶を製造することができる。

【0067】

図２Ａは、いくつかの実施例に係るマルチキャビティ式成長装置の例示的な概略構成図であり、図２Ｂは、いくつかの実施例に係るマルチキャビティ式成長装置内の各キャビティの例示的な分布の上面図である。説明の便宜上、図２Ａ及び図２Ｂにおけるマルチキャビティ式装置内の各キャビティの横断面が矩形であり（対応する各キャビティが立方体である）、なお、各キャビティの横断面が円形、多角形又は他の形状であり、対応する各キャビティが円柱体、多角柱体又は他の形状であってもよい。

【0068】

いくつかの実施例では、図２Ａに示すように、マルチキャビティ式成長装置２００は、インサイチュエッチングキャビティ２０２、炭化キャビティ２０３、成長キャビティ２０４、バッファキャビティ２０５、トレイ２０７、搬送アセンブリ２０８及び制御アセンブリ（図示せず）を含んでもよい。

【0069】

インサイチュエッチングキャビティ２０２は、インサイチュエッチング処理の空間を提供し、一定の反応条件で、その内部にガスを導入して基板に対してインサイチュエッチング処理を行うことができる。基板の表面に気相成長を行って薄膜を生成することができ、基板は、表面に堆積された薄膜を支持及び改善する特性を有する。いくつかの実施例では、搬送アセンブリ２０８により基板をインサイチュエッチングキャビティ２０２内に搬送し、一定の温度、一定のガス圧力及び水素ガスの作用で、基板の表面にインサイチュエッチング処理を行う。いくつかの実施例では、インサイチュエッチングキャビティ２０２を所定の圧力に真空排気して、搬送アセンブリ２０８により基板をインサイチュエッチングキャビティ２０２に搬送し、インサイチュエッチングキャビティ２０２をより低い所定の圧力に真空排気し続け、温度をある温度に緩やかに調整した後に一定の時間維持し、常圧になるまでエッチングガス（例えば、水素ガス、テトラフルオロメタン、六フッ化硫黄、三フッ化窒素など）を導入し、かつ温度をある温度に調整した後に一定の時間維持し、基板に対してインサイチュエッチング処理を行うことができる。基板に対してインサイチュエッチング処理を行うことに関するより多くの内容について、図１３の説明を参照することができる。

【0070】

炭化キャビティ２０３は、炭化処理の空間を提供し、一定の反応条件で、その内部にガスを導入して基板に対して炭化処理を行うことができる。いくつかの実施例では、搬送アセンブリ２０８により基板を炭化キャビティ２０３内に搬送し、一定の温度、炭化ガス（例えば、メタンガス、プロパンガス、ブタンガスなど）及び水素ガスの作用で、基板の表面に炭化処理を行う。いくつかの実施例では、炭化キャビティ２０３の温度をある温度に調整し、次に、インサイチュエッチングキャビティ２０２と炭化キャビティ２０３との間の第３通路を開き、搬送アセンブリ２０８により基板を炭化キャビティ２０３内に搬送して、第３通路を閉じるように制御し、炭化キャビティをある温度に降温させ、かつ一定の圧力になるまで真空排気した後に昇温し始め、所定の圧力になるまで炭化ガス（例えば、メタンガス、プロパンガス、ブタンガスなど）及び水素ガスを同時に導入し、温度をある温度に調整した後に一定の時間維持するとともに、炭化処理を行うことができる。基板に対して炭化処理を行うことに関するより多くの内容について、図１４の説明を参照することができる。

【0071】

成長キャビティ２０４は、気相成長の反応空間を提供し、一定の反応条件で、反応原料で基板の表面に気相成長を行って結晶を成長させて、基板及び炭化珪素結晶を含む複合結晶を得ることができる。いくつかの実施例では、搬送アセンブリ２０８により基板を成長キャビティ２０４内に搬送し、一定の温度、炭化ガス（例えば、メタンガス、プロパンガス、ブタンガスなど）及び水素ガスの作用で、基板の表面に結晶成長を行う。いくつかの実施例では、成長キャビティ２０４に対して温度をある温度に調整して、所定の圧力になるまで加圧し、炭化キャビティ２０３と成長キャビティ２０４との間の第４通路を開き、搬送アセンブリ２０８により基板を成長キャビティ２０４内に搬送して、第４通路を閉じるように制御し、次に、成長キャビティ２０４に対して温度をある温度に調整して、所定の圧力になるまでシラン、プロパンガス及び水素ガスを導入し、基板の表面に結晶成長を行い、結晶の成長した厚さが目標厚さになると、結晶成長を停止して、複合結晶を得ることができる。結晶成長を行うことに関するより多くの内容について、図１５及び図１６の説明を参照することができる。

【0072】

バッファキャビティ２０５は、複合結晶を降温させて冷却することができる。いくつかの実施例では、搬送アセンブリ２０８により複合結晶をバッファキャビティ２０５内に搬送し、一定の温度及び一定のガス圧力で、複合結晶を降温させて冷却する。いくつかの実施例では、バッファキャビティ２０５をある温度に加熱し、成長キャビティ２０４とバッファキャビティ２０５との間の第５通路を開き、搬送アセンブリ２０８により複合結晶をバッファキャビティ２０５内に搬送して、第５通路を閉じるように制御し、バッファキャビティ２０５をある温度に降温させた後に一定の時間維持し、複合結晶を冷却して降温させることができる。いくつかの実施例では、搬送アセンブリ２０８により複合結晶をバッファキャビティ２０５内に搬送し、常温及び常圧で、複合結晶を降温させて冷却する。複合結晶を冷却して降温させることに関するより多くの内容について、図１７の説明を参照することができる。

【0073】

搬送アセンブリ２０８は、各キャビティ（例えば、インサイチュエッチングキャビティ２０２、炭化キャビティ２０３、成長キャビティ２０４及びバッファキャビティ２０５）の内部の下端部に設置され、基板又は複合結晶を順に各キャビティの間に搬送することができる。搬送アセンブリ２０８は、機械構造１１１とも呼ばれてもよい。搬送アセンブリ２０８に関するより多くの内容について、図８の説明を参照することができる。

【0074】

制御アセンブリは、搬送アセンブリ２０８を回転するように制御して、基板又は複合結晶を順に各キャビティ（例えば、インサイチュエッチングキャビティ２０２、炭化キャビティ２０３、成長キャビティ２０４及びバッファキャビティ２０５）の間に搬送することができる。いくつかの実施例では、制御アセンブリは、駆動モータを動作させるように制御して、搬送アセンブリ２０８を駆動して回転させて、基板又は複合結晶を順に各キャビティの間に搬送することができる。制御アセンブリは、制御モジュール１０１であってもよく、駆動モータは、駆動モジュール１１０であってもよい。

【0075】

いくつかの実施例では、インサイチュエッチングキャビティ２０２、炭化キャビティ２０３、成長キャビティ２０４及びバッファキャビティ２０５は、順に、略「一字型」に配列してもよく、各キャビティ内の搬送アセンブリ２０８は、エンドツーエンドで順に接続され、基板又は複合結晶の各キャビティの間での搬送経路は、実質的に直線である。いくつかの実施例では、図２Ａに示すように、インサイチュエッチングキャビティ２０２、炭化キャビティ２０３、成長キャビティ２０４及びバッファキャビティ２０５は、順に、「一字型」に配列してもよく、各キャビティ内の搬送アセンブリ２０８は、エンドツーエンドで順に接続され、基板又は複合結晶の各キャビティの間での搬送経路は、直線である。いくつかの代替的な実施例では、図２Ａにおける各キャビティの分布図を全体的に任意の角度回転して、各キャビティを設定することができる。

【0076】

いくつかの実施例では、図２Ｂに示すように、インサイチュエッチングキャビティ２０２、炭化キャビティ２０３、成長キャビティ２０４及びバッファキャビティ２０５は、順に、「田字型」に配列してもよく、インサイチュエッチングキャビティ２０２は、炭化キャビティ２０３の隣接する両側のうちの一側に位置し、成長キャビティ２０４は、炭化キャビティ２０３の隣接する両側のうちの他側に位置し、バッファキャビティ２０５は、インサイチュエッチングキャビティ２０２及び成長キャビティ２０４に隣接し、各キャビティ内の搬送アセンブリ２０８は、エンドツーエンドで順に接続され、搬送アセンブリ２０８は、順に各キャビティの間に循環する。

【0077】

図３Ａは、別の実施例に係るマルチキャビティ式成長装置の例示的な概略構成図であり、図３Ｂは、別の実施例に係るマルチキャビティ式成長装置内の各キャビティの例示的な分布の上面図である。説明の便宜上、図３Ａ及び図３Ｂにおけるマルチキャビティ式装置内の各キャビティの横断面が矩形であり（対応する各キャビティが立方体である）、なお、各キャビティの横断面が円形、多角形又は他の形状であり、対応する各キャビティが円柱体、多角柱体又は他の形状であってもよい。

【0078】

いくつかの実施例では、マルチキャビティ式成長装置は、真空キャビティをさらに含んでもよい。いくつかの実施例では、マルチキャビティ式成長装置は、端末キャビティをさらに含んでもよい。いくつかの実施例では、図３Ａに示すように、マルチキャビティ式成長装置３００は、真空キャビティ２０１、インサイチュエッチングキャビティ２０２、炭化キャビティ２０３、成長キャビティ２０４、バッファキャビティ２０５、端末キャビティ２０６、トレイ２０７、搬送アセンブリ２０８及び制御アセンブリ（図示せず）を含んでもよく、真空キャビティ２０１は、インサイチュエッチングキャビティ２０２に隣接し、端末キャビティ２０６は、バッファキャビティ２０５に隣接する。

【0079】

真空キャビティ２０１は、基板を真空環境に位置させることができる。いくつかの実施例では、基板を真空キャビティ２０１内に置き、真空キャビティ２０１を真空排気して、基板を真空環境に位置させる。いくつかの実施例では、真空キャビティの第１通路を閉じて、所定の圧力になるまで真空キャビティを真空排気することができる。基板に対して真空処理を行うことに関するより多くの内容について、図１２の説明を参照することができる。

【0080】

端末キャビティ２０６は、複合結晶を室温に降温させることができる。いくつかの実施例では、搬送アセンブリ２０８により複合結晶をバッファキャビティ２０５から端末キャビティ２０６内に搬送し、常温及び常圧で、複合結晶を降温させて冷却する。いくつかの実施例では、バッファキャビティ２０５と端末キャビティ２０６との間の第６通路を開き、搬送アセンブリ２０８により複合結晶を端末キャビティ２０６内に搬送して、第６通路を閉じるように制御し、複合結晶を冷却して降温させる。複合結晶を冷却して降温させることに関するより多くの内容について、図１７の説明を参照することができる。

【0081】

いくつかの実施例では、マルチキャビティ式成長装置の各キャビティは、直線状に配列してもよく、非直線状に配列してもよい。いくつかの実施例では、図３Ａに示すように、各キャビティ（真空キャビティ２０１、インサイチュエッチングキャビティ２０２、炭化キャビティ２０３、成長キャビティ２０４、バッファキャビティ２０５及び端末キャビティ２０６）は、順に、直線状で「一字型」に配列してもよく、各キャビティ内の搬送アセンブリ２０８は、エンドツーエンドで順に接続され、各キャビティの間の搬送経路は、直線である。いくつかの代替的な実施例では、真空キャビティ２０１、インサイチュエッチングキャビティ２０２、炭化キャビティ２０３、成長キャビティ２０４、バッファキャビティ２０５及び端末キャビティ２０６は、順に、略「一字型」に配列してもよく、各キャビティ内の搬送アセンブリ２０８は、エンドツーエンドで順に接続され、基板又は複合結晶の各キャビティの間での搬送経路は、実質的に直線である。いくつかの代替的な実施例では、図３Ａ及び上記例における各キャビティの分布図を全体的に任意の角度回転して、各キャビティを設定することができる。

【0082】

いくつかの実施例では、図３Ｂに示すように、真空キャビティ２０１、インサイチュエッチングキャビティ２０２、炭化キャビティ２０３、成長キャビティ２０４、バッファキャビティ２０５及び端末キャビティ２０６は、順に積み上げられてもよく、真空キャビティ２０１は、インサイチュエッチングキャビティ２０２の対向する両側のうちの一側に位置し、炭化キャビティ２０３は、インサイチュエッチングキャビティ２０２の対向する両側のうちの他側に位置し、成長キャビティ２０４は、バッファキャビティ２０５及び炭化キャビティに隣接し、端末キャビティ２０６は、バッファキャビティ２０５の他側に位置し、各キャビティ内の搬送アセンブリ２０８は、エンドツーエンドで順に接続され、搬送アセンブリ２０８は、順に各キャビティの間に循環する。いくつかの代替的な実施例では、図３Ｂ及び上記例における各キャビティの分布図を全体的に任意の角度回転して、各キャビティを設定することができる。

【0083】

なお、真空キャビティ２０１、インサイチュエッチングキャビティ２０２、炭化キャビティ２０３、成長キャビティ２０４、バッファキャビティ２０５及び端末キャビティ２０６が、順に、基板又は複合結晶が各キャビティの間に順に搬送可能な任意の形状に配列することは、いずれも本明細書の保護範囲内に含まれる。真空キャビティ２０１、インサイチュエッチングキャビティ２０２、炭化キャビティ２０３、成長キャビティ２０４、バッファキャビティ２０５及び端末キャビティ２０６のサイズは、同じであってもよく、異なってもよく、ここでは、限定されない。

【0084】

本明細書のいくつかの実施例に係る各種のキャビティは、第１種のキャビティ、第２種のキャビティ及び第３種のキャビティなどを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例では、第１種のキャビティは、基板又は複合結晶が所定の圧力又はある温度にある場所を提供することができる。いくつかの実施例では、第２種のキャビティは、基板を処理する場所、又は複合結晶がある温度にある場所を提供することができる。いくつかの実施例では、第３種のキャビティは、基板の表面に結晶成長を行う場所を提供することができる。

【0085】

図４は、いくつかの実施例に係る第１種のキャビティの例示的な概略構成図である。

【0086】

図４に示すように、第１種のキャビティ４００の側壁に入口通路４０１及び出口通路４０２が設置され、第１種のキャビティ４００の内部に搬送アセンブリ４０４が取り付けられ、搬送アセンブリ４０４は、入口通路４０１と出口通路４０２とを連通させて、入口通路５０１と出口通路５０２との間に基板又は複合結晶を搬送する。いくつかの実施例では、入口通路４０１及び出口通路４０２は、入口通路４０１、搬送アセンブリ４０４及び出口通路４０２が直線状に配列するように第１種のキャビティ４００の対向する２つの側壁に設置されてもよい。いくつかの実施例では、入口通路４０１及び出口通路４０２は、入口通路４０１、搬送アセンブリ４０４及び出口通路４０２がＬ字状に配列するように第１種のキャビティ４００の隣接する２つの側壁に設置されてもよい。いくつかの実施例では、入口通路４０１及び出口通路４０２は、入口通路４０１、搬送アセンブリ４０４及び出口通路４０２がＵ字状に配列するように第１種のキャビティ４００の同一の側壁に設置されてもよい。いくつかの実施例では、入口通路４０１及び出口通路４０２は、第１種のキャビティ４００の側壁の頂部、中間部、底端部に設置されてもよい。例のみとして、図４に示すように、入口通路４０１及び出口通路４０２はそれぞれ、第１種のキャビティ４００の対向する２つの側壁の底端部に設置され、搬送アセンブリ４０４は、第１種のキャビティ４００の底部に設置される。搬送アセンブリ４０４に関するより多くの内容について、図８の説明を参照することができる。

【0087】

いくつかの実施例では、入口通路４０１及び出口通路４０２の形状は、矩形、円形、楕円形、及び他の任意の規則的又は不規則的な形状を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例では、入口通路４０１及び出口通路４０２の数はそれぞれ、１つであってもよく、２つ以上であってもよい。いくつかの実施例では、入口通路４０１及び出口通路４０２の数は、同じであってもよく、異なってもよい。いくつかの実施例では、入口通路４０１及び出口通路４０２は、数が同じであるとともに対をなして設置される。いくつかの実施例では、２組以上の入口通路４０１及び出口通路４０２が設置され、各組の入口通路４０１と出口通路４０２との間にそれぞれ搬送アセンブリ４０４が設置されてもよく、異なる経路に沿って基板又は複合結晶を同時に搬送することができる。いくつかの実施例では、入口通路４０１及び出口通路４０２の数が異なる。いくつかの実施例では、２つ以上の入口通路４０１及び１つの出口通路４０２が設置されてもよく、基板又は複合結晶は、複数の入口通路４０１から第１種のキャビティ４００内に搬送され、１つの出口通路４０２から第１種のキャビティ４００外に搬送されてもよい。

【0088】

いくつかの実施例では、入口通路４０１及び出口通路４０２にはいずれも、自動制御弁が取り付けられることにより、制御モジュール１０１は、入口通路４０１及び出口通路４０２の開閉を制御しやすい。いくつかの実施例では、入口通路４０１及び出口通路４０２は、互換的に使用することができる。

【0089】

図４に示すように、第１種のキャビティ４００には、第１種のキャビティ４００の圧力が必要な圧力になるように、第１種のキャビティ４００内のガスを排出するか又は第１種のキャビティ４００内にガスを導入する少なくとも１つのガス管路４０３が設置される。

【0090】

いくつかの実施例では、ガス管路４０３は、真空排気装置と連通することができ、真空装置の動作パラメータ（例えば、電力、回転速度、動作時間など）を制御することにより、真空排気の速度及び時間を調整して、第１種のキャビティ４００内の圧力の変化を制御することができる。いくつかの実施例では、真空排気装置は、真空ポンプを含んでもよい。いくつかの実施例では、ガス管路４０３の数は、１つ以上であってもよい。いくつかの実施例では、真空ポンプは、１台の真空ポンプ又は２台以上の真空ポンプであってもよい。いくつかの実施例では、ガス管路４０３は、第１種のキャビティ４００の頂部、側壁、底部に設置されてもよい。例えば、図４に示すように、ガス管路４０３は、第１種のキャビティ４００の底部に設置される。いくつかの実施例では、ガス管路４０３は、第１種のキャビティ４００のいずれか１つの側壁又は頂部に設置される。いくつかの実施例では、ガス管路４０３は、管路を介してガス貯蔵タンクと連通することができ、かつ導入したガスの流量及び流速を制御する流量調整弁が管路に設置される。

【0091】

いくつかの実施例では、第１種のキャビティ４００は、真空キャビティ２０１であってもよく、端末キャビティ２０６であってもよい。

【0092】

真空キャビティ２０１は、マルチキャビティ式結晶成長装置の１番目のキャビティであってもよい。ガス管路４０３により真空キャビティを真空排気することができる。

【0093】

端末キャビティ２０６は、マルチキャビティ式結晶成長装置の最後のキャビティであってもよい。いくつかの実施例では、端末キャビティ２０６は、ガス管路４０３を使用しなくてもよく、すなわち、ガス管路４０３は、閉じ状態にある。いくつかの実施例では、ガス管路４０３は、２つ以上含まれ、ガス管路４０３のうちの１つ以上のガス管路４０３により端末キャビティ２０６内にガス（例えば、置換ガス）を導入し、ガス管路４０３のうちの別の１つ以上のガス管路４０３により端末キャビティ２０６内のガスを排出することにより、端末キャビティ２０６内の降温速度を速くすることができる。

【0094】

いくつかの実施例では、第１種のキャビティ４００の形状は、円柱形、角柱形、直方体、四角柱形などの規則的又は不規則的な形状を含んでもよいが、これらに限定されない。第１種のキャビティ４００のサイズは、実際の製造需要に応じて設定されてもよい。いくつかの実施例では、第１種のキャビティ４００の頂壁と複合結晶成長面との間の距離は、２０～５００ｍｍであってもよい。いくつかの実施例では、第１種のキャビティ４００の頂壁と複合結晶成長面との間の距離は、５０～４００ｍｍであってもよい。いくつかの実施例では、第１種のキャビティ４００の頂壁と複合結晶成長面との間の距離は、１００～３００ｍｍであってもよい。いくつかの実施例では、第１種のキャビティ４００の頂壁と複合結晶成長面との間の距離は、１５０～２５０ｍｍであってもよい。

【0095】

いくつかの実施例では、第１種のキャビティ４００の材質は、高強度ステンレス鋼又は高強度アルミニウム合金であってもよい。高強度ステンレス鋼又は高強度アルミニウム合金の強度により、製造安全性を保証することができ、製造プロセスにおいて第１種のキャビティ４００が変形せず、割れない。

【0096】

図５は、いくつかの実施例に係る第２種のキャビティの例示的な概略構成図である。

【0097】

図５に示すように、第２種のキャビティ５００の側壁に入口通路５０１及び出口通路５０２が設置され、第２種のキャビティ５００の内部に搬送アセンブリ５０６が取り付けられ、搬送アセンブリ５０６は、入口通路５０１と出口通路５０２とを連通させて、入口通路５０１と出口通路５０２との間に基板又は複合結晶を搬送する。いくつかの実施例では、入口通路５０１及び出口通路５０２は、入口通路５０１、搬送アセンブリ５０６及び出口通路５０２が直線状に配列するように第２種のキャビティ５００の対向する２つの側壁に設置されてもよい。いくつかの実施例では、入口通路５０１及び出口通路５０２は、入口通路５０１、搬送アセンブリ５０６及び出口通路５０２がＬ字状に配列するように第２種のキャビティ５００の隣接する２つの側壁に設置されてもよい。いくつかの実施例では、入口通路５０１及び出口通路５０２は、入口通路５０１、搬送アセンブリ５０６及び出口通路５０２がＵ字状に配列するように第２種のキャビティ５００の同一の側壁に設置されてもよい。いくつかの実施例では、入口通路５０１及び出口通路５０２は、第２種のキャビティ５００の側壁の頂部、中間部、底端部に設置される。例のみとして、図５に示すように、入口通路５０１及び出口通路５０２はそれぞれ、第２種のキャビティ５００の対向する２つの側壁の底端部に設置され、搬送アセンブリ５０６は、第２種のキャビティ５００の底部に設置される。搬送アセンブリ５０６に関するより多くの内容について、図８の説明を参照することができる。

【0098】

いくつかの実施例では、入口通路５０１及び出口通路５０２の形状は、矩形、円形、楕円形、及び他の任意の規則的又は不規則的な形状を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例では、入口通路５０１及び出口通路５０２の数はそれぞれ、１つであってもよく、２つ以上であってもよい。いくつかの実施例では、入口通路５０１及び出口通路５０２の数は、同じであってもよく、異なってもよい。いくつかの実施例では、入口通路５０１及び出口通路５０２は、数が同じであるとともに対をなして設置される。いくつかの実施例では、２組以上の入口通路５０１及び出口通路５０２が設置され、各組の入口通路５０１と出口通路５０２との間にそれぞれ搬送アセンブリ５０６が設置されてもよく、異なる経路に沿って基板又は複合結晶を同時に搬送することができる。いくつかの実施例では、入口通路５０１及び出口通路５０２の数が異なる。いくつかの実施例では、２つ以上の入口通路５０１及び１つの出口通路５０２が設置されてもよく、基板又は複合結晶は、複数の入口通路５０１から第２種のキャビティ５００内に搬送され、１つの出口通路５０２から第２種のキャビティ５００外に搬送されてもよい。

【0099】

いくつかの実施例では、入口通路５０１及び出口通路５０２にはいずれも、自動制御弁が取り付けられることにより、制御モジュール１０１は、入口通路５０１及び出口通路５０２の開閉を制御しやすい。いくつかの実施例では、入口通路５０１及び出口通路５０２は、互換的に使用することができる。

【0100】

図５に示すように、第２種のキャビティ５００は、第２種のキャビティ５００の圧力が必要な圧力になるように、第２種のキャビティ５００を真空排気する少なくとも１つの排気管路５０３を含む。いくつかの実施例では、排気管路５０３は、第２種のキャビティ５００の底部、頂部又は側壁に設置されてもよい。例えば、図５に示すように、排気管路５０３は、第２種のキャビティ５００の底部に設置される。いくつかの実施例では、排気管路５０３は、第２種のキャビティ５００のいずれか１つの側壁又は頂部に設置される。いくつかの実施例では、排気管路５０３は、真空排気装置と連通することができ、真空装置の動作パラメータ（例えば、電力、回転速度、動作時間など）を制御することにより、真空排気の速度及び時間を調整して、第２種のキャビティ５００内の圧力の変化を制御することができる。いくつかの実施例では、真空排気装置は、真空ポンプを含んでもよい。いくつかの実施例では、排気管路５０３の数は、１つ以上であってもよい。いくつかの実施例では、真空ポンプの数は、１台又は２台以上であってもよい。

【0101】

いくつかの実施例では、第２種のキャビティ５００は、第２種のキャビティ５００内にガスを導入する少なくとも１つの吸気管路５０４を含む。いくつかの実施例では、吸気管路５０４は、第２種のキャビティ５００の底部、頂部又は側壁に設置されてもよい。例えば、図５に示すように、吸気管路５０４は、第２種のキャビティ５００の頂部に設置される。いくつかの実施例では、吸気管路５０４の数は、１つ以上であってもよい。いくつかの実施例では、１つの吸気管路５０４が設置され、全てのガスは、同一の吸気管路５０４から第２種のキャビティ５００内に導入されてもよい。いくつかの実施例では、２つ以上の吸気管路５０４が設置され、異なるガスはそれぞれ、異なる吸気管路５０４から第２種のキャビティ５００内に導入されてもよい。いくつかの実施例では、各吸気管路５０４にはいずれも、各ガスの流量を制御することにより各ガスの配合比率（例えば、質量比又はモル比）を制御する流量調整弁が設置されてもよい。

【0102】

図５に示すように、第２種のキャビティ５００には、第２種のキャビティ５００に対して温度調整を行って、第２種のキャビティ５００内の温度を必要な温度に制御する加熱体５０５がさらに設置される。いくつかの実施例では、加熱体５０５の加熱電力及び加熱時間を制御することにより、第２種のキャビティ５００内の温度を調整することができる。いくつかの実施例では、加熱体５０５は、第２種のキャビティ５００の外頂壁、外側壁、内頂壁、内側壁又はそれらの任意の組み合わせに設置されてもよい。例えば、図５に示すように、加熱体５０５は、第２種のキャビティ５００の内側壁に設置される。

【0103】

いくつかの実施例では、加熱体５０５は、抵抗加熱アセンブリ及び／又は電磁誘導加熱アセンブリなどを含んでもよいが、これらに限定されない。いくつかの実施例では、抵抗加熱アセンブリは、黒鉛抵抗又はグローバー抵抗を含んでもよい。黒鉛抵抗又はグローバー抵抗に通電した後に、電流が上記抵抗を流れて発生したジュール効果による熱エネルギーを利用して第２種のキャビティ５００に対して温度調整を行うことができる。いくつかの実施例では、電磁誘導加熱アセンブリは、誘導コイルを含んでもよい。誘導コイルは、異なる周波数の交流電の作用で、第２種のキャビティ５００に渦電流が生じることができ、渦電流の作用で、第２種のキャビティ５００に生じた電気エネルギーを熱エネルギーに変換して、第２種のキャビティ５００に対して温度調整を行うことができる。

【0104】

いくつかの実施例では、加熱体５０５は、１つ以上の加熱部材を含んでもよい。

【0105】

いくつかの実施例では、加熱体５０５は、１つ以上の抵抗加熱アセンブリを含んでもよく、各抵抗加熱アセンブリは、第２種のキャビティ５００の側壁に均一又は不均一に設置されてもよい。いくつかの実施例では、加熱体５０５は、５つの黒鉛抵抗を含んでもよく、第２種のキャビティ５００は、円柱形であってもよく、５つの黒鉛抵抗は、第２種のキャビティ５００の側壁に等距離で周設され、すなわち、各黒鉛抵抗はそれぞれ、第２種のキャビティ５００の側壁の５分の１の位置にある。いくつかの実施例では、加熱体５０５は、４つの黒鉛抵抗を含んでもよく、第２種のキャビティ５００は、四角柱形であってもよく、４つの黒鉛抵抗はそれぞれ、第２種のキャビティ５００の４つの側壁に設置されてもよく、第２種のキャビティ５００の４つのコーナー位置にあってもよい。

【0106】

いくつかの実施例では、加熱体５０５は、１つ以上の誘導加熱アセンブリを含んでもよく、各誘導加熱アセンブリは、第２種のキャビティ５００の外側壁に均一又は不均一に設置されてもよい。いくつかの実施例では、加熱体５０５は、複数回の誘導コイルを含んでもよく、誘導コイルは、第２種のキャビティ５００の外側壁に螺旋状に巻き付けられてもよい。さらに、誘導コイルは、第２種のキャビティ５００の外側壁全体に巻き付けられてもよく、トレイがある位置に対応する第２種のキャビティ５００の外側壁に巻き付けられてもよい。

【0107】

いくつかの実施例では、第２種のキャビティ５００は、インサイチュエッチングキャビティ２０２であってもよく、炭化キャビティ２０３又はバッファキャビティ２０５であってもよい。

【0108】

インサイチュエッチングキャビティ２０２は、真空キャビティ２０１と隣接するように設置されてもよい。いくつかの実施例では、インサイチュエッチングキャビティ２０２と真空キャビティ２０１とは、同一の通路を共用してもよく、すなわち、真空キャビティ２０１の出口通路４０２とインサイチュエッチングキャビティ２０２の入口通路５０１とは、同一の通路である。いくつかの実施例では、インサイチュエッチングキャビティ２０２と真空キャビティ２０１とは、同一の通路を共用しなくてもよく、真空キャビティ２０１の出口通路４０２とインサイチュエッチングキャビティ２０２の入口通路５０１とは、２つの通路であるとともに、隣接するように設置される。いくつかの実施例では、加熱体５０５によりインサイチュエッチングキャビティ２０２に対して温度調整を行い、排気管路５０３によりインサイチュエッチングキャビティ２０２を真空排気することができ、吸気管路５０４により、インサイチュエッチングキャビティ２０２内に水素ガスを導入して基板に対してインサイチュエッチングを行うことができる。

【0109】

炭化キャビティ２０３は、インサイチュエッチングキャビティ２０２と隣接するように設置されてもよい。いくつかの実施例では、炭化キャビティ２０３とインサイチュエッチングキャビティ２０２とは、同一の通路を共用してもよく、すなわち、インサイチュエッチングキャビティ２０２の出口通路と炭化キャビティ２０３の入口通路とは、同一の通路である。いくつかの実施例では、炭化キャビティ２０３とインサイチュエッチングキャビティ２０２とは、同一の通路を共用しなくてもよく、インサイチュエッチングキャビティ２０２の出口通路と炭化キャビティ２０３の入口通路とは、２つの通路であるとともに、隣接するように設置される。いくつかの実施例では、加熱体５０５により炭化キャビティ２０３に対して温度調整を行い、排気管路５０３により炭化キャビティ２０３を真空排気し、吸気管路５０４により、炭化キャビティ２０３内に炭化ガス（例えば、メタンガス、プロパンガス、ブタンガスなど）及び水素ガスを導入して基板に対して炭化処理を行うことができる。

【0110】

バッファキャビティ２０５は、端末キャビティ２０６と隣接するように設置されてもよい。いくつかの実施例では、バッファキャビティ２０５と端末キャビティ２０６とは、同一の通路を共用してもよく、すなわち、バッファキャビティ２０５の出口通路５０２と端末キャビティ２０６の入口通路４０１とは、同一の通路である。いくつかの実施例では、バッファキャビティ２０５と端末キャビティ２０６とは、同一の通路を共用しなくてもよく、バッファキャビティ２０５の出口通路５０２と端末キャビティ２０６の入口通路４０１とは、２つの通路であるとともに、隣接するように設置される。いくつかの実施例では、加熱体５０５によりバッファキャビティ２０５に対して温度調整を行うことができる。いくつかの実施例では、バッファキャビティ２０５は、排気管路５０３及び吸気管路５０４を使用しなくてもよく、すなわち、排気管路５０３及び吸気管路５０４は、閉じ状態にある。いくつかの実施例では、吸気管路５０４によりバッファキャビティ２０５内にガスを導入し、排気管路５０３によりバッファキャビティ２０５内のガスを排出することにより、バッファキャビティ２０５内の降温速度を速くすることができる。

【0111】

いくつかの実施例では、第２種のキャビティ５００の形状は、円柱形、角柱形、直方体、四角柱形などの規則的又は不規則的な形状を含むが、これらに限定されない。第２種のキャビティ５００のサイズは、実際の製造需要に応じて設定されてもよい。いくつかの実施例では、第２種のキャビティ５００の頂壁と複合結晶成長面との間の距離は、２０～３００ｍｍであってもよい。いくつかの実施例では、第２種のキャビティ５００の頂壁と複合結晶成長面との間の距離は、５０～２００ｍｍであってもよい。いくつかの実施例では、第２種のキャビティ５００の頂壁と複合結晶成長面との間の距離は、７０～１８０ｍｍであってもよい。いくつかの実施例では、第２種のキャビティ５００の頂壁と複合結晶成長面との間の距離は、１００～１５０ｍｍであってもよい。

【0112】

いくつかの実施例では、第２種のキャビティ５００の壁は、二層で中空の高強度ステンレス鋼又はアルミニウム合金で製造され、中空キャビティ内に冷却水を導入して壁を冷却し、断熱及び放熱の作用を果たす。いくつかの実施例では、第２種のキャビティ５００の壁の内側に１層以上の保温材料が設置される。いくつかの実施例では、保温材料は、黒鉛フェルト及びジルコニアフェルトを含んでもよい。

【0113】

図６は、いくつかの実施例に係る第３種のキャビティの例示的な概略構成図である。

【0114】

いくつかの実施例では、第３種のキャビティ６００は、成長キャビティ２０４であってもよい。図６に示すように、第３種のキャビティ６００（成長キャビティ２０４とも呼ばれる）の側壁に入口通路６０１及び出口通路６０２が設置され、第３種のキャビティ６００の内部に搬送アセンブリ６０８が取り付けられ、搬送アセンブリ６０８は、入口通路６０１と出口通路６０２とを連通させて、入口通路６０１と出口通路６０２との間に基板又は複合結晶を搬送する。いくつかの実施例では、入口通路６０１及び出口通路６０２は、入口通路６０１、搬送アセンブリ６０８及び出口通路６０２が直線状に配列するように第３種のキャビティ６００の対向する２つの側壁に設置されてもよい。いくつかの実施例では、入口通路６０１及び出口通路６０２は、入口通路６０１、搬送アセンブリ６０８及び出口通路６０２がＬ字状に配列するように第３種のキャビティ６００の隣接する２つの側壁に設置されてもよい。いくつかの実施例では、入口通路６０１及び出口通路６０２は、入口通路６０１、搬送アセンブリ６０８及び出口通路６０２がＵ字状に配列するように第３種のキャビティ６００の同一の側壁に設置されてもよい。いくつかの実施例では、入口通路６０１及び出口通路６０２は、第３種のキャビティ６００の側壁の頂部、中間部、底端部に設置されてもよい。例のみとして、図６に示すように、入口通路６０１及び出口通路６０２はそれぞれ、第３種のキャビティ６００の対向する２つの側壁の底端部に設置され、搬送アセンブリ６０８は、第３種のキャビティ６００の底部に設置される。搬送アセンブリ６０８に関するより多くの内容について、図８の説明を参照することができる。

【0115】

いくつかの実施例では、入口通路６０１及び出口通路６０２の形状は、矩形、円形、楕円形、及び他の任意の規則的又は不規則的な形状を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例では、入口通路６０１及び出口通路６０２の数はそれぞれ、１つであってもよく、２つ以上であってもよい。いくつかの実施例では、入口通路６０１及び出口通路６０２の数は、同じであってもよく、異なってもよい。いくつかの実施例では、入口通路６０１及び出口通路６０２は、数が同じであるとともに対をなして設置される。いくつかの実施例では、２組以上の入口通路６０１及び出口通路６０２が設置され、各組の入口通路６０１と出口通路６０２との間にそれぞれ搬送アセンブリ６０８が設置されてもよく、異なる経路に沿って基板又は複合結晶を同時に搬送することができる。いくつかの実施例では、入口通路６０１及び出口通路６０２の数が異なる。いくつかの実施例では、２つ以上の入口通路６０１及び１つの出口通路６０２が設置されてもよく、基板又は複合結晶は、複数の入口通路６０１から第３種のキャビティ６００内に搬送され、１つの出口通路６０２から第３種のキャビティ６００外に搬送されてもよい。

【0116】

いくつかの実施例では、入口通路６０１及び出口通路６０２にはいずれも、自動制御弁が取り付けられることにより、制御モジュール１０１は、入口通路６０１及び出口通路６０２の開閉を制御しやすい。いくつかの実施例では、入口通路６０１及び出口通路６０２は、互換的に使用することができる。

【0117】

いくつかの実施例では、第３種のキャビティ６００は、第３種のキャビティ６００内の圧力が必要な圧力になるように、第３種のキャビティ６００を真空排気する少なくとも１つの排気管路６０３を含む。いくつかの実施例では、排気管路６０３は、第３種のキャビティ６００の底部、頂部又は側壁に設置されてもよい。いくつかの実施例では、図６に示すように、排気管路６０３は、第３種のキャビティ６００の底部に設置される。いくつかの実施例では、排気管路６０３は、第３種のキャビティ６００のいずれか１つの側壁又は頂部に設置される。いくつかの実施例では、排気管路６０３は、真空排気装置と連通することができ、真空装置の動作パラメータ（例えば、電力、回転速度、動作時間など）を制御することにより、真空排気の速度及び時間を調整して、第３種のキャビティ６００内の圧力の変化を制御することができる。いくつかの実施例では、真空排気装置は、真空ポンプを含んでもよい。いくつかの実施例では、排気管路６０３の数は、１つ以上であってもよい。いくつかの実施例では、真空ポンプの数は、１台又は２台以上に設定されてもよい。

【0118】

いくつかの実施例では、第３種のキャビティ６００は、反応ガス、例えば、シラン及びプロパンガスを導入する少なくとも１つの吸気管路６０４を含む。いくつかの実施例では、吸気管路６０４は、第３種のキャビティ６００の頂部、底部又は側壁に設置されてもよい。いくつかの実施例では、図６に示すように、吸気管路６０４は、第３種のキャビティ６００の頂部に設置される。いくつかの実施例では、吸気管路６０４の数は、１つ以上であってもよい。いくつかの実施例では、１つの吸気管路６０４が設置されてもよく、全てのガスは、同一の吸気管路６０４から第３種のキャビティ６００内に導入される。いくつかの実施例では、２つ以上の吸気管路６０４が設置されてもよく、異なるガスはそれぞれ、異なる吸気管路６０４から第３種のキャビティ６００内に導入される。いくつかの実施例では、各吸気管路６０４にはいずれも、各ガスの流量を制御することにより各ガスの配合比率（例えば、質量比又はモル比）を制御する流量調整弁が設置されてもよい。

【0119】

いくつかの実施例では、第３種のキャビティ６００（成長キャビティ２０４とも呼ばれる）には、成長キャビティ２０４に対して温度調整を行って、成長キャビティ２０４内の温度を必要な温度に制御する加熱体６０５が設置される。いくつかの実施例では、加熱体６０５の加熱電力及び加熱時間を制御することにより、成長キャビティ２０４内の温度を調整することができる。いくつかの実施例では、加熱体６０５は、成長キャビティ２０４の外頂壁、外側壁、内頂壁、内側壁又はそれらの任意の組み合わせに設置されてもよい。いくつかの実施例では、図６に示すように、加熱体６０５は、成長キャビティ２０４の内側壁に設置される。

【0120】

いくつかの実施例では、加熱体６０５は、抵抗加熱アセンブリ及び／又は電磁誘導加熱アセンブリなどを含んでもよいが、これらに限定されない。いくつかの実施例では、抵抗加熱アセンブリは、黒鉛抵抗又はグローバー抵抗を含んでもよい。いくつかの実施例では、電磁誘導加熱アセンブリは、誘導コイルを含んでもよい。加熱体６０５に関するより多くの内容について、加熱体５０５の説明を参照することができる。

【0121】

いくつかの実施例では、成長キャビティ２０４は、回転軸６０６（回転軸２０７とも呼ばれる）をさらに含み、回転軸６０６は、成長キャビティ２０４の底部に設置され、トレイ６０７を成長キャビティ２０４の中間部に突き上げる。トレイに関するより多くの内容について、図７の説明を参照することができる。いくつかの実施例では、回転軸６０６の高さは、１０～２００ｍｍであってもよい。いくつかの実施例では、回転軸６０６の高さは、２０～１８０ｍｍであってもよい。いくつかの実施例では、回転軸６０６の高さは、３０～１５０ｍｍであってもよい。いくつかの実施例では、回転軸６０６の高さは、４０～１３０ｍｍであってもよい。いくつかの実施例では、回転軸６０６の高さは、５０～１００ｍｍであってもよい。いくつかの実施例では、回転軸６０６の高さは、６０～８０ｍｍであってもよい。いくつかの実施例では、回転軸６０６の高さは、成長キャビティ２０４の高さの１０分の１からその１倍であってもよい。回転軸６０６の高さは、成長キャビティ２０４の高さの１０分の２から１０分の９であってもよい。いくつかの実施例では、回転軸６０６の高さは、成長キャビティ２０４の高さの１０分の３から１０分の８であってもよい。いくつかの実施例では、回転軸６０６の高さは、成長キャビティ２０４の高さの１０分の４から１０分の７であってもよい。いくつかの実施例では、回転軸６０６の高さは、成長キャビティ２０４の高さの１０分の５から１０分の６であってもよい。

【0122】

いくつかの実施例では、回転軸６０６には、トレイ６０７の位置を検出するポジショナー（図示せず）が取り付けられる。いくつかの実施例では、ポジショナーは、変位センサであってもよい。いくつかの実施例では、回転軸６０６の頂端部にポジショナーが設置されてもよく、トレイ６０７の位置をリアルタイムに検出し、回転軸６０６によりトレイ６０７を成長キャビティ２０４の中間部に突き上げることができる。いくつかの実施例では、ポジショナーは、トレイ６０７の位置をリアルタイムに検出し、かつトレイ６０７の位置情報を制御モジュール１０１に送信し、ポジショナーが、トレイ６０７が搬送アセンブリ６０８により回転軸６０６の真上に搬送されたことを検出した場合、制御モジュール１０１は、駆動モジュール１１０により、回転を停止するように搬送アセンブリ６０８を制御し、かつトレイ６０７を成長キャビティ２０４の中間部に穏やかに突き上げるように回転軸６０６を制御することができる。いくつかの実施例では、成長プロセスにおいて、回転軸６０６が持続的に回転できることにより、基板の各位置の反応が均一になる。いくつかの実施例では、ポジショナーは、ＧＰＳポジショナーであってもよい。いくつかの実施例では、ＧＰＳポジショナーは、トレイ６０７に取り付けられ、トレイ６０７の位置情報を制御モジュール１０１にリアルタイムに送信することができる。

【0123】

図７は、いくつかの実施例に係るトレイの例示的な概略構成図である。

【0124】

いくつかの実施例では、マルチキャビティ式成長装置は、トレイ２０７を含む。いくつかの実施例では、図７に示すように、トレイ２０７には、少なくとも１つの溝２０７－１が設置され、各溝２０７－１は、１つの基板を置くことができる。いくつかの実施例では、トレイ２０７の形状は、円形、楕円形、三角形、矩形、多角形、又は他の任意の規則的又は不規則的な形状を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施例では、各トレイ２０７の上表面には、１つ又は２つ以上の溝２０７－１が設置されてもよい。いくつかの実施例では、溝２０７－１の数は、１つ、２つ、４つ、７つ、１１個などであってもよい。いくつかの実施例では、溝２０７－１の配列方式について、均一に配列してもよく、不均一に配列してもよい。いくつかの実施例では、図７に示すように、トレイ２０７は、円形であり、６つの溝２０７－１は、トレイ２０７の上表面に周方向に均一に配列する。

【0125】

いくつかの実施例では、トレイ２０７の中心部には、回転軸６０６に係合する突き上げ構造がさらに設置され、トレイ２０７が回転軸６０６の真上に搬送された場合、回転軸６０６は、当該突き上げ構造に係合することにより、トレイ２０７を必要な高さに穏やかに突き上げる。いくつかの実施例では、突き上げ構造は、回転軸６０６に係着されてもよい。いくつかの実施例では、突き上げ構造は、トレイ２０７の中心部にある位置決め孔２０７－２であってもよく、回転軸６０６は、頂端部の断面積が中間部又は底端部の断面積より小さい軸であり、回転軸６０６の頂端部は、位置決め孔２０７－２内に挿入されることにより、回転軸６０６は、トレイ２０７を穏やかに突き上げることができる。

【0126】

図８は、いくつかの実施例に係る搬送アセンブリの例示的な概略構成図である。

【0127】

図８に示すように、搬送アセンブリ２０８は、平行に配列した少なくとも２つの円柱状ローラ２０８－１と、円柱状ローラ２０８－１の上下両端部に平行に設置された２本の搬送フレーム２０８－２とを含み、２本の搬送フレーム２０８－２は、各キャビティの下方に固定的に設置されることにより（図８に示されない）、円柱状ローラ２０８－１は、その軸方向において２本の搬送フレーム２０８－２の間に制限されるとともに、自体の軸を中心に回転することができる。いくつかの実施例では、円柱状ローラ２０８－１の上下両端部は、円柱形であり、かつ断面積が中間部の断面積より小さく、搬送フレーム２０８－２には、断面積が円柱状ローラ２０８－１の上下両端部の断面積より大きい複数の孔が設置されることにより、円柱状ローラ２０８－１の上下両端部は、２本の搬送フレーム２０８－２の間に挿入されるとともに、自体の軸を中心に回転することができる。図８に示すように、トレイ２０７は、円柱状ローラ２０８－１に置かれ、円柱状ローラ２０８－１の回転につれて、トレイ２０７の底部と円柱状ローラ２０８－１との間の静止摩擦力により、前向きに搬送される。

【0128】

いくつかの実施例では、円柱状ローラ２０８－１の数は、搬送フレーム２０８－２の長さ及び円柱状ローラ２０８－１の上下両端部の直径に基づいて決定されてもよい。いくつかの実施例では、円柱状ローラ２０８－１の上下両端部の直径と円柱状ローラ２０８－１の数との積は、搬送フレーム２０８－２の長さ以下である。いくつかの実施例では、円柱状ローラ２０８－１の数は、７本、８本、９本又は１０本であってもよい。いくつかの実施例では、円柱状ローラ２０８－１の間の間隔は、実際の製造需要に応じて設定されてもよく、円柱状ローラ２０８－１の回転につれてトレイ２０７を前向きに搬送できることを保証することができればよい。

【0129】

いくつかの実施例では、搬送フレーム２０８－２は、直線状に設定されてもよく、コーナーがあるように設定されてもよい。いくつかの実施例では、２本の搬送フレーム２０８－２はそれぞれ、９０°のＬ字状フレームとして設定されるとともに、円柱状ローラ２０８－１の間に平行に設置される。なお、搬送フレーム２０８－２の設置形式を限定せず、搬送アセンブリ２０８が各キャビティの入口通路と出口通路とを連通させて、トレイ２０７の各キャビティの間の搬送を実現できることを保証すればよい。

【0130】

真空キャビティ２０１、インサイチュエッチングキャビティ２０２、炭化キャビティ２０３、成長キャビティ２０４、バッファキャビティ２０５及び端末キャビティ２０６にはいずれも、入口通路、出口通路及び搬送アセンブリ２０８が設置され、搬送アセンブリ２０８は、各キャビティの入口通路と出口通路とを連通させ、トレイ２０７を搬送アセンブリ２０８に置いて、搬送アセンブリ２０８によりトレイ２０７を各キャビティの間に搬送することができる。いくつかの実施例では、入口通路及び出口通路の位置にはいずれも、自動制御弁が取り付けられ、自動制御弁により、入口通路及び出口通路を開閉することにより、トレイ２０７の対応するキャビティへの出入りを制御することができる。いくつかの実施例では、トレイ２０７の数は、１つであってもよく、複数であってもよく、基板が置かれた複数のトレイ２０７を搬送アセンブリ２０８に置けば、各キャビティの間にトレイ２０７をパイプライン的に大量に搬送するとともに、基板及び炭化珪素結晶を含む複合結晶を成長させることができる。

【0131】

図９は、いくつかの実施例に係る炭化珪素結晶の製造方法の例示的な流れ図である。

【0132】

いくつかの実施例では、当該炭化珪素結晶の製造プロセス９００は、制御装置（例えば、制御モジュール１０１）により実行されてもよい。例えば、プロセス９００は、プログラム又は命令の形式で記憶装置に記憶されてもよく、制御モジュール１０１がプログラム又は命令を実行する場合、プロセス９００を実現することができる。いくつかの実施例では、プロセス９００は、以下に説明されない１つ以上の追加的な操作を利用して完了することができ、及び／又は以下に検討されている１つ以上の操作を利用せずに完了することができる。また、図９に示す操作の順序は、限定的なものではない。

【0133】

いくつかの実施例では、炭化珪素結晶の製造方法は、マルチキャビティ式成長装置（例えば、マルチキャビティ式成長装置２００、マルチキャビティ式成長装置３００）において行われてもよく、マルチキャビティ式成長装置は、順に配列した複数のキャビティを含み、マルチキャビティ式成長装置に関しては、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂを参照することができる。いくつかの実施例では、炭化珪素結晶の製造方法は、単一のキャビティ又は１つの反応室において行われてもよく、単一のキャビティ又は１つの反応室は、マルチキャビティ式成長装置に対応する全ての機能（例えば、真空排気、加熱、置換ガスの導入など）を有し、すなわち、炭化珪素結晶の製造プロセスにおける各ステップ（例えば、真空処理プロセス、インサイチュエッチング処理プロセス、炭化処理プロセス、結晶成長プロセス、冷却降温プロセスなど）は、同一の反応室において行われてもよい。炭化珪素結晶の製造プロセス９００は、ステップ９１０及びステップ９２０を含む。

【0134】

ステップ９１０では、基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理する。いくつかの実施例では、当該ステップ９１０は、制御モジュール１０１により実行されてもよい。

【0135】

基板は、特定の結晶面、及び適切な電気、光学及び機械的特性を有する単結晶シートであり、エピタキシャル層（例えば、目標結晶）を成長させて、目標結晶を支持し目標結晶の特性を改善する作用を果たすことができる。基板を選択する場合に、構造特性（目標結晶の格子構造と基板の格子構造が同じであるか又は類似し、格子定数不整合度が小さく、結晶性が高い）、界面特性（目標結晶の成長、粘着性が高い）、化学的安定性（目標結晶成長の温度及び雰囲気において分解及び腐食されにくい）、熱的特性（熱伝導性が高く、熱的不整合度が小さい）、優れた導電性、高い光学特性（光に対する吸収が少ない）、高い機械的特性（研磨及びカットなどの加工を行いやすい）、サイズ（直径が２インチより小さい）という条件を総合的に考慮することができる。いくつかの実施例では、基板の材料は、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、珪素（Ｓｉ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、アルシニジンガリウム（ＧａＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含んでもよい。

【0136】

いくつかの実施例では、基板は、単結晶シリコンを含んでもよい。単結晶シリコンは、太陽光発電レベルの単結晶シリコンである。いくつかの実施例では、単結晶シリコンの純度は、９９．９９９９％より大きい。いくつかの実施例では、単結晶シリコンの純度は、９９．９９９９９％より大きい。いくつかの実施例では、単結晶シリコンの純度は、９９．９９９９９９％より大きい。いくつかの実施例では、単結晶シリコンの純度は、９９．９９９９９９９％より大きい。いくつかの実施例では、基板の１つの方向（Ｘ方向と呼ばれる）におけるサイズは、Ｘ方向に垂直な別の方向における横断面のサイズより小さくてもよい。いくつかの実施例では、基板のＸ方向に垂直な方向における横断面の形状は、円形、楕円形、多角形、規則的又は不規則的な形状であってもよい。いくつかの実施例では、基板のＸ方向に垂直な方向における横断面の形状は、円形であり、基板のＸ方向に垂直な方向における横断面のサイズは、実際の製造需要に応じて設定されてもよい。基板のＸ方向に垂直な方向における横断面のサイズは、基板の縁部における距離が最も遠い２つの点の間の直線距離であってもよい。いくつかの実施例では、基板のＸ方向に垂直な方向における横断面の形状は、円形であり、円形の直径は、１～１０インチである。いくつかの実施例では、円形の直径は、１．５～８インチである。いくつかの実施例では、円形の直径は、２～６インチである。いくつかの実施例では、円形の直径は、３～５インチである。いくつかの実施例では、円形の直径は、３～４インチである。基板のＸ方向に垂直な方向における横断面のサイズは、実際の製造需要に応じて製造された目標結晶のサイズに基づいて選択されてもよく、例えば、Ｘ方向に垂直な方向における横断面のサイズが大きい目標結晶を製造する必要があれば、Ｘ方向に垂直な方向における横断面のサイズが大きい結晶を選択することができる。Ｘ方向におけるサイズは、基板の厚さと呼ばれてもよい。いくつかの実施例では、基板の異なる領域の厚さが同じである。厚さが同じであることは、基板の最大厚さ領域と最小厚さ領域との厚さの差が厚さ閾値（例えば、１０μｍ又は１５μｍ）より小さいことであってもよい。厚さが同じである平坦な基板により、結晶成長プロセスにおいて応力を均一にさせて、結晶形が一致する結晶を形成することができる。いくつかの実施例では、基板の厚さは、１００μｍ～４００μｍである。いくつかの実施例では、基板の厚さは、１６０μｍ～３００μｍである。いくつかの実施例では、基板の厚さは、１８０μｍ～２８０μｍであってもよい。いくつかの実施例では、基板の厚さは、２００μｍ～２６０μｍであってもよい。いくつかの実施例では、基板の厚さは、２２０μｍ～２４０μｍであってもよい。上記基板の厚さは、量産型太陽光発電単結晶ウェハの厚さに近づき、達成しやすく、基板が薄いため、コストが低くなる。

【0137】

いくつかの実施例では、マルチキャビティ式成長装置は、インサイチュエッチングキャビティ、炭化キャビティ、成長キャビティ、バッファキャビティ及び搬送アセンブリを少なくとも含み、インサイチュエッチングキャビティ、炭化キャビティ、成長キャビティ及びバッファキャビティは、順に配列する。いくつかの実施例では、マルチキャビティ式成長装置は、真空キャビティ、インサイチュエッチングキャビティ、炭化キャビティ、成長キャビティ、バッファキャビティ、端末キャビティ及び搬送アセンブリを含んでもよく、インサイチュエッチングキャビティ、炭化キャビティ、成長キャビティ、バッファキャビティ及び端末キャビティは、順に配列する。いくつかの実施例では、各キャビティにはいずれも、入口通路及び出口通路が形成され、基板は、搬送アセンブリ（例えば、搬送アセンブリ２０８）により各キャビティの間に搬送することができる。マルチキャビティ式装置に関するより多くの内容について、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂの内容を参照することができる。

【0138】

いくつかの実施例では、基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理して、基板及び複合結晶に対してそれぞれ異なる工程を実行することができる。例えば、基板又は複合結晶に対してインサイチュエッチング処理、炭化処理、結晶成長、バッファ処理、降温冷却などの工程を行う。基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理することに関するより多くの内容について、図１１の説明を参照することができる。

【0139】

いくつかの実施例では、マルチキャビティ式装置において複数の基板（１組又は１ロットの基板とも呼ばれる）を同時に搬送して、結晶成長を行って、複合結晶の大量製造を実現することができる。いくつかの実施例では、マルチキャビティ式装置において複数組又は複数ロットの基板を順に搬送して、結晶成長を行って、複合結晶の連続的かつパイプライン的な製造を実現することができる。いくつかの実施例では、少なくとも１組又は１ロットの基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理することを完了する前に、別のロットの少なくとも１つの基板を複数のキャビティの間に搬送及び処理することを開始し、２つのロットの上記少なくとも１つの基板を異なるキャビティにそれぞれ同時に搬送及び処理する。

【0140】

ステップ９２０では、複数のキャビティのうちの１つのキャビティ内に、気相成長法で基板の表面に目標結晶を成長させて、基板及び目標結晶を含む複合結晶を得る。いくつかの実施例では、当該ステップ９２０は、制御モジュール１０１により実行されてもよい。

【0141】

いくつかの実施例では、マルチキャビティ式成長装置のうちの１つのキャビティは、成長キャビティであってもよい。いくつかの実施例では、成長キャビティ内に、気相成長法で基板の表面に目標結晶成長プロセスを行って、基板及び目標結晶を含む複合結晶を製造する。気相成長法は、薄膜元素を構成するガス状反応物及び液状反応物を含有する蒸気又は反応に必要な他のガスを反応環境内に導入し、基板の表面に化学反応が発生し、かつ固体生成物を基板の表面に堆積して薄膜を生成することである。

【0142】

いくつかの実施例では、目標結晶は、炭化珪素結晶、窒化珪素結晶、二硫化モリブデン結晶、窒化ホウ素結晶、グラフェン結晶などを含んでもよい。以下、主に、炭化珪素結晶を例として、複合結晶の製造プロセスを説明し、本明細書における目標結晶は、炭化珪素結晶に限定されず、気相成長法で製造できる任意の複合結晶であってもよいことを注意されたい。

【0143】

いくつかの実施例では、複合結晶を製造する反応物は、珪素源及び炭素源を含んでもよい。いくつかの実施例では、珪素源は、シラン（ＳｉＨ_４）、クロロシラン、及びクロロトリメチルシランを含んでもよい。いくつかの実施例では、炭素源は、プロパンガス（Ｃ_３Ｈ_８）、ブタンガス、エタン、及びアセチレンを含んでもよい。いくつかの実施例では、シラン及びプロパンガスを成長キャビティ内に導入して基板の表面に結晶成長プロセスを行うことができる。いくつかの実施例では、キャリアガスを使用して反応物ガズを運んで成長キャビティ内に導入することができる。キャリアガスが反応に参加せず、反応物ガズを運ぶ作用のみを果たすため、不活性ガス又は化学的安定性が高いガスを選択することができる。いくつかの実施例では、キャリアガスは、Ｈ_２、Ｎ_２、Ａｒ又はＨｅであってもよい。いくつかの実施例では、価格及び化学的安定性を総合的に考慮すると、キャリアガスは、Ｈ_２、及びＮ_２であってもよい。

【0144】

いくつかの実施例では、複合結晶に対して化学エッチングを行って複合結晶上の基板を除去して、炭化珪素結晶を得ることができる。炭化珪素結晶の硬さと基板の硬さが異なり、炭化珪素結晶の耐酸性又は耐アルカリ性がより高いため、酸溶液又はアルカリ溶液により基板を溶解除去して、炭化珪素結晶を保留することができる。

【0145】

いくつかの実施例では、第１温度区間において、エッチング液を使用して複合結晶を第１時間超音波洗浄して、基板を溶解除去して炭化珪素結晶を得ることができる。いくつかの実施例では、第１温度区間は、５０℃～１００℃であってもよい。いくつかの実施例では、第１温度区間は、６５℃～８０℃であってもよい。いくつかの実施例では、第１温度区間は、６７～７８℃であってもよい。いくつかの実施例では、第１温度区間は、７０～７６℃であってもよい。いくつかの実施例では、第１温度区間は、７２～７４℃であってもよい。第１温度区間を５０℃～１００℃に設定することにより、エッチング速度を速くすることができる。

【0146】

いくつかの実施例では、エッチング液は、アルカリ溶液又は酸溶液であってもよい。いくつかの実施例では、アルカリ溶液は、ＮａＯＨ溶液、ＫＯＨ溶液又はＮＨ_４ＯＨ溶液を含んでもよい。いくつかの実施例では、アルカリ溶液は、５％～３０％のＮａＯＨ溶液であってもよい。いくつかの実施例では、アルカリ溶液は、１０％～２５％のＮａＯＨ溶液であってもよい。いくつかの実施例では、アルカリ溶液は、１５％～２０％のＮａＯＨ溶液であってもよい。いくつかの実施例では、アルカリ溶液は、１０％～２５％のＮａＯＨ溶液であってもよい。いくつかの実施例では、アルカリ溶液は、１２％～２３％のＮａＯＨ溶液であってもよい。いくつかの実施例では、アルカリ溶液は、１４％～２１％のＮａＯＨ溶液であってもよい。いくつかの実施例では、アルカリ溶液は、１６％～１８％のＮａＯＨ溶液であってもよい。いくつかの実施例では、酸溶液は、塩酸溶液、希硫酸溶液、硝酸溶液、フッ化水素酸又は次亜塩素酸溶液を含んでもよい。いくつかの実施例では、上記アルカリ溶液又は酸溶液の純度を限定しなくてもよい。例えば、上記アルカリ溶液及び酸溶液については、他のプロセス（例えば、太陽光発電又は半導体素子の製造プロセス）から回収された酸溶液及びアルカリ溶液を使用することができ、資源を循環利用し、コストを低減することができ、製造方式が環境に優しい。

【0147】

いくつかの実施例では、第１時間は、基板の厚さと正相関し、基板が厚いほど、当該基板をエッチング除去することに必要な第１時間が長くなる。いくつかの実施例では、第１時間は、少なくとも４０分間であってもよい。いくつかの実施例では、第１時間は、４０～９０分間であってもよい。いくつかの実施例では、第１時間は、５０～８０分間であってもよい。いくつかの実施例では、第１時間は、５５～７５分間であってもよい。いくつかの実施例では、第１時間は、６０～７０分間であってもよい。いくつかの実施例では、第１時間は、６３～６８分間であってもよい。超音波洗浄の時間を４０～９０分間に設定することにより、複合結晶上の基板をエッチング除去して、基板を含まない炭化珪素結晶を得ることができる。いくつかの実施例では、人間の目で観察するか、又は成分検出を行うことにより、基板のエッチングが完了したか否かを決定することができる。基底面転位密度（単位面積の欠陥の数）で炭化珪素結晶の品質を示す。基底面転位密度に関する内容について、図１の説明を参照することができる。

【0148】

いくつかの実施例では、基板が除去された炭化珪素結晶を洗浄することができる。いくつかの実施例では、洗浄液（例えば、イソプロパノール又は脱イオン水）を使用して５０℃～８０℃及び超音波の作用で、基板を含まない炭化珪素結晶を一定の時間（例えば、３～１０分間）洗浄することができる。炭化珪素結晶を洗浄することにより、表面が清潔な炭化珪素結晶を得ることができる。

【0149】

図１０は、いくつかの実施例に係る基板の表面処理プロセスの例示的な流れ図である。いくつかの実施例では、基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理する前に、基板の表面、特に、結晶を成長させる表面を清潔で平坦に維持するように基板の表面に対して前処理を行うこともできる。

【0150】

いくつかの実施例では、当該基板表面処理プロセス１０００は、制御装置（例えば、制御モジュール１０１）により実行されてもよい。例えば、プロセス１０００は、プログラム又は命令の形式で記憶装置に記憶されてもよく、制御モジュール１０１がプログラム又は命令を実行する場合、プロセス１０００を実現することができる。いくつかの実施例では、プロセス１０００は、以下に説明されない１つ以上の追加的な操作を利用して完了することができ、及び／又は以下に検討されている１つ以上の操作を利用せずに完了することができる。また、図１０に示す操作の順序は、限定的なものではない。

【0151】

ステップ１０１０では、基板の表面に対して研磨処理を行う。いくつかの実施例では、当該ステップ１０１０は、研磨モジュール１０４により実行されてもよい。

【0152】

いくつかの実施例では、基板を研磨装置（例えば、研磨機）に置いて、研磨する。いくつかの実施例では、まず基板の裏面（結晶成長面の対向面）を研磨し、次に、基板の正面（結晶成長面）に対して精密研磨を行うことができる。いくつかの実施例では、基板の正面（結晶成長面）に対して精密研磨を行うことができる。いくつかの実施例では、基板の裏面（結晶成長面の対向面）を研磨することができる。基板の裏面を研磨して、基板の裏面のカット傷及び欠陥を除去することにより、基板が平坦になり、基板搬送プロセスにおいて結晶成長面の平坦さが維持される。基板の正面（結晶成長面）に対して精密研磨を行うことにより、その表面が平坦になり、結晶成長時に反応生成物が結晶成長面に均一に結晶化しやすい。

【0153】

いくつかの実施例では、研磨処理が行われた基板を乾燥することができる。例えば、窒素ガス又はヘリウムガスで基板の各表面を吹き付けて乾燥する。

【0154】

ステップ１０２０では、基板の表面に対して洗浄処理を行う。いくつかの実施例では、当該ステップ１０１０は、洗浄モジュール１０５により実行されてもよい。

【0155】

いくつかの実施例では、洗浄装置（例えば、超音波洗浄装置）を使用して基板の表面に対して洗浄処理を行って、研磨処理において生成したカスを除去することができる。いくつかの実施例では、少なくとも１つの洗浄液を使用して基板の表面を少なくとも１回洗浄することができる。いくつかの実施例では、アセトン、アルコール及び脱イオン水を順に使用して、それぞれ基板の表面を１回超音波洗浄することができる。いくつかの実施例では、１回の洗浄時間は、少なくとも５分間であってもよい。いくつかの実施例では、１回の洗浄時間は、少なくとも５～３０分間であってもよい。いくつかの実施例では、１回の洗浄時間は、少なくとも１０～２０分間であってもよい。いくつかの実施例では、１回の洗浄時間は、少なくとも１５～１８分間であってもよい。いくつかの実施例では、洗浄処理が行われた基板を乾燥することができる。例えば、基板の洗浄が完了した後、窒素ガス又はヘリウムガスで基板の各表面を吹き付けて乾燥する。

【0156】

いくつかの実施例では、基板の表面に対して研磨処理及び洗浄処理を行った後、基板に対してさらなる洗浄処理を行うこともできる。いくつかの実施例では、研磨処理及び洗浄処理が行われた基板を強酸溶液に一定の時間浸漬して、さらなる洗浄処理を行うことができる。いくつかの実施例では、強酸溶液は、塩酸、硫酸、硝酸溶液、フッ化水素酸又は次亜塩素酸溶液を含んでもよい。いくつかの実施例では、強酸溶液は、３０％～４０％のフッ化水素酸（ＨＦ）溶液を含んでもよい。いくつかの実施例では、強酸溶液を希釈した後、基板を希釈後の酸溶液に入れて浸漬して、酸溶液の濃度が高すぎることにより基板を損傷することを回避することができる。いくつかの実施例では、３０％～４０％のＨＦ溶液を１％のＨＦ溶液に希釈して、基板を１％～３％のＨＦ溶液に入れて一定の時間浸漬して、超音波洗浄装置を使用してさらなる洗浄処理を行うことができる。いくつかの実施例では、単結晶シリコン基板を１％～３％のＨＦ溶液に入れて５～８分間浸漬して、脱イオン水でさらに５～１０分間超音波洗浄することができる。いくつかの実施例では、さらなる洗浄処理が行われた基板を乾燥することができる。例えば、さらなる洗浄が完了した基板に対して、窒素ガス又はヘリウムガスで基板の各表面を吹き付けて乾燥する。

【0157】

図１１は、いくつかの実施例に係る基板を各キャビティの間に搬送及び処理する場合の例示的な流れ図である。

【0158】

いくつかの実施例では、各キャビティの間の搬送及び処理プロセス１１００は、制御装置（例えば、制御モジュール１０１）により実行されてもよい。例えば、プロセス１１００は、プログラム又は命令の形式で記憶装置に記憶されてもよく、制御モジュール１０１がプログラム又は命令を実行する場合、プロセス１１００を実現することができる。いくつかの実施例では、プロセス１１００は、以下に説明されない１つ以上の追加的な操作を利用して完了することができ、及び／又は以下に検討されている１つ以上の操作を利用せずに完了することができる。また、図１１に示す操作の順序は、限定的なものではない。

【0159】

マルチキャビティ式成長装置に関するより多くの内容について、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ及び図９の内容を参照することができる。基板を各キャビティの間に搬送及び処理するプロセス１１００は、ステップ１１１０～ステップ１１４０を含む。

【0160】

ステップ１１１０では、インサイチュエッチングキャビティ内に、基板に対してインサイチュエッチング処理を行う。

【0161】

いくつかの実施例では、少なくとも１枚の基板に対してインサイチュエッチング処理を行うことができる。例えば、１枚以上の基板をトレイに置いて、インサイチュエッチングキャビティ内に搬送してインサイチュエッチング処理を行うことができる。いくつかの実施例では、一定のガス圧力、一定の温度及び処理ガスの反応条件で基板に対してインサイチュエッチング処理を行うことができる。いくつかの実施例では、第２時間の範囲内に、インサイチュエッチングキャビティの圧力を第２圧力区間に維持し、温度を第２温度区間に維持し、次に、インサイチュエッチングキャビティの圧力が常圧になるまで水素ガスを導入し、第３時間の範囲内にインサイチュエッチングキャビティの温度を第３温度区間に維持するとともに基板に対してインサイチュエッチング処理を行うことができる。基板に対してインサイチュ処理を行うことに関するより多くの内容について、図１３の説明を参照することができる。

【0162】

基板に対してインサイチュエッチング処理を行って、基板の結晶成長面の欠陥を除去し、基板の表面に結晶形が一致し、品質が高い炭化珪素結晶を容易に成長させることができる。

【0163】

ステップ１１２０では、搬送アセンブリにより、基板をインサイチュエッチングキャビティから炭化キャビティに搬送して、炭化処理を行う。

【0164】

インサイチュエッチング処理が行われた基板に対して、さらなる炭化処理を行うことができる。いくつかの実施例では、搬送アセンブリ（例えば、搬送アセンブリ２０８）により、基板をインサイチュエッチングキャビティから炭化キャビティ内に搬送して、炭化処理を行うことができる。いくつかの実施例では、一定のガス圧力、一定の温度及び処理ガスの反応条件で基板に対して炭化処理を行うことができる。いくつかの実施例では、第４時間内に、炭化キャビティの圧力を第３圧力区間に維持し、温度がインサイチュエッチングキャビティの温度に等しいか又は近いように維持し（温度差が５℃以下である）、次に、インサイチュエッチングキャビティと炭化キャビティとの間の第３通路を開き、搬送アセンブリ２０８により基板を炭化キャビティ内に搬送して、第３通路を閉じるように制御した後、炭化キャビティを第５温度区間に降温させ、かつ第４圧力区間になるまで真空排気した後に、炭化キャビティを第４温度区間に徐々に昇温させ、第３圧力になるまで炭化ガス（例えば、メタンガス、プロパンガス、ブタンガスなど）及び水素ガスを同時に導入して、炭化処理を行うことができる。基板に対して炭化処理を行うことに関するより多くの内容について、図１４の説明を参照することができる。

【0165】

基板に対して炭化処理を行うことにより、基板の結晶成長面に炭化バッファ層を製造でき、炭化珪素結晶の基板の表面での結晶化に役立つ。

【0166】

ステップ１１３０では、搬送アセンブリにより、基板を炭化キャビティから成長キャビティに搬送して、気相成長を行って複合結晶を得る。

【0167】

炭化処理が行われた基板に対して、基板の結晶成長面に炭化珪素結晶を成長させることができる。いくつかの実施例では、搬送アセンブリ（例えば、搬送アセンブリ２０８）により、基板を炭化キャビティから成長キャビティ内に搬送することができる。いくつかの実施例では、成長キャビティを第４温度区間に昇温させ、圧力を第３圧力区間に加圧し、次に、炭化キャビティと成長キャビティとの間の第４通路を開き、搬送アセンブリ２０８により基板を成長キャビティ内に搬送して、第４通路を閉じるように制御することができる。基板を炭化キャビティから成長キャビティ内に搬送することに関するより多くの内容について、図１５の説明を参照することができる。

【0168】

いくつかの実施例では、成長キャビティ内に、気相成長法で基板の結晶成長面に対して結晶成長を行って、基板及び炭化珪素結晶を含む複合結晶を製造する。いくつかの実施例では、成長キャビティを第６温度区間に昇温させ、第５圧力区間になるまでシラン、プロパンガス及び水素ガスを導入して、結晶成長を行い、成長した目標結晶の厚さが目標厚さになると、結晶成長を停止する。成長キャビティ内に結晶成長を行うことに関するより多くの内容について、図１６の説明を参照することができる。

【0169】

ステップ１１４０では、搬送アセンブリにより、複合結晶を成長キャビティからバッファキャビティに搬送して、降温させて冷却する。

【0170】

成長が完了した複合結晶をさらに降温させることができる。いくつかの実施例では、搬送アセンブリ２０８により、複合結晶を成長キャビティからバッファキャビティに搬送して、バッファキャビティ内に降温させて冷却することができる。いくつかの実施例では、バッファキャビティを第６温度区間に昇温させ、成長キャビティとバッファキャビティとの間の第５通路を開き、搬送アセンブリ２０８により複合結晶をバッファキャビティ内に搬送して、第５通路を閉じるように制御し、次に、バッファキャビティを第７温度区間に徐々に降温させ、第５時間維持する。バッファキャビティ内に冷却して降温させることに関するより多くの内容について、図１７の説明を参照することができる。

【0171】

図１２は、いくつかの実施例に係る真空処理の例示的な流れ図である。いくつかの実施例では、基板に対してインサイチュエッチング処理を行う前に、基板に対して真空処理を行うことができる。

【0172】

いくつかの実施例では、当該真空処理プロセス１２００は、制御装置（例えば、制御モジュール１０１）により実行されてもよい。例えば、プロセス１２００は、プログラム又は命令の形式で記憶装置に記憶されてもよく、制御モジュール１０１がプログラム又は命令を実行する場合、プロセス１２００を実現することができる。いくつかの実施例では、プロセス１２００は、以下に説明されない１つ以上の追加的な操作を利用して完了することができ、及び／又は以下に検討されている１つ以上の操作を利用せずに完了することができる。また、図１２に示す操作の順序は、限定的なものではない。

【0173】

いくつかの実施例では、真空キャビティ内に基板に対して真空処理を行うことができる。真空キャビティに関するより多くの内容について、図３Ａ及び図３Ｂの内容を参照することができる。基板に対して真空処理を行うプロセス１２００は、ステップ１２１０～ステップ１２３０を含む。

【0174】

ステップ１２１０では、基板を真空キャビティ内に置く。

【0175】

いくつかの実施例では、研磨処理及び洗浄処理が行われた基板に対して真空処理を行うことができる。いくつかの実施例では、人間が手動で基板を真空キャビティ内に置いてもよく、人間が手動で基板を搬送アセンブリ２０８に置いて、搬送アセンブリ２０８により基板を真空キャビティ内に搬送してもよい。別の実施例では、機械構造１１１（例えば、マニピュレータ）により基板を真空キャビティ内に置いてもよく、機械構造１１１により基板を搬送アセンブリ２０８に置いて、搬送アセンブリ２０８により基板を真空キャビティ内に搬送してもよい。いくつかの実施例では、１つ以上の基板を真空キャビティ内に置いてもよい。いくつかの実施例では、複数組の基板を真空キャビティ内に連続的で順に置いてもよい。

【0176】

ステップ１２２０では、真空キャビティの第１通路を閉じて、真空キャビティの圧力及びインサイチュエッチングキャビティの圧力を第１圧力区間に調整する。

【0177】

いくつかの実施例では、第１通路は、真空キャビティの入口通路（例えば、入口通路４０１）である。いくつかの実施例では、インサイチュエッチングキャビティの圧力が真空キャビティの圧力に等しいか又は近いように調整した（差が５Ｐａ以下である）後、基板をインサイチュエッチングキャビティに搬送することができる。いくつかの実施例では、基板を真空キャビティに置いた後、真空キャビティの第１通路を閉じて、第１圧力区間になるまで真空キャビティ及びインサイチュエッチングキャビティをそれぞれ真空排気する。いくつかの実施例では、第１圧力区間は、３～１５Ｐａであってもよい。いくつかの実施例では、第１圧力区間は、５～１０Ｐａであってもよい。いくつかの実施例では、第１圧力区間は、６～９Ｐａであってもよい。いくつかの実施例では、第１圧力区間は、７～８Ｐａであってもよい。真空キャビティの圧力とインサイチュエッチングキャビティの圧力とを第１圧力区間に調整することにより、真空キャビティとインサイチュエッチングキャビティとの圧力差を減少させて、基板を相対的に安定する環境に位置させることができる。

【0178】

いくつかの実施例では、真空キャビティ及びインサイチュエッチングキャビティを同時に真空排気することができる。いくつかの実施例では、真空キャビティの排気管路及びインサイチュエッチングキャビティの排気管路（例えば、排気管路４０３及び排気管路５０３）を接続して１つの真空排気装置と連通させ、真空排気装置の動作速度及び時間を制御して真空排気を行う。いくつかの実施例では、真空キャビティ及びインサイチュエッチングキャビティをそれぞれ真空排気し、圧力をリアルタイムに監視することができる。いくつかの実施例では、真空キャビティの排気管路及びインサイチュエッチングキャビティの排気管路を複数の真空排気装置とそれぞれ連通させ、真空排気装置の動作速度及び時間を制御して、真空キャビティ及びインサイチュエッチングキャビティをそれぞれ真空排気し、圧力をリアルタイムに監視する。いくつかの実施例では、機械式ポンプ及び分子ポンプを組み合わせて使用して真空排気を行うことができる。いくつかの実施例では、まず機械式ポンプにより真空キャビティ及び／又はインサイチュエッチングキャビティを一定の真空度に真空排気し、次に、分子ポンプにより、第１圧力区間になるまで真空キャビティ及び／又はインサイチュエッチングキャビティを真空排気し続ける。

【0179】

ステップ１２３０では、搬送アセンブリにより、真空キャビティとインサイチュエッチングキャビティとの間の第２通路により、基板をインサイチュエッチングキャビティに搬送する。

【0180】

いくつかの実施例では、真空キャビティの圧力がインサイチュエッチングキャビティの圧力に等しいか又は近くて第１圧力区間になると、基板をインサイチュエッチングキャビティ内に搬送することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、真空キャビティとインサイチュエッチングキャビティとの間の第２通路を開き、搬送アセンブリ２０８を起動して基板をインサイチュエッチングキャビティ内の特定の位置に搬送して、第２通路を閉じ、搬送アセンブリ２０８の動作を停止するように制御することができる。第２通路は、真空キャビティとインサイチュエッチングキャビティとの隣接する通路であってもよく、例えば、第２通路は、インサイチュエッチングキャビティの入口通路５０１又は真空キャビティの出口通路４０２であってもよい。いくつかの実施例では、インサイチュエッチングキャビティの入口通路５０１と真空キャビティの出口通路４０２とは、同一の通路である。いくつかの実施例では、インサイチュエッチングキャビティ内の特定の位置は、インサイチュエッチングキャビティの底部の中心領域であってもよい。いくつかの実施例では、検出モジュール１０２（例えば、センサ）により基板の位置を検出することができる。いくつかの実施例では、検出モジュール１０２は、基板がインサイチュエッチングキャビティの底部の中心領域に位置することを検出した場合、基板の位置情報を制御モジュール１０１に送信することができ、制御モジュール１０１は、動作を停止するように機械構造１１１（例えば、搬送アセンブリ２０８）を制御することができる。

【0181】

図１３は、いくつかの実施例に係るインサイチュエッチング処理の例示的な流れ図である。

【0182】

いくつかの実施例では、当該インサイチュエッチング処理プロセス１３００は、制御装置（例えば、制御モジュール１０１）により実行されてもよい。例えば、プロセス１３００は、プログラム又は命令の形式で記憶装置に記憶されてもよく、制御モジュール１０１がプログラム又は命令を実行する場合、プロセス１３００を実現することができる。いくつかの実施例では、プロセス１３００は、以下に説明されない１つ以上の追加的な操作を利用して完了することができ、及び／又は以下に検討されている１つ以上の操作を利用せずに完了することができる。また、図１３に示す操作の順序は、限定的なものではない。

【0183】

いくつかの実施例では、インサイチュエッチングキャビティ内に、基板に対してインサイチュエッチング処理を行うことができる。インサイチュエッチングキャビティに関するより多くの内容について、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂの内容を参照することができる。基板に対してインサイチュエッチング処理を行うプロセス１３００は、ステップ１３１０及びステップ１３２０を含む。

【0184】

ステップ１３１０では、第２時間の範囲内に、インサイチュエッチングキャビティの圧力を第２圧力区間に維持し、温度を第２温度区間に維持する。

【0185】

いくつかの実施例では、第１条件で水素ガスを導入して、基板に対してインサイチュエッチング処理を行うことができる。いくつかの実施例では、第１条件は、第２時間の範囲内に、圧力を第２圧力区間に維持し、温度を第２温度区間に維持することを含んでもよい。いくつかの実施例では、第２圧力区間は、圧力が５×１０^－３Ｐａより小さい範囲である。いくつかの実施例では、第２圧力区間は、圧力が１×１０^－３Ｐａより小さい範囲である。いくつかの実施例では、第２圧力区間は、圧力が０．８×１０^－３Ｐａより小さい範囲であってもよい。いくつかの実施例では、第２圧力区間は、圧力が０．５×１０^－３Ｐａより小さい範囲であってもよい。いくつかの実施例では、第２圧力区間は、圧力が１×１０^－４Ｐａより小さい範囲であってもよい。いくつかの実施例では、第２圧力区間は、圧力が１×１０^－５Ｐａより小さい範囲である。インサイチュエッチングキャビティの圧力を５×１０^－３Ｐａの範囲内に設定することにより、インサイチュエッチング処理プロセスにおいて生成したガスが基板の表面から脱離することに有利であり、脱離効果がより高くなる。

【0186】

基板を損傷しない前提で、インサイチュエッチングキャビティ内のガスをできる限り除去するために、第２温度については、適切な温度区間を選択すべきである。例えば、窒素ガス又は酸素ガスが基板の表面に吸着され、温度が低すぎると、上記ガスの脱離に不利であり、温度が高すぎると、基板を窒化又は酸化しやすい。いくつかの実施例では、第２温度区間は、４００～９００℃を含んでもよい。いくつかの実施例では、第２温度区間は、５００～８００℃を含んでもよい。いくつかの実施例では、第２温度区間は、５５０～７５０℃を含んでもよい。いくつかの実施例では、第２温度区間は、６００～７００℃を含んでもよい。いくつかの実施例では、第２温度区間は、６３０～６８０℃を含んでもよい。いくつかの実施例では、加熱体５０５によりインサイチュエッチングキャビティに対して温度調整を行うことができる。加熱体５０５に関するより多くの内容について、図５の説明を参照することができる。

【0187】

いくつかの実施例では、第２時間は、少なくとも１０分間であってもよい。いくつかの実施例では、第２時間は、１０～９０分間であってもよい。いくつかの実施例では、第２時間は、２０～８０分間であってもよい。いくつかの実施例では、第２時間は、２５～７５分間であってもよい。いくつかの実施例では、第２時間は、３０～７０分間であってもよい。いくつかの実施例では、第２時間は、４０～６０分間であってもよい。第２温度区間を１０～９０分間維持することにより、インサイチュエッチングキャビティ内の温度を安定して維持することができ、後続きに基板を均一で効果的にエッチングすることに役立つ。

【0188】

いくつかの実施例では、基板をインサイチュエッチングキャビティに搬送した後、制御モジュール１０１は、インサイチュエッチングキャビティを真空排気して、インサイチュエッチングキャビティ内の圧力を第２圧力区間にするように真空排気装置を制御し、第２温度区間に緩やかに昇温した後に第２時間維持することにより、インサイチュエッチングキャビティ内のガスを十分に排出することができる。

【0189】

ステップ１３２０では、常圧になるまで水素ガスを導入し、第３時間の範囲内にインサイチュエッチングキャビティの温度を第３温度区間に維持するとともにインサイチュエッチング処理を行う。

【0190】

いくつかの実施例では、第３温度区間は、９００～１３００℃であってもよい。いくつかの実施例では、第３温度区間は、１０００～１２００℃であってもよい。いくつかの実施例では、第３温度区間は、１０５０～１１５０℃であってもよい。いくつかの実施例では、第３温度区間は、１０８０～１１３０℃であってもよい。インサイチュエッチングキャビティの温度を第３温度区間に設定することにより、水素ガスが基板の表面に付着した酸化物と反応し、酸化物が還元されてインサイチュエッチング処理が完了する。

【0191】

いくつかの実施例では、第３時間は、少なくとも０．５分間であってもよい。いくつかの実施例では、第３時間は、０．５～５分間であってもよい。いくつかの実施例では、第３時間は、１～３分間であってもよい。いくつかの実施例では、第３時間は、１．５～２．８分間であってもよい。いくつかの実施例では、第３時間は、１．８～２．５分間であってもよい。いくつかの実施例では、第３時間は、２分間であってもよい。常圧及び第３温度区間で第３時間エッチングすることにより、基板を十分にエッチングすることができる。

【0192】

いくつかの実施例では、インサイチュエッチングキャビティ内のガスを排出した後に、制御モジュール１０１は、制御を行うことにより、インサイチュエッチングキャビティ内に水素ガスを導入させてインサイチュエッチング処理を行わせることができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、吸気管路５０４上の弁を開き、常圧になるまでインサイチュエッチングキャビティ内に水素ガスを導入するように制御し、次に、加熱を行って、インサイチュエッチングキャビティを第３温度区間に昇温させた後に第３時間維持するように加熱体５０５を制御し、基板の結晶成長面にインサイチュエッチングを行って、結晶成長面の欠陥を除去することができる。

【0193】

図１４は、いくつかの実施例に係る炭化処理の例示的な流れ図である。いくつかの実施例では、インサイチュエッチング処理が行われた基板を炭化キャビティに搬送し、基板の結晶成長面に対して炭化処理を行って、結晶成長面に炭化バッファ層を形成することができる。

【0194】

いくつかの実施例では、当該炭化処理プロセス１４００は、制御装置（例えば、制御モジュール１０１）により実行されてもよい。例えば、プロセス１４００は、プログラム又は命令の形式で記憶装置に記憶されてもよく、制御モジュール１０１がプログラム又は命令を実行する場合、プロセス１４００を実現することができる。いくつかの実施例では、プロセス１４００は、以下に説明されない１つ以上の追加的な操作を利用して完了することができ、及び／又は以下に検討されている１つ以上の操作を利用せずに完了することができる。また、図１４に示す操作の順序は、限定的なものではない。炭化処理プロセス１４００は、ステップ１４１０～ステップ１４３０を含んでもよい。

【0195】

ステップ１４１０では、炭化キャビティの温度を第３温度区間に調整する。

【0196】

いくつかの実施例では、炭化キャビティ内の加熱体により炭化キャビティを第３温度区間に昇温させることができる。加熱体及び第３温度区間に関するより多くの内容について、他の部分の説明を参照することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、炭化キャビティを第３温度区間に昇温させるように加熱モジュール１０３（例えば、加熱体）を制御することができる。

【0197】

炭化キャビティの温度がインサイチュエッチングキャビティの温度に等しいか又は近いように昇温させた（温度差が５℃以下である）後、基板を炭化キャビティ内に搬送することにより、温度の急変による基板の変形又は変性が回避される。

【0198】

ステップ１４２０では、搬送アセンブリにより、基板を炭化キャビティ内に搬送する。

【0199】

いくつかの実施例では、インサイチュエッチングキャビティ及び炭化キャビティの温度がいずれも第３温度区間に維持された場合、基板を炭化キャビティ内に搬送することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、インサイチュエッチングキャビティと炭化キャビティとの間の第３通路を開き、搬送アセンブリ（例えば、搬送アセンブリ２０８）を起動して基板を炭化キャビティ内の特定の位置に搬送して、第３通路を閉じ、搬送アセンブリの動作を停止するように制御することができる。第３通路とは、インサイチュエッチングキャビティと炭化キャビティとの隣接する通路を指し、例えば、第３通路は、インサイチュエッチングキャビティの出口通路５０２又は炭化キャビティの入口通路５０１であってもよい。いくつかの実施例では、インサイチュエッチングキャビティの出口通路５０２と炭化キャビティの入口通路５０１とは、同一の通路である。いくつかの実施例では、炭化キャビティ内の特定の位置は、炭化キャビティの底部の中心領域であってもよい。いくつかの実施例では、検出モジュール１０２（例えば、センサ）により基板の位置を検出することができる。いくつかの実施例では、センサは、基板がインサイチュエッチングキャビティの底部の中心領域に位置することを検出した場合、基板の位置情報を制御モジュール１０１に送信することができ、制御モジュール１０１は、動作を停止するように機械構造１１１（例えば、搬送アセンブリ２０８）を制御することができる。

【0200】

ステップ１４３０では、炭化キャビティの温度を第５温度区間に調整し、圧力を第４圧力区間に調整し、第３圧力区間になるまでプロパンガス及び水素ガスを同時に導入し、かつ第４時間内に、炭化キャビティの圧力を第３圧力区間に維持し、温度を第４温度区間に維持するとともに炭化処理を行う。

【0201】

基板は、インサイチュエッチングキャビティ内にインサイチュエッチング処理が行われた後に温度が高く（９００～１３００℃）、基板を炭化キャビティに直接的に搬送すれば、基板が炭化処理ガスと直接的に反応することにより圧力及びガス成分が不安定になる可能性があるため、まず炭化キャビティ内の温度を低下させて、圧力及びガス成分が安定した後に炭化処理に必要な温度に昇温させることができる。いくつかの実施例では、第２条件でプロパンガス及び水素ガスを導入して、基板に対して炭化処理を行うことができる。いくつかの実施例では、第２条件は、圧力を第４圧力区間に維持し、温度を第５温度区間に維持することを含んでもよい。

【0202】

いくつかの実施例では、第５温度区間は、７００～１１００℃であってもよい。いくつかの実施例では、第５温度区間は、８００～１０００℃であってもよい。いくつかの実施例では、第５温度区間は、８５０～９８０℃であってもよい。いくつかの実施例では、第５温度区間は、９００～９５０℃であってもよい。いくつかの実施例では、第４圧力区間は、５×１０^－５Ｐａより小さくてもよい。いくつかの実施例では、第４圧力区間は、１×１０^－５Ｐａより小さくてもよい。いくつかの実施例では、第４圧力区間は、０．５×１０^－５Ｐａより小さくてもよい。いくつかの実施例では、第４圧力区間は、１０^－６Ｐａより小さくてもよい。基板を炭化キャビティに搬送した後、炭化キャビティを第５温度区間に降温させ、かつ第４圧力区間になるまで真空排気することにより、炭化キャビティ内のガスをさらに排出することができる。

【0203】

いくつかの実施例では、第３圧力区間は、１×１０^３～１×１０^５Ｐａであってもよい。いくつかの実施例では、第３圧力区間は、１×１０^３～６×１０^４Ｐａであってもよい。いくつかの実施例では、第３圧力区間は、２×１０^３～６×１０^３Ｐａであってもよい。いくつかの実施例では、第４温度区間は、１０００～１５００℃であってもよい。いくつかの実施例では、第４温度区間は、１１００～１４００℃であってもよい。いくつかの実施例では、第４温度区間は、１２００～１３５０℃であってもよい。いくつかの実施例では、第４温度区間は、１２５０～１３００℃であってもよい。いくつかの実施例では、第４時間は、少なくとも０．５分間であってもよい。いくつかの実施例では、第４時間は、０．５～５分間であってもよい。いくつかの実施例では、第４時間は、１～３分間であってもよい。いくつかの実施例では、第４時間は、１．５～２．５分間であってもよい。いくつかの実施例では、第４時間は、２分間であってもよい。いくつかの実施例では、プロパンガス（Ｃ_３Ｈ_８）の流量は、３～２５ｓｃｃｍである。いくつかの実施例では、プロパンガス（Ｃ_３Ｈ_８）の流量は、５～２０ｓｃｃｍである。いくつかの実施例では、プロパンガス（Ｃ_３Ｈ_８）の流量は、７～１８ｓｃｃｍである。いくつかの実施例では、プロパンガス（Ｃ_３Ｈ_８）の流量は、１０～１５ｓｃｃｍである。いくつかの実施例では、水素ガスの流量は、０．５～２５Ｌ／分間である。いくつかの実施例では、水素ガスの流量は、１～２０Ｌ／分間である。いくつかの実施例では、水素ガスの流量は、５～１５Ｌ／分間である。いくつかの実施例では、水素ガスの流量は、７～１２Ｌ／分間である。

【0204】

いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、炭化キャビティを第５温度区間に降温させ、かつ第４圧力区間になるまで真空排気した後に昇温させ始め、圧力が第３圧力区間になるまでプロパンガス及び水素ガスを同時に導入し、第４温度区間に昇温させ、恒温及び定圧を第４時間維持するとともに炭化処理を行うように制御する。

【0205】

図１５は、いくつかの実施例に係る基板を炭化キャビティから成長キャビティに搬送する場合の例示的な流れ図である。いくつかの実施例では、インサイチュエッチング処理が行われた基板を成長キャビティに搬送して、基板の結晶成長面に炭化珪素結晶を成長させることができる。

【0206】

いくつかの実施例では、基板を炭化キャビティから成長キャビティに搬送するプロセス１５００は、制御装置（例えば、制御モジュール１０１）により実行されてもよい。例えば、プロセス１５００は、プログラム又は命令の形式で記憶装置に記憶されてもよく、制御モジュール１０１がプログラム又は命令を実行する場合、プロセス１５００を実現することができる。いくつかの実施例では、プロセス１５００は、以下に説明されない１つ以上の追加的な操作を利用して完了することができ、及び／又は以下に検討されている１つ以上の操作を利用せずに完了することができる。また、図１５に示す操作の順序は、限定的なものではない。基板を炭化キャビティから成長キャビティに搬送するプロセス１５００は、ステップ１５１０及びステップ１５２０を含んでもよい。

【0207】

ステップ１５１０では、成長キャビティの温度を第４温度区間に調整し、圧力を第３圧力区間に調整する。

【0208】

いくつかの実施例では、成長キャビティ内の加熱体により成長キャビティを第４温度区間に昇温させることができる。加熱体及び第４温度区間に関するより多くの内容について、他の部分の説明を参照することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、成長キャビティを第４温度区間に昇温させるように加熱モジュール１０３（例えば、加熱体）を制御することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、成長キャビティを真空排気して成長キャビティ内の圧力を第３圧力区間に調整するように真空排気装置を制御することができる。第３圧力区間に関するより多くの内容について、図１４の説明を参照することができる。

【0209】

成長キャビティの温度が炭化キャビティの温度に等しいか又は近いように昇温させる（温度差が５℃以下である）とともに、圧力が炭化キャビティの圧力に等しいか又は近いように真空排気した（圧力差が１０Ｐａ以下である）後、基板を成長キャビティ内に搬送することにより、温度及び圧力の急変による基板の変形又は変性が回避される。

【0210】

ステップ１５２０では、炭化キャビティと成長キャビティとの間の第４通路を開き、搬送アセンブリにより基板を成長キャビティに搬送するように制御する。

【0211】

いくつかの実施例では、成長キャビティ及び炭化キャビティの温度がいずれも第４温度区間、圧力がいずれも第３圧力区間に維持された場合、基板を成長キャビティ内に搬送することができる。いくつかの実施例では、成長キャビティの温度が第４温度区間になり、圧力が第３圧力区間になった後、制御モジュール１０１は、成長キャビティと炭化キャビティとの間の第４通路を開き、搬送アセンブリ（例えば、搬送アセンブリ２０８）を起動して基板を成長キャビティ内の特定の位置に搬送して、第４通路を閉じ、搬送アセンブリの動作を停止するように制御することができる。第４通路とは、成長キャビティと炭化キャビティとの隣接する通路を指し、例えば、第４通路は、炭化キャビティの出口通路５０２又は成長キャビティの入口通路６０１であってもよい。いくつかの実施例では、炭化キャビティの出口通路５０２と成長キャビティの入口通路６０１とは、同一の通路である。いくつかの実施例では、成長キャビティ内の特定の位置は、成長キャビティの底部にある回転軸６０６の真上であってもよい。

【0212】

いくつかの実施例では、検出モジュール１０２（例えば、ポジショナー）により基板の位置を検出することができる。基板の位置情報を制御モジュール１０１に送信することができ、制御モジュール１０１は、動作を停止するように機械構造１１１（例えば、搬送アセンブリ２０８）を制御することができる。

【0213】

いくつかの実施例では、ポジショナーは、基板が成長キャビティの所定の位置にあることを決定した場合、基板の位置情報を制御モジュール１０１に送信することができ、制御モジュール１０１は、搬送を停止するように機械構造１１１（例えば、搬送アセンブリ２０８）を制御することができる。いくつかの実施例では、成長キャビティの所定の位置は、回転軸６０６の真上であってもよい。いくつかの実施例では、ポジショナーは、回転軸に設置されてもよい。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、回転軸６０６を上昇させるように制御して、基板を成長キャビティの中間部に突き上げることができる。いくつかの実施例では、回転軸は、時計回り又は反時計回りに回転するように基板を駆動することができる。いくつかの実施例では、回転軸の回転速度が調整されてもよい。

【0214】

図１６は、いくつかの実施例に係る結晶成長の例示的な流れ図である。

【0215】

いくつかの実施例では、成長キャビティ内に、基板の結晶成長面に対して気相成長を行って、基板及び炭化珪素結晶を含む複合結晶を製造することができる。成長キャビティに関するより多くの内容について、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ及び図６の内容を参照することができる。

【0216】

いくつかの実施例では、当該結晶成長プロセス１６００は、制御装置（例えば、制御モジュール１０１）により実行されてもよい。例えば、プロセス１６００は、プログラム又は命令の形式で記憶装置に記憶されてもよく、制御モジュール１０１がプログラム又は命令を実行する場合、プロセス１６００を実現することができる。いくつかの実施例では、プロセス１６００は、以下に説明されない１つ以上の追加的な操作を利用して完了することができ、及び／又は以下に検討されている１つ以上の操作を利用せずに完了することができる。また、図１６に示す操作の順序は、限定的なものではない。結晶成長プロセス１６００は、ステップ１６１０～ステップ１６３０を含んでもよい。

【0217】

ステップ１６１０では、成長キャビティを第６温度区間に昇温させ、圧力を第４圧力区間に調整する。

【0218】

いくつかの実施例では、第３条件でシラン、プロパンガス及び水素ガスを導入して、気相成長法で基板に対して目標結晶（例えば、炭化珪素結晶）を成長させることができる。いくつかの実施例では、第３条件は、圧力を第４圧力区間に維持し、温度を第６温度区間に維持することを含んでもよい。第６温度区間は、成長される結晶のタイプによって異なる。いくつかの実施例では、第６温度区間は、１３００～１７５０℃であってもよい。いくつかの実施例では、第６温度区間は、１４００～１７００℃であってもよい。いくつかの実施例では、第６温度区間は、１４５０～１６５０℃であってもよい。いくつかの実施例では、第６温度区間は、１５００～１６００℃であってもよい。いくつかの実施例では、第６温度区間は、１５２０～１５７０℃であってもよい。いくつかの実施例では、第６温度区間は、成長プロセス全体において一定に維持されてもよく、結晶成長プロセスの異なる段階に応じて調整されてもよい。

【0219】

いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、成長キャビティを第６温度区間に昇温させるように加熱モジュール１０３（例えば、成長キャビティ内の加熱体）を制御することができる。加熱体に関するより多くの内容について、他の部分の説明を参照することができる。

【0220】

いくつかの実施例では、真空装置（例えば、真空ポンプ）により成長キャビティを第４圧力区間に真空排気することができる。第４圧力区間に関するより多くの内容について、図１４の説明を参照することができる。

【0221】

ステップ１６２０では、第５圧力区間になるまでシラン、プロパンガス及び水素ガスを導入して、結晶成長を行う。

【0222】

第５圧力区間は、成長される結晶のタイプによって異なり、ある特定の結晶（例えば、炭化珪素結晶）に対して、第５圧力区間が小さすぎ、結晶成長速度が低く、第５圧力が大きすぎ、結晶成長プロセスにおいて欠陥を形成しやすい。いくつかの実施例では、第５圧力区間は、２０～１００Ｐａであってもよい。いくつかの実施例では、第５圧力区間は、３０～９０Ｐａであってもよい。いくつかの実施例では、第５圧力区間は、４０～８０Ｐａであってもよい。いくつかの実施例では、第５圧力区間は、５０～７０Ｐａであってもよい。いくつかの実施例では、第５圧力区間は、５５～６５Ｐａであってもよい。いくつかの実施例では、第５圧力区間は、成長プロセス全体において一定に維持されてもよく、結晶成長プロセスの異なる段階に応じて調整されてもよい。

【0223】

いくつかの実施例では、導入したシラン（ＳｉＨ_４）の流量は、３００～８００ｓｃｃｍであってもよい。いくつかの実施例では、導入したシラン（ＳｉＨ_４）の流量は、４００～６００ｓｃｃｍであってもよい。いくつかの実施例では、導入したシラン（ＳｉＨ_４）の流量は、４５０～５５０ｓｃｃｍであってもよい。いくつかの実施例では、導入したシラン（ＳｉＨ_４）の流量は、４８０～５２０ｓｃｃｍであってもよい。いくつかの実施例では、導入したプロパンガス（Ｃ_３Ｈ_８）の流量は、１００～２５０ｓｃｃｍである。いくつかの実施例では、導入したプロパンガス（Ｃ_３Ｈ_８）の流量は、１３３～２００ｓｃｃｍである。いくつかの実施例では、導入したプロパンガス（Ｃ_３Ｈ_８）の流量は、１５０～１８０ｓｃｃｍである。いくつかの実施例では、導入したプロパンガス（Ｃ_３Ｈ_８）の流量は、１６０～１７０ｓｃｃｍである。いくつかの実施例では、導入した水素ガス（Ｈ_２）の流量は、１０～９０Ｌ／分間である。いくつかの実施例では、導入した水素ガス（Ｈ_２）の流量は、２０～８０Ｌ／分間である。いくつかの実施例では、導入した水素ガス（Ｈ_２）の流量は、３０～７０Ｌ／分間である。いくつかの実施例では、導入した水素ガス（Ｈ_２）の流量は、４０～６０Ｌ／分間である。

【0224】

いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、成長キャビティ内に導入したシラン、プロパンガス及び水素ガスの流量をそれぞれ制御して成長キャビティの圧力を第５圧力区間にすることができる。成長キャビティ内に、基板に対して第６温度区間、第５圧力区間及び反応物（シラン、プロパンガス及び水素ガス）の条件で結晶成長を行う。

【0225】

ステップ１６３０では、目標結晶の厚さが目標厚さになると、結晶成長を停止する。

【0226】

いくつかの実施例では、目標厚さは、２００～６００μｍであってもよい。いくつかの実施例では、目標厚さは、３００～５００μｍであってもよい。いくつかの実施例では、目標厚さは、３２０～４８０μｍであってもよい。いくつかの実施例では、目標厚さは、３５０～４５０μｍであってもよい。いくつかの実施例では、目標厚さは、３８０～４２０μｍであってもよい。いくつかの実施例では、目標厚さは、３９０～４１０μｍであってもよい。目標厚さを２００～６００μｍに設定することにより、カット加工などの後続きの処理を行う必要がなく、直接的に研磨を行うことにより所定の厚さのウェハを取得することができ、製造効率を向上させ、加工コストを低減し、工業的応用に有利である。

【0227】

いくつかの実施例では、結晶成長プロセスにおいて、結晶の成長した厚さを監視し、結晶成長の速度、厚さなどのパラメータに基づいて、成長キャビティの温度、圧力及びシラン、プロパンガス及び水素ガスの流量比を制御することができる。いくつかの実施例では、反射高速電子線回折装置（ＲＨＥＥＤ）を使用して、結晶の成長した厚さを監視することができる。いくつかの実施例では、加熱体の発熱電力を制御することにより、成長キャビティの温度を調整することができる。いくつかの実施例では、シラン及びプロパンガスの流量をそれぞれ調整することにより、反応物中の珪素源及び炭素源の配合比率を調整することができる。いくつかの実施例では、導入したシラン、プロパンガス及び水素ガスの流量を調整することにより、成長キャビティの圧力を調整することができる。

【0228】

いくつかの実施例では、結晶が目標厚さまで成長した場合、制御モジュール１０１は、結晶成長を停止するように制御することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、シラン、プロパンガス及び水素ガスの導入を停止するように制御するとともに、加熱体の成長キャビティに対する加熱を停止するように制御することができる。

【0229】

図１７は、いくつかの実施例に係るバッファ及び降温処理の例示的な流れ図である。

【0230】

いくつかの実施例では、成長キャビティに対してバッファキャビティ及び端末キャビティが隣接して設置されることにより、結晶成長の終了後の操作を行いやすく、例えば、製造された複合結晶を冷却する。搬送アセンブリにより、複合結晶を成長キャビティからバッファキャビティに搬送して、一定の温度（例えば、第７温度区間）に降温させて冷却し、次に、複合結晶を端末キャビティ内に搬送して室温に冷却する。バッファキャビティが設置されており、まず、複合結晶をバッファキャビティ内に第７温度区間（５００～１２００℃）に降温させ、次に、複合結晶を端末キャビティ内に搬送して室温に冷却することにより、環境温度が急に下がる（複合結晶を成長キャビティから端末キャビティ内に直接的に搬送する）ことにより複合結晶が割れる状況が発生することを回避する。

【0231】

いくつかの実施例では、当該バッファ及び降温処理プロセス１７００は、制御装置（例えば、制御モジュール１０１）により実行されてもよい。例えば、プロセス１７００は、プログラム又は命令の形式で記憶装置に記憶されてもよく、制御モジュール１０１がプログラム又は命令を実行する場合、プロセス１７００を実現することができる。いくつかの実施例では、プロセス１７００は、以下に説明されない１つ以上の追加的な操作を利用して完了することができ、及び／又は以下に検討されている１つ以上の操作を利用せずに完了することができる。また、図１７に示す操作の順序は、限定的なものではない。

【0232】

ステップ１７１０では、バッファキャビティの温度を第６温度区間に調整する。

【0233】

いくつかの実施例では、バッファキャビティ内の加熱体によりバッファキャビティの温度を第６温度区間に加熱することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、バッファキャビティを第６温度区間に昇温させるように加熱モジュール１０３（例えば、加熱体）を制御することができる。加熱体及び第６温度区間に関するより多くの内容について、他の部分の説明を参照することができる。

【0234】

バッファキャビティの温度が成長キャビティの温度に等しいか又は近いように加熱する（温度差が５℃以下である）ことにより、バッファキャビティと成長キャビティとの温度差が大きすぎることにより、温度が急変して、複合結晶の変形又は変性が引き起こされることが回避される。

【0235】

ステップ１７２０では、搬送アセンブリにより、複合結晶をバッファキャビティに搬送する。

【0236】

いくつかの実施例では、バッファキャビティの温度が第６温度区間になると、成長キャビティとバッファキャビティとの間の第５通路を開き、搬送アセンブリ（例えば、搬送アセンブリ２０８）を起動して、複合結晶をバッファキャビティ内の特定の位置に搬送して、第５通路を閉じ、搬送アセンブリの動作を停止することができる。第５通路とは、成長キャビティとバッファキャビティとの隣接する通路を指し、例えば、第５通路は、成長キャビティの出口通路６０２又はバッファキャビティの入口通路５０１であってもよい。いくつかの実施例では、成長キャビティの出口通路６０２とバッファキャビティの入口通路５０１とは、同一の通路である。いくつかの実施例では、バッファキャビティ内の特定の位置は、バッファキャビティの底部の中心領域であってもよい。いくつかの実施例では、検出モジュール１０２（例えば、センサ）により基板の位置を検出することができる。いくつかの実施例では、センサは、基板がバッファキャビティの底部の中心領域に位置することを検出した場合、基板の位置情報を制御モジュール１０１に送信することができ、制御モジュール１０１は、動作を停止するように機械構造１１１（例えば、搬送アセンブリ２０８）を制御することができる。

【0237】

ステップ１７３０では、バッファキャビティの温度を第７温度区間に調整し、第５時間維持するとともに、冷却降温処理を行う。

【0238】

いくつかの実施例では、第７温度区間は、５００～１２００℃であってもよい。いくつかの実施例では、第７温度区間は、５５０～１０００℃であってもよい。いくつかの実施例では、第７温度区間は、６００～８００℃であってもよい。いくつかの実施例では、第７温度区間は、６５０～７５０℃であってもよい。いくつかの実施例では、第７温度区間は、６８０～７２０℃であってもよい。いくつかの実施例では、第５時間は、少なくとも１ｈであってもよい。いくつかの実施例では、第５時間は、１～７ｈであってもよい。いくつかの実施例では、第５時間は、２～６ｈであってもよい。いくつかの実施例では、第５時間は、２．５～５．５ｈであってもよい。いくつかの実施例では、第５時間は、３～５ｈであってもよい。いくつかの実施例では、第５時間は、３．５～４．５ｈであってもよい。

【0239】

いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、バッファキャビティを第７温度区間に徐々に降温させるように制御することができる。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、吸気管路５０４の弁を開き、吸気管路５０４によりバッファキャビティ内に置換ガス（例えば、水素ガス、窒素ガス、アルゴンガス又はヘリウムガス）を導入するように制御することができるとともに、バッファキャビティを排気して、バッファキャビティ内の圧力を常圧の近くに維持するように真空排気装置を制御することができる。いくつかの実施例では、バッファキャビティの温度が第７温度区間である場合、制御モジュール１０１は、バッファキャビティを第７温度区間に第５時間維持するように制御することにより、バッファキャビティ内の部材又は複合結晶の温度を第７温度区間に維持することができる。

【0240】

ステップ１７４０では、搬送アセンブリにより、複合結晶を端末キャビティに搬送する。

【0241】

いくつかの実施例では、複合結晶を端末キャビティ内に搬送してさらに冷却して降温させることができる。いくつかの実施例では、端末キャビティの温度は、室温であってもよい。いくつかの実施例では、制御モジュール１０１は、バッファキャビティと端末キャビティとの間の第６通路を開き、搬送アセンブリ（例えば、搬送アセンブリ２０８）を起動して複合結晶を端末キャビティ内の特定の位置に搬送して、第６通路を閉じ、搬送アセンブリの動作を停止するように制御することができる。第６通路とは、バッファキャビティと端末キャビティとの隣接する通路を指し、例えば、第６通路は、バッファキャビティの出口通路５０２又は端末キャビティの入口通路４０１であってもよい。いくつかの実施例では、バッファキャビティの出口通路５０２と端末キャビティの入口通路４０１とは、同一の通路である。いくつかの実施例では、バッファキャビティ内の特定の位置は、バッファキャビティの底部の中心領域又は他の特定の領域であってもよい。いくつかの実施例では、検出モジュール１０２（例えば、センサ）により複合結晶の位置を検出することができる。いくつかの実施例では、センサは、複合結晶が端末キャビティの底部の中心領域又は他の特定の領域に位置することを検出した場合、複合結晶の位置情報を制御モジュール１０１に送信することができ、制御モジュール１０１は、動作を停止するように機械構造１１１（例えば、搬送アセンブリ２０８）を制御することができる。

【0242】

ステップ１７５０では、複合結晶を室温に冷却する。

【0243】

複合結晶を端末キャビティ内に室温に冷却し続ける。いくつかの実施例では、複合結晶を端末キャビティ内に８～１２ｈ自然に冷却して、室温にすることができる。いくつかの実施例では、端末キャビティ内に置換ガスを導入して複合結晶を冷却することができる。いくつかの実施例では、端末キャビティには、吸気管路及び排気管路が設置され、制御モジュール１０１は、吸気管路の弁を開き、吸気管路により端末キャビティ内に置換ガス（例えば、水素ガス、窒素ガス、アルゴンガス又はヘリウムガス）を導入するように制御することができるとともに、端末キャビティを排気して、端末キャビティ内の圧力を常圧の近くに維持するように真空排気装置を制御することができる。

【0244】

いくつかの実施例では、複合結晶を室温に冷却した後、制御モジュール１０１は、端末キャビティの出口通路４０２を開き、搬送アセンブリ２０８により複合結晶を端末キャビティの出口通路４０２の近傍に搬送するように制御して、人間が手動で又はマニピュレータにより複合結晶を取り出すことができる。複合結晶を取り出した後、複合結晶に対して化学エッチングを行って複合結晶上の基板を除去して、炭化珪素結晶を得ることができる。化学エッチングに関するより多くの内容について、図９の説明を参照することができる。

【0245】

いくつかの実施例では、プロセス１７００は、ステップ１７４０及びステップ１７５０を含まなくてもよく、すなわち、端末キャビティがなく、バッファキャビティから複合結晶を直接的に取り出した後、自然環境で冷却して降温させる。

【0246】

以下は、本発明の１つの具体的な実施例である。マルチキャビティ式成長装置により炭化珪素結晶を製造するプロセスは、以下のステップ（１）～（９）を含んでもよい。

【0247】

（１）研磨処理及び洗浄処理ステップでは、結晶成長面が（１１１）面であり、厚さが１００～４００μｍであり、直径が１～１０インチである円形の単結晶シリコンウェハを研磨機で研磨し、まず、表面が平坦になるように（１１^―１）面を研磨し、次に、（１１１）面に対して精密研磨を行って、表面のカット傷及び欠陥を除去する。洗浄液（例えば、アセトン、アルコール、脱イオン水）を使用して研磨後の単結晶シリコンウェハをそれぞれ１０～２０分間超音波洗浄し、かつ高純度の窒素ガス又はヘリウムガスで吹き付けて乾燥する。そして、単結晶シリコンウェハを１％～３％のＨＦ溶液に入れて５～８分間浸漬し、かつ脱イオン水で５～１０分間超音波洗浄する。洗浄完了後、窒素ガス又はヘリウムガスで単結晶シリコンウェハを吹き付けて乾燥する。

【0248】

（２）真空処理ステップでは、少なくとも１つの単結晶シリコンウェハをトレイの溝の位置に入れて固定し、単結晶シリコンウェハの（１１１）面を上向きに置く。トレイを真空キャビティ内に入れて、真空キャビティを３～１５Ｐａに真空排気する。この間、インサイチュエッチングキャビティの圧力が真空キャビティの圧力に等しいか又は近いように真空排気する（差が５Ｐａ以下である）。

【0249】

（３）インサイチュエッチング処理ステップでは、少なくとも１つの単結晶シリコンウェハが置かれたトレイをインサイチュエッチングキャビティ内に搬送する。インサイチュエッチングキャビティを５×１０^－３Ｐａ以下に真空排気し続け、４００～９００℃に緩やかに加熱し、１０～９０ｍｉｎ保温し、高温排気を行い、次に、常圧になるまでインサイチュエッチングキャビティ内に水素ガスを導入し、１０００～１２００℃に加熱し、常圧に維持して１～３分間保温し、インサイチュエッチング処理を行い、結晶成長面の欠陥を除去する。

【0250】

（４）炭化処理ステップでは、少なくとも１つの単結晶シリコンウェハが置かれたトレイを炭化キャビティ内に搬送し、結晶成長面に対して炭化処理を行って、炭化バッファ層を製造する。まず、炭化キャビティを８００～１０００℃に降温させ、真空排気し、真空圧力が１×１０^－５Ｐａより小さくなった後、昇温し始め、炭化キャビティ内に５～２０ｓｃｃｍのプロパンガス（Ｃ_３Ｈ_８）及び１～２０Ｌ／分間の水素ガスを導入し、炭化キャビティの圧力を１×１０^３～６×１０^４Ｐａに維持する。炭化キャビティを１１００～１４００℃に昇温させ、１～３分間保温する。この間、成長キャビティの温度を１１００～１４００℃に制御する。

【0251】

（５）結晶成長ステップでは、少なくとも１つの単結晶シリコンウェハが置かれたトレイを成長キャビティ内に搬送し、成長キャビティの温度を１４００～１７００℃に制御する。成長キャビティ内に４００～６００ｓｃｃｍのＳｉＨ_４、１３３～２００ｓｃｃｍのＣ_３Ｈ_８、２０～８０Ｌ／分間のＨ_２を導入し、成長キャビティの圧力を３０～９０Ｐａに維持し、成長キャビティ内に結晶成長を行う。この間、バッファキャビティの温度を１４００～１７００℃に制御する。成長キャビティ内に１０～１２ｈ成長させた後、トレイをバッファキャビティ内に搬送する。

【0252】

（６）冷却降温ステップでは、トレイをバッファキャビティに搬送した後、２～６ｈを経てバッファキャビティを５００～１２００℃に降温させて冷却する。次に、トレイを端末キャビティ内に搬送し、８～１２ｈを経て室温に冷却する。複合結晶を取り出す。

【0253】

（７）化学エッチング処理ステップでは、複合結晶を取り出した後、１０％～２５％のＮａＯＨ溶液を使用して、６５～８０℃の条件で、超音波洗浄して迅速にエッチングし、５０～８０分間持続して、化学エッチング後の炭化珪素結晶を得る。

【0254】

（８）洗浄処理ステップでは、炭化珪素結晶を洗浄液（例えば、イソプロパノール）に入れ、５０～８０℃の条件で、３～１０分間超音波洗浄する。次に、脱イオン水を使用して３～１０分間超音波洗浄して、炭化珪素結晶を得る。

【0255】

（９）測定ステップでは、測定により、製造された炭化珪素結晶の厚さが３００～５００μｍであり、ウェハに明らかな反りがなく、表面が滑らかである。

【0256】

炭化珪素結晶の製造方法に対する以上の説明は、説明を容易にするためのものに過ぎず、本明細書を挙げられた実施例の範囲内に限定するものではないことを注意されたい。当業者にとって、本明細書の原理を理解した後、この原理から逸脱しない限り、上記流れ及びシステム、装置、機器に対して形式と詳細の様々な修正及び変更を行うことができる。しかしながら、これらの変更及び修正は、本明細書の範囲から逸脱するものではない。

【0257】

本明細書の実施例による有益な効果は、以下を含むが、これらに限定されない。（１）マルチキャビティ式成長装置を使用して結晶製造を行うプロセスにおいて、少なくとも１つの基板又は複合結晶を各キャビティの間に搬送し、各キャビティ内にそれぞれ異なるプロセス処理工程を行い、結晶をパイプライン的に大量に製造することを実現する。（２）成長プロセスにおいて、目標結晶の厚さを監視し、目標厚さを有する目標結晶を製造し、化学エッチング後に単一の目標ウェハの完成品を得て、カットする必要がなく、結晶製造周期が短く、加工コストが低く、効率が高い。（３）単結晶シリコンウェハを基板として使用し、気相成長法で基板に目標結晶を製造して複合結晶を得て、他のプロセス（例えば、太陽光発電又は半導体素子の製造プロセス）において使用された酸溶液又はアルカリ溶液を使用して複合結晶に対して化学エッチングを行って基板を除去し、コストを低減し、資源の循環利用を実現することにより、製造方式がより環境に優しくなる。

【0258】

なお、異なる実施例が達成可能な有益な効果が異なり、異なる実施例では、達成可能な有益な効果は、以上の任意の１種又は複数種の組み合わせであってもよく、他の任意の取得可能な有益な効果であってもよい。

【0259】

以上の内容は、本明細書及び／又はいくつかの他の例を説明する。上記内容に基づいて、本明細書に対して異なる変形を行うことができる。本明細書に開示された主題は、異なる形式及び例により実現でき、かつ本明細書は、大量のアプリケーションに適用することができる。後の請求項において特許請求された全ての適用、修飾及び変更はいずれも、本明細書の範囲に属する。

【0260】

また、本明細書は、特定の単語を使用して本明細書の実施例を説明する。例えば、「１つの実施例」、「一実施例」及び／又は「いくつかの実施例」とは、本明細書の少なくとも１つの実施例に関連するある特徴、構造又は特性を指す。したがって、本明細書において異なる位置で２回以上言及された「一実施例」、「１つの実施例」、「１つの代替的な実施例」、「別の実施例」又は「別の１つの実施例」は、必ずしも同一の実施例を指すものではないことに強調及び注意されるべきである。また、本明細書の１つ以上の実施例のある特徴、構造又は特性を適宜組み合わせることができる。

【0261】

当業者であれば、本明細書に開示された内容は、複数の変形及び改善を有することができる。例えば、以上に説明された異なるシステムアセンブリは、ハードウェアデバイスによって実現されるが、ソフトウェアの解決手段のみによって実現されてもよく、例えば、従来のサーバにシステムをインストールすることにより実現されてもよい。また、本明細書に開示された位置情報の提供は、１つのファームウェア、ファームウェア／ソフトウェアの組み合わせ、ファームウェア／ハードウェアの組み合わせ、又はハードウェア／ファームウェア／ソフトウェアの組み合わせにより実現される可能性がある。

【0262】

全てのソフトウェア又はそのうちの一部は、インターネット又は他の通信ネットワークなどのネットワークを介して通信することがある。このような通信は、ソフトウェアを１つのコンピュータ装置又はプロセッサから別のコンピュータ装置又はプロセッサにロードすることができる。例えば、放射線治療システムの１つの管理サーバ又はホストコンピュータから１つのコンピュータ環境のハードウェアプラットフォーム、又はシステムを実現する他のコンピュータ環境、又は車椅子目標構造パラメータの決定に必要な情報に関する類似の機能を提供するシステムにロードする。したがって、ソフトウェア素子を搬送することができる別の媒体は、ローカルデバイス間の物理的接続として使用されてもよく、例えば、光波、電波、電磁波などは、ケーブル、光ケーブル、又は空気を介して伝搬される。波の伝搬に用いられる物理媒体、例えばケーブル、無線接続又は光ケーブルなどの類似のデバイスは、ソフトウェアを搬送する媒体と見なされてもよい。ここでの使用法は、有形の「記憶」媒体に限定されない限り、コンピュータ又は機械の「可読媒体」を表す他の用語は、いずれもプロセッサが任意の命令を実行するプロセスにおいて関与する媒体を表す。

【0263】

本明細書の各部分の操作に必要なコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ、Ｓｃａｌａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｅｉｆｆｅｌ、ＪＡＤＥ、Ｅｍｅｒａｌｄ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、ＶＢ．ＮＥＴ、Ｐｙｔｈｏｎなどのオブジェクト指向型プログラミング言語、Ｃ言語、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、Ｆｏｒｔｒａｎ２００３、Ｐｅｒｌ、ＣＯＢＯＬ２００２、ＰＨＰ、ＡＢＡＰなどの従来の手続型プログラミング言語、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｒｕｂｙ及びＧｒｏｏｖｙなどの動的プログラミング言語、又は他のプログラミング言語を含む１つ以上のプログラミング言語で記述することができる。該プログラムコードは、完全にユーザコンピュータ上で実行されるか、又は独立したソフトウェアパッケージとしてユーザコンピュータ上で実行されるか、又は部分的にユーザコンピュータ上で実行され、部分的にリモートコンピュータ上で実行されるか、又は完全にリモートコンピュータ若しくはサーバ上で実行されてもよい。後者の状況では、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）などの任意のネットワーク形式でユーザコンピュータに接続されても、（例えば、インターネットを介して）外部コンピュータに接続されても、クラウドコンピューティング環境において使用されても、ソフトウェア・アズ・ア・サービス（ＳａａＳ）などのサービスとして使用されてもよい。

【0264】

また、請求項に記載されていない限り、本明細書の上記記載の処理要素及びシーケンスの順序、数字のアルファベットの使用、又はその他の名称の使用は、本明細書の流れ及び方法の順序を限定するものではない。上記開示において様々な例によって現在では有用であると考えられるいくつかの発明の実施例を検討したが、そのような詳細が説明の目的のみで提供され、付加的な請求項が開示された実施例に限定されず、逆に、請求項は本明細書の実施例の実質及び範囲に合致するすべての修正及び等価な組み合わせをカバーすることを意図することに理解されるべきである。例えば、以上に説明されたシステムアセンブリは、ハードウェアデバイスによって実現されるが、ソフトウェアの解決手段のみによって実現されてもよく、例えば、従来のサーバ又はモバイルデバイスに説明されたシステムをインストールすることにより実現されてもよい。

【0265】

同様に、本明細書に開示された記述を簡略化して、１つ以上の発明の実施例に対する理解を助けるために、本明細書の実施例に対する上述した説明において、複数の特徴を１つの実施例、図面又はそれに対する説明に統合する場合があることに注意されるべきである。しかしながら、このような開示方法は、本明細書の対象に必要な特徴が請求項に言及された特徴より多いいということを意味するものではない。実際に、実施例の特徴は、上記開示の単一の実施例の全ての特徴より少ない。

【0266】

いくつかの実施例では、属性、数量を説明した数字を使用するが、理解すべきことは、このような実施例の説明に使用された数字が、いくつかの例において修飾語「約」、「ほぼ」又は「大体」などを使用して修飾されることである。特に説明しない限り、「約」、「ほぼ」又は「大体」は、上記数字の±２０％の変化が許容されることを示す。対応的に、いくつかの実施例では、明細書及び請求項に使用される数値パラメータは、いずれも個別の実施例に必要な特徴に応じて変更することができる近似値である。いくつかの実施例では、数値パラメータについて、所定の有効桁数を考慮し、かつ一般的な丸め手法を使用すべきである。本明細書のいくつかの実施例では、その範囲を確認する数値範囲及びパラメータが近似値であるが、具体的な実施例では、このような数値は、実行可能な範囲内にできるだけ正確に設定される。

【0267】

本明細書が引用する各特許、特許出願、公開特許公報、及び、論文、書籍、仕様書、刊行物、文書、物品などの他の資料は、本明細書の内容と一致しないか又は矛盾する出願経過文書、及び（現在又はその後に本明細書に付加される）本明細書の請求項の最も広い範囲に関して限定的な影響を有し得る文書を除外して、特にその全ての内容が参照により本明細書に組み込まれる。なお、本明細書の付属材料における説明、定義、及び／又は用語の使用が本明細書の上記内容と一致しないか又は矛盾すれば、本明細書の説明、定義及び／又は用語の使用を基準とする。

【0268】

最後に、本明細書における上記実施例が本明細書の実施例の原則を説明するためのものに過ぎないことを理解されたい。他の変形は本明細書の範囲に属する可能性がある。したがって、限定ではなく例として、本明細書の実施例の代替構成は本明細書の教示と一致するものと見なすことができる。対応的に、本明細書の実施例は、本明細書に明確に説明及び記載された実施例に限定されない。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【手続補正書】

【提出日】2023-10-31

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のキャビティを含むマルチキャビティ式成長装置（２００）において行われた複合結晶の製造方法であって、
少なくとも１つの基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理するステップと、
前記複数のキャビティのうちの１つのキャビティ内に、気相成長法で目標結晶を成長させて、前記基板及び目標結晶を含む少なくとも１つの複合結晶を得るステップと、を含む複合結晶の製造方法。

【請求項2】

前記少なくとも１つの基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理する前に、前記方法は、
前記少なくとも１つの基板に対して研磨処理を行うステップ及び／又は前記少なくとも１つの基板に対して洗浄処理を行うステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

第１温度区間において、エッチング液を使用して前記複合結晶を第１時間超音波洗浄して、基底面転位密度が１２０～２０００ｃｍ^－２の前記目標結晶を得るステップをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記マルチキャビティ式成長装置（２００）は、インサイチュエッチングキャビティ（２０２）、炭化キャビティ（２０３）、成長キャビティ（２０４）、バッファキャビティ（２０５）及び搬送アセンブリ（２０８）を少なくとも含み、前記搬送アセンブリ（２０８）により、少なくとも１つの基板を順に前記インサイチュエッチングキャビティ（２０２）、前記炭化キャビティ（２０３）、前記成長キャビティ（２０４）及び前記バッファキャビティ（２０５）に通過させて処理する、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記少なくとも１つの基板を順に前記複数のキャビティの間に搬送及び処理することを完了する前に、別のロットの少なくとも１つの基板を複数のキャビティの間に搬送及び処理することを開始し、２つのロットの前記少なくとも１つの基板を異なるキャビティにそれぞれ同時に搬送及び処理するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記マルチキャビティ式成長装置（２００）は、真空キャビティ（２０１）を含み、前記方法は、
前記少なくとも１つの基板を前記インサイチュエッチングキャビティ（２０２）内に処理する前に、前記少なくとも１つの基板を前記真空キャビティ（２０１）内に置くステップと、
前記真空キャビティ（２０１）の圧力及び前記インサイチュエッチングキャビティ（２０２）の圧力を第１圧力区間に調整するステップと、
前記搬送アセンブリ（２０８）により、前記少なくとも１つの基板を前記インサイチュエッチングキャビティ（２０２）に搬送するステップと、を含む、請求項４又は５に記載の方法。

【請求項7】

前記少なくとも１つの基板を前記インサイチュエッチングキャビティ（２０２）内に処理するステップは、
第２時間の範囲内に、前記インサイチュエッチングキャビティ（２０２）の圧力を第２圧力区間に維持し、温度を第２温度区間に維持するステップと、
前記インサイチュエッチングキャビティ（２０２）の圧力が常圧になるまで水素ガスを導入し、第３時間の範囲内に前記インサイチュエッチングキャビティ（２０２）の温度を第３温度区間に維持するとともにインサイチュエッチング処理を行うステップと、を含む、請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記少なくとも１つの基板を前記炭化キャビティ（２０３）内に処理するステップは、
第４時間内に、炭化キャビティ（２０３）の圧力を第３圧力区間に維持し、温度を第４温度区間に維持するとともに炭化処理を行うステップを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記炭化処理は、
前記炭化キャビティ（２０３）の温度を前記第３温度区間に調整するステップと、
前記搬送アセンブリ（２０８）により、前記少なくとも１つの基板を前記炭化キャビティ（２０３）内に搬送するステップと、
前記炭化キャビティ（２０３）の温度を第５温度区間に調整し、圧力を第４圧力区間に調整し、第３圧力区間になるまでプロパンガス及び水素ガスを同時に導入し、かつ第４時間内に、炭化キャビティ（２０３）の圧力を第３圧力区間に維持し、温度を第４温度区間に維持するとともに炭化処理を行うステップと、を含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記少なくとも１つの基板を前記成長キャビティ（２０４）内に処理するステップは、
成長キャビティ（２０４）の温度を第６温度区間に維持し、圧力を前記第４圧力区間に維持し、反応原料を導入し、圧力を第５圧力区間に調整するとともに結晶成長プロセスを行うステップを含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記結晶成長プロセスは、
前記成長キャビティ（２０４）の温度を前記第４温度区間に調整し、圧力を前記第３圧力区間に調整するステップと、
前記搬送アセンブリ（２０８）により、前記少なくとも１つの基板を前記成長キャビティ（２０４）に搬送するステップと、
前記成長キャビティ（２０４）の温度を第６温度区間に調整し、圧力を前記第４圧力区間に調整し、第５圧力区間になるまでシラン、プロパンガス及び水素ガスを導入して、結晶成長を行うステップと、
前記目標結晶の厚さが目標厚さになると、結晶成長を停止するステップと、を含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記少なくとも１つの基板を前記バッファキャビティ（２０５）内に処理するステップは、
第５時間内に、バッファキャビティ（２０５）の温度を第７温度区間に維持するとともに、冷却降温処理を行うステップを含む、請求項１０又は１１に記載の方法。

【請求項13】

冷却降温処理は、
前記バッファキャビティ（２０５）の温度を前記第６温度区間に調整するステップと、
前記搬送アセンブリ（２０８）により、前記複合結晶を前記バッファキャビティ（２０５）に搬送するステップと、
前記バッファキャビティ（２０５）の温度を第７温度区間に調整し、第５時間内に、バッファキャビティ（２０５）の温度を第７温度区間に維持するとともに、冷却降温処理を行うステップと、を含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記マルチキャビティ式成長装置（２００）は、端末キャビティ（２０６）を含み、前記方法は、前記端末キャビティ（２０６）の温度を室温に維持するステップと、
前記搬送アセンブリ（２０８）により、前記複合結晶を前記端末キャビティ（２０６）に搬送するステップと、
前記複合結晶を室温に冷却するステップと、をさらに含む、請求項１２又は１３に記載の方法。

【請求項15】

結晶製造プロセスに適用される複合結晶の製造システム（１００）であって、
コンピュータ命令を記憶する少なくとも１つのメモリと、
前記少なくとも１つのメモリと通信し、前記コンピュータ命令を実行する場合、前記システム（１００）に、
少なくとも１つの基板を順に複数のキャビティの間に搬送及び処理するステップ、及び
前記複数のキャビティのうちの１つのキャビティ内に、気相成長法で目標結晶を成長させて、前記基板及び目標結晶を含む少なくとも１つの複合結晶を得るステップを実行させる少なくとも１つのプロセッサと、を含む、複合結晶の製造システム（１００）。

【国際調査報告】