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特表2024-538291炭化ケイ素ウエハの製造方法及び炭化ケイ素インゴットの製造方法

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】2024-10-18

(54)【発明の名称】炭化ケイ素ウエハの製造方法及び炭化ケイ素インゴットの製造方法

(51)【国際特許分類】

C30B 29/36 20060101AFI20241010BHJP

C30B 23/06 20060101ALI20241010BHJP

C30B 33/00 20060101ALI20241010BHJP

【ＦＩ】

C30B29/36 A

C30B23/06

C30B33/00

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024525542

(86)(22)【出願日】2022-11-04

(85)【翻訳文提出日】2024-04-26

(86)【国際出願番号】 KR2022017294

(87)【国際公開番号】W WO2023080733

(87)【国際公開日】2023-05-11

(31)【優先権主張番号】10-2021-0151814

(32)【優先日】2021-11-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521492724

【氏名又は名称】セニック・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＥＮＩＣＩｎｃ．

【住所又は居所原語表記】１７－１５，４ｓａｎｄａｎ７－ｒｏ，Ｊｉｋｓａｎ－ｅｕｐ，Ｓｅｏｂｕｋ－ｇｕ，Ｃｈｅｏｎａｎ－ｓｉ，Ｃｈｕｎｇｃｈｅｏｎｇｎａｍ－ｄｏ，３１０４０，ＲｅｐｕｂｌｉｃｏｆＫｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤寛之

(72)【発明者】

【氏名】ク、カプレル

(72)【発明者】

【氏名】キョン、ミョンオク

(72)【発明者】

【氏名】キム、ジュンギュ

(72)【発明者】

【氏名】チェ、ジョンウ

(72)【発明者】

【氏名】ソ、ジョンドゥ

(72)【発明者】

【氏名】パク、ジョンフィ

【テーマコード（参考）】

4G077

【Ｆターム（参考）】

4G077AA02

4G077BE08

4G077DA02

4G077DA18

4G077EC02

4G077EC05

4G077EH09

4G077FG11

4G077HA12

4G077SA04

(57)【要約】

炭化ケイ素ウエハの製造方法が開示される。炭化ケイ素ウエハの製造方法は、るつぼ内に炭化ケイ素ブロックを配置する段階と、前記炭化ケイ素ブロックに含まれた炭化ケイ素を昇華させて、炭化ケイ素インゴットを形成する段階と、前記炭化ケイ素インゴットを加工する段階と、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

るつぼ内に炭化ケイ素ブロックを配置する段階と、
前記炭化ケイ素ブロックに含まれた炭化ケイ素を昇華させて、炭化ケイ素インゴットを形成する段階と、
前記炭化ケイ素インゴットを加工する段階と、
を含む、
炭化ケイ素ウエハの製造方法。

【請求項2】

前記炭化ケイ素ブロックは、１ｃｍ^３以上の見掛け体積を有する、
請求項１に記載の炭化ケイ素ウエハの製造方法。

【請求項3】

前記炭化ケイ素ブロックは、少なくとも一方向に１０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する、
請求項１に記載の炭化ケイ素ウエハの製造方法。

【請求項4】

前記炭化ケイ素ブロックの外周面と前記るつぼの内部面との間に、昇華した炭化ケイ素の気体が移動できる流路が形成される、
請求項１に記載の炭化ケイ素ウエハの製造方法。

【請求項5】

前記炭化ケイ素ブロックは、水平方向に１０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有するように配置される、
請求項１に記載の炭化ケイ素ウエハの製造方法。

【請求項6】

前記炭化ケイ素ブロックは、昇華した炭化ケイ素の気体が移動できる流路を含む、
請求項１に記載の炭化ケイ素ウエハの製造方法。

【請求項7】

前記流路は、上方に開放される、
請求項６に記載の炭化ケイ素ウエハの製造方法。

【請求項8】

前記流路の少なくとも一部は、上方に行くほど、ますますさらに大きくなる内径を有する、
請求項７に記載の炭化ケイ素ウエハの製造方法。

【請求項9】

前記流路は、第１内径を有する第１流路と、
前記第１流路と連結されて、前記第１内径よりもさらに大きい第２内径を有する第２流路と、
を含み、
前記第２流路は、前記第１流路上に配置される、
請求項６に記載の炭化ケイ素ウエハの製造方法。

【請求項10】

前記炭化ケイ素ブロックは、
前記るつぼ内に配置される第１炭化ケイ素ブロックと、
前記第１炭化ケイ素ブロック上に配置される第２炭化ケイ素ブロックと、
を含む、
請求項１に記載の炭化ケイ素ウエハの製造方法。

【請求項11】

前記第１炭化ケイ素ブロックと前記第２炭化ケイ素ブロックとの間に、昇華した炭化ケイ素の気体が通過できる流路が形成される、
請求項１０に記載の炭化ケイ素ウエハの製造方法。

【請求項12】

前記流路には炭化ケイ素粉末が配置される、
請求項１１に記載の炭化ケイ素ウエハの製造方法。

【請求項13】

前記炭化ケイ素ブロックは、円筒状、錐状、ドーナツ状または多角柱状を有する、
請求項１に記載の炭化ケイ素ウエハの製造方法。

【請求項14】

前記炭化ケイ素インゴットの成長速度は、２５０μｍ／ｈｒ以上である、
請求項１に記載の炭化ケイ素ウエハの製造方法。

【請求項15】

前記炭化ケイ素ブロックは、開放気孔を含み、
前記炭化ケイ素ブロックの気孔率は、１０ｖｏｌ％～５０ｖｏｌ％である、
請求項１に記載の炭化ケイ素ウエハの製造方法。

【請求項16】

るつぼ内に炭化ケイ素ブロックを配置する段階と、
前記るつぼ内に種結晶を配置する段階と、
前記炭化ケイ素ブロックに含まれた炭化ケイ素を昇華させて、前記種結晶を成長させる段階と、
を含む、
炭化ケイ素インゴットの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施例は、炭化ケイ素ウエハの製造方法及び炭化ケイ素インゴットの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの単結晶（ｓｉｎｇｌｅｃｒｙｓｔａｌ）は、これの多結晶（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌ）からは期待することができない特性を示すため、産業分野における需要が増加している。

【0003】

単結晶炭化ケイ素（ｓｉｎｇｌｅｃｒｙｓｔａｌＳｉＣ）は、エネルギーバンドギャップ（ｅｎｅｒｇｙｂａｎｄｇａｐ）が大きく、シリコン（Ｓｉ）よりも最大の絶縁破壊電界（ｂｒｅａｋｆｉｅｌｄｖｏｌｔａｇｅ）及び熱伝導率（ｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）に優れている。また、単結晶炭化ケイ素のキャリア移動度は、シリコンに比肩し、電子の飽和ドリフト速度及び耐圧も大きい。このような特性により、単結晶炭化ケイ素は、高効率化、高耐圧化、及び大容量化が求められる半導体デバイスへの適用が期待される。

【0004】

炭化ケイ素は、液相蒸着法（ＬｉｑｕｉｄＰｈａｓｅＥｐｉｔａｘｙ；ＬＰＥ）、シード型昇華法、化学気相蒸着法（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＣＶＤ）などで成長される。なかでも、シード型昇華法は、高い成長率を有することで、インゴット状の炭化ケイ素を製作することができ、最も広く利用されており、物理的気相輸送法（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＴｒａｎｓｐｏｒｔ；ＰＶＴ）とも言う。

【0005】

これらの単結晶の製造方法として、例えば、日本国公開特許公報第２００１－１１４５９９号には、アルゴンガスを導入することができる真空容器（加熱炉）の中でヒータによって加熱しながら、種結晶の温度を原料粉末の温度よりも１０～１００℃の低い温度に維持することによって、種結晶上に単結晶インゴットを成長させることが開示されている。ほかにも、大口径の単結晶インゴットを実質的に欠陥なしに製造しようとする試み等がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

実施例は、向上した機械的物性を有し、結晶性に優れ、欠陷の少ない炭化ケイ素ウエハ及び炭化ケイ素インゴットを向上した生産性で製造することができる方法を提供しようとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施例による炭化ケイ素ウエハの製造方法は、るつぼ内に炭化ケイ素ブロックを配置する段階と、前記炭化ケイ素ブロックに含まれた炭化ケイ素を昇華させて、炭化ケイ素インゴットを形成する段階と、前記炭化ケイ素インゴットを加工する段階と、を含む。

【0008】

一実施例において、前記炭化ケイ素ブロックは、約１ｃｍ^３以上の見掛け体積を有していてもよい。

【0009】

一実施例において、前記炭化ケイ素ブロックは、少なくとも一方向に約１０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有していてもよい。

【0010】

一実施例において、前記炭化ケイ素ブロックの外周面と前記反応容器の内部面との間に、昇華した炭化ケイ素の気体が移動できる流路が形成されていてもよい。

【0011】

一実施例において、前記炭化ケイ素ブロックは、水平方向に１０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有するように配置されていてもよい。

【0012】

一実施例において、前記炭化ケイ素ブロックは、昇華した炭化ケイ素の気体が移動できる流路を含んでいてもよい。

【0013】

一実施例において、前記流路は、上方に開放されていてもよい。

【0014】

一実施例において、前記流路の少なくとも一部は、上方に行くほど、ますます大きくなる内径を有していてもよい。

【0015】

一実施例において、前記流路は、第１内径を有する第１流路と、前記第１流路と連結されて、前記第１内径よりもさらに大きい第２内径を有する第２流路と、を含み、前記第２流路は、前記第１流路上に配置されていてもよい。

【0016】

一実施例において、前記炭化ケイ素ブロックは、前記反応容器内に配置される第１炭化ケイ素ブロックと、前記第１炭化ケイ素ブロック上に配置される第２炭化ケイ素ブロックと、を含んでいてもよい。

【0017】

一実施例において、前記第１炭化ケイ素ブロックと前記第２炭化ケイ素ブロックとの間に、昇華した炭化ケイ素の気体が通過できる流路が形成されていてもよい。

【0018】

一実施例において、前記流路には炭化ケイ素粉末が配置されていてもよい。

【0019】

一実施例において、前記炭化ケイ素ブロックは、円筒状、錐状、ドーナツ状または多角柱状を有していてもよい。

【0020】

一実施例において、前記炭化ケイ素インゴットの成長速度は、２５０μｍ／ｈｒ以上であってもよい。

【0021】

一実施例において、前記炭化ケイ素ブロックは、開放気孔を含み、前記炭化ケイ素ブロックの気孔率は、１０ｖｏｌ％～５０ｖｏｌ％であってもよい。

【0022】

一実施例による炭化ケイ素インゴットの製造方法は、るつぼ内に炭化ケイ素ブロックを配置する段階と、前記るつぼ内に種結晶を配置する段階と、前記炭化ケイ素ブロックに含まれた炭化ケイ素を昇華させて、前記種結晶を成長させる段階と、を含む。

【発明の効果】

【0023】

実施例による炭化ケイ素ウエハの製造方法は、炭化ケイ素ブロックに含まれた炭化ケイ素を昇華させて、炭化ケイ素インゴット及び炭化ケイ素ウエハを製造する。

【0024】

前記炭化ケイ素インゴットを形成するための原料は、ブロック状を有するため、高い熱伝導率を有する。特に、前記炭化ケイ素ブロックは、水平方向に高い熱伝導率を有するように配置されていてもよい。

【0025】

これによって、るつぼで発生する熱は、るつぼの内部に容易に伝達され得る。これによって、前記るつぼの内部に配置される原料全体に均一な温度勾配が形成されていてもよい。

【0026】

よって、実施例による炭化ケイ素ウエハの製造方法及び炭化ケイ素インゴットの製造方法は、前記るつぼ内の位置別温度を容易に制御することができる。よって、実施例による炭化ケイ素ウエハの製造方法及び炭化ケイ素インゴットの製造方法は、温度バラ付きによる結晶性のずれや、様々な欠陷を防止することができる。これによって、実施例による炭化ケイ素ウエハの製造方法及び炭化ケイ素インゴットの製造方法は、向上した結晶性及び機械的強度を有していてもよい。

【0027】

また、前記炭化ケイ素ブロックは、高い熱伝導率を有するため、前記るつぼから発生する熱を前記るつぼの内部に配置される原料に効率良く伝達することができる。すなわち、前記炭化ケイ素ブロックは、前記炭化ケイ素ウエハを形成するための原料であるとともに、内部に熱を伝達するための熱伝逹媒介体であってもよい。よって、実施例による炭化ケイ素ウエハ及び炭化ケイ素インゴットの製造方法は、炭化ケイ素の昇華速度を向上させることができる。また、前記炭化ケイ素ブロックの熱伝導率が高いため、種結晶付近の温度が低くても、原料の温度は、高く維持することができる。

【0028】

よって、実施例による炭化ケイ素ウエハ及び炭化ケイ素インゴットの製造方法は、炭化ケイ素の昇華速度を向上させるだけでなく、種結晶における蒸着速度を向上させることができる。よって、実施例による炭化ケイ素ウエハ及び炭化ケイ素インゴットの製造方法は、向上した成長速度を有することができる。

【0029】

また、前記炭化ケイ素ウエハの直径が大きくなることによって、前記るつぼの内径も伴って大きくならなければならない。このとき、前記炭化ケイ素ブロックは、高い熱伝導率を有するため、前記るつぼの内径が大きくなっても、前記るつぼの内部温度を効率良く制御することができる。これによって、実施例による炭化ケイ素ウエハの製造方法及び炭化ケイ素インゴットの製造方法は、向上した性能を有する大口径の炭化ケイ素ウエハを効率良く生産することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】第１実施例によるるつぼ組立体及び炭化ケイ素ブロックを示した分解斜視図である。

【図2】第１実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。

【図3】第１実施例による炭化ケイ素インゴットを製造するためインゴットの成長装置を示した断面図である。

【図4】第２実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。

【図5】第３実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。

【図6】第４実施例による炭化ケイ素ブロックを示した斜視図である。

【図7】第４実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。

【図8】第５実施例による炭化ケイ素ブロックを示した斜視図である。

【図9】第５実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。

【図10】第６実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。

【図11】第７実施例による炭化ケイ素ブロック１００を示した斜視図である。

【図12】第７実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。

【図13】第８実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。

【図14】第９実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。

【図15】第１０実施例による炭化ケイ素ブロックの一断面を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下では、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように、具現例について添付の図面を参照して詳説する。しかし、具現例は、様々な異なる形態に具現され得、ここに説明する実施例に限定されない。

【0032】

本明細書において、ある部分がある構成要素「含む」とするとき、これは特に逆の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素を更に含んでいてもよいことを意味する。

【0033】

本明細書において、ある構成が他の構成と「連結」されているとするとき、これは、「直接に連結」されている場合だけでなく、「その間に他の構成を介して連結」されている場合も含む。

【0034】

本明細書において、Ａ上にＢが位置するという意味は、Ａ上に直接当接してＢが位置するか、その間に他の層が位置しつつＡ上にＢが位置することを意味し、Ａの表面に当接してＢが位置することに限定して解釈されない。

【0035】

本明細書において、マーカッシュ形式の表現に含まれた「これらの組み合わせ」の用語は、マーカッシュ形式の表現に記載の構成要素からなる群から選択される１つ以上の混合または組み合わせを意味するものであって、上記構成要素からなる群から選択される１つ以上を含むことを意味する。

【0036】

本明細書において、「Ａ及び／またはＢ」の記載は、「Ａ、Ｂ、または、Ａ及びＢ」を意味する。

【0037】

本明細書における単数の表現は、特に説明がなければ、文脈上に解釈される単数または複数を含む意味に解釈される。

【0038】

また、各実施例は、互いに技術的に背馳しなければ、互いに組み合わせることができる。

【0039】

図１は、第１実施例によるるつぼ組立体及び炭化ケイ素ブロック１００を示した分解斜視図である。図２は、第１実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロック１００が配置された状態を示した断面図である。図３は、第１実施例による炭化ケイ素インゴット１１１を製造するためインゴットの成長装置を示した断面図である。

【0040】

図１～図３に示されたように、炭化ケイ素インゴット１１１及び炭化ケイ素ウエハを製造するため炭化ケイ素インゴット１１１の成長装置は、るつぼ本体１０、るつぼ蓋１１、種結晶ホルダー１２、断熱材２０、反応チャンバ３０、及び誘導コイル４０を含む。

【0041】

前記るつぼ本体１０は、内部空間を有する。前記るつぼ本体１０は、炭化ケイ素インゴット１１１を成長させるための原料を収容する。前記るつぼ本体１０は、前記原料を収容するための空間である収容部を含む。また、前記るつぼ本体１０は、上面が開放された開口部を有する円筒状を有していてもよい。前記るつぼ本体１０は、その内部に炭化ケイ素の原料を装入できる構造を有していてもよい。

【0042】

前記るつぼ本体１０は、黒鉛を含んでいてもよい。前記るつぼ本体１０は、黒鉛からなってもよい。前記るつぼ本体１０は、黒鉛るつぼであってもよい。前記るつぼ本体１０は、導電体であってもよい。前記るつぼ本体１０は、前記誘導コイル４０によって発生する誘導電流が引き起こす抵抗熱によって加熱することができる。

【0043】

前記るつぼ本体１０の密度は、１．７０ｇ／ｃｍ^３～１．９０ｇ／ｃｍ^３であってもよい。

【0044】

前記るつぼ蓋１１は、前記るつぼ本体１０の入口を覆う。前記るつぼ蓋１１は、円形のプレート状を有していてもよい。前記るつぼ蓋１１は、前記るつぼ本体１０の入口を全体的に覆うことができる。前記るつぼ蓋１１は、前記るつぼ本体１０の入口に対応する形状を有していてもよい。

【0045】

前記るつぼ蓋１１の厚さは、約１０ｍｍ～約５０ｍｍであってもよい。前記るつぼ蓋１１の厚さは、約１５ｍｍ～約４０ｍｍであってもよい。

【0046】

前記るつぼ蓋１１の密度は、１．７０ｇ／ｃｍ^３～１．９０ｇ／ｃｍ^３であってもよい。前記るつぼ蓋１１は、黒鉛を含んでいてもよい。前記るつぼ蓋１１は、実質的に黒鉛からなってもよい。前記るつぼ蓋１１は、前記るつぼ本体１０の開口部の全部を覆う形を有するものを適用することができる。

【0047】

前記るつぼ蓋１１は、前記るつぼ本体１０開口部の一部を覆うか、貫通孔（不図示）を含む、前記るつぼ蓋１１を適用することができる。斯かる場合、後述する結晶成長雰囲気で蒸気の移送速度を調節することができる。

【0048】

前記るつぼ本体１０及び前記るつぼ蓋１１は、るつぼ組立体を形成することができる。前記種結晶１１０は、前記るつぼ組立体内に配置される。前記種結晶ホルダー１２は、前記るつぼ本体１０内に配置されていてもよい。また、前記種結晶ホルダー１２は、前記るつぼ蓋１１の下に配置されていてもよい。すなわち、前記種結晶ホルダー１２は、前記るつぼ蓋１１の下面に配置されていてもよい。前記種結晶ホルダー１２は、前記るつぼ蓋１１と一体に形成されていてもよい。

【0049】

前記種結晶ホルダー１２は、黒鉛を含んでいてもよい。前記種結晶ホルダー１２は、黒鉛からなってもよい。

【0050】

また、前記種結晶ホルダー１２は、約１ｍｍ～約２０ｍｍであってもよい。前記種結晶ホルダー１２の厚さは、約２ｍｍ～約１０ｍｍであってもよい。

【0051】

前記断熱材２０は、前記るつぼ組立体の周りに配置される。前記断熱材２０は、前記るつぼ組立体の周りを囲む。前記断熱材２０は、前記るつぼ本体１０の外周を囲む。また、前記断熱材２０は、前記るつぼ蓋１１上に配置されていてもよい。また、前記断熱材２０は、前記るつぼ本体１０の下にも配置されていてもよい。

【0052】

前記断熱材２０は、成長雰囲気で前記るつぼ本体１０の内部または前記反応容器の内部の温度勾配に影響を及ぼし得る。具体的に、前記断熱材は、黒鉛断熱材２０を含んでいてもよく、より具体的に、前記断熱材２０は、レーヨン系黒鉛フェルトまたはピッチ系黒鉛フェルトを含んでいてもよい。

【0053】

前記断熱材２０の密度は、約０．１２ｇ／ｃｃ～約０．３０ｇ／ｃｃであってもよい。前記断熱材２０の密度は、約０．１３ｇ／ｃｃ～約０．２５ｇ／ｃｃであってもよい。前記断熱材２０の密度は、約０．１４ｇ／ｃｃ～約０．２０ｇ／ｃｃであってもよい。

【0054】

前記断熱材２０の密度が上記範囲を有する場合、炭化ケイ素インゴット１１１が適宜に凸に形成され得、６Ｈ－ＳｉＣ多形の発生が発生して、前記炭化ケイ素インゴット１１１の品質が低下することを防止することができる。

【0055】

前記断熱材２０の密度が上記範囲を有する場合、縁の成長率が適宜に高くなり得、前記炭化ケイ素インゴット１１１のクラックの発生を抑制することができる。

【0056】

前記断熱材２０は、その密度が０．１２ｇ／ｃｃ～０．３０ｇ／ｃｃであるものを適用する場合、インゴットの品質をより向上させることができ、０．１４ｇ／ｃｃ～０．２０ｇ／ｃｃであるものを適用することが、インゴットの成長過程で結晶成長雰囲気を制御して、より優れた品質のインゴットを成長させるのにさらに良い。

【0057】

前記断熱材２０は、気孔度が約７３ｖｏｌ％～約９５ｖｏｌ％であってもよい。前記断熱材２０は、気孔度が約７６ｖｏｌ％～約９３ｖｏｌ％％であってもよい。前記断熱材２０は、気孔度が約８１ｖｏｌ％～約９１ｖｏｌ％％であってもよい。これらの気孔度を有する断熱材２０を適用する場合、インゴットのクラックの発生頻度をより減少させることができる。

【0058】

前記断熱材２０は、圧縮強度が約０．２１Ｍｐａ以上であってもよい。前記断熱材２０は、圧縮強度が約０．４９Ｍｐａ以上であってもよい。前記断熱材２０は、圧縮強度が約０．７８ＭＰａ以上であってもよい。また、前記断熱材２０は、圧縮強度が約３ＭＰａ以下であってもよく、約２５ＭＰａ以下であってもよい。前記断熱材２０がこれらの圧縮強度を有する場合、熱的／機械的安定性に優れ、灰（ａｓｈ）の発生する確率が落ちて、より優れた品質のＳｉＣインゴットを製造することができる。

【0059】

前記断熱材２０は、約２０ｍｍ以上の厚さで適用することができ、約３０ｍｍ以上の厚さで適用することができる。また、前記断熱材２０は、約１５０ｍｍ以下の厚さで適用することができ、約１２０ｍｍ以下の厚さで適用することができ、約８０ｍｍ以下の厚さで適用することができる。これらの厚さ範囲で前記断熱材２０を適用する場合、断熱材２０を不要に無駄使いすることなく、断熱効果を十分得ることができる。

【0060】

前記断熱材２０の密度は、０．１２ｇ／ｃｃ～０．３０ｇ／ｃｃであり、前記断熱材２０の気孔度は、７２ｖｏｌ％～９０ｖｏｌ％であってもよい。これらの断熱材２０を適用する場合、インゴットの形状が凹か過度に凸に成長することを抑制することができ、多形の品質が落ちるか、インゴットにクラックが発生する現象を減少させることができる。

【0061】

前記反応チャンバ３０は、前記るつぼ本体１０、前記るつぼ蓋１１、前記種結晶ホルダー１２、及び前記断熱材２０を収容することができる。前記反応チャンバ３０は、前記るつぼ本体１０の内部雰囲気を調節することができる。前記反応チャンバ３０は、前記るつぼ本体１０の内部のガス雰囲気及び前記るつぼ本体１０の内部圧力を調節することができる。すなわち、前記反応チャンバ３０は、前記るつぼ本体１０などを収容して、内部のガス雰囲気及び圧力を調節し、全体的な反応条件を調節することができる。

【0062】

前記誘導コイル４０は、前記反応チャンバ３０の外側に配置される。前記誘導コイル４０は、誘導電流を発生させることができる。前記誘導コイル４０は、前記交流電流を発生させて、前記るつぼ本体１０に誘導電流を発生させることができる。すなわち、前記誘導コイル４０は、前記るつぼ本体１０を加熱するための加熱手段であってもよい。

【0063】

前記るつぼ本体１０内には、前記炭化ケイ素インゴット１１１を形成するため炭化ケイ素の原料が配置される。前記炭化ケイ素の原料は、炭化ケイ素ブロック１００を含む。前記炭化ケイ素の原料は、ほとんどが炭化ケイ素ブロック１００からなってもよい。例えば、前記炭化ケイ素ブロック１００は、前記炭化ケイ素の原料全体を基準に約７０重量％以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、前記炭化ケイ素の原料全体を基準に約８０重量％以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、前記炭化ケイ素の原料全体を基準に約９０重量％以上であってもよい。

【0064】

前記炭化ケイ素ブロック１００は、ブロック状を有していてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、前記るつぼ本体１０内に１個が含まれていてもよい。これとは異なり、前記炭化ケイ素ブロック１００は、前記るつぼ本体１０に複数個が含まれていてもよい。

【0065】

前記炭化ケイ素ブロック１００の見掛け体積は、約１ｃｍ^３以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の見掛け体積は、約５ｃｍ^３以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の見掛け体積は、約１０ｃｍ^３以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の見掛け体積は、約２０ｃｍ^３以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の見掛け体積は、約１００ｃｍ^３以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の見掛け体積は、約１０００ｃｍ^３以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の見掛け体積は、約５０００ｃｍ^３以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の見掛け体積は、前記るつぼ本体１０の内部空間の体積よりは小さい。前記炭化ケイ素ブロック１００の見掛け体積は、約１ｃｍ^３以下であってもよい。

【0066】

このとき、前記見掛け体積は、前記炭化ケイ素ブロック１００の外形を基準に測定された体積であってもよい。すなわち、前記見掛け体積は、前記炭化ケイ素ブロック１００内に気孔が全くないという仮定下で測定された体積であってもよい。すなわち、前記炭化ケイ素ブロック１００内の炭化ケイ素の体積と、前記炭化ケイ素ブロック１００内の気孔の体積とを足した値が、前記見掛け体積であってもよい。

【0067】

前記炭化ケイ素ブロック１００は、円柱または多角柱などのような柱状を有していてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、多面体状を有していてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、プレート状を有していてもよい。また、前記炭化ケイ素ブロック１００は、円錐または多角錐などのような錐状を有していてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、ドーナツ状を有していてもよい。また、前記炭化ケイ素ブロック１００は、一部が切断した形状を有していてもよい。

【0068】

前記炭化ケイ素ブロック１００は、単結晶または多結晶であってもよい。また、前記炭化ケイ素ブロック１００は、焼結体であってもよい。すなわち、前記炭化ケイ素ブロック１００は、炭化ケイ素粒子などが焼結して、ブロック状に形成されたものであってもよい。

【0069】

また、前記炭化ケイ素ブロック１００は、化学気相蒸着によって炭化ケイ素が蒸着して形成されたものであってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、物理気相蒸着によって炭化ケイ素が蒸着して形成されたものであってもよい。

【0070】

前記炭化ケイ素ブロック１００は、α相炭化ケイ素またはβ相炭化ケイ素を含んでいてもよい。

【0071】

前記炭化ケイ素ブロック１００は、高い熱伝導率を有していてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の熱伝導率は、約１０Ｗ／ｍＫ以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の熱伝導率は、約２０Ｗ／ｍＫ以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の熱伝導率は、約３０Ｗ／ｍＫ以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の熱伝導率は、約５０Ｗ／ｍＫ以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の熱伝導率は、約７０Ｗ／ｍＫ以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の熱伝導率は、約１００Ｗ／ｍＫ以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の熱伝導率は、約１１０Ｗ／ｍＫ以上であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の熱伝導率の上限値は、約２０００Ｗ／ｍＫであってもよい。

【0072】

また、前記炭化ケイ素ブロック１００は、異方性の熱伝導率を有していてもよい。このとき、前記炭化ケイ素ブロック１００は、水平方向に約１０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有するように配置されていてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、水平方向に約２０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有するように配置されていてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、水平方向に約３０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有するように配置されていてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、水平方向に約４０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有するように配置されていてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、水平方向に約５０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有するように配置されていてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、水平方向に約７０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有するように配置されていてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、水平方向に約１００Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有するように配置されていてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、水平方向に約１１０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有するように配置されていてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の水平方向への熱伝導率の上限値は、約２０００Ｗ／ｍＫであってもよい。

【0073】

前記炭化ケイ素ブロック１００は、単結晶炭化ケイ素または多結晶炭化ケイ素を含んでいてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、炭化ケイ素を単結晶または多結晶に成長させて形成することができる。すなわち、前記炭化ケイ素ブロック１００は、実質的に気孔を含まないものであってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の気孔率は、約１０ｖｏｌ％以下であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の気孔率は、約５ｖｏｌ％以下であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の気孔率は、約３ｖｏｌ％以下であってもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００の気孔率は、約０．００１ｖｏｌ％の下限値を有していてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００が低い気孔率を有する場合、高い熱伝導率を有することができる。

【0074】

前記炭化ケイ素ブロック１００が上記範囲の熱伝導率を有するため、前記るつぼ本体１０から発生する熱は、前記るつぼ本体１０の内部空間の中心に効率良く伝達することができる。これによって、前記るつぼ本体１０の内部における水平方向に温度勾配が最小化し得る。よって、実施例による炭化ケイ素インゴット及び炭化ケイ素ウエハの製造方法は、前記るつぼ本体１０の内部温度を効果的に制御することができる。よって、前記炭化ケイ素ブロック１００によって製造される炭化ケイ素インゴット１１１は、早い成長速度及び向上した結晶特性を有していてもよい。

【0075】

前記炭化ケイ素ブロック１００の直径は、前記るつぼ本体１０の内径と実質的に同一であってもよい。これによって、前記炭化ケイ素ブロック１００は、前記るつぼ本体１０の下部にほとんど満たされていてもよい。また、前記炭化ケイ素ブロック１００の外面の少なくとも一部は、前記るつぼ本体１０の内部面と直接接触し得る。前記炭化ケイ素ブロック１００の外周面のうち、前記るつぼ本体１０の内部面と接触する部分は、約２０％以上であってもよい。

【0076】

上記のように、前記るつぼ本体１０と前記炭化ケイ素ブロック１００とが一部接触するとき、前記るつぼ本体１０で発生する熱は、前記炭化ケイ素ブロック１００に容易に伝達され得る。

【0077】

実施例による炭化ケイ素ウエハは、下記のように製造することができる。

【0078】

先ず、前記炭化ケイ素インゴット１１１を製造することができる。前記炭化ケイ素インゴット１１１は、大面積でありながら欠陷が少ないように、物理的気相輸送法（ＰＶＴ）が適用されて、製造される。

【0079】

一実施例による炭化ケイ素インゴットの製造方法は、準備段階、原料の装入段階、及び成長段階を含んでいてもよい。

【0080】

前記準備段階は、内部空間を有する前記るつぼ本体１０と、前記るつぼ本体１０を覆うるつぼ蓋１１と、を含むるつぼ組立体を準備する段階である。

【0081】

前記原料の装入段階は、前記るつぼ組立体内に前記炭化ケイ素ブロック１００を含む炭化ケイ素の原料を装入して、前記原料上には種結晶１１０を前記原料と一定間隔を空けて配置させる段階を含む。

【0082】

前記炭化ケイ素インゴット１１１を製造するために、前記種結晶１１０が設けられる。前記種結晶１１０は、［０００１］面に対して０～８度の範囲で選択された角度である、オフ角を適用したウエハのいずれかであってもよい。

【0083】

前記種結晶１１０は、欠陷や多形の混入が最小化した、実質的に単結晶である４ＨＳｉＣインゴットであってもよい。前記炭化ケイ素種結晶１１０は、実質的に４ＨＳｉＣからなるものであってもよい。

【0084】

前記種結晶１１０は、４インチ以上、５インチ以上、さらには６インチ以上の口径を有していてもよい。より具体的に、前記種結晶１１０は、４～１２インチ、４～１０インチまたは６～８インチの直径を有していてもよい。

【0085】

前記種結晶１１０は、前記種結晶ホルダー１２に接着される。前記種結晶ホルダー１２は、黒鉛を含む。前記種結晶ホルダー１２は、黒鉛からなってもよい。前記種結晶ホルダー１２は、異方性黒鉛を含んでいてもよい。より詳細は、前記種結晶ホルダー１２は、異方性黒鉛からなってもよい。

【0086】

前記種結晶ホルダー１２は、高い熱伝導率を有していてもよい。前記種結晶ホルダー１２は、水平方向に高い熱伝導率を有していてもよい。前記種結晶ホルダー１２は、少なくとも一方向に約１００Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有していてもよい。前記種結晶ホルダー１２は、少なくとも一方向に約１１０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有していてもよい。

【0087】

また、前記るつぼ蓋１１及び前記種結晶ホルダー１２は、互いに一体に形成されていてもよい。また、前記るつぼ蓋１１及び前記種結晶ホルダー１２は、黒鉛で形成されていてもよい。このとき、前記るつぼ蓋１１及び前記種結晶ホルダー１２は、水平方向のうち、少なくとも一方向に約１００Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有していてもよい。このとき、前記るつぼ蓋１１及び前記種結晶ホルダー１２は、水平方向のうち、少なくとも一方向に約１１０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有していてもよい。また、前記るつぼ蓋１１及び前記種結晶ホルダー１２は、方向による熱伝導率が実質的に同一であってもよい。

【0088】

また、前記種結晶１１０及び前記種結晶ホルダー１２は、接着層によって互いに接着される。前記接着層は、黒鉛フィラー及びフェノール樹脂などの炭化物を含む。前記接着層は、低い気孔率を有していてもよい。

【0089】

前記種結晶１１０は、Ｃ面が下方に向かうように配置されていてもよい。

【0090】

その後、前記るつぼ内に前記炭化ケイ素インゴット１１１を製造するため前記炭化ケイ素ブロック１００を含む原料が装入される。

【0091】

前記原料の装入段階における前記るつぼ組立体は、前記原料の重量を１としたとき、前記るつぼ組立体の重量は、０．３倍～０．８倍の重量比（Ｒｗ）を有していてもよい。ここで、るつぼ組立体の重量は、原料を除く、るつぼ組立体の重量を意味し、具体的には、前記るつぼ組立体に種結晶ホルダー１２が適用されるか否かを問わず、種結晶１１０まで含まれて組立てられた、るつぼ組立体から投入した原料の重さを除いた値である。

【0092】

前記成長段階は、前記るつぼ本体１０の内部空間を結晶成長雰囲気に調節して、前記原料が前記種結晶１１０に蒸気が移送されて蒸着し、前記種結晶１１０から成長した炭化ケイ素インゴット１１１を設ける段階である。

【0093】

前記成長段階は、前記るつぼ組立体の内部空間を結晶成長雰囲気に調節する過程が含まれ、具体的に、断熱材２０で前記るつぼ組立体を囲み、前記るつぼ組立体と、これを囲む前記断熱材２０とを含む反応容器（不図示）を設けて、これを石英管などの反応チャンバに位置させた後、加熱手段によって前記るつぼなどを加熱する方式で行うことができる。

【0094】

前記反応チャンバ４２内には、前記反応容器が位置して、誘導コイル４０によって前記るつぼ本体１０の内部空間を結晶成長雰囲気に適した温度に導く。このような温度は、前記結晶成長雰囲気における重要な要素の１つであり、圧力とガスの移動などの条件を調節して、より好適な結晶成長雰囲気を形成する。前記反応チャンバ４２と前記反応容器との間には、断熱材２０が位置して、結晶成長雰囲気の形成と制御をより容易に助けることができる。

【0095】

前記結晶成長雰囲気は、前記反応チャンバ４２の外部の誘導コイル４０によって、前記るつぼで発生する熱によって行うことができる。前記るつぼの加熱と同時にまたは別途に減圧して空気を除去し、減圧雰囲気及び／または不活性雰囲気（例：Ａｒ雰囲気、Ｎ２雰囲気、またはこれらの混合雰囲気）で行うことができる。

【0096】

前記結晶成長雰囲気は、原料を種結晶１１０の表面に蒸気が移送されるようにして、炭化ケイ素結晶の成長を導いて、インゴット１１１に成長させる。

【0097】

前記結晶成長雰囲気は、２１００℃～２４５０℃の成長温度と、１ｔｏｒｒ～１００ｔｏｒｒの成長圧力の条件を適用することができ、このような温度と圧力を適用する場合、より効率良く炭化ケイ素インゴット１１１を製造することができる。

【0098】

具体的に、前記結晶成長雰囲気は、るつぼの上下部の表面温度が２１００℃～２４５０℃の成長温度と、１ｔｏｒｒ～５０ｔｏｒｒの成長圧力の条件を適用することができ、より詳細は、るつぼの上下部の表面温度が２１５０℃～２４５０℃の成長温度と、１ｔｏｒｒ～４０ｔｏｒｒの成長圧力の条件を適用することができる。

【0099】

より具体的には、るつぼの上下部の表面温度が２１５０～２３５０℃の成長温度と、１ｔｏｒｒ～３０ｔｏｒｒの成長圧力の条件を適用することができる。

【0100】

上述した結晶成長雰囲気を適用すると、本発明の製造方法などによって、より高品質な炭化ケイ素インゴットを製造するのにより有利である。

【0101】

前記炭化ケイ素インゴットは、４ＨＳｉＣを含有するものであって、その表面が凸状または扁平状のものであってもよい。

【0102】

前記炭化ケイ素インゴットの表面が凹状に形成される場合、意図した４Ｈ－ＳｉＣ結晶のほか、６Ｈ－ＳｉＣのような他の多形が混入したものであってもよく、これは、炭化ケイ素インゴット１１１の品質を落とし得る。また、前記炭化ケイ素インゴット１１１の表面が過度に凸状に形成される場合には、インゴット自体にクラックが発生するか、ウエハに加工する際に結晶が割れ得る。

【0103】

このとき、前記炭化ケイ素インゴットが過度に凸状のインゴットであるか否かは、反りの程度を基準に判断し、本明細書で製造される炭化ケイ素インゴット１１１は、反りが２０ｍｍ以下である。

【0104】

前記反りは、炭化ケイ素インゴットの成長が完了したサンプルを定盤上に置いて、インゴットの後面を基準にインゴットの中心と縁との高さを高さゲージ（ＨｅｉｇｈｔＧａｕｇｅ）で測定し、（中心高さ－縁高さ）の値と評価する。反りの数値が正値であれば、凸を意味し、０の値は、扁平、そして、負値は、凹であることを意味する。

【0105】

具体的には、前記炭化ケイ素インゴットは、その表面が凸状または扁平状であり、反りが０ｍｍ～１４ｍｍであるものであってもよく、０ｍｍ～１１ｍｍであるものであってもよく、０ｍｍ～８ｍｍであるものであってもよい。これらの反りの程度を有する炭化ケイ素インゴットは、ウエハ加工がより容易であり、割れの発生を減少させることができる。

【0106】

前記炭化ケイ素インゴットは、欠陷や多形の混入が最小化した、実質的に単結晶である４ＨＳｉＣインゴットであってもよい。前記炭化ケイ素インゴットは、実質的に４ＨＳｉＣからなるものであって、その表面が凸状または扁平状のものであってもよい。

【0107】

前記炭化ケイ素インゴットは、炭化ケイ素インゴットで発生し得る欠陷を減らしたものであって、より高品質の炭化ケイ素ウエハを提供することができる。

【0108】

本明細書の方法で製造された前記炭化ケイ素インゴットは、その表面ピット（ｐｉｔ）を減少させて、具体的に、４インチ以上の直径を有するインゴットにおけるその表面に含まれるピット（ｐｉｔ）が１０ｋ／ｃｍ^２以下であってもよい。

【0109】

本明細書において、前記炭化ケイ素インゴットの表面ピットの測定は、インゴットの表面におけるファセットを除く中央部分の１ヶ所、そして、炭化ケイ素インゴットのエッジにおける中央部方向に約１０ｍｍ内側に位置する３時、６時、９時、及び１２時方向の４ヶ所、計５ヶ所を光学顕微鏡で観察して、各位置で単位面積（１ｃｍ^２）当たりピット（ｐｉｔ）を測定した後、その平均値に評価する。

【0110】

例示では、前記炭化ケイ素インゴットを外径研削装備を適用して、インゴットの外郭の縁部分を研磨し（ＥｘｔｅｒｎａｌＧｒｉｎｄｉｎｇ）、一定の厚さで切削（Ｓｌｉｃｉｎｇ）した後、縁の研削と表面の研磨、ポリッシングなどの加工を行うことができる。

【0111】

前記スライス段階は、炭化ケイ素インゴットを一定なオフアングルを有するようにスライスし、スライスした結晶を設ける段階である。前記オフアングルは、４ＨＳｉＣにおける［０００１］面を基準にする。前記オフアングルは、具体的に、０～１５度から選択された角度であってもよく、０～１２度から選択された角度であってもよく、０～８度から選択された角度であってもよい。

【0112】

前記スライスは、通常、ウエハの製造に適用されるスライス方法であれば適用することができ、例示では、ダイヤモンドワイヤやダイヤモンドスラリーを適用したワイヤを用いた切削、ダイヤモンドが一部適用されたブレードやホイールを用いた切削などを適用することができるものの、これに限定されるものではない。

【0113】

前記スライスされた結晶の厚さは、製造しようとするウエハの厚さを考慮して調節することができ、後述する研磨段階で研磨された後の厚さを考慮して、適宜な厚さにスライスすることができる。

【0114】

前記研磨段階は、前記スライスされた結晶をその厚さが３００～８００μｍになるように研磨して、炭化ケイ素ウエハを形成する段階である。

【0115】

前記研磨段階は、通常、ウエハの製造に適用される研磨方法を適用することができ、例示では、ラッピング（Ｌａｐｐｉｎｇ）及び／または研磨（Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）などの工程が行われた後、ポリッシング（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）などが行われる方式を適用することができる。

【0116】

実施例による炭化ケイ素ウエハの製造方法は、炭化ケイ素ブロック１００に含まれた炭化ケイ素を昇華させて、炭化ケイ素インゴット及び炭化ケイ素ウエハを製造する。

【0117】

前記炭化ケイ素インゴットを形成するための原料は、ブロック状を有するため、高い熱伝導率を有する。特に、前記炭化ケイ素ブロック１００は、水平方向に高い熱伝導率を有するように配置されていてもよい。

【0118】

【0119】

【0120】

また、前記炭化ケイ素ブロック１００は、高い熱伝導率を有するため、前記るつぼから発生する熱を前記るつぼの内部に配置される原料に効率良く伝達することができる。すなわち、前記炭化ケイ素ブロック１００は、前記炭化ケイ素ウエハを形成するための原料であるとともに、内部に熱を伝達するための熱伝逹媒介体であってもよい。よって、実施例による炭化ケイ素ウエハ及び炭化ケイ素インゴットの製造方法は、炭化ケイ素の昇華速度を向上させることができる。また、前記炭化ケイ素ブロック１００の熱伝導率が高いため、種結晶１１０付近の温度が低くても、原料の温度は、高く維持することができる。

【0121】

前記炭化ケイ素ブロック１００は、高い熱伝導率を有し、水平方向に高い熱伝導率を有するように配置されていてもよい。これによって、前記るつぼ本体１０内の原料は、全体的に水平方向に高い熱伝導率有していてもよい。よって、実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、水平方向への温度勾配を低くすることができる。また、前記原料の中央部分と外郭部分との温度差が大きくないため、前記種結晶１１０付近と前記原料の上部との温度差は、大きくなり得る。すなわち、前記るつぼ本体１０内における垂直方向への温度勾配が大きくなり得る。これによって、前記原料付近における炭化ケイ素の昇華速度は、早くなり、前記種結晶１１０における蒸着速度も早くなり得る。

【0122】

よって、実施例による炭化ケイ素ウエハ及び炭化ケイ素インゴットの製造方法は、炭化ケイ素の昇華速度を向上させるだけでなく、種結晶１１０における蒸着速度を向上させることができる。よって、実施例による炭化ケイ素ウエハ及び炭化ケイ素インゴットの製造方法は、向上した成長速度を有することができる。

【0123】

また、前記炭化ケイ素ウエハの直径が大きくなることによって、前記るつぼ本体１０の内径も併せて大きくならなければならない。このとき、前記炭化ケイ素ブロック１００は、高い熱伝導率を有するため、前記るつぼ本体１０の内径が大きくなっても、前記るつぼ本体１０の内部温度を効率良く制御することができる。これによって、実施例による炭化ケイ素ウエハの製造方法及び炭化ケイ素インゴットの製造方法は、向上した性能を有する大口径の炭化ケイ素ウエハを効率良く生産することができる。

【0124】

図４は、第２実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。本実施例に関する説明では、上述した炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法に関する説明を参考し、変更された部分についてさらに説明する。上記した実施例に関する説明は、変更された部分を除いては、本実施例に関する説明に本質的に結合することができる。

【0125】

図４を参照すると、炭化ケイ素ブロック１００とるつぼ本体１０の内部面との間に第１流路１２０が形成されていてもよい。前記第１流路１２０は、前記炭化ケイ素ブロック１００の外周面と前記るつぼ本体１０の内部面との間の空き空間であってもよい。すなわち、前記第１流路１２０は、前記炭化ケイ素ブロック１００の外周面と前記るつぼ本体１０の内部面とが、互いに離隔して形成されていてもよい。

【0126】

前記第１流路１２０の幅（Ｄ）は、約０．１ｍｍ～約３０ｍｍであってもよい。前記第１流路１２０の幅（Ｄ）は、約０．５ｍｍ～約２０ｍｍであってもよい。前記第１流路１２０の幅（Ｄ）は、約１ｍｍ～約１０ｍｍであってもよい。

【0127】

前記第１流路１２０は、前記炭化ケイ素ブロック１００の外周面に全体的に形成されていてもよい。前記第１流路１２０は、前記炭化ケイ素ブロック１００の外周面の一部に形成されていてもよい。前記第１流路１２０は、前記炭化ケイ素ブロック１００の外周面のうち、約１０％～約９０％の領域に形成されていてもよい。前記第１流路１２０は、前記炭化ケイ素ブロック１００の外周面のうち、約２０％～約８０％の領域に形成されていてもよい。前記第１流路１２０は、前記炭化ケイ素ブロック１００の外周面のうち、約３０％～約７０％の領域に形成されていてもよい。

【0128】

前記第１流路１２０は、前記炭化ケイ素ブロック１００の下部から上部に延在していてもよい。前記第１流路１２０は、前記るつぼ本体１０の底から前記るつぼ本体１０の上部に向かって延在していてもよい。前記第１流路１２０は、上下方向に延在していてもよい。

【0129】

前記第１流路１２０を介して、前記炭化ケイ素ブロック１００の外周面及び前記炭化ケイ素ブロック１００の下部で昇華した炭化ケイ素の気体は、効果的に前記るつぼ本体１０の上部に移動することができる。これによって、本実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、向上した成長速度を有することができる。

【0130】

図５は、第３実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。本実施例に関する説明では、上述した炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法に関する説明を参考し、変更された部分に対してさらに説明する。上記実施例に関する説明は、変更された部分を除いては、本実施例に関する説明に本質的に結合することができる。

【0131】

図５に示されたように、第１流路１２０は、炭化ケイ素粉末を含む。前記第１流路１２０に前記炭化ケイ素粉末が満たされていてもよい。すなわち、前記第１流路１２０に前記炭化ケイ素粉末がパックされていてもよい。

【0132】

前記炭化ケイ素粉末は、炭化ケイ素を含む。前記炭化ケイ素粉末は、炭化ケイ素からなってもよい。前記炭化ケイ素粉末は、粒子のサイズが約７５μｍ以下であるものが、全体原料を基準に１５重量％以下で含まれていてもよく、１０重量％以下で含まれていてもよく、５重量％以下で含まれていてもよい。

【0133】

また、前記炭化ケイ素粉末のＤ５０粒径は、約１３０μｍ～約４００μｍであってもよい。前記炭化ケイ素粉末のＤ５０粒径は、約１７０μｍ～約３００μｍであってもよい。

【0134】

前記炭化ケイ素粉末は、前記炭化ケイ素ブロック１００と前記るつぼ本体１０との間に配置されて、前記るつぼ本体１０から発生する熱を前記炭化ケイ素ブロック１００に伝達することができる。すなわち、前記炭化ケイ素粉末は、前記炭化ケイ素ブロック１００と前記るつぼ本体１０との間のギャップを満たして、前記るつぼ本体１０と前記炭化ケイ素ブロック１００との間の熱伝逹特性を向上させることができる。また、前記第１流路１２０には前記炭化ケイ素粉末が満たされるため、昇華した炭化ケイ素は、前記炭化ケイ素粉末に含まれた粒子間の空間に効率良く移動することができる。

【0135】

よって、本実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、向上した成長速度で、欠陷が少なくて、結晶特性が向上したインゴット及びウエハを提供することができる。

【0136】

図６は、第４実施例による炭化ケイ素ブロックを示した斜視図である。図７は、第４実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。本実施例に関する説明では、上述した炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法に関する説明を参考し、変更された部分についてさらに説明する。上記実施例に関する説明は、変更された部分を除いては、本実施例に関する説明に本質的に結合することができる。

【0137】

図６及び図７に示されたように、炭化ケイ素ブロックは、第１炭化ケイ素ブロック１０１、第２炭化ケイ素ブロック１０２、及び第３炭化ケイ素ブロック１０３を含んでいてもよい。

【0138】

前記第１炭化ケイ素ブロック１０１、前記第２炭化ケイ素ブロック１０２、及び前記第３炭化ケイ素ブロック１０３は、順次に積層されていてもよい。

【0139】

すなわち、るつぼ本体１０の底面上に前記第１炭化ケイ素ブロック１０１が配置され、前記第１炭化ケイ素ブロック１０１上に第２炭化ケイ素ブロック１０２が配置され、前記第２炭化ケイ素ブロック１０２上に第３炭化ケイ素ブロック１０３が配置されていてもよい。

【0140】

前記第１炭化ケイ素ブロック１０１、前記第２炭化ケイ素ブロック１０２、及び前記第３炭化ケイ素ブロック１０３は、図６に示されたプレート状のほか、上述したように、様々な形状を有していてもよい。

【0141】

また、前記るつぼ本体１０内に配置される炭化ケイ素ブロックの個数は、３個以上であってもよい。すなわち、複数の炭化ケイ素ブロッは、前記るつぼ本体１０内に積層して配置されていてもよい。また、前記炭化ケイ素ブロック１００は、互いに同一であるか、互いに異なる様々な形状を有していてもよい。

【0142】

本実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、炭化ケイ素の原料として、複数個の炭化ケイ素ブロックを用いて、所望の高さで原料を積層することができる。また、本実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、複数個の炭化ケイ素ブロックを前記るつぼ本体１０内に適宜配置して、全体的な熱伝導率を効率良く設計することができる。また、本実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、複数個の炭化ケイ素ブロックを配置して、昇華した炭化ケイ素の気体が効率良く種結晶１１０に移動できるように流路を形成することができる。

【0143】

【0144】

図８は、第５実施例による炭化ケイ素ブロックを示した斜視図である。図９は、第５実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。本実施例に関する説明では、上述した炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法に関する説明を参考し、変更された部分についてさらに説明する。上記実施例に関する説明は、変更された部分を除いては、本実施例に関する説明に本質的に結合することができる。

【0145】

図８及び図９に示されたように、炭化ケイ素の原料としてスペーサが更に含まれていてもよい。前記スペーサは、炭化ケイ素ブロックの間に配置されていてもよい。

【0146】

第１スペーサ１３１は、第１炭化ケイ素ブロック１０１と第２炭化ケイ素ブロック１０２との間に配置されていてもよい。また、第２スペーサ１３２は、前記２炭化ケイ素ブロック１００と前記第３炭化ケイ素ブロック１０３との間に配置されていてもよい。

【0147】

前記スペーサは、炭化ケイ素を含んでいてもよい。前記スペーサは、炭化ケイ素からなってもよい。前記スペーサは、９９質量％以上に炭化ケイ素を含んでいてもよい。

【0148】

また、前記スペーサは、炭化ケイ素ブロック１００であってもよい。すなわち、前記スペーサは、一定のサイズ以上を有する炭化ケイ素インゴットであってもよい。

【0149】

前記第１スペーサ１３１は、前記第１炭化ケイ素ブロック１０１と前記第２炭化ケイ素ブロック１０２との間に空間を形成する。前記第１スペーサ１３１によって、前記第１炭化ケイ素ブロック１０１と前記第２炭化ケイ素ブロック１０２との間に第２流路１２１が形成される。前記第２流路１２１は、水平方向に延在していてもよい。

【0150】

前記第２流路１２１の幅は、約０．５ｍｍ～約３０ｍｍであってもよい。前記第２流路１２１の幅は、約１ｍｍ～約２０ｍｍであってもよい。前記第２流路１２１の幅は、約５ｍｍ～約１０ｍｍであってもよい。前記第２流路１２１の幅は、前記第１スペーサ１３１の高さによって決定することができる。

【0151】

前記第２流路１２１は、第１流路１２０と連結されていてもよい。すなわち、前記第２流路１２１は、前記第２炭化ケイ素ブロック１０２と前記るつぼ本体１０の内部面との間の空間と連結されていてもよい。

【0152】

前記第２スペーサ１３２は、前記第２炭化ケイ素ブロック１０２と前記第３炭化ケイ素ブロック１０３との間に空間を形成する。前記第２スペーサ１３２によって、前記第２炭化ケイ素ブロック１０２と前記第３炭化ケイ素ブロック１０３との間に第３流路１２２が形成される。前記第３流路１２２は、水平方向に延在していてもよい。

【0153】

前記第３流路１２２の幅は、約０．５ｍｍ～約３０ｍｍであってもよい。前記第３流路１２２の幅は、約１ｍｍ～約２０ｍｍであってもよい。前記第３流路１２２の幅は、約５ｍｍ～約１０ｍｍであってもよい。前記第３流路１２２の幅は、前記第２スペーサ１３２の高さによって決定することができる。

【0154】

前記第３流路１２２は、第１流路１２０と連結されていてもよい。すなわち、前記第３流路１２２は、前記第３炭化ケイ素ブロック１０３と前記るつぼ本体１０の内部面との間の空間と連結されていてもよい。

【0155】

また、図面には示していないものの、前記第１炭化ケイ素ブロック１０１と前記るつぼ本体１０の底面との間にも第３スペーサが配置されていてもよい。前記第３スペーサは、前記第１炭化ケイ素ブロック１０１と前記るつぼ本体１０の底面との間に第４流路を形成することができる。

【0156】

前記第２流路１２１、前記第３流路１２２、及び前記第４流路は、前記るつぼ本体１０の内部において、垂直な方向と交差する方向に延在していてもよい。

【0157】

これによって、前記第１炭化ケイ素ブロック１０１の上面及び第３スペーサで昇華して発生する炭化ケイ素の気体は、前記第４流路及び前記第１流路１２０を介して前記種結晶１１０に効率良く伝達することができる。

【0158】

また、前記第１炭化ケイ素ブロック１０１の下面、前記第２炭化ケイ素ブロック１０２の下面、及び第１スペーサ１３１で昇華する炭化ケイ素の気体は、前記第２流路１２１及び前記第１流路１２０を介して、前記種結晶１１０に効率良く伝達することができる。

【0159】

また、第２炭化ケイ素ブロック１０２の上面、前記第３炭化ケイ素ブロック１０３の下面、及び第２スペーサ１３２で昇華する炭化ケイ素の気体は、前記第３流路１２２及び前記第１流路１２０を介して、前記種結晶１１０に効率良く伝達することができる。

【0160】

本実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、前記垂直方向に交差する方向に、例えば、水平方向に延在する流路を用いて、昇華した炭化ケイ素の気体を上方に効率良く伝達することができる。

【0161】

よって、本実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、向上した成長速度で、欠陷が少なく、結晶特性が向上したインゴット及びウエハを提供することができる。

【0162】

図１０は、第６実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。本実施例に関する説明では、上述した炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法に関する説明を参考し、変更された部分についてさらに説明する。上記実施例に関する説明は、変更された部分を除いては、本実施例に関する説明に本質的に結合することができる。

【0163】

図１０を参照すると、第１流路１２０、第２流路１２１、及び第３流路１２２に炭化ケイ素粉末が配置されていてもよい。また、前記炭化ケイ素粉末は、前記第１流路１２０、前記第２流路１２１、及び前記第３流路１２２にパックされていてもよい。

【0164】

また、図面には示していないものの、第４流路にも前記炭化ケイ素粉末が配置されていてもよい。

【0165】

また、第１スペーサ１３１、第２スペーサ１３２、及び第３スペーサは、省略することができる。すなわち、前記第１スペーサ１３１、前記第２スペーサ１３２、及び前記第３スペーサのスペーサ機能を前記炭化ケイ素粉末が代替することができる。

【0166】

前記炭化ケイ素粉末によって、各流路における熱伝逹特性が向上し、前記炭化ケイ素粉末に含まれた粒子間の空間によって、昇華した炭化ケイ素の気体の伝達性能は、維持することができる。

【0167】

よって、本実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、水平方向に全体的に均一な温度勾配を有していてもよい。これによって、本実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、向上した成長速度で、欠陷が少なく、結晶特性が向上したインゴット及びウエハを提供することができる。

【0168】

図１１は、第７実施例による炭化ケイ素ブロックを示した斜視図である。図１２は、第７実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。本実施例に関する説明では、上述した炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法に関する説明を参考し、変更された部分についてさらに説明する。上記実施例に関する説明は、変更された部分を除いては、本実施例に関する説明に本質的に結合することができる。

【0169】

図１１及び図１２を参照すると、炭化ケイ素ブロック１００は、第５流路１２４を含む。前記第５流路１２４は、前記炭化ケイ素ブロック１００の中央部分に形成されていてもよい。前記第５流路１２４は、前記炭化ケイ素ブロック１００の内部から上方に延在して形成されていてもよい。また、前記第５流路１２４は、前記炭化ケイ素ブロック１００の内部から上方に開放されていてもよい。

【0170】

このとき、前記第５流路１２４の深さは、前記炭化ケイ素ブロック１００の高さの約１／２～約１であってもよい。前記第５流路１２４の深さは、前記炭化ケイ素ブロック１００の高さの約２／３～約９／１０であってもよい。前記第５流路１２４の深さは、前記炭化ケイ素ブロック１００の高さの約３／４～約４／５であってもよい。

【0171】

前記第５流路１２４は、前記炭化ケイ素ブロック１００を上下方向に貫通することができる。すなわち、前記第５流路１２４は、前記炭化ケイ素ブロック１００の下面から上面まで貫通することができる。

【0172】

前記第５流路１２４は、円筒状を有していてもよい。前記炭化ケイ素ブロック１００は、ドーナツ状を有していてもよい。

【0173】

前記第５流路１２４の直径は、前記炭化ケイ素ブロック１００の直径の約１／１０～約１／２であってもよい。前記第５流路１２４の直径は、前記炭化ケイ素ブロック１００の直径の約１／５～約１／３であってもよい。前記第５流路１２４の直径は、前記炭化ケイ素ブロック１００の直径の約３／１０～約１／２であってもよい。

【0174】

また、前記第５流路１２４の直径は、約１ｃｍ～約３０ｃｍであってもよい。前記第５流路１２４の直径は、約３ｃｍ～約２０ｃｍであってもよい。前記第５流路１２４の直径は、約５ｃｍ～約１０ｃｍであってもよい。

【0175】

前記第５流路１２４は、上方に開放されているため、前記第５流路１２４の内部面に昇華した炭化ケイ素の気体は、上方に効率良く伝達することができる。また、前記第５流路１２４の内部面は、前記るつぼ本体１０の内部面に沿って配置されていてもよい。これによって、前記るつぼ本体１０からの熱は、前記第５流路１２４の内部面に均一に伝達することができる。すなわち、前記第５流路１２４の内部面と前記るつぼ本体１０の内部面との間の間隔は、位置によって均一であってもよく、前記るつぼ本体１０からの熱は、前記第５流路１２４の内部面に均一に伝達することができる。

【0176】

よって、実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、前記第５流路１２４の内部面の温度を均一に調節することができる。また、実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、前記第５流路１２４の内部面から炭化ケイ素の気体を効率良く昇華させることができる。

【0177】

これによって、本実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、向上した成長速度で、欠陷が少なく、結晶特性が向上したインゴット及びウエハを提供することができる。

【0178】

図１３の第８実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。本実施例に関する説明では、上述した炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法に関する説明を参考し、変更された部分についてさらに説明する。上記実施例に関する説明は、変更された部分を除いては、本実施例に関する説明に本質的に結合することができる。

【0179】

図１３を参照すると、炭化ケイ素ブロック１００は、第６流路１２５を含む。前記第６流路１２５は、前記炭化ケイ素ブロック１００の中央部分に形成されていてもよい。前記第６流路１２５は、前記炭化ケイ素ブロック１００の内部から上方に延在して形成されていてもよい。また、前記第６流路１２５は、前記炭化ケイ素ブロック１００の内部から上方に開放されていてもよい。

【0180】

このとき、前記第６流路１２５の深さは、前記炭化ケイ素ブロック１００の高さの約１／２～約１であってもよい。前記第６流路１２５の深さは、前記炭化ケイ素ブロック１００の高さの約２／３～約９／１０であってもよい。前記第６流路１２５の深さは、前記炭化ケイ素ブロック１００の高さの約３／４～約４／５であってもよい。

【0181】

また、前記第６流路１２５の平均内径は、約１ｃｍ～約３０ｃｍであってもよい。前記第６流路１２５の平均内径は、約３ｃｍ～約２０ｃｍであってもよい。前記第６流路１２５の平均内径は、約５ｃｍ～約１０ｃｍであってもよい。

【0182】

前記第６流路１２５は、前記炭化ケイ素ブロック１００を上下方向に貫通することができる。すなわち、前記第６流路１２５は、前記炭化ケイ素ブロック１００の下面から上面まで貫通することができる。

【0183】

また、前記第６流路１２５の内部面は、垂直方向を基準に傾いていてもよい。前記第６流路１２５は、上方に行くほど、ますますさらに大きくなる内径を有していてもよい。ここで、流路の内径は、流路の水平方向に流路の断面積と同一の面積を有する円の直径を意味する。前記第６流路１２５の内部面の平均傾斜度は、０．５～１０であってもよい。前記第６流路１２５の内部面の平均傾斜度は、約１～約５であってもよい。前記第６流路１２５の内部面の平均傾斜度は、約１．５～約３であってもよい。

【0184】

ここで、前記平均傾斜度は、前記第６流路１２５の深さを前記第６流路１２５の最も下部の内径と、前記第６流路１２５の最も高い部分の内径との差で除した値である。前記平均傾斜度は、下記の数式１で表される。

【0185】

[数式１]
流路の深さ／（流路の最上部の内径－流路の最下部の内径）

【0186】

前記第６流路１２５は、切断した円錐状を有していてもよい。前記第６流路１２５は、切断した多角錐状を有していてもよい。前記第６流路１２５の内径は、上方に行くほど、ますます大きくなる傾向性を有していてもよい。

【0187】

前記第６流路１２５は、上方に開放されているため、前記第６流路１２５の内部面に昇華した炭化ケイ素の気体は、上方に効率良く伝達することができる。また、前記第６流路１２５の内部面は、傾くことから、広い表面積を有していてもよい。

【0188】

また、誘導コイル４０は、前記炭化ケイ素ブロック１００が配置される領域のうち、前記るつぼ本体１０の下部から上部に行くほど、加えられる熱を減らすことができる。これによって、前記第６流路１２５の内部面が傾いても、前記第６流路１２５の内部面の温度は、均一に調節することができる。

【0189】

よって、実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、前記第６流路１２５の内部面から昇華する炭化ケイ素の気体の量を増加させることができる。

【0190】

【0191】

図１４は、第９実施例によるるつぼ組立体内に炭化ケイ素ブロックが配置された状態を示した断面図である。本実施例に関する説明では、上述した炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法に関する説明を参考し、変更された部分についてさらに説明する。上記実施例に関する説明は、変更された部分を除いては、本実施例に関する説明に本質的に結合することができる。

【0192】

図１４を参照すると、炭化ケイ素ブロック１００の中央部分に形成される流路は、階段状を有していてもよい。前記流路の内部面は、階段状を有していてもよい。前記流路の内部面は、段差を有していてもよい。

【0193】

前記炭化ケイ素ブロック１００は、第７流路１２６、第８流路１２７、及び第９流路１２８を含んでいてもよい。

【0194】

前記第７流路１２６は、前記炭化ケイ素ブロック１００の下部に配置される。前記第７流路１２６は、前記炭化ケイ素ブロック１００の下部面に隣接して配置される。前記７流路は、前記炭化ケイ素ブロック１００の下部面を貫通することができる。

【0195】

前記第８流路１２７は、前記第７流路１２６と連結されて、前記第７流路１２６上に配置される。

【0196】

前記第９流路１２８は、前記第８流路１２７上に配置される。また、前記第９流路１２８は、前記第８流路１２７に連結される。前記第９流路１２８は、前記炭化ケイ素ブロック１００の上部に配置される。前記第９流路１２８は、前記炭化ケイ素ブロック１００の上面を貫通する。前記第９流路１２８は、前記炭化ケイ素ブロック１００の上面から上方に開放される。

【0197】

前記第９流路１２８の平均内径は、前記第８流路１２７の平均内径よりもさらに大きい。また、前記第８流路１２７の平均内径は、前記第９流路１２８の平均内径よりもさらに大きい。

【0198】

前記第９流路１２８の平均内径は、前記第８流路１２７の平均内径よりも約１．１倍～約２倍が更に大きくてもよい。また、前記第８流路１２７の平均内径は、前記第７流路１２６の平均内径よりも約１．１倍～約２倍が更に大きくてもよい。

【0199】

前記第９流路１２８は、上方に開放されているため、前記第７流路１２６、前記第８流路１２７、及び前記第９流路１２８の内部面に昇華した炭化ケイ素の気体は、上方に効率良く伝達することができる。また、前記第７流路１２６、前記第８流路１２７、及び前記第９流路１２８の内部面は、段差を有することから、広い表面積で有していてもよい。

【0200】

また、誘導コイル４０は、前記炭化ケイ素ブロック１００が配置される領域のうち、前記るつぼ本体１０の下部から上部に行くほど、加えられる熱を減らすことができる。これによって、前記第７流路１２６、前記第８流路１２７、及び前記第９流路１２８の内部面が段差を有しても、前記第７流路１２６、前記第８流路１２７、及び前記第９流路１２８の内部面の温度は、均一に調節することができる。

【0201】

【0202】

【0203】

図１５は、第１０実施例による炭化ケイ素ブロックの一断面を示した断面図である。本実施例に関する説明では、上述した炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法に関する説明を参考し、変更された部分についてさらに説明する。上記実施例に関する説明は、変更された部分を除いては、本実施例に関する説明に本質的に結合することができる。

【0204】

図１５を参照すると、炭化ケイ素ブロック１００は、微細気孔１２９を有していてもよい。前記微細気孔１２９は、約１μｍ～約５００μｍの内径を有していてもよい。前記微細気孔１２９は、開放気孔である。すなわち、前記微細気孔１２９は、前記炭化ケイ素ブロック１００の外部に開放されていてもよい。また、前記微細気孔１２９は、前記炭化ケイ素ブロック１００の内部まで互いに連結されていてもよい。

【0205】

前記微細気孔１２９が形成されるために前記炭化ケイ素ブロック１００は、焼結によって形成されていてもよい。すなわち、炭化ケイ素粉末が所望の形状にパックされて、焼結し、前記炭化ケイ素ブロック１００が形成されていてもよい。前記焼結過程で、前記炭化ケイ素粉末に含まれた粒子が互いに連結されて、前記炭化ケイ素ブロック１００が形成されていてもよい。また、前記焼結過程で、前記炭化ケイ素粉末に含まれた粒子間の空間は、前記微細気孔１２９を形成することができる。

【0206】

また、スペーサも前記炭化ケイ素ブロック１００に類似する構造を有していてもよい。すなわち、前記スペーサも微細気孔１２９を含んでいてもよい。

【0207】

前記炭化ケイ素ブロック１００は、炭化ケイ素粒子が互いに連結して形成されるため、高い熱伝導率を有し、かつ、前記微細気孔１２９を含むため、昇華した炭化ケイ素の気体が効率良く放出し得る。

【0208】

よって、実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、前記微細気孔１２９の内部面から昇華する炭化ケイ素の気体の量を増加させることができる。

【0209】

【0210】

以上、上述した実施例は、互いに技術的に背馳しなければ、互いに組み合わせることができる。例えば、炭化ケイ素粉末は、第４流路、第５流路１２４、第６流路１２５、第７流路１２６、第８流路１２７、及び第９流路１２８にも配置されていてもよい。また、前記炭化ケイ素粉末は、炭化ケイ素ブロック１００の間の空間にも配置されていてもよい。また、前記スペーサは、様々な位置に配置されて、流路を形成することができる。

【0211】

以下では、具体的な実施例によって具現例をより具体的に説明する。下記の実施例は、具現例を理解するための例示に過ぎないし、本明細書は、開示する発明の範囲がこれに限定されるものではない。

【0212】

実施例１～５及び比較例
ドーナツ状の焼結体＃１は、黒鉛るつぼ本体の内部に装入されている。前記炭化ケイ素ブロックの上部に炭化ケイ素の種結晶及び種結晶ホルダーを配置した。このとき、炭化ケイ素種結晶（４ＨＳｉＣ単結晶、６インチ）のＣ面がるつぼの下部に向かうように、通常の方法で固定した。また、るつぼ蓋と種結晶ホルダーとが黒鉛で一体に製造されており、前記るつぼ蓋及び前記種結晶ホルダーは、いずれも円板状を有する。

【0213】

前記種結晶及び種結晶ホルダーが設置されたるつぼ蓋で前記るつぼ本体を覆い、断熱材で囲んだ後、加熱手段である加熱コイルが備えられた反応チャンバ内に入れた。

【0214】

このとき、断熱材としては、０．１９ｇ／ｃｃの密度、８５％の気孔度、圧縮強度が０．３７ＭＰａである、黒鉛フェルトが適用されている。

【0215】

るつぼの内部を真空状態に作った後、アルゴンガスを徐々に注入して、前記るつぼの内部が大気圧に到逹するようにし、さらに前記るつぼの内部を徐々に減圧させた。これと共に、るつぼの内部温度を２０００℃まで約５℃／分の昇温速度で徐々に昇温させ、２３５０℃まで約３℃／分の昇温速度で徐々に昇温させた。

【0216】

その後、２３５０℃の温度と２０ｔｏｒｒの圧力の条件下で、１００時間、炭化ケイ素種結晶からＳｉＣインゴットを成長させた。

【0217】

その後、前記炭化ケイ素インゴットは、ダイヤモンドワイヤソーによって切断し、面取り工程、研削工程、及び研磨工程によって加工された。これによって、（０００１）面を基準に４度のオフ角度の炭化ケイ素ウエハが製造された。

【0218】

【0219】

１）ドーナツ状の炭化ケイ素焼結体＃１のＤ５０粒径が約１５０μｍである炭化ケイ素粉末は、約２２００℃の温度で、約５時間焼結して形成され、図１０の形状を有し、外径が約１７５ｍｍであり、内径が約３０ｍｍであり、高さが約８０ｍｍであり、気孔率が約４５ｖｏｌ％である、炭化ケイ素焼結体。

【0220】

２）ドーナツ状の炭化ケイ素焼結体＃２
Ｄ５０粒径が約１５０μｍである炭化ケイ素粉末は、約２２００℃の温度で、約５時間焼結して形成され、図１３の炭化ケイ素ブロックの形状を有し、外径が約１７０ｍｍであり、高さが約８０ｍｍであり、最も小さい内径が約３０ｍｍであり、最大の内径が約１００ｍｍであり、気孔率が約４６ｖｏｌ％である、炭化ケイ素焼結体。

【0221】

３）円筒状の炭化ケイ素焼結体
Ｄ５０粒径が約１５０μｍである粉末は、約２２００℃の温度で、約５時間焼結して形成され、外径が約１７０ｍｍであり、高さが約８０ｍｍであり、気孔率が約４３ｖｏｌ％である、炭化ケイ素焼結体。

【0222】

４）円筒状の多結晶炭化ケイ素ブロック
外径が約１７０ｍｍであり、高さが約８０ｍｍである、多結晶炭化ケイ素ブロック。

【0223】

５）円筒状の単結晶炭化ケイ素ブロック
外径が約１７０ｍｍであり、高さが約８０ｍｍである、単結晶炭化ケイ素ブロック。

【0224】

６）炭化ケイ素粉末
Ｄ５０粒径が約１５０μｍである、炭化ケイ素粉末。

【0225】

実施例による炭化ケイ素インゴット及びウエハの製造方法は、向上した成長率を有し、低い欠陷を有する。

【0226】

以上では、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明の権利範囲は、これに限定されるものではなく、次の請求範囲で定義する本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。