炭化珪素単結晶の製造装置および製造方法
【課題】ＳｉＣ単結晶を凸面成長させられるようにする。
【解決手段】ＳｉＣ単結晶製造装置１のうち加熱容器８における反応容器９側の端部に縮径部８ｄを設け、この縮径部８ｄにより原料ガス３の流束がＳｉＣ単結晶の成長面上において面内分布を持つようにする。これにより、ＳｉＣ単結晶を凸面成長させることが可能となる。したがって、外周部から中心部に向かって多系などのマクロ欠陥、基底面転位などのミクロ欠陥が伸展するという問題が発生することを防止できる。
【解決手段】ＳｉＣ単結晶製造装置１のうち加熱容器８における反応容器９側の端部に縮径部８ｄを設け、この縮径部８ｄにより原料ガス３の流束がＳｉＣ単結晶の成長面上において面内分布を持つようにする。これにより、ＳｉＣ単結晶を凸面成長させることが可能となる。したがって、外周部から中心部に向かって多系などのマクロ欠陥、基底面転位などのミクロ欠陥が伸展するという問題が発生することを防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素（以下、ＳｉＣという）単結晶の製造装置および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＳｉＣ単結晶製造装置として、例えば特許文献１に示される構造の製造装置が提案されている。このＳｉＣ単結晶製造装置では、導入管を通じてＳｉＣの原料ガスを加熱容器内に導入すると共に加熱容器にて原料ガスを分解し、分解した原料ガスを反応容器に備えられた種結晶に導いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３９０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６は、従来のＳｉＣ単結晶製造装置における原料ガス流の様子を示した模式的断面図である。この図に示されるように、従来のＳｉＣ単結晶製造装置は、加熱容器Ｊ１における原料ガスの流動経路下流側が全面開口させられた状態になっている。このため、図中矢印で示したように、原料ガス流が均一に反応容器Ｊ２に備えられた種結晶Ｊ３に当たることになる。したがって、種結晶Ｊ３上へのＳｉＣ単結晶の成長は、ＳｉＣ単結晶の表面が平坦状に成長するフラット面成長、もしくは中央部が凹状となって成長する凹面成長となる傾向にある。しかしながら、フラット面成長や凹面成長では、外周部から中心部に向かって多系などのマクロ欠陥、基底面転位などのミクロ欠陥が伸展するという問題が発生する。このため、外周部からの結晶欠陥を抑制して成長させられるような成長形態、つまりＳｉＣ単結晶の成長表面が凸状となって成長する凸面成長となるようにすることが望まれる。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、ＳｉＣ単結晶を凸面成長させられるＳｉＣ単結晶の製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、中空円筒状部材を有した構造とされ、該中空円筒状部材の一端側から原料ガス（３）を導入すると共に、該中空円筒状部材の他端側から原料ガス（３）を導出することで種結晶（５）に対して供給する加熱容器（８）に対して、中空円筒状部材の開口径を縮小する縮径部（８ｄ）を備え、該縮径部（８ｄ）の開口部が台座（９ａ）の外縁を加熱容器（８）の中心軸方向に投影した領域内にすべて含まれるように構成されていることを特徴としている。
【０００７】
このように、ＳｉＣ単結晶製造装置のうち加熱容器（８）における台座（９ａ）側の端部に縮径部（８ｄ）を設け、この縮径部（８ｄ）により原料ガス（３）の流束がＳｉＣ単結晶の成長面上において面内分布を持つようにしている。これにより、ＳｉＣ単結晶を凸面成長させることが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、縮径部（８ｄ）は、台座（９ａ）側である他端側の面が台座（９ａ）側に向けて徐々に開口径が拡大するテーパ面（８ｅ）を備えていることを特徴としている。
【０００９】
このように、テーパ面（８ｅ）を設けることにより、原料ガス（３）の流束がＳｉＣ単結晶の成長面上において広がるようにできる。これにより、ＳｉＣ単結晶の成長表面のうち縮径部８ｄの開口部と対応する場所にのみ集中的にガスが当たることを抑制できる。このため、局所的にＳｉＣ単結晶が円錐状に成長することを防止でき、ＳｉＣ単結晶の表面全体で凸面成長を行うことが可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、縮径部（８ｄ）は、加熱容器（８）の中心軸方向に向かうほど厚みが薄くされていることを特徴としている。
【００１１】
このようにすれば、縮径部（８ｄ）の開口径が熱エッチング等によって広がっていくため、ＳｉＣ単結晶の成長に伴って、つまりＳｉＣ単結晶が徐々に大径化するのに伴って、縮径部（８ｄ）の開口部の開口径が徐々に広がるようにできる。したがって、大径化したＳｉＣ単結晶に対しても広い範囲で原料ガス（３）を当てることが可能となり、ＳｉＣ単結晶を良好に凸面成長させることが可能となる。好ましくは、請求項４に記載したように、縮径部（８ｄ）の厚みの増加率が加熱容器（８）の中心軸から離れるほど小さくされるようにすれば、ＳｉＣ単結晶が大径化するほど縮径部（８ｄ）の開口部の開口径の拡大が遅くなるようにでき、よりＳｉＣ単結晶の大径化の速度に合せて縮径部（８ｄ）の開口部の大径化も進めることが可能となる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明をＳｉＣ単結晶の製造方法として把握したものである。このような製造方法により、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置の断面図である。
【図２】図１に示すＳｉＣ単結晶製造装置を用いたＳｉＣ単結晶の製造中の様子を示したイメージ図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置を用いたＳｉＣ単結晶の製造中の様子を示したイメージ図である。
【図４】本発明の第３実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置を用いたＳｉＣ単結晶の製造中の様子を示したイメージ図である。
【図５】第３実施形態の他の例にかかるＳｉＣ単結晶製造装置を用いたＳｉＣ単結晶の製造中の様子を示したイメージ図である。
【図６】従来のＳｉＣ単結晶製造装置における原料ガス流の様子を示した模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１６】
（第１実施形態）
図１に、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１の断面図を示す。以下、この図を参照してＳｉＣ単結晶製造装置１の構造について説明する。
【００１７】
図１に示すＳｉＣ単結晶製造装置１は、底部に備えられた流入口２を通じてキャリアガスと共にＳｉおよびＣを含有するＳｉＣの原料ガス３（例えば、シラン等のシラン系ガスとプロパン等の炭化水素系ガスの混合ガス）を供給し、上部の流出口４を通じて排出することで、ＳｉＣ単結晶製造装置１内に配置したＳｉＣ単結晶基板からなる種結晶５上にＳｉＣ単結晶を結晶成長させるものである。
【００１８】
ＳｉＣ単結晶製造装置１には、真空容器６、第１断熱材７、加熱容器８、反応容器９、外周壁１０、パイプ材１１、第２断熱材１２および第１、第２加熱装置１３、１４が備えられている。
【００１９】
真空容器６は、石英などで構成され、中空円筒状を為しており、キャリアガスや原料ガス３の導入導出が行え、かつ、ＳｉＣ単結晶製造装置１の他の構成要素を収容すると共に、その収容している内部空間の圧力を真空引きすることにより減圧できる構造とされている。この真空容器６の底部に原料ガス３の流入口２が設けられ、上部（具体的には側壁の上方位置）に原料ガス３の流出口４が設けられている。
【００２０】
第１断熱材７は、円筒等の筒形状を為しており、真空容器６に対して同軸的に配置され、中空部により原料ガス導入管７ａを構成している。第１断熱材７は、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングした黒鉛などで構成される。
【００２１】
加熱容器８は、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングした黒鉛などで構成され、反応容器９よりも原料ガス３の流動経路上流側に配置されている。この加熱容器８により、流入口２から供給された原料ガス３を種結晶５に導くまでに、原料ガス３に含まれたパーティクルを排除しつつ、原料ガス３を分解している。
【００２２】
具体的には、加熱容器８は、中空円筒状部材を有した構造とされ、本実施形態の場合は有底円筒状部材で構成されている。加熱容器８には、底部に第１断熱材７の中空部と連通させられるガス導入口８ａが備えられ、第１断熱材７の中空部を通過してきた原料ガス３がガス導入口８ａを通じて加熱容器８内に導入される。また、加熱容器８には、邪魔板８ｂが備えられ、この邪魔板８ｂに原料ガス３が衝突することで原料ガス３の流動経路が曲げられ、原料ガス３に含まれるパーティクルの排除と原料ガス３のミキシングが行われると共に、未分解の原料ガス３が種結晶５側に供給されることが抑制されている。
【００２３】
例えば、邪魔板８ｂは、有底円筒状で、側壁に複数の連通孔８ｃが形成された構造とされ、邪魔板８ｂの開口部側、つまり底部と反対側の端部が加熱容器８の底部のガス導入口８ａを向けて配置される。このような構造の場合、ガス導入口８ａから導入された原料ガス３が邪魔板８ｂの底面に衝突するため、邪魔板８ｂに衝突したパーティクルが加熱容器８の底部に落下して原料ガス３から排除される。そして、流動経路が加熱容器８の軸方向と平行な方向から垂直な方向に変えられた原料ガス３が、連通孔８ｃを通じて加熱容器８における邪魔板８ｂよりも流動経路下流側に導かれる。
【００２４】
さらに、本実施形態では、加熱容器８のうち底部とは反対側となる反応容器９側の端部、つまり原料ガス３の流動経路下流側の端部において、加熱容器８の内径を縮小させる縮径部８ｄが備えられている。この縮径部８ｄは、加熱容器８における原料ガス３の流動経路下流側の端部の開口径を種結晶５の径よりも小さくするものであり、例えば反応容器８における有底円筒状部分における底部と反対側の端部上に置かれている。この縮径部８ｄによって原料ガス３を絞ることができ、原料ガス３の流束がＳｉＣ単結晶の成長面上において面内分布を持つようにできる。このため、例えば原料ガス３が選択的に種結晶５の中央付近に主に当たるようにできる。
【００２５】
具体的には、縮径部８ｄの開口部は、種結晶５が配置される台座９ａと対応する場所に設けられ、台座９ａの寸法よりも小さくされている。換言すれば、台座９ａの外縁を加熱容器８の中心軸方向に投影した領域内に、縮径部８ｄの開口部がすべて含まれるように縮径部８ｄが構成されている。このため、台座９ａに対して種結晶５が配置されたときに、縮径部８ｄの開口部が種結晶５と対向する位置に配置され、縮径部８ｄの開口部から導出された原料ガス３が種結晶５の一部に確実に当たるようになる。
【００２６】
反応容器９は、原料ガス３が流れる空間を構成しており、有底筒状で構成されている。反応容器９は、本実施形態では、有底円筒状とされており、加熱容器８の中心軸と同軸的に配置され、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングした黒鉛などで構成される。反応容器９の底部には、円形状の台座９ａが備えられており、この台座９ａに対して同等寸法の径を有する種結晶５が貼り付けられる。この反応容器９の開口部内に加熱容器８の一端が挿入され、加熱容器８の一端と反応容器９の底部との間に形成される空間を反応室として、反応容器９の底部に配置された種結晶５の表面にＳｉＣ単結晶が成長させられる。
【００２７】
外周壁１０は、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングした黒鉛などで構成され、加熱容器８や反応容器９の外周を囲みつつ、反応容器９に導入された原料ガス３を流出口４側に導く。具体的には、外周壁１０には周方向において等間隔に配置された複数個の連通孔１０ａが備えられている。また、外周壁１０のうち連通孔１０ａよりも紙面上方、つまり反応容器９側の部位において、外周壁１０の内壁が反応容器９の開口部の外周に接しており、反応容器９と外周壁１０との間の隙間が無くされている。このため、反応容器９内において種結晶５に供給された後の原料ガス３の残りが連通孔１０ａを通じて外周壁１０よりも外側に導かれたのち、反応容器９と外周壁１０との間ではなく外周壁１０と第２断熱材１２の間の隙間を通じて流出口４に導かれるようになっている。
【００２８】
パイプ材１１は、一端が反応容器９の底部のうち加熱容器８と反対側の部位に接続されており、他端が図示しない回転引上機構に接続されている。このような構造により、パイプ材１１と共に反応容器９、種結晶５およびＳｉＣ単結晶の回転および引き上げが行え、ＳｉＣ単結晶の成長面が所望の温度分布となるようにしつつ、ＳｉＣ単結晶の成長に伴って、その成長表面の温度が常に成長に適した温度に調整できる。このようなパイプ材１１も、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングした黒鉛などで構成される。
【００２９】
第２断熱材１２は、真空容器６の側壁面に沿って配置され、中空円筒状を為している。この第２断熱材１２により、ほぼ第１断熱材７や加熱容器８、反応容器９および外周壁１０等が囲まれている。この第２断熱材１２も、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングされた黒鉛などで構成される。
【００３０】
第１、第２加熱装置１３、１４は、例えば誘導加熱用コイルやヒータなどで構成され、真空容器６の周囲を囲むように配置されている。これら第１、第２加熱装置１３、１４は、それぞれ独立して温度制御できるように構成されている。このため、より細やかな温度制御を行うことができる。第１加熱装置１３は、加熱容器８と対応した位置に配置されている。第２加熱装置１４は、反応容器９により構成される反応室に対応した位置に配置されている。このような配置とされているため、第１、第２加熱装置１３、１４を制御することにより、反応室の温度分布をＳｉＣ単結晶の成長に適した温度に調整できると共に、加熱容器８の温度をパーティクルの除去に適した温度に調整できる。
【００３１】
続いて、このように構成されたＳｉＣ単結晶製造装置１を用いたＳｉＣ単結晶の製造方法について説明する。図２は、図１に示すＳｉＣ単結晶製造装置１を用いたＳｉＣ単結晶の製造中の様子を示したイメージ図であり、加熱容器８のうち反応容器９側の端部近傍のみを示している。
【００３２】
まず、第１、第２加熱装置１３、１４を制御し、所望の温度分布を付ける。すなわち、種結晶５の表面において原料ガス３が再結晶化されることでＳｉＣ単結晶が成長しつつ、加熱容器８内において再結晶化レートよりも昇華レートの方が高くなる温度となるようにする。
【００３３】
また、真空容器６を所望圧力にしつつ、必要に応じてＡｒガスなどの不活性ガスによるキャリアガスや水素などのエッチングガスを導入しながら原料ガス導入管７ａを通じて原料ガス３を導入する。これにより、図１および図２中の破線矢印で示したように原料ガス３が流動し、種結晶５に供給されてＳｉＣ単結晶を成長させることができる。
【００３４】
このとき、原料ガス３にパーティクルが含まれていることがある。パーティクルは、例えば原料ガス３中のＳｉ成分もしくはＣ成分の凝集または黒鉛で構成された部材の通路内面の剥離や通路内面に付着したＳｉＣの剥離などによって形成され、原料ガス３に含まれて流動させられる。しかしながら、パーティクルを含む原料ガス３を邪魔板８ｂに衝突させて落下させることができるため、種結晶５の表面やＳｉＣ単結晶の成長表面に辿り着かないようにできる。したがって、高品質なＳｉＣ単結晶を製造することができる。
【００３５】
そして、本実施形態では、加熱容器８における反応容器９側の端部に縮径部８ｄを設け、この縮径部８ｄによって図２の破線矢印で示したように原料ガス３が例えば種結晶５の中央近くに当たるようにできる。このため、種結晶５に成長するＳｉＣ単結晶が１つの結晶核のみから成長するようにでき、ＳｉＣ単結晶の成長表面が凸状となって成長する凸面成長となるようにすることが可能となる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態では、ＳｉＣ単結晶製造装置１のうち加熱容器８における反応容器９側の端部に縮径部８ｄを設け、この縮径部８ｄにより原料ガス３の流束がＳｉＣ単結晶の成長面上において面内分布を持つようにしている。これにより、ＳｉＣ単結晶を凸面成長させることが可能となる。したがって、複数の成長核から成長したもの同士が接触して多結晶が形成されるなどの問題が発生することを防止できる。
【００３７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して加熱容器８の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００３８】
図３は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１に備えられる加熱容器８のイメージ図であり、加熱容器８のうち反応容器９側の端部近傍のみを示している。
【００３９】
この図に示されるように、加熱容器８に備えた縮径部８ｄにおける開口部から台座９ａ側に向けて徐々に開口径が広がるテーパ面８ｅが形成されている。このテーパ面８ｅにより、例えば、縮径部８ｄの開口部を中心としてそこから径方向に広がるに連れて徐々に原料ガス３の流束が減少していくような分布を設けることができる。このため、原料ガス３の流束が分布を持って種結晶５に当たるようにでき、ＳｉＣ単結晶の成長表面のうち縮径部８ｄの開口部近辺にのみ集中的にガスが当たることを抑制することが可能となる。
【００４０】
例えば、第１実施形態のように、単に縮径部８ｄを設けた構造の場合には、ＳｉＣ単結晶の成長表面のうち縮径部８ｄの開口部と対応する場所にのみ集中的に原料ガス３が当たる可能性がある。このような場合、原料ガス３が集中して当たる部分で局所的にＳｉＣ単結晶が円錐状に成長することがある。しかしながら、本実施形態のように、テーパ面８ｅを設けて原料ガス３の流束にＳｉＣ単結晶の成長面上において面内分布を設けることにより、ＳｉＣ単結晶の成長表面のうち縮径部８ｄの開口部近辺にのみ集中的にガスが当たることを抑制できる。このため、局所的にＳｉＣ単結晶が円錐状に成長することを防止でき、ＳｉＣ単結晶の表面全体で凸面成長を行うことが可能となる。
【００４１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対して加熱容器８の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００４２】
図４は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１に備えられる加熱容器８のイメージ図であり、加熱容器８のうち反応容器９側の端部近傍のみを示している。
【００４３】
この図に示されるように、本実施形態では、縮径部８ｄの厚みを変化させており、加熱容器８の中心軸方向に向かうほど縮径部８ｄの厚みが薄くなるようにしている。このような縮径部８ｄを備えた加熱容器８では、ＳｉＣ単結晶の成長を続けていくと、水素によるエッチングや熱エッチングもしくは縮径部８ｄの一部が昇華して原料として供給されることにより、縮径部８ｄの開口部の開口径が徐々に広がっていく。このため、ＳｉＣ単結晶の成長に伴って、つまりＳｉＣ単結晶が徐々に大径化するのに伴って、縮径部８ｄの開口部の開口径が徐々に広がるようにできる。したがって、大径化したＳｉＣ単結晶に対しても広い範囲で原料ガス３を当てることが可能となり、ＳｉＣ単結晶を良好に凸面成長させることが可能となる。
【００４４】
なお、縮径部８ｄの厚みの変化については、加熱容器８の中心軸方向に向かうほど縮径部８ｄの厚みが薄くなるようになっていれば良い。しかしながら、より好ましくは、図５に示す加熱容器８のイメージ図に示されるように、縮径部８ｄの厚みの増加率が加熱容器８の中心軸から離れるほど小さくなるようにすると良い。ＳｉＣ単結晶の成長レートは、原料ガス３の供給量が一定である場合には成長体積で決まり、ＳｉＣ単結晶が大径化するほど遅くなる。また、ＳｉＣ単結晶の大径化は、ある程度の径でほぼ止まり、その後はほぼ一定の径のままＳｉＣ単結晶が成長することになる。このため、縮径部８ｄを上記形状とし、大径化するほど縮径部８ｄの開口部の開口径の拡大が遅くなっていくようにすれば、よりＳｉＣ単結晶の大径化の速度に合せて縮径部８ｄの開口部の大径化も進めることが可能となる。
【００４５】
（他の実施形態）
上記各実施形態に示したＳｉＣ単結晶製造装置１の具体的な構造は、単なる一例であり、形状や材質などについて適宜変更することができる。
【００４６】
例えば、加熱容器８の縮径部８ｄの開口部にテーパ面８ｅを設ける場合について説明したが、縮径部８ｄの裏面側、つまり反応容器９側の面自体がテーパ面８ｅとなるようにしても構わない。
【００４７】
また、台座９ａおよび種結晶５が共に円形状である場合について説明したが、これらは必ずしも円形状である必要はなく、正方形などの他の形状であっても構わない。この場合でも、縮径部８ｄに形成された開口部が台座９ａの寸法（つまり台座９ａに備えられる種結晶５の寸法）よりも小さくなるようにすれば良い。
【００４８】
また、上記各実施形態では、加熱容器８を有底円筒状部材としたが底部を有しない単なる中空円筒状部材としても良い。さらに、上記実施形態では、反応容器９を備えた構造としたが、台座９ａのみが備えられるような構造であっても構わない。
【００４９】
また、上記第２実施形態ではテーパ面８ｅを備え、上記第３実施形態では縮径部８ｄの厚みを加熱容器８の中心軸からの距離に応じて変更する場合について説明したが、これらを組み合わせることもできる。
【符号の説明】
【００５０】
１ ＳｉＣ単結晶製造装置
３ 原料ガス
５ 種結晶
６ 真空容器
８ 加熱容器
８ａ ガス導入口
８ｂ 邪魔板
８ｃ 連通孔
８ｄ 縮径部
８ｅ テーパ面
９ 反応容器
１０ 外周壁
１１ パイプ材
１３ 第１加熱装置
１４ 第２加熱装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素（以下、ＳｉＣという）単結晶の製造装置および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＳｉＣ単結晶製造装置として、例えば特許文献１に示される構造の製造装置が提案されている。このＳｉＣ単結晶製造装置では、導入管を通じてＳｉＣの原料ガスを加熱容器内に導入すると共に加熱容器にて原料ガスを分解し、分解した原料ガスを反応容器に備えられた種結晶に導いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３９０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６は、従来のＳｉＣ単結晶製造装置における原料ガス流の様子を示した模式的断面図である。この図に示されるように、従来のＳｉＣ単結晶製造装置は、加熱容器Ｊ１における原料ガスの流動経路下流側が全面開口させられた状態になっている。このため、図中矢印で示したように、原料ガス流が均一に反応容器Ｊ２に備えられた種結晶Ｊ３に当たることになる。したがって、種結晶Ｊ３上へのＳｉＣ単結晶の成長は、ＳｉＣ単結晶の表面が平坦状に成長するフラット面成長、もしくは中央部が凹状となって成長する凹面成長となる傾向にある。しかしながら、フラット面成長や凹面成長では、外周部から中心部に向かって多系などのマクロ欠陥、基底面転位などのミクロ欠陥が伸展するという問題が発生する。このため、外周部からの結晶欠陥を抑制して成長させられるような成長形態、つまりＳｉＣ単結晶の成長表面が凸状となって成長する凸面成長となるようにすることが望まれる。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、ＳｉＣ単結晶を凸面成長させられるＳｉＣ単結晶の製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、中空円筒状部材を有した構造とされ、該中空円筒状部材の一端側から原料ガス（３）を導入すると共に、該中空円筒状部材の他端側から原料ガス（３）を導出することで種結晶（５）に対して供給する加熱容器（８）に対して、中空円筒状部材の開口径を縮小する縮径部（８ｄ）を備え、該縮径部（８ｄ）の開口部が台座（９ａ）の外縁を加熱容器（８）の中心軸方向に投影した領域内にすべて含まれるように構成されていることを特徴としている。
【０００７】
このように、ＳｉＣ単結晶製造装置のうち加熱容器（８）における台座（９ａ）側の端部に縮径部（８ｄ）を設け、この縮径部（８ｄ）により原料ガス（３）の流束がＳｉＣ単結晶の成長面上において面内分布を持つようにしている。これにより、ＳｉＣ単結晶を凸面成長させることが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、縮径部（８ｄ）は、台座（９ａ）側である他端側の面が台座（９ａ）側に向けて徐々に開口径が拡大するテーパ面（８ｅ）を備えていることを特徴としている。
【０００９】
このように、テーパ面（８ｅ）を設けることにより、原料ガス（３）の流束がＳｉＣ単結晶の成長面上において広がるようにできる。これにより、ＳｉＣ単結晶の成長表面のうち縮径部８ｄの開口部と対応する場所にのみ集中的にガスが当たることを抑制できる。このため、局所的にＳｉＣ単結晶が円錐状に成長することを防止でき、ＳｉＣ単結晶の表面全体で凸面成長を行うことが可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、縮径部（８ｄ）は、加熱容器（８）の中心軸方向に向かうほど厚みが薄くされていることを特徴としている。
【００１１】
このようにすれば、縮径部（８ｄ）の開口径が熱エッチング等によって広がっていくため、ＳｉＣ単結晶の成長に伴って、つまりＳｉＣ単結晶が徐々に大径化するのに伴って、縮径部（８ｄ）の開口部の開口径が徐々に広がるようにできる。したがって、大径化したＳｉＣ単結晶に対しても広い範囲で原料ガス（３）を当てることが可能となり、ＳｉＣ単結晶を良好に凸面成長させることが可能となる。好ましくは、請求項４に記載したように、縮径部（８ｄ）の厚みの増加率が加熱容器（８）の中心軸から離れるほど小さくされるようにすれば、ＳｉＣ単結晶が大径化するほど縮径部（８ｄ）の開口部の開口径の拡大が遅くなるようにでき、よりＳｉＣ単結晶の大径化の速度に合せて縮径部（８ｄ）の開口部の大径化も進めることが可能となる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明をＳｉＣ単結晶の製造方法として把握したものである。このような製造方法により、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置の断面図である。
【図２】図１に示すＳｉＣ単結晶製造装置を用いたＳｉＣ単結晶の製造中の様子を示したイメージ図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置を用いたＳｉＣ単結晶の製造中の様子を示したイメージ図である。
【図４】本発明の第３実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置を用いたＳｉＣ単結晶の製造中の様子を示したイメージ図である。
【図５】第３実施形態の他の例にかかるＳｉＣ単結晶製造装置を用いたＳｉＣ単結晶の製造中の様子を示したイメージ図である。
【図６】従来のＳｉＣ単結晶製造装置における原料ガス流の様子を示した模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１６】
（第１実施形態）
図１に、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１の断面図を示す。以下、この図を参照してＳｉＣ単結晶製造装置１の構造について説明する。
【００１７】
図１に示すＳｉＣ単結晶製造装置１は、底部に備えられた流入口２を通じてキャリアガスと共にＳｉおよびＣを含有するＳｉＣの原料ガス３（例えば、シラン等のシラン系ガスとプロパン等の炭化水素系ガスの混合ガス）を供給し、上部の流出口４を通じて排出することで、ＳｉＣ単結晶製造装置１内に配置したＳｉＣ単結晶基板からなる種結晶５上にＳｉＣ単結晶を結晶成長させるものである。
【００１８】
ＳｉＣ単結晶製造装置１には、真空容器６、第１断熱材７、加熱容器８、反応容器９、外周壁１０、パイプ材１１、第２断熱材１２および第１、第２加熱装置１３、１４が備えられている。
【００１９】
真空容器６は、石英などで構成され、中空円筒状を為しており、キャリアガスや原料ガス３の導入導出が行え、かつ、ＳｉＣ単結晶製造装置１の他の構成要素を収容すると共に、その収容している内部空間の圧力を真空引きすることにより減圧できる構造とされている。この真空容器６の底部に原料ガス３の流入口２が設けられ、上部（具体的には側壁の上方位置）に原料ガス３の流出口４が設けられている。
【００２０】
第１断熱材７は、円筒等の筒形状を為しており、真空容器６に対して同軸的に配置され、中空部により原料ガス導入管７ａを構成している。第１断熱材７は、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングした黒鉛などで構成される。
【００２１】
加熱容器８は、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングした黒鉛などで構成され、反応容器９よりも原料ガス３の流動経路上流側に配置されている。この加熱容器８により、流入口２から供給された原料ガス３を種結晶５に導くまでに、原料ガス３に含まれたパーティクルを排除しつつ、原料ガス３を分解している。
【００２２】
具体的には、加熱容器８は、中空円筒状部材を有した構造とされ、本実施形態の場合は有底円筒状部材で構成されている。加熱容器８には、底部に第１断熱材７の中空部と連通させられるガス導入口８ａが備えられ、第１断熱材７の中空部を通過してきた原料ガス３がガス導入口８ａを通じて加熱容器８内に導入される。また、加熱容器８には、邪魔板８ｂが備えられ、この邪魔板８ｂに原料ガス３が衝突することで原料ガス３の流動経路が曲げられ、原料ガス３に含まれるパーティクルの排除と原料ガス３のミキシングが行われると共に、未分解の原料ガス３が種結晶５側に供給されることが抑制されている。
【００２３】
例えば、邪魔板８ｂは、有底円筒状で、側壁に複数の連通孔８ｃが形成された構造とされ、邪魔板８ｂの開口部側、つまり底部と反対側の端部が加熱容器８の底部のガス導入口８ａを向けて配置される。このような構造の場合、ガス導入口８ａから導入された原料ガス３が邪魔板８ｂの底面に衝突するため、邪魔板８ｂに衝突したパーティクルが加熱容器８の底部に落下して原料ガス３から排除される。そして、流動経路が加熱容器８の軸方向と平行な方向から垂直な方向に変えられた原料ガス３が、連通孔８ｃを通じて加熱容器８における邪魔板８ｂよりも流動経路下流側に導かれる。
【００２４】
さらに、本実施形態では、加熱容器８のうち底部とは反対側となる反応容器９側の端部、つまり原料ガス３の流動経路下流側の端部において、加熱容器８の内径を縮小させる縮径部８ｄが備えられている。この縮径部８ｄは、加熱容器８における原料ガス３の流動経路下流側の端部の開口径を種結晶５の径よりも小さくするものであり、例えば反応容器８における有底円筒状部分における底部と反対側の端部上に置かれている。この縮径部８ｄによって原料ガス３を絞ることができ、原料ガス３の流束がＳｉＣ単結晶の成長面上において面内分布を持つようにできる。このため、例えば原料ガス３が選択的に種結晶５の中央付近に主に当たるようにできる。
【００２５】
具体的には、縮径部８ｄの開口部は、種結晶５が配置される台座９ａと対応する場所に設けられ、台座９ａの寸法よりも小さくされている。換言すれば、台座９ａの外縁を加熱容器８の中心軸方向に投影した領域内に、縮径部８ｄの開口部がすべて含まれるように縮径部８ｄが構成されている。このため、台座９ａに対して種結晶５が配置されたときに、縮径部８ｄの開口部が種結晶５と対向する位置に配置され、縮径部８ｄの開口部から導出された原料ガス３が種結晶５の一部に確実に当たるようになる。
【００２６】
反応容器９は、原料ガス３が流れる空間を構成しており、有底筒状で構成されている。反応容器９は、本実施形態では、有底円筒状とされており、加熱容器８の中心軸と同軸的に配置され、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングした黒鉛などで構成される。反応容器９の底部には、円形状の台座９ａが備えられており、この台座９ａに対して同等寸法の径を有する種結晶５が貼り付けられる。この反応容器９の開口部内に加熱容器８の一端が挿入され、加熱容器８の一端と反応容器９の底部との間に形成される空間を反応室として、反応容器９の底部に配置された種結晶５の表面にＳｉＣ単結晶が成長させられる。
【００２７】
外周壁１０は、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングした黒鉛などで構成され、加熱容器８や反応容器９の外周を囲みつつ、反応容器９に導入された原料ガス３を流出口４側に導く。具体的には、外周壁１０には周方向において等間隔に配置された複数個の連通孔１０ａが備えられている。また、外周壁１０のうち連通孔１０ａよりも紙面上方、つまり反応容器９側の部位において、外周壁１０の内壁が反応容器９の開口部の外周に接しており、反応容器９と外周壁１０との間の隙間が無くされている。このため、反応容器９内において種結晶５に供給された後の原料ガス３の残りが連通孔１０ａを通じて外周壁１０よりも外側に導かれたのち、反応容器９と外周壁１０との間ではなく外周壁１０と第２断熱材１２の間の隙間を通じて流出口４に導かれるようになっている。
【００２８】
パイプ材１１は、一端が反応容器９の底部のうち加熱容器８と反対側の部位に接続されており、他端が図示しない回転引上機構に接続されている。このような構造により、パイプ材１１と共に反応容器９、種結晶５およびＳｉＣ単結晶の回転および引き上げが行え、ＳｉＣ単結晶の成長面が所望の温度分布となるようにしつつ、ＳｉＣ単結晶の成長に伴って、その成長表面の温度が常に成長に適した温度に調整できる。このようなパイプ材１１も、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングした黒鉛などで構成される。
【００２９】
第２断熱材１２は、真空容器６の側壁面に沿って配置され、中空円筒状を為している。この第２断熱材１２により、ほぼ第１断熱材７や加熱容器８、反応容器９および外周壁１０等が囲まれている。この第２断熱材１２も、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングされた黒鉛などで構成される。
【００３０】
第１、第２加熱装置１３、１４は、例えば誘導加熱用コイルやヒータなどで構成され、真空容器６の周囲を囲むように配置されている。これら第１、第２加熱装置１３、１４は、それぞれ独立して温度制御できるように構成されている。このため、より細やかな温度制御を行うことができる。第１加熱装置１３は、加熱容器８と対応した位置に配置されている。第２加熱装置１４は、反応容器９により構成される反応室に対応した位置に配置されている。このような配置とされているため、第１、第２加熱装置１３、１４を制御することにより、反応室の温度分布をＳｉＣ単結晶の成長に適した温度に調整できると共に、加熱容器８の温度をパーティクルの除去に適した温度に調整できる。
【００３１】
続いて、このように構成されたＳｉＣ単結晶製造装置１を用いたＳｉＣ単結晶の製造方法について説明する。図２は、図１に示すＳｉＣ単結晶製造装置１を用いたＳｉＣ単結晶の製造中の様子を示したイメージ図であり、加熱容器８のうち反応容器９側の端部近傍のみを示している。
【００３２】
まず、第１、第２加熱装置１３、１４を制御し、所望の温度分布を付ける。すなわち、種結晶５の表面において原料ガス３が再結晶化されることでＳｉＣ単結晶が成長しつつ、加熱容器８内において再結晶化レートよりも昇華レートの方が高くなる温度となるようにする。
【００３３】
また、真空容器６を所望圧力にしつつ、必要に応じてＡｒガスなどの不活性ガスによるキャリアガスや水素などのエッチングガスを導入しながら原料ガス導入管７ａを通じて原料ガス３を導入する。これにより、図１および図２中の破線矢印で示したように原料ガス３が流動し、種結晶５に供給されてＳｉＣ単結晶を成長させることができる。
【００３４】
このとき、原料ガス３にパーティクルが含まれていることがある。パーティクルは、例えば原料ガス３中のＳｉ成分もしくはＣ成分の凝集または黒鉛で構成された部材の通路内面の剥離や通路内面に付着したＳｉＣの剥離などによって形成され、原料ガス３に含まれて流動させられる。しかしながら、パーティクルを含む原料ガス３を邪魔板８ｂに衝突させて落下させることができるため、種結晶５の表面やＳｉＣ単結晶の成長表面に辿り着かないようにできる。したがって、高品質なＳｉＣ単結晶を製造することができる。
【００３５】
そして、本実施形態では、加熱容器８における反応容器９側の端部に縮径部８ｄを設け、この縮径部８ｄによって図２の破線矢印で示したように原料ガス３が例えば種結晶５の中央近くに当たるようにできる。このため、種結晶５に成長するＳｉＣ単結晶が１つの結晶核のみから成長するようにでき、ＳｉＣ単結晶の成長表面が凸状となって成長する凸面成長となるようにすることが可能となる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態では、ＳｉＣ単結晶製造装置１のうち加熱容器８における反応容器９側の端部に縮径部８ｄを設け、この縮径部８ｄにより原料ガス３の流束がＳｉＣ単結晶の成長面上において面内分布を持つようにしている。これにより、ＳｉＣ単結晶を凸面成長させることが可能となる。したがって、複数の成長核から成長したもの同士が接触して多結晶が形成されるなどの問題が発生することを防止できる。
【００３７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して加熱容器８の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００３８】
図３は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１に備えられる加熱容器８のイメージ図であり、加熱容器８のうち反応容器９側の端部近傍のみを示している。
【００３９】
この図に示されるように、加熱容器８に備えた縮径部８ｄにおける開口部から台座９ａ側に向けて徐々に開口径が広がるテーパ面８ｅが形成されている。このテーパ面８ｅにより、例えば、縮径部８ｄの開口部を中心としてそこから径方向に広がるに連れて徐々に原料ガス３の流束が減少していくような分布を設けることができる。このため、原料ガス３の流束が分布を持って種結晶５に当たるようにでき、ＳｉＣ単結晶の成長表面のうち縮径部８ｄの開口部近辺にのみ集中的にガスが当たることを抑制することが可能となる。
【００４０】
例えば、第１実施形態のように、単に縮径部８ｄを設けた構造の場合には、ＳｉＣ単結晶の成長表面のうち縮径部８ｄの開口部と対応する場所にのみ集中的に原料ガス３が当たる可能性がある。このような場合、原料ガス３が集中して当たる部分で局所的にＳｉＣ単結晶が円錐状に成長することがある。しかしながら、本実施形態のように、テーパ面８ｅを設けて原料ガス３の流束にＳｉＣ単結晶の成長面上において面内分布を設けることにより、ＳｉＣ単結晶の成長表面のうち縮径部８ｄの開口部近辺にのみ集中的にガスが当たることを抑制できる。このため、局所的にＳｉＣ単結晶が円錐状に成長することを防止でき、ＳｉＣ単結晶の表面全体で凸面成長を行うことが可能となる。
【００４１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対して加熱容器８の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００４２】
図４は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１に備えられる加熱容器８のイメージ図であり、加熱容器８のうち反応容器９側の端部近傍のみを示している。
【００４３】
この図に示されるように、本実施形態では、縮径部８ｄの厚みを変化させており、加熱容器８の中心軸方向に向かうほど縮径部８ｄの厚みが薄くなるようにしている。このような縮径部８ｄを備えた加熱容器８では、ＳｉＣ単結晶の成長を続けていくと、水素によるエッチングや熱エッチングもしくは縮径部８ｄの一部が昇華して原料として供給されることにより、縮径部８ｄの開口部の開口径が徐々に広がっていく。このため、ＳｉＣ単結晶の成長に伴って、つまりＳｉＣ単結晶が徐々に大径化するのに伴って、縮径部８ｄの開口部の開口径が徐々に広がるようにできる。したがって、大径化したＳｉＣ単結晶に対しても広い範囲で原料ガス３を当てることが可能となり、ＳｉＣ単結晶を良好に凸面成長させることが可能となる。
【００４４】
なお、縮径部８ｄの厚みの変化については、加熱容器８の中心軸方向に向かうほど縮径部８ｄの厚みが薄くなるようになっていれば良い。しかしながら、より好ましくは、図５に示す加熱容器８のイメージ図に示されるように、縮径部８ｄの厚みの増加率が加熱容器８の中心軸から離れるほど小さくなるようにすると良い。ＳｉＣ単結晶の成長レートは、原料ガス３の供給量が一定である場合には成長体積で決まり、ＳｉＣ単結晶が大径化するほど遅くなる。また、ＳｉＣ単結晶の大径化は、ある程度の径でほぼ止まり、その後はほぼ一定の径のままＳｉＣ単結晶が成長することになる。このため、縮径部８ｄを上記形状とし、大径化するほど縮径部８ｄの開口部の開口径の拡大が遅くなっていくようにすれば、よりＳｉＣ単結晶の大径化の速度に合せて縮径部８ｄの開口部の大径化も進めることが可能となる。
【００４５】
（他の実施形態）
上記各実施形態に示したＳｉＣ単結晶製造装置１の具体的な構造は、単なる一例であり、形状や材質などについて適宜変更することができる。
【００４６】
例えば、加熱容器８の縮径部８ｄの開口部にテーパ面８ｅを設ける場合について説明したが、縮径部８ｄの裏面側、つまり反応容器９側の面自体がテーパ面８ｅとなるようにしても構わない。
【００４７】
また、台座９ａおよび種結晶５が共に円形状である場合について説明したが、これらは必ずしも円形状である必要はなく、正方形などの他の形状であっても構わない。この場合でも、縮径部８ｄに形成された開口部が台座９ａの寸法（つまり台座９ａに備えられる種結晶５の寸法）よりも小さくなるようにすれば良い。
【００４８】
また、上記各実施形態では、加熱容器８を有底円筒状部材としたが底部を有しない単なる中空円筒状部材としても良い。さらに、上記実施形態では、反応容器９を備えた構造としたが、台座９ａのみが備えられるような構造であっても構わない。
【００４９】
また、上記第２実施形態ではテーパ面８ｅを備え、上記第３実施形態では縮径部８ｄの厚みを加熱容器８の中心軸からの距離に応じて変更する場合について説明したが、これらを組み合わせることもできる。
【符号の説明】
【００５０】
１ ＳｉＣ単結晶製造装置
３ 原料ガス
５ 種結晶
６ 真空容器
８ 加熱容器
８ａ ガス導入口
８ｂ 邪魔板
８ｃ 連通孔
８ｄ 縮径部
８ｅ テーパ面
９ 反応容器
１０ 外周壁
１１ パイプ材
１３ 第１加熱装置
１４ 第２加熱装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座（９ａ）に対して炭化珪素単結晶基板にて構成された種結晶（５）を配置し、該種結晶（５）の下方から炭化珪素の原料ガス（３）を供給することにより、前記種結晶（５）の表面に炭化珪素単結晶を成長させる炭化珪素単結晶の製造装置において、
前記台座（９ａ）よりも前記原料ガス（３）の流動経路上流側に配置され、前記原料ガス（３）の加熱を行う加熱容器（８）を備え、
前記加熱容器（８）は、中空円筒状部材を有した構造とされ、該中空円筒状部材の一端側から前記原料ガス（３）を導入すると共に、該中空円筒状部材の他端側から前記原料ガス（３）を導出することで前記種結晶（５）に対して前記原料ガス（３）を供給しており、前記他端側に前記中空円筒状部材の開口径を縮小する縮径部（８ｄ）を備え、該縮径部（８ｄ）の開口部が前記台座（９ａ）の外縁を加熱容器（８）の中心軸方向に投影した領域内にすべて含まれるように構成されていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項２】
前記縮径部（８ｄ）は、前記台座（９ａ）側である前記他端側の面に前記台座（９ａ）に向けて徐々に開口径が拡大するテーパ面（８ｅ）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項３】
前記縮径部（８ｄ）は、前記加熱容器（８）の中心軸方向に向かうほど厚みが薄くされていることを特徴とする請求項１または２に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項４】
前記縮径部（８ｄ）は、該縮径部（８ｄ）の厚みの増加率が前記加熱容器（８）の中心軸から離れるほど小さくされていることを特徴とする請求項３に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項５】
台座（９ａ）に対して炭化珪素単結晶基板にて構成された種結晶（５）を配置し、炭化珪素の原料ガス（３）を下方から供給することで上方に位置する前記種結晶（５）に供給し、前記種結晶（５）の表面に炭化珪素単結晶を成長させる炭化珪素単結晶の製造方法において、
中空円筒状部材を有した構造とされ、該中空円筒状部材の一端側から前記原料ガス（３）を導入すると共に、該原料ガス（３）を加熱したのち前記中空円筒状部材の他端側から前記原料ガス（３）を導出することで前記種結晶（５）に対して供給する加熱容器（８）を前記台座（９ａ）よりも前記原料ガス（３）の流動経路上流側に配置し、該加熱容器（８）に対して、前記他端側に前記中空円筒状部材の開口径を縮小する縮径部（８ｄ）を備え、
前記縮径部（８ｄ）の開口部を通じて前記原料ガス（３）を前記種結晶（５）に供給することで、前記原料ガス（３）の流束が炭化珪素単結晶の成長面上において面内分布を持つようにして前記炭化珪素単結晶を成長させることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項１】
台座（９ａ）に対して炭化珪素単結晶基板にて構成された種結晶（５）を配置し、該種結晶（５）の下方から炭化珪素の原料ガス（３）を供給することにより、前記種結晶（５）の表面に炭化珪素単結晶を成長させる炭化珪素単結晶の製造装置において、
前記台座（９ａ）よりも前記原料ガス（３）の流動経路上流側に配置され、前記原料ガス（３）の加熱を行う加熱容器（８）を備え、
前記加熱容器（８）は、中空円筒状部材を有した構造とされ、該中空円筒状部材の一端側から前記原料ガス（３）を導入すると共に、該中空円筒状部材の他端側から前記原料ガス（３）を導出することで前記種結晶（５）に対して前記原料ガス（３）を供給しており、前記他端側に前記中空円筒状部材の開口径を縮小する縮径部（８ｄ）を備え、該縮径部（８ｄ）の開口部が前記台座（９ａ）の外縁を加熱容器（８）の中心軸方向に投影した領域内にすべて含まれるように構成されていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項２】
前記縮径部（８ｄ）は、前記台座（９ａ）側である前記他端側の面に前記台座（９ａ）に向けて徐々に開口径が拡大するテーパ面（８ｅ）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項３】
前記縮径部（８ｄ）は、前記加熱容器（８）の中心軸方向に向かうほど厚みが薄くされていることを特徴とする請求項１または２に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項４】
前記縮径部（８ｄ）は、該縮径部（８ｄ）の厚みの増加率が前記加熱容器（８）の中心軸から離れるほど小さくされていることを特徴とする請求項３に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項５】
台座（９ａ）に対して炭化珪素単結晶基板にて構成された種結晶（５）を配置し、炭化珪素の原料ガス（３）を下方から供給することで上方に位置する前記種結晶（５）に供給し、前記種結晶（５）の表面に炭化珪素単結晶を成長させる炭化珪素単結晶の製造方法において、
中空円筒状部材を有した構造とされ、該中空円筒状部材の一端側から前記原料ガス（３）を導入すると共に、該原料ガス（３）を加熱したのち前記中空円筒状部材の他端側から前記原料ガス（３）を導出することで前記種結晶（５）に対して供給する加熱容器（８）を前記台座（９ａ）よりも前記原料ガス（３）の流動経路上流側に配置し、該加熱容器（８）に対して、前記他端側に前記中空円筒状部材の開口径を縮小する縮径部（８ｄ）を備え、
前記縮径部（８ｄ）の開口部を通じて前記原料ガス（３）を前記種結晶（５）に供給することで、前記原料ガス（３）の流束が炭化珪素単結晶の成長面上において面内分布を持つようにして前記炭化珪素単結晶を成長させることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１３２０８８（Ｐ２０１１−１３２０８８Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９４８００（Ｐ２００９−２９４８００）
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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