JP7400450B2 - SiC single crystal manufacturing apparatus and SiC single crystal manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、ＳｉＣ単結晶製造装置およびＳｉＣ単結晶の製造方法に関する。 The present invention relates to a SiC single crystal manufacturing apparatus and a SiC single crystal manufacturing method.

炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べて絶縁破壊電界が１桁大きく、バンドギャップが３倍大きい。また、ＳｉＣは、Ｓｉに比べて熱伝導率が３倍程度高い等の特性を有する。そのため、ＳｉＣは、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。 Silicon carbide (SiC) has a dielectric breakdown field one order of magnitude larger and a band gap three times larger than silicon (Si). Furthermore, SiC has characteristics such as a thermal conductivity that is approximately three times higher than that of Si. Therefore, SiC is expected to be applied to power devices, high-frequency devices, high-temperature operation devices, and the like.

ＳｉＣデバイスは、昇華法等で成長させたＳｉＣのバルク単結晶から加工して得られたＳｉＣウェハ上に、化学的気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）等によってデバイスの活性領域となるエピタキシャル層（膜）を形成した、ＳｉＣエピタキシャルウェハを用いて作製される。
なお、本明細書において、ＳｉＣウェハは、ＳｉＣ単結晶インゴットをウェハ状にスライスしたものをいい、ＳｉＣエピタキシャルウェハは、ＳｉＣウェハにエピタキシャル膜を形成したものをいい、ＳｉＣデバイスは、ＳｉＣエピタキシャルウェハに対して素子形成したものをいう。
近年、市場の要求に伴い、ＳｉＣウェハの大口径化が求められている。そのためＳｉＣインゴット自体の大口径化、長尺化の要望も高まっている。 SiC devices are manufactured using chemical vapor deposition (CVD), etc., on a SiC wafer obtained by processing a bulk single crystal of SiC grown by a sublimation method, etc. to form an epitaxial layer that will become the active region of the device. It is manufactured using a SiC epitaxial wafer on which a layer (film) is formed.
Note that in this specification, a SiC wafer refers to a SiC single crystal ingot sliced into wafer shapes, an SiC epitaxial wafer refers to a SiC wafer on which an epitaxial film is formed, and a SiC device refers to a SiC epitaxial wafer. Refers to the device formed on the other hand.
In recent years, in line with market demands, SiC wafers have been required to have larger diameters. Therefore, there is a growing demand for larger diameter and longer SiC ingots.

ＳｉＣ単結晶インゴットを製造する方法の一つとして、昇華法が広く知られている。昇華法は、黒鉛製の坩堝内にＳｉＣ単結晶からなる種結晶を配置し、坩堝を加熱することで坩堝内の原料粉末（原料）から昇華した昇華ガスを種結晶に供給し、種結晶をより大きなＳｉＣ単結晶インゴットへ成長させる方法である。 The sublimation method is widely known as one of the methods for manufacturing SiC single crystal ingots. In the sublimation method, a seed crystal made of a SiC single crystal is placed in a graphite crucible, and by heating the crucible, sublimation gas sublimated from the raw material powder (raw material) in the crucible is supplied to the seed crystal. This is a method of growing a larger SiC single crystal ingot.

坩堝内に収容した原料のＳｉＣは坩堝壁側から加熱されるため坩堝壁側が高温となりやすく、坩堝中心部が低温の温度分布となりやすい。この坩堝内の温度分布は、従来よりも大口径のＳｉＣインゴットを成長するために使用する、大型の坩堝で特に顕著である。 Since the raw material SiC contained in the crucible is heated from the crucible wall side, the temperature distribution tends to be high on the crucible wall side and low temperature in the center of the crucible. This temperature distribution within the crucible is particularly noticeable in large crucibles used to grow SiC ingots with larger diameters than conventional crucibles.

特許文献１には、原料粉末の温度分布を均一にするため、黒鉛を用いた熱伝導体の塊を坩堝内の中央に配置している。熱伝導体の塊を坩堝内の中央に配置することで、熱伝導体からの熱伝導により熱伝導体の周囲で原料が安定に昇華することが記載されている。 In Patent Document 1, in order to make the temperature distribution of the raw material powder uniform, a lump of a thermal conductor using graphite is placed at the center of the crucible. It is described that by arranging a lump of a thermal conductor at the center of the crucible, the raw material is stably sublimated around the thermal conductor due to heat conduction from the thermal conductor.

特開平５－５８７７４号公報Japanese Patent Application Publication No. 5-58774

しかしながら、特許文献１に記載されたＳｉＣ単結晶製造装置では、原料粉末の温度均一性を十分に向上することは出来ない。具体的には、中央部に熱伝導体を配置したことにより、原料粉末の平面視中心から昇華する原料ガスの量はさらに低減する。すなわち、昇華する原料ガスの径方向における均一性を向上することはできない。 However, the SiC single crystal manufacturing apparatus described in Patent Document 1 cannot sufficiently improve the temperature uniformity of the raw material powder. Specifically, by arranging the heat conductor at the center, the amount of raw material gas sublimated from the center of the raw material powder in plan view is further reduced. That is, it is not possible to improve the radial uniformity of the sublimated source gas.

本発明は、上記事情を鑑みてなされ、径方向で均一な速度でＳｉＣ単結晶を成長させることが可能なＳｉＣ単結晶製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a SiC single crystal manufacturing apparatus capable of growing a SiC single crystal at a uniform rate in the radial direction.

本発明者は、鋭意検討の結果、坩堝内に配置される原料のうち、平面視中心よりも外側に位置する原料から昇華された昇華ガスを平面視中心に収束させることで、成長するＳｉＣ単結晶の径方向における均一性が向上することができることを見出した。 As a result of extensive studies, the inventors of the present invention have discovered that by converging the sublimated gas from the raw materials located outside the center in plan view among the raw materials placed in the crucible to the center in plan view, SiC monomers grow. It has been found that the uniformity of the crystal in the radial direction can be improved.

（１）本発明の第１の態様に係るＳｉＣ単結晶製造装置は、下部に原料を配置し、蓋部に種結晶を設置できる坩堝と、前記原料が充填される領域に配置され、前記蓋部へ近づくに従い先細り形状となるテーパー部を有するテーパー部材と、前記坩堝の外側に位置する加熱手段と、を有する。 (1) The SiC single crystal manufacturing apparatus according to the first aspect of the present invention includes a crucible in which a raw material can be placed in a lower part and a seed crystal can be placed in a lid part, and a crucible which is placed in a region to be filled with the raw material and in which a seed crystal can be placed in a lid part. The crucible includes a tapered member having a tapered portion that becomes tapered as it approaches the crucible, and a heating means located outside the crucible.

（２）上記態様に係るＳｉＣ単結晶製造装置において、前記テーパー部材は、前記蓋部側に、円筒形状の円筒部をさらに有していてもよい。 (2) In the SiC single crystal manufacturing apparatus according to the above aspect, the tapered member may further include a cylindrical portion on the lid side.

（３）上記態様に係るＳｉＣ単結晶製造装置において、前記テーパー部材は、前記蓋部に近い第１端部を有し、前記第１端部の平面視における内径は、前記種結晶が設置される台座の平面視における径の２０％以上１２０％以下であってもよい。 (3) In the SiC single crystal manufacturing apparatus according to the above aspect, the tapered member has a first end close to the lid, and the inner diameter of the first end in plan view is such that the seed crystal is installed. The diameter may be 20% or more and 120% or less of the diameter of the pedestal in plan view.

（４）上記態様に係るＳｉＣ単結晶製造装置において、前記テーパー部材は、前記蓋部から離れた第２端部を有し、前記第２端部の平面視における内径は、前記坩堝の平面視における内径の５０％以上１００％以下であってもよい。 (4) In the SiC single crystal manufacturing apparatus according to the above aspect, the tapered member has a second end separated from the lid, and the inner diameter of the second end in plan view is equal to the inner diameter of the crucible in plan view. The inner diameter may be 50% or more and 100% or less of the inner diameter.

（５）上記態様に係るＳｉＣ単結晶製造装置において、前記坩堝の平面視における内径は、２００ｍｍ以上であってもよい。 (5) In the SiC single crystal manufacturing apparatus according to the above aspect, the crucible may have an inner diameter of 200 mm or more in a plan view.

（６）上記態様に係るＳｉＣ単結晶製造装置において、前記坩堝は、その軸方向における大きさよりも前記軸方向に垂直な方向における大きさの方が大きくてもよい。 (6) In the SiC single crystal manufacturing apparatus according to the above aspect, the size of the crucible in the direction perpendicular to the axial direction may be larger than the size in the axial direction.

（７）上記態様に係るＳｉＣ単結晶製造装置は、前記テーパー部材の外側に、前記テーパー部材を囲む円筒部材をさらに有していてもよい。 (7) The SiC single crystal manufacturing apparatus according to the above aspect may further include a cylindrical member surrounding the tapered member on the outside of the tapered member.

（８）上記態様に係るＳｉＣ単結晶製造装置は、前記テーパー部材を複数有し、前記テーパー部材は、それぞれ径が異なり、同心円状に配置されていてもよい。 (8) The SiC single crystal manufacturing apparatus according to the above aspect may include a plurality of the tapered members, and the tapered members may have different diameters and may be arranged concentrically.

（９）本発明の第２の態様に係るＳｉＣ単結晶の製造方法は、第１の態様に係るＳｉＣ単結晶製造装置を用いて、ＳｉＣ単結晶を製造するＳｉＣ単結晶の製造方法であって、前記加熱手段は、前記坩堝の平面視中心の温度が最高温度とならないように加熱し、前記テーパー部材は、昇華されたガスを前記坩堝の平面視中心に収束させる。 (9) A method for manufacturing a SiC single crystal according to a second aspect of the present invention is a method for manufacturing a SiC single crystal, using the SiC single crystal manufacturing apparatus according to the first aspect. The heating means heats the crucible so that the temperature at the center of the crucible in plan view does not reach a maximum temperature, and the tapered member converges the sublimated gas to the center of the crucible in plan view.

上記態様に係るＳｉＣ単結晶製造装置によれば、径方向で均一な速度でＳｉＣ単結晶を成長させることできる。 According to the SiC single crystal manufacturing apparatus according to the above aspect, the SiC single crystal can be grown at a uniform rate in the radial direction.

第１実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置の断面模式図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a SiC single crystal manufacturing apparatus according to a first embodiment. 第１実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置に用いられるテーパー部材の平面模式図である。FIG. 2 is a schematic plan view of a tapered member used in the SiC single crystal manufacturing apparatus according to the first embodiment. 第１実施形態の別の例に係るＳｉＣ単結晶製造装置に用いられるテーパー部材の断面模式図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a tapered member used in a SiC single crystal manufacturing apparatus according to another example of the first embodiment. 第１実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置の別の例の断面模式図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of another example of the SiC single crystal manufacturing apparatus according to the first embodiment. 第２実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置の断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a SiC single crystal manufacturing apparatus according to a second embodiment. 第３実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置の断面模式図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a SiC single crystal manufacturing apparatus according to a third embodiment. 第３実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置に用いられるテーパー部材の平面模式図である。FIG. 7 is a schematic plan view of a tapered member used in a SiC single crystal manufacturing apparatus according to a third embodiment. 第４実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置の断面模式図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a SiC single crystal manufacturing apparatus according to a fourth embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材質、寸法等は一例であって、本発明は、それらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the drawings used in the following explanation, characteristic parts of the present invention may be shown enlarged for convenience in order to make it easier to understand, and the dimensional ratio of each component may differ from the actual one. be. The materials, dimensions, etc. exemplified in the following description are merely examples, and the present invention is not limited thereto, and can be implemented with appropriate changes within the scope of the gist thereof.

＜ＳｉＣ単結晶製造装置＞
本実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置は、下部に原料を配置し、蓋部に種結晶を設置できる坩堝と、前記原料が充填される領域に配置され、前記蓋部へ近づくに従い先細り形状となるテーパー部を有するテーパー部材と、前記坩堝の外側に位置する加熱手段と、を有する。 <SiC single crystal manufacturing equipment>
The SiC single crystal manufacturing apparatus according to the present embodiment includes a crucible in which a raw material can be placed in a lower part and a seed crystal in a lid part, and a crucible which is placed in a region filled with the raw material and has a shape that tapers as it approaches the lid part. and a heating means located outside the crucible.

図１は、本実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置１００の断面模式図である。ＳｉＣ単結晶製造装置１００は、蓋部３ａと下部３ｂとを有する坩堝３と、テーパー部材１と、加熱手段２と、を有する。また、坩堝３の外周には、坩堝３を保温する断熱材（図示略）を有している。図１は、便宜上、蓋部３ａの台座４に種結晶ＳＤが設置され、下部３ｂにＳｉＣ粉末原料である原料Ｇが配置されている様子を示している。また、図１は便宜上、種結晶ＳＤ上に単結晶Ｃを、昇華法により成長させている様子を示している。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a SiC single crystal manufacturing apparatus 100 according to this embodiment. The SiC single crystal manufacturing apparatus 100 includes a crucible 3 having a lid part 3a and a lower part 3b, a taper member 1, and a heating means 2. Further, the outer periphery of the crucible 3 is provided with a heat insulating material (not shown) for keeping the crucible 3 warm. For convenience, FIG. 1 shows a state in which a seed crystal SD is installed on a pedestal 4 of a lid part 3a, and a raw material G, which is a SiC powder raw material, is placed in a lower part 3b. Furthermore, for convenience, FIG. 1 shows how a single crystal C is grown on a seed crystal SD by a sublimation method.

昇華法は、蓋部３ａに台座４を備える坩堝３の台座４上にＳｉＣ単結晶の原料からなる種結晶ＳＤを配置し、坩堝３の下部に原料Ｇを充填し、坩堝３を加熱することで、原料Ｇから昇華するガス（Ｓｉ、Ｓｉ２Ｃ、ＳｉＣ２等）を種結晶ＳＤに供給し、種結晶ＳＤをより大きなＳｉＣ単結晶へ成長させる方法である。図１中には、原料Ｇから昇華するガスの流れの一例が模式的に示されている。 In the sublimation method, a seed crystal SD made of a raw material of SiC single crystal is placed on the pedestal 4 of a crucible 3 having a pedestal 4 on the lid part 3a, the lower part of the crucible 3 is filled with the raw material G, and the crucible 3 is heated. In this method, a gas (Si, Si 2 C, SiC 2, etc.) sublimated from the raw material G is supplied to the seed crystal SD, and the seed crystal SD is grown into a larger SiC single crystal. In FIG. 1, an example of the flow of gas subliming from the raw material G is schematically shown.

（坩堝）
坩堝３は円筒状であり、台座４はその中心軸が円筒状の坩堝３の中心軸に一致するような円柱状の形状で蓋部３ａから下方に向かって突き出ている。台座４の下面に種結晶ＳＤが固定されると、種結晶ＳＤはその中心軸がほぼ円筒状の坩堝３の中心軸に一致することになる。原料Ｇは、坩堝３の下部３ｂに装填されるので、装填された原料Ｇの全体の中心軸が種結晶ＳＤの中心軸にほぼ一致する。 (crucible)
The crucible 3 has a cylindrical shape, and the pedestal 4 has a cylindrical shape such that its center axis coincides with the center axis of the cylindrical crucible 3, and projects downward from the lid portion 3a. When the seed crystal SD is fixed to the lower surface of the pedestal 4, the central axis of the seed crystal SD will substantially coincide with the central axis of the cylindrical crucible 3. Since the raw material G is loaded into the lower part 3b of the crucible 3, the entire central axis of the loaded raw material G substantially coincides with the central axis of the seed crystal SD.

坩堝３は、坩堝３の軸方向における大きさよりも坩堝３の軸方向に垂直な方向における大きさの方が大きい。ここで、軸方向とは、原料Ｇから種結晶ＳＤに向かう方向であり、以下、第１方向と称する場合がある。また軸方向と垂直な方向を、以下、第２方向と称する場合がある。坩堝３の第２方向の長さを坩堝３の第１方向の長さで除した値（アスペクト比）は、１以上である。坩堝３のアスペクト比は、例えば、１．５以上であり、２．０以上でもよい。坩堝３のアスペクト比が大きいほど、本発明の効果が特に得られる。 The size of the crucible 3 in the direction perpendicular to the axial direction of the crucible 3 is larger than the size in the axial direction of the crucible 3. Here, the axial direction is a direction from the raw material G toward the seed crystal SD, and may be hereinafter referred to as the first direction. Further, a direction perpendicular to the axial direction may be hereinafter referred to as a second direction. The value (aspect ratio) obtained by dividing the length of the crucible 3 in the second direction by the length of the crucible 3 in the first direction is 1 or more. The aspect ratio of the crucible 3 is, for example, 1.5 or more, and may be 2.0 or more. The larger the aspect ratio of the crucible 3, the more the effects of the present invention can be particularly obtained.

坩堝３の平面視における内径は、２００ｍｍ以上であることが好ましく、２５０ｍｍ以上であることがより好ましく、３００ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、坩堝３の平面視における内径は、任意に選択することができるが、例えば８００ｍｍ以下であってもよい。 The inner diameter of the crucible 3 in plan view is preferably 200 mm or more, more preferably 250 mm or more, and even more preferably 300 mm or more. Further, the inner diameter of the crucible 3 in plan view can be arbitrarily selected, and may be, for example, 800 mm or less.

坩堝３は、単結晶Ｃを成長する際の高温に耐えることができる材料からなる。坩堝３は、例えば、黒鉛、黒鉛に炭化タンタルを被覆したものである。 The crucible 3 is made of a material that can withstand high temperatures when growing single crystal C. The crucible 3 is, for example, graphite or graphite coated with tantalum carbide.

（テーパー部材）
坩堝３の内部には、テーパー部材１が配置される。テーパー部材１は、原料が充填される領域内に配置され、使用時には原料Ｇ内に挿入される。第１方向において、テーパー部材１の蓋部３ａに近い側の端部を第１端部１ａと称し、蓋部３ａから離れた側の端部を第２端部１ｂと称する。テーパー部材１は蓋部３ａへ近づくに従い先細るテーパー部を有する。図１に示すテーパー部材１は、第２端部１ｂから第１端部１ａまで、蓋部３ａへ近づくに従い連続的に先細る。すなわち、テーパー部材１は、部材全体がテーパー部である。 (Tapered member)
A tapered member 1 is arranged inside the crucible 3. The tapered member 1 is disposed within a region filled with raw material, and is inserted into the raw material G during use. In the first direction, the end of the tapered member 1 closer to the lid 3a is referred to as a first end 1a, and the end farther away from the lid 3a is referred to as a second end 1b. The tapered member 1 has a tapered portion that tapers toward the lid portion 3a. The tapered member 1 shown in FIG. 1 tapers continuously from the second end 1b to the first end 1a as it approaches the lid 3a. That is, the entire member of the tapered member 1 is a tapered portion.

図２は、テーパー部材１の第１方向からの平面視における模式図である。第１方向からの平面視における第１端部１ａの内径および外径はそれぞれ内径Ｗａおよび外径ＷＡである。第１方向からの平面視における第２端部１ｂの内径および外径の大きさはそれぞれ内径Ｗｂおよび外径ＷＢである。第１端部１ａの平面視における内径Ｗａの大きさは第２端部１ｂの平面視における内径Ｗｂの大きさよりも小さい。具体的には、（第２端部１ｂの内径Ｗｂ）／（第１端部１ａの内径Ｗａ）は、１以上であり、１．５であることが好ましく、２であることがより好ましい。また、（第２端部１ｂの内径Ｗｂ）／（第１端部１ａの径内Ｗａ）は、大きすぎると、単結晶Ｃの平面視中心が過剰に成長してしまう恐れがあるため、例えば５以下であってもよい。 FIG. 2 is a schematic plan view of the tapered member 1 from the first direction. The inner diameter and outer diameter of the first end portion 1a in a plan view from the first direction are an inner diameter Wa and an outer diameter WA, respectively. The sizes of the inner diameter and outer diameter of the second end portion 1b in a plan view from the first direction are an inner diameter Wb and an outer diameter WB, respectively. The inner diameter Wa of the first end 1a in a plan view is smaller than the inner diameter Wb of the second end 1b in a plan view. Specifically, (inner diameter Wb of second end 1b)/(inner diameter Wa of first end 1a) is 1 or more, preferably 1.5, and more preferably 2. Furthermore, if (inner diameter Wb of second end 1b)/(inner diameter Wa of first end 1a) is too large, the center of the single crystal C in plan view may grow excessively. It may be 5 or less.

第１端部１ａにおける内径Ｗａは、成長する単結晶Ｃの径の大きさや、坩堝３の大きさ、加熱手段２の配置等に合わせて任意に選択することができるが、台座４の径の大きさＷ４の２０％以上１２０％以下であることが好ましく、５０％以上９０％以下であることがより好ましい。 The inner diameter Wa at the first end 1a can be arbitrarily selected depending on the diameter of the single crystal C to be grown, the size of the crucible 3, the arrangement of the heating means 2, etc. It is preferably 20% or more and 120% or less of the size W4, and more preferably 50% or more and 90% or less.

第２端部１ｂにおける内径Ｗｂは、配置する原料Ｇの量や坩堝３の径の大きさ等に合わせて任意に選択することができるが、坩堝３の平面視における内径の大きさの５０％以上１００％以下であることが好ましく、６０％以上９０％以下であることがより好ましい。 The inner diameter Wb at the second end 1b can be arbitrarily selected according to the amount of raw material G to be placed, the diameter of the crucible 3, etc., but it is 50% of the inner diameter of the crucible 3 in a plan view. It is preferably 100% or less, more preferably 60% or more and 90% or less.

テーパー部材１の厚さは、任意に選択することができるが、例えば１ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、３ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。テーパー部材１は、薄すぎると、昇華したガスが透過してしまう恐れがあるが、上記範囲内であることで、昇華したガスが透過することを抑制する。尚、テーパー部材１の厚さは一様であってもよく、部位ごとに厚さが異なっていてもよい。外径ＷＡおよび外径ＷＢは、内径Ｗａおよび内径Ｗｂの大きさおよびテーパー部材１の厚さにあわせて任意に選択される。 The thickness of the tapered member 1 can be arbitrarily selected, but is preferably 1 mm or more and 30 mm or less, and preferably 3 mm or more and 20 mm or less. If the taper member 1 is too thin, there is a risk that sublimed gas will pass through it, but if it is within the above range, it will suppress the sublimed gas from passing through. Note that the thickness of the tapered member 1 may be uniform or may vary depending on the region. The outer diameter WA and the outer diameter WB are arbitrarily selected according to the sizes of the inner diameter Wa and the inner diameter Wb and the thickness of the tapered member 1.

第２端部１ｂと坩堝３の下部３ｂとの第１方向における距離は、原料Ｇの量などに応じて任意に選択することができるが、例えば、０以上坩堝３の第１方向における高さの１／３の大きさ以下とすることができる。尚、第２端部１ｂと坩堝３の下部３ｂとの距離は、０であってもよい。この場合、テーパー部材１は、坩堝３の一部となる。 The distance between the second end 1b and the lower part 3b of the crucible 3 in the first direction can be arbitrarily selected depending on the amount of raw material G, etc. The size can be reduced to 1/3 or less. Note that the distance between the second end 1b and the lower part 3b of the crucible 3 may be 0. In this case, the tapered member 1 becomes part of the crucible 3.

第１端部１ａにおけるテーパー部材１と第１方向とのなす角度θは、例えば０°以上６０°以下であり、１０°以上５０°以下であることが好ましく、２０°以上４０°以下であることがより好ましい。ここで、角度θは、第１端部１ａにおいてテーパー部材１が蓋部３ａへ近づくに従い先細りとなっている場合に正であり、先拡がりの形状となっている場合に負である。 The angle θ between the tapered member 1 at the first end 1a and the first direction is, for example, 0° or more and 60° or less, preferably 10° or more and 50° or less, and 20° or more and 40° or less. It is more preferable. Here, the angle θ is positive when the tapered member 1 tapers toward the lid portion 3a at the first end 1a, and negative when the tapered member 1 has a shape that widens at the end.

テーパー部材１の材料は、単結晶Ｃを成長する際の高温に耐えることができる材料からなる。テーパー部材１は、例えば、黒鉛、黒鉛に炭化タンタルを被覆したものであり、好ましくは黒鉛である。 The tapered member 1 is made of a material that can withstand high temperatures when growing single crystal C. The tapered member 1 is, for example, graphite or graphite coated with tantalum carbide, preferably graphite.

テーパー部材は、この例に限定されず、部材の一部がテーパー部であればよい。例えば、図３（ａ）～（ｄ）に断面模式図を示すような形状であってもよい。テーパー部材１１は、蓋部３ａ側に位置するテーパー部１１Ｂと下部３ｂ側に位置する円筒部１１Ａとを有する。テーパー部材２１は、蓋部３ａ側に位置する円筒部２１Ａと下部３ｂ側に位置するテーパー部２１Ｂとを有する。テーパー部材３１は、蓋部３ａ側と下部３ｂ側に位置するテーパー部３１Ｂと上下のテーパー部３１Ｂに挟まれている円筒部３１Ａとを有する。テーパー部３１Ｂの数および円筒部３１Ａの数は、図３（ｃ）に示す例に限定されず、任意の数にすることができる。テーパー部材４１は、蓋部３ａ側に位置するテーパー部４１Ｂと下部３ｂ側に位置する拡がり部４１Ａを有する。図３（ａ）～（ｄ）に例を示すテーパー部材は、いずれもテーパー部材１と同様の効果を得ることができる。また、図３（ａ）～（ｄ）において、第１端部および第２端部は、それぞれ、第１方向におけるテーパー部材の蓋部に近い側の端部と蓋部から離れた側の端部である。テーパー部材は、部材全体が同じ材料であってもよく、テーパー部と円筒部、または拡がり部とで異なる材料を用いても良い。テーパー部材１１、２１、３１、４１の厚さはテーパー部材１と同様にすることができる。 The tapered member is not limited to this example, and any part of the member may be a tapered portion. For example, the shape may be as shown in the cross-sectional schematic diagrams of FIGS. 3(a) to 3(d). The tapered member 11 has a tapered part 11B located on the lid part 3a side and a cylindrical part 11A located on the lower part 3b side. The tapered member 21 has a cylindrical portion 21A located on the lid portion 3a side and a tapered portion 21B located on the lower portion 3b side. The tapered member 31 has a tapered part 31B located on the lid part 3a side and the lower part 3b side, and a cylindrical part 31A sandwiched between the upper and lower tapered parts 31B. The number of tapered parts 31B and the number of cylindrical parts 31A are not limited to the example shown in FIG. 3(c), and can be any number. The tapered member 41 has a tapered part 41B located on the lid part 3a side and a widened part 41A located on the lower part 3b side. The tapered members illustrated in FIGS. 3(a) to 3(d) can all achieve the same effects as the tapered member 1. In addition, in FIGS. 3(a) to 3(d), the first end and the second end are the end of the tapered member closer to the lid and the end of the tapered member farther from the lid in the first direction, respectively. Department. The entire tapered member may be made of the same material, or the tapered part and the cylindrical part or the widened part may be made of different materials. The thickness of the tapered members 11, 21, 31, and 41 can be the same as that of the tapered member 1.

また、上述の例では、テーパー部の第１方向における平面視形状は円形であったが、この例に限定されず、平面視形状は任意の形状にすることができる。尚、対称性の観点から、平面視形状は円形であることが好ましい。 Further, in the above example, the shape of the tapered portion in plan view in the first direction is circular, but the shape is not limited to this example, and the shape in plan view can be any shape. In addition, from the viewpoint of symmetry, it is preferable that the shape in plan view is circular.

（加熱手段）
坩堝３の外側には、加熱手段２が位置する。加熱手段２は、公知のものを用いることができる。加熱手段２は、例えば高周波誘導加熱コイルである。コイルに高周波電流を流すことにより磁界が発生し、坩堝３に誘導電流が流れ、坩堝３が１９００℃以上に発熱する。坩堝３内の原料Ｇが加熱されることで、原料Ｇから昇華ガスが発生し、発生した昇華ガスは成長空間Ｋを通って、種結晶ＳＤ上で再結晶化されて、ＳｉＣ単結晶Ｃが成長する。 (Heating means)
A heating means 2 is located outside the crucible 3. As the heating means 2, a known one can be used. The heating means 2 is, for example, a high frequency induction heating coil. A magnetic field is generated by passing a high frequency current through the coil, an induced current flows through the crucible 3, and the crucible 3 generates heat to a temperature of 1900° C. or higher. By heating the raw material G in the crucible 3, sublimation gas is generated from the raw material G, and the generated sublimation gas passes through the growth space K and is recrystallized on the seed crystal SD, resulting in SiC single crystal C. grow up.

図１に示すＳｉＣ単結晶製造装置１００のように坩堝３の外周方向に加熱手段２は配置されていてもよく、図４に断面模式図を示すＳｉＣ単結晶製造装置２００のように坩堝３の下部３ｂの下方に加熱手段１２は、配置されていてもよい。図４に示す加熱手段１２は、中心が坩堝３の平面視中心の下方に位置するように渦上に配置されている。 The heating means 2 may be arranged in the outer peripheral direction of the crucible 3 as in the SiC single crystal manufacturing apparatus 100 shown in FIG. The heating means 12 may be arranged below the lower part 3b. The heating means 12 shown in FIG. 4 is arranged on the vortex so that its center is located below the center of the crucible 3 in plan view.

図１および図４に示す配置のいずれの場合でも、原料Ｇの加熱温度は、領域によってばらついてしまう。具体的には、図１の配置の場合、原料Ｇは平面視中心よりも外側の領域で高温に加熱される。すなわち、坩堝３内において最高温度となる位置は、平面視中心ではなく、平面視外側となる。そのため、原料Ｇから昇華するガスの量は、平面視中心よりも外側の領域で支配的である。また、図４の配置の場合、坩堝３の平面視中心から、内径の半分の位置にドーナツ状（円環状）に高温部が形成される。高温部は、その他の領域と比較し、高温な領域である。すなわち、坩堝３内の平面視中心と平面視外側等、高温部よりも径方向内側あるいは径方向外側の領域が低温となる。そのため、高温部よりも径方向内側および径方向外側における原料Ｇから昇華するガスの量が少ない。従って、テーパー部材を有さない従来のＳｉＣ単結晶製造装置では、平面視中心における原料ガスＧから昇華するガスの量が少なく、径方向で均一な速度でＳｉＣ単結晶を成長させることができない。 In either of the arrangements shown in FIGS. 1 and 4, the heating temperature of the raw material G varies depending on the region. Specifically, in the case of the arrangement shown in FIG. 1, the raw material G is heated to a high temperature in a region outside the center in plan view. That is, the position of the highest temperature in the crucible 3 is not at the center in plan view but at the outer side in plan view. Therefore, the amount of gas sublimed from the raw material G is dominant in the region outside the center in plan view. Further, in the case of the arrangement shown in FIG. 4, a donut-shaped (annular) high-temperature portion is formed at a position half the inner diameter from the center of the crucible 3 in plan view. The high temperature part is a region that is hot compared to other regions. That is, regions radially inner or radially outer than the high-temperature portion, such as the center in plan view and the outside in plan view, in the crucible 3 have a low temperature. Therefore, the amount of gas sublimed from the raw material G in the radially inner and radially outer areas is smaller than in the high temperature section. Therefore, in the conventional SiC single crystal manufacturing apparatus without a tapered member, the amount of gas sublimated from the source gas G at the center in plan view is small, and the SiC single crystal cannot be grown at a uniform rate in the radial direction.

本実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置１００は、坩堝３の下部３ｂにテーパー部材１を有することで、昇華した原料ガスを平面視中心に収束させることが可能である。従って、種結晶ＳＤあるいは単結晶Ｃの径方向に、均一な昇華ガスを提供することができる。すなわち、ＳｉＣ単結晶Ｃの結晶成長速度が径方向で均一になる。また、本実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置１００は、テーパー部材１が坩堝３と独立であり、簡便にガスの流路を制御することができる。
本実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置１００は、大口径のＳｉＣ単結晶を製造する際に特に有利である。本実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置１００は、例えば、８インチ以上のＳｉＣウェハを作製する装置として好ましく用いることができる。 The SiC single crystal manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment has the tapered member 1 in the lower part 3b of the crucible 3, so that the sublimated source gas can be focused on the center in a plan view. Therefore, uniform sublimation gas can be provided in the radial direction of the seed crystal SD or the single crystal C. That is, the crystal growth rate of the SiC single crystal C becomes uniform in the radial direction. Further, in the SiC single crystal manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment, the taper member 1 is independent of the crucible 3, and the gas flow path can be easily controlled.
The SiC single crystal manufacturing apparatus 100 according to this embodiment is particularly advantageous when manufacturing a large diameter SiC single crystal. The SiC single crystal manufacturing apparatus 100 according to this embodiment can be preferably used, for example, as an apparatus for manufacturing SiC wafers of 8 inches or more.

＜ＳｉＣ単結晶の製造方法＞
次いで、本実施形態に係るＳｉＣ単結晶の製造方法を説明する。本実施形態に係るＳｉＣ単結晶の製造方法は、上述のＳｉＣ単結晶製造装置を用いたものである。以下、図１に示すＳｉＣ単結晶製造装置１００を用いた場合を例に説明する。 <Method for manufacturing SiC single crystal>
Next, a method for manufacturing a SiC single crystal according to this embodiment will be explained. The method for manufacturing a SiC single crystal according to this embodiment uses the above-described SiC single crystal manufacturing apparatus. Hereinafter, the case where the SiC single crystal manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 1 is used will be explained as an example.

本実施形態に係るＳｉＣ単結晶の製造方法は、台座４に設置した種結晶ＳＤ上に単結晶Ｃを結晶成長させる結晶成長工程を有する。ＳｉＣ単結晶製造装置１００の坩堝３の下部３ｂにＳｉＣ原料粉末である原料Ｇを投入し、テーパー部材１を配置し、蓋部３ａの台座４に種結晶ＳＤを配置する。ＳｉＣ原料粉末は、公知のＳｉＣ原料を用いることができる。次いで、加熱手段２によって、原料Ｇの温度が１９００℃以上となるように加熱することで、原料Ｇが昇華する。 The method for manufacturing a SiC single crystal according to this embodiment includes a crystal growth step of growing single crystal C on a seed crystal SD placed on a pedestal 4. Raw material G, which is SiC raw material powder, is put into the lower part 3b of the crucible 3 of the SiC single crystal manufacturing apparatus 100, the taper member 1 is placed, and the seed crystal SD is placed on the pedestal 4 of the lid part 3a. As the SiC raw material powder, a known SiC raw material can be used. Next, the raw material G is sublimed by being heated by the heating means 2 so that the temperature of the raw material G becomes 1900° C. or higher.

単結晶Ｃは、原料Ｇから昇華した原料ガスが種結晶ＳＤの表面で再結晶化することで成長する。第１方向からの平面視において、テーパー部材１に覆われる領域に存在する原料が昇華した原料ガスは、テーパー部材１によって、坩堝３の平面視中心に収束され、種結晶ＳＤに向かって供給される。従って、本実施形態に係るＳｉＣ単結晶の製造方法によれば、種結晶ＳＤあるいは単結晶Ｃの径方向に、均一な昇華ガスを提供することができる。すなわち、単結晶Ｃの結晶成長を径方向で均一に行うことができる。 The single crystal C grows by recrystallizing the raw material gas sublimed from the raw material G on the surface of the seed crystal SD. In a plan view from the first direction, the raw material gas sublimated from the raw material present in the region covered by the tapered member 1 is converged by the taper member 1 to the center of the crucible 3 in a plan view, and is supplied toward the seed crystal SD. Ru. Therefore, according to the method for manufacturing a SiC single crystal according to the present embodiment, a uniform sublimation gas can be provided in the radial direction of the seed crystal SD or the single crystal C. That is, the single crystal C can be grown uniformly in the radial direction.

ここまで、第１実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置の具体的な例について詳述した。本発明は、この例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Up to this point, a specific example of the SiC single crystal manufacturing apparatus according to the first embodiment has been described in detail. The present invention is not limited to this example, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention as defined in the claims.

（第２実施形態）
例えば、図５は、第２実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置３００の断面模式図である。第２実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置３００は、テーパー部材の形状が第１実施形態のＳｉＣ単結晶製造装置１００と異なる。第２実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置３００のテーパー部材２１は、蓋部３ａ側に円筒形状の円筒部２１Ａと蓋部３ａ側へ近づくに従い先細るテーパー部２１Ｂとを有する。図５中には、原料Ｇから昇華するガスの流れの一例が模式的に示されている。第１実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置１００と同様の構成については、同様の符号を付し、説明を省略する。 (Second embodiment)
For example, FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a SiC single crystal manufacturing apparatus 300 according to the second embodiment. The SiC single crystal manufacturing apparatus 300 according to the second embodiment differs from the SiC single crystal manufacturing apparatus 100 according to the first embodiment in the shape of the tapered member. The tapered member 21 of the SiC single crystal manufacturing apparatus 300 according to the second embodiment has a cylindrical cylindrical portion 21A on the lid portion 3a side and a tapered portion 21B that tapers toward the lid portion 3a side. In FIG. 5, an example of the flow of gas subliming from the raw material G is schematically shown. Components similar to those of the SiC single crystal manufacturing apparatus 100 according to the first embodiment are given the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

円筒部２１Ａとテーパー部２１Ｂとの第１方向における長さの比は、任意に選択することができる。第１端部２１ａの内径Ｗａと台座４における径の大きさＷ４との比は、第１実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置１００と同様とすることができる。 The ratio of the lengths of the cylindrical portion 21A and the tapered portion 21B in the first direction can be arbitrarily selected. The ratio between the inner diameter Wa of the first end 21a and the diameter W4 of the pedestal 4 can be the same as that of the SiC single crystal manufacturing apparatus 100 according to the first embodiment.

本実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置３００によれば、第１実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置１００と同様の効果を得ることができる。また、テーパー部材２１の円筒部２１Ａにより、昇華ガスの方向成分は、第１方向に制御されるため、昇華ガスをより一層平面視中心に収束することができる。従って、単結晶を径方向で均一に成長させることができる。 According to the SiC single crystal manufacturing apparatus 300 according to the present embodiment, the same effects as the SiC single crystal manufacturing apparatus 100 according to the first embodiment can be obtained. Moreover, since the directional component of the sublimation gas is controlled in the first direction by the cylindrical portion 21A of the taper member 21, the sublimation gas can be further focused on the center in plan view. Therefore, the single crystal can be grown uniformly in the radial direction.

（第３実施形態）
図６は、第３実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置４００の断面模式図である。第３実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置４００は、テーパー部材の数が第１実施形態と異なる。ＳｉＣ単結晶製造装置４００は、２つのテーパー部材１、５１を有する。第１実施形態と同様の構成については、同様の符号を付し説明を省略する。 (Third embodiment)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a SiC single crystal manufacturing apparatus 400 according to the third embodiment. The SiC single crystal manufacturing apparatus 400 according to the third embodiment differs from the first embodiment in the number of tapered members. SiC single crystal manufacturing apparatus 400 has two tapered members 1 and 51. Components similar to those in the first embodiment are given the same reference numerals and description thereof will be omitted.

テーパー部材５１は、第１方向において蓋部３ａに近い第１端部５１ａと第１方向において蓋部３ａから離れた第２端部５１ｂとを有する。テーパー部材５１は蓋部３ａへ近づくに従い先細るテーパー部を有する。テーパー部材５１の第１端部５１ａにおける内径および外径はそれぞれ内径Ｗ５ａおよび外径Ｗ５Ａである。また、第２端部５１ｂにおける内径および外径はそれぞれ内径Ｗ５ｂおよび外径Ｗ５Ｂである。 The tapered member 51 has a first end 51a that is close to the lid 3a in the first direction and a second end 51b that is remote from the lid 3a in the first direction. The tapered member 51 has a tapered portion that tapers toward the lid portion 3a. The inner diameter and outer diameter of the tapered member 51 at the first end 51a are an inner diameter W5a and an outer diameter W5A, respectively. Further, the inner diameter and outer diameter of the second end portion 51b are an inner diameter W5b and an outer diameter W5B, respectively.

テーパー部材５１は、テーパー部材１よりも平面視における径が大きい。図７は、ＳｉＣ単結晶製造装置４００に用いられるテーパー部材１、５１の平面模式図である。テーパー部材１、５１の端部における内径の大きさは、内径Ｗ５ｂ、内径Ｗｂ、内径Ｗ５ａ、内径Ｗａの順に大きい。 The tapered member 51 has a larger diameter than the tapered member 1 in plan view. FIG. 7 is a schematic plan view of the tapered members 1 and 51 used in the SiC single crystal manufacturing apparatus 400. The inner diameters at the end portions of the tapered members 1 and 51 increase in the order of inner diameter W5b, inner diameter Wb, inner diameter W5a, and inner diameter Wa.

内径Ｗ５ｂは、第１実施形態で内径Ｗｂとして記載した範囲と同様とすることができ、内径Ｗ５ａは、第１実施形態で内径Ｗａとして記載した範囲と同様とすることができる。また、テーパー部材５１の第１端部５１ａの内径Ｗ５ａと台座４の径の大きさＷ４との比率および第２端部５１ｂの内径Ｗ５ｂと坩堝３の底面の内径との比率は、第１実施形態のテーパー部材１と同様とすることができる。 The inner diameter W5b can be the same as the range described as the inner diameter Wb in the first embodiment, and the inner diameter W5a can be the same as the range described as the inner diameter Wa in the first embodiment. Further, the ratio between the inner diameter W5a of the first end 51a of the tapered member 51 and the diameter W4 of the pedestal 4, and the ratio between the inner diameter W5b of the second end 51b and the inner diameter of the bottom surface of the crucible 3 are determined according to the first embodiment. It can be made similar to the taper member 1 of the form.

テーパー部材５１の厚さはテーパー部材１の厚さと同様であっても良い。外径Ｗ５Ａおよび外径Ｗ５Ｂは、内径Ｗ５ａおよび内径Ｗ５ｂの大きさおよびテーパー部材５１の厚さにあわせて任意に選択される。 The thickness of the tapered member 51 may be the same as the thickness of the tapered member 1. The outer diameter W5A and the outer diameter W5B are arbitrarily selected according to the sizes of the inner diameter W5a and the inner diameter W5b and the thickness of the tapered member 51.

図６では、テーパー部材の数が２つの場合を例に示したが、テーパー部材の数は任意に選択することができる。 Although FIG. 6 shows an example in which the number of tapered members is two, the number of tapered members can be arbitrarily selected.

本実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置４００は、第１実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置１００と同様の効果を得ることができる。また、テーパー部材１とテーパー部材５１との間の領域の原料が昇華したときの流路を制御することができる。 The SiC single crystal manufacturing apparatus 400 according to the present embodiment can obtain the same effects as the SiC single crystal manufacturing apparatus 100 according to the first embodiment. Furthermore, the flow path when the raw material in the region between the tapered member 1 and the tapered member 51 sublimes can be controlled.

（第４実施形態）
図８は、第４実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置５００の断面模式図である。第４実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置５００は、テーパー部材１の外周方向に、円筒部材６０をさらに備える点が第１実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置１００と異なる。第１実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置１００と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。 (Fourth embodiment)
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a SiC single crystal manufacturing apparatus 500 according to the fourth embodiment. The SiC single crystal manufacturing apparatus 500 according to the fourth embodiment differs from the SiC single crystal manufacturing apparatus 100 according to the first embodiment in that a cylindrical member 60 is further provided in the outer circumferential direction of the tapered member 1. The same components as those of the SiC single crystal manufacturing apparatus 100 according to the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

円筒部材６０は、第１方向に延びる。円筒部材６０は、例えば、テーパー部材１を囲む。円筒部材６０の内径は、テーパー部材１の第２端部１ｂとして記載した範囲と同様とすることができる。 Cylindrical member 60 extends in the first direction. The cylindrical member 60 surrounds the tapered member 1, for example. The inner diameter of the cylindrical member 60 can be the same as the range described as the second end portion 1b of the tapered member 1.

本実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置５００は、第１実施形態に係るＳｉＣ単結晶製造装置１００と同様の効果を得ることができる。また、テーパー部材１と円筒部材６０との間に位置する原料が昇華した際に、外周方向に拡がり、坩堝の側面や蓋部３ａに付着することを抑制できる。堆積物は、欠陥の原因となる。 The SiC single crystal manufacturing apparatus 500 according to the present embodiment can obtain the same effects as the SiC single crystal manufacturing apparatus 100 according to the first embodiment. Further, when the raw material located between the taper member 1 and the cylindrical member 60 sublimes, it can be prevented from spreading in the outer circumferential direction and adhering to the side surface of the crucible or the lid portion 3a. Deposits cause defects.

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications may be made within the scope of the gist of the present invention described within the scope of the claims. It is possible to transform and change.

１、１１、２１、３１、４１、５１：テーパー部材
１ａ、１１ａ、２１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ：第１端部
１ｂ、１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ、４１ｂ、５１ｂ：第２端部
２、１２：加熱手段
３：坩堝
３ａ：蓋部
３ｂ：下部
４：台座
１１Ａ、２１Ａ、３１Ａ：円筒部
１１Ｂ、２１Ｂ、３１Ｂ、４１Ｂ：テーパー部
６０：円筒部材
１００、２００、３００、４００、５００：単結晶製造装置
ＳＤ：種結晶
Ｗ４：台座の径
Ｗａ：第１端部の内径
ＷＡ：第１端部の外径
Ｗｂ：第２端部の内径
ＷＢ：第２端部の外径
Ｋ：成長空間
Ｇ：原料
Ｃ：単結晶 1, 11, 21, 31, 41, 51: Taper member 1a, 11a, 21a, 31a, 41a, 51a: First end 1b, 11b, 21b, 31b, 41b, 51b: Second end 2, 12: Heating means 3: Crucible 3a: Lid part 3b: Lower part 4: Pedestal 11A, 21A, 31A: Cylindrical part 11B, 21B, 31B, 41B: Taper part 60: Cylindrical member 100, 200, 300, 400, 500: Single crystal production Apparatus SD: Seed crystal W4: Diameter of pedestal Wa: Inner diameter of first end WA: Outer diameter of first end Wb: Inner diameter of second end WB: Outer diameter of second end K: Growth space G: Raw material C: single crystal

Claims (9)

下部に原料を配置し、蓋部に種結晶を設置できる坩堝と、
前記原料が充填される領域に配置され、前記蓋部へ近づくに従い先細り形状となるテーパー部を有するテーパー部材と、
前記坩堝の外側に位置する加熱手段と、を有し、
前記テーパー部材は前記原料内に挿入され、前記テーパー部材は前記蓋部に近い第１端部を有し、前記第１端部は前記原料の表面上に露出する、ＳｉＣ単結晶製造装置。 A crucible where raw materials can be placed at the bottom and seed crystals can be placed at the lid.
a tapered member disposed in a region filled with the raw material and having a tapered portion that becomes tapered as it approaches the lid portion;
heating means located outside the crucible ;
The SiC single crystal manufacturing apparatus , wherein the tapered member is inserted into the raw material, the tapered member has a first end close to the lid, and the first end is exposed on the surface of the raw material. 前記テーパー部材は、前記蓋部側に、円筒形状の円筒部をさらに有する、請求項１に記載のＳｉＣ単結晶製造装置。 The SiC single crystal manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the tapered member further includes a cylindrical portion on the lid side. 前記第１端部の平面視における内径は、前記種結晶が設置される台座の平面視における径の２０％以上１２０％以下である、請求項１または２に記載のＳｉＣ単結晶製造装置。 3. The SiC single crystal manufacturing apparatus according to claim 1, wherein an inner diameter of the first end in plan view is 20% or more and 120% or less of a diameter in plan view of the pedestal on which the seed crystal is installed. 前記テーパー部材は、前記蓋部から離れた第２端部を有し、
前記第２端部の平面視における内径は、前記坩堝の平面視における内径の５０％以上１００％以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶製造装置。 The tapered member has a second end remote from the lid,
The SiC single crystal manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the inner diameter of the second end in plan view is 50% or more and 100% or less of the inner diameter of the crucible in plan view. 前記坩堝の平面視における内径は、２００ｍｍ以上である、請求項１～４のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶製造装置。 The SiC single crystal manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the crucible has an inner diameter of 200 mm or more in a plan view. 前記坩堝は、その軸方向における大きさよりも前記軸方向に垂直な方向における大きさの方が大きい、請求項１～５のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶製造装置。 The SiC single crystal manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the size of the crucible in a direction perpendicular to the axial direction is larger than the size in the axial direction. 前記テーパー部材の外側に、前記テーパー部材を囲む円筒部材をさらに有する、請求項１～６のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶製造装置。 The SiC single crystal manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising a cylindrical member surrounding the tapered member on the outside of the tapered member. 前記テーパー部材を複数有し、
複数の前記テーパー部材は、それぞれ径が異なり、同心円状に配置されている、請求項１～６のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶製造装置。 having a plurality of the tapered members,
The SiC single crystal manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of tapered members have different diameters and are arranged concentrically. 請求項１～８のいずれか一項に記載のＳｉＣ単結晶製造装置を用いてＳｉＣ単結晶を製造するＳｉＣ単結晶の製造方法であって、
前記加熱手段は、前記坩堝の平面視中心の温度が最高温度とならないように加熱し、
前記テーパー部材は、昇華された原料ガスを前記坩堝の平面視中心に収束させる、ＳｉＣ単結晶の製造方法。 A method for producing a SiC single crystal, comprising producing a SiC single crystal using the SiC single crystal production apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The heating means heats the crucible so that the temperature at the center of the crucible in plan view does not reach the maximum temperature,
The method for producing a SiC single crystal, wherein the taper member focuses the sublimated raw material gas to the center of the crucible in plan view.
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