JPH05306199A - 炭化ケイ素単結晶製造装置 - Google Patents
炭化ケイ素単結晶製造装置Info
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- JPH05306199A JPH05306199A JP14014392A JP14014392A JPH05306199A JP H05306199 A JPH05306199 A JP H05306199A JP 14014392 A JP14014392 A JP 14014392A JP 14014392 A JP14014392 A JP 14014392A JP H05306199 A JPH05306199 A JP H05306199A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 黒鉛ルツボを使用することなく、高品質の炭
化ケイ素単結晶を昇華法によって製造する。 【構成】 雰囲気ガスが下降流となって流れる成長装置
１０の内部に、結晶成長に先立って素焼結体３３が装着
された焼結体支持具３２を配置する。焼結体３３の上に
は原料粉末ａを落下させる原料供給部２０が設けられて
おり、焼結体３３の周囲にはヒータ３１ａ〜３１ｃが配
置されている。ヒータ３１ａにより供給された粉末原料
が焼結され、ヒータ３１ｂによる加熱で焼結体３３から
発生した昇華ガスｃは、ヒータ３１ｃにより温度制御さ
れた単結晶支持具３７に取り付けている種結晶を起点と
して炭化ケイ素単結晶ｄに成長する。昇華ガスｃの発生
に伴う焼結体３３の消耗量は、供給された原料粉末ａを
焼結体３３の上面で焼結体ｂとすることにより補われ
る。 【効果】 黒鉛ルツボに起因する不純物混入，成長条件
の変動等の問題が無く、高い自由度でサイズを変更する
ことができ、品質特性に優れた炭化ケイ素単結晶が得ら
れる。
化ケイ素単結晶を昇華法によって製造する。 【構成】 雰囲気ガスが下降流となって流れる成長装置
１０の内部に、結晶成長に先立って素焼結体３３が装着
された焼結体支持具３２を配置する。焼結体３３の上に
は原料粉末ａを落下させる原料供給部２０が設けられて
おり、焼結体３３の周囲にはヒータ３１ａ〜３１ｃが配
置されている。ヒータ３１ａにより供給された粉末原料
が焼結され、ヒータ３１ｂによる加熱で焼結体３３から
発生した昇華ガスｃは、ヒータ３１ｃにより温度制御さ
れた単結晶支持具３７に取り付けている種結晶を起点と
して炭化ケイ素単結晶ｄに成長する。昇華ガスｃの発生
に伴う焼結体３３の消耗量は、供給された原料粉末ａを
焼結体３３の上面で焼結体ｂとすることにより補われ
る。 【効果】 黒鉛ルツボに起因する不純物混入，成長条件
の変動等の問題が無く、高い自由度でサイズを変更する
ことができ、品質特性に優れた炭化ケイ素単結晶が得ら
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、口径，長さ等を自由に
変更することが可能で高品質の炭化ケイ素単結晶を製造
する装置に関する。
変更することが可能で高品質の炭化ケイ素単結晶を製造
する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体材料として期待されている炭化ケ
イ素単結晶は、従来から昇華法で製造されている。昇華
法においては、たとえば炭化ケイ素の原料粉末を収容し
た黒鉛ルツボの蓋に、原料粉末と対向させて種結晶を取
り付ける。２０００〜２４００℃に加熱すると、黒鉛ル
ツボ内の原料粉末が昇華する。昇華した炭化ケイ素は、
種結晶の結晶方位に揃った方位で種結晶上に成長し、単
結晶として育成される。
イ素単結晶は、従来から昇華法で製造されている。昇華
法においては、たとえば炭化ケイ素の原料粉末を収容し
た黒鉛ルツボの蓋に、原料粉末と対向させて種結晶を取
り付ける。２０００〜２４００℃に加熱すると、黒鉛ル
ツボ内の原料粉末が昇華する。昇華した炭化ケイ素は、
種結晶の結晶方位に揃った方位で種結晶上に成長し、単
結晶として育成される。
【０００３】また、底部又は上部に種結晶を取り付けた
黒鉛ルツボの内部に多孔質の黒鉛製中空円筒を配置し、
黒鉛ルツボの内壁面と中空円筒との間に炭化ケイ素原料
粉末を充填することもある。この場合、高温加熱によっ
て原料粉末から昇華した炭化ケイ素ガスは、中空円筒を
透過し、黒鉛ルツボの底部又は上部の種結晶の上に到達
する。そして、同様に種結晶に結晶方位を揃えた単結晶
が成長する。
黒鉛ルツボの内部に多孔質の黒鉛製中空円筒を配置し、
黒鉛ルツボの内壁面と中空円筒との間に炭化ケイ素原料
粉末を充填することもある。この場合、高温加熱によっ
て原料粉末から昇華した炭化ケイ素ガスは、中空円筒を
透過し、黒鉛ルツボの底部又は上部の種結晶の上に到達
する。そして、同様に種結晶に結晶方位を揃えた単結晶
が成長する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】昇華法に使用される黒
鉛ルツボの材料としては、炭化ケイ素単結晶の汚染を防
止するため高品質の黒鉛が使用されている。しかしなが
ら、現在入手可能な黒鉛は、高品質のものでも約５ｐｐ
ｍ程度の不純物が含まれている。この不純物は、ルツボ
壁面から昇華し、炭化ケイ素単結晶に混入する。不純物
が混入した炭化ケイ素単結晶は、半導体デバイスとして
使用したときに機能が満足されなかったり、劣化を発生
させる原因となる。
鉛ルツボの材料としては、炭化ケイ素単結晶の汚染を防
止するため高品質の黒鉛が使用されている。しかしなが
ら、現在入手可能な黒鉛は、高品質のものでも約５ｐｐ
ｍ程度の不純物が含まれている。この不純物は、ルツボ
壁面から昇華し、炭化ケイ素単結晶に混入する。不純物
が混入した炭化ケイ素単結晶は、半導体デバイスとして
使用したときに機能が満足されなかったり、劣化を発生
させる原因となる。
【０００５】ルツボ材料の不純物が単結晶に混入する過
程は、次のように考えられている。高温加熱によって炭
化ケイ素原料粉末から昇華した炭化ケイ素は、必ずしも
化学量論的な組成をとらず、Ｓｉ，Ｓｉ2 ，Ｃ，ＳｉＣ
2 ，Ｓｉ2 Ｃ，ＳｉＣ等が混在したガス組成をもつ。そ
して、これらガス成分が互いに反応してＳｉＣガスとな
り、炭化ケイ素単結晶の成長に消費される。Ｓｉ，Ｓｉ
2 ，Ｃ，ＳｉＣ2 ，Ｓｉ2 Ｃ等のガス成分は、黒鉛ルツ
ボのＣとも反応する。この反応の際、黒鉛ルツボの不純
物も同時に昇華ガスに混入し、成長中の炭化ケイ素単結
晶に取り込まれる。
程は、次のように考えられている。高温加熱によって炭
化ケイ素原料粉末から昇華した炭化ケイ素は、必ずしも
化学量論的な組成をとらず、Ｓｉ，Ｓｉ2 ，Ｃ，ＳｉＣ
2 ，Ｓｉ2 Ｃ，ＳｉＣ等が混在したガス組成をもつ。そ
して、これらガス成分が互いに反応してＳｉＣガスとな
り、炭化ケイ素単結晶の成長に消費される。Ｓｉ，Ｓｉ
2 ，Ｃ，ＳｉＣ2 ，Ｓｉ2 Ｃ等のガス成分は、黒鉛ルツ
ボのＣとも反応する。この反応の際、黒鉛ルツボの不純
物も同時に昇華ガスに混入し、成長中の炭化ケイ素単結
晶に取り込まれる。
【０００６】ルツボ材料のＣが昇華することによって、
黒鉛ルツボ自体も消耗し、ルツボ構造，ルツボ壁の厚み
等に形状変化が生じる。この形状変化は、黒鉛ルツボの
長手方向に沿った温度勾配に影響を与える。その結果、
成長条件が黒鉛ルツボの形状変化に伴って変動し、得ら
れる炭化ケイ素単結晶の均質性を低下させる。
黒鉛ルツボ自体も消耗し、ルツボ構造，ルツボ壁の厚み
等に形状変化が生じる。この形状変化は、黒鉛ルツボの
長手方向に沿った温度勾配に影響を与える。その結果、
成長条件が黒鉛ルツボの形状変化に伴って変動し、得ら
れる炭化ケイ素単結晶の均質性を低下させる。
【０００７】また、黒鉛ルツボを昇華法に使用すること
から、ルツボの大きさ，ルツボに収容可能な炭化ケイ素
原料粉末の量等に制約が加わる。この制約から、黒鉛ル
ツボを使用した昇華法によるとき、約３０ｍｍの直径及
び約２０ｍｍの長さが限界であり、それ以上のサイズを
もつ炭化ケイ素単結晶を製造できない現状である。しか
し、半導体材料として炭化ケイ素単結晶を使用するに当
り、歩留り向上の面から大口径且つ長尺の単結晶が必要
とされる。この点、従来の昇華法によって製造されてい
る炭化ケイ素単結晶は、この要求に十分応えるに足る口
径をもっていない。そのため、炭化ケイ素単結晶は、半
導体材料として本格的に実用化されていない。
から、ルツボの大きさ，ルツボに収容可能な炭化ケイ素
原料粉末の量等に制約が加わる。この制約から、黒鉛ル
ツボを使用した昇華法によるとき、約３０ｍｍの直径及
び約２０ｍｍの長さが限界であり、それ以上のサイズを
もつ炭化ケイ素単結晶を製造できない現状である。しか
し、半導体材料として炭化ケイ素単結晶を使用するに当
り、歩留り向上の面から大口径且つ長尺の単結晶が必要
とされる。この点、従来の昇華法によって製造されてい
る炭化ケイ素単結晶は、この要求に十分応えるに足る口
径をもっていない。そのため、炭化ケイ素単結晶は、半
導体材料として本格的に実用化されていない。
【０００８】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、焼結・昇華帯と結晶成長帯とをシ
リーズに設けることにより、製造可能なサイズに制約を
受ける黒鉛ルツボを使用することなく、高品質の炭化ケ
イ素単結晶を製造することを目的とする。
出されたものであり、焼結・昇華帯と結晶成長帯とをシ
リーズに設けることにより、製造可能なサイズに制約を
受ける黒鉛ルツボを使用することなく、高品質の炭化ケ
イ素単結晶を製造することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の炭化ケイ素単結
晶製造装置は、その目的を達成するため、雰囲気ガスが
下降流となって流れる成長装置と、該成長装置の内部に
配置され、予め炭化ケイ素焼結体が装着される焼結体支
持具と、前記炭化ケイ素焼結体の上に原料粉末を落下さ
せる原料供給部と、前記炭化ケイ素焼結体の上に落下し
た原料粉末を焼結させるヒータと、前記炭化ケイ素焼結
体の下面から昇華ガスを発生させるヒータと、前記炭化
ケイ素焼結体の下方に配置され、結晶成長温度を制御す
るヒータと、前記昇華ガスから成長した単結晶を支持す
る単結晶支持具とを備え、昇華ガスの発生に伴って消耗
する前記焼結体の消耗分を供給された前記原料粉末の焼
結によって補うことを特徴とする。
晶製造装置は、その目的を達成するため、雰囲気ガスが
下降流となって流れる成長装置と、該成長装置の内部に
配置され、予め炭化ケイ素焼結体が装着される焼結体支
持具と、前記炭化ケイ素焼結体の上に原料粉末を落下さ
せる原料供給部と、前記炭化ケイ素焼結体の上に落下し
た原料粉末を焼結させるヒータと、前記炭化ケイ素焼結
体の下面から昇華ガスを発生させるヒータと、前記炭化
ケイ素焼結体の下方に配置され、結晶成長温度を制御す
るヒータと、前記昇華ガスから成長した単結晶を支持す
る単結晶支持具とを備え、昇華ガスの発生に伴って消耗
する前記焼結体の消耗分を供給された前記原料粉末の焼
結によって補うことを特徴とする。
【００１０】
【作 用】本発明の炭化ケイ素単結晶製造装置において
は、焼結・昇華帯で炭化ケイ素焼結体を生成させ昇華さ
せる。得られた昇華ガスを、結晶成長帯で単結晶に成長
させる。そのため、従来の昇華法にみられた黒鉛ルツボ
に起因する製造上及び製品上での問題が無くなり、しか
も口径及び長さ共に自由度が大きく品質安定性に優れた
炭化ケイ素単結晶が製造される。
は、焼結・昇華帯で炭化ケイ素焼結体を生成させ昇華さ
せる。得られた昇華ガスを、結晶成長帯で単結晶に成長
させる。そのため、従来の昇華法にみられた黒鉛ルツボ
に起因する製造上及び製品上での問題が無くなり、しか
も口径及び長さ共に自由度が大きく品質安定性に優れた
炭化ケイ素単結晶が製造される。
【００１１】以下、図面を参照しながら、本発明を具体
的に説明する。この炭化ケイ素単結晶製造装置は、図１
に示すように成長装置１０の内部を原料供給部２０及び
結晶成長部３０で構成する。成長装置１０は、各種操作
のための操作パネルを備えた架台１１で支持されてい
る。
的に説明する。この炭化ケイ素単結晶製造装置は、図１
に示すように成長装置１０の内部を原料供給部２０及び
結晶成長部３０で構成する。成長装置１０は、各種操作
のための操作パネルを備えた架台１１で支持されてい
る。
【００１２】成長装置１０の上方には、原料粉末フィー
ダ２１から原料粉末を成長装置１０内部に送り込む原料
供給管２２が開口している。また、Ａｒガスを成長装置
１０の内部に送り込むガス供給管２３も、成長装置１０
の上部に開口している。ガス供給管２３には、流量調整
弁２３ａが組み込まれている。ガス供給管２３から送り
込まれたＡｒガスは、原料粉末の焼結時、焼結体の昇華
時及び結晶成長時の雰囲気ガスとなる。
ダ２１から原料粉末を成長装置１０内部に送り込む原料
供給管２２が開口している。また、Ａｒガスを成長装置
１０の内部に送り込むガス供給管２３も、成長装置１０
の上部に開口している。ガス供給管２３には、流量調整
弁２３ａが組み込まれている。ガス供給管２３から送り
込まれたＡｒガスは、原料粉末の焼結時、焼結体の昇華
時及び結晶成長時の雰囲気ガスとなる。
【００１３】製造される炭化ケイ素単結晶にｎ型，ｐ型
等の特性をもたせるため、Ｎ2 ，Ａｌ (ＣＨ3)3 等のド
ーピングガスを成長装置１０の内部に送り込むドーピン
グガス供給管２４，２５が成長装置１０の上部に開口し
ている。ドーピングガス供給管２４，２５にも、制御さ
れた流量でドーピングガスを供給するため流量調整弁２
４ａ，２５ａがそれぞれ組み込まれている。
等の特性をもたせるため、Ｎ2 ，Ａｌ (ＣＨ3)3 等のド
ーピングガスを成長装置１０の内部に送り込むドーピン
グガス供給管２４，２５が成長装置１０の上部に開口し
ている。ドーピングガス供給管２４，２５にも、制御さ
れた流量でドーピングガスを供給するため流量調整弁２
４ａ，２５ａがそれぞれ組み込まれている。
【００１４】成長装置１０の下部に圧力調整用の排気管
２６が接続され、排気管２６に排気弁２６ａが組み込ま
れている。成長装置１０の内部圧力は、流量調整弁２３
ａ及び排気弁２６ａの開閉によって調節される。そし
て、成長装置１０の内部に、上方から下方に向かったガ
スの流れが形成される。
２６が接続され、排気管２６に排気弁２６ａが組み込ま
れている。成長装置１０の内部圧力は、流量調整弁２３
ａ及び排気弁２６ａの開閉によって調節される。そし
て、成長装置１０の内部に、上方から下方に向かったガ
スの流れが形成される。
【００１５】成長装置１０の内部上方にある原料供給部
２０は、ダクト２７を備えている。ダクト２７は、成長
装置１０の上部に位置する大径部２７ａから下方に向け
て断面積が小さくなる縮径部２７ｂを備えている。ダク
ト２７を取り巻く成長装置１０の外壁１２には、断熱材
１３がライニングされている。
２０は、ダクト２７を備えている。ダクト２７は、成長
装置１０の上部に位置する大径部２７ａから下方に向け
て断面積が小さくなる縮径部２７ｂを備えている。ダク
ト２７を取り巻く成長装置１０の外壁１２には、断熱材
１３がライニングされている。
【００１６】結晶成長部３０は、雰囲気温度を一定に保
持する円筒状のヒータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃを備えて
いる。ヒータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃの内側に、焼結体
支持具３２が立設されている。焼結体支持具３２には、
単結晶成長に先立って、予め用意された焼結体３３が配
置される。この部分が、粉末焼結帯３４となる。
持する円筒状のヒータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃを備えて
いる。ヒータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃの内側に、焼結体
支持具３２が立設されている。焼結体支持具３２には、
単結晶成長に先立って、予め用意された焼結体３３が配
置される。この部分が、粉末焼結帯３４となる。
【００１７】焼結体３３を一旦配置すると、結晶成長に
伴って焼結反応も同時に進行するので、新たな焼結体を
別途チャージする必要はない。すなわち、原料粉末フィ
ーダ２１からダクト２７を経て送られてきた原料粉末ａ
が焼結体３３の上に堆積し焼結され、焼結体ｂとなる。
また、粉末焼結帯３４の下部が昇華帯３５となってお
り、この部分で焼結体３３の下部が更に加熱され、結晶
成長に使用される昇華ガスｃが発生する。そのため、新
しく生成した焼結体ｂにより、焼結体３３から昇華ガス
ｃとして消耗する分が補償される。
伴って焼結反応も同時に進行するので、新たな焼結体を
別途チャージする必要はない。すなわち、原料粉末フィ
ーダ２１からダクト２７を経て送られてきた原料粉末ａ
が焼結体３３の上に堆積し焼結され、焼結体ｂとなる。
また、粉末焼結帯３４の下部が昇華帯３５となってお
り、この部分で焼結体３３の下部が更に加熱され、結晶
成長に使用される昇華ガスｃが発生する。そのため、新
しく生成した焼結体ｂにより、焼結体３３から昇華ガス
ｃとして消耗する分が補償される。
【００１８】結晶成長部３０の下部が結晶成長帯３６と
なっている。結晶成長帯３６には、単結晶支持具３７が
設けられている。単結晶支持具３７は、成長装置１０の
底壁を貫通する回転軸３８で回転可能に支持されてい
る。回転軸３８は、架台１１から水平方向に突出した昇
降ロッド３９に接続されている。これにより、単結晶支
持具３７は、結晶成長帯３６で回転可能及び上下動可能
になる。単結晶の成長に対応した単結晶支持具３７の回
転及び降下は、架台１１に設けた操作パネルで制御され
る。
なっている。結晶成長帯３６には、単結晶支持具３７が
設けられている。単結晶支持具３７は、成長装置１０の
底壁を貫通する回転軸３８で回転可能に支持されてい
る。回転軸３８は、架台１１から水平方向に突出した昇
降ロッド３９に接続されている。これにより、単結晶支
持具３７は、結晶成長帯３６で回転可能及び上下動可能
になる。単結晶の成長に対応した単結晶支持具３７の回
転及び降下は、架台１１に設けた操作パネルで制御され
る。
【００１９】原料粉末フィーダ２１から原料供給管２２
を経て原料供給部２０に供給された原料粉末ａは、昇温
しながらダクト２７内を降下し、焼結体３３の上に落下
する。落下した原料粉末ａは、ヒータ３１ａで加熱・焼
結され、焼結体３３を補充する焼結体ｂとなる。更に、
ヒータ３１ｂで加熱されている焼結体３３は、その下面
から昇華ガスｃを放出する。昇華ガスｃは、成長装置１
０の内部を下向きに流れている雰囲気ガスの流れに乗っ
て流下し、結晶成長帯３６に達する。昇華ガスｃは、一
定圧力下でヒータ３１ｃにより設定温度に維持された条
件下で、単結晶支持具３７に取り付けている種結晶の上
に成長し、炭化ケイ素単結晶ｄとなる。炭化ケイ素単結
晶ｄの成長速度に応じて、結晶成長条件が一定に維持さ
れるように、単結晶支持具３７の回転速度及び降下速度
を制御する。
を経て原料供給部２０に供給された原料粉末ａは、昇温
しながらダクト２７内を降下し、焼結体３３の上に落下
する。落下した原料粉末ａは、ヒータ３１ａで加熱・焼
結され、焼結体３３を補充する焼結体ｂとなる。更に、
ヒータ３１ｂで加熱されている焼結体３３は、その下面
から昇華ガスｃを放出する。昇華ガスｃは、成長装置１
０の内部を下向きに流れている雰囲気ガスの流れに乗っ
て流下し、結晶成長帯３６に達する。昇華ガスｃは、一
定圧力下でヒータ３１ｃにより設定温度に維持された条
件下で、単結晶支持具３７に取り付けている種結晶の上
に成長し、炭化ケイ素単結晶ｄとなる。炭化ケイ素単結
晶ｄの成長速度に応じて、結晶成長条件が一定に維持さ
れるように、単結晶支持具３７の回転速度及び降下速度
を制御する。
【００２０】このように、新たに供給される原料粉末ａ
から生成する焼結体ｂで焼結体３３の消耗を補償しなが
ら、炭化ケイ素単結晶ｄを成長させるとき、従来の昇華
法における黒鉛ルツボに起因する製造面，品質面での問
題を回避できる。また、育成される炭化ケイ素単結晶ｄ
のサイズは、専ら焼結体支持具３２や単結晶支持具３７
等の機器による制約を受けるのみであり、高い自由度で
ニーズに応じた口径及び長さをもつ単結晶が製造され
る。
から生成する焼結体ｂで焼結体３３の消耗を補償しなが
ら、炭化ケイ素単結晶ｄを成長させるとき、従来の昇華
法における黒鉛ルツボに起因する製造面，品質面での問
題を回避できる。また、育成される炭化ケイ素単結晶ｄ
のサイズは、専ら焼結体支持具３２や単結晶支持具３７
等の機器による制約を受けるのみであり、高い自由度で
ニーズに応じた口径及び長さをもつ単結晶が製造され
る。
【００２１】
【実施例】単結晶の成長に先立って、焼結体３３を焼結
体支持具３２で支持し粉末焼結帯３４及び昇華帯３５に
配置した。Ａｒガスをガス供給管２３から成長装置１０
内に送り込み、成長装置１０の内部雰囲気をＡｒガスに
置換した。そして、成長装置１０の雰囲気圧を１０-2ト
ールまで減圧した。この操作を５回繰り返すことによっ
て、成長装置１０内の不純物を除去した。
体支持具３２で支持し粉末焼結帯３４及び昇華帯３５に
配置した。Ａｒガスをガス供給管２３から成長装置１０
内に送り込み、成長装置１０の内部雰囲気をＡｒガスに
置換した。そして、成長装置１０の雰囲気圧を１０-2ト
ールまで減圧した。この操作を５回繰り返すことによっ
て、成長装置１０内の不純物を除去した。
【００２２】次いで、Ａｒガス及びＮ2 ガスをそれぞれ
１リットル／分及び０．０１リットル／分の流量で成長
装置１０内に導入し、粉末焼結帯３４を温度２０００℃
に、昇華帯３５を温度２２００〜２４００℃に、結晶成
長帯３６を温度２０００〜２２００℃に維持した。原料
粉末ａとしては、平均粒径２００μｍ及び純度９９．９
％のＳｉＣを使用し、流量１０ｇ／分で成長装置１０内
に送り込んだ。
１リットル／分及び０．０１リットル／分の流量で成長
装置１０内に導入し、粉末焼結帯３４を温度２０００℃
に、昇華帯３５を温度２２００〜２４００℃に、結晶成
長帯３６を温度２０００〜２２００℃に維持した。原料
粉末ａとしては、平均粒径２００μｍ及び純度９９．９
％のＳｉＣを使用し、流量１０ｇ／分で成長装置１０内
に送り込んだ。
【００２３】この条件下で原料粉末ａを焼結しながら、
炭化ケイ素単結晶ｄを育成した。炭化ケイ素単結晶ｄの
成長に伴って、単結晶支持具３７を１０ｒ．ｐ．ｍ．の
速度で回転させながら４ｍｍ／時の速度で降下させた。
このようにして、長さ３０ｍｍの炭化ケイ素単結晶ｄを
得た。炭化ケイ素単結晶ｄの口径は、単結晶支持具３７
の面積に応じて自由に変えることができた。
炭化ケイ素単結晶ｄを育成した。炭化ケイ素単結晶ｄの
成長に伴って、単結晶支持具３７を１０ｒ．ｐ．ｍ．の
速度で回転させながら４ｍｍ／時の速度で降下させた。
このようにして、長さ３０ｍｍの炭化ケイ素単結晶ｄを
得た。炭化ケイ素単結晶ｄの口径は、単結晶支持具３７
の面積に応じて自由に変えることができた。
【００２４】得られた炭化ケイ素単結晶ｄは、ドーピン
グガスとしてＮ2 ガスを使用していることから、ｎ型の
特性を呈した。この炭化ケイ素単結晶ｄには、従来の黒
鉛ルツボを使用した昇華法にみられた不純物の混入が検
出されなかった。
グガスとしてＮ2 ガスを使用していることから、ｎ型の
特性を呈した。この炭化ケイ素単結晶ｄには、従来の黒
鉛ルツボを使用した昇華法にみられた不純物の混入が検
出されなかった。
【００２５】Ｎ2 ガスに代えＡｌ (ＣＨ3)3 ガスをドー
ピングガスとして使用する他は、同じ条件下で炭化ケイ
素単結晶を育成した。Ａｌ (ＣＨ3)3 ガスは、ドーピン
グガス供給管２５から０．０１リットル／分の流量で成
長装置１０の内部に送り込んだ。得られた炭化ケイ素単
結晶は、ｐ型の特性をもち、品質特性の優れたものであ
った。
ピングガスとして使用する他は、同じ条件下で炭化ケイ
素単結晶を育成した。Ａｌ (ＣＨ3)3 ガスは、ドーピン
グガス供給管２５から０．０１リットル／分の流量で成
長装置１０の内部に送り込んだ。得られた炭化ケイ素単
結晶は、ｐ型の特性をもち、品質特性の優れたものであ
った。
【００２６】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、成長装置の内部で原料粉末の焼結及び昇華を行いな
がら炭化ケイ素単結晶を成長させている。そのため、従
来の昇華法で使用されていた黒鉛ルツボに起因する不純
物の混入や、黒鉛ルツボの形状変化に伴う単結晶成長条
件の変動が無く、安定した成長条件下で高品質の炭化ケ
イ素単結晶を育成することができる。また、得られる炭
化ケイ素単結晶のサイズを制約する要因が無いため、大
口径，長尺の炭化ケイ素単結晶であっても同様の条件下
で育成することが可能となる。そのため、得られた炭化
ケイ素単結晶を半導体材料として使用するとき、高品質
の半導体デバイスを歩留り良く作製することができる。
は、成長装置の内部で原料粉末の焼結及び昇華を行いな
がら炭化ケイ素単結晶を成長させている。そのため、従
来の昇華法で使用されていた黒鉛ルツボに起因する不純
物の混入や、黒鉛ルツボの形状変化に伴う単結晶成長条
件の変動が無く、安定した成長条件下で高品質の炭化ケ
イ素単結晶を育成することができる。また、得られる炭
化ケイ素単結晶のサイズを制約する要因が無いため、大
口径，長尺の炭化ケイ素単結晶であっても同様の条件下
で育成することが可能となる。そのため、得られた炭化
ケイ素単結晶を半導体材料として使用するとき、高品質
の半導体デバイスを歩留り良く作製することができる。
【図１】 本発明に従った炭化ケイ素単結晶製造装置
１０ 成長装置 ２０ 原料供給部 ３０
結晶成長部 ３１ ヒータ ３２ 焼結体支持具 ３３
焼結体 ３４ 粉末焼結帯 ３５ 昇華帯 ３６
結晶成長帯 ３７ 単結晶支持具 ３８ 回転軸 ａ 原
料粉末 ｂ 原料粉末から形成された焼結体 ｃ 昇
華ガス ｄ 炭化ケイ素単結晶
結晶成長部 ３１ ヒータ ３２ 焼結体支持具 ３３
焼結体 ３４ 粉末焼結帯 ３５ 昇華帯 ３６
結晶成長帯 ３７ 単結晶支持具 ３８ 回転軸 ａ 原
料粉末 ｂ 原料粉末から形成された焼結体 ｃ 昇
華ガス ｄ 炭化ケイ素単結晶
Claims (1)
- 【請求項１】 雰囲気ガスが下降流となって流れる成長
装置と、該成長装置の内部に配置され、予め炭化ケイ素
焼結体が装着される焼結体支持具と、前記炭化ケイ素焼
結体の上に原料粉末を落下させる原料供給部と、前記炭
化ケイ素焼結体の上に落下した原料粉末を焼結させるヒ
ータと、前記炭化ケイ素焼結体の下面から昇華ガスを発
生させるヒータと、前記炭化ケイ素焼結体の下方に配置
され、結晶成長温度を制御するヒータと、前記昇華ガス
から成長した単結晶を支持する単結晶支持具とを備え、
昇華ガスの発生に伴って消耗する前記焼結体の消耗分を
供給された前記原料粉末の焼結によって補うことを特徴
とする炭化ケイ素単結晶製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14014392A JPH05306199A (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 炭化ケイ素単結晶製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14014392A JPH05306199A (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 炭化ケイ素単結晶製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05306199A true JPH05306199A (ja) | 1993-11-19 |
Family
ID=15261875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14014392A Withdrawn JPH05306199A (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 炭化ケイ素単結晶製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05306199A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980031986A (ko) * | 1996-10-31 | 1998-07-25 | 이형도 | 기상결정성장법에 의한 단결정 제조장치 |
| KR100416736B1 (ko) * | 1996-10-31 | 2004-03-19 | 삼성전기주식회사 | 기상결정성장법에 의한 단결정 제조방법 |
| JP2008169111A (ja) * | 2008-01-28 | 2008-07-24 | Showa Denko Kk | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
| CN102776558A (zh) * | 2012-07-30 | 2012-11-14 | 新疆天科合达蓝光半导体有限公司 | 一种籽晶杆提拉定位器 |
| JP2017124967A (ja) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 台州市一能科技有限公司 | 昇華法を用いて炭化珪素結晶体を高速に製造する装置とその方法 |
| JP2021014385A (ja) * | 2019-07-12 | 2021-02-12 | 住友電気工業株式会社 | ４ｈ炭化珪素単結晶の製造方法 |
| EP3922762A4 (en) * | 2020-04-14 | 2022-01-05 | Meishan Boya Advanced Materials Co., Ltd. | METHODS AND DEVICES FOR CRYSTAL GROWING |
| CN115261977A (zh) * | 2022-08-04 | 2022-11-01 | 福建北电新材料科技有限公司 | 碳化硅预处理方法和装置 |
-
1992
- 1992-04-30 JP JP14014392A patent/JPH05306199A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US11926922B2 (en) | 2020-04-14 | 2024-03-12 | Meishan Boya Advanced Materials Co., Ltd. | Methods for crystal growth by replacing a sublimated target source material with a candidate source material |
| US12486595B2 (en) | 2020-04-14 | 2025-12-02 | Meishan Boya Advanced Materials Co., Ltd. | Methods for crystal growth by replacing a sublimated target source material with a candidate source material |
| CN115261977A (zh) * | 2022-08-04 | 2022-11-01 | 福建北电新材料科技有限公司 | 碳化硅预处理方法和装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990706 |