[发明专利]SiC单晶生长用坩埚、SiC单晶的制造方法及SiC单晶制造装置

说明书

本发明涉及SiC单晶生长用坩埚和使用了该SiC单晶生长用坩埚的SiC单晶的制造方法及SiC单晶制造装置。本发明的SiC单晶生长用坩埚具备容纳SiC原料的原料容纳部和支承在所述原料容纳部的上方配置的晶种的晶种支承部，所述原料容纳部具有内面朝向下方逐渐变细的缩窄部。

本申请基于2019年1月10日向日本提出申请的日本特愿2019-002576号主张优先权，将其内容援引于此。

技术领域

本发明涉及SiC单晶生长用坩埚和使用了该SiC单晶生长用坩埚的SiC单晶的制造方法及SiC单晶制造装置。

背景技术

碳化硅(SiC)与硅(Si)相比，绝缘击穿电场大一个数量级，带隙为3倍大。另外，SiC具有与Si相比热导率为3倍左右高等特性。因而，期待将SiC应用于功率器件、高频器件、高温工作器件等。

作为制造SiC单晶的方法之一，升华法是为人熟知的。升华法是如下方法：在筒状的坩埚内将SiC原料加热至高温而产生升华气体，使该升华气体在由相对低温的SiC单晶构成的晶种上再结晶化而使SiC单晶生长。在使用了该升华法的SiC单晶的制造中，要求SiC单晶的大口径和/或长尺寸生长，要求坩埚的尺寸的大型化。

在升华法中，一般从外部对坩埚进行加热。因而，坩埚的内部存在具有壁侧为高温且中央部成为低温的温度分布的倾向。在具有这样的温度分布的坩埚的内部，在坩埚的壁侧附近产生的升华气体在坩埚的中央部被冷却而会析出SiC，SiC原料有时无法有效活用。尤其是，在大型坩埚中，壁侧与中央部的温度差容易变大，因此在中央部会容易发生SiC的析出。并且，在坩埚的内部析出的SiC与原来的SiC原料状态不同，在这样的状态下无法作为SiC原料再使用。因而，期望一种能够抑制坩埚的内部的SiC的析出且能够有效活用SiC原料的坩埚。

为了使坩埚内部的SiC原料均匀且稳定地升华，在专利文献1中记载了在坩埚内部的底部的中心设置有热传导体的SiC单晶生长用坩埚。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-58774号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，专利文献1所记载的SiC单晶生长用坩埚由于在坩埚内部设置有热传导体，所以能够在坩埚内部容纳的SiC原料的量变少，难以增大SiC单晶的生长量。即，在专利文献1所记载的SiC单晶生长用坩埚中，难以制造大口径和/或长尺寸生长的SiC单晶。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供即使是能够制造大口径和/或长尺寸生长的SiC单晶的大型尺寸也不易发生坩埚内部的SiC的析出并能够有效利用SiC原料的SiC单晶生长用坩埚和使用了该SiC单晶生长用坩埚的SiC单晶的制造方法及SiC单晶制造装置。

用于解决课题的技术手段

本申请的发明人进行了深入研究，结果发现了，通过在坩埚的容纳SiC原料的原料容纳部设置内面朝向下方逐渐变细的缩窄部，以使加热中心处于缩窄部的范围内的方式加热原料容纳部，即使设为能够制造大口径和/或长尺寸生长的SiC单晶的大型尺寸，也能够提高填充于原料容纳部的SiC原料的中央部的温度，由此不易发生原料容纳部的中央部处的SiC的析出，能够有效利用SiC原料。

即，本发明为了解决上述课题，采用以下的技术方案。

(1)本发明的一个方案的SiC单晶生长用坩埚具备：原料容纳部，用于容纳SiC原料；及晶种支承部，支承在所述原料容纳部的上方配置的晶种，所述原料容纳部具有内面朝向下方逐渐变细的缩窄部。

(2)在上述(1)所述的SiC单晶生长用坩埚中，可以设为所述原料容纳部的所述缩窄部连续地逐渐变细的构成。