[发明专利]SiC单晶的制造装置以及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及SiC单晶的制造装置以及制造方法，具体是涉及在利用溶液生长法制造SiC单晶中所使用的制造装置以及利用溶液生长法制造SiC单晶的制造方法。

背景技术

作为SiC单晶的制造方法，有溶液生长法。在溶液生长法中，将由SiC单晶构成的SiC晶种浸渍在Si－C溶液中。在此，Si－C溶液是指在Si或者Si合金的熔液中溶解碳(C)而成的溶液。而且，在Si－C溶液中，使SiC晶种的附近部分形成为过冷状态，从而在SiC晶种的表面生成SiC单晶。

在溶液生长法中，若在生长界面内生长速度不均匀，则在生成的SiC单晶的表面形成微小的(周期比SiC晶种的宽度小的)凹凸。若凹凸较大，则溶剂存积在凹处。其结果，溶剂进入生成的SiC单晶内，从而产生杂质(inclusion)。若产生杂质，则得不到优质的SiC单晶。因而，为了得到优质的、而且厚的(换言之，生长厚度为数mm以上的)SiC单晶，抑制在生长界面内生长速度不均匀是重要的。

公认在生长界面内生长速度不均匀是由于在Si－C溶液中存在的溶质(SiC)的浓度以及生长界面内的温度不均匀。因此，抑制溶质的浓度以及生长界面内的温度不均匀是重要的。

在日本特开2006－117441号公报中公开有，使坩埚的转速周期地变化或者使坩埚的转速以及旋转方向周期地变化，从而使坩埚内的熔液流动的SiC单晶的制造方法。通过使坩埚的转速变化，使坩埚内的熔液产生强制流动。因此，向生长界面不均匀地供给溶质的情况得以改善，台阶聚并(step bunching)被抑制。其结果，抑制溶剂进入台阶之间，从而抑制产生杂质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－117441号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在上述的制造方法中，当生长厚度成为数mm以上时，仍然形成微小的凹凸，难以制造优质的SiC单晶。这是由于，当生长厚度变大时，SiC单晶的中央与端部的生长速度差导致中央的厚度与端部的厚度容易变得不同。在该情况下，SiC单晶的生长界面成为凸弯曲面或者凹弯曲面，当从微观上观察时存在台阶。当在该生长界面产生台阶聚并时，生成作为微小的凹凸的高低差，溶剂可能进入该部分而产生杂质。如此，在上述的制造方法中，若要制造较厚的SiC单晶，则不能够忽视在生长界面内中央与端部的生长速度差的影响。

本发明的目的是提供能够抑制在生长界面内生长速度不均匀的SiC单晶的制造装置以及制造方法。

用于解决问题的方案

本发明的实施方式的SiC单晶的制造装置被用于利用溶液生长法制造SiC单晶。SiC单晶的制造装置包括晶种轴、坩埚、搅拌构件以及驱动源。晶种轴具有用于安装SiC晶种的下端面。坩埚用于收纳Si－C溶液。搅拌构件被浸渍于Si－C溶液，并且配置为搅拌构件的下端低于被安装于晶种轴的下端面的SiC晶种的下端。驱动源使坩埚和搅拌构件中任一者相对于另一者相对旋转。

本发明的实施方式的SiC单晶的制造方法使用所述SiC单晶的制造装置。该制造方法包括生成Si－C溶液的工序、使搅拌构件浸渍于Si－C溶液的工序、以及使SiC晶种与Si－C溶液接触而使SiC单晶生长的工序，在使SiC单晶生长的工序中，搅拌构件的下端低于被安装于晶种轴的下端面的SiC晶种的下端，并且使坩埚和搅拌构件中任一者相对于另一者相对旋转。

发明的效果

本发明的实施方式的SiC单晶的制造装置以及制造方法能够抑制在生长界面内生长速度不均匀。

附图说明

图1是本发明的实施方式的单晶的制造装置的示意图。

图2是图1所示的制造装置所具备的搅拌构件的搅拌叶片的俯视图。

图3是表示搅拌构件的变形例1的示意图。

图4A是表示搅拌构件的变形例2的示意图。

图4B是表示搅拌构件的变形例3的示意图。

图4C是表示搅拌构件的变形例4的示意图。

图4D是表示搅拌构件的变形例5的示意图。

图4E是表示搅拌构件的变形例6的示意图。

图4F是表示搅拌构件的变形例7的示意图。

图4G是表示搅拌构件的变形例8的示意图。

图5是表示已生成的SiC单晶的中央与端部的厚度的比例的图表。

具体实施方式