[发明专利]绝热性遮蔽构件和具备该构件的单晶制造装置

说明书

本发明的绝热性遮蔽构件，是在单晶制造装置(10)中配置于原料收纳部(3)与基板支承部(4)之间而被使用的构件，所述单晶制造装置(10)是从原料收纳部(3)使原料(M)升华从而在基板(S)上使原料(M)的单晶(W)生长的装置，其具备结晶生长用容器(2)、和配置于该结晶生长用容器(2)的外周的加热单元(5)，结晶生长用容器(2)具备位于其下部的原料收纳部(3)、和配置于原料收纳部(3)的上方而以与原料收纳部(3)对向的方式支承结晶生长用基板(S)的基板支承部(4)。

技术领域

本发明涉及绝热性遮蔽构件和具备该构件的单晶制造装置。

本申请基于在2018年4月26日在日本申请的专利申请2018－85453 号要求优先权，在此援引其内容。

背景技术

碳化硅(SiC)与硅(Si)相比，绝缘击穿电场大1个数量级，带隙大 3倍。另外，碳化硅(SiC)具有与硅(Si)相比热导率高出3倍左右等的 特性。碳化硅(SiC)被期待着应用于功率器件、高频器件、高温工作器件 等。在这样的SiC器件中，使用在SiC基板(SiC晶片)上形成有SiC外 延膜的SiC外延晶片。

碳化硅存在尽管在化学计量上为相同的组成但是原子的堆垛的周期 (只在C轴方向)不同的较多的晶体多型(多型(polytype))。代表性的 多型是3C、4H、6H等，但特别是4H碳化硅单晶，带隙和饱和电子速度 的特性良好等等，因此成为光器件和电子器件的中心性的基板材料。

SiC晶片通过切割SiC锭而制作。近年来，伴随着市场的需求，要求 SiC晶片大口径化。因此，SiC锭自身的大口径化、长尺寸化的期望也在 高涨。

SiC锭(碳化硅单晶)可采用升华法制造。

对于使用在图5中示出截面示意图的单晶制造装置100，采用升华法 进行的碳化硅单晶的生长进行说明。

升华法，通常在石墨制的结晶生长用容器(坩埚)101内将收纳于其 下部的原料部(原料粉末)102和安装于盖部103的下面的单晶生长用基 板(晶种)104对向地配置。而且，将原料部102加热而使其升华，从而 向晶种104上导入原料气体，使其在晶种104上再结晶从而使单晶105生 长。

坩埚内以晶种的温度比原料部的温度低方式进行温度控制，以使得在 晶种的表面原料气体容易进行再结晶。

来自高温侧的原料部102的辐射，形成晶种104的温度分布，作为结 果，成为决定生长面形状的要素。作为控制生长面形状的方法，已知设置 由圆形状的平板构成的遮蔽板106的方法(例如，专利文献1～3)。该方 法，使从原料部102向晶种的辐射成为经由遮蔽板106而照射的形式，通 过控制遮蔽板106上面的温度分布，能够将晶种的等温面形状控制成平坦 或凸面。

即，能够将生长面形状控制成平坦或凸面。

利用图5所示的遮蔽板106，能够避免晶种104直接受到原料部102 的辐射热。可是，遮蔽板106自身受到来自高温原料的辐射热而被加热。

在专利文献1中指出了以下问题：遮蔽板106自身的温度上升，由于 来自该遮蔽板106的热辐射，单晶105的中心部的温度上升，如图5所示， 单晶105的中央部被热蚀，产生凹陷。而且，为了解决该问题，提出了： 中央部被设为凹陷形状的结构的遮蔽板(以下有时称为“中央部凹陷遮蔽 板”。)；采用热导率不同的两种材料构成、且构成中央部的第1材料由热导 率比构成周边部的第2材料小的材料构成的遮蔽板(以下有时称为“中央部 低热导率遮蔽板”。)。