[發(fā)明專利]SiC單晶的制造裝置以及制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380046179.8
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN104662213B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楠一彥;龜井一人;矢代將齊;岡田信宏;森口晃治;加渡干尚;大黑寬典;坂元秀光
• 申請（專利權(quán)）人: 新日鐵住金株式會社;豐田自動車株式會社
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B19/06
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,張會華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及SiC單晶的制造裝置以及制造方法，具體是涉及在利用溶液生長法制造SiC單晶中所使用的制造裝置以及利用溶液生長法制造SiC單晶的制造方法。

背景技術(shù)

作為SiC單晶的制造方法，有溶液生長法。在溶液生長法中，將由SiC單晶構(gòu)成的SiC晶種浸漬在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晶種的附近部分形成為過冷狀態(tài)，從而在SiC晶種的表面生成SiC單晶。

在溶液生長法中，若在生長界面內(nèi)生長速度不均勻，則在生成的SiC單晶的表面形成微小的(周期比SiC晶種的寬度小的)凹凸。若凹凸較大，則溶劑存積在凹處。其結(jié)果，溶劑進入生成的SiC單晶內(nèi)，從而產(chǎn)生雜質(zhì)(inclusion)。若產(chǎn)生雜質(zhì)，則得不到優(yōu)質(zhì)的SiC單晶。因而，為了得到優(yōu)質(zhì)的、而且厚的(換言之，生長厚度為數(shù)mm以上的)SiC單晶，抑制在生長界面內(nèi)生長速度不均勻是重要的。

公認(rèn)在生長界面內(nèi)生長速度不均勻是由于在Si－C溶液中存在的溶質(zhì)(SiC)的濃度以及生長界面內(nèi)的溫度不均勻。因此，抑制溶質(zhì)的濃度以及生長界面內(nèi)的溫度不均勻是重要的。

在日本特開2006－117441號公報中公開有，使坩堝的轉(zhuǎn)速周期地變化或者使坩堝的轉(zhuǎn)速以及旋轉(zhuǎn)方向周期地變化，從而使坩堝內(nèi)的熔液流動的SiC單晶的制造方法。通過使坩堝的轉(zhuǎn)速變化，使坩堝內(nèi)的熔液產(chǎn)生強制流動。因此，向生長界面不均勻地供給溶質(zhì)的情況得以改善，臺階聚并(step bunching)被抑制。其結(jié)果，抑制溶劑進入臺階之間，從而抑制產(chǎn)生雜質(zhì)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2006－117441號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

然而，在上述的制造方法中，當(dāng)生長厚度成為數(shù)mm以上時，仍然形成微小的凹凸，難以制造優(yōu)質(zhì)的SiC單晶。這是由于，當(dāng)生長厚度變大時，SiC單晶的中央與端部的生長速度差導(dǎo)致中央的厚度與端部的厚度容易變得不同。在該情況下，SiC單晶的生長界面成為凸彎曲面或者凹彎曲面，當(dāng)從微觀上觀察時存在臺階。當(dāng)在該生長界面產(chǎn)生臺階聚并時，生成作為微小的凹凸的高低差，溶劑可能進入該部分而產(chǎn)生雜質(zhì)。如此，在上述的制造方法中，若要制造較厚的SiC單晶，則不能夠忽視在生長界面內(nèi)中央與端部的生長速度差的影響。

本發(fā)明的目的是提供能夠抑制在生長界面內(nèi)生長速度不均勻的SiC單晶的制造裝置以及制造方法。

用于解決問題的方案

本發(fā)明的實施方式的SiC單晶的制造裝置被用于利用溶液生長法制造SiC單晶。SiC單晶的制造裝置包括晶種軸、坩堝、攪拌構(gòu)件以及驅(qū)動源。晶種軸具有用于安裝SiC晶種的下端面。坩堝用于收納Si－C溶液。攪拌構(gòu)件被浸漬于Si－C溶液，并且配置為攪拌構(gòu)件的下端低于被安裝于晶種軸的下端面的SiC晶種的下端。驅(qū)動源使坩堝和攪拌構(gòu)件中任一者相對于另一者相對旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的實施方式的SiC單晶的制造方法使用所述SiC單晶的制造裝置。該制造方法包括生成Si－C溶液的工序、使攪拌構(gòu)件浸漬于Si－C溶液的工序、以及使SiC晶種與Si－C溶液接觸而使SiC單晶生長的工序，在使SiC單晶生長的工序中，攪拌構(gòu)件的下端低于被安裝于晶種軸的下端面的SiC晶種的下端，并且使坩堝和攪拌構(gòu)件中任一者相對于另一者相對旋轉(zhuǎn)。

發(fā)明的效果

本發(fā)明的實施方式的SiC單晶的制造裝置以及制造方法能夠抑制在生長界面內(nèi)生長速度不均勻。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施方式的單晶的制造裝置的示意圖。

圖2是圖1所示的制造裝置所具備的攪拌構(gòu)件的攪拌葉片的俯視圖。

圖3是表示攪拌構(gòu)件的變形例1的示意圖。

圖4A是表示攪拌構(gòu)件的變形例2的示意圖。

圖4B是表示攪拌構(gòu)件的變形例3的示意圖。

圖4C是表示攪拌構(gòu)件的變形例4的示意圖。

圖4D是表示攪拌構(gòu)件的變形例5的示意圖。

圖4E是表示攪拌構(gòu)件的變形例6的示意圖。

圖4F是表示攪拌構(gòu)件的變形例7的示意圖。

圖4G是表示攪拌構(gòu)件的變形例8的示意圖。

圖5是表示已生成的SiC單晶的中央與端部的厚度的比例的圖表。

具體實施方式