用于通過溶液生長法制造SiC單晶的裝置、以及用于使用該制造裝置和該制造裝置中使用 ...的制作方法
【專利摘要】用于溶液生長法的制造裝置。該制造裝置（10）包括籽晶架（28）和坩堝（14）。籽晶架（28）具有下端表面，該下端表面上附著有SiC籽晶（32）。坩堝（14）容納有SiC溶液（15）。坩堝（14）包括圓柱形部分（34）、底部（36）和內(nèi)蓋（38）。底部（36）位于圓柱形部分（34）的下端。內(nèi)蓋（38）設(shè)置在圓柱形部分（34）中。內(nèi)蓋（38）具有通孔（40），當(dāng)SiC溶液容納在坩堝（14）中時(shí)，所述內(nèi)蓋（38）位于所述SiC溶液（15）的液面下方。
【專利說明】用于通過溶液生長法制造S i C單晶的裝置、以及用于使用該制造裝置和該制造裝置中使用的坩堝制造SiC單晶的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于通過溶液生長法制造碳化硅(SiC )單晶的裝置，以及用于通過使用該制造裝置和該制造裝置中使用的坩鍋來制造SiC單晶的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]SiC是熱和化學(xué)穩(wěn)定的化合物半導(dǎo)體。由于其相比硅(Si)而言，在帶隙、擊穿電壓、電子飽和速度以及熱傳導(dǎo)性方面具有優(yōu)越性，因此，Si C作為下一代功率器件的材料已倍受關(guān)注。
[0003]升華法是普遍使用的作為一種用于制造SiC單晶的方法。然而，利用升華法制得的SiC單晶易于引起缺陷，例如微管缺陷。
[0004]另一種用于制造SiC單晶的方法是溶液生長法。在溶液生長法中，使由SiC單晶構(gòu)成的籽晶與SiC溶液接觸。所述SiC溶液指的是通過將碳(C)溶解在熔融的Si或Si合金中而制備的溶液。于是，在籽晶附近形成SiC溶液的過冷卻狀態(tài)，以在籽晶表面上生長SiC單晶。
[0005]通過溶液生長法獲得的SiC單晶，其例如微管缺陷這樣的缺陷會減少。然而，溶液生長法中SiC單晶的生長速度低于升華法。
[0006]為提高通過溶液生長法制造的SiC單晶的生長速度，例如公布號為2006-117441(JP 2006-117441 A)的日本專利申請公開了一種方法，其通過均勻地對籽晶供給溶質(zhì)，從而以高生長速度制造高品質(zhì)SiC單晶。在上述公開中，周期性地改變坩鍋的旋轉(zhuǎn)速度，或坩禍的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向。
[0007]盡管如此，仍需求生長速度的進(jìn)一步提高。
[0008]為進(jìn)一步提高生長速度，考慮一種增大SiC溶液中的碳的過飽和度的方法。如果對SiC溶液中的籽晶附近供給更多量的碳，則可提高碳的過飽和度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是，提供一種用于制造SiC單晶的裝置，其中，可向SiC溶液中的籽晶附近有效地供給碳，還提供了一種用于使用所述制造裝置和該制造裝置中使用的坩禍來制造SiC單晶的方法。
[0010]根據(jù)本發(fā)明第一方面的用于制造SiC單晶的裝置用在溶液生長法中。該制造裝置包括籽晶架和坩禍。所述籽晶架具有下端表面，該下端表面上附著有SiC籽晶。坩禍容納有SiC溶液。坩禍包括圓柱形部分、底部和內(nèi)蓋。底部位于圓柱形部分的下端。內(nèi)蓋設(shè)置在圓柱形部分中。內(nèi)蓋位于SiC溶液的液面下方并包括通孔(40)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明第二方面的坩禍用在上述制造裝置中。
[0012]根據(jù)本發(fā)明第三方面的用于制造SiC單晶的方法使用上述的制造裝置。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明上述方面的用于制造SiC單晶的裝置中，以及在用于通過使用所述制造裝置和所述制造裝置中使用的坩禍制造SiC單晶的方法中，可向SiC溶液中的籽晶附近有效地供給碳。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]以下將結(jié)合附圖，描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)、以及技術(shù)和工業(yè)意義，圖中相似的附圖標(biāo)記代表相似部件，且其中:
圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的、用于制造SiC單晶的裝置的示意圖；
圖2為圖1所示的坩禍的縱向剖視圖；
圖3為展示從SiC溶液的頁面與內(nèi)蓋上表面之間的距離與從內(nèi)蓋的下表面到底部的上表面的距離的比率與SiC單晶生長速度之間的關(guān)系的圖；
圖4為展示通孔直徑與圓柱形部分的內(nèi)徑的比率與SiC單晶生長速度之間的關(guān)系的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造SiC單晶的裝置用于溶液生長法。該制造裝置包括籽晶架和坩禍。籽晶架具有下端表面，其上附著有SiC籽晶。坩禍包含SiC溶液。所述坩禍包括圓柱形部分、底部和內(nèi)蓋。底部設(shè)置在圓柱形部分的下端。內(nèi)蓋位于圓柱形部分處。內(nèi)蓋包括通孔，并當(dāng)SiC溶液容納在坩禍中時(shí)位于SiC溶液的液面下方。
[0016]在SiC單晶的制造中，旋渦形成在液體表面和圓柱形部分附近的SiC溶液中，還形成在底部和圓柱形部分的附近。在所述制造設(shè)備中，內(nèi)蓋位于形成在液面附近的渦流與形成在底部附近的渦流之間。
[0017]如果沒有設(shè)置內(nèi)蓋，則形成在液體表面附近的渦流會與形成在底部附近的渦流產(chǎn)生干擾，使朝向SiC籽晶的晶體生長表面的向上的流的生成中斷。即使已經(jīng)生成了向上的流，流速會傾向于變低。因此，碳不能被充分地供給到SiC籽晶的附近。
[0018]另一方面，當(dāng)設(shè)置內(nèi)蓋時(shí)，形成在液體表面附近的渦流會與形成在底部附近的渦流產(chǎn)生干擾。因此，能很容易地生成穿過所述通孔并移向SiC籽晶的晶體生長表面的向上的流。該向上的流比未設(shè)置內(nèi)蓋的環(huán)境中生成的向上流更快。于是，可向SiC籽晶附近有效地供給碳。
[0019]優(yōu)選地，通孔直徑與圓柱形部分的內(nèi)徑之比為大于或等于0.40。在這種情形中，進(jìn)一步增加了向SiC籽晶附近供給的碳。
[0020]進(jìn)一步優(yōu)選的是，從SiC溶液的液面到內(nèi)蓋上表面的距離與從內(nèi)蓋的下表面到底部的上表面之間的距離之比為0.17至2.86。在這種情況下，進(jìn)一步增加了向SiC籽晶附近供給的碳。
[0021]根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的坩禍用在通過溶液生長法制造SiC單晶的裝置中，并能容納SiC溶液。所述坩禍包括圓柱形部分、底部和內(nèi)蓋。底部位于圓柱形部分的下端。內(nèi)蓋位于圓柱形部分中并具有通孔。
[0022]在這種情形中，當(dāng)SiC溶液容納在坩禍中時(shí)，內(nèi)蓋的上表面可置于SiC溶液中。由于被置于內(nèi)蓋以下的SiC溶液比位于內(nèi)蓋上方的SiC溶液容易具有高溫和高壓，因此，置于內(nèi)蓋下方的SiC溶液傾向于朝上向SiC籽晶移動。結(jié)果，可有效地向SiC籽晶附近供給碳。
[0023]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造SiC單晶的方法使用所述制造裝置。
[0024]以下將結(jié)合附圖，詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造SiC單晶的裝置。圖中相同或相似部分由相同的附圖標(biāo)記指代，并不對其重復(fù)描述。
[0025][制造裝置]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造SiC單晶的裝置10的示意圖。
[0026]該制造裝置10包括腔室12、坩禍14、隔熱構(gòu)件16、加熱裝置18、旋轉(zhuǎn)裝置20和抬升裝置22。
[0027]所述腔室12中容納坩禍14。當(dāng)制造SiC單晶時(shí)腔室12被冷卻。
[0028]坩禍14包含SiC溶液15。所述SiC溶液15包含硅(Si)和碳(C)。
[0029]SiC溶液15是通過加熱來溶解SiC原料而制成的。SiC原料是例如純硅(Si)，或Si與另一種金屬元素的化合物。金屬元素的例子包括鈦(Ti)、錳(Mn)、鉻(Cr)、鈷(Co)、釩(V)、鐵(Fe)和類似物。在這些金屬元素中，Ti和Mn是優(yōu)選的，而Ti是更優(yōu)選的。此外，SiC原料可以含有碳(C)。
[0030]優(yōu)選地，坩禍14含有碳。坩禍14可以由例如石墨或SiC制成。坩禍14的內(nèi)表面可涂覆有Sic。相應(yīng)地，坩禍14用作用于SiC溶液15的碳供應(yīng)源。
[0031]隔熱構(gòu)件16由隔熱材料形成，并包圍坩禍14。
[0032]加熱裝置18例如為高頻線圈并圍繞著隔熱構(gòu)件16的側(cè)壁。加熱裝置18感應(yīng)式地加熱坩禍14，以制造SiC溶液15。
[0033]進(jìn)一步地，加熱裝置18將SiC溶液15維持在生長低溫。晶體生長溫度取決于SiC溶液15的成分。典型的晶體生長溫度為1，600到2，000° Co
[0034]旋轉(zhuǎn)裝置20包括旋轉(zhuǎn)軸24和驅(qū)動源26。
[0035]旋轉(zhuǎn)軸24在腔室12的高度方向上(圖1中的縱向方向)延伸。旋轉(zhuǎn)軸24的上端置于隔熱構(gòu)件16中。坩禍14設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸24的上端。旋轉(zhuǎn)軸24的下端置于腔室12的外側(cè)。
[0036]驅(qū)動源26設(shè)置在腔室12的下方。驅(qū)動源26連接至旋轉(zhuǎn)軸24。驅(qū)動源26使旋轉(zhuǎn)軸24繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)。
[0037]抬升裝置22包括籽晶架28和驅(qū)動源30。
[0038]籽晶架28腔室12的高度方向上延伸。籽晶架28的上端被置于腔室12的外側(cè)。籽晶架28的下端被置于腔室12中。SiC籽晶32附著至籽晶架28的下端表面。
[0039]SiC籽晶32是板形的，由SiC單晶構(gòu)成。優(yōu)選地，SiC籽晶32的晶體結(jié)構(gòu)與要生產(chǎn)的SiC單晶的晶體結(jié)構(gòu)是相同的。例如，當(dāng)生產(chǎn)4H多晶型的SiC單晶時(shí)，使用4H多晶型的SiC籽晶。當(dāng)使用4H多晶型的SiC晶種32時(shí)，優(yōu)選的是在SiC籽晶32具有(0001)面或從該(0001)面傾斜以8°或更小角度的面。在這種情況下，SiC單晶穩(wěn)定地生長。
[0040]所述驅(qū)動源30被設(shè)置在腔室12的上方。驅(qū)動源30連接至籽晶架28。驅(qū)動源30使籽晶架28抬升和下降。驅(qū)動源30使籽晶架28圍繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)。
[0041][坩禍]圖2為圖1所示的坩禍14的縱剖視圖。以下將結(jié)合圖2描述坩禍14。
[0042]所述坩禍14包括圓柱形部分34、底部36和內(nèi)蓋38。
[0043]圓柱形部分34在縱向方向上延伸。所述圓柱形部分34例如為圓柱體。該圓柱形部分34的內(nèi)徑足夠大于籽晶架28的外徑。
[0044]底部36設(shè)置在圓柱形部分34的下端。所述底部36例如與圓柱形部分34 —體式集成。
[0045]所述內(nèi)蓋38與底部36分開設(shè)置并位于底部36的上方。S卩，所述內(nèi)蓋38將坩禍14的空間縱向地劃分為兩部分。相應(yīng)地，上部容納室39U形成在內(nèi)蓋38的上方，同時(shí)下部容納室39L形成在內(nèi)蓋38的下方。
[0046]當(dāng)SiC溶液15容納在坩禍14中時(shí)，內(nèi)蓋38被置于SiC溶液15的液面下方。即，SiC溶液15同時(shí)容納在上部容納室39U和下部容納室39L中。
[0047]內(nèi)蓋38還具有通孔40。該通孔40在豎直方向上延伸(內(nèi)蓋38的厚度方向)。通孔40連接在上部容納室39U與下部容納室39L之間。通孔40位于內(nèi)蓋38的中心。在這種情況下，通孔40被置于SiC籽晶32的下方。
[0048]內(nèi)蓋38被固定至圓柱形部分34。更具體地，內(nèi)蓋38的外周表面與坩禍14的內(nèi)周表面接觸(圓柱形部分34的內(nèi)周壁)。在圖2所示的例子中，螺旋槽341形成在圓柱形部分34的內(nèi)周壁上。螺紋381形成在內(nèi)蓋38的外周面上。利用螺紋381和螺桿槽341，內(nèi)蓋38擰緊至圓柱形部分34上。
[0049]以下將描述使用制造裝置10、制造SiC單晶的方法。
[0050]【用于制造SiC單晶的方法】首先，對于制造裝置10的準(zhǔn)備，使SiC籽晶32附著至籽晶架28上(制備步驟)。接著，將坩禍14放入腔室12中，以制造SiC溶液15 (制造步驟)。接下來，使SiC籽晶32的晶體生長表面與SiC溶液15接觸(接觸步驟)。隨后SiC晶體生長(生長步驟)。以下詳細(xì)描述這些步驟中的每一步。
[0051]【制備步驟】首先，準(zhǔn)備制造裝置10。接著，使SiC籽晶32附著至籽晶架28的下端面上。
[0052]【制備步驟】SiC原料容納在坩禍14中。對SiC原料的量進(jìn)行調(diào)整，以使得在此步驟中要生產(chǎn)的SiC溶液的液面被置于內(nèi)蓋38的上表面的上方。SiC原料堆疊在底部36的上表面以及內(nèi)蓋38的上表面上。
[0053]接著，使坩禍14中的SiC原料溶解，以制造SiC溶液15。首先，使惰性氣體充滿腔室12。然后，由加熱裝置18將坩禍14中的SiC原料加熱至熔點(diǎn)或熔點(diǎn)以上。已堆疊在所述內(nèi)蓋38上的坩禍14中的SiC原料在溶解時(shí)通過通孔40滴落。
[0054]內(nèi)蓋38的上表面可從外周側(cè)向其內(nèi)周側(cè)向下傾斜。在這種情形中，當(dāng)已堆疊在內(nèi)蓋38上的SiC原料溶解時(shí)，溶解的SiC原料(S卩，由此制得的SiC溶液)易于穿過通孔40、流向底部36。
[0055]如果坩禍14由石墨制成，則在對坩禍14進(jìn)行加熱后坩禍14中的碳溶解到熔融的SiC原料中，且產(chǎn)生了 SiC溶液15。當(dāng)坩禍14中的碳溶解在SiC溶液15中時(shí)，SiC溶液15中的碳濃度接近其飽和點(diǎn)。
[0056]當(dāng)產(chǎn)生SiC溶液15時(shí)，SiC溶液15的液面被置于內(nèi)蓋38的上表面的上方。
[0057]【接觸步驟】接下來，使SiC籽晶32的晶體生長表面與SiC溶液15接觸。更具體地，用驅(qū)動源30使籽晶架28下降，以將SiC籽晶32的晶體生長表面與SiC溶液15相接觸。在這種情形中，當(dāng)與SiC籽晶32浸沒在SiC溶液15中的情形相比，溫度梯度變大了。相應(yīng)地，SiC單晶的生長速度增加了。不用說，將SiC籽晶32進(jìn)入到SiC溶液中是有可能的。
[0058]【生長步驟】在將SiC籽晶32的晶體生長表面帶至與SiC溶液15相接觸之后，通過加熱裝置18使SiC溶液15保持在晶體生長溫度。進(jìn)一步地，使SiC籽晶32附近的SiC溶液15過冷，以引起SiC的過飽和條件。
[0059]對用于使SiC籽晶32的SiC溶液15過冷的方法不作特別限制。例如，加熱裝置18是受控的，以降低SiC籽晶32附近的SiC溶液15的溫度，直到溫度低于其他區(qū)域中的SiC溶液15的溫度。替代性地，可利用制冷劑來冷卻SiC籽晶32附近的SiC溶液15。更具體地，制冷劑在籽晶架28中循環(huán)。例如，所述制冷劑是氦(He)、氬(Ar)等惰性氣體。SiC籽晶32通過籽晶架28中的制冷劑的循環(huán)而冷卻。相應(yīng)地，當(dāng)SiC籽晶32被冷卻時(shí)，SiC籽晶32附近的溶液15也被冷卻了。
[0060]使SiC籽晶32和SiC溶液15 (坩禍14)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)使SiC籽晶32附近的SiC溶液中的SiC保持在過飽和狀態(tài)。所述SiC籽晶32與籽晶架28的旋轉(zhuǎn)一起旋轉(zhuǎn)。并且，坩禍14與旋轉(zhuǎn)軸24的旋轉(zhuǎn)一起旋轉(zhuǎn)。SiC籽晶32的旋轉(zhuǎn)方向可以與坩禍14的旋轉(zhuǎn)方向相同或相反。此外，旋轉(zhuǎn)速度可以是恒定或可變的。籽晶架28在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)逐漸抬升。與此同時(shí)，在沒入SiC溶液15中的SiC籽晶32的晶體生長表面上生成了 SiC單晶，且該SiC單晶在其上生長。所述籽晶架28在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)也可以不被抬升。進(jìn)一步地，所述籽晶架28也可以不被抬升，也不旋轉(zhuǎn)。
[0061]在SiC單晶的制造中，如果SiC溶液15中的碳飽和度增加了，則SiC單晶的生長速度也可以增大。
[0062]如上所述，在制造裝置10中，SiC溶液15容納在上部容納室39U和下部容納室39L中，該上部容納室39U和下部容納室39L通過通孔40彼此連接。
[0063]在SiC單晶的制造中，渦流形成在液面和圓柱形部分34附近、以及底部36和圓柱形部分34附近的SiC溶液15中。在該實(shí)施例中，渦流形成在上部容納室39U和下部容納室39L的每一個中的圓柱形部分34的附近。S卩，內(nèi)蓋38被置于形成在上部容納室39U中的渦流與形成在下部容納室39L中的渦流之間。
[0064]如果未設(shè)置內(nèi)蓋38，則形成在液面附近的渦流會與形成在底部36附近的渦流產(chǎn)生干擾，以使到SiC籽晶32的晶體生長表面的向上的流的生成被中斷。即使生成了向上的流，流的速度傾向于較低。因此，碳不能被有效地供應(yīng)給SiC籽晶32的附近。
[0065]另一方面，帶設(shè)置內(nèi)蓋38時(shí)，形成在液面附近的渦流(形成在上部容納室39U)中的渦流與形成在底部36附近的渦流(形成在下部容納室39L)中的渦流彼此不產(chǎn)生干擾。相應(yīng)地，能夠容易地生成流過通孔40并向SiC籽晶32的晶體生長表面移動的向上的流。該向上的流比未設(shè)置內(nèi)蓋38的情形中生成的向上的流更快。于是，能夠?qū)⑻加行У毓?yīng)給SiC籽晶32的附近。
[0066]優(yōu)選地，SiC溶液15的頁面與底部36的上表面之間的距離LI為30到70mm。這協(xié)助SiC溶液15中生成向上的流。
[0067]優(yōu)選地，從SiC溶液15的液面到內(nèi)蓋38的上表面的距離與從內(nèi)蓋38的下表面到底部36的上表面之間的距離之比為0.17至2.86。在這種情況下，進(jìn)一步增加了向SiC籽晶附近供給的碳。以下將詳細(xì)描述這一點(diǎn)。
[0068]圖3為展示比率L3/L2與SiC單晶的生長速度V ( μπι/hr)之間的關(guān)系的圖。圖3所示結(jié)果是從以下實(shí)驗(yàn)中獲得的。
[0069]制備多個坩禍。每個坩禍具有如圖2所示的配置。所述坩禍具有不同尺寸的通孔(直徑Dl:參見圖2) (66 mm, 80 mm, 100 mm, 120 mm)。另外，內(nèi)蓋的下表面和底部的上表面之間的距離L2隨i甘禍而不同(9臟，14臟，19臟，30臟，39臟，44臟，46 mm,49mm)ο對于每個坩禍，坩禍的內(nèi)徑(圓柱形部分的內(nèi)徑D2:參見圖2)為130mm，同時(shí)內(nèi)蓋的厚度為5mm。每個坩禍中容納的SiC溶液的液面與底部的上表面之間的距離LI為59mm。
[0070]在SiC單晶的制造中，SiC籽晶未浸沒在SiC溶液中，但其被帶至與SiC溶液接觸。所述SiC籽晶是側(cè)邊為15mm到25_的四邊形板，或是直徑為2英寸的盤。SiC單晶的生長溫度約為2，050° Co
[0071]測量SiC單晶的厚度(生長厚度)。接著，用所獲得的生長厚度除以生長時(shí)長，以計(jì)算SiC單晶的生長速度。
[0072]如圖3所示，在從SiC溶液的液面到內(nèi)蓋的上表面的距離與內(nèi)蓋下表面到底部的上表面的距離的比率L3/L2為O到0.8的區(qū)域中，SiC單晶的生長速度V隨該比率L3/L2的增大而增大。當(dāng)所述比率L3/L2約為0.8時(shí)，生長速度V達(dá)到最大。如圖3所示，在比率L3/L2為0.17到2.86的區(qū)域中，生長速度V為116 μ m/hr或更高，無論通孔的尺寸如何。因此，優(yōu)選的比率L3/L2為0.17到2.86。
[0073]比率L3/L2更優(yōu)選地為大于等于0.38。所述比率L3/L2甚至更優(yōu)選地為小于等于1.84。在這種情形中，生長速度V可以高于150116 μm/hr，無論通孔的尺寸如何。
[0074]優(yōu)選地，通孔的直徑與圓柱形部分的內(nèi)徑的比率D1/D2為大于等于0.40。更優(yōu)選地，該比率01/1)2為大于等于0.50。并且，在這種情形中，SiC單晶的生長速度增大了。以下將詳細(xì)描述這一點(diǎn)。
[0075]圖4為展示比率D1/D2與SiC單晶的生長速度V ( μπι/hr)之間的關(guān)系的圖。圖4所示的結(jié)果是從以下實(shí)驗(yàn)中獲得的。
[0076]制備多個坩禍。每個坩禍具有如圖2所示的配置。所述坩禍具有不同尺寸的通孔(直徑Dl:參見圖2) (30 mm, 66 mm, 80 mm, 100 mm, 120 mm)。另外，內(nèi)蓋的下表面和底部的上表面之間的距離L2隨i甘禍而不同(19 mm, 30 mm, 39 mm)。對于每個;t甘禍，i甘禍的內(nèi)徑(圓柱形部分的內(nèi)徑D2:參見圖2)為130mm，同時(shí)內(nèi)蓋的厚度為5mm。每個坩禍中容納的SiC溶液的液面與底部的上表面之間的距離LI為59mm。
[0077]在SiC單晶的制造中，SiC籽晶未浸沒在SiC溶液中，但其被帶至與SiC溶液接觸。所述SiC籽晶是側(cè)邊為15mm到25_的四邊形板，或是直徑為2英寸的盤。SiC單晶的生長溫度約為2，050° Co
[0078]測量SiC單晶的厚度(生長厚度)。接著，用所獲得的生長厚度除以生長時(shí)長，以計(jì)算SiC單晶的生長速度。
[0079]如圖4所示，生長速度V隨比率D1/D2的增大而增大。據(jù)估測，如果比率D1/D2大于等于0.4，則生長速度V將為130 μ m/hr。實(shí)際上，當(dāng)比率D1/D2為0.5或更大時(shí)，生長速度V變?yōu)?50 μ m/hr。因此，優(yōu)選的比率D1/D2為大于等于0.40，且比率D1/D2為0.50是更優(yōu)選的。此外，優(yōu)選的比率D1/D2為小于等于0.92。
[0080]更優(yōu)選地，比率D1/D2為0.7到0.8。在這種情形中，生長速度V變得大于165 μ m/
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[0081]到此時(shí)已詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，其僅是例子，本發(fā)明無論如何并不限于上述的實(shí)施例。
[0082]例如，除坩禍外的制造裝置的配置并不限于圖1所示的那樣，只要制造裝置能用于溶液生長法，則其可以采用任何配置。
【權(quán)利要求】
1.用于通過溶液生長法制造SiC單晶的裝置，其特征在于，所述裝置包括籽晶架，該籽晶架具有下端表面，該下端表面上附著有SiC籽晶，以及用于容納SiC溶液的坩禍，并且 所述坩禍包括圓柱形部分、設(shè)在所述圓柱形部分下端的底部、以及設(shè)在所述圓柱形部分中的內(nèi)蓋，并且 所述內(nèi)蓋包括通孔，當(dāng)SiC溶液容納在所述坩禍中時(shí)，所述內(nèi)蓋位于所述SiC溶液的液面下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造裝置，其中 所述通孔的直徑與所述圓柱形部分的內(nèi)徑之比為0.40或更大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造裝置，其中 所述SiC溶液的液面到所述內(nèi)蓋的上表面的距離與從所述內(nèi)蓋的下表面到所述底部的上表面的距離之比為大于或等于0.17、小于或等于2.86。
4.坩禍，其用在用于通過溶液生長法制造SiC單晶的裝置中并能容納SiC溶液，其特征在于，所述坩禍包括: 圓柱形部分； 設(shè)在所述圓柱形部分下端的底部；以及 具有通孔且設(shè)在所述圓柱形部分中的內(nèi)蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的坩禍，其中 所述通孔的直徑與所述圓柱形部分的內(nèi)徑之比為0.40或更大。
6.用于通過溶液生長法制造SiC單晶的方法，其特征在于，該方法包括: 制備籽晶架和坩禍的步驟，所述籽晶架在豎直方向上延伸，所述坩禍包括圓柱形部分、設(shè)在所述圓柱形部分下端的底部、以及具有通孔且設(shè)在所述圓柱形部分中的內(nèi)蓋； 使SiC籽晶附著在所述籽晶架的下端表面上的步驟； 加熱裝有原料的坩禍、以制造SiC溶液的步驟； 使附著在所述籽晶架下端表面上的SiC籽晶與所述SiC溶液接觸的步驟；以及 使SiC單晶在SiC籽晶上生長的步驟， 其中，在制造SiC溶液的步驟中，所述內(nèi)蓋被置于要制造的SiC溶液的液面下方。
【文檔編號】C30B19/04GK104487619SQ201380035149
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月18日
【發(fā)明者】矢代將齊, 龜井一人, 楠一彥, 岡田信宏, 森口晃治, 大黑寬典, 坂元秀光, 加渡干尚 申請人:豐田自動車株式會社