DE10050767A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Einkristallen hoher Qualität - Google Patents

Abstract

Ein Tiegel (1, 201, 301, 301a, 301c), in dem ein Einkristall (7) gezüchtet werden kann, hat einen Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) und einen peripheren Bereich (12a, 313), der den Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) durch eine dazwischen vorgesehene Spalte (d) umgibt. Der Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) hat eine Trägeroberfläche (312b) zum Halten eines Impfkristalls (5), auf dem der Einkristall (7) gezüchtet werden soll, und die Trägeroberfläche (312b) ist gegenüber der Oberfläche des peripheren Bereichs (12a, 312) vertieft. Der Impfkristall (5) ist an der Trägeroberfläche (312b) befestigt und bedeckt die gesamte Fläche der Trägeroberfläche (312b). Entsprechend wird kein Polykristall auf dem Impfkristall-Befestigungsteil gezüchtet und der Einkristall (7) kann auf dem Impfkristall mit hoher Qualität gezüchtet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Erzeugung von Einkristallen hoher Qualität, die besonders geeignet ist zur Erzeugung eines Silicium­ carbid-Einkristalls hoher Qualität auf einem Impf­ kristall, der auf einem Impfkristall-Halterungsteil befe­ stigt ist.

Ein Siliciumcarbid-Einkristall ist als ein Halblei­ tersubstrat für ein Leistungsbauelement vorgesehen, da er hohe Spannung ertragen kann und hohe Elektronenbeweglich­ keit besitzt. Im allgemeinen wird ein Einkristall-Züch­ tungsverfahren, ein sogenanntes Sublimierungsverfahren (modifiziertes Lelyverfahren) für das Züchten eines Siliciumcarbid-Einkristalls angewandt.

Bei dem modifizierten Lelyverfahren wird ein Sili­ ciumcarbidmaterial in einen Graphittiegel eingeführt, und ein Impfkristall ist an einer inneren Wand des Graphit­ tiegels gegenüber dem Materialteil befestigt. Der Mate­ rialteil wird dann bis auf eine Temperatur von 2200°C bis 2400°C erhitzt und erzeugt Sublimationsgas. Entsprechend wird ein Siliciumcarbid-Einkristall durch Umkristallisie­ ren des Materials auf dem Impfkristall mit einer Tempera­ tur, die so eingestellt ist, daß sie einige Dutzend bis einige Hundert Grad niedriger als diejenige des Material­ teils ist, gezüchtet.

Bei dieser üblichen Methode ist es jedoch nötig, die Kristallinität des Siliciumcarbid-Einkristalls weiter zu verbessern. Wie z. B. in Fig. 5A dargestellt wird, ist der Impfkristall 5 direkt oder durch ein vorspringendes Teil, das an einem Deckelteil 112 des Graphittiegels 101 vorge­ sehen ist, befestigt. Deswegen wird, wie in Fig. 5B ge­ zeigt, ein Polykristall 8 an der Innenwand des Graphit­ tiegels 101, die zu der Kristallwachstumsumgebung hin freiliegt, erzeugt, während der Siliciumcarbid-Ein­ kristall 107 gezüchtet wird, und der Polykristall 8 ist mit einem Umfangsbereich 107a des Siliciumcarbid-Ein­ kristalls 107 befestigt und verwachsen. Dementsprechend ist der umfängliche Anteil 107a polykristallin und De­ fekte werden in dem Siliciumcarbid-Einkristall 107 er­ zeugt.

Um dieses Problem zu lösen, schlägt JP-A-6-48898 vor, einen Schritt zum Stoppen des Einkristallwachstums einzu­ legen, bevor der periphere Polykristall größer wird als der Einkristall und erneut das Einkristallwachstum zu starten, nachdem der periphere Polykristall von dem Gra­ phittiegel entfernt ist, und diesen Schritt mehrmals zu wiederholen. Da jedoch dieser Schritt zur Bildung eines Einkristallblocks mehrere Male wiederholt werden muß, ist das Verfahren kompliziert. Wenn ferner der Siliciumcar­ bid-Einkristall bei einer hohen Temperatur von 200°C oder mehr gezüchtet werden soll, braucht die Temperaturerhö­ hung und -erniedrigung lange Zeit und die Verfahrenszeit zur Herstellung von Einkristallen wird beträchtlich er­ höht. Weiterhin ist es sehr schwer, den Zeitpunkt, bei dem der umfängliche Polykristall den Einkristall nicht an Größe überschreitet, das heißt, den Zeitpunkt unmittelbar bevor der Polykristall mit dem Einkristall verwächst, herauszufinden, und dies mit Sicherheit zu wiederholen.

Die vorliegende Erfindung wurde anhand der obenge­ nannten Schwierigkeiten getätigt. Eine Aufgabe der vor­ liegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Herstellung eines Einkristalls mit hoher Qualität zu schaffen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Einkristall auf einem Impfkristall, der in einem Ge­ fäß angeordnet ist, gezüchtet. Das Gefäß umfaßt einen Wachstumsraum und hat einen Impfkristall-Befestigungsbe­ reich und einen peripheren Bereich, der den Impfkristall- Befestigungsbereich umgibt. Der Impfkristall-Befesti­ gungsbereich hat eine Halterungsfläche, die zum Wachs­ tumsraum hin ausgerichtet ist und von einer umfänglichen Fläche des Umfangsbereichs ausgespart ist. Der Impf­ kristall wird an der Trägerfläche befestigt und bedeckt den ganzen Bereich der Trägerfläche. Bei diesem Verfahren und dieser Vorrichtung wird kein Polykristall auf der Oberfläche des Impfkristall-Befestigungsteils gezüchtet, da der Impfkristall-Befestigungsteil nicht gegen die Wachstumsfläche frei aussetzt ist, wenn der Einkristall auf dem Impfkristall gezüchtet wird, und ein Verwachsen des Polykristalls mit dem Einkristall kann so verhindert werden. Im Ergebnis kann der Einkristall mit hoher Quali­ tät hergestellt werden.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in einem Gefäß, wie z. B. einem Tiegel, ein Ein­ kristall an einer Wachstumsfläche des Impfkristalls ge­ züchtet und ein Polykristall wird an einer Umfangsfläche, die die Wachstumsfläche umgibt, bis zu einer Höhe gezüch­ tet, die etwa gleich der Höhe des Einkristalls ist. Das heißt, der Einkristall wird so gezüchtet, daß er in dem Polykristall eingebettet ist. Entsprechend wird die Tem­ peraturverteilung auf der Wachstumsfläche des Ein­ kristalls gleichförmig. Dies hat zur Folge, daß die Wachstumsfläche des Einkristalls flach gehalten werden kann, selbst wenn die Längen-(Höhen-)Dimension des Ein­ kristalls erhöht wird, und es wird kein Riß in dem Ein­ kristall erzeugt.

Andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfin­ dung werden aus einem besseren Verständnis der unten im Zusammenhang mit den nachstehenden Figuren erwähnten be­ vorzugten Ausführungsformen verständlich:

Fig. 1 ist ein Querschnitt durch einen Graphittiegel gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch ein Deckelteil des Graphittiegels gemäß einer zweiten bevorzugten Ausfüh­ rungsform;

Fig. 3A und 3B sind Vorder- und Rückansichten des in Fig. 2 dargestellten Deckelteils;

Fig. 4 ist ein Querschnitt durch ein Deckelteil eines Graphittiegels gemäß einer dritten bevorzugten Ausfüh­ rungsform;

Fig. 5A ist ein Querschnitt eines konventionellen Graphittiegels;

Fig. 5B ist ein vergrößerter Querschnitt, der ein Deckelteil des in Fig. 5A gezeigten Graphittiegels und seine Umgebung zeigt;

Fig. 6 ist ein Querschnitt eines Graphittiegels, der als Prototyp in einer vierten bevorzugten Ausführungsform hergestellt wurde;

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung, die die Temperaturverteilung auf der Wachstumsfläche eines Impf­ kristalls in dem in Fig. 6 dargestellten Graphittiegel- Prototyp zeigt, die durch Simulierung erhalten wurde;

Fig. 8 ist ein Querschnitt durch einen Graphittiegel gemäß der vierten Ausführungsform;

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung, die die Dicken der Teile eines Deckelteils des in Fig. 8 darge­ stellten Graphittiegels erläutert;

Fig. 10 ist eine schematische Ansicht, die die Tempe­ raturverteilung auf einer Wachstumsfläche eines Impf­ kristalls in dem in Fig. 8 gezeigten Graphittiegel zeigt, die durch Simulation erhalten wurde;

Fig. 11 ist ein Querschnitt durch einen Graphittiegel gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 12 ist ein Querschnitt durch einen Graphittiegel gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform; und

Fig. 13 ist ein Querschnitt durch einen Graphittiegel gemäß einer siebten bevorzugten Ausführungsform.

ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 1 zeigt eine Graphittiegel 1 als Kristallzüch­ tungsvorrichtung, die in einer ersten bevorzugten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird; sie ist speziell ein Querschnitt durch einen Zustand, bei dem ein Siliciumcarbid-Einkristall 7 auf einem Impfkristall 5, der aus einer Siliciumcarbid-Einkristallschicht be­ steht, durch Erhitzen und Sublimieren von Siliciumcarbid­ material 2, das in den Graphittiegel 1 eingebracht ist, gezüchtet wird.

Der Graphittiegel 1 besteht aus einem Tiegelkörper 11 mit einer offenen oberen Seite und einem Deckelteil 12 zum Verschließen des Öffnungsbereichs des Tiegelkörpers 11. Der Deckelteil 12 dient als Basis zum Halten des Impfkristalls 5. Das Deckelteil 12 setzt sich aus einem Deckelbereich 12a und einem Impfkristall-Befestigungsteil 12b zusammen. Der Deckelbereich 12a besitzt in seiner Mitte eine kreisförmige Öffnung und bildet eine Kontur des Deckelteils 12. Das Impfkristall-Befestigungsteil 12b kann lösbar mit dem Öffnungsteil des Deckelbereichs 12a befestigt sein und hat eine Oberfläche (Aufnahmefläche) zur Aufnahme des Impfkristalls 5. Der Impfkristall-Befe­ stigungsteil 12b hat allgemein eine zylindrische Form und ein Flanschbereich ist an einem Ende des Impfkristall-Be­ festigungsteils 12b gegenüber der Seite, an der der Impf­ kristall 5 befestigt wird, vorgesehen. Wenn der Impf­ kristall-Befestigungsteil 12b in dem Öffnungsteil, der im Zentrum des Deckelbereichs 12a vorgesehen ist, angeordnet ist, wird der Impfkristall-Befestigungsteil 12b in einer speziellen Stellung in dem Deckelbereich 12a befestigt, wobei der Flanschbereich fest von dem Deckelbereich 12a gefaßt ist.

Der innere Durchmesser des Öffnungsbereichs des Deckelbereichs 12a ist etwa gleich dem äußeren Durchmes­ ser des Impfkristall-Befestigungsteils 12b, so daß eine Spalte (Rille) d zwischen der inneren Umfangswand (Kantenfläche) des Öffnungsbereichs des Deckelbereichs 12a und der äußeren Umfangswand des Impfkristall-Befesti­ gungsteils 12b vorgesehen ist, wenn das Impfkristall-Be­ festigungsteil 12b an dem Deckelbereich 12a befestigt ist. Der Spalt d wird im Bereich von 0,1 mm bis 1 mm ge­ steuert. Wenn der Spalt übermäßig klein ist, wirkt der Spalt d als wäre er im wesentlichen Null, und wenn der Spalt d übermäßig vergrößert ist, wirkt der Spalt d ähn­ lich einem Züchtungsraum.

Die Dicke (Länge in axialer Richtung) des Impf­ kristall-Befestigungsteils 12b ist um eine Dicke, die dem Impfkristall 5 entspricht oder etwas geringer ist, geringer als diejenige des Deckelbereichs 12a. Das heißt, das Deckelteil 12 ist so gebaut, daß es eine Ausnehmung besitzt, in der der Impfkristall befestigt werden soll, wenn der Impfkristall 5 nicht befestigt ist, und um eine Wachstumsfläche des Impfkristalls 5 zu haben, die mit der Oberfläche des Deckelteils 12b coplanar ist oder leicht vorsteht, wenn der Impfkristall 5 befestigt ist.

Da der Innendurchmesser des Öffnungsbereichs des Deckelbereichs 12a so festgelegt ist, daß er etwa gleich dem äußeren Durchmesser des Impfkristall-Befestigungs­ teils 12b ist, wird die Oberfläche des Impfkristall-Befe­ stigungsteils 12b (Grundoberfläche der Ausnehmung des Deckelteils 12) vollständig mit dem Impfkristall 5 be­ deckt und hat so keine freie Fläche nach außen, wenn der Impfkristall 5 befestigt ist. Da ferner die Wachstumsflä­ che des Impfkristalls 5 so angeordnet ist, daß sie keinen Hohlraum bildet, verglichen mit dem benachbarten Deckel­ bereich 12, beeinträchtigt Kohlenstoffgas, das von einem Kantenbereich des Deckelbereichs 12a, der benachbart zu dem Impfkristall 5 vorgesehen ist, sublimiert, nicht die Wachstumsfläche des Impfkristalls 5.

Da ferner der Impfkristall-Befestigungsteil 12b ge­ trennt vom Deckelteil 12a gebildet ist und dünner ist als der Deckelbereich 12a, kann die Temperatur der Wachstums­ fläche des Impfkristalls 5 als Ergebnis von Wärmeleitung etwas niedriger gesteuert werden als die Oberflächen­ temperatur des Deckelbereichs 12a. Aus diesem Grund ge­ schieht Kristallwachstum bevorzugt auf der Wachstums­ fläche des Impfkristalls 5, bevorzugt gegenüber dem Deckelbereich 12a. Beiläufig kann der Graphittiegel 1 durch eine Heizung in einem Vakuumgefäß (Heizofen) er­ hitzt werden, in den Argongas eingeleitet wird. Die Tem­ peratur des Impfkristalls 5 kann um etwa 10°C bis 100°C niedriger gehalten werden als diejenige des Silicium­ carbidmaterialpulvers 2.

Der Siliciumcarbid-Einkristall 7 wird auf der Wachs­ tumsfläche des Impfkristalls 5 in dem Graphittiegel, der wie oben erwähnt gebaut ist, gezüchtet. Wie in Fig. 1 dargestellt, wächst der Siliciumcarbid-Einkristall 7, während er sich in radialer Richtung ausdehnt, was sein Kristallwachstum berührt, und wächst mit einem nahezu ge­ gebenen Durchmesser weiter, nachdem der Durchmesser sich etwas erhöht hat. Zur gleichen Zeit wächst der Poly­ kristall 8 auch von der Oberfläche des Deckelbereichs 12a zusammen mit dem Wachstum des Silicumcarbid-Einkristalls 7; jedoch stellte sich heraus, daß der Polykristall 8 so wächst, daß er den Silicumcarbid-Einkristall 7 mit einem spezifischen Abstand vom Einkristall 7 umgibt. Das heißt, der Siliciumcarbid-Einkristall 7 wächst, als ob er in den Polykristall 8 eingebettet wäre, das heißt, er vollführt ein Einbettungswachstum.

Wenn daher der Einkristall bzw. der Polykristall auf benachbarten aber unterschiedlichen Wachstumsflächen mit angenähert gleichem Niveau wachsen (auf der Oberfläche des Impfkristalls 5 und der Oberfläche des Deckelbereichs 12a in dieser Ausführungsform), können der Einkristall und der Polykristall aufgrund des speziellen Spalts ge­ trennt voneinander wachsen und vereinigen sich nicht mit­ einander. Demzufolge kann das Auftreten von Kristall­ defekten, die von dem mit dem Einkristall verbundenen Polykristall verursacht werden, verhindert werden und der Silicumcarbid-Einkristall 7 kann mit großem Durchmesser und hoher Qualität hergestellt werden.

Als nächstes wird das Ergebnis eines Versuchs erläu­ tert, bei dem der Siliciumcarbid-Einkristall 7 auf der Oberfläche des Impfkristalls 5 gezüchtet wurde. Das Züch­ ten des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 wurde wie folgt durchgeführt:

Zuerst wurde der Impfkristall 5 aus einem Silicium­ carbid-Einkristall, der nach einer Acheson-Methode gebil­ det war, mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Dicke von 1 mm ausgeschnitten und die Oberfläche wurde hoch­ glanzpoliert. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Kristallrich­ tung des Impfkristalls 5 fixiert, wobei die Wachstums­ oberfläche genau einer (0001)-Ebene entsprach. Der Impf­ kristall 5 wurde mit dem Impfkristall-Befestigungsteil 12b verbunden, und dann wurde das Impfkristall-Befesti­ gungsteil 12b mit dem Deckelbereich 12a zusammengebaut, so daß der Spalt d zwischen dem Impfkristall-Be­ festigungsteil 12b und dem Deckelbereich 12a auf 0,5 mm eingestellt war.

Die zusammengebauten Deckelbereich 12a und der Impf­ kristall-Befestigungsteil 12b wurden an dem Tiegelkörper 11 befestigt, in den vorher Siliciumcarbidmaterialpulver 2 eingefüllt war. Dann wurde der Graphittiegel 1 in den Heizofen gesetzt und der Siliciumcarbid-Einkristall 7 wurde 24 Stunden unter solchen Bedingungen, daß die Tem­ peratur des Siliciumcarbidmaterialpulvers 2 2290°C be­ trug, die Temperatur der Wachstumsfläche des Saat­ kristalls 5 2230°C und der Umgebungsdruck 1 Torr war, ge­ züchtet.

Der am Ende erhaltene Siliciumcarbid-Einkristall 7 besaß etwa 12 mm Wachstumshöhe und etwa 15 mm maximalen Durchmesser. Polykristall war auf dem Impfkristall-Befe­ stigungsteil 12b kaum erzeugt worden. Der Polykristall 8, der von der Oberfläche der Einkristall-Wachstumsvorrich­ tung in einem peripheren Bereich des Impfkristalls 5 er­ zeugt war, war vollständig von dem Siliciumcarbid-Ein­ kristall 7 isoliert. Ein Siliciumcarbid-Einkristall­ substrat, das aus dem Siliciumcarbid-Einkristall 7 her­ ausgeschnitten war, besaß an einem peripheren Kantenbe­ reich kaum polykristalline Bereiche, Brüche und Unter­ korndefekte, die durch Verwachsen mit Polykristallen er­ zeugt werden können.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM

In einer zweiten Ausführungsform unterscheidet sich der Graphittiegel 1 von dem der ersten Ausführungsform nur in der Konstruktion des Deckelteils 12 und nur Merk­ male, die sich von der ersten Ausführungsform unterschei­ den, werden bei dieser Ausführungsform erläutert. Diesel­ ben Teile wie bei der ersten Ausführungsform werden mit denselben Bezugsziffern wie in der ersten Ausführungsform bezeichnet.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des Deckelteils 12 des Graphittiegels 1 als Kristallzüchtungsvorrichtung in die­ ser Ausführungsform, und die Fig. 3A bzw. 3B zeigen eine Vorderansicht bzw. eine Rückansicht des in Fig. 2 gezeigten Deckelteils 12. Bei dieser Ausführungsform be­ steht das Deckelteil 12 aus einem einzigen Teil und hat in seinem Mittelbereich eine kreisförmige Ausnehmung 13. Die Ausnehmung 13 wirkt ähnlich wie der Impfkristall- Befestigungsteil 12b in der ersten Ausführungsform, und der Impfkristall 5 wird in der Ausnehmung 13 angeordnet.

Ein Schlitz 14 ist am äußeren Umfang der Ausnehmung 13 in dem Deckelteil 12 mit einer spezifischen Tiefe ge­ bildet und Entgasungsöffnungen 15 sind an mehreren Stel­ len (sechs in den Fig. 3A und 3B) auf der Rückseite des Deckelteils 12 (der Seite, die derjenigen gegenüber­ liegt, auf der der Impfkristall 5 angeordnet ist) zur Verbindung mit dem Schlitz 14 gebildet. Gas wird aus dem Graphittiegel 1 durch den Schlitz 14 und die Entgasungs­ öffnungen 15 freigesetzt. Beiläufig gesagt ist die Tiefe der Ausnehmung 13 ungefähr gleich oder etwas geringer als die Dicke des Impfkristalls, und die Breite des Schlitzes 14 ist so festgesetzt, daß sie gleich derjenigen des Spalts d ist, der zwischen dem Deckelbereich 12a und dem Impfkristall-Befestigungsteil 12b in der ersten Ausfüh­ rungsform gebildet ist.

Als nächstes wird das Ergebnis eines Experiments, bei dem der Siliciumcarbid-Einkristall 7 auf der Oberfläche des Impfkristalls 5 in dieser Ausführungsform gezüchtet wird, erläutert.

Als erstes wurde der Impfkristall 5 ähnlich dem, der bei dem Versuch der ersten Ausführungsform hergestellt worden war, erzeugt und der Impfkristall wurde in der Ausnehmung 13 verklebt. Dann wurde das Deckelteil 12 an den Tiegelkörper 11, der das Siliciumcarbidmaterialpulver 2 enthält, befestigt. Dann wurde der Graphittiegel 1 in den Heizofen gebracht und der Siliciumcarbid-Einkristall 7 wurde nach der Sublimierungsmethode 24 Stunden unter den Bedingungen, daß die Temperatur des Siliciumcarbid­ materialpulvers 2 2300°C, die Wachstumsflächentemperatur des Impfkristalls 5 2230°C und der Umgebungsdruck 1 Torr betrugen, gezüchtet.

Der am Ende erhaltene Siliciumcarbid-Einkristall 7 war etwa 15 mm hoch gewachsen und besaß etwa 15 mm maxi­ malen Durchmesser. Ein Teil des Sublimierungsgases ent­ wich durch die Entgasungsöffnungen 15 und war am äußeren Teil des Graphittiegels 1 polykristallin gewachsen. Keine Polykristalle wurden vom Impfkristall-Befestigungsteil aus erzeugt. Der Polykristall 8, der auf der Oberfläche des Deckelteils 12 am Umfang des Impfkristalls 5 gewach­ sen war, war völlig vom Siliciumcarbid-Einkristall 7 iso­ liert. Ein Siliciumcarbid-Einkristallsubstrat, das durch Schneiden des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 gebildet war, hatte kaum polykristalline Bereiche, Risse oder Unter­ korndefekte, die durch Verwachsen mit Polykristallen an seinem umfänglichen Kantenbereich erzeugt werden können.

DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM

Der Graphittiegel 1 in der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von demjenigen der ersten Ausführungs­ form nur in dem Aufbau des Deckelteils 12, und nur von der ersten Ausführungsform verschiedene Punkte werden er­ läutert. Dieselben Teile wie diejenigen der ersten Aus­ führungsform werden mit denselben Bezugszahlen wie in der ersten Ausführungsform bezeichnet.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch ein Deckelteil 12 des Graphittiegels 1 als eine Kristallzüchtungs­ vorrichtung in dieser Ausführungsform. Wie bei der ersten Ausführungsform setzt sich das Deckelteil 12 bei dieser Ausführungsform aus einem Deckelbereich 12a und einem Impfkristall-Befestigungsteil 12b zusammen. Jedoch ist gegenüber der ersten Ausführungsform die hervorstehende Menge (Größe) des Flanschbereichs des Impfkristall- Befestigungsteils 12b vergrößert, und der Spalt zwischen dem Deckelbereich 12a und dem Impfkristall-Befestigungs­ teil 12b ist breiter und mit porösem Graphit gefüllt. Der poröse Graphit besitzt die Eigenschaft der Wärmeisolie­ rung und unterdrückt Wärmeübergang von dem Deckelbereich 12a auf den Impfkristall-Befestigungteil 12b. Der poröse Graphit besitzt weiterhin feine Löcher, durch die Mate­ rialgas in dem Graphittiegel 1 hindurchfließen kann. Die anderen Merkmale wie z. B. die Dicke des Impfkristall-Be­ festigungsteils 12b sind im wesentlichen dieselben wie diejenigen bei der ersten Ausführungsform.

Als nächstes wird das Ergebnis eines Experiments, bei dem der Siliciumcarbid-Einkristall 7 auf der Oberfläche des Impfkristalls 5 gezüchtet wurde, näher erläutert.

Als erstes wurde der Impfkristall 5 ähnlich demjeni­ gen, der im Experiment der ersten Ausführungsform verwen­ det wurde, hergestellt. Nacheinander wurde das Impf­ kristall-Befestigungsteil 12b eingepaßt, wobei das poröse Graphit dazwischen gefüllt wurde. Danach wurde der Impf­ kristall 5 an dem Impfkristall-Befestigungsteil 12b befe­ stigt. Dann wurde das Deckelteil 12 auf den Tiegelkörper 11, in den vorher das Siliciumcarbidmaterialpulver 2 ein­ gefüllt war, befestigt.

Dann wurde der Graphittiegel 1 in den Heizofen ge­ setzt und der Siliciumcarbid-Einkristall 7 wurde nach der Sublimationsmethode 24 Stunden lang unter den Bedingun­ gen, daß die Temperatur des Siliciumcarbidmaterialpulvers 2 2290°C, die Temperatur der Wachstumsfläche des Impf­ kristalls 5 2230°C und der Umgebungsdruck 1 Torr war, ge­ züchtet.

Der am Ende erhaltene Siliciumcarbid-Einkristall 7 war etwa 13 mm hoch gewachsen und hatte etwa 18 mm maxi­ malen Durchmesser. Der Durchmesser des Siliciumcarbid- Einkristalls 7 war größer als derjenige des Versuchs­ ergebnisses in der ersten Ausführungsform. Weiterhin hatte wie bei der ersten Ausführungsform ein Silicium­ carbid-Einkristallsubstrat, das durch Schneiden des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 erzeugt worden war, kaum polykristalline Bereiche, Risse (Spalten) oder Unterkorn­ defekte, die durch Verwachsen mit Polykristallen an sei­ nem umfänglichen Kantenbereich erzeugt werden können.

Als Vergleich wird ein Ergebnis eines Experiments er­ läutert, bei dem ein Siliciumcarbid-Einkristall in dem konventionellen Graphittiegel 101, dargestellt in den Fig. 5A und 5B, gezüchtet war.

Als erstes wurde der Impfkristall 5 mit einem Aufbau, der im wesentlichen der gleiche war wie bei der ersten Ausführungsform, hergestellt. Dann wurde der Impfkristall 5 an den herausragenden Bereich des Deckelteils 112 ge­ klebt und an dem Graphittiegelkörper 101 befestigt, in den vorher das Siliciumcarbidmaterialpulver 2 eingefüllt worden war. Dann wurde der Graphittiegel 101 in den Heiz­ ofen gesetzt und der Siliciumcarbid-Einkristall 107 wurde nach der Sublimationsmethode 24 Stunden lang unter den Bedingungen, daß die Temperatur des Siliciumcarbid­ materialpulvers 2 2290°C, die Temperatur der Wachstums­ fläche des Impfkristalls 5 2230°C und der Umgebungsdruck 1 Torr war, gezüchtet.

Der am Ende erhaltene Siliciumcarbid-Einkristall 107 war etwa 12 mm hoch gewachsen und etwa 15 mm im maximalen Durchmesser. Jedoch war Polykristall 8 um den herausra­ genden Bereich erzeugt und von diesem Bereich war Poly­ kristall 8 entlang dem Umfang des Siliciumcarbid-Ein­ kristalls 107 gewachsen. Polykristalline Bereiche, Risse (Brüche) und Unterkorndefekte wurden an einem peripheren Kantenbereich 107a eines Siliciumcarbid-Einkristall­ substrats, das durch Schneiden des Siliciumcarbid-Ein­ kristalls 107 gebildet war, beobachtet.

Bei den vorgenannten Ausführungsformen kann die vor­ liegende Erfindung, obwohl sie auf Kristallwachstum von Siliciumcarbid-Einkristall angewendet wird, auch auf das Kristallwachstum anderer Materialien angewendet werden. Weiterhin wird der Graphittiegel 1 als eine Einkristall- Wachstumsvorrichtung verwendet; die Innenwände des Graphittiegels 1 können mit Metall mit hohem Schmelzpunkt oder dessen Carbid bedeckt sein. Wenn die Innenwand des Graphittiegels 1 mit Metall mit hohem Schmelzpunkt be­ deckt ist, wird das Si/C-Verhältnis ausgeglichen. Dies ermöglicht die Herstellung von Siliciumcarbid-Einkristall 7 mit höherer Qualität. Zum Beispiel kann Hafniumcarbid (HfC), Tantalcarbid (TaC), Zirkoniumcarbid (ZrC) und Titancarbid (TiC) als das Rohmetall mit hohem Schmelz­ punkt verwendet werden.

Bei der dritten Ausführungsform können anstelle von porösem Graphit andere Materialien verwendet werden, so­ lange durch sie Gas hindurchströmen kann. Weiterhin wird bei der dritten Ausführungsform der poröse Graphit in die Spalte zwischen dem Deckelbereich 12a und dem Impf­ kristall-Befestigungsteil 12b angeordnet. Andererseits kann ein Senker an dem Impfkristall-Befestigungsteil 12b an der Seite, die dem Impfkristall 5 gegenüber liegt (an der Rückseite) vorgesehen sein. Es kann auch Gas niedri­ ger Temperatur auf die Rückfläche des Impfkristall-Befe­ stigungsteils 12b geblasen werden, so daß die Wachstums­ fläche des Impfkristalls 5 eine niedrigere Temperatur ha­ ben kann als die vordere Oberfläche des Deckelbereichs 12a. In diesem Fall umfaßt Niedertemperaturgas dasselbe Inertgas, das in den Graphittiegel 1 während des Kristallzüchtens eingeleitet wird. Wenn ein dotierter Einkristall als Siliciumcarbid-Einkristall 7 gebildet werden muß, kann Inertgas, das auf den Impfkristall-Be­ festigungsteil 12b geblasen wird, die nötigen Elemente zur Dotierung des Einkristalls enthalten. Zum Beispiel können Stickstoff (N), Bor (B), Aluminium (Al), Phosphor (P) oder Arsen (As) in dem Inertgas enthalten sein.

VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM

Bei einer vierten bevorzugten Ausführungsform wurde erst ein Graphittiegel 201, dargestellt in Fig. 6, als Prototyp erzeugt und ein Siliciumcarbid-Einkristall wurde nach der Sublimationsmethode in dem Graphittiegel 201 ge­ züchtet. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, weist ein Deckelteil 202 des Graphittiegels 201 einen vorstehenden Bereich 202a an seiner Innenwand auf, und ein Impfkristall 5 wird an dem vorstehenden Bereich 202a befestigt. Eine Seite des vorstehenden Bereichs 202a gegenüber der Fläche, mit der der Impfkristall 5 verklebt ist, wird ausgehöhlt und bildet einen Senker 202b. Weiterhin ist eine Abschirm­ platte 204 gegenüber der Wachstumsfläche des Impf­ kristalls 5 vorgesehen, so daß der Impfkristall 5 eine niedrigere Temperatur als die anderen Bereiche besitzt. Ein Siliciumcarbid-Einkristall 7 wurde auf dem Impf­ kristall 5 in dem Graphittiegel 201 gezüchtet, der so ge­ baut war wie oben beschrieben.

Dann stellte sich heraus, daß die Wachstumsfläche des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 mit wachsender Länge gebo­ gen war und Bruchdefekte wurden infolgedessen an der ge­ bogenen Wachstumsoberfläche gebildet. Daher wurde die vierte Ausführungsform so gestaltet, daß Siliciumcarbid- Einkristall großer Dimension gezüchtet wurde, wobei seine Wachstumsfläche flach gehalten wurde, um Bruchdefekte auf seiner Wachstumsoberfläche zu vermeiden.

Um dieses Problem zu vermeiden, wurde der Grund zur Erzeugung einer gewölbten Wachstumsfläche durch Hitze­ simulationsanalyse unter Verwendung des in Fig. 6 gezeig­ ten Graphittiegels 201 untersucht. Fig. 7 zeigt die Tem­ peraturverteilung in dem Graphittiegel 201, die als Er­ gebnis dieser Analyse erhalten wurde. Wie man aus den weitgehend gebogenen Isothermen in der Figur entnehmen kann, entstand in der Wachstumsfläche des Siliciumcarbid- Einkristalls 7 ein Temperaturunterschied zwischen dem Mittelteil und den Kantenbereichen von etwa 2°C. Daher wird in Betracht gezogen, die Form der Wachstumsoberflä­ che des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 in Übereinstimmung mit der Temperaturverteilung festzulegen.

In Anbetracht der oben erwähnten Ergebnisse wird der in Fig. 8 dargestellte Graphittiegel 301 in der vierten Ausführungsform angepaßt. Im einzelnen setzt sich der Graphittiegel 301 aus einem Tiegelkörper 310, dessen Oberseite geöffnet ist, und einem Deckelteil 311 zusam­ men. Der Tiegelkörper 310 besitzt einen Stufenabschnitt 310a an der Seite des Öffnungsbereichs. Der Tiegelkörper 310 besitzt Becherform mit einem kreisförmigen Quer­ schnitt und Siliciumcarbidmaterial 2 wird am Becherboden angebracht.

Der Deckelteil 311 hat eine kreisförmigen (scheibenartige) Form, die der Form des Öffnungsbereichs des Tiegelkörpers 310 entspricht. Der Deckelteil 311 be­ steht aus einem Impfkristall-Befestigungsteil 312 und einem Polykristall-Züchtungsteil 313. Der Impfkristall- Befestigungsteil 312 ist mit einem zylindrischen hervor­ ragenden Abschnitt 312a gebildet, der aus dem zentralen Abschnitt seiner Scheibenform hervorragt, und der Impf­ kristall 5 wird an die Vorderfläche (Tragfläche) 312b des vorstehenden Abschnitts 312a geklebt. Der vorstehende Ab­ schnitt 312a bildet einen Impfkristall-Befestigungsab­ schnitt, und der Impfkristall-Befestigungsteil 312 außer dem hervorragenden Abschnitt 312a (dem umfänglichen Ab­ schnitt des hervorragenden Abschnitts 312a) und das Poly­ kristall-Züchtungsteil 313 bilden einen peripheren Be­ reich des Impfkristall-Befestigungsbereichs.

Das Polykristall-Züchtungsteil 313 wird von dem Öff­ nungsbereich des Tiegelkörpers 310 aus eingesetzt und wird in einer bestimmten Position durch den Stufenab­ schnitt 310a des Tiegelkörpers 310 gehalten. Der Poly­ kristall-Züchtungsteil 313 hat in seinem Mittelteil einen hohlen Abschnitt 313a mit kreisförmigem Querschnitt und der vorstehende Abschnitt 312a des Impfkristall-Befesti­ gungsteils 312 wird in den hohlen Abschnitt 313a einge­ setzt. Der innere Durchmesser des hohlen Abschnitts 313a ist etwas größer als der Außendurchmesser des vorstehen­ den Abschnitts 312a, so daß ein Spalt mit einer spezifi­ schen Breite zwischen der inneren Umfangswand des hohlen Abschnitts 313a und der äußeren Umfangswand des vorste­ henden Abschnitts 312a gebildet ist.

Im einzelnen ist der Spalt d vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 3 mm und wird bei dieser Ausführungs­ form auf einen Wert von etwa 1 mm gesteuert. Der Grund hierfür ist der, daß, wenn der Spalt d zu klein ist, es so ist, als ob er im wesentlichen Null wäre, und wenn der Spalt d zu groß ist, wirkt der Spalt d, als wäre er Teil einer Züchtungsfläche. Weiterhin hat das Polykristall- Züchtungsteil 313 eine zylindrische Führung 313b, die von dem hohlen Abschnitt 313a in gleicher Distanz getrennt ist und den hohlen Abschnitt 313a umgibt. Das Poly­ kristall-Züchtungsteil 313 hat eine Oberfläche 313c, die parallel zu und coplanar mit der Wachstumsfläche auf dem vorstehenden Abschnitt 312 des Impfkristall-Befestigungs­ teils 312 ist, und die Führung 313b ragt über die Ober­ fläche 313c in Richtung auf das Siliciumcarbid-Material 2 heraus.

Wie in Fig. 9 dargestellt ist unter der Annahme, daß die Dicke des Abschnitts 312c, der den vorstehenden Ab­ schnitt 312 des Impfkristall-Befestigungsteils 312 um­ gibt, A ist, der Abschnitt, der den vorstehenden Ab­ schnitt 312 (den Abschnitt an der Innenseite innen von den Führung 313c) des Polykristall-Züchtungsteils 313 B ist und die Dicke des vorstehenden Abschnitts 312a C ist, die Summe der Dicke A und der Dicke B größer als die Dicke C (A + B < C). Wenn weiterhin der Impfkristall 5 ange­ klebt ist, wird die Wachstumsoberfläche des Impfkristalls 5 etwa coplanar mit der Oberfläche 313c des Polykristall- Züchtungsteils 313 oder ragt geringfügig darüber hinaus. Beiläufig ist die Dicke B des Polykristall-Züchtungsteils 313 vorzugsweise ungefähr größer als 5 mm. Andererseits kann das Polykristall-Züchtungsteil 313 aus einem Material gemacht sein, das eine Wärmeleitfähigkeitsrate besitzt, die höher ist als diejenige von anderen Teilen.

Gemäß der oben erwähnten Konstruktion sind bei Be­ trachtung des Impfkristall-Befestigungsteils 312 und des Polykristall-Züchtungsteils 313 von der Seite des Siliciumcarbid-Materials 2 der vorstehende Abschnitt 312a, auf dem nicht der Impfkristall 5 gehalten wird, von der Oberfläche des Polykristall-Züchtungsteils 313 ver­ tieft und der vorstehende Abschnitt 312a, der den Impf­ kristall 5 hält, ist coplanar mit der Oberfläche des Polykristall-Züchtungsteils 313 oder ragt gering darüber hinaus.

Weiterhin, wie in Fig. 8 dargestellt, kann der Graphittiegel 301 von einem Heizgerät 9 in einem Vakuum­ gefäß (Heizofen), in das Argongas eingeleitet werden kann, erhitzt werden. Der Impfkristall 5 wird auf einer Temperatur gehalten, die um etwa 100°C niedriger ist als diejenige des Siliciumcarbid-Materials 2, indem man die Energie des Heizgeräts 9 steuert.

Durch eine Wärmesimulation wurde die Temperaturver­ teilung bei Erhitzen eines Graphittiegels 301 mit dem oben angegebenen Aufbau mit dem Heizgerät 9 erhalten. Die Ergebnisse sind in Fig. 10 wiedergegeben. In dieser Figur sind gestrichelte Linien Isothermen und die Temperatur wird stufenweise von der oberen Seite nach der unteren Seite auf der Papierfläche erhöht. Die Oberflächentempe­ ratur des Impfkristalls 5 ist etwas geringer als dieje­ nige des Polykristall-Impfteils 313. Weiterhin ist die Wachstumsflächentemperatur des Impfkristalls 5 für den Siliciumcarbid-Einkristall 7 ungefähr gleichförmig. Näher betrachtet war die Temperaturverteilung ΔT auf der Wachs­ tumsfläche etwa 0,3°C.

Da bei dieser Konstruktion der vorstehende Abschnitt 312a, auf den der Impfkristall 5 geklebt wird, von dem Polykristall-Impfteil 313 getrennt ist und die Dicke C des vorstehenden Abschnitts 312a kleiner ist als die Summe der Dicken A, B der Abschnitte, die den vorstehenden Abschnitt 312a umgeben, kann Wärme nur schwierig von dem Polykristall-Züchtungsteil 313 auf den vorstehenden Abschnitt 312a übertragen werden. Ferner ist der vorstehende Abschnitt 312a so konstruiert, daß er leicht Hitze abstrahlt. Daher kann das in Fig. 10 dargestellte Ergebnis erhalten werden.

Innerhalb dieses Graphittiegels 301 wurde der Siliciumcarbid-Einkristall 7 auf dem Impfkristall 5 mit einer (0001)-Ebene als der Wachstumsfläche gezüchtet. Im einzelnen wurde der Wachstumsdruck auf 100 Torr festge­ setzt und das Kristallwachstum wurde 15 Stunden lang durchgeführt, während die Transportrate für Ausgangs­ material gesteuert wurde. Wie in Fig. 8 dargestellt, war dieses Kristallwachstum von Polykristall 8 begleitet, der auf der Fläche 313c des Polykristall-Züchtungsteils 313 gewachsen war; jedoch wurde bestätigt, daß der Poly­ kristall 8 mit einem spezifischen Abstand zum Silicium­ carbid-Einkristall 7 wuchs, so daß er den Siliciumcarbid- Einkristall 7 umgab. Das heißt, der Siliciumcarbid-Ein­ kristall 7 wächst in einem Zustand, in dem er in den Polykristall 8 eingebettet ist (eingebettetes Wachstum).

Die Wachstumsfläche des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 war etwa coplanar mit der Wachstumsfläche des Poly­ kristalls 8 oder ragte um ein Geringes vor. Das heißt, die Höhe des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 war etwa gleich wie diejenige des Polykristalls 8. Das Verhältnis in der Stellung zwischen der Wachstumsfläche des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 und der Wachstumsfläche des Polykristalls 8 war während des Wachstums etwa stabil. Dies bedeutet, daß das Temperaturverhältnis zwischen sol­ chen Wachstumsflächen ähnlich ist derjenigen zwischen der Wachstumsfläche des Impfkristalls 5 und der Fläche des Polykristall-Züchtungsteils 313, selbst wenn der Siliciumcarbid-Einkristall 7 und der Polykristall 8 wach­ sen. Das heißt, die Temperatur der Wachstumsfläche des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 ist etwas tiefer als dieje­ nige des Polykristalls 8 und die Temperaturverteilung auf der Wachstumsfläche des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 ist gleichförmig.

Ferner wurde der Siliciumcarbid-Einkristall 7 mit Rautenfronten (Facettenseiten) mit einem Wellenmuster, das sich allgemein vom Mittelpunkt der Wachstumsfläche erstreckte, gebildet. Die Rautenfronten (Facettenseiten) betrugen etwa 60% der Fläche der Wachstumsfläche des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 oder mehr und es wurde kein Rißfehler auf den Rautenfronten gebildet.

Das heißt, wenn der Siliciumcarbid-Einkristall 7 und der Polykristall 8 an den benachbarten unterschiedlichen Wachstumsflächen gezüchtet werden, die ungefähr miteinan­ der coplanar sind (die Wachstumsfläche des Impfkristalls 5 und die Fläche 313c des Polykristall-Züchtungsteils 313 in dieser Ausführungsform), können der Siliciumcarbid- Einkristall 7 und der Polykristall 8 getrennt gezüchtet werden und bilden einen spezifischen Spalt zwischen sich. Da weiter die Temperaturverteilungen auf den Wachstums­ flächen des Impfkristalls 5 und des Siliciumcarbid-Ein­ kristalls 7 ungefähr gleichförmig gemacht werden können, wird die Wachstumsfläche des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 flach und es kann verhindert werden, daß Rißfehler (Spaltfehler) in dem Siliciumcarbid-Einkristall erzeugt werden.

Da weiterhin die Wachstumsfläche des Silicumcarbid- Einkristalls 7 flach gemacht werden kann, ist die Anzahl der Wafers, die aus dem Siliciumcarbid-Einkristall 7 ge­ bildet werden können, erhöht. Bei einer Dotierungstechnik können die Verunreinigungen gleichförmig dotiert werden.

FÜNFTE AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 11 zeigt einen Graphittiegel 301a in einer fünften bevorzugten Ausführungsform, in der dieselben Teile wie die in der vierten Ausführungsform mit densel­ ben Bezugsziffern wie in der vierten Ausführungsform be­ zeichnet sind. Nur unterschiedliche Merkmale werden er­ läutert werden.

Wie in Fig. 11 dargestellt, erstreckt sich der Tie­ gelkörper 310 des Graphittiegels 301a in obere Richtung (in eine Richtung, die einen großen Abstand von dem Siliciumcarbid-Material 2 erlaubt) bis zu einer Position oberhalb der Position, wo das Impfkristall-Befestigungs­ teil 312 und das Polykristall-Züchtungsteil 313 angeord­ net sind. Das Impfkristall-Befestigungsteil 312 und das Polykristall-Züchtungsteil 313 sind miteinander in einem Kontaktbereich verbunden und sind so ausgebildet, daß sie von einem Halterteil 314, das auf dem Impfkristall-Be­ festigungsteil 312 vorgesehen ist, in die obere Richtung hochgezogen werden können.

Der Siliciumcarbid-Einkristall 7 wurde auf der Wachs­ tumsfläche des Impfkristalls 5 in dem Graphittiegel 301, der wie oben erwähnt auf eine Art ähnlich der vierten Ausführungsform aufgebaut war, gezüchtet, und gleichzei­ tig wurde der Polykristall 8 auf der Oberfläche 313c des Polykristall-Züchtungsteils 313 gezüchtet. Zu diesem Zeitpunkt werden bei dieser Ausführungsform das Impf­ kristall-Befestigungsteil 312 und das Polykristall-Züch­ tungsteil 313 hochgezogen, so daß die Wachstumsrate des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 konstant wird, und so, daß der Abstand der Wachstumsflächen des Siliciumcarbid-Ein­ kristalls 7 und des Polykristalls 8 zum Siliciumcarbid- Material 2 konstant bleibt. Im einzelnen war die Hoch­ zieh-(Bewegungs-)Geschwindigkeit des Impfkristall-Befe­ stigungsteils 312 und des Polykristall-Züchtungsteils 313 auf etwa 0,2 mm/h gesteuert, was etwa gleich der Wachs­ tumsgeschwindigkeit des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 war.

Da der Abstand der Wachstumsoberflächen des Silicium­ carbid-Einkristalls 7 und des Polykristalls 8 zum Siliciumcarbid-Material 2 konstant gehalten werden kön­ nen, ändert sich die Temperatur der Wachstumsoberfläche des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 und die Temperatur der Wachstumsfläche des Polykristalls 8 mit der Zeit kaum. Entsprechend ist die Kristallinität des Siliciumcarbid- Einkristalls 7 weiter verbessert.

SECHSTE AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 12 zeigt einen Graphittiegel 301b in einer sech­ sten bevorzugten Ausführungsform, in der dieselben Teile wie die in der vierten Ausführungsform mit denselben Bezugsziffern wie in der vierten Ausführungsform bezeich­ net werden. Nur unterschiedliche Merkmale werden unten erläutert.

Wie in Fig. 12 gezeigt, ist das Impfkristall-Befesti­ gungsteil 312 in einem hohlen Bereich 313a in dem Poly­ kristall-Züchtungsteil 313 angeordnet. Weiterhin werden das Impfkristall-Befestigungsteil 312 und das Poly­ kristall-Züchtungsteil 313 jeweils von Trägerteilen 315, 316 so gehalten, daß sie in entgegengesetzten Richtungen um die Trägerteile 315, 316 rotieren können, die jeweils als Mittelpunktachsen dienen. Hier ist das Trägerteil 316 zylindrisch und coaxial mit dem Trägerteil 315.

In dem wie oben erwähnt konstruierten Graphittiegel 301b wurde der Silicumcarbid-Einkristall 7 auf der Wachs­ tumsfläche des Impfkristalls 5 auf ähnliche Weise wie in der vierten Ausführungsform gezüchtet und gleichzeitig wurde der Polykristall 8 auf der Wachstumsfläche des Polykristall-Züchtungsteil 313 gezüchtet. Zu dieser Zeit wurden das Impfkristall-Befestigungsteil 312 und das Polykristall-Züchtungsteil 313 in einander entgegenge­ setzten Richtungen gedreht.

Da während des Wachstums des Siliciumcarbid-Ein­ kristalls 7 und des Polykristalls 8 das Impfkristall-Be­ festigungsteil 312 und das Polykristall-Züchtungsteil 313 in einander entgegengesetzten Richtungen gedreht werden, können der Siliciumcarbid-Einkristall 7 und der Poly­ kristall 8 mit Sicherheit voneinander isoliert werden und es kann verhindert werden, daß sie während des fort­ schreitenden Wachstums miteinander in Kontakt kommen.

Da die Wachstumsgeschwindigkeiten und -mengen des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 und des Polykristalls 8 an­ genähert gleich sind, werden die Wachstumsoberflächen der beiden ungefähr coplanar miteinander gehalten. Jedoch wachsen sowohl der Einkristall 7 als auch der Poly­ kristall 8 nicht nur in Längsrichtung (axial), sondern auch in seitlicher Richtung (radial), um die Temperatur­ differenz zwischen ihnen zu eliminieren, wenn der Ein­ kristall 7 eine lange Dimension aufweist, so daß die Mög­ lichkeit erwächst, daß die beiden Kristalle 7, 8 mitein­ ander vereinigt werden. Im Gegenteil werden in der sech­ sten Ausführungsform der Siliciumcarbid-Einkristall 7 und der Polykristall 8 von dem Impfkristall-Befestigungsteil 312 und dem Polykristall-Züchtungsteil 313, die in einan­ der entgegengesetzten Richtungen gedreht werden, gehin­ dert, miteinander vereinigt zu werden. Dies ermöglicht auch die Verbesserung der Kristallinität des Silicium­ carbid-Einkristalls 7, wenn er eine lange (große) Dimen­ sion aufweist.

SIEBTE AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 13 zeigt einen Graphittiegel 301c in einer sieb­ ten bevorzugten Ausführungsform, in der dieselben Teile wie in der vierten Ausführungsform mit denselben Bezugs­ ziffern wie in der vierten Ausführungsform bezeichnet werden. Nur unterschiedliche Merkmale werden unten erläu­ tert.

Wie in Fig. 13 gezeigt, unterscheidet sich der Graphittiegel 301c in dieser Ausführungsform von dem Graphittiegel 301b der sechsten Ausführungsform, gezeigt in Fig. 12, darin, daß der Tiegelkörper 310 nach oben verlängert ist, im Vergleich zu dem in Fig. 12. Dement­ sprechend können das Impfkristall-Befestigungsteil 312 und das Polykristall-Züchtungsteil 313 nach oben in die obere Richtung gezogen werden. Das heißt, bei dieser Aus­ führungsform können wie in der fünften Ausführungsform das Impfkristall-Befestigungsteil 312 und das Poly­ kristall-Züchtungsteil 313 nach oben gezogen werden und gleichzeitig, wie in der sechsten Ausführungsform, in einander entgegengesetzten Richtungen gedreht werden.

In dem Graphittiegel 301c, der wie oben erwähnt auf­ gebaut war, wurde der Siliciumcarbid-Einkristall 7 auf der Wachstumsfläche des Impfkristalls 5 gezüchtet und der Polykristall 8 wurde auf der Oberfläche 313c des Poly­ kristall-Züchtungsteils 313 gezüchtet. Zu dieser Zeit wurden das Impfkristall-Befestigungsteil 312 und das Polykristall-Züchtungsteil 313 in einander entgegenge­ setzten Richtungen gedreht und gleichzeitig in einer Ge­ schwindigkeit, die derjenigen des Wachstums des Silicium­ carbid-Einkristalls 7 und des Polykristalls 8 ähnlich war, nach oben gezogen.

Entsprechend kann die Trennung des Siliciumcarbid- Einkristalls 7 von dem Polykristall 8 mit Sicherheit er­ folgen, indem man das Impfkristall-Befestigungsteil 312 und das Polykristall-Züchtungsteil 313 in einander entge­ gengesetzten Richtungen dreht. Weiterhin kann die Tempe­ raturänderung in den Wachstumsflächen des Siliciumcarbid- Einkristalls 7 und des Polykristalls 8 mit der Zeit wirk­ sam unterdrückt werden, indem man das Impfkristall-Be­ festigungsteil 312 und das Polykristall-Züchtungsteil 313 in Richtung nach oben zieht. Als Ergebnis kann der Siliciumcarbid-Einkristall 7 mit verbesserter Kristalli­ nität verlängert werden.

Bei den vierten bis siebten Ausführungsformen wird die Temperatur der Wachstumsflächen des Impfkristalls 5 und des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 so gesteuert, daß sie aufgrund des Verhältnisses zwischen der Dicke C des vorstehenden Teils 312c des Impfkristall-Befestigungs­ teils 312 und den Dicken A, B seiner umfänglichen Berei­ che niedriger ist als diejenige der Wachstumsfläche des Polykristalls 8; jedoch kann dieses Temperaturverhältnis durch andere Einrichtungen bestimmt werden.

Ferner ist es bei der sechsten und siebten Ausfüh­ rungsform trotz der Drehung des Impfkristall- Befestigungsteils 312 und des Polykristall-Züchtungsteils 313 in einander entgegengesetzten Richtungen nicht immer nötig, daß sich beide Teile 312, 313 drehen, wenn nur die Teile 312, 313 relativ ihre Bewegungen ausführen. Zum Beispiel kann sich allein das Impfkristall-Befestigungs­ teil 312 drehen. Zusätzlich kann sich der Tiegelkörper 310 neben dem Impfkristall-Befestigungsteil 312 und dem Polykristall-Züchtungsteil 313 drehen. In diesem Fall sollte sich der Tiegelkörper 310 relativ in entgegenge­ setzter Richtung zu dem Polykristall-Züchtungsteil 313 drehen.

Bei der fünften und siebten Ausführungsform werden sowohl das Impfkristall-Befestigungsteil 312 als auch das Polykristall-Züchtungsteil 313 nach oben hin hochgezogen; jedoch kann nur das Impfkristall-Befestigungsteil 312 hochgezogen werden. In diesem Fall kann die Wachstums­ oberfäche des Polykristalls 8 an einer tieferen Position als diejenige des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 angeord­ net werden. Dafür wird die Temperatur des Siliciumcarbid- Einkristalls 7 im Vergleich zu derjenigen des Poly­ kristalls 8 weiter erniedrigt, so daß nur der Silicium­ carbid-Einkristall 7 wächst, während die Wachstumsober­ fläche flach gehalten wird. Da das Wachstum des Silicium­ carbid-Einkristalls 7 in einen Zustand fortschreitet, in dem die Wachstumsoberfläche von dem Polykristall 8 mit einem stabilen Si/C-Verhältnis umgeben ist, kann ferner der Siliciumcarbid-Einkristall 7 ausgezeichnete Kristallinität besitzen. Weiterhin kann die Abweichung zwischen der Wachstumsoberfläche des Siliciumcarbid-Ein­ kristalls 7 und derjenigen des Polykristalls 8 automa­ tisch durch Sublimation und Umkristallisation des Poly­ kristalls 8 kompensiert werden.

Claims (47)

1. Verfahren zur Erzeugung eines Einkristalls, umfas­ send:
Herstellung eines Gefäßes (1, 201, 301, 301a, 301b, 301c), das einen Wachstumsraum umschließt und ein Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) und einen peripheren Teil (12a, 313) besitzt, der den Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) umgibt, wo­ bei der Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) eine Trägeroberfläche (312b) besitzt, die zu dem Wachs­ tumsraum gerichtet ist und gegenüber einer peripheren Fläche (313c) des peripheren Teils (12a, 313) ver­ tieft ist;
Befestigung eines Impfkristalls (5) auf der Trägeroberfläche (312b) des Impfkristall-Befesti­ gungsteils (12b, 312), so daß der Impfkristall (5) die gesamte Fläche der Trägeroberfläche (312b) be­ deckt; und
Züchtung eines Einkristalls (7) auf der Wachs­ tumsoberfläche des Impfkristalls (5), indem man ein Materialgas in den Wachstumsraum des Gefäßes einlei­ tet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei:
der Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) von dem peripheren Bereich (12a, 313) mit einer Spalte (d) umgeben ist, die eine spezifische Breite besitzt; und
das Materialgas von dem Wachstumsraum durch die Spalte (d) eingelassen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ein­ kristall (7) auf der Wachstumsoberfläche des Impf­ kristalls (5) gebildet wird und die Wachstumsober­ fläche eine niedrigere Temperatur als die Temperatur der peripheren Oberfläche des peripheren Bereichs (12a, 313), der den Impfkristall (5) umgibt, auf­ weist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wachstumsoberfläche des Impfkristalls (5) dadurch er­ niedrigt wird, daß man ein Gas mit niedriger Tempera­ tur auf die Oberfläche des Impfkristall-Befestigungs­ teils (12b, 313) an einer gegenüberliegenden Seite der Trägeroberfläche (312b), die den Impfkristall (5) hält, einleitet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Gas niedriger Temperatur das Inertgas ist, das in das Gefäß zur Züchtung des Einkristalls (7) eingeleitet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Gas nied­ riger Temperatur ein Element enthält, das in den Ein­ kristall (7) als Verunreinigung dotiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Element aus der Gruppe: Stickstoff (N), Bor (B), Aluminium (Al), Phosphor (P) und Arsen (As) ausgewählt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Impfkristall und der Einkristall (7) aus Silicium­ carbid gemacht sind; und das Materialgas Siliciumcarbid-Materialgas ist.

9. Verfahren zur Züchtung eines Einkristalls (7), ent­ haltend die folgenden Schritte:
Herstellung eines Gefäßes (1, 201, 301, 301a, 301b, 301c), das einen Wachstumsraum umschließt und ein Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) und einen peripheren Teil (12a, 313) besitzt, der den Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) umgibt, wo­ bei der Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) eine Trägeroberfläche (312b) besitzt, die zu dem Wachs­ tumsraum gerichtet ist und gegenüber einer peripheren Fläche (313c) des peripheren Teils (12a, 313) ver­ tieft ist;
Befestigung eines Impfkristalls (5) an der Trä­ geroberfläche (312b) des Impfkristall-Befestigungs­ teils (12b, 312), so daß der Impfkristall die gesamte Fläche der Trägeroberfläche (312b) bedeckt und von der peripheren Oberfläche des peripheren Bereichs (12, 313) umgeben ist; und
Züchtung eines Einkristalls (7) auf der Wachs­ tumsoberfläche des Impfkristalls (5) und eines Poly­ kristalls (8) auf der peripheren Oberfläche des peri­ pheren Bereichs (12a, 313), indem man ein Materialgas in den Wachstumsraum des Gefäßes einleitet, wobei der Einkristall (7) bis zu einer Höhe gezüchtet wird, die etwa gleich der Höhe des Polykristalls (8) ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei:
der Impfkristall (5) auf der Trägeroberfläche (312b) so befestigt wird, daß er eine Wachstumsober­ fläche hat, die etwa coplanar mit der peripheren Oberfläche des peripheren Bereichs (12a, 313) ist und einen Spalt (d) mit dem peripheren Teil (12a, 313) bildet; und
der Einkristall (7) und der Polykristall (8) jeweils auf der Wachstumsoberfläche des Impfkristalls (5) und der peripheren Oberfläche des peripheren Be­ reichs (12a, 313) gezüchtet werden, die voneinander durch den Spalt (d) getrennt sind.

11. Verfahren zur Erzeugung eines Siliciumcarbid-Ein­ kristalls (7), das die folgenden Schritte enthält:
Herstellung eines Tiegels (1, 210, 301, 301a, 301b, 301c), der einen Wachstumsraum umfaßt und einen Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) und einen peripheren Teil (12a, 313), welcher den Impfkristall- Befestigungsteil (12b, 313) umgibt, umfaßt;
Anbringen eines Impfkristalls (5) an der Trä­ geroberfläche (312b) des Impfkristall-Befestigungs­ teils (12b, 312);
Einleiten eines Siliciumcarbid-Materialgases in den Wachstumsraum des Tiegels; und
Züchten eines Siliciumcarbid-Einkristalls (7) auf einer Wachstumsoberfläche des Impfkristalls (5) und eines Siliciumcarbid-Polykristalls (8) auf einer Oberfläche (313c) des peripheren Bereichs (12a, 313) so, daß die Höhe des Siliciumcarbid-Polykristalls (8) etwa gleich der Höhe des Siliciumcarbid-Einkristalls (7) ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Siliciumcarbid- Einkristall (7) so gezüchtet wird, daß er in den Siliciumcarbid-Polykristall (8) eingebettet ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Sili­ ciumcarbid-Einkristall (7) mit einer Wachstumsober­ fläche gezüchtet wird, die etwa coplanar mit einer Wachstumsoberfläche des Siliciumcarbid-Polykristalls (8) ist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Siliciumcarbid-Einkristall (7) und der Silicium­ carbid-Polykristall (8) jeweils auf der Wachstums­ oberfläche des Impfkristalls (5) und der Oberfläche des peripheren Bereichs (12a, 313) gezüchtet wird, indem man die Temperatur der Wachstumsoberfläche des Impfkristalls (5) so steuert, daß sie niedriger ist als die Temperatur der Oberfläche des peripheren Be­ reichs (12a, 313).

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der periphere Bereich (12a, 313) eine Dicke hat, die größer als die Dicke des Impfkristall-Befestigungs­ teil (12b, 313) ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei eine Spalte (d) zwischen dem Impfkristall-Befesti­ gungsteil (12b, 313) und dem peripheren Bereich (12a, 313) vorgesehen ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Spalte (d) eine Breite im Bereich von 0,5 bis 3 mm besitzt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei beim Züchten des Siliciumcarbid-Einkristalls (7) und des Siliciumcarbid-Polykristalls (8) auf dem Impf­ kristall (5) und dem peripheren Bereich (12a, 313) der Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) und der periphere Bereich (12a, 313) relativ zueinander in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei beim Züchten des Siliciumcarbid-Einkristalls (7) und des Siliciumcarbid-Polykristalls (8) auf dem Impf­ kristall (5) und dem peripheren Bereich (12a, 313) in dem Tiegel, in dem ein Ausgangsmaterial (2) ge­ genüber dem Impfkristall (5) und dem peripheren Be­ reich (12a, 313) angeordnet ist, der Impfkristall- Befestigungsteil (12b, 312) so bewegt wird, daß sich der Abstand des Impfkristalls (5) von dem Ausgangs­ material vergrößert.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Bewegungsge­ schwindigkeit des Impfkristall-Befestigungsteils (12b, 312) etwa gleich der Wachstumsrate des Sili­ ciumcarbid-Einkristalls (7) ist.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 20, wobei der periphere Bereich (12a, 313) eine Dicke von über etwa 5 mm besitzt.

22. Verfahren zur Erzeugung eines Siliciumcarbid-Ein­ kristalls (7), enthaltend die folgenden Schritte:
Herstellung eines Tiegels (1, 201, 301a, 301b, 301c) her, der einen Wachstumsraum einschließt und einen Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) und einen peripheren Bereich (12a, 313), der den Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) umgibt, um­ faßt;
Anbringen eines Impfkristalls (5) auf einer Trägeroberfläche (312b) des Impfkristall-Be­ festigungsteils (12b, 312b);
Einleiten eines Siliciumcarbid-Material­ gases in den Wachstumsraum des Tiegels; und
Züchten eines Siliciumcarbid-Einkristalls (7) auf einer Wachstumsoberfläche des Impfkristalls (5) und einen Siliciumcarbid-Polykristall (8) auf der Oberfläche des peripheren Bereichs (12a, 313) mit einer Wachstumsoberfläche, die etwa mit der Wachstumsoberfläche des Siliciumcarbid-Einkristalls (7) coplanar ist.

23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei der periphere Be­ reich (12a, 313) eine Dicke aufweist, die größer ist als die Dicke des Impfkristall-Befestigungsteils (12b, 312).

24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, wobei eine Spalte (d) zwischen dem Impfkristall-Befestigungs­ teil (12b, 312) und dem peripheren Bereich (12a, 313) vorgesehen wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei der Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) und der periphere Bereich (12a, 313) in einander entgegenge­ setzten Richtungen gedreht werden, wenn der Sili­ ciumcarbid-Einkristall (7) und der Siliciumcarbid- Polykristall (8) auf dem Impfkristall (5) und dem peripheren Bereich (12a, 313) gezüchtet werden.

26. Vorrichtung zur Züchtung eines Einkristalls (7), um­ fassend:
einen Tiegel (1, 201, 301, 301a, 301b, 301c), der einen Wachstumsraum umschließt und einen Impf­ kristall-Befestigungsteil (12b, 312) und einen peri­ pheren Bereich (12a, 313) umfaßt, welcher den Impf­ kristall-Befestigungsteil (12b, 312) umgibt, wobei der Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) eine Trägeroberfläche (312b) besitzt, die zu dem Wachstumsraum hin ausgerichtet ist und der periphere Bereich (12a, 313) eine periphere Oberfläche (313c) besitzt, die zu der Wachstumsoberfläche gerichtet ist und die Trägeroberfläche (312b) umgibt; und
einen Impfkristall (5), der an der Träger­ oberfläche (312b) des Impfkristall-Befestigungsteils (12b, 312) angebracht ist, um darauf einen Ein­ kristall (7) unter Verwendung eines Materialgases, das in den Wachstumsraum eingeleitet wird, zu züch­ ten, wobei:
der Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) von dem peripheren Bereich (12a, 313) durch einen Spalt (d) mit einer spezifischen Breite umgeben ist;
die Trägeroberfläche (312b) von der peripheren Oberfläche (313c) vertieft ist; und
der Impfkristall (5) die gesamte Fläche der Trägeroberfläche (312b) bedeckt.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Spalte (d) sowohl mit dem Wachstumsraum als auch mit einem äußeren Raum des Tiegels frei verbunden ist, um das Materialgas aus dem Wachstumsraum in den äußeren Raum zu leiten.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, wobei die spe­ zifische Breite der Spalte (d) im Bereich von 0.1 bis 1 mm ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, wo­ bei die Spalte (d) mit einem Wärmeisolationsmaterial gefüllt ist, um Wärmeleitung von dem peripheren Be­ reich (12a, 313) nach dem Impfkristall-Befestigungs­ teil (12b, 312) zu unterdrücken.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, wobei das Wärme­ isolationsmaterial für das Materialgas durchlässig ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, wobei das Wärmeisolationsmaterial poröser Graphit ist.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 31, wo­ bei der Impfkristall (5), der an der Trägeroberflä­ che (312b) befestigt ist, eine Wachstumsoberfläche besitzt, auf der der Einkristall (7) gezüchtet wird, wobei die Wachstumsoberfläche etwa coplanar mit der peripheren Oberfläche des peripheren Bereichs (12a, 313) ist oder etwas darüber hinausragt.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 32, wo­ bei der Tiegel so konstruiert ist, daß die Tempera­ tur der Wachstumsoberfläche des Impfkristalls, der an der Trägeroberfläche (312) befestigt ist, so ge­ steuert wird, daß sie niedriger ist als die Tempe­ ratur der peripheren Oberfläche des peripheren Be­ reichs (12a, 313).

34. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei der Impf­ kristall-Befestigungsteil (12b, 312) einen Senker (202b) auf der gegenüberliegenden Seite der Träger­ oberfläche (312b) aufweist.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 34, wo­ bei:
der Tiegel aus einem Kohlematerial hergestellt ist, und
der Impfkristall (5) aus Siliciumcarbid gemacht ist, um den Einkristall (7) aus Siliciumcarbid dar­ auf zu züchten.

36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 35, wo­ bei die innere Oberfläche des Tiegels mit einem Metallcarbid mit hohem Schmelzpunkt beschichtet ist.

37. Vorrichtung nach Anspruch 36, wobei das Metallcarbid mit hohem Schmelzpunkt aus der folgenden Gruppe aus­ gewählt ist: Hafniumcarbid (HfC), Tantalcarbid (TaC), Zirkoniumcarbid (ZrC) und Titancarbid (TiC).

38. Vorrichtung zur Erzeugung eines Einkristalls (7), umfassend einen Tiegel (1, 201, 301, 301a, 301b, 301c), der einen Wachstumsraum einschließt und eine innere Oberfläche hat, die zum Wachstumsraum ausge­ richtet ist, wobei:
die innere Oberfläche eine Vertiefung zur Aufnahme eines Impfkristalls (5) hat, auf dem ein Einkristall (7) unter Verwendung eines Materialgases gezüchtet werden soll, wobei die Ausnehmung eine Grundfläche (312b) besitzt, die vollständig von dem Impfkristall (5) bedeckt ist, wenn der Impfkristall auf dem Trägerbereich befestigt ist.

39. Vorrichtung nach Anspruch 38, wobei die untere Flä­ che der Ausnehmung zur Isolierung des Einkristalls (7) von einem Polykristall (8), der auf einer peri­ pheren inneren Oberfläche gezüchtet wird, von einer Rille (d) umgeben ist, die eine spezifische Breite besitzt, die die Ausnehmung umgibt, wenn der Ein­ kristall (7) und der Polykristall (8) auf dem Impf­ kristall und der peripheren inneren Oberfläche ge­ züchtet werden.

40. Vorrichtung zur Erzeugung eines Einkristalls (7), enthaltend:
einen Tiegel (1, 201, 301, 301a, 301b, 301c), der einen Wachstumsraum umschließt und eine nach dem Wachstumsraum gerichtete innere Oberfläche besitzt;
einen Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) mit einer Trägeroberfläche (312b) als einen ersten Teil der inneren Oberfläche zur Aufnahme eines Impf­ kristalls (5) darauf, wobei die Trägeroberfläche (312b) nach dem Wachstumsraum gerichtet ist, und
einen peripheren Bereich (12a, 313) als einen zweiten Teil der inneren Oberfläche, der den Impf­ kristall-Befestigungsteil (12b, 312) umgibt und eine periphere Oberfläche (313c), die nach dem Wachstums­ raum ausgerichtet ist, besitzt, wobei:
die Trägeroberfläche (312b) gegenüber der peri­ pheren Oberfläche (313c) vertieft ist;
eine Spalte (d) zwischen dem Impfkristall- Befestigungsteil (12b, 312) und dem peripheren Be­ reich (12a, 313) vorgesehen ist; und
der Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) und der periphere Bereich (12a, 313) so konstruiert sind, daß ein Einkristall (7) auf einer Wachstums­ oberfläche des Impfkristalls (5) gezüchtet werden kann, der in einem Polykristall (8) eingebettet ist, welcher auf der peripheren Oberfläche gezüchtet wird, und eine Höhe besitzt, die etwa gleich der Hö­ he des Polykristalls (8) ist.

41. Vorrichtung zur Erzeugung eines Einkristalls (7), enthaltend:
einen Tiegel (1, 201, 301, 301a, 301b, 301c), der einen Wachstumsraum umgrenzt und eine nach dem Wachstumsraum gerichtete innere Oberfläche be­ sitzt;
einen Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) mit einer Trägeroberfläche (312b) zur Aufnahme eines Impfkristalls (5) darauf, wobei die Trägeroberfläche (312b) nach dem Wachstumsraum als ein erster Teil der inneren Oberfläche gerichtet ist, und
einen peripheren Bereich (12a, 313) als einen zweiten Teil der inneren Oberfläche, der den Impf­ kristall-Befestigungsteil (12b, 312) umgibt und eine periphere Oberfläche (313c), die nach dem Wachstums­ raum ausgerichtet ist, besitzt, wobei:
ein Einkristall (7) auf einer Wachstumsoberflä­ che des Impfkristalls (5), der auf der Trägerober­ fläche (312b) des Impfkristall-Befestigungsteils (12b, 312) befestigt ist, mittels eines in den Wachstumsraum eingeleiteten Materialgases gezüchtet wird; und
ein Polykristall (8) auf der peripheren Ober­ fläche (313c) gezüchtet wird, der den Einkristall (7) umgibt und eine Höhe besitzt, die etwa gleich der Höhe des Einkristalls (7) ist.

42. Vorrichtung nach Anspruch 41, wobei der Impf­ kristall-Befestigungsteil (12b, 312) und der peri­ phere Bereich (12a, 313) so konstruiert sind, daß die Temperatur der Wachstumsoberfläche des Impf­ kristalls (5) der an dem Impfkristall-Befestigungs­ teil (12b, 312) befestigt ist, so gesteuert wird, daß sie niedriger ist als die Temperatur der peri­ pheren Oberfläche (313c).

43. Vorrichtung nach Anspruch 41 oder 42, wobei eine Spalte (d) zwischen dem Impfkristall-Befestigungs­ teil (12b, 312) und dem peripheren Bereich (12a, 313) vorgesehen ist.

44. Vorrichtung nach Anspruch 43, wobei die Spalte (d) eine Breite im Bereich von 0,5 bis 3 mm besitzt.

45. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 44, wo­ bei der Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) und der periphere Bereich (12a, 313) in zueinander ent­ gegengesetzten Richtungen drehbar sind.

46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 45, wo­ bei der Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) in einer solchen Richtung drehbar ist, daß der Abstand der Trägeroberfläche (312b) von einem in dem Gefäß angeordneten Ausgangsmaterial (2) erhöht wird.

47. Vorrichtung zur Erzeugung eines Einkristalls (7), enthaltend:
einen Tiegel (1, 201, 301, 301a, 301b, 301c), der durch seine innere Oberfläche einen Wachstums­ raum umschließt;
einen Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312), das nach dem Wachstumsraum gerichtet ist, als einen ersten Teil der inneren Oberfläche des Tiegels, zum Halten eines Impfkristalls (5); und
einen peripheren Bereich (12a, 313), der den Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) umgibt und nach dem Wachstumsraum ausgerichtet ist, als zweiten Teil der inneren Oberfläche, wobei
die Dicke des Impfkristall-Befestigungsteils (12b, 312) in einer Richtung, in der der Einkristall (7) auf dem Impfkristall (5) gezüchtet wird, geringer ist als die Dicke des peripheren Bereichs (12a, 313).