DE10050767B4 - Vorrichtung zur Erzeugung von Einkristallen hoher Qualität - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Züchtung eines Einkristalls (7), umfassend:
einen Tiegel (1, 201, 301, 301a, 301b, 301c), der einen Wachstumsraum umschließt und einen Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) und einen peripheren Bereich (12a, 313) umfasst, welcher den Impfkristall-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 Trägeroberfläche (312b) des Impfkristall-Befestigungsteils (12b, 312) angebracht ist, um darauf einen Einkristall (7) unter Verwendung eines Materialgases, das in den Wachstumsraum eingeleitet wird, zu züchten, 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...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Einkristallen hoher Qualität, die besonders geeignet ist zur Erzeugung eines Siliciumcarbid-Einkristalls hoher Qualität auf einem Impfkristall, der auf einem Impfkristall-Halterungsteil befestigt ist.
  • Ein Siliciumcarbid-Einkristall ist als ein Halbleitersubstrat für ein Leistungsbauelement vorgesehen, da er hohe Spannung ertragen kann und hohe Elektronenbeweglichkeit besitzt. Im allgemeinen wird ein Einkristall-Züchtungsverfahren, ein sogenanntes Sublimierungsverfahren (modifiziertes Lelyverfahren) für das Züchten eines Siliciumcarbid-Einkristalls angewandt.
  • Bei dem modifizierten Lelyverfahren wird ein Siliciumcarbidmaterial in einen Graphittiegel eingeführt, und ein Impfkristall ist an einer inneren Wand des Graphittiegels gegenüber dem Materialteil befestigt. Der Materialteil wird dann bis auf eine Temperatur von 2200°C bis 2400°C erhitzt und erzeugt Sublimationsgas. Entsprechend wird ein Siliciumcarbid-Einkristall durch Umkristallisieren des Materials auf dem Impfkristall mit einer Temperatur, die so eingestellt ist, daß sie einige Dutzend bis einige Hundert Grad niedriger als diejenige des Materialteils ist, gezüchtet.
  • Bei dieser üblichen Methode ist es jedoch nötig, die Kristallinität des Siliciumcarbid-Einkristalls weiter zu verbessern. Wie z. B. in 5A dargestellt wird, ist der Impfkristall 5 direkt oder durch ein vorspringendes Teil, das an einem Deckelteil 112 des Graphittiegels 101 vorgesehen ist, befestigt. Deswegen wird, wie in 5B gezeigt, ein Polykristall 8 an der Innenwand des Graphittiegels 101, die zu der Kristallwachstumsumgebung hin freiliegt, erzeugt, während der Siliciumcarbid-Einkristall 107 gezüchtet wird, und der Polykristall 8 ist mit einem Umfangsbereich 107a des Siliciumcarbid-Einkristalls 107 befestigt und verwachsen. Dementsprechend ist der umfängliche Anteil 107a polykristallin und Defekte werden in dem Siliciumcarbid-Einkristall 107 erzeugt.
  • Um dieses Problem zu lösen, schlägt JP-A-6-48898 vor, einen Schritt zum Stoppen des Einkristallwachstums einzulegen, bevor der periphere Polykristall größer wird als der Einkristall und erneut das Einkristallwachstum zu starten, nachdem der periphere Polykristall von dem Graphittiegel 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 Siliciumcarbid-Einkristall bei einer hohen Temperatur von 200°C oder mehr gezüchtet werden soll, braucht die Temperaturerhöhung und -erniedrigung lange Zeit und die Verfahrenszeit zur Herstellung von Einkristallen wird beträchtlich erhöht. 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.
  • Aus der JP 10-13958 A ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Einkristallen bekannt. Entsprechende Vorrichtungen sind auch aus JP 08-325099 A , JP 08-295595 A und WO 99/29934 A1 bekannt.
  • Die vorliegende Erfindung wurde anhand der obengenannten Schwierigkeiten getätigt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Einkristalls mit hoher Qualität zu schaffen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Einkristall auf einem Impfkristall, der in einem Gefäß angeordnet ist, gezüchtet. Das Gefäß umfaßt einen Wachstumsraum und hat einen Impfkristall-Befestigungsbereich und einen peripheren Bereich, der den Impfkristall-Befestigungsbereich umgibt. Der Impfkristall-Befestigungsbereich hat eine Halterungsfläche, die zum Wachstumsraum hin ausgerichtet ist und von einer umfänglichen Fläche des Umfangsbereichs ausgespart ist. Der Impfkristall 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 Qualität hergestellt werden.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in einem Gefäß, wie z. B. einem Tiegel, ein Einkristall an einer Wachstumsfläche des Impfkristalls gezüchtet und ein Polykristall wird an einer Umfangsfläche, die die Wachstumsfläche umgibt, bis zu einer Höhe gezüchtet, 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 Temperaturverteilung auf der Wachstumsfläche des Einkristalls gleichförmig. Dies hat zur Folge, daß die Wachstumsfläche des Einkristalls flach gehalten werden kann, selbst wenn die Längen-(Höhen-)Dimension des Einkristalls erhöht wird, und es wird kein Riß in dem Einkristall erzeugt.
  • Andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus einem besseren Verständnis der unten im Zusammenhang mit den nachstehenden Figuren erwähnten bevorzugten Ausführungsformen verständlich:
  • 1 ist ein Querschnitt durch einen Graphittiegel gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform;
  • 2 ist ein Querschnitt durch ein Deckelteil des Graphittiegels gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
  • 3A und 3B sind Vorder- und Rückansichten des in 2 dargestellten Deckelteils;
  • 4 ist ein Querschnitt durch ein Deckelteil eines Graphittiegels gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform;
  • 5A ist ein Querschnitt eines konventionellen Graphittiegels;
  • 5B ist ein vergrößerter Querschnitt, der ein Deckelteil des in 5A gezeigten Graphittiegels und seine Umgebung zeigt;
  • 6 ist ein Querschnitt eines Graphittiegels, der als Prototyp in einer vierten bevorzugten Ausführungsform hergestellt wurde;
  • 7 ist eine schematische Darstellung, die die Temperaturverteilung auf der Wachstumsfläche eines Impfkristalls in dem in 6 dargestellten Graphittiegel-Prototyp zeigt, die durch Simulierung erhalten wurde;
  • 8 ist ein Querschnitt durch einen Graphittiegel gemäß der vierten Ausführungsform;
  • 9 ist eine schematische Darstellung, die die Dicken der Teile eines Deckelteils des in 8 dargestellten Graphittiegels erläutert;
  • 10 ist eine schematische Ansicht, die die Temperaturverteilung auf einer Wachstumsfläche eines Impfkristalls in dem in 8 gezeigten Graphittiegel zeigt, die durch Simulation erhalten wurde;
  • 11 ist ein Querschnitt durch einen Graphittiegel gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform;
  • 12 ist ein Querschnitt durch einen Graphittiegel gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform; und
  • 13 ist ein Querschnitt durch einen Graphittiegel gemäß einer siebten bevorzugten Ausführungsform.
  • ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 1 zeigt eine Graphittiegel 1 als Kristallzüchtungsvorrichtung, die in einer ersten bevorzugten Ausführungsform 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 besteht, durch Erhitzen und Sublimieren von Siliciumcarbidmaterial 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-Befestigungsteil 12b hat allgemein eine zylindrische Form und ein Flanschbereich ist an einem Ende des Impfkristall-Befestigungsteils 12b gegenüber der Seite, an der der Impfkristall 5 befestigt wird, vorgesehen. Wenn der Impfkristall-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 Durchmesser 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-Befestigungsteils 12b vorgesehen ist, wenn das Impfkristall-Befestigungsteil 12b an dem Deckelbereich 12a befestigt ist. Der Spalt d wird im Bereich von 0,1 mm bis 1 mm gesteuert. 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 ähnlich einem Züchtungsraum.
  • Die Dicke (Länge in axialer Richtung) des Impfkristall-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-Befestigungsteils 12b ist, wird die Oberfläche des Impfkristall-Befestigungsteils 12b (Grundoberfläche der Ausnehmung des Deckelteils 12) vollständig mit dem Impfkristall 5 bedeckt und hat so keine freie Fläche nach außen, wenn der Impfkristall 5 befestigt ist. Da ferner die Wachstumsfläche des Impfkristalls 5 so angeordnet ist, daß sie keinen Hohlraum bildet, verglichen mit dem benachbarten Deckelbereich 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 getrennt vom Deckelteil 12a gebildet ist und dünner ist als der Deckelbereich 12a, kann die Temperatur der Wachstumsfläche des Impfkristalls 5 als Ergebnis von Wärmeleitung etwas niedriger gesteuert werden als die Oberflächentemperatur des Deckelbereichs 12a. Aus diesem Grund geschieht Kristallwachstum bevorzugt auf der Wachstumsfläche des Impfkristalls 5, bevorzugt gegenüber dem Deckelbereich 12a. Beiläufig kann der Graphittiegel 1 durch eine Heizung in einem Vakuumgefäß (Heizofen) erhitzt werden, in den Argongas eingeleitet wird. Die Temperatur des Impfkristalls 5 kann um etwa 10°C bis 100°C niedriger gehalten werden als diejenige des Siliciumcarbidmaterialpulvers 2.
  • Der Siliciumcarbid-Einkristall 7 wird auf der Wachstumsfläche des Impfkristalls 5 in dem Graphittiegel, der wie oben erwähnt gebaut ist, gezüchtet. Wie in 1 dargestellt, wächst der Siliciumcarbid-Einkristall 7, während er sich in radialer Richtung ausdehnt, was sein Kristallwachstum berührt, und wächst mit einem nahezu gegebenen Durchmesser weiter, nachdem der Durchmesser sich etwas erhöht hat. Zur gleichen Zeit wächst der Polykristall 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 getrennt voneinander wachsen und vereinigen sich nicht miteinander. Demzufolge kann das Auftreten von Kristalldefekten, 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 erläutert, bei dem der Siliciumcarbid-Einkristall 7 auf der Oberfläche des Impfkristalls 5 gezüchtet wurde. Das Züchten des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 wurde wie folgt durchgeführt:
    Zuerst wurde der Impfkristall 5 aus einem Siliciumcarbid-Einkristall, der nach einer Acheson-Methode gebildet war, mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Dicke von 1 mm ausgeschnitten und die Oberfläche wurde hochglanzpoliert. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Kristallrichtung des Impfkristalls 5 fixiert, wobei die Wachstums oberfläche genau einer (0001)-Ebene entsprach. Der Impfkristall 5 wurde mit dem Impfkristall-Befestigungsteil 12b verbunden, und dann wurde das Impfkristall-Befestigungsteil 12b mit dem Deckelbereich 12a zusammengebaut, so daß der Spalt d zwischen dem Impfkristall-Befestigungsteil 12b und dem Deckelbereich 12a auf 0,5 mm eingestellt war.
  • Die zusammengebauten Deckelbereich 12a und der Impfkristall-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 Temperatur des Siliciumcarbidmaterialpulvers 2 2290°C betrug, die Temperatur der Wachstumsfläche des Saatkristalls 5 2230°C und der Umgebungsdruck 1 Torr war, gezüchtet.
  • Der am Ende erhaltene Siliciumcarbid-Einkristall 7 besaß etwa 12 mm Wachstumshöhe und etwa 15 mm maximalen Durchmesser. Polykristall war auf dem Impfkristall-Befestigungsteil 12b kaum erzeugt worden. Der Polykristall 8, der von der Oberfläche der Einkristall-Wachstumsvorrichtung in einem peripheren Bereich des Impfkristalls 5 erzeugt war, war vollständig von dem Siliciumcarbid-Einkristall 7 isoliert. Ein Siliciumcarbid-Einkristallsubstrat, das aus dem Siliciumcarbid-Einkristall 7 herausgeschnitten war, besaß an einem peripheren Kantenbereich kaum polykristalline Bereiche, Brüche und Unterkorndefekte, die durch Verwachsen mit Polykristallen erzeugt 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 Merkmale, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden, werden bei dieser Ausführungsform erläutert. Dieselben Teile wie bei der ersten Ausführungsform werden mit denselben Bezugsziffern wie in der ersten Ausführungsform bezeichnet.
  • 2 zeigt einen Querschnitt des Deckelteils 12 des Graphittiegels 1 als Kristallzüchtungsvorrichtung in dieser Ausführungsform, und die 3A bzw. 3B zeigen eine Vorderansicht bzw. eine Rückansicht des in 2 gezeigten Deckelteils 12. Bei dieser Ausführungsform besteht 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 gebildet und Entgasungsöffnungen 15 sind an mehreren Stellen (sechs in den 3A und 3B) auf der Rückseite des Deckelteils 12 (der Seite, die derjenigen gegenüberliegt, 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 Entgasungsöffnungen 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 Ausführungsform 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 Siliciumcarbidmaterialpulvers 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 maximalen Durchmesser. Ein Teil des Sublimierungsgases entwich 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 gewachsen war, war völlig vom Siliciumcarbid-Einkristall 7 isoliert. Ein Siliciumcarbid-Einkristallsubstrat, das durch Schneiden des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 gebildet war, hatte kaum polykristalline Bereiche, Risse oder Unterkorndefekte, 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 Ausführungsform nur in dem Aufbau des Deckelteils 12, und nur von der ersten Ausführungsform verschiedene Punkte werden er läutert. Dieselben Teile wie diejenigen der ersten Ausführungsform werden mit denselben Bezugszahlen wie in der ersten Ausführungsform bezeichnet.
  • 4 zeigt einen Querschnitt durch ein Deckelteil 12 des Graphittiegels 1 als eine Kristallzüchtungsvorrichtung 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-Befestigungsteil 12b ist breiter und mit porösem Graphit gefüllt. Der poröse Graphit besitzt die Eigenschaft der Wärmeisolierung und unterdrückt Wärmeübergang von dem Deckelbereich 12a auf den Impfkristall-Befestigungteil 12b. Der poröse Graphit besitzt weiterhin feine Löcher, durch die Materialgas in dem Graphittiegel 1 hindurchfließen kann. Die anderen Merkmale wie z. B. die Dicke des Impfkristall-Befestigungsteils 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 demjenigen, der im Experiment der ersten Ausführungsform verwendet wurde, hergestellt. Nacheinander wurde das Impfkristall-Befestigungsteil 12b eingepaßt, wobei das poröse Graphit dazwischen gefüllt wurde. Danach wurde der Impfkristall 5 an dem Impfkristall-Befestigungsteil 12b befestigt. Dann wurde das Deckelteil 12 auf den Tiegelkörper 11, in den vorher das Siliciumcarbidmaterialpulver 2 eingefüllt war, befestigt.
  • Dann wurde der Graphittiegel 1 in den Heizofen gesetzt und der Siliciumcarbid-Einkristall 7 wurde nach der Sublimationsmethode 24 Stunden lang unter den Bedingungen, daß die Temperatur des Siliciumcarbidmaterialpulvers 2 2290°C, die Temperatur der Wachstumsfläche des Impfkristalls 5 2230°C und der Umgebungsdruck 1 Torr war, gezüchtet.
  • Der am Ende erhaltene Siliciumcarbid-Einkristall 7 war etwa 13 mm hoch gewachsen und hatte etwa 18 mm maximalen Durchmesser. Der Durchmesser des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 war größer als derjenige des Versuchsergebnisses in der ersten Ausführungsform. Weiterhin hatte wie bei der ersten Ausführungsform ein Siliciumcarbid-Einkristallsubstrat, das durch Schneiden des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 erzeugt worden war, kaum polykristalline Bereiche, Risse (Spalten) oder Unterkorndefekte, die durch Verwachsen mit Polykristallen an seinem umfänglichen Kantenbereich erzeugt werden können.
  • Als Vergleich wird ein Ergebnis eines Experiments erläutert, bei dem ein Siliciumcarbid-Einkristall in dem konventionellen Graphittiegel 101, dargestellt in den 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 geklebt und an dem Graphittiegelkörper 101 befestigt, in den vorher das Siliciumcarbidmaterialpulver 2 eingefüllt worden war. Dann wurde der Graphittiegel 101 in den Heizofen gesetzt und der Siliciumcarbid-Einkristall 107 wurde nach der Sublimationsmethode 24 Stunden lang unter den Bedingungen, daß die Temperatur des Siliciumcarbidmaterialpulvers 2 2290°C, die Temperatur der Wachstumsfläche 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 herausragenden Bereich erzeugt und von diesem Bereich war Polykristall 8 entlang dem Umfang des Siliciumcarbid-Einkristalls 107 gewachsen. Polykristalline Bereiche, Risse (Brüche) und Unterkorndefekte wurden an einem peripheren Kantenbereich 107a eines Siliciumcarbid-Einkristallsubstrats, das durch Schneiden des Siliciumcarbid-Einkristalls 107 gebildet war, beobachtet.
  • Bei den vorgenannten Ausführungsformen kann die vorliegende 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 bedeckt 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 Schmelzpunkt verwendet werden.
  • Bei der dritten Ausführungsform können anstelle von porösem Graphit andere Materialien verwendet werden, solange durch sie Gas hindurchströmen kann. Weiterhin wird bei der dritten Ausführungsform der poröse Graphit in die Spalte zwischen dem Deckelbereich 12a und dem Impfkristall-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 niedriger Temperatur auf die Rückfläche des Impfkristall-Befestigungsteils 12b geblasen werden, so daß die Wachstumsfläche des Impfkristalls 5 eine niedrigere Temperatur haben 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-Befestigungsteil 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 6, als Prototyp erzeugt und ein Siliciumcarbid-Einkristall wurde nach der Sublimationsmethode in dem Graphittiegel 201 gezüchtet. Wie aus 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 Abschirmplatte 204 gegenüber der Wachstumsfläche des Impfkristalls 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 gebaut war wie oben beschrieben.
  • Dann stellte sich heraus, daß die Wachstumsfläche des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 mit wachsender Länge gebogen war und Bruchdefekte wurden infolgedessen an der gebogenen 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 Hitzesimulationsanalyse unter Verwendung des in 6 gezeigten Graphittiegels 201 untersucht. 7 zeigt die Temperaturverteilung in dem Graphittiegel 201, die als Ergebnis 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 Wachstumsoberfläche des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 in Übereinstimmung mit der Temperaturverteilung festzulegen.
  • In Anbetracht der oben erwähnten Ergebnisse wird der in 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 zusammen. Der Tiegelkörper 310 besitzt einen Stufenabschnitt 310a an der Seite des Öffnungsbereichs. Der Tiegelkörper 310 besitzt Becherform mit einem kreisförmigen Querschnitt 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 besteht aus einem Impfkristall-Befestigungsteil 312 und einem Polykristall-Züchtungsteil 313. Der Impfkristall-Befestigungsteil 312 ist mit einem zylindrischen hervorragenden Abschnitt 312a gebildet, der aus dem zentralen Abschnitt seiner Scheibenform hervorragt, und der Impfkristall 5 wird an die Vorderfläche (Tragfläche) 312b des vorstehenden Abschnitts 312a geklebt. Der vorstehende Abschnitt 312a bildet einen Impfkristall-Befestigungsabschnitt, und der Impfkristall-Befestigungsteil 312 außer dem hervorragenden Abschnitt 312a (dem umfänglichen Abschnitt des hervorragenden Abschnitts 312a) und das Polykristall-Züchtungsteil 313 bilden einen peripheren Bereich des Impfkristall-Befestigungsbereichs.
  • Das Polykristall-Züchtungsteil 313 wird von dem Öffnungsbereich des Tiegelkörpers 310 aus eingesetzt und wird in einer bestimmten Position durch den Stufenabschnitt 310a des Tiegelkörpers 310 gehalten. Der Polykristall-Züchtungsteil 313 hat in seinem Mittelteil einen hohlen Abschnitt 313a mit kreisförmigem Querschnitt und der vorstehende Abschnitt 312a des Impfkristall-Befestigungsteils 312 wird in den hohlen Abschnitt 313a eingesetzt. Der innere Durchmesser des hohlen Abschnitts 313a ist etwas größer als der Außendurchmesser des vorstehenden Abschnitts 312a, so daß ein Spalt mit einer spezifischen Breite zwischen der inneren Umfangswand des hohlen Abschnitts 313a und der äußeren Umfangswand des vorstehenden Abschnitts 312a gebildet ist.
  • Im einzelnen ist der Spalt d vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 3 mm und wird bei dieser Ausführungsform 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 Polykristall-Züchtungsteil 313 hat eine Oberfläche 313c, die parallel zu und coplanar mit der Wachstumsfläche auf dem vorstehenden Abschnitt 312 des Impfkristall-Befestigungsteils 312 ist, und die Führung 313b ragt über die Oberfläche 313c in Richtung auf das Siliciumcarbid-Material 2 heraus.
  • Wie in 9 dargestellt ist unter der Annahme, daß die Dicke des Abschnitts 312c, der den vorstehenden Abschnitt 312 des Impfkristall-Befestigungsteils 312 umgibt, A ist, der Abschnitt, der den vorstehenden Abschnitt 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 angeklebt 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 Betrachtung 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 vertieft und der vorstehende Abschnitt 312a, der den Impfkristall 5 hält, ist coplanar mit der Oberfläche des Polykristall-Züchtungsteils 313 oder ragt gering darüber hinaus.
  • Weiterhin, wie in 8 dargestellt, kann der Graphittiegel 301 von einem Heizgerät 9 in einem Vakuumgefäß (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 Temperaturverteilung bei Erhitzen eines Graphittiegels 301 mit dem oben angegebenen Aufbau mit dem Heizgerät 9 erhalten. Die Ergebnisse sind in 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 Oberflächentemperatur des Impfkristalls 5 ist etwas geringer als diejenige 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 Wachstumsfläche 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 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 festgesetzt und das Kristallwachstum wurde 15 Stunden lang durchgeführt, während die Transportrate für Ausgangsmaterial gesteuert wurde. Wie in 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 Polykristall 8 mit einem spezifischen Abstand zum Siliciumcarbid-Einkristall 7 wuchs, so daß er den Siliciumcarbid-Einkristall 7 umgab. Das heißt, der Siliciumcarbid-Einkristall 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 Polykristalls 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 solchen 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 wachsen. 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 miteinander 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 Wachstumsflächen des Impfkristalls 5 und des Siliciumcarbid-Einkristalls 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 gebildet werden können, erhöht. Bei einer Dotierungstechnik können die Verunreinigungen gleichförmig dotiert werden.
  • FÜNFTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 11 zeigt einen Graphittiegel 301a in einer fünften bevorzugten Ausführungsform, in der dieselben Teile wie die in der vierten Ausführungsform mit denselben Bezugsziffern wie in der vierten Ausführungsform bezeichnet sind. Nur unterschiedliche Merkmale werden erläutert werden.
  • Wie in 11 dargestellt, erstreckt sich der Tiegelkörper 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-Befestigungsteil 312 und das Polykristall-Züchtungsteil 313 angeordnet 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-Befestigungsteil 312 vorgesehen ist, in die obere Richtung hochgezogen werden können.
  • Der Siliciumcarbid-Einkristall 7 wurde auf der Wachstumsfläche des Impfkristalls 5 in dem Graphittiegel 301, der wie oben erwähnt auf eine Art ähnlich der vierten Ausführungsform aufgebaut war, gezüchtet, und gleichzeitig wurde der Polykristall 8 auf der Oberfläche 313c des Polykristall-Züchtungsteils 313 gezüchtet. Zu diesem Zeitpunkt werden bei dieser Ausführungsform das Impfkristall-Befestigungsteil 312 und das Polykristall-Züchtungsteil 313 hochgezogen, so daß die Wachstumsrate des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 konstant wird, und so, daß der Abstand der Wachstumsflächen des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 und des Polykristalls 8 zum Siliciumcarbid-Material 2 konstant bleibt. Im einzelnen war die Hochzieh-(Bewegungs-)Geschwindigkeit des Impfkristall-Befestigungsteils 312 und des Polykristall-Züchtungsteils 313 auf etwa 0,2 mm/h gesteuert, was etwa gleich der Wachstumsgeschwindigkeit des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 war.
  • Da der Abstand der Wachstumsoberflächen des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 und des Polykristalls 8 zum Siliciumcarbid-Material 2 konstant gehalten werden können, 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
  • 12 zeigt einen Graphittiegel 301b in einer sechsten bevorzugten Ausführungsform, in der dieselben Teile wie die in der vierten Ausführungsform mit denselben Bezugsziffern wie in der vierten Ausführungsform bezeichnet werden. Nur unterschiedliche Merkmale werden unten erläutert.
  • Wie in 12 gezeigt, ist das Impfkristall-Befestigungsteil 312 in einem hohlen Bereich 313a in dem Polykristall-Züchtungsteil 313 angeordnet. Weiterhin werden das Impfkristall-Befestigungsteil 312 und das Polykristall-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 Wachstumsfläche 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 entgegengesetzten Richtungen gedreht.
  • Da während des Wachstums des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 und des Polykristalls 8 das Impfkristall-Befestigungsteil 312 und das Polykristall-Züchtungsteil 313 in einander entgegengesetzten Richtungen gedreht werden, können der Siliciumcarbid-Einkristall 7 und der Polykristall 8 mit Sicherheit voneinander isoliert werden und es kann verhindert werden, daß sie während des fortschreitenden Wachstums miteinander in Kontakt kommen.
  • Da die Wachstumsgeschwindigkeiten und -mengen des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 und des Polykristalls 8 angenähert gleich sind, werden die Wachstumsoberflächen der beiden ungefähr coplanar miteinander gehalten. Jedoch wachsen sowohl der Einkristall 7 als auch der Polykristall 8 nicht nur in Längsrichtung (axial), sondern auch in seitlicher Richtung (radial), um die Temperaturdifferenz zwischen ihnen zu eliminieren, wenn der Einkristall 7 eine lange Dimension aufweist, so daß die Möglichkeit erwächst, daß die beiden Kristalle 7, 8 miteinander vereinigt werden. Im Gegenteil werden in der sechsten Ausführungsform der Siliciumcarbid-Einkristall 7 und der Polykristall 8 von dem Impfkristall-Befestigungsteil 312 und dem Polykristall-Züchtungsteil 313, die in einander entgegengesetzten Richtungen gedreht werden, gehindert, miteinander vereinigt zu werden. Dies ermöglicht auch die Verbesserung der Kristallinität des Siliciumcarbid-Einkristalls 7, wenn er eine lange (große) Dimension aufweist.
  • SIEBTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 13 zeigt einen Graphittiegel 301c in einer siebten bevorzugten Ausführungsform, in der dieselben Teile wie in der vierten Ausführungsform mit denselben Bezugsziffern wie in der vierten Ausführungsform bezeichnet werden. Nur unterschiedliche Merkmale werden unten erläutert.
  • Wie in 13 gezeigt, unterscheidet sich der Graphittiegel 301c in dieser Ausführungsform von dem Graphittiegel 301b der sechsten Ausführungsform, gezeigt in 12, darin, daß der Tiegelkörper 310 nach oben verlängert ist, im Vergleich zu dem in 12. Dementsprechend können das Impfkristall-Befestigungsteil 312 und das Polykristall-Züchtungsteil 313 nach oben in die obere Richtung gezogen werden. Das heißt, bei dieser Ausführungsform können wie in der fünften Ausführungsform das Impfkristall-Befestigungsteil 312 und das Polykristall-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 aufgebaut war, wurde der Siliciumcarbid-Einkristall 7 auf der Wachstumsfläche des Impfkristalls 5 gezüchtet und der Polykristall 8 wurde auf der Oberfläche 313c des Polykristall-Züchtungsteils 313 gezüchtet. Zu dieser Zeit wurden das Impfkristall-Befestigungsteil 312 und das Polykristall-Züchtungsteil 313 in einander entgegengesetzten Richtungen gedreht und gleichzeitig in einer Geschwindigkeit, die derjenigen des Wachstums des Siliciumcarbid-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 entgegengesetzten Richtungen dreht. Weiterhin kann die Temperaturänderung in den Wachstumsflächen des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 und des Polykristalls 8 mit der Zeit wirksam unterdrückt werden, indem man das Impfkristall-Befestigungsteil 312 und das Polykristall-Züchtungsteil 313 in Richtung nach oben zieht. Als Ergebnis kann der Siliciumcarbid-Einkristall 7 mit verbesserter Kristallinität 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-Befestigungsteils 312 und den Dicken A, B seiner umfänglichen Bereiche 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 Ausführungsform 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-Befestigungsteil 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 entgegengesetzter 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 L werden. In diesem Fall kann die Wachstumsoberfäche des Polykristalls 8 an einer tieferen Position als diejenige des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 angeordnet werden. Dafür wird die Temperatur des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 im Vergleich zu derjenigen des Polykristalls 8 weiter erniedrigt, so daß nur der Siliciumcarbid-Einkristall 7 wächst, während die Wachstumsoberfläche flach gehalten wird. Da das Wachstum des Siliciumcarbid-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-Einkristalls 7 und derjenigen des Polykristalls 8 automatisch durch Sublimation und Umkristallisation des Polykristalls 8 kompensiert werden.
  • Das Verfahren zur Erzeugung eines Einkristalls mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das hier nicht beansprucht wird, kann also umfassen:
    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, wobei der Impfkristall-Befestigungsteil 12b, 312 eine Trägeroberfläche 312b besitzt, die zu dem Wachstumsraum gerichtet ist und gegenüber einer peripheren Fläche 313c des peripheren Teils 12a, 313 vertieft ist;
    Befestigung eines Impfkristalls 5 auf der Trägeroberfläche 312b des Impfkristall-Befestigungsteils 12b, 312, so dass der Impfkristall 5 die gesamte Fläche der Trägeroberfläche 312b bedeckt; und
    Züchtung eines Einkristalls 7 auf der Wachstumsoberfläche des Impfkristalls 5, indem man ein Materialgas in den Wachstumsraum des Gefäßes einleitet;
    wobei vorzugsweise:
    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;
    wobei vorzugsweise der Einkristall 7 auf der Wachstumsoberfläche des Impfkristalls 5 gebildet wird und die Wachstumsoberfläche eine niedrigere Temperatur als die Temperatur der peripheren Oberfläche des peripheren Bereichs 12a, 313, der den Impfkristall 5 umgibt, aufweist;
    wobei vorzugsweise die Wachstumsoberfläche des Impfkristalls 5 dadurch erniedrigt wird, dass man ein Gas mit niedriger Temperatur auf die Oberfläche des Impfkristall-Befestigungsteils 12b, 313 an einer gegenüberliegenden Seite der Trägeroberfläche 312b, die den Impfkristall 5 hält, einleitet;
    wobei vorzugsweise das Gas niedriger Temperatur das Inertgas ist, das in das Gefäß zur Züchtung des Einkristalls 7 eingeleitet wird;
    wobei vorzugsweise das Gas niedriger Temperatur ein Element enthält, das in den Einkristall 7 als Verunreinigung dotiert wird;
    wobei vorzugsweise das Element aus der Gruppe: Stickstoff N, Bor B, Aluminium Al, Phosphor P und Arsen As ausgewählt wird;
    wobei vorzugsweise der Impfkristall und der Einkristall 7 aus Siliciumcarbid gemacht sind; und
    das Materialgas Siliciumcarbid-Materialgas ist.
  • Ein anderes Verfahren zur Züchtung eines Einkristalls 7 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das hier nicht beansprucht wird, kann die folgenden Schritte enthalten:
    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, wobei der Impfkristall-Befestigungsteil 12b, 312 eine Trägeroberfläche 312b besitzt, die zu dem Wachstumsraum gerichtet ist und gegenüber einer peripheren Fläche 313c des peripheren Teils 12a, 313 vertieft ist;
    Befestigung eines Impfkristalls 5 an der Trägeroberfläche 312b des Impfkristall-Befestigungsteils 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 Wachstumsoberfläche des Impfkristalls 5 und eines Polykristalls 8 auf der peripheren Oberfläche des peripheren 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;
    wobei vorzugsweise:
    der Impfkristall 5 auf der Trägeroberfläche 312b so befestigt wird, dass er eine Wachstumsoberfläche 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 Bereichs 12a, 313 gezüchtet werden, die voneinander durch den Spalt d getrennt sind.
  • Ein anderes Verfahren zur Erzeugung eines Siliciumcarbid-Einkristalls 7 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das hier nicht beansprucht wird, kann die folgenden Schritte enthalten:
    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 Trägeroberfläche 312b des Impfkristall-Befestigungsteils 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;
    wobei vorzugsweise der Siliciumcarbid-Einkristall 7 so gezüchtet wird, daß er in den Siliciumcarbid-Polykristall 8 eingebettet ist;
    wobei vorzugsweise der Siliciumcarbid-Einkristall 7 mit einer Wachstumsoberfläche gezüchtet wird, die etwa coplanar mit einer Wachstumsoberfläche des Siliciumcarbid-Polykristalls 8 ist;
    wobei vorzugsweise der Siliciumcarbid-Einkristall 7 und der Siliciumcarbid-Polykristall 8 jeweils auf der Wachstumsoberfläche 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 Bereichs 12a, 313;
    wobei vorzugsweise der periphere Bereich 12a, 313 eine Dicke hat, die größer als die Dicke des Impfkristall-Befestigungsteil 12b, 313 ist;
    wobei vorzugsweise eine Spalte d zwischen dem Impfkristall-Befestigungsteil 12b, 313 und dem peripheren Bereich 12a, 313 vorgesehen ist;
    wobei vorzugsweise die Spalte d eine Breite im Bereich von 0,5 bis 3 mm besitzt;
    wobei vorzugsweise beim Züchten des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 und des Siliciumcarbid-Polykristalls 8 auf dem Impfkristall 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;
    wobei vorzugsweise beim Züchten des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 und des Siliciumcarbid-Polykristalls 8 auf dem Impfkristall 5 und dem peripheren Bereich 12a, 313 in dem Tiegel, in dem ein Ausgangsmaterial 2 gegenüber dem Impfkristall 5 und dem peripheren Bereich 12a, 313 angeordnet ist, der Impfkristall-Befestigungsteil 12b, 312 so bewegt wird, dass sich der Abstand des Impfkristalls 5 von dem Ausgangsmaterial vergrößert;
    wobei vorzugsweise die Bewegungsgeschwindigkeit des Impfkristall-Befestigungsteils 12b, 312 etwa gleich der Wachstumsrate des Siliciumcarbid-Einkristalls 7 ist;
    wobei vorzugsweise der periphere Bereich 12a, 313 eine Dicke von über etwa 5 mm besitzt.
  • Ein anderes Verfahren zur Erzeugung eines Siliciumcarbid-Einkristalls 7 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das hier nicht beansprucht wird, kann die folgenden Schritte enthalten:
    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, umfasst;
    Anbringen eines Impfkristalls 5 auf einer Trägeroberfläche 312b des Impfkristall-Befestigungsteils 12b, 312b;
    Einleiten eines Siliciumcarbid-Materialgases 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,
    wobei der periphere Bereich 12a, 313 eine Dicke aufweist, die größer ist als die Dicke des Impfkristall-Befestigungsteils 12b, 312;
    wobei vorzugsweise eine Spalte d zwischen dem Impfkristall-Befestigungsteil 12b, 312 und dem peripheren Bereich 12a, 313 vorgesehen wird; und
    wobei der Impfkristall-Befestigungsteil 12b, 312 und der periphere Bereich 12a, 313 in einander entgegengesetzten Richtungen gedreht werden, wenn der Siliciumcarbid-Einkristall 7 und der Siliciumcarbid-Polykristall 8 auf dem Impfkristall 5 und dem peripheren Bereich 12a, 313 gezüchtet werden.
  • Eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Einkristalls 7, die nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist, kann einen Tiegel 1, 201, 301, 301a, 301b, 301c umfassen, der einen Wachstumsraum einschließt und eine innere Oberfläche hat, die zum Wachstumsraum ausgerichtet 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;
    wobei vorzugsweise die untere Fläche der Ausnehmung zur Isolierung des Einkristalls 7 von einem Polykristall 8, der auf einer peripheren inneren Oberfläche gezüchtet wird, von einer Rille d umgeben ist, die eine spezifische Breite besitzt, die die Ausnehmung umgibt, wenn der Einkristall 7 und der Polykristall 8 auf dem Impfkristall und der peripheren inneren Oberfläche gezüchtet werden.
  • Eine andere Vorrichtung zur Erzeugung eines Einkristalls 7, die nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist, kann enthalten:
    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 Impfkristalls 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 Impfkristall-Befestigungsteil 12b, 312 umgibt und eine periphere Oberfläche 313c, die nach dem Wachstumsraum ausgerichtet ist, besitzt, wobei:
    die Trägeroberfläche 312b gegenüber der peripheren Oberfläche 313c vertieft ist;
    eine Spalte d zwischen dem Impfkristall-Befestigungsteil 12b, 312 und dem peripheren Bereich 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 Wachstumsoberfläche 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 Höhe des Polykristalls 8 ist.
  • Eine andere Vorrichtung zur Erzeugung eines Einkristalls 7, die nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist, kann enthalten:
    einen Tiegel 1, 201, 301, 301a, 301b, 301c, der einen Wachstumsraum umgrenzt und eine nach dem Wachstumsraum gerichtete innere Oberfläche besitzt;
    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 Impfkristall-Befestigungsteil 12b, 312 umgibt und eine periphere Oberfläche 313c, die nach dem Wachstumsraum ausgerichtet ist, besitzt, wobei:
    ein Einkristall 7 auf einer Wachstumsoberfläche des Impfkristalls 5, der auf der Trägeroberfläche 312b des Impfkristall-Befestigungsteils 12b, 312 befestigt ist, mittels eines in den Wachstumsraum eingeleiteten Materialgases gezüchtet wird; und
    ein Polykristall 8 auf der peripheren Oberfläche 313c gezüchtet wird, der den Einkristall 7 umgibt und eine Höhe besitzt, die etwa gleich der Höhe des Einkristalls 7 ist;
    wobei vorzugsweise der Impfkristall-Befestigungsteil 12b, 312 und der periphere Bereich 12a, 313 so konstruiert sind, dass die Temperatur der Wachstumsoberfläche des Impfkristalls 5 der an dem Impfkristall-Befestigungsteil 12b, 312 befestigt ist, so gesteuert wird, dass sie niedriger ist als die Temperatur der peripheren Oberfläche 313c;
    wobei vorzugsweise ein Spalt d zwischen dem Impfkristall-Befestigungsteil 12b, 312 und dem peripheren Bereich 12a, 313 vorgesehen ist;
    wobei vorzugsweise der Spalt d eine Breite im Bereich von 0,5 bis 3 mm besitzt;
    wobei vorzugsweise der Impfkristall-Befestigungsteil 12b, 312 und der periphere Bereich 12a, 313 in zueinander entgegengesetzten Richtungen drehbar sind;
    wobei vorzugsweise 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.
  • Eine andere Vorrichtung zur Erzeugung eines Einkristalls 7, die nicht Gegenstand der beanspruchten Erfindung ist, kann enthalten:
    einen Tiegel 1, 201, 301, 301a, 301b, 301c, der durch seine innere Oberfläche einen Wachstumsraum 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.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Züchtung eines Einkristalls (7), umfassend: einen Tiegel (1, 201, 301, 301a, 301b, 301c), der einen Wachstumsraum umschließt und einen Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) und einen peripheren Bereich (12a, 313) umfasst, welcher den Impfkristall-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 Trägeroberfläche (312b) des Impfkristall-Befestigungsteils (12b, 312) angebracht ist, um darauf einen Einkristall (7) unter Verwendung eines Materialgases, das in den Wachstumsraum eingeleitet wird, zu züchten, 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; und wobei die Spalte (d) mit einem Wärmeisolationsmaterial gefüllt ist, um Wärmeleitung von dem peripheren Bereich (12a, 313) nach dem Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) zu unterdrücken.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Spalt (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.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die spezifische Breite des Spaltes (d) im Bereich von 0,1 bis 1 mm ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Wärmeisolationsmaterial für das Materialgas durchlässig ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Wärmeisolationsmaterial poröser Graphit ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Impfkristall (5), der an der Trägeroberfläche (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.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Tiegel so konstruiert ist, dass die Temperatur der Wachstumsoberfläche des Impfkristalls, der an der Trägeroberfläche (312) befestigt ist, so gesteuert wird, dass sie niedriger ist als die Temperatur der peripheren Oberfläche des peripheren Bereichs (12a, 313).
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Impfkristall-Befestigungsteil (12b, 312) einen Senker (202b) auf der gegenüberliegenden Seite der Trägeroberfläche (312b) aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: der Tiegel aus einem Kohlematerial hergestellt ist, und der Impfkristall (5) aus Siliciumcarbid gemacht ist, um den Einkristall (7) aus Siliciumcarbid darauf zu züchten.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die innere Oberfläche des Tiegels mit einem Metallcarbid mit hohem Schmelzpunkt beschichtet ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Metallcarbid mit hohem Schmelzpunkt aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Hafniumcarbid (HfC), Tantalcarbid (TaC), Zirkoniumcarbid (ZrC) und Titancarbid (TiC).
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