道61流入到第四区域60中。第四区域60中的原料气体在第四区域60中再结晶。这 可以防止没有参与单晶体83的正常生长的部分原料气体在单晶体83的侧表面上再结晶从 而在单晶体83上形成多晶体。因此，由此生长的单晶体83具有高品质。
[0048] 如上所述，可以使用根据实施例的坩埚1制造具有减少数目的缺陷而生长速度不 显著降低的单晶体83。
[0049] 倾斜角α可以为5度或更小。角α可以为0度。换而言之，在第一壁部32上的 水平对向部分之间的距离可以是恒定的。这能够抑制由于单晶体生长导致的单晶体直径的 增加。这能够减小由于单晶体生长导致的单晶体中的应变累积以及减小缺陷和裂纹的数 目。
[0050] 角β可以为20度或更大。这允许从更宽的区域将原料气体供应至第一区域30。 这能够进一步抑制单晶体83的生长速度的降低。
[0051] 在根据本实施力的制造单晶体的方法中，在生长单晶体83的步骤（S40)中，优选 将单晶体83的生长限制到第一区域30。在第一区域30中，能够降低单晶体83的径向方向 上的温差。由此，通过将单晶体83的生长限制在第一区域30中能够降低单晶体83中的应 变。结果，由此制造的单晶体83具有尚品质。
[0052] 第一变形例
[0053] 如在图6中所示，根据实施例的坩埚1和根据第一变形例的坩埚1在隔热件的结 构方面不同。更具体地，在根据第一变形例的坩埚1中，第一室31包括一体式隔热件91。 根据第一变形例的坩埚1也能够用于制造具有减少数目的缺陷而生长速度不显著降低的 单晶体。同样在第一变形例中，第一室31的内壁与隔热件91之间可以具有间隙。根据第 一变形例的坩埚1可以用于制造碳化硅单晶体。
[0054] 第二变形例
[0055] 如在图7中所示，根据实施例的坩埚1和根据第二变形例的坩埚1在隔热件的结 构方面不同。更具体地，在根据第二变形例的坩埚1中，在第一室31中在单晶体生长方向 上（中心轴线Α的方向上）对隔热件91进行堆叠。换而言之，在垂直于底部70的方向上 对多个隔热件91进行堆叠。根据第二变形例的坩埚1也可以用于制造具有减少数目的缺 陷而生长速度不显著降低的单晶体。同样在第二变形例中，第一室31的内壁与隔热件91 之间可以有间隙。根据第二变形例的坩埚1可以用于制造碳化硅单晶体。
[0056] 已经用实施例对碳化硅单晶体的制造进行了说明。根据本公开的坩埚和制造单晶 体的方法可以用于制造能够通过升华方法制造的另一单晶体，例如氮化铝单晶体。
[0057] [评价]
[0058] 在碳化硅单晶体的制造中对单晶体的品质和生长速度进行了评价。评价步骤如下 所述。
[0059] 使用了具有根据实施例的坩埚1的结构的坩埚。角α在0度~40度的范围内， 且角β在20度~80度的范围内。使单晶体根据实施例中所述的步骤进行生长。评价项 为：单晶体中的裂纹、在第一区域30与第二区域40之间的接合部上的多晶体的沉积、在原 料粉末82上的结晶块的形成和单晶体83的生长速度。表1和图8显示评价项。在图8中， 水平轴线代表角β。竖直轴线代表单晶体生长速度（在单晶体生长方向上每小时单晶体的 厚度增加）。
[0060]
[0061] 表1显示，在大角度α条件下。在单晶体中出现裂纹。在30度或更小的角α处 没有或观察到了少量裂纹。因此，角α优选为30度或更小。在20度或更小的角α处没 有观察到裂纹。因此，角α更优选为20度或更小。为了减少单晶体中的裂纹，角α优选 为尽可能得低。因此，为了减少裂纹，角α还更优选为5度或更小，还更优选为0度。
[0062] 当角β与角α之间的差（β-α)大于50度时，在第一区域30与第二区域40之 间的接合部上观察到了多晶体的沉积。因此，角β与角α之间的差优选为50度或更小。 当角β与角α之间的差为40度或更小时，没有观察到多晶体的沉积。因此，角β与角α之间的差更优选为40度或更小。
[0063] 在大角度β条件下，在原料粉末82上观察到了结晶块的形成。在70度或更小的 角β处能够显著降低结晶块的形成。因此，角β优选为70度或更小。在60度或更小的 角β处没有观察到结晶块的形成。因此，角β更优选为60度或更小，还更优选为50度或 更小。
[0064] 表1和图8显示，角β在单晶体生长速度方面具有适当的范围。可信的原因如下： 如上所述，大角度β导致结晶块的形成和低的生长速度。因此，如上所述，角β优选为70 度或更小，更优选为60度或更小。然而，在过小角度β处，难以从宽区域将原料气体供应 至第一区域30。这导致单晶体生长速度较低。为了增加生长速度，角β优选为20度或更 大，更优选为30度或更大。40度或更大的角β能够进一步增加生长速度。
[0065] 尽管在表1和图8中没有示出，但由于单晶体中的应变所导致的缺陷在全部单晶 体中都减少了。
[0066] 要理解，以示例的方式而不是在全部方面限制的方式对在此公开的实施例和示例 进行例示。本发明的范围由所附权利要求书而不是由它们之前的说明书进行限定。因此落 在权利要求的范围内的和与其等价的全部修改都意在由权利要求书所包含。
【主权项】
1. 一种用于使原料升华从而生长单晶体的坩埚，包括： 底部；和 筒状的侧表面， 其中，所述坩埚包括： 第三区域，所述第三区域被构造为接收所述原料； 第二区域，所述第二区域沿着远离所述底部的方向从所述第三区域延伸；和 第一区域，所述第一区域沿着远离所述底部的方向从所述第二区域延伸， 所述坩埚包括位于所述侧表面的内侧的第一壁和第二壁，所述第一壁包围所述第一区 域，所述第二壁包围所述第二区域， 所述坩埚包括位于所述第一壁与所述侧表面之间的第一室和位于所述第二壁与所述 侧表面之间的第二室， 所述第一壁上的水平对向部分之间的距离是恒定的，或者，随着所述第一壁上的水平 对向部分接近所述底部，所述第一壁上的水平对向部分之间的距离增加，并且，随着所述第 二壁上的水平对向部分接近所述底部，所述第二壁上的水平对向部分之间的距离增加， 所述第一壁相对于垂直于所述底部的方向的倾斜角a小于所述第二壁相对于垂直于 所述底部的方向的倾斜角0，所述倾斜角a为30度或更小，所述倾斜角P为70度或更 小，且所述倾斜角P与所述倾斜角a之间的差值为50度或更小，并且 所述第一室包括隔热件，且所述第二室是空的。2. 根据权利要求1所述的坩埚，其中，所述倾斜角a为5度或更小。3. 根据权利要求1或2所述的坩埚，其中，所述倾斜角P为20度或更大。4. 根据权利要求1所述的坩埚，其中，所述倾斜角a为5度或更小，所述倾斜角P在 20度~50度的范围内。5. 根据权利要求1~4中的任一项所述的坩埚，其中，所述第一室包括一体式隔热件。6. 根据权利要求1~4中的任一项所述的坩埚，其中，所述第一室包括径向堆叠的隔热 件。7. 根据权利要求1~4中的任一项所述的坩埚，其中，所述第一室包括在与所述底部相 垂直的方向上堆叠的多个隔热件。8. 根据权利要求1~7中的任一项所述的坩埚，还包括盖部，所述盖部用于覆盖所述坩 埚的开口，其中，所述盖部具有保持部，所述保持部用于在其面向所述底部的表面上保持种 晶。9. 一种使用根据权利要求8所述的坩埚来制造单晶体的方法，所述方法包括以下步 骤： 将原料放入所述第三区域的至少一部分中； 将种晶放在所述保持部上； 使所述原料升华，从而在所述种晶上生长所述单晶体；以及 将所述种晶与所述单晶体分开。10. 根据权利要求9所述的制造单晶体的方法，其中， 所述将种晶放在所述保持部上的步骤包括：将所述种晶放在所述第一区域中，且 所述使所述原料升华、从而在所述种晶上生长所述单晶体的步骤包括：将所述单晶体
【专利摘要】本发明涉及一种坩埚和制造单晶体的方法。所述坩埚具有底部和筒状的侧表面。坩埚包括第三区域、从第三区域延伸的第二区域和从第二区域延伸的第一区域。坩埚包括位于侧表面内侧的第一壁和第二壁。第一壁与侧表面之间形成有第一室，第二壁与侧表面之间形成有第二室。第一壁上的水平对向部分之间的距离是恒定的或随其接近底部而增加。第二壁上的水平对向部分之间的距离随着其接近底部而增加。第一壁相对于垂直于底部的方向的倾斜角(α)小于第二壁相对于垂直于底部的方向的倾斜角(β)。倾斜角(α)为30度或更小。倾斜角(β)为70度或更小。倾斜角(β)与倾斜角(α)之间的差为50度或更小。
【IPC分类】C30B23/06
【公开号】CN105239157
【申请号】CN201510381268
【发明人】堀勉, 上田俊策, 松岛彰
【申请人】住友电气工业株式会社
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年7月2日
【公告号】DE102015212323A1, US20160002820