SiC单晶的制造装置以及制造方法_3

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进行循环,则SiC晶种32被冷却。若SiC晶种32被冷却,则Si — C溶液15中的SiC晶种32的附近也被冷却。
[0085]在使Si — C溶液15中的SiC晶种32的附近区域的SiC形成为过饱和状态的情况下,形成为搅拌构件24A的下端低于被安装于晶种轴22A的下端面的SiC晶种32的下端,并且使搅拌构件24A和坩祸14中的任一者相对于另一者相对旋转。在该实施方式中,搅拌构件24A的整体低于SiC晶种32的下端。此时的旋转可以是恒速旋转,也可以不是恒速旋转。
[0086]作为使搅拌构件24A以及坩祸14中的任一者相对于另一者相对旋转的方法,例如有(I)在使搅拌构件24A停止的状态下,使坩祸14旋转的方法;(2) —边使坩祸14旋转,一边使搅拌构件24A向与坩祸14的旋转方向相反的方向旋转的方法;(3)在使坩祸14停止的状态下,使搅拌构件24A旋转的方法;(4)使坩祸14以及搅拌构件24A在相同方向上以不同转速旋转的方法。
[0087]在一边使坩祸14旋转,一边使搅拌构件24A向与坩祸14的旋转方向相反的方向旋转的情况下,坩祸14的转速与搅拌构件24A的转速可以相同,也可以不同。
[0088]晶种轴22A可以旋转,也可以不旋转。在晶种轴22A旋转的情况下,晶种轴22A可以向与坩祸14的旋转方向相同的方向旋转,也可以向与坩祸14的旋转方向相反的方向旋转。晶种轴22A可以上升,也可以不上升。
[0089]根据所述的制造方法,坩祸14和搅拌构件24A中的任一者相对于另一者相对旋转。因此,Si — C溶液15被搅拌构件24A搅拌。其结果,与不设有搅拌构件24A而仅使坩祸14旋转的情况相比,存在于SiC单晶的生长界面的附近的Si — C溶液15变得容易流动。由于搅拌构件24A的下端低于被安装于晶种轴22A的下端面的SiC晶种32的下端,因此位于低于SiC晶种32的下端的区域的Si — C溶液被高效率地搅拌。因此,在SiC单晶的生长界面的附近,S1-C溶液15的温度分布以及Si — C溶液15所含有的溶质的浓度分布容易变均匀。其结果,能够抑制在生长界面内生长速度不均匀。在该实施方式中,连结部26C中的被浸渍于Si — C溶液15中并且低于SiC晶种32的下端的部分、以及第I支承部26A的整体也作为本申请发明中的搅拌构件而发挥功能。
[0090]优选的是,搅拌构件24A向与坩祸14的旋转方向相反的方向旋转。在该情况下,搅拌构件24A相对于坩祸14的相对转速增加。其结果,坩祸14内的Si — C溶液15变得容易被搅拌。
[0091]在上述实施方式中,搅拌构件24A在SiC晶种32的下方与形成SiC晶种32的下端的晶体生长面相对地配置。因此,存在于SiC单晶的生长界面附近的Si — C溶液15变得容易被搅拌。
[0092]在上述实施方式中,搅拌构件24A是搅拌叶片(浆状叶片)。因此,能够高效率地搅拌Si — C溶液15。
[0093](搅拌构件的变形例I)
[0094]例如,如图3所示,搅拌构件24A1也可以安装于晶种轴22A。搅拌构件24A1包括安装部29A、伸出部29B、以及搅拌部29C。
[0095]安装部29A安装于晶种轴22A。伸出部29B自安装部29A的下端沿水平方向伸出。搅拌部29C自伸出部29B的一端(伸出端)向下方伸出。搅拌部29C被浸渍于Si — C溶液15。搅拌部29C的下端29Ca形成搅拌构件24A1的下端,并且低于SiC晶种32的下端32a。如此,通过使搅拌构件24A1的至少一部分低于SiC晶种32的下端32a,能够高效率地搅拌位于比SiC晶种32的下端32a低的区域的Si — C溶液。像该变形例那样,本申请发明的搅拌构件不一定必须像图1所示的搅拌构件24A那样地整体低于SiC晶种32的下端32a。
[0096]在这样的搅拌构件24A1中,通过使晶种轴22k旋转,从而搅拌构件24A1绕晶种轴22A的中心轴线旋转。因此,也可以不设仅使搅拌构件24A1旋转的驱动源。其结果,制造装置的结构变简单。
[0097]以下,参照图4A?图4G说明搅拌构件(搅拌叶片)的变形例,在如图1所示的制造装置10中,该变形例是能够代替搅拌构件24A安装在第I支承部26A上使用的构件。当如此代替搅拌构件24A使用时,以下的变形例的搅拌构件绕晶种轴22A的中心轴线旋转。
[0098](搅拌构件的变形例2)
[0099]图4A所示的搅拌构件41是所谓的叶轮,其包括轴41A、呈同轴状地安装于轴41A的圆盘41C、以及安装于圆盘41C的多个(在本实施方式中是六个)叶片(板状构件)41B。多个叶片41B以相对于轴41A的中心轴线在周向上间隔相等角度地配置、并且与轴41A平行地相对于轴4IA在径向上延伸的方式安装于圆盘41C。叶片4IB相对于轴4IA大致平行,并且与圆盘41C大致正交。
[0100]在该变形例的搅拌构件41中,与如图1以及图2所示的搅拌构件24A相比,容易离轴41A(28A)较远地配置叶片41B(28B),因此适合于搅拌离轴41A(28A)较远的区域的Si —C溶液15。
[0101](搅拌构件的变形例3)
[0102]图4B所示的搅拌构件45包括轴45A、多个(在本实施方式中是四个)叶片45B。各叶片45B以其径向中间部向绕轴45A的一旋转方向突出的方式弯曲。各叶片45B的主面具有与轴45A大致平行的母线。通过使各叶片45B弯曲,根据坩祸14和/或搅拌构件45的绕轴的旋转方向,即使坩祸14和搅拌构件45的旋转速度相同,也能够对Si — C溶液15施加不同的搅拌力。具体地说,在叶片45B中,与在凸弯曲面承受Si — C溶液15相比,在凹弯曲面承受Si — C溶液15能够对Si — C溶液15施加较强的搅拌力。例如,在图4B中,与搅拌构件45沿顺时针旋转的时候相比,搅拌构件45沿逆时针旋转的时候对Si — C溶液施加的搅拌力较强。
[0103](搅拌构件的变形例4)
[0104]图4C所示的搅拌构件46包括轴46A、自轴46A向轴46A的径向两侧延伸的多个(在本实施方式中是两个)支承棒46B、以及安装于多个支承棒46B的一端以及另一端的叶片46C。多个支承棒46B彼此大致平行地向与轴46A大致正交的方向延伸。叶片46C具有细长的板状的形状,并且与轴46A大致平行地延伸。
[0105]当使用该搅拌构件46时,S1-C溶液15被叶片46C以及支承棒46B搅拌,另一方面,存在于由轴46A、支承棒46B以及叶片46C包围而成的空间的Si — C溶液15不被直接搅拌。由此,能够在Si — C溶液15中形成复杂的流动。
[0106](搅拌构件的变形例5)
[0107]图4D所示的搅拌构件42是所谓的螺旋桨,其包括轴42A、多个(在本实施方式中是三个)桨叶42B。桨叶42B具有带圆的的轮廓。桨叶42B相对于轴42A倾斜并相交。若在图1的制造装置10中,搅拌构件42代替搅拌构件24A而被使用,则桨叶42B相对于晶种轴22k的中心轴线倾斜并相交,并且能够绕晶种轴22k的中心轴线旋转。
[0108]由此,若使坩祸14和搅拌构件42中的任一者相对于另一者相对旋转,则根据坩祸14和/或搅拌构件42的绕轴的旋转方向,在搅拌构件42的附近能够使Si — C溶液15产生上升流或者下降流。
[0109]当在未设有搅拌构件42的情况下,在SiC晶种32上生长的SiC晶体具有生长为凸形状(与周缘部相比,在中央部较厚)的倾向时,优选的是,以在通过SiC晶体的中央部的铅垂轴上产生Si — C溶液15的下降流的方式使坩祸14和/或搅拌构件42旋转。另一方面,当在未设有搅拌构件42的情况下,在SiC晶种32上生长的SiC晶体具有生长为凹形状(与周缘部相比,在中央部较薄)倾向时,优选的是,以在通过SiC晶体的中央部的铅垂轴上产生S1- C溶液15的上升流的方式使坩祸14和/或搅拌构件42旋转。在这些情况下,在SiC晶体中,与未设有搅拌构件42的情况相比,能够使中央部与周缘部的厚度差形成的较小。
[0110](搅拌构件的变形例6)
[0111]图4E所示的搅拌构件43与图4D所示的搅拌构件42同样地,是所谓的螺旋桨,其包括轴43A、以及正面的轮廓带圆的的多个(在本实施方式中是三个)桨叶43B。通过使用该搅拌构件43,能够取得与使用
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