(57)【要約】      （修正有）【課題】パーティクルがＳｉＣ単結晶基板に到達することが抑制でき、高品質なＳｉＣ単結晶を製造することができるＳｉＣ単結晶の製造装置を提供する。【解決手段】加熱容器９内に邪魔板を多段に配置する。このような構造とすれば、邪魔板を設けない場合もしくは一段のみの場合と比較して、原料ガス３の流動経路長が伸びる。このため、加熱した加熱容器９内において原料ガス３が高温に暴露される時間が長くなるようにできる。これにより、パーティクルが分解されて種結晶５の表面やＳｉＣ単結晶６の成長表面に辿り着かないようにできる。したがって、高品質なＳｉＣ単結晶６を製造することができる。【選択図】図１
2010280527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器（１０）内に炭化珪素単結晶基板にて構成された種結晶（５）を配置し、炭化珪素の原料ガス（３）を下方から供給することで上方に位置する前記種結晶（５）に供給し、前記種結晶（５）の表面に炭化珪素単結晶（６）を成長させる炭化珪素単結晶の製造装置において、
前記反応容器（１０）よりも前記原料ガス（３）の流動経路上流側に配置され、前記原料ガス（３）の加熱を行う加熱容器（９）を備え、
前記加熱容器（９）は、中空筒状部材（９ｃ）と、前記中空筒状部材（９ｃ）内に前記原料ガス（３）を導入する原料ガス入口（９ａ）と、前記原料ガス（３）を前記中空筒状部材（９ｃ）から前記反応容器（１０）に排出する原料ガス供給ノズル（９ｂ）と、前記原料ガス入口（９ａ）から前記原料ガス供給ノズル（９ｂ）に至るまでに間において、前記原料ガス（３）の流動経路上に配置された複数の邪魔板（９ｄ〜９ｉ）とを備えていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項２】
前記加熱容器（９）内における前記原料ガス（３）の流動経路の平均長さとなる平均流路長ｆは、前記原料ガス入口（９ｃ）から前記原料ガス供給ノズル（９ｂ）を結んだ直線距離Ｈに対して、ｆ＞１．２Ｈとされていることを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項３】
前記複数の邪魔板として、前記中空筒状部材（９ｃ）の中心軸に対して交差し、該中心軸を配列方向として多段に並べて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）が備えられ、該邪魔板（９ｄ〜９ｆ）のうち最も前記原料ガス入口（９ａ）側に位置している最下方の邪魔板（９ｄ）にて、前記加熱容器（９）を上方から見たときに前記原料ガス入口（９ａ）が覆われていることを特徴とする請求項１または２に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項４】
前記邪魔板（９ｄ〜９ｆ）のうち最も前記原料ガス供給ノズル（９ｂ）側に位置している最上方の邪魔板（９ｆ）にて、前記加熱容器（９）を下方から見たときに前記原料ガス入口（９ｂ）が覆われていることを特徴とする請求項３に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項５】
前記複数の邪魔板のうち、前記最下方の邪魔板（９ｄ）と前記最上方の邪魔板（９ｆ）の間に配置される中間の邪魔板（９ｅ）は、前記最下方の邪魔板（９ｄ）と隣り合うものが円形状の邪魔板（９ｅ）とされていると共に、この円形状の邪魔板（９ｅ）と隣り合うものが開口部を有するリング状の邪魔板とされ、前記円形状の邪魔板および前記リング状の邪魔板とが繰り返し交互に配置されており、前記円形状の邪魔板の半径がその下方に位置する前記リング状の邪魔板の開口部の半径よりも大きくされていることを特徴とする請求項４に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項６】
前記複数の邪魔板（９ｄ〜９ｆ）の間隔は、上方に位置する邪魔板同士の間隔（Ｈ２）がそれよりも下方に位置する邪魔板同士の間隔（Ｈ１）以上（Ｈ２≧Ｈ１）とされていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項７】
前記複数の邪魔板として、前記多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）同士の間および／または前記中空筒状部材（９ｃ）の底部と前記最下方の邪魔板（９ｄ）の間に備えられ、該多段に並べて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）に対して交差し、かつ、前記中空筒状部材（９ｃ）の中心軸に対する径方向に対しても交差する方向に延設された子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）を備えていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項８】
前記子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）は、前記中空筒状部材（９ｃ）の中心軸を中心とする筒状を為しており、前記多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）同士の間および／または前記中空筒状部材（９ｃ）の底部と前記最下方の邪魔板（９ｄ）の間を連結すると共に、前記原料ガス（３）の流動経路を構成する開口部（９ｇａ〜９ｉａ）を備えていることを特徴とする請求項７に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項９】
前記子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）は、前記多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）同士の間および／または前記中空筒状部材（９ｃ）の底部と前記最下方の邪魔板（９ｄ）の間に対して複数ずつ並べて配置されていることを特徴とする請求項８に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項１０】
前記複数ずつ並べて配置された前記子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）の前記開口部（９ｇａ〜９ｉａ）は、前記中空筒状部材（９ｃ）の中心軸に対する径方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項９に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項１１】
前記複数ずつ並べて配置された前記子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）のうち隣り合うもの同士の前記開口部（９ｇａ〜９ｉａ）は、前記中空筒状部材（９ｃ）の中心軸を中心とした周方向にずらして配置されていることを特徴とする請求項９に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項１２】
前記子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）は、前記多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）前記中空筒状部材（９ｃ）の底部に対してテーパ角（α）を有して傾斜させられていることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項１３】
前記子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）に備えられた前記開口部（９ｇａ〜９ｉａ）を囲み、前記原料ガス（３）の流動方向下流側に伸びる庇部（９ｇｂ〜９ｉｂ）が備えられていることを特徴とする請求項８ないし１２のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項１４】
前記子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）は、前記中空筒状部材（９ｃ）の中心軸を中心とする筒状を為していると共に、前記中空筒状部材（９ｃ）の中心軸方向の長さが、該子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）の配置される前記多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）同士の間および／または前記中空筒状部材（９ｃ）の底部と前記最下方の邪魔板（９ｄ）の間の間隔よりも短くされていることを特徴とする請求項７に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項１５】
前記子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）は、前記多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）の間それぞれに対して複数ずつ並べて配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項１６】
前記子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）は、前記多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）もしくは前記中空筒状部材（９ｃ）の底部に対してテーパ角（α）を有して傾斜させられていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項１７】
前記子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）は、前記多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）同士の間および／または前記中空筒状部材（９ｃ）の底部と前記最下方の邪魔板（９ｄ）の間において、隣り合うもの同士が交互に上下にずらして配置されていることを特徴とする請求項１５に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項１８】
前記子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）は、上側にずらされたものの下端が上端よりも前記原料ガス（３）の流動方向下流側に位置すると共に、下側にずらされたものの上端が下端よりも前記原料ガス（３）の流動方向下流側に位置することで、前記多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）もしくは前記中空筒状部材（９ｃ）の底部に対してテーパ角（β、γ）を有して傾斜させられていることを特徴とする請求項１７に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項１９】
前記多段に並べて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）は、前記原料ガス供給ノズル（４ｂ）側に凸形状となって湾曲していることを特徴とする請求項３ないし１８のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項２０】
前記多段に並べて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）のうちの前記凸形状部分の曲率が０．００１〜０．０５とされていることを特徴とする請求項１９に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項２１】
反応容器（１０）内に炭化珪素単結晶基板にて構成された種結晶（５）を配置し、炭化珪素の原料ガス（３）を下方から供給することで上方に位置する前記種結晶（５）に供給し、前記種結晶（５）の表面に炭化珪素単結晶（６）を成長させる炭化珪素単結晶の製造装置において、
前記反応容器（１０）よりも前記原料ガス（３）の流動経路上流側に配置され、前記原料ガス（３）の加熱を行う加熱容器（９）を備え、
前記加熱容器（９）は、中空筒状部材（９ｃ）と、前記中空筒状部材（９ｃ）内に前記原料ガス（３）を導入する原料ガス入口（９ａ）と、前記原料ガス（３）を前記中空筒状部材（９ｃ）から前記反応容器（１０）に排出する原料ガス供給ノズル（９ｂ）と、前記原料ガス入口（９ａ）から前記原料ガス供給ノズル（９ｂ）に至るまでに間において、螺旋状の前記原料ガス（３）の流動経路を構成する螺旋経路部（９ｊ、９ｋ）とを備えていることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項２２】
前記加熱容器（９）内における前記原料ガス（３）の流動経路の長さの平均値となる平均流路長ｆは、前記原料ガス入口（９ｃ）から前記原料ガス供給ノズル（９ｂ）を結んだ直線距離Ｈに対して、ｆ＞１．２Ｈとされていることを特徴とする請求項２１に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項２３】
前記螺旋経路部は、前記中空筒状部材（９ｃ）の中心軸を中心として同軸的に配置された円柱軸（９ｊ）と、前記円柱軸（９ｊ）から前記中空筒状部材（９ｃ）の壁面に至り、かつ、前記円柱軸（９ｊ）を中心として螺旋状に巻回された傾斜面（９ｋ）とを有して構成されていることを特徴とする請求項２１または２２に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項２４】
前記螺旋状に巻回された前記傾斜面（９ｋ）の間に、前記円筒軸（９ｊ）から前記中空筒状部材（９ｃ）の中心軸の径方向に向かって延設され、前記傾斜面（９ｋ）に対して交差する子邪魔板（９ｎ）を有していることを特徴とする請求項２３に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項２５】
前記子邪魔板（９ｎ）は、該子邪魔板（９ｎ）が配置される前記傾斜面（９ｋ）の間を連結し、かつ、前記原料ガス（３）の流動経路を構成する開口部（９ｎａ）が形成されていることを特徴とする請求項２３に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項２６】
前記子邪魔板（９ｎ）は複数枚並べて配置され、各子邪魔板（９ｎ）に形成された前記開口部（９ｎａ）の形成位置が同じであることを特徴とする請求項２５に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項２７】
前記子邪魔板（９ｎ）は複数枚並べて配置され、各子邪魔板（９ｎ）のうち隣り合うもの同士の前記開口部（９ｎａ）の形成位置が異なっていることを特徴とする請求項２５に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項２８】
前記子邪魔板（９ｎ）に備えられた前記開口部（９ｇａ〜９ｉａ）を囲み、前記原料ガス（３）の流動方向下流側に伸びる庇部（９ｎｂ）が備えられていることを特徴とする請求項２４ないし２７のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項２９】
前記子邪魔板（９ｎ）は、前記中空筒状部材（９ｃ）の中心軸方向の長さが、該子邪魔板（９ｎ）の配置される前記傾斜面（９ｋ）の間の間隔よりも短くされていることを特徴とする請求項２４に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項３０】
前記子邪魔板（９ｎ）は、前記傾斜面（９ｋ）に対してテーパ角（α）を有して傾斜させられていることを特徴とする請求項２９に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項３１】
前記子邪魔板（９ｎ）は、前記傾斜面（９ｋ）の間において、隣り合うもの同士が交互に上下にずらして配置されていることを特徴とする請求項２９に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項３２】
前記子邪魔板（９ｎ）は、上側にずらされたものの下端が上端よりも前記原料ガス（３）の流動方向下流側に位置すると共に、下側にずらされたものの上端が下端よりも前記原料ガス（３）の流動方向下流側に位置することで、前記傾斜面（９ｋ）に対してテーパ角（β、γ）を有して傾斜させられていることを特徴とする請求項３１に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項３３】
前記中空筒状部材（９ｃ）のうち前記螺旋経路部と前記原料ガス供給ノズル（９ｂ）との間には、前記螺旋経路部を通じて流動した前記原料ガス（３）のガス流を前記原料ガス供給ノズル（９ｂ）の方向に揃える整流機構（９ｐ）が備えられていることを特徴とする請求項２１ないし３２のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素（以下、ＳｉＣという）単結晶の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＳｉＣ単結晶の製造において、ＳｉＣ単結晶中にパーティクルが混入すると、このパーティクルを起点として転位やマイクロパイプ、多形などの結晶欠陥が発生するという問題がある。これは、原料ガスの導入時にパーティクルが流れに乗って上流側から浮遊し、結晶成長時に成長面にパーティクルが付着したあとに成長結晶に取り込まれることが原因である。このため、ＳｉＣ単結晶中へのパーティクルの混入が抑制できる製造装置が望まれている。
【０００３】
このようなパーティクルの混入を抑制できるＳｉＣ単結晶の製造装置として、例えば特許文献１に示される構造の製造装置が提案されている。具体的には、加熱容器内で混合ガスを導入管から邪魔板に当ててガス流を変えてから種結晶となるＳｉＣ単結晶基板に導いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３７６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示された構造では、邪魔板によって直接ガス流がＳｉＣ単結晶基板に当たらないようにできるものの、邪魔板によって十分にパーティクルを除去できる訳ではないため、流束に乗ってパーティクルがＳｉＣ単結晶基板に到達してしまう。このため、よりパーティクルがＳｉＣ単結晶基板に到達することが抑制できる構造の製造装置が望まれる。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、パーティクルがＳｉＣ単結晶基板に到達することが抑制でき、高品質なＳｉＣ単結晶を製造することができるＳｉＣ単結晶の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、反応容器（１０）よりも原料ガス（３）の流動経路上流側に配置され、原料ガス（３）の加熱を行う加熱容器（９）を備え、加熱容器（９）は、中空筒状部材（９ｃ）と、中空筒状部材（９ｃ）内に原料ガス（３）を導入する原料ガス入口（９ａ）と、原料ガス（３）を中空筒状部材（９ｃ）から反応容器（１０）に排出する原料ガス供給ノズル（９ｂ）と、原料ガス入口（９ａ）から原料ガス供給ノズル（９ｂ）に至るまでに間において、原料ガス（３）の流動経路上に配置された複数の邪魔板（９ｄ〜９ｉ）とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
このように、原料ガス入口（９ａ）から原料ガス供給ノズル（９ｂ）に至るまでに間において、原料ガス（３）の流動経路上に配置された複数の邪魔板（９ｄ〜９ｉ）を備えた構成としている。このため、パーティクルを含む原料ガス（３）は、原料ガス入口（９ａ）から原料ガス供給ノズル（９ｂ）に至るまでに間において、原料ガス（３）の流動経路上に配置された複数の邪魔板（９ｄ〜９ｉ）に衝突する。そして、原料ガス（３）は、幾度も流動方向を変えながら、邪魔板（９ｄ〜９ｉ）が無い場合もしくは一段のみの場合と比較して長い流動経路長を移動させられることになる。このため、加熱した加熱容器（９）内において原料ガス（３）が高温に暴露される時間が長くなり、パーティクルが分解されて種結晶（５）の表面やＳｉＣ単結晶（６）の成長表面に辿り着かないようにできる。したがって、高品質なＳｉＣ単結晶（６）を製造することができる。
【０００９】
例えば、請求項２に記載したように、加熱容器（９）内における原料ガス（３）の流動経路の平均長さとなる平均流路長ｆが原料ガス入口（９ｃ）から原料ガス供給ノズル（９ｂ）を結んだ直線距離Ｈに対してｆ＞１．２Ｈとされるようにすると好ましい。
【００１０】
具体的には、請求項３に記載したように、複数の邪魔板として、中空筒状部材（９ｃ）の中心軸に対して交差し、該中心軸を配列方向として多段に並べて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）を備え、該邪魔板（９ｄ〜９ｆ）のうち最も原料ガス入口（９ａ）側に位置している最下方の邪魔板（９ｄ）にて、加熱容器（９）を上方から見たときに原料ガス入口（９ａ）が覆われるようにすると好ましい。
【００１１】
このようにすれば、原料ガス入口（９ａ）から導入された原料ガス（３）を確実に最下方の邪魔板（９ｄ）に衝突させることができる。
【００１２】
また、請求項４に記載したように、邪魔板（９ｄ〜９ｆ）のうち最も原料ガス供給ノズル（９ｂ）側に位置している最上方の邪魔板（９ｆ）にて、加熱容器（９）を下方から見たときに原料ガス入口（９ｂ）が覆われるようにすると好ましい。
【００１３】
このようにすれば、原料ガス供給ノズル（９ｂ）に辿り着く前に原料ガス（３）を中空筒状部材（９ｃ）の上部に確実に衝突させることができる。
【００１４】
さらに、請求項５に記載したように、複数の邪魔板のうち、最下方の邪魔板（９ｄ）と最上方の邪魔板（９ｆ）の間に配置される中間の邪魔板（９ｅ）は、最下方の邪魔板（９ｄ）と隣り合うものが円形状の邪魔板（９ｅ）とされていると共に、この円形状の邪魔板（９ｅ）と隣り合うものが開口部を有するリング状の邪魔板とされ、円形状の邪魔板およびリング状の邪魔板とが繰り返し交互に配置されており、円形状の邪魔板の半径がその下方に位置するリング状の邪魔板の開口部の半径よりも大きくされるようにすると好ましい。
【００１５】
このようにすれば、中間の邪魔板（９ｅ）に確実に原料ガス（３）を衝突させられ、原料ガス（３）の流動経路を変化させることができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、複数の邪魔板（９ｄ〜９ｆ）の間隔は、上方に位置する邪魔板同士の間隔（Ｈ２）がそれよりも下方に位置する邪魔板同士の間隔（Ｈ１）以上（Ｈ２≧Ｈ１）とされていることを特徴としている。
【００１７】
このようにすれば、原料ガス入口（９ａ）において流速を早くし、原料ガス供給ノズル（９ｂ）に向かって原料ガス（３）の流速が緩やかになるようにできるため、効率的にパーティクルを捕獲することができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、複数の邪魔板として、多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）同士の間および／または中空筒状部材（９ｃ）の底部と最下方の邪魔板（９ｄ）の間に備えられ、該多段に並べて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）に対して交差し、かつ、中空筒状部材（９ｃ）の中心軸に対する径方向に対しても交差する方向に延設された子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）を備えていることを特徴としている。
【００１９】
このように、複数の邪魔板として、多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）同士の間および／または中空筒状部材（９ｃ）の底部と最下方の邪魔板（９ｄ）の間に子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）を備えることもできる。これにより、各子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）に対する原料ガス（３）の流動方向下流側において、ガス流に渦が生じ、この渦流によってパーティクルが捕獲され、その流動方向下流側の下部においてパーティクルを滞留させることが可能となる。これにより、より原料ガス（３）が高温に暴露される時間が長くなり、より効率よくパーティクルを分解して消失させることが可能となる。また、分解されたパーティクルに関しては再度原料ガス（３）中に溶け込んで成長原料となるし、難分解性のパーティクルであったとしても、渦流に捕獲された状態であり続けるため、パーティクルがＳｉＣ単結晶（６）の成長表面に付着することが抑制でき、より高品質なＳｉＣ単結晶（６）を製造することができる。
【００２０】
この場合、例えば、請求項８に記載したように、中空筒状部材（９ｃ）の中心軸を中心とする筒状を為しており、多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）同士の間および／または中空筒状部材（９ｃ）の底部と最下方の邪魔板（９ｄ）の間を連結すると共に、原料ガス（３）の流動経路を構成する開口部（９ｇａ〜９ｉａ）を備えた子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）とすることができる。
【００２１】
このような構成とすれば、複数の開口部（９ｇａ〜９ｉａ）を通じて原料ガス（３）が流動させられる。このとき、原料ガス（３）が子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）を通過する際に、流動経路が狭められることで流速が速まるため、パーティクルが子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）に衝突し易くなる。
【００２２】
請求項９に記載の発明では、子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）は、多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）同士の間および／または中空筒状部材（９ｃ）の底部と最下方の邪魔板（９ｄ）の間に対して複数ずつ並べて配置されることを特徴としている。
【００２３】
このように、子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）をそれぞれ複数枚ずつ設けることにより、より渦流が形成される数を増加させることが可能となり、よりパーティクルを捕獲することが可能となる。
【００２４】
このような子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）では、請求項１０に記載したように、複数ずつ並べて配置された子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）の開口部（９ｇａ〜９ｉａ）が中空筒状部材（９ｃ）の中心軸に対する径方向に並べて配置されるようにすることができるが、請求項１１に記載したように、複数ずつ並べて配置された子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）のうち隣り合うもの同士の開口部（９ｇａ〜９ｉａ）が中空筒状部材（９ｃ）の中心軸を中心とした周方向にずらして配置されるようにすることもできる。
【００２５】
このようにすれば、よりパーティクルを衝突させられる壁面の数を増やすことができると共に、より原料ガス（３）の流動経路を長くすることができるため、よりパーティクルを捕獲することが可能となる。
【００２６】
請求項１２に記載の発明では、子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）は、多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）に対してテーパ角（α）を有して傾斜させられていることを特徴としている。
【００２７】
このように、各子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）が多段に並べられた各邪魔板（９ｄ〜９ｆ）に対して傾斜させられた構造とすることで、捕獲されたパーティクルがガス流の渦中から外れにくくなり、よりパーティクルの捕獲率を高めることが可能となる。
【００２８】
請求項１３に記載の発明では、子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）に備えられた開口部（９ｇａ〜９ｉａ）を囲み、原料ガス（３）の流動方向下流側に伸びる庇部（９ｇｂ〜９ｉｂ）が備えられていることを特徴としている。
【００２９】
このような庇部（９ｇｂ〜９ｉｂ）を備えると、庇部（９ｇｂ〜９ｉｂ）が返し部として機能し、原料ガス（３）の渦流が開口部（９ｇａ〜９ｉａ）を通じて流れている原料ガス（３）の主流側に返流されることを抑制できる。このため、よりパーティクルの捕獲率を高めることが可能となる。
【００３０】
請求項１４に記載の発明では、子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）は、中空筒状部材（９ｃ）の中心軸を中心とする筒状を為していると共に、中空筒状部材（９ｃ）の中心軸方向の長さが、該子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）の配置される多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）同士の間および／または中空筒状部材（９ｃ）の底部と最下方の邪魔板（９ｄ）の間の間隔よりも短くされていることを特徴としている。
【００３１】
このような構造の場合、各子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）と邪魔板（９ｄ〜９ｆ）もしくは中空筒状部材（９ｃ）の底部との間の隙間を原料ガス（３）が通過することになるが、通過する毎に各子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）よりも原料ガス（３）の流動方向下流側に渦流が形成され、ここにパーティクルを捕獲することが可能となる。したがって、このような構造としても、請求項７の効果を得ることができる。
【００３２】
このような構造においても、請求項１５に記載したように、子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）を多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）の間それぞれに対して複数ずつ並べて配置することができる。これにより、請求項９と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
また、請求項１６に記載したように、子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）を多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）もしくは中空筒状部材（９ｃ）の底部に対してテーパ角（α）を有して傾斜させた構造とすることもできる。これにより、請求項１２と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
請求項１７に記載の発明では、子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）は、多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）同士の間および／または中空筒状部材（９ｃ）の底部と最下方の邪魔板（９ｄ）の間において、隣り合うもの同士が交互に上下にずらして配置されていることを特徴としている。
【００３５】
このように、各子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）を隣り合うもの同士で上下方向にずらした構造とすることで、より原料ガス（３）の流動経路を長くすることができる。
【００３６】
この場合、請求項１８に記載したように、子邪魔板（９ｇ〜９ｉ）のうち上側にずらされたものの下端を上端よりも原料ガス（３）の流動方向下流側に位置させると共に、下側にずらされたものの上端を下端よりも原料ガス（３）の流動方向下流側に位置させることで、多段に並べられて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）もしくは中空筒状部材（９ｃ）の底部に対してテーパ角（β、γ）を有して傾斜させられた構造とすることができる。このようにしても、請求項１２と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
請求項１９に記載の発明では、多段に並べて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）は、原料ガス供給ノズル（４ｂ）側に凸形状となって湾曲していることを特徴としている。
【００３８】
このような形状とすれば、原料ガス（３）の流動経路の長さが更に長くなるようにできる。このようにすることで、よりパーティクルの捕獲率を高めることが可能になり、加熱した加熱容器（９）内において高温に暴露される時間が更に長くなるようにできる。例えば、請求項２０に記載したように、例えば、多段に並べて配置された邪魔板（９ｄ〜９ｆ）のうちの凸形状部分の曲率を０．００１〜０．０５とすることができる。
【００３９】
請求項２１に記載の発明では、加熱容器（９）は、中空筒状部材（９ｃ）と、中空筒状部材（９ｃ）内に原料ガス（３）を導入する原料ガス入口（９ａ）と、原料ガス（３）を中空筒状部材（９ｃ）から反応容器（１０）に排出する原料ガス供給ノズル（９ｂ）と、原料ガス入口（９ａ）から原料ガス供給ノズル（９ｂ）に至るまでに間において、螺旋状の原料ガス（３）の流動経路を構成する螺旋経路部（９ｊ、９ｋ）とを備えていることを特徴としている。
【００４０】
このように、加熱容器（９）内に螺旋経路部（９ｊ、９ｋ）を設けて螺旋形状の流動経路を構成することにより、原料ガス（３）の流動経路を長くすることができる。このようにすることで、加熱した加熱容器（９）内において高温に暴露される時間が更に長くなるようにでき、請求項１と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
例えば、請求項２２に記載したように、加熱容器（９）内における原料ガス（３）の流動経路の長さの平均値となる平均流路長ｆが原料ガス入口（９ｃ）から原料ガス供給ノズル（９ｂ）を結んだ直線距離Ｈに対して、ｆ＞１．２Ｈとされるようにすると好ましい。
【００４２】
また、例えば、請求項２３に記載したように、中空筒状部材（９ｃ）の中心軸を中心として同軸的に配置された円柱軸（９ｊ）と、円柱軸（９ｊ）から中空筒状部材（９ｃ）の壁面に至り、かつ、円柱軸（９ｊ）を中心として螺旋状に巻回された傾斜面（９ｋ）とを有した構造により螺旋経路部を構成することができる。
【００４３】
請求項２４に記載の発明では、螺旋状に巻回された傾斜面（９ｋ）の間に、円筒軸（９ｊ）から中空筒状部材（９ｃ）の中心軸の径方向に向かって延設され、傾斜面（９ｋ）に対して交差する子邪魔板（９ｎ）を有していることを特徴としている。
【００４４】
このように、傾斜面（９ｋ）に対して交差する子邪魔板（９ｎ）を備えることにより、各子邪魔板（９ｎ）に対する原料ガス（３）の流動方向下流側において、ガス流に渦が生じ、この渦流によってパーティクルが捕獲され、その流動方向下流側の下部においてパーティクルを滞留させることが可能となる。これにより、より原料ガス（３）が高温に暴露される時間が長くなり、より効率よくパーティクルを分解して消失させることが可能となる。また、分解されたパーティクルに関しては再度原料ガス（３）中に溶け込んで成長原料となるし、難分解性のパーティクルであったとしても、渦流に捕獲された状態であり続けるため、パーティクルがＳｉＣ単結晶（６）の成長表面に付着することが抑制でき、より高品質なＳｉＣ単結晶（６）を製造することができる。
【００４５】
この場合、例えば、請求項２５に記載したように、子邪魔板（９ｎ）が配置される傾斜面（９ｋ）の間を連結し、かつ、原料ガス（３）の流動経路を構成する開口部（９ｎａ）が形成された子邪魔板（９ｎ）とすることができる。
【００４６】
このような構成とすれば、複数の開口部（９ｎａ）を通じて原料ガス（３）が流動させられる。このとき、原料ガス（３）が子邪魔板（９ｎ）を通過する際に、流動経路が狭められることで流速が速まるため、パーティクルが子邪魔板（９ｎ）に衝突し易くなる。
【００４７】
このような子邪魔板（９ｎ）では、請求項２６に記載したように、複数枚並べて配置された各子邪魔板（９ｎ）の開口部（９ｎａ）の形成位置が同じとなるようにすることができるが、請求項２７に記載したように、各子邪魔板（９ｎ）のうち隣り合うもの同士の開口部（９ｎａ）の形成位置が異なっているようにすることもできる。
【００４８】
このようにすれば、よりパーティクルを衝突させられる壁面の数を増やすことができると共に、より原料ガス（３）の流動経路を長くすることができるため、よりパーティクルを捕獲することが可能となる。
【００４９】
請求項２８に記載の発明では、子邪魔板（９ｎ）に備えられた開口部（９ｇａ〜９ｉａ）を囲み、原料ガス（３）の流動方向下流側に伸びる庇部（９ｎｂ）が備えられていることを特徴としている。
【００５０】
このような庇部（９ｎｂ）を備えると、庇部（９ｎｂ）が返し部として機能し、原料ガス（３）の渦流が開口部（９ｎａ）を通じて流れている原料ガス（３）の主流側に返流されることを抑制できる。このため、よりパーティクルの捕獲率を高めることが可能となる。
【００５１】
請求項２９に記載の発明では、子邪魔板（９ｎ）は、中空筒状部材（９ｃ）の中心軸方向の長さが、該子邪魔板（９ｎ）の配置される傾斜面（９ｋ）の間の間隔よりも短くされていることを特徴としている。
【００５２】
このような構造の場合、各子邪魔板（９ｎ）と傾斜面（９ｋ）との間の隙間を原料ガス（３）が通過することになるが、通過する毎に各子邪魔板（９ｎ）よりも原料ガス（３）の流動方向下流側に渦流が形成され、ここにパーティクルを捕獲することが可能となる。したがって、このような構造としても、請求項２４の効果を得ることができる。
【００５３】
請求項３０に記載の発明では、子邪魔板（９ｎ）は、傾斜面（９ｋ）に対してテーパ角（α）を有して傾斜させられていることを特徴としている。
【００５４】
このように、各子邪魔板（９ｎ）が傾斜面（９ｋ）に対して傾斜させられた構造とすることで、捕獲されたパーティクルがガス流の渦中から外れにくくなり、よりパーティクルの捕獲率を高めることが可能となる。
【００５５】
請求項３１に記載の発明では、子邪魔板（９ｎ）は、傾斜面（９ｋ）の間において、隣り合うもの同士が交互に上下にずらして配置されていることを特徴としている。
【００５６】
このように、各子邪魔板（９ｎ）を隣り合うもの同士で上下方向にずらした構造とすることで、より原料ガス（３）の流動経路を長くすることができる。
【００５７】
この場合、請求項３２に記載したように、子邪魔板（９ｎ）は、上側にずらされたものの下端が上端よりも原料ガス（３）の流動方向下流側に位置すると共に、下側にずらされたものの上端が下端よりも原料ガス（３）の流動方向下流側に位置することで、傾斜面（９ｋ）に対してテーパ角（β、γ）を有して傾斜させられた構造とすることができる。このようにしても、請求項３０と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
請求項３３に記載の発明では、中空筒状部材（９ｃ）のうち螺旋経路部と原料ガス供給ノズル（９ｂ）との間には、螺旋経路部を通じて流動した原料ガス（３）のガス流を原料ガス供給ノズル（９ｂ）の方向に揃える整流機構（９ｐ）が備えられていることを特徴としている。
【００５９】
このように、整流機構（９ｐ）が備えることにより、螺旋経路部を通じて流動した原料ガス（３）のガス流を原料ガス供給ノズル（９ｂ）の方向に揃えることができる。したがって、ＳｉＣ単結晶（６）の成長表面に渦流ではなく整流された原料ガス（３）を供給することができるため、より高品質なＳｉＣ単結晶（６）を成長させることが可能となる。
【００６０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置の断面図である。
【図２】図１に示すＳｉＣ単結晶の製造装置における加熱容器のイメージ図であり、（ａ）は断面イメージ図、（ｂ）は斜視イメージ図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器のイメージ図であり、（ａ）は断面イメージ図、（ｂ）は斜視イメージ図である。
【図４】本発明の第３実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器の断面イメージ図である。
【図５】（ａ）は邪魔板の斜視イメージ図、（ｂ）は邪魔板を中空筒状部材の中心軸と垂直方向に切断したときの断面イメージ図である。
【図６】本発明の第４実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器の邪魔板を中空筒状部材の中心軸と垂直方向に切断したときの断面イメージ図である。
【図７】本発明の第５実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器のイメージ図であり、（ａ）は加熱容器の断面イメージ図であり、（ｂ）は加熱容器の邪魔板を１枚だけ取り出したときの斜視イメージ図、（ｃ）は邪魔板の部分拡大断面イメージ図である。
【図８】本発明の第６実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器のイメージ図であり、（ａ）は加熱容器の断面イメージ図、（ｂ）は邪魔板の斜視イメージ図である。
【図９】本発明の第７実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器のイメージ図であり、（ａ）は加熱容器の断面イメージ図、（ｂ）は邪魔板の斜視イメージ図である。
【図１０】本発明の第８実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器の邪魔板の部分拡大断面イメージ図である。
【図１１】本発明の第９実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器のイメージ図であり、（ａ）は加熱容器の断面イメージ図、（ｂ）は邪魔板の斜視イメージ図である。
【図１２】本発明の第１０実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器のイメージ図であり、（ａ）は加熱容器の断面イメージ図、（ｂ）は邪魔板の部分拡大断面イメージ図である。
【図１３】本発明の第１１実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器のイメージ図であり、（ａ）は加熱容器の断面イメージ図、（ｂ）は加熱容器の斜視イメージ図である。
【図１４】本発明の第１２実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器の斜視イメージ図である。
【図１５】本発明の第１３実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器の斜視イメージ図である。
【図１６】（ａ）は、図１５に示す加熱容器内において原料ガスの流動経路の中央部を中空筒状部材の中心軸方向に切断した時の断面図、（ｂ）は、１枚の邪魔板の正面図である。
【図１７】本発明の第１４実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器内において原料ガスの流動経路の中央部を中空筒状部材の中心軸方向に切断した時の断面図である。
【図１８】本発明の第１５実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器内において原料ガスの流動経路の中央部を中空筒状部材の中心軸方向に切断した時の断面図である。
【図１９】本発明の第１６実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器のイメージ図であり、（ａ）は、加熱容器の斜視イメージ図、（ｂ）は、加熱容器内において原料ガスの流動経路の中央部を中空筒状部材の中心軸方向に切断した時の断面図である。
【図２０】本発明の第１７実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器内において原料ガスの流動経路の中央部を中空筒状部材の中心軸方向に切断した時の断面図である。
【図２１】本発明の第１８実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器内において原料ガスの流動経路の中央部を中空筒状部材の中心軸方向に切断した時の断面図である。
【図２２】本発明の第１９実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器内において原料ガスの流動経路の中央部を中空筒状部材の中心軸方向に切断した時の断面図である。
【図２３】本発明の第２０実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器の斜視イメージ図である。
【図２４】（ａ）〜（ｆ）は、邪魔板に形成する開口部のパターン例を示した模式図である。
【図２５】（ａ）〜（ｅ）は、邪魔板に形成する開口部のパターン例を示した模式図である。
【図２６】（ａ）〜（ｃ）は、整流機構の構造例を示した斜視イメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００６３】
（第１実施形態）
図１に、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置の断面図を示す。以下、この図を参照してＳｉＣ単結晶の製造装置の構造について説明する。
【００６４】
図１に示すＳｉＣ単結晶の製造装置１は、底部に備えられた流入口２を通じてＳｉおよびＣを含有するＳｉＣの原料ガス３を供給し、上部の流出口４を通じて排出することで、ＳｉＣ単結晶の製造装置１内に配置したＳｉＣ単結晶基板からなる種結晶５上にＳｉＣ単結晶６を結晶成長させるものである。
【００６５】
ＳｉＣ単結晶の製造装置１には、真空容器７、第１断熱材８、加熱容器９、反応容器１０、パイプ材１１、第２断熱材１２および第１、第２加熱装置１３、１４が備えられている。
【００６６】
真空容器７は、中空円筒状を為しており、アルゴンガス等が導入でき、かつ、ＳｉＣ単結晶の製造装置１の他の構成要素を収容すると共に、その収容している内部空間の圧力を真空引きすることにより減圧できる構造とされている。この真空容器７の底部に原料ガス３の流入口２が設けられると共に、上部（具体的には側壁の上方位置）に原料ガス３の流出口４が設けられている。
【００６７】
第１断熱材８は、円筒等の筒形状を為しており、中空部により原料ガス導入管８ａを構成している。第１断熱材８は、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングした黒鉛などで構成される。
【００６８】
加熱容器９は、反応容器１０よりも原料ガス３の流動経路上流側に配置され、流入口２から供給された原料ガス３を種結晶５に導くまでに、原料ガス３に含まれたパーティクルを排除するための機構である。この加熱容器９が本発明の特徴となるものであり、これについては後で詳細に説明する。
【００６９】
反応容器１０は、原料ガス３が流れる空間を構成しており、有底筒状で構成されている。反応容器１０は、本実施形態では、有底円筒状とされており、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングした黒鉛などで構成される。反応容器１０の開口部内に加熱容器９の一端が挿入され、加熱容器９の一端と反応容器１０の底部との間に形成される空間を反応室として、反応容器１０の底部に配置された種結晶５の表面にＳｉＣ単結晶６が成長させられる。
【００７０】
パイプ材１１は、一端が反応容器１０の底部のうち加熱容器９と反対側の部位に接続されており、他端が図示しない回転引上機構に接続されている。このような構造により、パイプ材１１と共に反応容器１０、種結晶５およびＳｉＣ単結晶６の回転および引き上げが行え、ＳｉＣ単結晶６の成長面に温度分布が形成されることを抑制しつつ、ＳｉＣ単結晶６の成長に伴って、その成長表面の温度が常に成長に適した温度に調整できる。このようなパイプ材１１も、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングした黒鉛などで構成される。
【００７１】
第２断熱材１２は、真空容器７の側壁面に沿って配置され、中空筒状を為している。この第２断熱材１２により、ほぼ第１断熱材８や加熱容器９および反応容器１０等が囲まれている。第２断熱材１２は、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングされた黒鉛などで構成される。
【００７２】
第１、第２加熱装置１３、１４は、例えば誘導加熱用コイルやヒータなどで構成され、真空容器７の周囲を囲むように配置されている。これら第１、第２加熱装置１３、１４は、それぞれ独立して温度制御できるように構成されている。このため、より細やかな温度制御を行うことができる。第１加熱装置１３は、反応容器１０の開口部側先端位置や加熱容器９と対応した位置に配置されている。第２加熱装置１４は、反応容器１０により構成される反応室に対応した位置に配置されている。このような配置とされているため、第１、第２加熱装置１３、１４を制御することにより、反応室の温度分布をＳｉＣ単結晶６の成長に適した温度に調整できると共に、加熱容器９の温度をパーティクルの除去に適した温度に調整できる。
【００７３】
続いて、このように構成されたＳｉＣ単結晶の製造装置における加熱容器９の詳細構造について説明する。図２は、図１に示すＳｉＣ単結晶の製造装置における加熱容器９のイメージ図であり、図２（ａ）は断面イメージ図、図２（ｂ）は斜視イメージ図である。
【００７４】
図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、加熱容器９は、原料ガス入口９ａおよび原料ガス供給ノズル９ｂが形成された中空筒状部材９ｃと、中空筒状部材９ｃ内において中空筒状部材９ｃの中心軸に対して交差し、該中心軸を配列方向として多段に並べて配置された複数の邪魔板９ｄ〜９ｆとを備えた構造とされている。具体的には、本実施形態では、中空筒状部材９ｃの中心軸に対して垂直となる複数の邪魔板９ｄ〜９ｆを備えてある。
【００７５】
原料ガス入口９ａは、中空筒状部材９ｃの底部の中央に備えられ、第１断熱材８に形成された原料ガス導入管８ａと連結されることで、原料ガス３が導入される入口とされている。原料ガス供給ノズル９ｂは、中空筒状部材９ｃの上部の中央に備えられ、中空筒状部材９ｃ内を通過してきた原料ガス３を種結晶５もしくはＳｉＣ単結晶６の成長表面に導く供給口とされている。この原料ガス供給ノズル９ｂは、単に中空筒状部材９ｃの上部を開口させたものであっても良いが、原料ガス３の供給方向がＳｉＣ単結晶６の成長表面に対して垂直になるように反応容器１０側に突き出した形状とされている。
【００７６】
中空筒状部材９ｃは、筒状であれば構わないが、本実施形態では円筒形状で構成されている。中空筒状部材９ｃの半径Ｒｈは任意であるが、例えば５０〜６０ｍｍ程度とすることができる。
【００７７】
複数の邪魔板９ｄ〜９ｆは、原料ガス３の移動方向に対して交差する面を有した構成とされ、原料ガス３の移動を遮り、かつ、加熱容器９内を原料ガス入口９ａから原料ガス供給ノズル９ｂを結んだ直線距離よりも原料ガス３の流動経路を長くする。具体的には、加熱容器９内における原料ガス３の流動経路の中央を通ったときを平均流路長ｆとすると、平均流路長ｆが原料ガス入口９ａから原料ガス供給ノズル９ｂを結んだ直線距離Ｈに対してｆ＞１．２Ｈとなるようにしている。複数の邪魔板９ｄ〜９ｆの数は任意であるが、本実施形態では３枚としてある。中空筒状部材９ｃと邪魔板９ｄとの間隔Ｈ１や各邪魔板９ｄ〜９ｆの間隔Ｈ２、Ｈ３については任意であるが、例えばＨ１＝１５ｍｍ、Ｈ２＝２０ｍｍ、Ｈ３＝３０ｍｍ程度で配置することができる。
【００７８】
最も原料ガス入口９ａ側に位置する最下方の邪魔板９ｄは、円形状とされ、その半径Ｒ１は原料ガス入口９ａの半径ｒ１よりも大きくされ、加熱容器９を上方から見たときに原料ガス入口９ａを全域覆える寸法とされる。例えば、半径Ｒ１は、２０〜４０ｍｍとされる。このような邪魔板９ｄにより、原料ガス入口９ａから導入された原料ガス３の流動方向を垂直方向に変えることで原料ガス３が中空筒状部材９ｃの側壁側に導かれ、さらにその側壁に沿って上方に導かれる。この邪魔板９ｄには、原料ガス３を確実に衝突させるのが効果的であるため、中央部に開口部を形成していない構造としている。
【００７９】
邪魔板９ｄの次に原料ガス入口９ａ側に位置する中間の邪魔板９ｅは、中央部が円形に開口するリング状とされている。邪魔板９ｅの中央部に形成された開口部の半径ｒ２は、邪魔板９ｄの半径Ｒ１よりも小さくされている。この邪魔板９ｅにより、中空筒状部材９ｃの側壁に沿って上方に導かれた原料ガス３が再び中空筒状部材９ｃの中心軸に向けて流動方向が変えられたのち、中央部において再び上方に流動方向が変えられ、邪魔板９ｅの開口部を通過させられるようになる。
【００８０】
邪魔板９ｅの次に原料ガス入口９ａ側に位置する最上方の邪魔板９ｆは、円形状とされ、その半径Ｒ２は邪魔板９ｅの開口部の半径ｒ２よりも大きくされ、加熱容器９を上方から見たときに邪魔板９ｅの開口部を覆え、加熱容器９の下方から見たときに原料ガス供給ノズル９ｂを全域覆える寸法とされる。例えば、半径Ｒ２は、２０〜４０ｍｍとされる。このような邪魔板９ｆにより、邪魔板９ｅの開口部を通過した原料ガス３の流動方向を垂直方向に変えることで原料ガス３が中空筒状部材９ｃの側壁側に導かれ、さらにその側壁に沿って上方に導かれる。この邪魔板９ｆが最も原料ガス供給ノズル９ｂに近いものとなるが、原料ガス供給ノズル９ｂに辿り着く前に原料ガス３が中空筒状部材９ｃの上部に確実に衝突させるのが効果的であるため、この邪魔板９ｆも中央部に開口部を形成していない構造としている。
【００８１】
このようにして、多段に配置された各邪魔板９ｄ〜９ｆに衝突して原料ガス３の流動方向が変えられる。そして、原料ガス供給ノズル９ｂの半径ｒｆが半径Ｒ２よりも小さくされているため、原料ガス３は、最終的に中空筒状部材９ｃの上部に衝突したのち、原料ガス供給ノズル９ｂから排出されて反応室内に供給される。なお、ここでは、最下方の邪魔板９ｄと最上方の邪魔板９ｆとの間に中間の邪魔板９ｅを一枚だけ配置した場合について説明したが、勿論それ以上の枚数としても良い。その場合、最下方の邪魔板９ｄに隣接するものをリング状とし、さらにその上に配置されるものを円形状にするというように、交互にリング状のものと円形状のものとを繰り返し配置し、最上方の邪魔板９ｆが円形状となるようにすれば良い。この場合、円形状の邪魔板の半径がその下方に位置するリング状の邪魔板の開口部の半径よりも大きくなるようにすることで、確実に原料ガス３が各邪魔板に衝突して流動経路が変えられるようにすることができる。
【００８２】
このように、邪魔板９ｄ〜９ｆを多段に配置しているため、邪魔板９ｄ〜９ｆを設けない場合もしくは一段のみの場合と比較して、原料ガス３の流動経路長が伸びる。このため、加熱した加熱容器９内において原料ガス３が高温に暴露される時間が長くなるようにできる。なお、ここでは説明を容易にするために、邪魔板９ｄ、９ｆを中空筒状部材９ｃ内において浮いた状態のイメージ図としてあるが、邪魔板９ｄ、９ｆについては、図示しないが、中空筒状部材９ｃの側面から伸びる支持部や中空筒状部材９ｃの上部や底部もしくは邪魔板９ｅと接続された支持部によって支持される構造とすることができる。
【００８３】
以上のように構成されたＳｉＣ単結晶の製造装置を用いたＳｉＣ単結晶６の製造方法について説明する。
【００８４】
まず、第１、第２加熱装置１３、１４を制御し、所望の温度分布を付ける。すなわち、種結晶５の表面において原料ガス３が再結晶化されることでＳｉＣ単結晶６が成長しつつ、加熱容器９内において再結晶化レートよりも昇華レートの方が高くなる温度となるようにする。
【００８５】
そして、真空容器７を所望圧力にしつつ、必要に応じてＡｒガスなどを導入しながら原料ガス導入管８ａを通じて原料ガス３を導入する。これにより、図１および図２（ａ）、（ｂ）中の破線矢印で示したように、原料ガス３が流動し、種結晶５に供給されてＳｉＣ単結晶６を成長させることができる。
【００８６】
このとき、原料ガス３にパーティクルが含まれていることがある。パーティクルは、例えば原料ガス３中のＳｉ成分もしくはＣ成分の凝集または黒鉛で構成された部材の通路内面の剥離や通路内面に付着したＳｉＣの剥離などによって形成され、原料ガス３に含まれて流動させられる。
【００８７】
しかしながら、パーティクルを含む原料ガス３は、多段に配置された複数の邪魔板９ｄ〜９ｆに衝突し、幾度も流動方向を変えながら、邪魔板９ｄ〜９ｆが無い場合もしくは一段のみの場合と比較して長い流動経路長を移動させられることになる。このため、加熱した加熱容器９内において原料ガス３が高温に暴露される時間が長くなり、パーティクルが分解されて種結晶５の表面やＳｉＣ単結晶６の成長表面に辿り着かないようにできる。したがって、高品質なＳｉＣ単結晶６を製造することができる
また、邪魔板数を増加させて流動方向を変化させる数が多くするほど、複数の邪魔板９ｄ〜９ｆや中空筒状部材９ｃにパーティクルが衝突させる可能性を高くすることができるため、より加熱容器９内にパーティクルを捕獲することができる。このため、より種結晶５の表面やＳｉＣ単結晶６の成長表面に辿り着かないようにできる。特に、原料ガス入口９ａにおいて流速を早くし、原料ガス供給ノズル９ｂに向かって原料ガス３の流速が緩やかになるようにすれば、より効率的にパーティクルを捕獲することができる。このため、間隔Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３を例えばＨ１＝１５ｍｍ、Ｈ２＝２０ｍｍ、Ｈ３＝３０ｍｍ程度とし、これらの関係がＨ１≧Ｈ２≧Ｈ３となるようにしている。これにより、さらに上記効果を得ることが可能となる。
【００８８】
なお、このような製造方法によりＳｉＣ単結晶６を製造したときに邪魔板９ｄ〜９ｆを観察すると、粒径が〜３ｍｍ程度のパーティクルが付着していた。これは、原料ガス３のうち完全にガス化している成分と比較してパーティクルの運動エネルギーが大きいため、流動方向が変わる際に曲がりきれず、邪魔板９ｄ〜９ｆに衝突して付着したと考えられる。この結果からも、パーティクルが種結晶５の表面やＳｉＣ単結晶６の成長表面に辿り着くことを抑制することができていると言える。
【００８９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して更に邪魔板を設けたものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００９０】
図３は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９のイメージ図であり、図３（ａ）は断面イメージ図、図３（ｂ）は斜視イメージ図である。なお、ＳｉＣ単結晶の製造装置の他の部分は、図１に示した第１実施形態のものと同様である。
【００９１】
図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、加熱容器９は、中空筒状部材９ｃの中心軸に対して垂直方向に並べられた邪魔板９ｄ〜９ｆに加えて、その邪魔板９ｄ〜９ｆに対して交差し、かつ、中空筒状部材９ｃの中心軸に対する径方向に対しても交差する方向に延設された邪魔板（子邪魔板）９ｇ、９ｈ、９ｉを備えている。具体的には、本実施形態では、中空筒状部材９ｃの中心軸と平行にした邪魔板９ｇ、９ｈ、９ｉを備えている。
【００９２】
各邪魔板９ｇ〜９ｉは、複数の開口部９ｇａ、９ｈａ、９ｉａが形成された筒状部材にて構成されており、邪魔板９ｇは中空筒状部材９ｃの底部と邪魔板９ｄの間を連結するように配置されると共に邪魔板９ｇを支持し、邪魔板９ｈは邪魔板９ｄと邪魔板９ｅの間を連結するように配置され、邪魔板９ｉは邪魔板９ｅと邪魔板９ｆの間を連結するように配置されると共に邪魔板９ｆを支持している。そして、邪魔板９ｇの径は原料ガス入口９ａよりも大きくされ、邪魔板９ｈ、９ｉの径は邪魔板９ｅに形成された開口部の径よりも大きくされている。
【００９３】
各邪魔板９ｇ〜９ｉに形成された複数の開口部９ｇａ、９ｈａ、９ｉａは、本実施形態では８個ずつ備えられており、中空筒状部材９ｃの中心軸を中心として等間隔に配置されている。開口部９ｇａ、９ｈａ、９ｉａとして様々な形状を適用することができるが、本実施形態では、例えばφ１０〜３０ｍｍ程度の円形としている。
【００９４】
このように構成されたＳｉＣ単結晶の製造装置では、複数の開口部９ｇａ、９ｈａ、９ｉａを通じて原料ガス３が流動させられる。このとき、原料ガス３が邪魔板９ｇ〜９ｉを通過する際に、流動経路が狭められることで流速が速まるため、パーティクルが邪魔板９ｇ〜９ｉに衝突し易くなる。また、図中矢印で示したように、各邪魔板９ｇ〜９ｉに対する原料ガス３の流動方向下流側において、ガス流に渦が生じ、この渦流によってパーティクルが捕獲され、その流動方向下流側の下部においてパーティクルを滞留させることが可能となる。これにより、より原料ガス３が高温に暴露される時間が長くなり、より効率よくパーティクルを分解して消失させることが可能となる。また、分解されたパーティクルに関しては再度原料ガス３中に溶け込んで成長原料となるし、難分解性のパーティクルであったとしても、渦流に捕獲された状態であり続けるため、パーティクルがＳｉＣ単結晶６の成長表面に付着することが抑制でき、より高品質なＳｉＣ単結晶６を製造することができる。
【００９５】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態で説明した邪魔板９ｇ〜９ｉを複数枚にしたものであり、その他に関しては第２実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００９６】
図４は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９の断面イメージ図である。なお、ＳｉＣ単結晶の製造装置の他の部分は、図１に示した第１実施形態のものと同様である。
【００９７】
図４に示されるように、加熱容器９には、中空筒状部材９ｃの中心軸と平行となる邪魔板９ｇ〜９ｉがそれぞれ複数枚ずつ、本実施形態では３枚ずつ備えられている。各邪魔板９ｇ〜９ｉは、それぞれ中空筒状部材９ｃの中心軸を中心とした同心円状に並べられている。各邪魔板９ｇ〜９ｉの間隔については任意であるが、例えば約１０ｍｍ程度として設置してある。
【００９８】
図５（ａ）は邪魔板９ｇ（９ｈ、９ｉ）の斜視イメージ図、図５（ｂ）は邪魔板９ｇ（９ｈ、９ｉ）を中空筒状部材９ｃの中心軸と垂直方向に切断したときの断面イメージ図である。これらの図に示されるように、本実施形態では、各開口部９ｇａ（９ｈａ、９ｉａ）を中空筒状部材９ｃの中心軸に対して径方向に並べて配置している。
【００９９】
このように、中空筒状部材９ｃの中心軸と平行となる邪魔板９ｇ〜９ｉをそれぞれ複数枚ずつ設けることにより、より渦流が形成される数を増加させることが可能となり、よりパーティクルを捕獲することが可能となる。したがって、より第２実施形態の効果を得ることが可能となる。
【０１００】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態で説明した邪魔板９ｇ〜９ｉの構成を変更したものであり、その他に関しては第３実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１０１】
図６は、邪魔板９ｇ（９ｈ、９ｉ）を中空筒状部材９ｃの中心軸と垂直方向に切断したときの断面イメージ図である。
【０１０２】
上記第３実施形態では、各邪魔板９ｇ〜９ｉに形成された開口部９ｇａ、９ｈａ、９ｉａをすべて中空筒状部材９ｃの中心軸に対して径方向に並べて配置した構造としたが、必ずしも並べる必要は無い。このため、本実施形態では、図６に示すように、各邪魔板９ｇ〜９ｉに形成された開口部９ｇａ、９ｈａ、９ｉａが隣り合う邪魔板９ｇ〜９ｉに形成されたもの同士が中空筒状部材９ｃの中心軸に対して周方向にずらして配置され、互い違いに配置された構造となるようにしている。
【０１０３】
このようにすれば、よりパーティクルを衝突させられる壁面の数を増やすことができると共に、より原料ガス３の流動経路を長くすることができるため、更に第２実施形態の効果を得ることができる。
【０１０４】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態で説明した邪魔板９ｇ〜９ｉの構成を変更したものであり、その他に関しては第３実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１０５】
図７（ａ）は本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９の断面イメージ図であり、図７（ｂ）は邪魔板９ｇ（９ｈ、９ｉ）を１枚だけ取り出したときの斜視イメージ図、図７（ｃ）は邪魔板９ｇ（９ｈ、９ｉ）の部分拡大断面イメージ図である。
【０１０６】
これらの図に示されるように、本実施形態では、邪魔板９ｇ〜９ｉを中空状の円錐台形状にて構成することで、各邪魔板９ｇ〜９ｉが各邪魔板９ｄ〜９ｆや中空筒状部材９ｃの中心軸に対して傾斜し、非平行となる構造としている。例えば、各邪魔板９ｇ〜９ｉの各邪魔板９ｄ〜９ｆに対する傾斜角度（以下、テーパ角という）を図７（ｃ）に示したようにαとすると、テーパ角αを４５〜８０度としている。
【０１０７】
このように、各邪魔板９ｇ〜９ｉが各邪魔板９ｄ〜９ｆに対して傾斜させられた構造とすることで、捕獲されたパーティクルがガス流の渦中から外れにくくなり、よりパーティクルの捕獲率を高めることが可能となる。これにより、より第２実施形態の効果を得ることができる。
【０１０８】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して邪魔板９ｇ〜９ｉの開口部９ｇａ〜９ｉａの構造を変更したものであり、その他に関しては第２実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１０９】
図８（ａ）は本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９の断面イメージ図であり、図８（ｂ）は邪魔板９ｇ（９ｈ、９ｉ）の斜視イメージ図である。なお、ＳｉＣ単結晶の製造装置の他の部分は、図１に示した第１実施形態のものと同様である。
【０１１０】
図８（ａ）、（ｂ）に示されるように、加熱容器９に備えられた各邪魔板９ｇ〜９ｉには開口部９ｇａ〜９ｉａが備えられているが、さらに各開口部９ｇａ〜９ｉａを囲むように原料ガス３の流動方向下流側に伸びる庇部９ｇｂ、９ｈｂ、９ｉｂが備えられている。庇部９ｇｂ、９ｈｂ、９ｉｂの長さは開口部９ｇａ〜９ｉａの寸法にもよるが、例えば１０ｍｍ程度にすることができる。
【０１１１】
このような庇部９ｇｂ〜９ｉｂを備えると、庇部９ｇｂ〜９ｉｂが返し部として機能し、原料ガス３の渦流が開口部９ｇａ〜９ｉａを通じて流れている原料ガス３の主流側に返流されることを抑制できる。このため、よりパーティクルの捕獲率を高めることが可能となり、より第２実施形態の効果を得ることが可能となる。
【０１１２】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態に対して邪魔板９ｇ〜９ｉの構造を変更したものであり、その他に関しては第３実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１１３】
図９（ａ）は本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９の断面イメージ図であり、図９（ｂ）は邪魔板９ｇ（９ｈ、９ｉ）の斜視イメージ図である。なお、ＳｉＣ単結晶の製造装置の他の部分は、図１に示した第１実施形態のものと同様である。
【０１１４】
図９（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施形態では、加熱容器９に備えられた各邪魔板９ｇ〜９ｉのうち中空筒状部材９ｃの中心軸と平行な方向の長さを短くしてフィン状とし、邪魔板９ｇは邪魔板９ｄに届かず、邪魔板９ｈは邪魔板９ｅに届かず、邪魔板９ｉは邪魔板９ｆに届かない構造としている。このような構造の場合、各邪魔板９ｇ〜９ｉの上方を原料ガス３が通過することになるが、通過する毎に各邪魔板９ｇ〜９ｉよりも原料ガス３の流動方向下流側に渦流が形成され、ここにパーティクルを捕獲することが可能となる。したがって、このような構造としても、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１５】
なお、このような構造の邪魔板９ｇ〜９ｉは、第２実施形態等のように開口部９ｇａ〜９ｉａを備える必要がないため形成が容易であり、また固定するための接着箇所も少ないため加熱容器９の形成工数も少なくできる。また、ここでは、第３実施形態のように各邪魔板９ｇ〜９ｉが複数枚ずつ配置される例を示したが、第２実施形態のように１枚ずつ配置したものであっても良い。
【０１１６】
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態について説明する。本実施形態は、第７実施形態で説明した邪魔板９ｇ〜９ｉの構成を変更したものであり、その他に関しては第７実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１１７】
図１０は本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９の邪魔板９ｇ（９ｈ、９ｉ）の部分拡大断面イメージ図である。
【０１１８】
この図に示されるように、本実施形態では、各邪魔板９ｇ〜９ｉが各邪魔板９ｄ〜９ｆや中空筒状部材９ｃの中心軸に対して傾斜し、非平行となる構造としている。例えば、邪魔板９ｇ〜９ｉを中空状の円錐台形状にて構成することで、このような構成となるようにしている。例えば、各邪魔板９ｇ〜９ｉの各邪魔板９ｄ〜９ｆに対するテーパ角αを４５〜８０度としている。
【０１１９】
このように、各邪魔板９ｇ〜９ｉが各邪魔板９ｄ〜９ｆに対して傾斜させられた構造とすることで、捕獲されたパーティクルがガス流の渦中から外れにくくなり、よりパーティクルの捕獲率を高めることが可能となる。これにより、より第７実施形態の効果を得ることができる。
【０１２０】
（第９実施形態）
本発明の第９実施形態について説明する。本実施形態は、第７実施形態に対して邪魔板９ｇ〜９ｉの構造を変更したものであり、その他に関しては第７実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１２１】
図１１（ａ）は本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９の断面イメージ図であり、図１１（ｂ）は邪魔板９ｇ（９ｈ、９ｉ）の斜視イメージ図である。なお、ＳｉＣ単結晶の製造装置の他の部分は、図１に示した第１実施形態のものと同様である。
【０１２２】
図１１（ａ）、（ｂ）に示したように、各邪魔板９ｇ〜９ｉを隣り合うもの同士で交互に上下方向にずらした構造としている。つまり、邪魔板９ｇは１つずつ交互に中空筒状部材９ｃの下部に接続されるものと邪魔板９ｄに接続されるものとが備えられ、邪魔板９ｈは１つずつ交互に邪魔板９ｄに接続されるものと邪魔板９ｅに接続されるものとが備えられ、邪魔板９ｉは１つずつ交互に邪魔板９ｅに接続されるものと邪魔板９ｆに接続されるものとが備えられる。
【０１２３】
このように、各邪魔板９ｇ〜９ｉを隣り合うもの同士で上下方向にずらした構造とすることで、より原料ガス３の流動経路を長くすることができるため、更に第２実施形態の効果を得ることができる。
【０１２４】
（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態について説明する。本実施形態は、第９実施形態で説明した邪魔板９ｇ〜９ｉの構成を変更したものであり、その他に関しては第９実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１２５】
図１２（ａ）は本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９の断面イメージ図であり、図１２（ｂ）は邪魔板９ｇ（９ｈ、９ｉ）の部分拡大断面イメージ図である。
【０１２６】
図１２（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施形態では、各邪魔板９ｇ〜９ｉが各邪魔板９ｄ〜９ｆや中空筒状部材９ｃの中心軸に対して傾斜し、非平行となる構造としている。具体的には、各邪魔板９ｇ〜９ｉのうち下方に配置されたものについては、非固定端である上端を固定端である下端よりも原料ガス３の流動方向下流側に位置させ、各邪魔板９ｇ〜９ｉのうち上方に配置されたものについては、非固定端である下端を固定端である上端よりも原料ガス３の流動方向下流側に位置させた構造としている。
【０１２７】
例えば、各邪魔板９ｇ〜９ｉの各邪魔板９ｄ〜９ｆに対するテーパ角を図１２（ｂ）に示したようにそれぞれβとγとすると、テーパ角β、γを４５〜８０度としている。
【０１２８】
このように、各邪魔板９ｇ〜９ｉが各邪魔板９ｄ〜９ｆに対して傾斜させられた構造とすることで、捕獲されたパーティクルがガス流の渦中から外れにくくなり、よりパーティクルの捕獲率を高めることが可能となる。これにより、より第２実施形態の効果を得ることができる。
【０１２９】
（第１１実施形態）
本発明の第１１実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態で説明した邪魔板９ｄ〜９ｆの構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１３０】
図１３（ａ）、（ｂ）は本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９の断面イメージ図および斜視イメージ図である。
【０１３１】
図１３（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施形態では、各邪魔板９ｄ〜９ｆのうち原料ガス３が衝突する箇所を上方（原料ガス供給ノズル９ｂ側）に凸形状のドーム型とすることで、湾曲した各邪魔板９ｄ〜９ｆの形状に沿って原料ガス３が流動していくようにし、原料ガス３の流動経路の長さが更に長くなるようにしている。例えば、凸形状部分の曲率は、例えば０．００１〜０．０５とされている。
【０１３２】
このようにすることで、よりパーティクルの捕獲率を高めることが可能になると共に、加熱した加熱容器９内において高温に暴露される時間が更に長くなるようにできる。これにより、より第１実施形態の効果を得ることができる。
【０１３３】
（第１２実施形態）
本発明の第１２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態で説明した加熱容器９の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１３４】
図１４は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９の斜視イメージ図である。
【０１３５】
この図に示されるように、本実施形態では、原料ガス入口９ａから原料ガス供給ノズル９ｂにかけて原料ガス３の流動経路を螺旋形状とする螺旋経路部を備えてある。螺旋経路部は、中空筒状部材９ｃの中心軸を中心として同軸的に配置された円柱軸９ｊと、この円柱軸９ｊから中空筒状部材９ｃの側壁に至り、かつ、円柱軸９ｊを中心として螺旋状に巻回された傾斜面９ｋにより構成されている。傾斜面９ｋは、中空筒状部材９ｃの底面から中空筒状部材９ｃの中心軸を中心として複数回巻回された後、中空筒状部材９ｃの上部に至る前に傾斜面９ｋが途切れた構造とされている。このため、中空筒状部材９ｃのうち傾斜面９ｋが形成されていない領域では、原料ガス３を拡散させる背室が形成され、原料ガス３の渦流が抑制された状態で原料ガス供給ノズル９ｂから排出される。
【０１３６】
なお、円柱軸９ｊは、少なくとも原料ガス入口９ａ側の端部において、原料ガス入口９ａから所定距離離間した位置で閉塞させられている。このため、原料ガス入口９ａから導入された原料ガス３がその端部に衝突したのち傾斜面９ｋを上昇していく。また、傾斜面９ｋと中空筒状部材９ｃの底部との境界位置から離間した位置に閉塞壁９ｍを備えており、原料ガス入口９ａから導入された原料ガス３が傾斜面９ｋ側に流動していくように原料ガス３の流動方向が規制されている。
【０１３７】
このように構成された加熱容器９では、中空筒状部材９ｃの中心軸方向の寸法Ｈと比較して原料ガス３の流動経路の長さの平均値となる平均流路長ｆが、ｆ＞１．２Ｈとなるように傾斜面９ｋの巻回数や間隔Ｈｒが設定されている。なお、流動経路長ｆは、傾斜面９ｋにて構成される流路の中央を原料ガス３が流れたと想定した時の流動経路の長さのことを意味している。また、本実施形態では、螺旋状に配置された傾斜面９ｋの間の間隔Ｈｒを一定にしているが、下方において流速が早まり、上方に行くに連れて流速が緩やかになるように、間隔Ｈｒを上方に行くに連れて広げるようにしても良い。
【０１３８】
このように、加熱容器９内に螺旋形状の流動経路を構成することにより、原料ガス３の流動経路を長くすることができる。このようにすることで、加熱した加熱容器９内において高温に暴露される時間が更に長くなるようにでき、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３９】
（第１３実施形態）
本発明の第１３実施形態について説明する。本実施形態は、第１２実施形態に対して更に邪魔板を設けたものであり、その他に関しては第１２実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１４０】
図１５は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９の斜視イメージ図である。なお、ＳｉＣ単結晶の製造装置の他の部分は、図１に示した第１実施形態のものと同様である。
【０１４１】
図１５に示されるように、加熱容器９は、円筒軸９ｊから中空筒状部材９ｃの中心軸の径方向に向けて延設され、傾斜面９ｋに対して交差する邪魔板（子邪魔板）９ｎを複数枚設けている。具体的には、本実施形態では、邪魔板９ｎを中空筒状部材９ｃの中心軸およびその径方向に対して平行となり、かつ、邪魔板９ｎが配置される傾斜面９ｋの間を連結するように配置している。図１６（ａ）は、加熱容器９内において原料ガス３の流動経路の中央部を中空筒状部材９ｃの中心軸方向に切断した時の断面図、図１６（ｂ）は、１枚の邪魔板９ｎの正面図である。これら図１６（ａ）、（ｂ）に示されるように、各邪魔板９ｎは、開口部９ｎａが形成された構成とされており、本実施形態では、開口部９ｎａを各邪魔板９ｎの中央部に形成してある。開口部９ｎａとして様々な形状を適用することができるが、本実施形態では、例えばφ１０〜３０ｍｍ程度の円形としている。開口部９ｎａの面積は、邪魔板９ｎが原料ガス３の流動の妨げとして十分に機能するように、邪魔板９ｎの面積の１／２以下となるようにすることが望ましい。
【０１４２】
このように構成されたＳｉＣ単結晶の製造装置では、開口部９ｎａを通じて原料ガス３が流動させられる。このとき、原料ガス３が邪魔板９ｎを通過する際に、流動経路が狭められることで流速が速まるため、パーティクルが邪魔板９ｎに衝突し易くなる。また、図１６（ａ）中に矢印で示したように、各邪魔板９ｎに対する原料ガス３の流動方向下流側において、ガス流に渦が生じ、この渦流によってパーティクルが捕獲され、その流動方向下流側の下部においてパーティクルを滞留させることが可能となる。これにより、よりパーティクルが高温に暴露される時間が長くなり、より効率よくパーティクルを分解して消失させることが可能となる。また、分解されたパーティクルに関しては再度原料ガス３中に溶け込んで成長原料となるし、難分解性のパーティクルであったとしても、渦流に捕獲された状態であり続けるため、パーティクルがＳｉＣ単結晶６の成長表面に付着することが抑制でき、より高品質なＳｉＣ単結晶６を製造することができる。
【０１４３】
（第１４実施形態）
本発明の第１４実施形態について説明する。本実施形態は、第１３実施形態で説明した邪魔板９ｎの開口部９ｎａの配置場所を変更したものであり、その他に関しては第１３実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１４４】
図１７は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９内において原料ガス３の流動経路の中央部を中空筒状部材９ｃの中心軸方向に切断した時の断面図である。
【０１４５】
この図に示されるように、隣り合う邪魔板９ｎ同士で開口部９ｎａの形成位置が異なった位置となるようにし、隣り合う邪魔板９ｎ同士を傾斜面９ｋに配置したときに開口部９ｎａ同士がずれた位置となるようにしている。
【０１４６】
このように、隣り合う邪魔板９ｎ同士で開口部９ｎａの形成位置が異なるようにすれば、各開口部９ｎａの形成位置を同じにした場合と比較して、各開口部９ｎａ間の距離が長くる。このため、図中矢印で示したように、原料ガス３の流動経路が単なる螺旋形状にならず、各邪魔板９ｎの間においても湾曲した状態となり、第１３実施形態よりも長くなるようにできる。これにより、よりパーティクルを捕獲することが可能となるし、より原料ガス３が高温に暴露される時間が長くなり、より効率よくパーティクルを分解して消失させることが可能となる。したがって、より第１３実施形態の効果を得ることが可能となる。
【０１４７】
（第１５実施形態）
本発明の第１５実施形態について説明する。本実施形態は、第１３、第１４実施形態に対して邪魔板９ｎの開口部９ｎａの構造を変更したものであり、その他に関しては第２実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１４８】
図１８は本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９内において原料ガス３の流動経路の中央部を中空筒状部材９ｃの中心軸方向に切断した時の断面図である。
【０１４９】
図１８に示されるように、加熱容器９に備えられた各邪魔板９ｎには開口部９ｎａが備えられているが、さらに各開口部９ｎａに対して原料ガス３の流動方向下流側に伸びる庇部９ｎｂが備えられている。庇部９ｎｂの長さは開口部９ｇａの寸法にもよるが、例えば１０ｍｍ程度にすることができる。
【０１５０】
このような庇部９ｎｂを備えると、庇部９ｎｂが返し部として機能し、原料ガス３の渦流が開口部９ｎａを通じて流れている原料ガス３の主流側に返流されることを抑制できる。このため、よりパーティクルの捕獲率を高めることが可能となり、より第１３、第１４実施形態の効果を得ることが可能となる。
【０１５１】
（第１６実施形態）
本発明の第１６実施形態について説明する。本実施形態は、第１３実施形態に対して邪魔板９ｎの構造を変更したものであり、その他に関しては第１３実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１５２】
図１９（ａ）は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９の斜視イメージ図であり、図１９（ｂ）は、加熱容器９内において原料ガス３の流動経路の中央部を中空筒状部材９ｃの中心軸方向に切断した時の断面図である。なお、ＳｉＣ単結晶の製造装置の他の部分は、図１に示した第１実施形態のものと同様である。
【０１５３】
図１９（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施形態では、加熱容器９に備えられた各邪魔板９ｎのうち中空筒状部材９ｃの中心軸と平行な方向の長さを短くしてフィン状とし、邪魔板９ｎの上部がその上に位置している傾斜面９ｋの裏面に届かない構造としている。このような構造の場合、各邪魔板９ｎの上方を原料ガス３が通過することになるが、通過する毎に各邪魔板９ｎよりも原料ガス３の流動方向下流側に渦流が形成され、ここにパーティクルを捕獲することが可能となる。したがって、このような構造としても、第１３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５４】
なお、このような構造の邪魔板９ｎは、第１３実施形態等のように開口部９ｎａを備える必要がないため形成が容易であり、また固定するための接着箇所も少ないため加熱容器９の形成工数も少なくできる。
【０１５５】
（第１７実施形態）
本発明の第１７実施形態について説明する。本実施形態は、第１６実施形態で説明した邪魔板９ｎの構成を変更したものであり、その他に関しては第１６実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１５６】
図２０は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９内において原料ガス３の流動経路の中央部を中空筒状部材９ｃの中心軸方向に切断した時の断面図である。
【０１５７】
この図に示されるように、本実施形態では、各邪魔板９ｎが傾斜面９ｋに対して傾斜し、非平行となる構造としている。具体的には、各邪魔板９ｎの上端を下端よりも原料ガス３の流動方向下流側に位置させることで、各邪魔板９ｎが傾斜させられ、傾斜面９ｋに対してテーパ角αが設けられている。例えば、各邪魔板９ｎの傾斜面９ｋに対するテーパ角αを４５〜８０度としている。
【０１５８】
このように、各邪魔板９ｎが傾斜面９ｋに対して傾斜させられた構造とすることで、捕獲されたパーティクルがガス流の渦中から外れにくくなり、よりパーティクルの捕獲率を高めることが可能となる。これにより、より第１３実施形態の効果を得ることができる。
【０１５９】
（第１８実施形態）
本発明の第１８実施形態について説明する。本実施形態は、第１７実施形態に対して邪魔板９ｎの構造を変更したものであり、その他に関しては第１７実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１６０】
図２１は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９内において原料ガス３の流動経路の中央部を中空筒状部材９ｃの中心軸方向に切断した時の断面図である。
【０１６１】
図２１に示したように、各邪魔板９ｎを隣り合うもの同士で上下方向にずらした構造としている。つまり、邪魔板９ｎは１つずつ交互に傾斜面９ｋの表面に接続されるものと傾斜面９ｋの裏面に接続されるものとが備えられる。
【０１６２】
このように、各邪魔板９ｎを隣り合うもの同士で上下方向にずらした構造とすることで、より原料ガス３の流動経路を長くすることができるため、更に第１３実施形態の効果を得ることができる。
【０１６３】
（第１９実施形態）
本発明の第１９実施形態について説明する。本実施形態は、第１８実施形態で説明した邪魔板９ｎの構成を変更したものであり、その他に関しては第１８実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【０１６４】
図２２は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９内において原料ガス３の流動経路の中央部を中空筒状部材９ｃの中心軸方向に切断した時の断面図である。
【０１６５】
図２２に示されるように、本実施形態では、各邪魔板９ｎが傾斜面９ｋに対して傾斜し、非平行となる構造としている。具体的には、各邪魔板９ｎのうち傾斜面９ｋの表面に配置されたものについては、非固定端である上端を固定端である下端よりも原料ガス３の流動方向下流側に位置させ、各邪魔板９ｎのうち傾斜面９ｋの裏面に配置されたものについては非固定端である下端を固定端である上端よりも原料ガス３の流動方向下流側に位置させた構造としている。例えば、各邪魔板９ｎの傾斜面ｋの裏面もしくは表面に対するテーパ角を図２２に示したようにそれぞれβとγとすると、テーパ角β、γを４５〜８０度としている。
【０１６６】
このように、各邪魔板９ｎが傾斜面９ｋの表面や裏面に対して傾斜させられた構造とすることで、捕獲されたパーティクルがガス流の渦中から外れにくくなり、よりパーティクルの捕獲率を高めることが可能となる。これにより、より第１３実施形態の効果を得ることができる。
【０１６７】
（第２０実施形態）
本発明の第２０実施形態について説明する。本実施形態は、第１２実施形態に対して、原料ガス３を拡散させる背室内により原料ガス３のガス流を原料ガス供給ノズル９ｂの方向に揃えるための整流機能を持たせた点を変更したものであり、その他に関しては第１２実施形態と同様であるため、第１２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【０１６８】
図２３は、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶の製造装置に備えられる加熱容器９の斜視イメージ図である。
【０１６９】
この図に示されるように、中空筒状部材９ｃのうち傾斜面９ｋが形成されていない領域では、原料ガス３を拡散させる背室が形成されており、この背室内において整流機構９ｐが備えられている。整流機構９ｐは、原料ガス供給ノズル９ｂに至る前に原料ガス３のガス流を揃えるものであり、中空筒状部材９ｃの上部と傾斜面９ｋとの間に配置されており、本実施形態では、同心円状に並べられた複数のリング部材にて構成されている。
【０１７０】
このように、原料ガス供給ノズル９ｂの前段に整流機構９ｐを備えることにより、ＳｉＣ単結晶６の成長表面に渦流ではなく整流された原料ガス３を供給することができるため、より高品質なＳｉＣ単結晶６を成長させることが可能となる。
【０１７１】
（他の実施形態）
上記第３、第４実施形態では、各邪魔板９ｇ〜９ｉに形成された開口部９ｇａ、９ｈａ、９ｉａの数を同じにしているが、異なる数にしても良い。また、各邪魔板９ｇ〜９ｉの数を３枚ずつと同じ数にしたが、これらについても異なる数にしても良いし、各邪魔板９ｇ〜９ｉのうちの一部だけ複数枚にしても構わない。
【０１７２】
また、上記第２〜第４各実施形態では、開口部９ｇａ、９ｈａ、９ｉａが中空筒状部材９ｃの中心軸を中心とした周方向において一列に並べられた状態としているが、必ずしもこのような構造にする必要はない。例えば、図２４（ａ）に示したように開口部９ｇａ、９ｈａ、９ｉａを複数列に並べて形成しても良い。また、複数列とする場合であっても、図２４（ｂ）に示したように各列毎に各開口部９ｇａ、９ｈａ、９ｉａが中空筒状部材９ｃの中心軸を中心とした周方向においてずらされた配置とされていても良い。さらに、図２４（ｃ）に示すように開口部９ｇａ、９ｈａ、９ｉａの無数とし、形成位置をランダムとしても良い。
【０１７３】
さらに、上記第２〜第４実施形態では、上記各実施形態で示した各邪魔板９ｇ〜９ｉに形成された開口部９ｇａ、９ｈａ、９ｉａを円形としたが、その他の形状であっても良い。例えば、図２４（ｄ）に示したように四角形としても良い。勿論、三角形や六角形など他の形状であっても良い。その場合であっても、図２４（ｅ）に示したように開口部９ｇａ、９ｈａ、９ｉａを複数列に並べて形成しても良いし、図２４（ｆ）に示したように各列毎に各開口部９ｇａ、９ｈａ、９ｉａが中空筒状部材９ｃの中心軸を中心とした周方向においてずらされた配置とされていても良い。勿論、開口部９ｇａ、９ｈａ、９ｉａが無数に形成されていても良い。
【０１７４】
さらに、上記第１３〜第１５実施形態で説明した各邪魔板９ｎに形成された開口部９ｎａの個数や形状についても任意である。例えば、各邪魔板９ｎに対して図２５（ａ）に示すように２つの開口部９ｎａを形成しても良いし、図２５（ｂ）に示すように４つの開口部９ｎａを形成しても良いし、図２５（ｃ）に示すように無数の開口部９ｎａを形成しても良い。また、図２５（ｄ）に示すように開口部９ｎａを四角形としても良いし、図２５（ｅ）に示すように三角形としても良い。
【０１７５】
また、上記第２０実施形態では、整流機構９ｐとして、同心円状に配置した複数のリンク状部材を例に挙げて説明したが、他の形状であっても良い。例えば、図２６（ａ）に示したように中空筒状部材９ｃの中心軸を中心として径方向に複数本等間隔に延設された板状部材であっても良いし、図２６（ｂ）に示したように並列に並べられた板状部材であっても良いし、図２６（ｃ）に示したように升目状（格子状）に配置された板状部材であっても良い。
【０１７６】
更に、上記各実施形態は、加熱容器９の一例を示したに過ぎず、各実施形態相互間において適宜組み合わせ可能である。例えば、第２実施形態のように邪魔板９ｇ〜９ｉを備える構造において、第１１実施形態のように各邪魔板９ｄ〜９ｆのうち原料ガス３が衝突する箇所を上方（原料ガス供給ノズル９ｂ側）に凸形状のドーム型とする構造を採用しても良い。
【符号の説明】
【０１７７】
１              ＳｉＣ単結晶の製造装置
３              原料ガス
５              種結晶
６              ＳｉＣ単結晶
９              加熱容器
９ａ            原料ガス入口
９ｂ            原料ガス供給ノズル
９ｃ            中空筒状部材
９ｄ〜９ｉ      邪魔板
９ｇａ〜９ｉａ  開口部
９ｇｂ〜９ｉｂ  庇部
９ｊ            円柱軸
９ｋ            傾斜面
９ｍ            閉塞壁
９ｎ            邪魔板
９ｎａ          開口部
９ｎｂ          庇部
９ｐ            整流機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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