(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座（９）に対して炭化珪素単結晶基板にて構成された種結晶（５）を配置し、該種結晶（５）の下方から炭化珪素の原料ガス（３）を供給することにより、前記種結晶（５）の表面に炭化珪素単結晶を成長させる炭化珪素単結晶の製造装置において、
前記台座（９）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（８）を備え、
前記加熱容器（８）は、中空円筒状部材を有した構造とされ、該中空円筒状部材の一端側から前記原料ガス（３）を導入すると共に、該中空円筒状部材の他端側から前記原料ガス（３）を導出することで前記種結晶（５）に対して前記原料ガス（３）を供給しており、前記中空円筒状部材の内壁面に内径が前記台座の寸法よりも小さくされ、かつ、前記中空円筒状部材の軸方向における中間位置に配置された円環状の受皿（８ｄ）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（８）の外周を囲む円筒状の外周壁（１０）と、
前記外周壁（１０）における前記台座（９）と対応する位置に形成される炭化珪素多結晶（１５）を掻き出すための掻き出し機構（２０）とを有し、
前記加熱容器（８）における前記中空円筒状部材の前記台座（９）側の端部には外径が徐々に拡大されるテーパ部（８ｅ）が設けられていると共に、該テーパ部（８ｅ）が前記外周壁（１０）の内壁面と接触した構造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】
前記台座（９）に接続される回転軸（１１ａ）を有し、前記回転軸（１１ａ）を回転させることで前記台座（９）と共に前記種結晶（５）を回転させる回転機構（１１）を備え、
前記掻き出し機構（２０）は、前記回転軸（１１ａ）を中心として径方向に延ばされ、かつ、先端が前記外周壁（１０）の内壁面に接した掻き出し板（２１）であり、該掻き出し板（２１）が前記回転軸（１１ａ）の回転に伴って回転させられるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項４】
台座（９）に対して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を成長させる炭化珪素単結晶の製造方法において、
中空円筒状部材を有した構造とされ、前記中空円筒状部材の一端側から前記原料ガス（３）を導入すると共に、該原料ガス（３）を加熱したのち前記中空円筒状部材の他端側から前記原料ガス（３）を導出することで前記種結晶（５）に対して供給する加熱容器（８）を前記台座（９）よりも前記原料ガス（３）の流動経路上流側に配置すると共に、該加熱容器（８）における前記中空円筒状部材の内周面に内径が前記台座の寸法よりも小さくされ、かつ、前記中空円筒状部材の軸方向における中間位置に配置された円環状の受皿（８ｄ）を配置し、
前記台座（９）の周囲に発生する炭化珪素多結晶（１５）の落下を前記受皿（８ｄ）にて受け止めつつ、前記加熱容器（８）を通じて前記種結晶（５）の前記原料ガス（３）を供給することで、前記種結晶（５）の表面に前記炭化珪素単結晶を成長させることを特徴とする炭化珪素単結晶の製造方法。
【請求項５】
前記加熱容器（８）の外周を円筒状の外周壁（１０）にて囲むと共に、前記外周壁（１０）における前記台座（９）と対応する位置に形成される炭化珪素多結晶（１５）を掻き出すための掻き出し機構（２０）を設置し、
前記加熱容器（８）における前記中空円筒状部材の前記台座（９）側の端部に外径が徐々に拡大されるテーパ部（８ｅ）を設けることで、該テーパ部（８ｅ）を前記外周壁（１０）の内壁面と接触させ、
前記掻き出し機構（２０）にて掻き出した前記炭化珪素多結晶（１５）が前記テーパ部（８ｅ）で転がって前記受皿（８ｄ）に落下させるようにす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方法。
【請求項６】
前記受皿（８ｄ）に落下した前記炭化珪素多結晶（１５）を再び昇華させ、前記炭化珪素単結晶に供給することで成長原料とすることを特徴とする請求項４または５に記載の炭化珪素単結晶の製造方法。
【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）単結晶の製造装置および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＳｉＣ単結晶製造装置として、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。このＳｉＣ単結晶製造装置では、導入管を通じてＳｉＣの原料ガスを加熱容器内に導入すると共に加熱容器にて原料ガスを分解し、分解した原料ガスを台座に貼り付けられた種結晶に導いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３９０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図７は、従来のＳｉＣ単結晶製造装置における原料ガス流の様子を示した模式的断面図である。この図に示す製造装置では、従来のＳｉＣ単結晶製造装置の加熱容器Ｊ１に邪魔板Ｊ２を備えた構造としており、導入通路Ｊ３を通じて加熱容器Ｊ１に導入された原料ガスＪ４が邪魔板Ｊ２に衝突させられることでパーティクルが除去されるようにしている。そして、加熱容器Ｊ１内で分解した原料ガスＪ４を台座Ｊ５に貼り付けられた種結晶Ｊ６に供給することで、種結晶Ｊ６の表面にＳｉＣ単結晶を成長させている。
【０００５】
このようにしてＳｉＣ単結晶を製造するとき、台座Ｊ５の周囲等にＳｉＣ多結晶で構成されるスラグＪ７が形成される。このスラグＪ７が加熱容器Ｊ１の底部に降り積もると、原料ガスＪ４の流動経路中にスラグＪ７が存在することで、パーティクルの発生原因となったり、原料ガスＪ４の流動が阻害されて原料ガスＪ４が良好に供給されなくなる等の問題を発生させる。特に、上記のように加熱容器Ｊ１に邪魔板Ｊ２を備えた構造とする場合、降り積もったスラグＪ９によって邪魔板Ｊ２の連通孔が塞がれたり、邪魔板Ｊ２にスラグが溶着してしまうという問題も発生し得る。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、加熱容器内に落下するＳｉＣ多結晶の影響を抑制できるＳｉＣ単結晶製造装置および製造方法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、加熱容器（８）は、中空円筒状部材を有した構造とされ、該中空円筒状部材の一端側から原料ガス（３）を導入すると共に、該中空円筒状部材の他端側から原料ガス（３）を導出することで種結晶（５）に対して原料ガス（３）を供給しており、中空円筒状部材の内壁面に内径が台座の寸法よりも小さくされ、かつ、中空円筒状部材の軸方向における中間位置に配置された円環状の受皿（８ｄ）を備えていることを特徴としている。
【０００８】
このように、加熱容器（８）に受皿（８ｄ）を備えることによってＳｉＣ多結晶（１５）が加熱容器（８）の底部に落下することを防止できる。これにより、ＳｉＣ多結晶（１５）がパーティクルの発生原因となったり、原料ガス（３）の流動が阻害されて原料ガス（３）が良好に供給されなくなることを防止することができる。また、邪魔板（８ｂ）を備える場合には、邪魔板（８ｂ）にＳｉＣ多結晶（１５）が溶着してしまうことを防止できる。したがって、加熱容器（８）内に落下するＳｉＣ多結晶（１５）の影響を抑制することが可能となる
請求項２に記載の発明では、加熱容器（８）の外周を囲む円筒状の外周壁（１０）と、外周壁（１０）における台座（９）と対応する位置に形成されるＳｉＣ多結晶（１５）を掻き出すための掻き出し機構（２０）とを有し、加熱容器（８）における中空円筒状部材の台座（９）側の端部には外径が徐々に拡大されるテーパ部（８ｅ）が設けられていると共に、該テーパ部（８ｅ）が外周壁（１０）の内壁面と接触した構造とされていることを特徴としている。
【０００９】
このように、掻き出し機構（２０）を備えると共に、加熱容器（８）にテーパ部（８ｅ）を備えることで、外周壁（１０）の内周面に形成されるＳｉＣ多結晶（１５）を積極的に掻き出し、掻き出されたＳｉＣ多結晶（１５）がテーパ部（８ｅ）を転がって受皿（８ｄ）に落下するようにできる。このように、外周壁（１０）の内周面に形成されるＳｉＣ多結晶（１５）を積極的に除去することも可能である。
【００１０】
この場合、例えば、請求項３に記載したように、台座（９）に接続される回転軸（１１ａ）を有し、回転軸（１１ａ）を回転させることで台座（９）と共に種結晶（５）を回転させる回転機構（１１）を備え、回転軸（１１ａ）を中心として径方向に延ばされ、かつ、先端が外周壁（１０）の内壁面に接した掻き出し板（２１）によって掻き出し機構（２０）を構成し、該掻き出し板（２１）が回転軸（１１ａ）の回転に伴って回転させられるような構成とすることができる。
【００１１】
請求項４、５に記載の発明は、請求項１、２に記載の発明をＳｉＣ単結晶の製造方法として把握したものである。このような製造方法により、請求項１、２に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１２】
さらに、請求項６に記載したように、受皿（８ｄ）に落下したＳｉＣ多結晶（１５）を再び昇華させ、ＳｉＣ単結晶に供給することで成長原料とすることもできる。このように、ＳｉＣ多結晶（１５）を再利用することで、ＳｉＣ単結晶の成長効率、すなわち原料ガス（３）の導入量に対するＳｉＣ単結晶の成長量をより向上させることが可能となる。
【００１３】
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】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１の断面図である。
【図２】図１に示すＳｉＣ単結晶製造装置１を用いたＳｉＣ単結晶の製造中の様子を示したイメージ図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第２実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１の断面図であり、（ｂ）は、掻き出し機構２０の斜視図である。
【図４】本発明の第３実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１の断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１の断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１の断面図である。
【図７】従来のＳｉＣ単結晶製造装置１の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（第１実施形態）
図１に、本実施形態のＳｉＣ単結晶製造装置１の断面図を示す。また、図２は、図１に示すＳｉＣ単結晶製造装置１を用いたＳｉＣ単結晶の製造中の様子を示したイメージ図である。以下、この図を参照してＳｉＣ単結晶製造装置１の構造について説明する。
【００１７】
図１に示すＳｉＣ単結晶製造装置１は、底部に備えられた流入口２を通じてキャリアガスと共にＳｉおよびＣを含有するＳｉＣの原料ガス３（例えば、シラン等のシラン系ガスとプロパン等の炭化水素系ガスの混合ガス）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単結晶を結晶成長させるものである。
【００１８】
ＳｉＣ単結晶製造装置１には、真空容器６、第１断熱材７、加熱容器８、台座９、外周壁１０、回転引上機構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。
【００１９】
真空容器６は、石英ガラスなどで構成され、中空円筒状を為しており、キャリアガスや原料ガス３の導入導出が行え、かつ、ＳｉＣ単結晶製造装置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６の底部に原料ガス３の流入口２が設けられ、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。
【００２０】
第１断熱材７は、円筒形状を為しており、真空容器６に対して同軸的に配置され、中空部により原料ガス導入管７ａを構成している。第１断熱材７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。
【００２１】
加熱容器８は、種結晶５の表面にＳｉＣ単結晶を成長させる反応室を構成しており、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、台座９よりも原料ガス３の流動経路上流側に配置されている。この加熱容器８により、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しつつ、原料ガス３を分解している。
【００２２】
具体的には、加熱容器８は、中空円筒状部材を有した構造とされ、本実施形態の場合は有底円筒状部材で構成されている。加熱容器８には、底部に第１断熱材７の中空部と連通させられるガス導入口８ａが備えられ、第１断熱材７の中空部を通過してきた原料ガス３がガス導入口８ａを通じて加熱容器８内に導入される。また、加熱容器８には、邪魔板８ｂが備えられ、この邪魔板８ｂに原料ガス３が衝突することで原料ガス３の流動経路が曲げられ、原料ガス３に含まれるパーティクルの排除と原料ガス３のミキシングが行われると共に、未分解の原料ガス３が種結晶５側に供給されることが抑制されている。
【００２３】
例えば、邪魔板８ｂは、有底円筒状で、側壁に複数の連通孔８ｃが形成された構造とされ、邪魔板８ｂの開口部側、つまり底部と反対側の端部が加熱容器８の底部のガス導入口８ａを向けて配置される。このような構造の場合、ガス導入口８ａから導入された原料ガス３が邪魔板８ｂの底面に衝突するため、邪魔板８ｂに衝突したパーティクルが加熱容器８の底部に落下して原料ガス３から排除される。そして、流動経路が加熱容器８の軸方向と平行な方向から垂直な方向に変えられた原料ガス３が、連通孔８ｃを通じて加熱容器８における邪魔板８ｂよりも流動経路下流側に導かれる。
【００２４】
さらに、本実施形態では、加熱容器８の内周面にスラグを受け止めるための受皿８ｄを備えてある。受皿８ｄは、加熱容器８における中空円筒状部材の内周面全周に配置されるように上面形状が円環状（リング状）とされていて、スラグが収容される所定深さの溝部を備えている。受皿８ｄの配置される高さは、例えば加熱容器８の中間位置近傍とされ、少なくとも邪魔板８ｂよりも高く、かつ、受皿８ｄの底面または内周面と邪魔板８ｂとの間に原料ガス３が通過する隙間が空けられる高さとされている。また、受皿８ｄの内径は、後述する台座９の外径以下の寸法とされており、台座９の周囲に付着したスラグが落下してきた時に、受皿８ｄに受け止められるようになっている。
【００２５】
台座９は、例えば円柱形状とされており、加熱容器８の中心軸と同軸的に配置され、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。この台座９に、同等寸法の径を有する種結晶５が貼り付けられ、種結晶５の表面にＳｉＣ単結晶を成長させる。
【００２６】
外周壁１０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、加熱容器８や台座９の外周を囲みつつ、台座９側に導かれた原料ガス３の残りを流出口４側に導く。具体的には、種結晶５に供給された後の原料ガス３の残りが台座９と外周壁１０との間の隙間を通過し、流出口４に導かれるようになっている。
【００２７】
回転引上機構１１は、パイプ材１１ａの回転および引上げを行うものである。パイプ材１１ａは、一端が台座９のうち種結晶５が貼り付けられる面と反対側の面に接続されており、他端が回転引上機構１１の本体に接続されている。このような構造により、パイプ材１１ａと共に台座９、種結晶５およびＳｉＣ単結晶の回転および引き上げが行え、ＳｉＣ単結晶の成長面が所望の温度分布となるようにしつつ、ＳｉＣ単結晶の成長に伴って、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。パイプ材１１ａ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。なお、パイプ材１１ａは回転軸や引上軸となるものであれば良いため、単なる棒状部材などであっても良い。
【００２８】
第２断熱材１２は、真空容器６の側壁面に沿って配置され、中空円筒状を為している。この第２断熱材１２により、ほぼ第１断熱材７や加熱容器８、台座９および外周壁１０等が囲まれている。この第２断熱材１２も、例えば黒鉛や表面をＴａＣ（炭化タンタル）にてコーティングされた黒鉛などで構成される。
【００２９】
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６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、加熱容器８と対応した位置に配置されている。第２加熱装置１４は、台座９と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、ＳｉＣ単結晶の成長表面の温度分布をＳｉＣ単結晶の成長に適した温度に調整できると共に、加熱容器８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。
【００３０】
続いて、このように構成されたＳｉＣ単結晶製造装置を用いたＳｉＣ単結晶の製造方法について説明する。
【００３１】
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単結晶が成長しつつ、加熱容器８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。
【００３２】
また、真空容器６を所望圧力にしつつ、必要に応じてＡｒガスなどの不活性ガスによるキャリアガスや水素などのエッチングガスを導入しながら原料ガス導入管７ａ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中の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単結晶を成長させることができる。
【００３３】
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。しかしながら、パーティクルを含む原料ガス３を邪魔板８ｂに衝突させて落下させることができるため、種結晶５の表面やＳｉＣ単結晶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単結晶を製造することができる。
【００３４】
そして、このようにＳｉＣ単結晶を製造しているときに、台座９の周囲などにＳｉＣ多結晶で構成されるスラグ１５が形成され、それが落下してくることがある。しかしながら、本実施形態では、加熱容器８の内周面にスラグ１５を受け止めるための受皿８ｄを備えてあるため、スラグ１５が受皿８ｄよりも下方、つまり加熱容器８の底部まで落下してしまうことを防止することができる。
【００３５】
このため、落下したスラグ１５が原料ガス３の流動経路中にスラグ１５が存在しないようにできるため、パーティクルの発生原因となったり、原料ガス３の流動が阻害されて原料ガス３が良好に供給されなくなる等の問題を発生させないようにできる。また、加熱容器８に邪魔板８ｂを備えた構造としても、降り積もったスラグ１５によって邪魔板８ｂの連通孔８ｃが塞がれることも防止できるし、邪魔板８ｂにスラグ１５が溶着してしまうことも防止できる。よって、より高品質なＳｉＣ単結晶を製造することができるし、ＳｉＣ単結晶を長時間成長させてもスラグ１５による影響を抑制できるため、よりＳｉＣ単結晶を長尺成長させることが可能となる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態では、加熱容器８に受皿８ｄを備えることによってスラグ１５が加熱容器８の底部に落下することを防止できる。これにより、スラグ１５がパーティクルの発生原因となったり、原料ガス３の流動が阻害されて原料ガス３が良好に供給されなくなることを防止することができる。また、邪魔板８ｂにスラグ１５が溶着してしまうことを防止できる。したがって、加熱容器８内に落下するＳｉＣ多結晶の影響を抑制することが可能となる。そして、このようなＳｉＣ単結晶製造装置１により、より高品質なＳｉＣ単結晶をより長尺成長させることが可能となる。
【００３７】
（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実施形態に対して加熱容器８の構成を変更すると共にスラグ掻き出し機構を備えたものであり、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。
【００３８】
図３（ａ）は、本実施形態のＳｉＣ単結晶製造装置の断面図である。図３（ａ）に示されるように、本実施形態では、加熱容器８における中空円筒状部材の台座９側の端部に、外径が徐々に拡大されるテーパ部８ｅを設け、テーパ部８ｅが外周壁１０の内壁面と接触した構造となるようにしている。また、パイプ材１１ａの周囲には、台座９と共に回転させられる掻き出し機構２０が備えられ、外周壁１０の内壁面に形成されるスラグ１５を掻き出し機構２０によって積極的に掻き出し、落下させることで受皿８ｄに落下させるようにしている。
【００３９】
例えば、図３（ｂ）に示す斜視図のように、掻き出し機構２０は、パイプ材１１ａを中心として、パイプ材１１ａから径方向に伸ばされた複数本の掻き出し板２１にて構成され、複数本の掻き出し板２１の先端面が外周壁１０の内壁面に沿って摺動させられることでスラグ１５の掻き出しを行う。そして、掻き出し機構２０のうち、掻き出し板２１が備えられていない箇所を通じて原料ガス３が流出口４側に導かれるようにしている。
【００４０】
このように、掻き出し機構２０を備えると共に、加熱容器８にテーパ部８ｅを備えることで、外周壁１０の内周面に形成されるスラグ１５を積極的に掻き出し、掻き出されたスラグ１５がテーパ部８ｅを転がって受皿８ｄに落下するようにできる。このように、外周壁１０の内周面に形成されるスラグ１５を積極的に除去することも可能である。
【００４１】
（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１実施形態に対して受皿８ｄの位置を調整したものであり、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。
【００４２】
図４は、本実施形態のＳｉＣ単結晶製造装置の断面図である。この図に示されるように、本実施形態では、加熱容器８に備えた受皿８ｄの位置を調整し、受皿８ｄに落下してきたスラグ１５を昇華させて原料ガス３と共にＳｉＣ単結晶の成長用原料として用いるようにしている。受皿８ｄの場所に関しては、ＳｉＣ単結晶製造装置１のサイズなどによって決まるが、基本的には、加熱容器８のうちＳｉＣ単結晶を成長させているときに温度が２４５０℃位となる位置に備えるようにしている。
【００４３】
このように、スラグ１５は、ＳｉＣ多結晶で構成されていることから、受皿８ｄに落下してきたスラグ１５を昇華させることでＳｉＣ単結晶の成長原料として再利用することができる。このため、スラグ１５を再利用することで、ＳｉＣ単結晶の成長効率、すなわち原料ガス３の導入量に対するＳｉＣ単結晶の成長量をより向上させることが可能となる。
【００４４】
（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２実施形態に対して第３実施形態と同様に受皿８ｄの位置を調整したものであり、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。
【００４５】
図５は、本実施形態のＳｉＣ単結晶製造装置の断面図である。この図に示されるように、本実施形態では、第２実施形態のように掻き出し機構２０を備えたものにおいて、加熱容器８に備えた受皿８ｄの位置を調整し、受皿８ｄに落下してきたスラグ１５を昇華させて原料ガス３と共にＳｉＣ単結晶の成長用原料として用いるようにしている。この場合においても、ＳｉＣ単結晶製造装置１のサイズなどによって受皿８ｄの場所が決まることになるが、基本的には、加熱容器８のうちＳｉＣ単結晶を成長させているときに温度が２４５０℃位となる位置に備えるようにする。
【００４６】
このように、第２実施形態の構造のＳｉＣ単結晶製造装置に関しても、受皿８ｄに落下してきたスラグ１５を昇華させることでＳｉＣ単結晶の成長原料として再利用することができる。そして、掻き出し機構２０によって外周壁１０の内周面に形成されたスラグ１５も積極的に掻き出して成長原料として再利用することが可能となるため、ＳｉＣ単結晶の成長効率をさらに向上させることが可能となる。
【００４７】
（他の実施形態）
上記各実施形態に示したＳｉＣ単結晶製造装置１の具体的な構造は、単なる一例であり、形状や材質などについて適宜変更することができる。
【００４８】
また、台座９および種結晶５が共に円形状である場合について説明したが、これらは必ずしも円形状である必要はなく、正方形などの他の形状であっても構わない。この場合でも、受皿８ｄの内径が台座９よりも小さくなるようにしておけば、台座９の周囲に形成されたスラグ１５を受皿８ｄで受け止めることが可能である。
【００４９】
さらに、上記各実施形態では、加熱容器８を有底円筒状部材としたが底部を有しない単なる中空円筒状部材としても良い。
【００５０】
また、上記第３、第４実施形態では、スラグ１５をＳｉＣ単結晶の成長原料として再利用する場合について説明したが、スラグ１５に水素ガスが供給されるようにすると、より効果的にスラグ１５を昇華させることが可能となる。図６は、スラグ１５に対して水素ガスを供給できる構造としたＳｉＣ単結晶製造装置の一例を示した断面図である。この図に示されるように、加熱容器８のうちの中空円筒状部材や受皿８ｄに水素ガス供給路８ｆを形成し、この供給路８ｆを通じて受皿８ｄの底面側から上方に向けて水素ガスが供給されるようにすることができる。このように、スラグ１５に水素ガスが供給されるようにするとスラグ１５の昇華を促進することが可能となり、ＳｉＣ単結晶の成長効率をさらに向上させることが可能となる。
【００５１】
また、上記第４実施形態において、冷却装置などを用いることで外周壁１０のうち台座９の近傍が比較的低温となるようにし、積極的にスラグ１５が形成されるようにすれば、スラグ１５の発生量が増加する。このため、よりスラグ１５からの昇華量を増加させることが可能となり、ＳｉＣ単結晶の成長効率をさらに向上させることが可能となる。
【００５２】
さらに、上記第１〜第４実施形態では、パイプ材１１ａが回転引き上げ機構に接続されることで、台座９と共に種結晶５が回転および引上げられるようにしている。しかしながら、回転と引上げの双方を行う必要はなく、台座９と共に種結晶５が回転させられるだけであっても構わない。このような回転機構のみが備えられるような構成であっても、第２、第４実施形態で示したような掻き出し機構２０を備えることは可能であり、その場合であっても、スラグ１５をＳｉＣ単結晶の成長原料として再利用することができる。ただし、引き上げ機構を備えておらず、ＳｉＣ単結晶の長尺成長に限界があることから、より長尺なＳｉＣ単結晶を成長させるのであれば、引上げ機構も備えるのが好ましい。
【００５３】
なお、上記各実施形態では、邪魔板８ｂを備えた例について説明した。これは、邪魔板８ｂを備えることにより、邪魔板８ｂに原料ガス３を衝突させ、原料ガス３に含まれるパーティクルの排除と原料ガス３のミキシングを行いつつ、未分解の原料ガス３が種結晶５側に供給されることを抑制するためである。しかしながら、邪魔板８ｂは必ず必要な物という訳ではなく、邪魔板８ｂを無くしても構わない。その場合、受皿８ｄの内径を小さくし、例えば原料ガス導入管７ａの内径の１／６〜１／４程度に設定すれば、受皿８ｄによって原料ガス３に含まれるパーティクルの排除を行うことも可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
１    ＳｉＣ単結晶製造装置
３    原料ガス
５    種結晶
６    真空容器
８    加熱容器
８ａ  ガス導入口
８ｂ  邪魔板
８ｃ  連通孔
８ｄ  受皿
８ｅ  テーパ部
９    台座
１０  外周壁
１１  パイプ材
１３  第１加熱装置
１４  第２加熱装置
２０  掻き出し機構
【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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