(57)【要約】【課題】溶液法によるＳｉＣ単結晶の製造中に、高温のＳｉ−Ｃ溶液をサンプリングすることができるサンプリング部材を備えたＳｉＣ単結晶製造装置を提供する。【解決手段】Ｓｉ−Ｃ溶液を収容する坩堝と、坩堝の周囲に配置された加熱装置と、ＳｉＣ種結晶基板を保持するための昇降可能な種結晶保持軸と、を備えた、溶液法によりＳｉＣ単結晶を成長させるためのＳｉＣ単結晶製造装置であって、鉛直方向に移動可能であり且つＴａ製、Ｍｏ製またはＷ製の、Ｓｉ−Ｃ溶液サンプリング部材を備える、ＳｉＣ単結晶製造装置。【選択図】図４
2018048048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ−Ｃ溶液を収容する坩堝と、
前記坩堝の周囲に配置された加熱装置と、
ＳｉＣ種結晶基板を保持するための昇降可能な種結晶保持軸と、
を備えた、溶液法によりＳｉＣ単結晶を成長させるためのＳｉＣ単結晶製造装置であって、
鉛直方向に移動可能であり且つＴａ製、Ｍｏ製またはＷ製の、Ｓｉ−Ｃ溶液サンプリング部材を備える、
ＳｉＣ単結晶製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＳｉＣ単結晶の溶液法による製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉＣ単結晶は、熱的、化学的に非常に安定であり、機械的強度に優れ、放射線に強く、しかもＳｉ単結晶に比べて高い絶縁破壊電圧、高い熱伝導率などの優れた物性を有する。そのため、Ｓｉ単結晶やＧａＡｓ単結晶などの既存の半導体材料では実現できない高出力、高周波、耐電圧、耐環境性等を実現することが可能であり、大電力制御や省エネルギーを可能とするパワーデバイス材料、高速大容量情報通信用デバイス材料、車載用高温デバイス材料、耐放射線デバイス材料等、といった広い範囲における、次世代の半導体材料として期待が高まっている。
【０００３】
従来、ＳｉＣ単結晶の成長法としては、代表的には気相法、アチソン（Ａｃｈｅｓｏｎ）法、及び溶液法が知られている。気相法のうち、例えば昇華法では、成長させた単結晶にマイクロパイプ欠陥と呼ばれる中空貫通状の欠陥や積層欠陥等の格子欠陥及び結晶多形が生じやすいという欠点を有するものの、従来、ＳｉＣバルク単結晶の多くは昇華法により製造されており、成長結晶の欠陥を低減する試みも行われている。アチソン法では原料として珪石とコークスを使用し電気炉中で加熱するため、原料中の不純物等により結晶性の高い単結晶を得ることは不可能である。
【０００４】
そして、溶液法は、黒鉛坩堝中でＳｉ融液またはＳｉ融液に金属を融解した融液中に黒鉛坩堝からＣを溶解させ、低温部に設置した種結晶基板上にＳｉＣ結晶層を析出させて成長させる方法である。溶液法は気相法に比べ熱平衡に近い状態での結晶成長が行われるため、低欠陥化が最も期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０３−１３７０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
溶液法において、ＳｉＣ単結晶を再現性よく製造することが求められており、そのために、結晶成長中の溶媒の経時変化を調べながら製造することが有効である。しかしながら、従来、高温のＳｉ−Ｃ溶液をサンプリングするためのサンプリング部材は提案されていない。特許文献1には、石英製のシリコン融液のサンプリング部材が開示されているが、高温のＳｉ−Ｃ溶液のサンプリングに用いることはできない。
【０００７】
したがって、溶液法によるＳｉＣ単結晶の製造中に高温のＳｉ−Ｃ溶液をサンプリングすることができるサンプリング部材を備えたＳｉＣ単結晶製造装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、Ｓｉ−Ｃ溶液を収容する坩堝と、
坩堝の周囲に配置された加熱装置と、
ＳｉＣ種結晶基板を保持するための昇降可能な種結晶保持軸と、
を備えた、溶液法によりＳｉＣ単結晶を成長させるためのＳｉＣ単結晶製造装置であって、
鉛直方向に移動可能であり且つＴａ製、Ｍｏ製またはＷ製の、Ｓｉ−Ｃ溶液サンプリング部材を備える、
ＳｉＣ単結晶製造装置を対象とする。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の製造装置によれば、溶液法によるＳｉＣ単結晶の製造中に、Ｓｉ−Ｃ溶液をサンプリングしながら、ＳｉＣ単結晶を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、棒形状を有するサンプリング部材の外観模式図である。
【図２】図２は、サンプリング部材が筒形状を有する場合の、サンプリング部材の長手方向に垂直方向の断面模式図である。
【図３】図３は、サンプリング部材が巻回形状を有する場合の、サンプリング部材の長手方向に垂直方向の断面模式図である。
【図４】図４は、本開示の一実施態様におけるＳｉＣ単結晶製造装置の一例を表す断面模式図である。
【図５】図５は、Ｔａ製サンプリング部材を側面からみた外観写真である。
【図６】図６に、Ｔａ製サンプリング部材の先端部の外観写真である。
【図７】図７は、サンプリング後のＴａ製サンプリング部材を側面からみた外観写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書において、（０００−１）面等の表記における「−１」は、本来、数字の上に横線を付して表記するところを「−１」と表記したものである。
【００１２】
本発明者は、高温のＳｉ−Ｃ溶液をサンプリングすることができるサンプリング部材を備えたＳｉＣ単結晶製造装置について鋭意研究を行ったところ、Ｔａ、Ｍｏ及びＷは、Ｓｉ−Ｃ溶液のＳｉ、Ｃｒ、Ｃ等との反応による溶融が生じにくく、且つＳｉ−Ｃ溶液との濡れ性がよく、Ｓｉ−Ｃ溶液を良好にサンプリングできることを見出した。
【００１３】
本開示は、Ｓｉ−Ｃ溶液を収容する坩堝と、坩堝の周囲に配置された加熱装置と、ＳｉＣ種結晶基板を保持するための昇降可能な種結晶保持軸と、を備えた、溶液法によりＳｉＣ単結晶を成長させるためのＳｉＣ単結晶製造装置であって、鉛直方向に移動可能であり且つＴａ製、Ｍｏ製またはＷ製の、Ｓｉ−Ｃ溶液サンプリング部材を備える、ＳｉＣ単結晶製造装置を対象とする。
【００１４】
溶液法によるＳｉＣ単結晶の成長においては、Ｓｉ−Ｃ溶液中のＣ濃度が変化するだけでなく、Ｓｉ−Ｃ溶液の溶媒組成も変化し得る。例えばＳｉ／Ｃｒ溶媒を用いる場合、結晶成長が進むにつれて、あるいは結晶成長を繰り返し行うにつれて、Ｓｉ−Ｃ溶液中のＳｉ濃度が減少してＳｉ／Ｃｒ比が変化し得る。
【００１５】
本開示の製造装置によれば、ＳｉＣ単結晶の製造中にＳｉ−Ｃ溶液をサンプリングすることができるので、サンプリング結果に基づいてＳｉ−Ｃ溶液の組成変化を調整しながら、ＳｉＣ単結晶を再現性よく製造することが可能になる。
【００１６】
サンプリング部材は、Ｔａ製、Ｍｏ製またはＷ製である。Ｔａは融点が３０２０℃、Ｍｏの融点は２６２３℃、Ｗの融点は３４２２℃であり、融点が高く、Ｓｉ−Ｃ溶液との反応性が低い。サンプリング部材は、好ましくはＴａ製である。Ｔａは、Ｓｉ−Ｃ溶液にさらに融解しにくく、より高温のＳｉ−Ｃ溶液のサンプリングにも用いることができる。
【００１７】
サンプリング部材の形状は、Ｓｉ−Ｃ溶液をサンプリングすることができ、且つ結晶成長中のＳｉ−Ｃ溶液に着液したときにＳｉ−Ｃ溶液の液面を変動させずに、安定してＳｉＣ単結晶成長を続けることができるものである限り、特に限定されるものではないが、好ましくは細長い棒形状を有し、さらに好ましくは筒形状または巻回形状を有し、さらにより好ましくは巻回形状を有する。
【００１８】
サンプリング部材が筒形状または巻回形状を有する場合、毛細管現象（表面張力）を利用してＳｉ−Ｃ溶液をより良好にサンプリングすることができる。特にサンプリング部材が巻回形状を有する場合、表面積を大きくすることができるので毛細管現象により吸い上げるＳｉ−Ｃ溶液の量をさらに多くすることができる。
【００１９】
図１に、棒形状を有するサンプリング部材の外観模式図を示す。サンプリング部材が細長い棒形状を有する場合、長さは好ましくは１５〜１００ｍｍ、より好ましくは３０〜７０ｍｍであり、サンプリング部材の直径は好ましくは０．５〜５．０ｍｍ、より好ましくは１．５〜４．０ｍｍである。
【００２０】
図２に、サンプリング部材が筒形状を有する場合の、サンプリング部材の長手方向に垂直方向の断面模式図を示す。図３に、サンプリング部材が巻回形状を有する場合の、サンプリング部材の長手方向に垂直方向の断面模式図を示す。サンプリング部材が巻回形状を有する場合、サンプリング部材の長手方向に垂直方向の断面は、渦巻き形状を有する。
【００２１】
サンプリング部材が巻回形状を有する場合、巻回数は好ましくは１．５回以上、より好ましくは２．０回以上である。
【００２２】
筒形状または巻回形状を有するサンプリング部材は、例えば、厚みが０．０５〜０．２ｍｍ程度の金属板を巻いて作製され得る。
【００２３】
サンプリング部材は鉛直方向に移動可能であり、さらに水平方向等、その他の所望の方向にも移動可能であってもよい。サンプリング部材は、鉛直方向に移動可能なサンプリング部材保持軸の先端に配置され得る。
【００２４】
サンプリング間隔は適宜設定することができ、例えば１０分〜２０時間毎にサンプリングしてもよい。
【００２５】
サンプリング部材保持軸は、黒鉛の軸であることができる。サンプリング部材保持軸は、駆動機構及び電流計に接続され、サンプリング部材を保持したサンプリング部材保持軸を降下させてＳｉ−Ｃ溶液とサンプリング部材とが接触したときに、電流を検知してＳｉ−Ｃ溶液とサンプリング部材との接触を確認することができる。
【００２６】
サンプリング後、サンプリング部材とサンプリング部材に付着固化したＳｉ−Ｃ溶液を、そのままの状態で燃焼−赤外線吸収法によるＣＳ計に入れて、Ｃ溶解量を分析することができる。
【００２７】
サンプリング後、偏析の影響を少なくするため、サンプリング部材と付着固化したＳｉ−Ｃ溶液とを粉砕し、粉砕試料の組成、例えばＳｉ量及びＣｒ量を、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）で定量分析し、Ｓｉ／Ｃｒ比を算出することができる。
【００２８】
本開示のＳｉＣ単結晶製造装置は、溶液法によりＳｉＣ単結晶を成長させることができる装置である。溶液法とは、内部から表面に向けて温度低下する温度勾配を有するＳｉ−Ｃ溶液に、ＳｉＣ種結晶基板を接触させてＳｉＣ単結晶を成長させる、ＳｉＣ単結晶の成長方法である。Ｓｉ−Ｃ溶液の内部から溶液の表面に向けて温度低下する温度勾配を形成することによってＳｉ−Ｃ溶液の表面領域を過飽和にして、Ｓｉ−Ｃ溶液に接触させた種結晶基板を基点として、ＳｉＣ単結晶を成長させることができる。
【００２９】
Ｓｉ−Ｃ溶液とは、ＳｉまたはＳｉ／Ｘ（ＸはＳｉ以外の１種以上の金属）の融液を溶媒とするＣが溶解した溶液をいう。Ｘは一種類以上の金属であり、ＳｉＣ（固相）と熱力学的に平衡状態となる液相（溶液）を形成できれば特に制限されない。適当な金属Ｘの例としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｆｅ等が挙げられる。Ｓｉ−Ｃ溶液は、Ｓｉ及びＣｒを含む組成を有することが好ましい。
【００３０】
図４に、本開示のＳｉＣ単結晶製造装置の一例を示す。図示したＳｉＣ単結晶製造装置１００は、ＳｉまたはＳｉ／Ｘ（ＸはＳｉ以外の１種以上の金属）の融液中にＣが溶解してなるＳｉ−Ｃ溶液２４を収容した坩堝１０を備え、Ｓｉ−Ｃ溶液２４の内部から溶液の表面（液面）に向けて温度低下する温度勾配を形成し、昇降可能な種結晶保持軸１２の先端に種結晶基板１４を保持し、種結晶基板１４をＳｉ−Ｃ溶液２４に接触させて、種結晶基板１４からＳｉＣ単結晶を成長させることができる。
【００３１】
ＳｉＣ単結晶製造装置１００は、サンプリング部材保持軸１６の先端に配置されたサンプリング部材１７を備える。サンプリング部材保持軸１６は、駆動機構及び電流計に接続されており、鉛直方向に任意に移動することができる。
【００３２】
Ｓｉ−Ｃ溶液２４は、原料を坩堝に投入し、加熱融解させて調製したＳｉまたはＳｉ／Ｘの融液にＣを溶解させることによって調製される。坩堝１０を、黒鉛坩堝などの炭素質坩堝またはＳｉＣ坩堝とすることによって、坩堝１０の溶解によりＣが融液中に溶解し、Ｓｉ−Ｃ溶液を形成することができる。こうすると、Ｓｉ−Ｃ溶液２４中に未溶解のＣが存在せず、未溶解のＣへのＳｉＣ単結晶の析出によるＳｉＣの浪費が防止できる。Ｃの供給は、例えば、炭化水素ガスの吹込み、または固体のＣ供給源を融液原料と一緒に投入するといった方法を利用してもよく、またはこれらの方法と坩堝の溶解とを組み合わせてもよい。
【００３３】
保温のために、坩堝１０の外周は、断熱材１８で覆われている。これらが一括して、石英管２６内に収容されている。石英管２６の外周には、加熱装置として高周波コイル２２が配置されている。高周波コイル２２は、上段コイル２２Ａ及び下段コイル２２Ｂから構成されてもよく、上段コイル２２Ａ及び下段コイル２２Ｂはそれぞれ独立して制御可能である。
【００３４】
坩堝１０、断熱材１８、石英管２６、及び高周波コイル２２は、高温になるので、水冷チャンバーの内部に配置される。水冷チャンバーは、装置内の雰囲気調整を可能にするために、ガス導入口とガス排気口とを備える。
【００３５】
Ｓｉ−Ｃ溶液２４の温度は、通常、輻射等のためＳｉ−Ｃ溶液２４の内部よりも表面の温度が低い温度分布となるが、さらに、高周波コイル２２の巻数及び間隔、高周波コイル２２と坩堝１０との高さ方向の位置関係、並びに高周波コイル２２の出力を調整することによって、Ｓｉ−Ｃ溶液２４に種結晶基板１４が接触する溶液上部が低温、溶液下部（内部）が高温となるようにＳｉ−Ｃ溶液２４の表面に垂直方向の温度勾配を形成することができる。例えば、下段コイル２２Ｂの出力よりも上段コイル２２Ａの出力を小さくして、Ｓｉ−Ｃ溶液２４に溶液上部が低温、溶液下部が高温となる温度勾配を形成することができる。
【００３６】
Ｓｉ−Ｃ溶液２４中に溶解したＣは、拡散及び対流により分散される。種結晶基板１４の下面近傍は、加熱装置の出力制御、Ｓｉ−Ｃ溶液２４の表面からの放熱、及び種結晶保持軸１２を介した抜熱等によって、Ｓｉ−Ｃ溶液２４の内部よりも低温となる温度勾配が形成されている。高温で溶解度の大きい溶液内部に溶け込んだＣが、低温で溶解度の低い種結晶基板付近に到達すると過飽和状態となり、この過飽和度を駆動力として種結晶基板１４上にＳｉＣ結晶を成長させることができる。
【００３７】
種結晶保持軸１２は、その端面に種結晶基板１４を保持する黒鉛の軸であり、円柱状、角柱状等の任意の形状であることができる。
【００３８】
本開示の装置に用いられ得る種結晶基板として、ＳｉＣ単結晶の製造に一般に用いられる品質のＳｉＣ単結晶を種結晶基板として用いることができる。例えば、昇華法で一般的に作製したＳｉＣ単結晶を種結晶基板として用いることができ、種結晶基板は、板状、円盤状、円柱状、角柱状、円錐台状、または角錐台状等の任意の形状であることができる。
【００３９】
種結晶基板１４のＳｉ−Ｃ溶液への接触は、種結晶基板１４を保持した種結晶保持軸１２をＳｉ−Ｃ溶液２４の液面に向かって降下させ、種結晶基板１４の下面をＳｉ−Ｃ溶液２４の液面に対して平行にしてＳｉ−Ｃ溶液２４に接触させることによって行うことができる。そして、Ｓｉ−Ｃ溶液２４の液面に対して種結晶基板１４を所定の位置に保持して、ＳｉＣ単結晶を成長させることができる。
【００４０】
種結晶基板１４の保持位置は、種結晶基板１４の下面の位置が、Ｓｉ−Ｃ溶液面に一致するか、Ｓｉ−Ｃ溶液面に対して下側にあるか、またはＳｉ−Ｃ溶液面に対して上側にあってもよいが、多結晶の発生を防止するために、種結晶保持軸にＳｉ−Ｃ溶液が接触しないようにすることが好ましい。
【００４１】
本開示の装置において、Ｓｉ−Ｃ溶液の表面温度の下限は好ましくは１８００℃以上であり、上限は好ましくは２２００℃であり、この温度範囲でＳｉ−Ｃ溶液へのＣの溶解量を多くすることができる。
【００４２】
Ｓｉ−Ｃ溶液の温度測定は、熱電対、放射温度計等を用いて行うことができる。熱電対に関しては、高温測定及び不純物混入防止の観点から、ジルコニアやマグネシア硝子を被覆したタングステン−レニウム素線を黒鉛保護管の中に入れた熱電対が好ましい。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
直径が２２ｍｍ、厚みが３５０μｍの円盤状４Ｈ−ＳｉＣ単結晶であって、下面が（０００−１）面を有する昇華法により作製したＳｉＣ単結晶を用意して、種結晶基板として用いた。
【００４４】
直径が１２．７ｍｍの円柱状の黒鉛の種結晶保持軸１２を用意した。種結晶基板１４の下面が（０００−１）面になるようにして、種結晶基板１４の上面を、種結晶保持軸１２の端面の略中央部に、黒鉛の接着剤を用いて接着した。
【００４５】
０．１ｍｍ厚のＴａ板を巻回して、長さが５０ｍｍ及び直径が２．５ｍｍで２．０回巻きの巻回形状を有するＴａ製サンプリング部材を作製した。図５に、Ｔａ製サンプリング部材を側面からみた外観写真を示す。図６に、Ｔａ製サンプリング部材の先端部の外観写真を示す。
【００４６】
直径が８ｍｍの黒鉛製サンプリング部材保持軸を用意した。サンプリング部材保持軸の先端に、カーボン接着剤を用いてサンプリング部材を接着した。
【００４７】
図４に示す単結晶製造装置を用い、内径が６０ｍｍの黒鉛坩堝に、Ｓｉ及びＣｒを、Ｓｉ：Ｃｒ＝６０：４０（ａｔ％）の原子組成比率で、Ｓｉ−Ｃ溶液を形成するための融液原料として仕込んだ。サンプリング部材保持軸は、駆動機構及び電流計に接続されている。
【００４８】
単結晶製造装置１００の内部を１×１０-3Ｐａに真空引きした後、１気圧になるまでアルゴンガスを導入して、単結晶製造装置１００の内部の空気をアルゴンで置換した。黒鉛坩堝１０の周囲に配置された加熱装置としての高周波コイル２２に通電して加熱により黒鉛坩堝１０内の原料を融解し、Ｓｉ／Ｃｒ合金の融液を形成した。そしてＳｉ／Ｃｒ合金の融液に黒鉛坩堝１０から十分な量のＣを溶解させて、Ｓｉ−Ｃ溶液２４を形成した。
【００４９】
上段コイル２２Ａ及び下段コイル２２Ｂの出力を調節して黒鉛坩堝１０を加熱し、Ｓｉ−Ｃ溶液２４の内部から溶液の液面に向けて温度低下する温度勾配を形成した。高周波コイル２２Ａ及び２２Ｂの出力制御により、Ｓｉ−Ｃ溶液２４の液面における温度を１６００℃まで昇温させ、並びに溶液の液面から１ｃｍの範囲で溶液内部から溶液の液面に向けて温度低下する平均温度勾配が２０℃／ｃｍとなるように高周波コイル２２の出力を調節した。Ｓｉ−Ｃ溶液２４の表面の温度測定は放射温度計により行い、Ｓｉ−Ｃ溶液２４の温度勾配の測定は、鉛直方向に移動可能な熱電対を用いて行った。
【００５０】
種結晶保持軸１２に接着した種結晶基板１４の下面をＳｉ−Ｃ溶液２４の液面に平行にして、種結晶基板１４の下面の位置を、Ｓｉ−Ｃ溶液２４の液面に一致する位置に配置して、Ｓｉ−Ｃ溶液が濡れ上がって種結晶保持軸１２に接触しないようにＳｉ−Ｃ溶液２４に種結晶基板１４の下面を接触させるシードタッチを行い、その位置で２０時間保持して、ＳｉＣ単結晶を成長させた。
【００５１】
成長開始から１時間後に、先端にＴａ製サンプリング部材を保持したサンプリング部材保持軸を降下させ、Ｓｉ−Ｃ溶液とＴａ製サンプリング部材との接触を電流検知によって確認して１秒後に、サンプリング部材保持軸を引上げて坩堝から取り出し、次いで、サンプリング部材保持軸から取り外してサンプリング部材を回収した。
【００５２】
サンプリング前後のＴａ製サンプリング部材の重量変化を測定し、１．１ｇのＳｉ−Ｃ溶液をサンプリングできたことを確認した。図７に、サンプリング後のＴａ製サンプリング部材を側面からみた外観写真を示す。
【００５３】
サンプリング後のＴａ製サンプリング部材とサンプリング部材に付着した固化したＳｉ−Ｃ溶液とを、そのままの状態、すなわちサンプリング部材とＳｉ−Ｃ溶液とを一緒に、燃焼−赤外線吸収法によるＣＳ計に入れて、Ｃ溶解量（ａｔ％）を分析した。
【００５４】
サンプリング部材保持軸に新たなサンプリング部材を保持させて、単結晶製造装置１００に設置し、１時間毎にサンプリングを行い、同様にＣ溶解量の分析を行った。
【００５５】
結晶成長の終了後、種結晶保持軸１２を上昇させて、室温まで冷却して、成長結晶を回収した。得られた結晶は良好なＳｉＣ単結晶であった。
【００５６】
（実施例２〜３）
Ｓｉ−Ｃ溶液の液面温度を１８００℃及び２０００℃にしたこと以外は、実施例１と同じ条件でＳｉ−Ｃ溶液のサンプリング及び結晶成長を行った。Ｓｉ−Ｃ溶液の液面温度が１８００℃及び２０００℃のそれぞれの場合において、実施例１と同様に、Ｓｉ−Ｃ溶液をサンプリングすることができ、良好なＳｉＣ単結晶が得られた。
【００５７】
（実施例４）
Ｍｏ製のサンプリング部材を用いたこと以外は、実施例１と同じ条件でＳｉ−Ｃ溶液のサンプリング及び結晶成長を行った。実施例１と同様に、Ｓｉ−Ｃ溶液をサンプリングすることができ、良好なＳｉＣ単結晶が得られた。
【００５８】
（参考例１〜２）
Ｓｉ−Ｃ溶液の液面温度を１８００℃及び２０００℃にしたこと以外は、実施例４と同じ条件でＳｉ−Ｃ溶液のサンプリング及び結晶成長を行った。Ｓｉ−Ｃ溶液の液面温度が１８００℃及び２０００℃のそれぞれの場合において、Ｍｏ製のサンプリング部材がＳｉ−Ｃ溶液中に融解して、Ｓｉ−Ｃ溶液をサンプリングすることができなかった。
【００５９】
（実施例５）
Ｗ製のサンプリング部材を用いたこと以外は、実施例１と同じ条件でＳｉ−Ｃ溶液のサンプリング及び結晶成長を行った。実施例１と同様に、Ｓｉ−Ｃ溶液をサンプリングすることができ、良好なＳｉＣ単結晶が得られた。
【００６０】
（参考例３〜４）
Ｓｉ−Ｃ溶液の液面温度を１８００℃及び２０００℃にしたこと以外は、実施例５と同じ条件でＳｉ−Ｃ溶液のサンプリング及び結晶成長を行った。Ｓｉ−Ｃ溶液の液面温度が１８００℃及び２０００℃のそれぞれの場合において、Ｗ製のサンプリング部材がＳｉ−Ｃ溶液中に融解して、Ｓｉ−Ｃ溶液をサンプリングすることができなかった。
【００６１】
（比較例１）
ＢＮ製のサンプリング部材を用いたこと以外は、実施例１と同じ条件でＳｉ−Ｃ溶液のサンプリング及び結晶成長を行った。Ｓｉ−Ｃ溶液の液面温度が１６００℃、１８００℃及び２０００℃のそれぞれの場合において、ＢＮ製のサンプリング部材がＳｉ−Ｃ溶液に濡れず、Ｓｉ−Ｃ溶液をサンプリングすることができなかった。
【００６２】
表１に、実施例１〜５、参考例１〜４、及び比較例１において、Ｔａ製、Ｍｏ製、Ｗ製、及びＢＮ製のサンプリング部材を用いて、液面温度が１６００℃、１８００℃、及び２０００℃のＳｉ−Ｃ溶液をサンプリングした試験結果を示す。
【表１】
2018048048.tif 000003
【００６３】
（実施例６）
以下の（Ｉ）〜（ＩＶ）の形状を有するサンプリング部材を用いて、実施例１と同条件でＳｉ−Ｃ溶液のサンプリングを行ったときの、サンプリング部材の形状による、Ｓｉ−Ｃ溶液の採取量及び成長結晶への影響を評価した。
（Ｉ）直径が２．５ｍｍ、長さが５０ｍｍ、厚みが０．１ｍｍで、２．０回巻きの巻回形状を有するＴａ製サンプリング部材、
（ＩＩ）直径が２．５ｍｍ、長さが５０ｍｍ、厚みが０．１ｍｍの筒形状のＴａ製サンプリング部材、
（ＩＩＩ）８ｍｍ幅×５０ｍｍ長×０．１ｍｍ厚の板形状のＴａ製サンプリング部材、及び
（ＩＶ）柄杓形状のＴａ製サンプリング部材。
【００６４】
表２に、（Ｉ）〜（ＩＶ）の形状を有するサンプリング部材を用いてＳｉ−Ｃ溶液のサンプリングを行ったときの、サンプリング部材の形状による、Ｓｉ−Ｃ溶液の採取量及び成長結晶への影響を示す。成長結晶の表面性状が平滑であれば影響「無」とし、表面性状が荒れていれば影響「有」とした。
【表２】
2018048048.tif 000004
【００６５】
（Ｉ）及び（ＩＩ）の巻回形状及び筒形状のＴａ製サンプリング部材を用いたとき、Ｓｉ−Ｃ溶液の採取量が多くなり、良好な表面性状を有するＳｉＣ単結晶を得ることができた。（ＩＩＩ）の板形状のＴａ製サンプリング部材を用いたとき、良好な表面性状を有するＳｉＣ単結晶を得ることができたものの、Ｓｉ−Ｃ溶液の採取量が少なかった。（ＩＶ）の柄杓形状のＴａ製サンプリング部材を用いたとき、Ｓｉ−Ｃ溶液の採取量が多いものの、成長結晶の表面性状が荒れていた。
【符号の説明】
【００６６】
１００    単結晶製造装置
１０    坩堝
１２    種結晶保持軸
１４    種結晶基板
１６    サンプリング部材保持軸
１７    サンプリング部材
１８    断熱材
２０    種結晶保持軸の端部
２２    高周波コイル
２２Ａ    上段高周波コイル
２２Ｂ    下段高周波コイル
２４    Ｓｉ−Ｃ溶液
２６    石英管
【図１】
2018048048.tif 000005
【図２】
2018048048.tif 000006
【図３】
2018048048.tif 000007
【図４】
2018048048.tif 000008
【図５】
2018048048.tif 000009
【図６】
2018048048.tif 000010
【図７】
2018048048.tif 000011