(57)【要約】【課題】結晶に加わる熱応力を小さくして高品質な結晶を製造することができる坩堝を提供する。【解決手段】坩堝１１は、昇華法による炭化珪素単結晶の成長に用いられる。坩堝１１は、筒状の周壁部１２と、周壁部１２に接続され、周壁部１２の一方の開口を閉塞する底壁部１３と、周壁部１２によって囲われる空間１５内で種結晶Ｔを保持する保持部としての台座部２３と、単結晶の成長方向において底壁部１３が位置する側と反対側に種結晶Ｔと間隔をあけて配置され、保持部としての台座部２３によって保持される種結晶Ｔ側からの放熱を抑制する放熱抑制部材３１と、を備える。【選択図】図１
2019131422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇華法による炭化珪素単結晶の成長に用いられる坩堝であって、
筒状の周壁部と、
前記周壁部に接続され、前記周壁部の一方の開口を閉塞する底壁部と、
前記周壁部によって囲われる空間内で種結晶を保持する保持部と、
単結晶の成長方向において前記底壁部が位置する側と反対側に前記種結晶と間隔をあけて配置され、前記保持部によって保持される前記種結晶側からの放熱を抑制する放熱抑制部材と、を備える、坩堝。
【請求項２】
前記周壁部に接続され、前記周壁部の他方の開口を閉塞する蓋部をさらに備え、
前記蓋部には、単結晶の成長方向から平面的に見て前記保持部に保持された前記種結晶と重なる位置に空隙が設けられており、
前記空隙内に前記放熱抑制部材が配置される、請求項１に記載の坩堝。
【請求項３】
前記保持部は、前記種結晶が取り付けられる台座第一面、および単結晶の成長方向において前記台座第一面と反対側に位置する台座第二面を有し、前記台座第一面が前記底壁部と対向する位置に配置される台座部を含み、
単結晶の成長方向において前記台座部と間隔をあけて、前記放熱抑制部材が配置される、請求項１または請求項２に記載の坩堝。
【請求項４】
前記保持部は、前記底壁部に向かって前記周壁部によって囲われる空間内に筒状に延び、内方側に壁面を有する延出部を含み、
前記延出部は、前記壁面で前記種結晶を保持する、請求項１または請求項２に記載の坩堝。
【請求項５】
前記放熱抑制部材は、単結晶の成長方向から平面的に見て中央に位置する第一領域と、前記第一領域よりも外方側に位置する第二領域とを含み、
単結晶の成長方向における前記第一領域と前記種結晶との距離は、前記第二領域と前記種結晶との距離よりも短い、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の坩堝。
【請求項６】
前記放熱抑制部材は、単結晶の成長方向から平面的に見て外方側に近づくにしたがって単結晶の成長方向における前記種結晶との距離が長くなる第一放熱調整領域を含む、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の坩堝。
【請求項７】
昇華法による炭化珪素単結晶の成長に用いられる坩堝であって、
筒状の周壁部と、
前記周壁部に接続され、前記周壁部の一方の開口を閉塞する底壁部と、
前記底壁部に向かって前記周壁部によって囲われる空間内に延びる棒状部と、
前記棒状部の前記底壁部側の端部に接続され、前記周壁部によって囲われる空間内で種結晶を保持する保持部と、
単結晶の成長方向において前記底壁部が位置する側と反対側に前記種結晶と間隔をあけて配置され、前記保持部によって保持される前記種結晶側からの放熱を抑制する放熱抑制部材と、を備える、坩堝。
【請求項８】
前記放熱抑制部材は、前記棒状部に接続されており、前記棒状部に近づくにしたがって単結晶の成長方向における前記保持部との距離が長くなる第二放熱調整領域を含む、請求項７に記載の坩堝。
【請求項９】
前記放熱抑制部材は、単結晶の成長方向に対して傾斜して延びる領域を含む、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の坩堝。
【請求項１０】
前記放熱抑制部材は、単結晶の成長方向にそれぞれ間隔をあけて複数設けられる、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の坩堝。
【請求項１１】
前記放熱抑制部材は、グラファイトからなる、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の坩堝。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、坩堝に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
坩堝内において原料粉末を昇華させて種結晶上に再結晶させる方法（昇華法）により炭化珪素単結晶を製造することができる。例えば、特許文献１には、昇華法による炭化珪素単結晶の製造の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０７６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昇華法による炭化珪素単結晶の製造においては、結晶面内の温度差を小さくすることで、結晶に加わる熱応力を小さくすることが求められる。
【０００５】
そこで、この発明は、結晶に加わる熱応力を小さくして高品質な結晶を製造することができる坩堝を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に従った坩堝は、昇華法による炭化珪素単結晶の成長に用いられる。坩堝は、筒状の周壁部と、周壁部に接続され、周壁部の一方の開口を閉塞する底壁部と、周壁部によって囲われる空間内で種結晶を保持する保持部と、単結晶の成長方向において底壁部が位置する側と反対側に種結晶と間隔をあけて配置され、保持部によって保持される種結晶側からの放熱を抑制する放熱抑制部材と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
上記坩堝によれば、結晶に加わる熱応力を小さくして高品質な結晶を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本願の一実施形態に係る坩堝の構造を示す概略断面図である。
【図２】本願の一実施形態に係る坩堝と同様の構成の坩堝を用いた場合の空間の一部の温度分布を示すシミュレーション図である。
【図３】放熱抑制部材を備えない坩堝を用いた場合の空間の一部の温度分布を示すシミュレーション図である。
【図４】放熱抑制部材を備えない坩堝の構造を示す概略断面図である。
【図５】本願の他の実施形態に係る坩堝の構造を示す概略断面図である。
【図６】本願の他の実施形態に係る坩堝と同様の構成の坩堝を用いた場合の空間の一部の温度分布を示すシミュレーション図である。
【図７】本願のさらに他の実施形態に係る坩堝の構造を示す概略断面図である。
【図８】本願のさらに他の実施形態に係る坩堝と同様の構成の坩堝を用いた場合の空間の一部の温度分布を示すシミュレーション図である。
【図９】本願のさらに他の実施形態に係る坩堝の構造を示す概略断面図である。
【図１０】本願のさらに他の実施形態に係る坩堝の構造を示す概略断面図である。
【図１１】本願のさらに他の実施形態に係る坩堝の構造を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。本願の坩堝は、昇華法による炭化珪素の単結晶の成長に用いられる。坩堝は、筒状の周壁部と、周壁部に接続され、周壁部の一方の開口を閉塞する底壁部と、周壁部によって囲われる空間内で種結晶を保持する保持部と、単結晶の成長方向において底壁部が位置する側と反対側に種結晶と間隔をあけて配置され、保持部によって保持される種結晶側からの放熱を抑制する放熱抑制部材と、を備える。
【００１０】
周壁部によって囲われる空間内で保持される種結晶は、周壁部側から加熱される。単結晶の成長空間において種結晶の原料粉末が配置される面側から単結晶が成長する。高品質な単結晶の成長を促進するためには、単結晶の成長方向に垂直な断面に沿う方向（径方向）において、単結晶の成長空間の均熱性が高いことが望ましい。ここで、単結晶の成長時において種結晶は成長空間と反対側に向かう放熱量が大きい。この場合、周壁部から遠い径方向の中心位置に近いほど温度が低くなる。そうすると、単結晶の成長がいわゆる凸型成長となって、単結晶の成長時に歪が発生し、歪に起因したクラックや転位が発生してしまうことになる。しかし、本願の坩堝は、単結晶の成長方向において底壁部が位置する側と反対側に種結晶と間隔をあけて配置され、保持部よって保持される種結晶側からの放熱を抑制する放熱抑制部材を備える構成である。そうすると、底壁部が位置する側と反対側における放熱を放熱抑制部材により抑制して、単結晶の成長空間における径方向の温度差を小さくすることができる。したがって、単結晶の成長空間の径方向の均熱性を高め、単結晶の成長時に結晶に加わる熱応力を小さくして、高品質な単結晶を製造することができる。
【００１１】
上記坩堝において、周壁部に接続され、周壁部の他方の開口を閉塞する蓋部をさらに備え、蓋部には、単結晶の成長方向から平面的に見て保持部に保持された種結晶と重なる位置に空隙が設けられており、空隙内に放熱抑制部材が配置されてもよい。このように構成することにより、放熱抑制の効果を得る際の適切な箇所に放熱抑制部材を配置して、より効率的に高品質な単結晶を製造することができる。
【００１２】
上記坩堝において、保持部は、種結晶が取り付けられる台座第一面、および単結晶の成長方向において台座第一面と反対側に位置する台座第二面を有し、台座第一面が底壁部と対向する位置に配置される台座部を含み、単結晶の成長方向において台座部と間隔をあけて、放熱抑制部材が配置されていてもよい。このように構成することにより、種結晶が取り付けられる台座部の放熱も効率的に抑制することができる。したがって、単結晶の成長空間における径方向の均熱性をより高く維持することができる。
【００１３】
上記坩堝において、保持部は、底壁部に向かって周壁部によって囲われる空間内に筒状に延び、内方側に壁面を有する延出部を含み、延出部は、壁面で種結晶を保持するようにしてもよい。このように構成することにより、延出部によって保持される種結晶側からの放熱を抑制するに際し、より適切な位置に放熱抑制部材を配置することができる。したがって、単結晶の成長空間における径方向の均熱性をより高く維持することができる。
【００１４】
上記坩堝において、放熱抑制部材は、単結晶の成長方向から平面的に見て中央に位置する第一領域と、第一領域よりも外方側に位置する第二領域とを含み、単結晶の成長方向における第一領域と種結晶との距離は、第二領域と種結晶との距離よりも短いよう構成してもよい。種結晶については、単結晶の成長方向から平面的に見て中央の方が放熱されやすい。したがって、このような構成とすることにより、第一領域における放熱を第二領域における放熱よりもさらに抑制して、単結晶の成長空間における径方向の均熱性をより高く維持することができる。
【００１５】
上記坩堝において、放熱抑制部材は、単結晶の成長方向から平面的に見て外方側に近づくにしたがって単結晶の成長方向における種結晶との距離が長くなる第一放熱調整領域を含むよう構成してもよい。このように構成することにより、単結晶の成長空間における径方向の温度差を適切に小さくして、単結晶の成長空間における径方向の均熱性をさらに高く維持することができる。
【００１６】
また、本願の坩堝は、昇華法による炭化珪素単結晶の成長に用いられる。坩堝は、筒状の周壁部と、周壁部に接続され、周壁部の一方の開口を閉塞する底壁部と、底壁部に向かって周壁部によって囲われる空間内に延びる棒状部と、棒状部の底壁部側の端部に接続され、周壁部によって囲われる空間内で種結晶を保持する保持部と、単結晶の成長方向において底壁部が位置する側と反対側に種結晶と間隔をあけて配置され、保持部によって保持される種結晶側からの放熱を抑制する放熱抑制部材と、を備える。このような構成とすることによっても、単結晶の成長空間の径方向の均熱性を高め、単結晶の成長時に結晶に加わる熱応力を小さくして、高品質な単結晶を製造することができる。
【００１７】
上記坩堝において放熱抑制部材は、棒状部に接続されており、棒状部に近づくにしたがって単結晶の成長方向における保持部との距離が長くなる第二放熱調整領域を含んでもよい。棒状部を備える坩堝においては、棒状部に近い位置では放熱されにくい。したがって、このような構成とすることにより、棒状部から遠い位置における放熱をより抑制して、単結晶の成長空間における径方向の均熱性をより高く維持することができる。
【００１８】
上記坩堝において、放熱抑制部材は、単結晶の成長方向に対して傾斜して延びる領域を含むよう構成してもよい。このように構成することにより、単結晶の成長空間における径方向の温度を適切に調整することができ、単結晶の成長空間における径方向の均熱性をさらに高く維持することができる。
【００１９】
上記坩堝において、放熱抑制部材は、単結晶の成長方向にそれぞれ間隔をあけて複数設けられていてもよい。このように構成することにより、複数の放熱抑制部材によって、単結晶の成長空間における径方向の均熱性を効率的に高めることができる。
【００２０】
上記坩堝において、放熱抑制部材は、グラファイトからなるよう構成してもよい。グラファイトは、高温時においてもより確実に種結晶側からの放熱を抑制して、単結晶の成長空間における径方向の均熱性を高めることができる。
【００２１】
［本願発明の実施形態の詳細］
次に、本願の一実施形態に係る坩堝を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本願の一実施形態に係る坩堝の構造を示す概略断面図である。図１を参照して、本願の一実施形態に係る坩堝１１は、昇華法による炭化珪素の単結晶の成長に用いられる。
【００２３】
坩堝１１は、筒状の周壁部１２と、底壁部１３と、蓋部１４とを備える。周壁部１２、底壁部１３、および蓋部１４は、例えば、カーボン（グラファイト）からなる。なお、坩堝１１の周壁部１２の外径側には、例えば、単結晶を成長させる際に坩堝１１を加熱する加熱部が配置される。加熱部としては、例えば、誘導加熱コイルが用いられる。
【００２４】
周壁部１２は、円筒状の形状を有している。一点鎖線で示す周壁部１２の中心軸αは、単結晶の成長方向に沿って延在する。
【００２５】
底壁部１３は、周壁部１２に接続され、周壁部１２の一方の開口を閉塞する。底壁部１３は、円盤状の形状を有している。周壁部１２と底壁部１３とは、一体で構成されている。周壁部１２と底壁部１３によって囲われる空間１５内に、炭化珪素の原料粉末Ｍが配置される。底壁部１３は、空間１５側に位置する底壁面１６を有する。原料粉末Ｍは、底壁面１６上に配置される。なお、単結晶は、種結晶Ｔのうちの底壁面１６に対向する面から図１中の矢印Ｄで示す向きに成長する。
【００２６】
蓋部１４は、周壁部１２に接続され、周壁部１２の他方の開口を閉塞する。蓋部１４は、周壁部１２に対して着脱可能に構成されている。蓋部１４は、円盤状の形状を有している。この蓋部１４を取り外して、後述する台座部２３に種結晶Ｔを取り付け、蓋部１４を周壁部１２に装着することにより、坩堝１１内に種結晶Ｔを配置させる。
【００２７】
蓋部１４には、空隙２９が設けられている。この空隙２９を利用して、例えば、坩堝１１の外部に配置される放射温度計により坩堝内１１の温度を検知する。空隙２９は、外部に開放される開口部２１の径が小さく、開口部２１から底壁部１３側に配置される領域の径が大きくなるよう構成されている。空隙２９は、径方向に位置する壁面２２によって囲われている。
【００２８】
坩堝１１は、周壁部１２によって囲われる空間１５内で種結晶Ｔを保持する保持部を備える。保持部は、台座部２３を含む。台座部２３は、種結晶Ｔが取り付けられる台座第一面２６、および単結晶の成長方向において台座第一面２６と反対側に位置する台座第二面２７を有する。台座部２３は、台座第一面２６が底壁面１６と対向する位置に配置される。台座部２３は、底壁面１６に対向する蓋部１４の壁面２４に取り付けられるように設けられている。図１において、台座部２３と蓋部１４との境界を破線で示している。種結晶Ｔは、単結晶の成長方向において台座部２３側に位置する種結晶第一面２８を台座第一面２６に貼付するようにして台座部２３に保持される。台座部２３は、単結晶の成長方向から平面的に見て、空隙２９が設けられる位置と重なる位置で種結晶Ｔを保持する。本実施形態においては、台座部２３が、種結晶Ｔを保持する保持部である。
【００２９】
坩堝１１は、放熱抑制部材３１を備える。放熱抑制部材３１は、板状である。放熱抑制部材３１は、空隙２９内に配置される。放熱抑制部材３１は、壁面２２から連なって設けられている。放熱抑制部材３１は、単結晶の成長方向において底壁部１３が位置する側と反対側に種結晶Ｔと間隔をあけて配置される。この場合、放熱抑制部材３１は、単結晶の成長方向において台座部２３と間隔をあけて配置される。放熱抑制部材３１は、台座部２３によって保持される種結晶Ｔ側からの放熱を抑制する。この場合、放熱抑制部材３１は、台座部２３の放熱も抑制する。
【００３０】
放熱抑制部材３１は、単結晶の成長方向から平面的に見て、中心軸αを含む中央側に位置する第一領域３２と第一領域３２よりも外方側に位置する第二領域３３とを有する。第一領域３２は、中心軸αに垂直な断面に沿って延びるように設けられている。なお、第一領域３２の幅は、図１中の幅Ｗ１で示される。この場合、第一領域３２の幅Ｗ１は、直径を意味する。単結晶の成長方向における第一領域３２と種結晶Ｔ、具体的には種結晶第一面２８との距離Ｌ１は、単結晶の成長方向における第二領域３３と種結晶Ｔ、具体的には種結晶第一面２８との距離Ｌ２よりも短く構成されている。第二領域３３は、中心軸αに対して傾斜して延びるように設けられている。この場合、第二領域３３は、第一領域３２よりも単結晶の成長方向から平面的に見て壁面２２側に位置することとなる。第二領域３３は、外方側に近づくにしたがって単結晶の成長方向における種結晶Ｔとの距離が長くなる。すなわち、放熱抑制部材３１は、外方側に近づくにしたがって単結晶の成長方向における種結晶Ｔとの距離が長くなる第一放熱調整領域としての第二領域３３を含むこととなる。
【００３１】
周壁部１２によって囲われる空間１５内で保持される種結晶Ｔは、周壁部１２側から加熱される。単結晶の成長空間１５において種結晶Ｔの原料粉末Ｍが配置される面側から単結晶が成長する。高品質な単結晶の成長を促進するためには、単結晶の成長方向に垂直な断面に沿う方向（径方向）において、単結晶の成長空間１５の均熱性が高いことが望ましい。ここで、単結晶の成長時において種結晶Ｔは成長空間１５と反対側に向かう放熱量が大きい。具体的には、図１において矢印Ｄで示す向きと逆の向きの放熱量が大きい。この場合、周壁部１２から遠い径方向の中心位置、すなわち、中心軸αに近いほど温度が低くなる。そうすると、単結晶の成長がいわゆる凸型成長となって、単結晶の成長時に歪が発生し、歪に起因したクラックや転位が発生してしまうことになる。しかし、上記した坩堝１１は、単結晶の成長方向において底壁部１３が位置する側と反対側に種結晶Ｔと間隔をあけて配置され、台座部２３によって保持される種結晶Ｔ側からの放熱を抑制する放熱抑制部材３１を備える構成である。そうすると、底壁部１３が位置する側と反対側における放熱を放熱抑制部材３１により抑制して、単結晶の成長空間１５における径方向の温度差を小さくすることができる。したがって、単結晶の成長空間１５の径方向の均熱性を高め、単結晶の成長時に結晶に加わる熱応力を小さくして、高品質な単結晶を製造することができる。
【００３２】
この実施形態においては、保持部は、種結晶が取り付けられる台座第一面２６、および単結晶の成長方向において台座第一面２６と反対側に位置する台座第二面２７を有し、台座第一面２６が底壁部１３と対向する位置に配置される台座部２３を含み、単結晶の成長方向において台座部２３と間隔をあけて、放熱抑制部材３１が配置されている。そうすると、種結晶Ｔが取り付けられる台座部２３の放熱を効率的に抑制することができる。したがって、単結晶の成長空間１５における径方向の均熱性をより高く維持することができる。
【００３３】
この実施形態においては、蓋部１４には、単結晶の成長方向から平面的に見て台座部２３に保持された種結晶Ｔと重なる位置に空隙２９が設けられており、空隙２９内に放熱抑制部材３１が配置されている。このように構成することにより、放熱抑制の効果を得る際の適切な箇所に放熱抑制部材３１を配置して、より効率的に高品質な単結晶を製造することができる。
【００３４】
この実施形態においては、放熱抑制部材３１は、単結晶の成長方向から平面的に見て中央に位置する第一領域３２と、第一領域３２よりも外方側に位置する第二領域３３とを含み、単結晶の成長方向における第一領域３２と種結晶Ｔとの距離は、第二領域３３と種結晶Ｔとの距離よりも短く構成されている。種結晶Ｔについては、単結晶の成長方向から平面的に見て中央の方が放熱されやすい。したがって、第一領域３２における放熱を第二領域３３における放熱よりもさらに抑制して、単結晶の成長空間１５における径方向の均熱性をより高く維持することができる。
【００３５】
この実施形態においては、放熱抑制部材３１は、単結晶の成長方向から平面的に見て外方側に近づくにしたがって単結晶の成長方向における種結晶Ｔとの距離が長くなる第一放熱調整領域としての第二領域３３を含む構成である。したがって、単結晶の成長空間１５における径方向の温度差を適切に小さくして、単結晶の成長空間１５における径方向の均熱性をさらに高く維持することができる。
【００３６】
この実施形態においては、放熱抑制部材３１は、単結晶の成長方向に対して傾斜して延びる第二領域３３を含む。したがって、単結晶の成長空間１５における径方向の温度を適切に調整することができ、単結晶の成長空間１５における径方向の均熱性をさらに高く維持することができる。
【００３７】
ここで、放熱抑制部材３１を備えた本願の一実施形態に係る坩堝１１の均熱性と、放熱抑制部材３１を備えない坩堝１０１の均熱性との差について説明する。図２は、本願の一実施形態に係る坩堝１１と同様の構成の坩堝を用いた場合の空間１５の一部の温度分布を示すシミュレーション図である。図３は、放熱抑制部材３１を備えない坩堝１０１を用いた場合の空間１５の一部の温度分布を示すシミュレーション図である。なお、放熱抑制部材３１を備えない坩堝１０１と同様の坩堝の構造については、図４に示している。坩堝１１と坩堝１０１とは、放熱抑制部材３１を備えるか否かの相違で、その他の構成については同じである。なお、図２、および図３に示すシミュレーション図は、温度分布の差が生じやすい種結晶Ｔの直下の領域のうちの中心軸αから外径側に向かう領域を示している。
【００３８】
まず、図３、および図４を参照して、放熱抑制部材３１を備えない坩堝１０１の場合、中心軸αに沿って矢印Ｄで示す向きに領域３７ａ、領域３７ｂ、領域３７ｃ、領域３７ｄ、領域３７ｅ、領域３７ｆ、領域３７ｇ、および領域３７ｈといった８つの領域３７ａ〜３７ｈの温度幅に跨っている。そして、種結晶Ｔの外縁部３０が位置する部分においては、矢印Ｄで示す向きに領域３７ｆ、領域３７ｇ、領域３７ｈ、領域３７ｉ、領域３７ｊ、領域３７ｋ、領域３７ｌ、領域３７ｍ、領域３７ｎ、および領域３７ｏといった１０の領域３７ｆ〜３７ｏの温度幅に跨っている。すなわち、放熱抑制部材３１を備えない坩堝１０１の場合、温度分布が矢印Ｄで示す向きに中心軸αを先端とした大きい凸形状となっており、単結晶の成長空間１５における径方向の均熱性が低い。
【００３９】
これに対し、図２を参照して、放熱抑制部材３１を備える坩堝１１の場合、中心軸αに沿って矢印Ｄで示す向きに領域３６ａ、領域３６ｂ、領域３６ｃ、領域３６ｄ、領域３６ｅ、および領域３６ｆといった６つの領域３６ａ〜３６ｆの温度幅に跨っている。また、種結晶Ｔの外縁部３０が位置する部分においては、矢印Ｄで示す向きに領域３６ａ、領域３６ｂ、領域３６ｃ、領域３６ｄ、領域３６ｅ、領域３６ｆ、領域３６ｇ、および領域３６ｈといった８つの領域３６ａ〜３６ｈの温度幅に跨っている。すなわち、放熱抑制部材３１を備える坩堝１１の場合、中心軸α側と外縁部３０とでほとんど同じ温度の領域となっており、単結晶の成長空間１５における径方向の均熱性が高い。なお、図１に示す坩堝１１と同様の構成の坩堝を用いた場合、種結晶Ｔの底壁部１３と対向する面から５０ｍｍ単結晶を成長させた位置において、中心軸αが位置する部分と外縁部３０が位置する部分との温度差は、３℃以内となる。
【００４０】
（実施の形態２）
次に、本願の他の実施形態である実施の形態２について説明する。実施の形態２における坩堝１１は、実施の形態１の場合と基本的には同様の構造を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態２における坩堝１１は、放熱抑制部材３１の構造において実施の形態１の場合と異なっている。
【００４１】
図５は、本願の他の実施形態に係る坩堝１１の構造を示す概略断面図である。図５を参照して、放熱抑制部材３１の第一領域３２の幅Ｗ２が、図１に示す第一領域３２の幅Ｗ１と比較して狭くなっている。この場合、距離Ｌ１については、図１に示す場合と同じ距離としている。また、第二領域３３の中心軸αに対する傾斜の角度についても、図１に示す第二領域３３の場合と異なっている。
【００４２】
図６は、図５に示す坩堝１１と同様の構成の坩堝を用いた場合の空間１５の一部の温度分布を示すシミュレーション図である。図６は、図２と同じ領域の温度分布を示している。図６を参照して、中心軸αに沿って矢印Ｄで示す向きに領域３９ａ、領域３９ｂ、領域３９ｃ、領域３９ｄ、領域３９ｅ、および領域３９ｆといった６つの領域３９ａ〜３９ｆの温度幅に跨っている。また、種結晶Ｔの外縁部３０が位置する部分においては、矢印Ｄで示す向きに領域３９ａ、領域３９ｂ、領域３９ｃ、領域３９ｄ、領域３９ｅ、領域３９ｆ、および領域３９ｇといった７つの領域３９ａ〜３９ｇの温度幅に跨っている。この場合、径方向の中央、すなわち、中心軸αと外縁部３０との間の径方向の中央位置と、中心軸αの位置、および外縁部３０が設けられた位置と若干温度差はあるものの、図２に示す場合と同じ傾向であり、単結晶の成長空間１５における径方向の均熱性が高い。
【００４３】
（実施の形態３）
次に、本願のさらに他の実施形態である実施の形態３について説明する。実施の形態３における坩堝１１は、実施の形態１の場合と基本的には同様の構造を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態２における坩堝１１は、放熱抑制部材３１の構造において実施の形態１の場合と異なっている。
【００４４】
図７は、本願のさらに他の実施形態に係る坩堝１１の構造を示す概略断面図である。図７を参照して、放熱抑制部材３１は、平板状である。すなわち、図１および図５に示す坩堝１１の場合と比較して、図７に示す坩堝１１は、第二領域３３を含まない構成である。この場合、距離Ｌ３については、距離Ｌ１よりも長くしている。
【００４５】
図８は、図７に示す坩堝１１と同様の構成の坩堝を用いた場合の空間１５の一部の温度分布を示すシミュレーション図である。図８は、図２と同じ領域の温度分布を示している。図８を参照して、中心軸αに沿って矢印Ｄで示す向きに領域３８ａ、領域３８ｂ、領域３８ｃ、領域３８ｄ、領域３８ｅ、および領域３８ｆといった６つの領域３８ａ〜３８ｆの温度幅に跨っている。また、種結晶Ｔの外縁部３０が位置する部分においては、矢印Ｄで示す向きに領域３８ｃ、領域３８ｄ、領域３８ｅ、領域３８ｆ、領域３８ｇ、領域３８ｈ、領域３８ｉ、および領域３８ｊといった８つの領域３８ｃ〜３８ｊの温度幅に跨っている。すなわち、この場合も図２に示す場合と同じ傾向であり、若干の温度差はあるものの中心軸α側と外縁部３０側とでほとんど同じ温度の領域となっており、単結晶の成長空間１５における径方向の均熱性が高い。
【００４６】
（実施の形態４）
次に、さらに他の実施形態である実施の形態４について説明する。実施の形態４における坩堝１１は、実施の形態１の場合と基本的には同様の構造を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態４における坩堝１１は、放熱抑制部材３１の構造において実施の形態１の場合と異なっている。
【００４７】
図９は、本願のさらに他の実施形態に係る坩堝１１の構造を示す概略断面図である。図９を参照して、放熱抑制部材３１は、複数設けられている。具体的には、放熱抑制部材３１は、最も台座部２３に近い位置に設けられる第一放熱抑制部材４１と、単結晶の成長方向において第一放熱抑制部材４１と間隔をあけて台座部２３が位置する側と反対側に設けられる第二放熱抑制部材４２と、単結晶の成長方向において第二放熱抑制部材４２と間隔をあけて台座部２３が位置する側と反対側に設けられる第三放熱抑制部材４３とを含む構成である。
【００４８】
このように構成することにより、第一放熱抑制部材４１、第二放熱抑制部材４２、および第三放熱抑制部材４３の三つによって、台座部２３側からの放熱を効果的に抑制し、単結晶の成長空間１５における径方向の均熱性をさらに高めることができる。なお、本実施形態においては、放熱抑制部材を三つ設けることとしたが、これに限らず、放熱抑制部材を二つ、または四つ以上設けることとしてもよい。
【００４９】
（実施の形態５）
次に、さらに他の実施形態である実施の形態５について説明する。実施の形態５における坩堝１１は、実施の形態１の場合と基本的には同様の構造を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態５における坩堝１１は、保持部の構造において実施の形態１の場合と異なっている。
【００５０】
図１０は、本願のさらに他の実施形態に係る坩堝１１の構造を示す概略断面図である。図１０を参照して、保持部は、底壁部１３に向かって周壁部１２によって囲われる空間１５内に筒状に延びる延出部２５を含む。延出部２５は、壁面２４から円筒状に延びるように設けられている。なお、図１０において、延出部２５と蓋部１４との境界を破線で示している。延出部２５は、内方側に壁面４７を有する。そして、延出部２５は、壁面４７で種結晶Ｔを保持する。具体的には、延出部２５の底壁部１３側の端部４６の内径側に位置する壁面４７に種結晶Ｔの外縁部３０を嵌め込むようにして、種結晶Ｔが延出部２５に保持される。本実施形態においては、延出部２５が、種結晶Ｔを保持する保持部である。すなわち、上記した実施の形態とは、台座部２３を備えず、延出部２５によって種結晶Ｔを保持する点で相違する。この場合、種結晶Ｔと放熱抑制部材３１との間には何も介在しない構成である。なお、この実施形態においては、空隙２９を構成する壁面２２と延出部２５の内方側の壁面４７とが単結晶の成長方向において真っ直ぐに連なる構成である。放熱抑制部材３１は、種結晶Ｔ側からの放熱を抑制する。このような構成の坩堝１１であっても、種結晶Ｔ側からの放熱を抑制するに際し、より適切な位置に放熱抑制部材３１を配置することができ、単結晶の成長空間１５における径方向の均熱性をより高く維持することができる。
【００５１】
（実施の形態６）
次に、さらに他の実施形態である実施の形態６について説明する。実施の形態６における坩堝１１は、実施の形態１の場合と基本的には同様の構造を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態６における坩堝１１は、蓋部１４等の構造において実施の形態１の場合と異なっている。
【００５２】
図１１は、本願のさらに他の実施形態に係る坩堝１１の一部を示す概略断面図である。図１１を参照して、坩堝１１は、筒状の周壁部１２と、周壁部１２に接続され、周壁部１２の一方の開口を閉塞する底壁部１３と、周壁部１２と接続されて周壁部１２の他方の開口を閉塞する蓋部１４とを備える。蓋部１４に空隙２９は設けられていない。また、坩堝１１は、台座部２３を備えない。これらの点において、上記した実施の形態１等における坩堝１１の構成と相違する。坩堝１１は、底壁部１３に向かって周壁部１２によって囲われる空間１５内に延びる棒状部５１と、棒状部５１の底壁部１３側の端部に接続され、周壁部１２によって囲われる空間１５内で種結晶Ｔを保持する保持部５２とを備える。この場合、棒状部５１は、蓋部１４から延びるように設けられている。棒状部５１は、中心軸αに沿って延びている。保持部５２は、円盤状である。
【００５３】
また、坩堝１１は、単結晶の成長方向において底壁部１３が位置する側と反対側に種結晶Ｔと間隔をあけて配置され、保持部５２によって保持される種結晶Ｔ側からの放熱を抑制する放熱抑制部材５３を備える。
【００５４】
放熱抑制部材５３は、棒状部５１に接続されている。放熱抑制部材５３は、棒状部５１に近づくにしたがって単結晶の成長方向における保持部５２との距離が長くなる第二放熱調整領域５４を含む。すなわち、単結晶の成長方向において、棒状部５１が接続された近辺の位置における放熱抑制部材５３と保持部５２との距離Ｌ４は、棒状部５１から離れた位置における放熱抑制部材５３と保持部５２との距離Ｌ５よりも長く構成されている。この場合、第二放熱調整領域５４は、放熱抑制部材５３の全体である。放熱抑制部材５３は、単結晶の成長方向に対して傾斜して延びている。
【００５５】
このような構成とすることによっても、単結晶の成長空間１５における径方向の均熱性をより高く維持することができる。
【００５６】
この実施形態においては、放熱抑制部材５３は、棒状部５１に接続されており、棒状部５１に近づくにしたがって単結晶の成長方向における保持部５２との距離が長くなる第二放熱調整領域を含む。棒状部５１に近い位置では放熱されにくい。したがって、このような構成とすることにより、棒状部５１から遠い位置における放熱をより抑制して、単結晶の成長空間１５における径方向の均熱性をより高く維持することができる。
【００５７】
（変形例）
なお、上記の実施の形態においては、放熱抑制部材３１、５３はグラファイトからなることとしたが、これに限らず、他の高融点材料で構成されることとしてもよい。
【００５８】
また、上記の実施の形態においては、放熱抑制部材３１、５３は板状であることとしたが、これに限らず、放熱抑制部材３１は、ブロック状や塊状等、他の形状であってもよい。また、放熱抑制部材３１、５３は、図１等に示す断面において、曲線によって示される面を含むこととしてもよい。
【００５９】
なお、上記の実施の形態においては、坩堝１１は、蓋部１４を備える構成としたが、これに限らず、蓋部１４を備えない構成としてもよい。この場合、例えば、台座部２３等により、周壁部１２の他方の開口を覆うよう構成してもよい。また、保持部は、周壁部１２の内径面から内径側に延びて種結晶Ｔを保持するよう構成してもよい。
【００６０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本願の坩堝は、高品質な炭化珪素単結晶の製造が求められる場合に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００６２】
１１  坩堝
１２  周壁部
１３  底壁部
１４  上壁部
１５，２９  空間
１６  底壁面
２１  開口部
２２，２４  壁面
２３  台座部
２５  延出部
２６  台座第一面
２７  台座第二面
２８  種結晶第一面
３０  外縁部
３１，４１，４２，４３，５３  放熱抑制部材
３２  第一領域
３３  第二領域
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ，３６ｆ，３６ｇ，３６ｈ，３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ，３７ｅ，３７ｆ，３７ｇ，３７ｈ，３７ｉ，３７ｊ，３７ｋ，３７ｌ，３７ｍ，３７ｎ，３７ｏ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，３８ｅ，３８ｆ，３８ｇ，３８ｈ，３８ｉ，３８ｊ，３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅ，３９ｆ，３９ｇ，５４  領域
４６  端部
４７  内径面
５１  棒状部
５２  保持部
【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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