(57)【要約】【課題】高融点金属炭化物コートの使用面積を少なくできるＳｉＣ単結晶製造装置を提供する。【解決手段】原料ガス３ａの流動経路を構成している分解室構成部７、排出室構成部８、支持部９ｂの表面および坩堝１０のうちのＳｉＣ単結晶２０の成長空間１０ａを構成している部分の内壁面を高融点金属炭化物でコートする。もしくは、これらの部分を高融点金属炭化物によって構成している。これにより、原料ガス３ａの流動経路での黒鉛製の部材の熱エッチングを抑制することが可能となり、長時間の結晶成長によってＳｉＣ単結晶２０を成長させることができる。そして、高融点金属炭化物によってコートする部分もしくは高融点金属炭化物によって構成する部分を黒鉛製の部材の一部、具体的には原料ガス３ａの流動経路を構成している部分のみとする。【選択図】図１
2015202973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を有する筒形状にて構成された坩堝（１０）と、
前記坩堝における前記中空部に配置され、炭化珪素単結晶（２０）の成長用の種結晶（５）が設置される台座（１２）と、
前記坩堝における前記台座よりも下方位置に配置され、水平方向における断面積が前記台座よりも小さくされた、原料ガス（３ａ）の分解室および導入経路を構成する分解室構成部（７）および前記原料ガスの未反応ガスの排出室および排出経路を構成する排出室構成部（８）と、
前記坩堝における前記中空部に備えられ、前記中空部を前記台座が配置される空間と該空間よりも下方の空間とに仕切ることで前記台座が配置される空間にて前記炭化珪素単結晶の成長空間（１０ａ）を構成すると共に、前記分解室構成部および前記排出室構成部を支持する第１支持部（９ｂ）と、
前記坩堝、前記分解室構成部および前記排出室構成部を加熱する加熱装置（１４、１５）と、を有し、
前記坩堝のうちの前記成長空間と対応する部分と前記第１支持部における前記成長空間側の面および前記分解室構成部および前記排出室構成部の内壁面が高融点金属炭化物にてコートもしくは高融点金属炭化物によって構成されていることを特徴とする炭化珪素単結晶製造装置。
【請求項２】
前記坩堝は前記第１支持部よりも下方まで形成されており、該第１支持部よりも下方の位置において前記坩堝の中空部に中間断熱材（１６）が備えられ、該中間断熱材によって、前記中空部のうちの前記成長空間側と該中間断熱材よりも下方の部分との間の断熱を行っ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製造装置。
【請求項３】
前記分解室構成部のうち前記中間断熱材よりも上方の部分のみが高融点金属炭化物によるコートもしくは高融点金属炭化物によって構成されており、前記中間断熱材よりも下方は黒鉛製と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製造装置。
【請求項４】
前記坩堝における前記中空部のうち前記中間断熱材よりも下方に備えられ、前記第１支持部と共に前記分解室構成部を支持する第２支持部（９ａ）を有し、
前記排出室構成部は前記第１支持部と前記中間断熱材との間に備えられ、前記中間断熱材よりも下方において前記排出室構成部が備えられないことで前記中間断熱材と前記第２支持部との間に、水平方向において前記排出室構成部よりも断面積が大きな排出空間（１７）が構成さ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製造装置。
【請求項５】
前記分解室構成部の外周を囲んで前記排出室構成部が備えられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の炭化珪素単結晶製造装置。
【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）単結晶製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガス成長によってＳｉＣ単結晶を製造する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。この従来のＳｉＣ単結晶製造装置では、円筒形状の真空容器の周囲を囲むように加熱コイルを配置すると共に、真空容器の内側に原料ガスを加熱分解するガス加熱容器とＳｉＣ単結晶の成長空間を構成する反応容器を配置している。ガス加熱容器は中空円筒状で構成され、底面および上面の中央位置にガス供給口が形成されており、ＳｉＣ単結晶の成長面の中央部に加熱分解した原料ガスを供給できるように構成されている。反応容器は、下方が開口した有底円筒形状とされ、開口部内にガス加熱容器の上面側が挿入されている。
【０００３】
さらに、ガス加熱容器と結晶成長容器の外周を囲むように外周壁が配置され、外周壁のうちの反応容器よりも下方位置にガス排出用の連通孔が形成されている。これにより、ガス加熱容器から反応容器に導入された原料ガスがガス加熱容器の外周面と反応容器の内周面との間を通じて外周壁の連通孔に導かれ、連通孔を通じて外部に排出されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４９９２９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳｉＣ単結晶をガス成長によって製造する際には水素が使用されることから、ＳｉＣ単結晶製造装置に備えられる黒鉛製の部材が熱エッチングされてしまい、長時間の結晶成長が行えなくなる。このため、従来のＳｉＣ単結晶製造装置では、高温化するガス加熱容器や反応容器のうち原料ガスの通路となる部分について、ＳｉＣ原料ガスの分解温度でも溶融しない高融点金属炭化物となる炭化タンタル（ＴａＣ）コートを行ったり、炭化タンタルそのもので各容器を構成したりしている。
【０００６】
しかしながら、炭化タンタルコートを行う場合でもコートする面積が広くて炭化タンタルの必要量が多くなるし、炭化タンタルそのもので各容器を構成する場合には炭化タンタルの必要量が多くなる。また、複雑な構造の容器の壁面全域に炭化タンタルコートとしたり、炭化タンタルで構成するのは難しく、製造コストも掛かる。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、高融点金属炭化物コートの使用面積を少なくできるＳｉＣ単結晶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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１ないし５に記載の発明では、中空部を有する筒形状にて構成された坩堝（１０）と、坩堝における中空部に配置され、ＳｉＣ単結晶（２０）の成長用の種結晶（５）が設置される台座（１２）と、坩堝における台座よりも下方位置に配置され、水平方向における断面積が台座よりも小さくされた、原料ガス（３ａ）の分解室および導入経路を構成する分解室構成部（７）および原料ガスの未反応ガスの排出室および排出経路を構成する排出室構成部（８）と、坩堝における中空部に備えられ、該中空部を台座が配置される空間と該空間よりも下方の空間とに仕切ることで台座が配置される空間にてＳｉＣ単結晶の成長空間（１０ａ）を構成すると共に、分解室構成部および排出室構成部を支持する第１支持部（９ｂ）と、坩堝、分解室構成部および排出室構成部を加熱する加熱装置（１４、１５）と、を有し、坩堝のうちの成長空間と対応する部分と支持部における成長空間側の面および分解室構成部および排出室構成部の内壁面が高融点金属炭化物にてコートもしくは高融点金属炭化物によって構成されていることを特徴としている。
【０００９】
このように、原料ガスの流動経路を構成している分解室構成部、排出室構成部、第１支持部の表面および坩堝のうちのＳｉＣ単結晶の成長空間を構成している部分の内壁面を高融点金属炭化物でコートしている。もしくは、これらの部分を高融点金属炭化物によって構成している。これにより、原料ガスの流動経路での黒鉛製の部材の熱エッチングを抑制することが可能となり、長時間の結晶成長によってＳｉＣ単結晶を成長させることができる。
【００１０】
そして、高融点金属炭化物によってコートする部分もしくは高融点金属炭化物によって構成する部分を黒鉛製の部材の一部、具体的には原料ガスの流動経路を構成している部分のみとしている。このため、ガス流入流出経路を構成する壁面の表面積を小さくできる。したがって、高融点金属炭化物によってコートする部分の面積を小さくでき、高融点金属炭化物の必要量を少なくできて、製造コストを低減することが可能となる。
【００１１】
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の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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の断面構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１の断面構成を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１の断面構成を示す図である。
【図４】本発明の第４実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１の断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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、同一符号を付して説明を行う。
【００１４】
（第１実施形態）
図１に示すように、ＳｉＣ単結晶製造装置１は、底部に備えられた流入口２を通じて原料ガス供給源３からの原料ガス３ａを供給すると共に、底部において流入口２とは別に備えられた流出口４を通じて原料ガス３ａのうちの未反応ガスを排出する。そして、ＳｉＣ単結晶製造装置１は、装置内に配置したＳｉＣ単結晶基板からなる種結晶５上にＳｉＣ単結晶２０を成長させることにより、ＳｉＣ単結晶２０のインゴットを形成する。
【００１５】
ＳｉＣ単結晶製造装置１には、原料ガス供給源３、真空容器６、分解室構成部７、排出室構成部８、支持部９ａ、９ｂ、坩堝１０、断熱材１１、台座１２、回転引上機構１３および第１、第２加熱装置１４、１５が備えられている。
【００１６】
原料ガス供給源３は、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３ａ（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）を流入口２より供給する。
【００１７】
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３ａ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３ａの流入口２と原料ガス３ａの未反応部分が排出される流出口４が設けられている。
【００１８】
分解室構成部７および排出室構成部８は、円盤状の支持部９ａ、９ｂによって両端が支持された円筒状部材によって構成されている。分解室構成部７は、原料ガス３ａが加熱分解される分解室を構成すると共に原料ガス３ａの導入経路を構成するものである。排出室構成部８は、原料ガス３ａのうちの未反応ガスをＳｉＣ単結晶製造装置１の外部に排出する排出室および排出経路を構成するものである。
【００１９】
これら分解室構成部７および排出室構成部８は、共に真空容器６の中心軸、つまり後述する台座１２の回転中心軸から離間させられた位置に配置されており、台座１２よりも径が小さく、つまり水平方向の断面積が小さくされている。本実施形態の場合、分解室構成部７および排出室構成部８は、各中心軸が台座１２の回転中心軸を挟んだ対称位置に所定距離ずつ離間させられ、共に同じ径で構成されている。これら分解室構成部７および排出室構成部８は、例えば内壁面をＴａＣ（炭化タンタル）やＮｂＣ（炭化ニオブ）などの高融点金属炭化物にてコートした黒鉛等もしくは全体を高融点金属炭化物によって構成されている。なお、ここでいう高融点金属炭化物とは、ＳｉＣ単結晶２０の成長に用いられる温度（例えば２３００℃程度）でも溶融しない金属炭化物のことを意味している。
【００２０】
支持部９ａ、９ｂは、坩堝１０の中空部内に上下に２つ分かれて備えられている。一方の支持部９ａは、第２支持部に相当するものであり、坩堝１０の下端に配置されている。他方の支持部９ｂは、第１支持部に相当するものであり、中空部を台座１２が配置される空間と該空間よりも下方の空間とに仕切ることで台座１２が配置される空間にてＳｉＣ単結晶２０の成長空間１０ａを構成する。支持部９ａ、９ｂは、上記したように円盤状とされており、分解室構成部７および排出室構成部８と対応する位置に円形穴が形成されていて、各円形穴に分解室構成部７および排出室構成部８が接続されている。支持部９ａ、９ｂの外径は後述するように円筒状で構成された坩堝１０の内径と一致させられており、坩堝１０の内壁面において支持部９ａ、９ｂが隙間無く密着させられている。支持部９ａ、９ｂは、黒鉛などによって構成されており、支持部９ａ、９ｂのうち台座１２側に位置している支持部９ｂの台座１２側の表面のみＴａＣ（炭化タンタル）やＮｂＣ（炭化ニオブ）などの高融点金属炭化物にてコートしてある。もしくは、支持部９ｂのみ高融点金属炭化物によって構成してある。
【００２１】
坩堝１０は、円筒状部材で構成された反応容器を構成する部分であり、真空容器６の中心軸と同軸的に配置されている。この坩堝１０の中空部内における下方位置に分解室構成部７および排出室構成部８と支持部９ａ、９ｂが配置され、それよりも上方位置において台座１２が配置されている。そして、坩堝１０のうち支持部９ｂと台座１２との間に構成される空間を成長空間１０ａとしてＳｉＣ単結晶２０を結晶成長させる。この坩堝１０も黒鉛にて構成されているが、成長空間１０ａを構成する部分の内壁面、つまりＳｉＣ単結晶２０の成長表面よりも高温となる部分のみＴａＣ（炭化タンタル）やＮｂＣ（炭化ニオブ）などの高融点金属炭化物にてコートしてある。もしくは、坩堝１０のうち成長空間１０ａを構成する部分のみ高融点金属炭化物によって構成し、それよりも上方の部分や下方の部分については黒鉛によって構成している。
【００２２】
このように、分解室構成部７および排出室構成部８の内壁面や支持部９ｂの表面および坩堝１０のうち成長空間１０ａを構成する部分の内壁面を高融点金属炭化物でコートしたり、当該部分を高融点金属炭化物で構成している。このため、当該部分での熱エッチングが抑制可能となっている。
【００２３】
第２断熱材１１は、坩堝１０や台座１２の外周を囲む外周断熱材を構成するものであり、円筒状部材で構成され、真空容器６の中心軸と同軸的に配置されている。第２断熱材１１は、例えば黒鉛で構成されている。
【００２４】
台座１２は、坩堝１０の中心軸と同軸的に配置された板状部材で構成されており、例えば、台座１２は、黒鉛にて構成されている。この台座１２の下面に、種結晶５が貼り付けられ、種結晶５の表面にＳｉＣ単結晶２０を成長させる。台座１２は、成長させたい種結晶５の形状と対応する形状、例えば円盤形状で構成されている。また、台座１２の上面、つまり種結晶５が配置される面と反対側の面は、回転引上機構１３に備えられたパイプ状の支持シャフト１３ａに連結されている。
【００２５】
回転引上機構１３は、パイプ状の支持シャフト１３ａを介して台座１２の回転および引上げを行う。支持シャフト１３ａは、一端が台座１２のうちの種結晶５の貼付面と反対側の面に接続されており、他端が回転引上機構１３の本体に接続されている。この支持シャフト１３ａも、例えば黒鉛で構成される。このような構成により、支持シャフト１３ａと共に台座１２、種結晶５およびＳｉＣ単結晶２０の回転および引き上げが行え、ＳｉＣ単結晶２０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２０の成長に伴って、その成長表面の温度を常に成長に適した温度に調整できる。
【００２６】
また、支持シャフト１３ａの壁面には少なくとも１つのガス導入穴１３ｂが備えられており、このガス導入穴１３ｂを通じてＡｒなどの不活性ガスやＨ2などのエッチングガスを含むパージガスを導入できる構造とされている。
【００２７】
第１、第２加熱装置１４、１５は、加熱コイル（誘導加熱用コイルや直接加熱用コイル）によって構成され、真空容器６の周囲を囲むように配置されている。本実施形態の場合、第１、第２加熱装置１４、１５を誘導加熱用コイルによって構成している。これら第１、第２加熱装置１４、１５は、それぞれ独立して温度制御できるように構成されており、第１加熱装置１４は、坩堝１０の下方と対応した位置に配置され、第２加熱装置１５は、坩堝１０の上方の台座１２の配置場所と対応した位置に配置されている。したがって、第１加熱装置１４によって坩堝１０の下方部分の温度を制御することができ、第２加熱装置１５によって台座１２や種結晶５およびＳｉＣ単結晶２０の周囲の温度を制御することができる。
【００２８】
このような構造により、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１が構成されている。続いて、本実施形態にかかるＳｉＣ単結晶製造装置１を用いたＳｉＣ単結晶２０の製造方法について説明する。
【００２９】
まず、台座１２に種結晶５を取り付け、坩堝１０内に設置する。そして、第１、第２加熱装置１４、１５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３ａが再結晶化されることでＳｉＣ単結晶２０が成長しつつ、坩堝１０内の他の部分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。
【００３０】
また、真空容器６を所望圧力にしつつ、必要に応じてＡｒやＨｅなどの不活性ガスやＨ2やＨＣｌなどのエッチングガスを含むキャリアガスを導入しながら流入口２より分解室構成部７に原料ガス３ａを導入する。これにより、原料ガス３ａが図１中の矢印で示したように流動し、加熱された分解室構成部７にて加熱分解されてから種結晶５に供給され、種結晶５の表面上にＳｉＣ単結晶２０が成長させられる。また、原料ガス３ａのうちの未反応ガスについては、排出室構成部８を通じて流出口４よりＳｉＣ単結晶製造装置１の外部に排出される。そして、回転引上機構１３によって支持シャフト１３ａを介して台座１２や種結晶５およびＳｉＣ単結晶２０を回転させつつ、ＳｉＣ単結晶２０の成長レートに合せて引上げる。これにより、ＳｉＣ単結晶２０の成長表面の高さがほぼ一定に保たれ、成長表面温度の温度分布を制御性良く制御することが可能となるため、結晶性良くＳｉＣ単結晶２０を成長させることが可能となる。
【００３１】
また、原料ガス３ａを導入する分解室構成部７を台座１２の回転中心軸から所定距離離間して配置しており、かつ、回転引上機構１３によって台座１２を回転させながらＳｉＣ単結晶２０を成長させているため、原料ガス３ａがＳｉＣ単結晶２０の成長面に均一に供給される。したがって、ＳｉＣ単結晶２０を面内で均一な成長速度で成長させることが可能となる。
【００３２】
このとき、原料ガス３ａと共に流されるキャリアガス中にＨ2などのエッチングガスを含んでいることから、原料ガス３ａの流動経路中において黒鉛製の部材が露出していると熱エッチングされてしまう。しかしながら、原料ガス３ａの流動経路を構成している分解室構成部７、排出室構成部８、支持部９ｂの表面および坩堝１０のうちのＳｉＣ単結晶２０の成長空間１０ａを構成している部分の内壁面を高融点金属炭化物でコートしている。もしくは、これらの部分を高融点金属炭化物で構成している。このため、これらの表面が熱エッチングされることを抑制することが可能となる。
【００３３】
また、支持シャフト１３ａの壁面に形成したガス導入穴１３ｂを通じてＡｒやＨ2などのパージガスが導入されることから、台座１２よりも上方には原料ガス３ａが流動せず、台座１２よりも上方の比較的低温となる部分にＳｉＣ多結晶が生成されることを抑制できる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態におけるＳｉＣ単結晶製造装置１では、原料ガス３ａの流動経路を構成している分解室構成部７、排出室構成部８、支持部９ｂの表面および坩堝１０のうちのＳｉＣ単結晶２０の成長空間１０ａを構成している部分の内壁面を高融点金属炭化物でコートしている。もしくは、これらの部分を高融点金属炭化物によって構成している。これにより、原料ガス３ａの流動経路での黒鉛製の部材の熱エッチングを抑制することが可能となり、長時間の結晶成長によってＳｉＣ単結晶２０を成長させることができる。
【００３５】
そして、高融点金属炭化物によってコートする部分もしくは高融点金属炭化物によって構成する部分を黒鉛製の部材の一部、具体的には原料ガス３ａの流動経路を構成している部分のみとしている。このため、特許文献１のように分解室に相当するガス加熱容器を成長結晶の成長面の表面積よりも大きくしたり、結晶成長容器をガス加熱容器の外周を囲むように形成して排出路を構成する場合と比べて、ガス流入流出経路を構成する壁面の表面積を小さくできる。したがって、高融点金属炭化物によってコートする部分の面積を小さくでき、高融点金属炭化物の必要量を少なくできて、製造コストを低減することが可能となる。
【００３６】
また、高融点金属炭化物によってコートする原料ガス３ａの流動経路を構成している分解室構成部７や排出室構成部８を台座１２よりも小径とすること、つまり水平方向の断面積を成長結晶となるＳｉＣ単結晶２０の成長面の表面積よりも小さくしている。このため、より高融点金属炭化物によってコートする部分の面積を小さくでき、高融点金属炭化物の必要量を少なくできて、製造コストを低減することが可能となる。さらに、分解室構成部７や排出室構成部８などについては、黒鉛の表面に高融点金属炭化物のコートした構成とするのではなく、高融点金属炭化物のみで構成することもできるが、その場合でも上記と同様の効果を得ることができる。
【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実施形態に対して分解室構成部７および排出室構成部８などの構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００３８】
図２に示すように、本実施形態では、支持部９ａ、９ｂの間に中間断熱材１６を配置している。中間断熱材１６は、支持部９ａ側と支持部９ｂ側の間を断熱し、支持部９ｂ側（成長空間１０ａ側）を高温とし、成長空間１０ａから離れると成長空間１０ａ内の温度よりも低温となるようにする。具体的には、中間断熱材１６は、分解室構成部７および排出室構成部８と対応する位置において円形穴が形成されており、各円形穴に分解室構成部７および排出室構成部８が挿通させられている。
【００３９】
分解室構成部７は、下方に位置している支持部９ａまで延設されており、中間断熱材１６から上方の内壁面のみが高融点金属炭化物によってコートされた構成、もしくは高融点金属炭化物によって構成されている。排出室構成部８は、中間断熱材１６と支持部９ｂとの間にのみ形成されており、内壁面が高融点金属炭化物によってコートされた構成、もしくは高融点金属炭化物によって構成されている。また、中間断熱材１６よりも下方において、水平方向の断面積が排出室構成部８よりも広くされた排出空間１７が構成されており、より原料ガス３ａのうちの未反応ガスが排出され易くなるようにしてある。
【００４０】
このように、分解室構成部７や排出室構成部８のうち内壁面が高融点金属炭化物によってコートされる部分、もしくは高融点金属炭化物によって構成される部分を少なくするために、支持部９ａ、９ｂの間に中間断熱材１６を配置するようにしても良い。これにより、より高融点金属炭化物の必要量を低減することができ、更に製造コストを低減することが可能となる。
【００４１】
また、排出室構成部８を成長空間１０ａから中間断熱材１６の位置まで形成し、それよりも下方においては排出室構成部８よりも水平方向の断面積が広くされた排出空間１７が構成されるようにしている。成長空間１０ａから離れると、徐々に低温化されるため、ＳｉＣ多結晶が生成される可能性があるが、排出室構成部８の断面積が小さくしてあることから、排出口構成部８へのＳｉＣ多結晶の付着によって閉塞してしまう可能性がある。しかしながら、本実施形態のように、排出室構成部８を短くして排出空間１７を構成するようにすれば、ＳｉＣ多結晶が生成されたとしても、排出室構成部８がＳｉＣ多結晶によって閉塞されてしまうことを抑制することが可能となる。
【００４２】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対して分解室構成部７および排出室構成部８などの構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４３】
図３に示すように、本実施形態では、分解室構成部７よりも排出室構成部８の径を大きくして分解室構成部７および排出室構成部８を同軸的に配置、つまり分解室構成部７の外周を囲むように排出室構成部８を配置している。これにより、分解室の周囲に排出室が構成されるようにしている。このように、分解室の外周を囲むように排出室が配置されていても良い。
【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。本実施形態も、第１実施形態に対して分解室構成部７および排出室構成部８や支持部９ｂなどの構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４５】
図４に示すように、本実施形態では、支持部９ｂを下方から上方に向かって、つまり分解室構成部７から台座１２側に向かって徐々に内径が広がるテーパ形状としている。これにより、成長空間１０ａが上方に向かうほど径が大きくなるようにしている。
【００４６】
また、分解室構成部７と排出室構成部８については第３実施形態と同様に、分解室構成部７よりも排出室構成部８の径を大きくして分解室構成部７および排出室構成部８を同軸的に配置、つまり分解室構成部７の外周を囲むように排出室構成部８を配置している。これにより、分解室の周囲に排出室が構成されるようにしている。
【００４７】
さらに、第２実施形態と同様に、支持部９ａ、９ｂの間に中間断熱材１６を配置しており、支持部９ａ側と支持部９ｂ側の間を断熱することで、支持部９ｂ側を高温とし、成長空間１０ａから離れると成長空間１０ａ内の温度よりも低温となる構造としている。具体的には、中間断熱材１６は、排出室構成部８と対応する位置において円形穴が形成されており、円形穴に排出室構成部８が挿通させられている。分解室構成部７は、下方に位置している支持部９ａまで延設されており、中間断熱材１６から上方の内壁面のみが高融点金属炭化物によってコートされた構成、もしくは高融点金属炭化物によって構成されている。排出室構成部８は、中間断熱材１６と支持部９ｂとの間にのみ形成されており、内壁面が高融点金属炭化物によってコートされた構成、もしくは高融点金属炭化物によって構成されている。また、中間断熱材１６よりも下方において、水平方向の断面積が排出室構成部８よりも広くされた排出空間１７が構成されており、より原料ガス３ａのうちの未反応ガスが排出され易くなるようにしてある。
【００４８】
このような構成とすることで、第１〜第３実施形態で説明した効果を得ることができる。さらに支持部９ｂをテーパ形状とすることで、坩堝１０の内壁面を高融点金属炭化物でコートする必要がなくなるか、もしくは、狭い面積のみのコートで済むようにできる。したがって、より高融点金属炭化物の必要量を少なくできて、製造コストを低減することが可能となる。
【００４９】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００５０】
例えば、第１、第２実施形態では、分解室構成部７および排出室構成部８を共に台座１２の回転中心軸からずらした位置に配置したが、これらいずれかの中心軸を台座１２の回転中心軸上に一致させても良い。また、第１、第２実施形態において、分解室構成部７および排出室構成部８を同一の径ではなく異なる径として構成しても良い。また、第３実施形態についても、分解室構成部７および排出室構成部８を台座１２の回転中心軸からずらした位置に配置したが、これらの中心軸を台座１２の回転中心軸と一致させても良い。
【００５１】
また、上記各実施形態では、坩堝１０を中空部を有する円筒形状としたが、円筒形状に限るものではなく、筒形状であれば良く、支持部９ａ、９ｂのいずれかと一体化した構造や、複数に分割された構造であっても良い。その場合、例えば坩堝１０を支持部９ｂよりも下方と支持部９ｂから上方とに分割し、下方側を支持部９ａと一体化しつつ、上方側を支持部９ｂと一体化した構造とされていても良い。
【００５２】
また、支持部９ａ、９ｂと分解室構成部７や排出室構成部８などを任意の組み合わせで一体化した構造としても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１          ＳｉＣ単結晶製造装置
５          種結晶
７          分解室構成部
８          排出室構成部
９ａ、９ｂ  支持部
１０        坩堝
１０ａ      成長空間
１２        台座
１４、１５  加熱装置
１６        中間断熱材
１７        排出空間
２０        ＳｉＣ単結晶
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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