(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂面と、前記頂面と反対側の底面と、前記頂面と前記底面との間に位置する筒状の側面とを有する坩堝と、
前記底面に対面して設けられた第１抵抗ヒータと、
前記側面を取り囲むように構成された第２抵抗ヒータと、
前記底面が前記第１抵抗ヒータから離間し、かつ前記側面が前記第２抵抗ヒータから離間するように、前記坩堝を支持する支持部とを備え、
前記支持部は、前記頂面および前記側面の少なくとも一方に接し、かつ前記底面側に設けられていない、炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項２】
前記第２抵抗ヒータは、前記頂面から前記底面に向かう方向において、前記頂面側に位置する第１面と、前記底面側に位置する第２面とを有し、
前記支持部は、前記側面に接し、かつ前記第１面に対面するように設けられている、請求項１に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項３】
前記第２面は、前記頂面から前記底面に向かう方向において、前記底面と前記頂面との間に位置する、請求項２に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項４】
前記第２抵抗ヒータは、前記頂面から前記底面に向かう方向において、前記頂面側に位置する第１面と、前記底面側に位置する第２面とを有し、
前記支持部は、前記側面に接し、かつ前記第２面に対面するように設けられている、請求項１に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項５】
前記支持部は、前記側面の全周囲に接する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項６】
前記支持部は、前記頂面に接する、請求項１に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項７】
前記底面に平行な方向に沿って見た場合、前記第１抵抗ヒータの幅は、前記坩堝の内部空間の幅よりも大きい、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項８】
前記頂面に対面し、かつ前記頂面から離間して設けられた第３抵抗ヒータをさらに備える、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項９】
前記炭化珪素単結晶は昇華法により製造可能に構成されている、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の炭化珪素単結晶の製造装置。
【請求項１０】
昇華法による炭化珪素単結晶の製造装置であって、
頂面と、前記頂面と反対側の底面と、前記頂面と前記底面との間に位置する筒状の側面とを有する坩堝と、
前記底面に対面して設けられた第１抵抗ヒータと、
前記側面を取り囲むように構成された第２抵抗ヒータと、
前記頂面に対面して設けられた第３抵抗ヒータと、
前記底面が前記第１抵抗ヒータから離間し、前記側面が前記第２抵抗ヒータから離間し、かつ前記頂面が前記第３抵抗ヒータから離間するように、前記坩堝を支持する支持部とを備え、
前記第２抵抗ヒータは、前記頂面から前記底面に向かう方向において、前記頂面側に位置する第１面と、前記底面側に位置する第２面とを有し、
前記第１面は、前記支持部に対面するように設けられており、
前記底面に平行な方向に沿って見た場合、前記第１抵抗ヒータの幅は、前記坩堝の内部空間の幅よりも大きく、
前記支持部は、前記側面の全周囲に接し、かつ前記底面側に設けられておらず、
前記第２抵抗ヒータの前記第２面は、前記頂面から前記底面に向かう方向において、前記底面と前記頂面との間に位置する、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、炭化珪素単結晶の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高耐圧化、低損失化などを可能とするため、半導体装置を構成する材料としての炭化珪素の採用が進められている。
【０００３】
特表２０１２−５１０９５１号公報（特許文献１）には、黒鉛製の坩堝を用いて昇華法により炭化珪素単結晶を製造する方法が記載されている。当該坩堝の上側および下側の各々には抵抗ヒータが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１２−５１０９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一態様の目的は、坩堝の温度の面内均一性を向上可能な炭化珪素単結晶の製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る炭化珪素単結晶の製造装置は、坩堝と、第１抵抗ヒータと、第２抵抗ヒータと、支持部とを備える。坩堝は、頂面と、頂面と反対側の底面と、頂面と底面との間に位置する筒状の側面とを有する。第１抵抗ヒータは、底面に対面して設けられている。第２抵抗ヒータは、側面を取り囲むように構成されている。支持部は、底面が第１抵抗ヒータから離間し、かつ側面が第２抵抗ヒータから離間するよう設けられている。支持部は、頂面および側面の少なくとも一方に接する。
【０００７】
本発明の一態様に係る炭化珪素単結晶の製造装置は、昇華法による炭化珪素単結晶の製造装置であって、坩堝と、第１抵抗ヒータと、第２抵抗ヒータと、第３抵抗ヒータと、支持部とを備える。坩堝は、頂面と、頂面と反対側の底面と、頂面と底面との間に位置する筒状の側面とを有する。第１抵抗ヒータは、底面に対面して設けられている。第２抵抗ヒータは、側面を取り囲むように構成されている。第３抵抗ヒータは、頂面に対面して設けられている。支持部は、底面が第１抵抗ヒータから離間し、側面が第２抵抗ヒータから離間し、かつ頂面が第３抵抗ヒータから離間するように、坩堝を支持する。第２抵抗ヒータは、頂面から底面に向かう方向において、頂面側に位置する第１面と、底面側に位置する第２面とを有する。第１面は、支持部に対面するように設けられている。底面に平行な方向に沿って見た場合、第１抵抗ヒータの幅は、坩堝の内部空間の幅よりも大きい。支持部は、側面の全周囲に接する。第２抵抗ヒータの第２面は、頂面から底面に向かう方向において、底面と頂面との間に位置する。
【発明の効果】
【０００８】
上記によれば、坩堝の温度の面内均一性を向上可能な炭化珪素単結晶の製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置の構成を示す縦断面模式図である。
【図２】第２抵抗ヒータの構成を示す斜視模式図である。
【図３】第２抵抗ヒータおよび電極の構成を示す平面模式図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視横断面模式図であり、第１抵抗ヒータおよび電極の構成を示す図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿った矢視横断面模式図であり、第３抵抗ヒータおよび電極の構成を示す図である。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視横断面模式図であり、支持部および台座の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置の第１変形例の構成を示す縦断面模式図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置の第２変形例の構成を示す縦断面模式図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置の第３変形例の構成を示す縦断面模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置の第４変形例の構成を示す縦断面模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置の第５変形例の構成を示す縦断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。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番号を付し、その説明は繰返さない。また、本明細書中の結晶学的記載においては、個別方位を［］、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示している。また、負の指数については、結晶学上、”−”（バー）を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。
【００１１】
抵抗ヒータを用いて坩堝を加熱する場合、坩堝に電流が流れることを防止するため、抵抗ヒータは坩堝から離間して設けられる。坩堝を抵抗ヒータから離間して支持するために、坩堝の底面側に支持部を設け、当該支持部に坩堝を載せて坩堝を支持することが考えられる。しかしながら、坩堝の底面側に支持部を配置すると、当該支持部を避けるように抵抗ヒータを配置する必要がある。そのため、坩堝の底面と平行な面内における坩堝の温度を均一に維持することが困難になる。
【００１２】
そこで発明者らは、坩堝の頂面および側面の少なくとも一方に接して支持部を設けることを考え出した。これにより、坩堝の底面側に支持部を設ける必要がないため、坩堝の底面に対面して設けられた抵抗ヒータによって坩堝の底面を均一に加熱することができる。結果として、坩堝の温度の面内均一性を向上することができる。なお、面内とは、坩堝の底面に平行な面内のことを意味する。
［本発明の実施形態の説明］
以下、本発明の実施態様を列記して説明する。
【００１３】
（１）本発明の一態様に係る炭化珪素単結晶の製造装置は、坩堝と、第１抵抗ヒータと、第２抵抗ヒータと、支持部とを備える。坩堝は、頂面と、頂面と反対側の底面と、頂面と底面との間に位置する筒状の側面とを有する。第１抵抗ヒータは、底面に対面して設けられている。第２抵抗ヒータは、側面を取り囲むように構成されている。支持部は、底面が第１抵抗ヒータから離間し、かつ側面が第２抵抗ヒータから離間するように坩堝を支持している。支持部は、頂面および側面の少なくとも一方に接する。これにより、坩堝の温度の面内均一性を向上することができる。結果として、炭化珪素単結晶の結晶品質を向上することができる。
【００１４】
（２）上記（１）に係る炭化珪素単結晶の製造装置において好ましくは、第２抵抗ヒータは、頂面から底面に向かう方向において、頂面側に位置する第１面と、底面側に位置する第２面とを有する。支持部は、側面に接し、かつ第１面に対面するように設けられている。これにより、支持部が第２抵抗ヒータにより加熱されるので、坩堝の熱が支持部を通って逃げることを抑制することができる。それゆえ、坩堝の温度の面内均一性をさらに向上することができる。
【００１５】
（３）上記（２）に係る炭化珪素単結晶の製造装置において好ましくは、第２面は、頂面から底面に向かう方向において、底面と頂面との間に位置する。これにより、第２抵抗ヒータにより坩堝の底面付近を過度に加熱することにより、坩堝の温度の面内均一性が劣化することを抑制することができる。
【００１６】
（４）上記（１）に係る炭化珪素単結晶の製造装置において好ましくは、第２抵抗ヒータは、頂面から底面に向かう方向において、頂面側に位置する第１面と、底面側に位置する第２面とを有する。支持部は、側面に接し、かつ第２面に対面するように設けられている。これにより、支持部が第２抵抗ヒータにより加熱されるので、坩堝の熱が支持部を通って逃げることを抑制することができる。それゆえ、坩堝の温度の面内均一性をさらに向上することができる。
【００１７】
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに係る炭化珪素単結晶の製造装置において好ましくは、支持部は、側面の全周囲に接する。これにより、坩堝の温度の面内均一性をさらに向上することができる。
【００１８】
（６）上記（１）に係る炭化珪素単結晶の製造装置において好ましくは、支持部は、頂面に接する。これにより、第１抵抗ヒータおよび第２抵抗ヒータに電力を供給するための配線の配置の自由度を高めることができる。
【００１９】
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに係る炭化珪素単結晶の製造装置において好ましくは、底面に平行な方向に沿って見た場合、第１抵抗ヒータの幅は、坩堝の内部空間の幅よりも大きい。これにより、坩堝の底面の温度の面内均一性をさらに向上することができる。
【００２０】
（８）上記（１）〜（７）のいずれかに係る炭化珪素単結晶の製造装置において好ましくは、頂面に対面し、かつ頂面から離間して設けられた第３抵抗ヒータをさらに備える。これにより、種結晶の温度を精度良く制御することができる。
【００２１】
（９）上記（１）〜（８）のいずれかに係る炭化珪素単結晶の製造装置において好ましくは、炭化珪素単結晶は昇華法により製造可能に構成されている。これにより、昇華法により製造される炭化珪素単結晶の結晶品質の均一性を向上することができる。
【００２２】
（１０）本発明の一態様に係る炭化珪素単結晶の製造装置は、昇華法による炭化珪素単結晶の製造装置であって、坩堝と、第１抵抗ヒータと、第２抵抗ヒータと、第３抵抗ヒータと、支持部とを備える。坩堝は、頂面と、頂面と反対側の底面と、頂面と底面との間に位置する筒状の側面とを有する。第１抵抗ヒータは、底面に対面して設けられている。第２抵抗ヒータは、側面を取り囲むように構成されている。第３抵抗ヒータは、頂面に対面して設けられている。支持部は、底面が第１抵抗ヒータから離間し、側面が第２抵抗ヒータから離間し、かつ頂面が第３抵抗ヒータから離間するように、坩堝を支持する。第２抵抗ヒータは、頂面から底面に向かう方向において、頂面側に位置する第１面と、底面側に位置する第２面とを有する。第１面は、支持部に対面するように設けられている。底面に平行な方向に沿って見た場合、第１抵抗ヒータの幅は、坩堝の内部空間の幅よりも大きい。支持部は、側面の全周囲に接する。第２抵抗ヒータの第２面は、頂面から底面に向かう方向において、底面と頂面との間に位置する。これにより、坩堝の温度の面内均一性をさらに向上することができる。
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００の構成について説明する。
【００２３】
図１に示されるように、本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００は、昇華法によって炭化珪素単結晶を製造するための装置であって、坩堝５と、第１抵抗ヒータ１と、第２抵抗ヒータ２と、第３抵抗ヒータ３と、支持部４と、断熱材６を主に有している。坩堝５は、頂面５ａ１と、頂面５ａ１と反対側の底面５ｂ２と、頂面５ａ１と底面５ｂ２との間に位置する筒状の側面５ｂ１とを有する。側面５ｂ１は、たとえば円筒形状を有する。坩堝５は、種結晶１１を保持可能に構成された台座５ａと、炭化珪素原料１２を収容可能に構成された収容部５ｂとを有する。台座５ａは、種結晶１１の裏面１１ａと接する種結晶保持面５ａ２と、種結晶保持面５ａ２と反対側の頂面５ａ１とを有する。台座５ａが頂面５ａ１を構成する。収容部５ｂは、底面５ｂ２を構成する。側面５ｂ１は、台座５ａと収容部５ｂとにより構成されている。坩堝５内において、炭化珪素原料１２を昇華させ、種結晶１１の表面１１ｂ上に再結晶させることにより、炭化珪素単結晶が種結晶１１の表面１１ｂ上に成長する。つまり、炭化珪素単結晶は昇華法によって製造可能に構成されている。
【００２４】
第１抵抗ヒータ１は、坩堝５の底面５ｂ２に対面して設けられている。第１抵抗ヒータ１は、底面５ｂ２から離間している。第１抵抗ヒータ１は、底面５ｂ２と対面する上面１ａと、上面１ａと反対側の下面１ｂとを有する。第２抵抗ヒータ２は、坩堝５の側面５ｂ１を取り囲むように構成されている。第２抵抗ヒータ２は、側面５ｂ１から離間している。第２抵抗ヒータは、底面５ｂ２から頂面５ａ１に向かう方向において、頂面５ａ１側に位置する第１面２ａと、底面５ｂ２側に位置する第２面２ｂと、側面５ｂ１に対面する第３面２ｃと、第３面２ｃとは反対側の第４面２ｄとを含む。好ましくは、第２抵抗ヒータ２の第２面２ｂは、頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向において、底面５ｂ２と頂面５ａ１との間に位置する。第３抵抗ヒータ３は、頂面５ａ１に対面して設けられている。第３抵抗ヒータ３は、頂面５ａ１から離間している。
【００２５】
図１および図２に示されるように、第２抵抗ヒータ２は、坩堝５の頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向に沿って延在する第１部分１ｘと、底面５ｂ２側において第１部分１ｘと連続して設けられ、かつ側面５ｂ１の周方向に沿って延在する第２部分２ｘと、第２部分２ｘと連続して設けられ、かつ底面５ｂ２から頂面５ａ１に向かう方向に沿って延在する第３部分３ｘと、頂面５ａ１側において第３部分３ｘと連続して設けられ、かつ側面５ｂ１の周方向に沿って延在する第４部分４ｘとを有する。第１部分１ｘと、第２部分２ｘと、第３部分３ｘと、第４部分４ｘとが、ヒータユニット１０ｘを構成する。第２抵抗ヒータ２は、複数のヒータユニット１０ｘが連続して設けられて環状に構成されている。
【００２６】
図３に示されるように、頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向に沿って見た場合、第２抵抗ヒータ２は、側面５ｂ１を取り囲むように設けられ、環状を有している。第２抵抗ヒータ２の第４面２ｄに接して一組の電極７が設けられている。頂面５ａ１に対して垂直な方向に沿って見た場合、一組の電極７と、頂面５ａ１の中心とは、一直線上に設けられていてもよい。一組の電極７には第２電源７ａが接続されている。第２電源７ａは、第２抵抗ヒータ２に電力を供給可能に構成されている。好ましくは、第２抵抗ヒータ２は、並列回路を構成する。
【００２７】
図４に示されるように、頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向に沿って見た場合、第１抵抗ヒータ１は、旋回するにつれて中心から遠ざかる２つの曲線が当該中心で合流する形状を有する。好ましくは、第１抵抗ヒータ１は、フェルマーの螺旋形状を有する。第１抵抗ヒータ１の両端に一組の電極８が接続されている。一組の電極８には第１電源８ａが接続されている。第１電源８ａは、第１抵抗ヒータ１に電力を供給可能に構成されている。底面５ｂ２に対して平行な方向に沿って見た場合、第１抵抗ヒータ１の幅Ｗ１は、坩堝５の内部の幅Ｗ２（図１参照）よりも大きく、好ましくは、底面５ｂ２の幅よりも大きい。第１抵抗ヒータ１の幅Ｗ１は、電極８を含まないように計測される。
【００２８】
図５に示されるように、頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向に沿って見た場合、第３抵抗ヒータ３は、旋回するにつれて中心から遠ざかる２つの曲線が当該中心で合流する形状を有する。好ましくは、第３抵抗ヒータ３は、フェルマーの螺旋形状を有する。第３抵抗ヒータ３の両端に一組の電極１４が接続されている。一組の電極１４には第３電源１４ａが接続されている。第３電源１４ａは、第３抵抗ヒータ３に電力を供給可能に構成されている。頂面５ａ１に対して平行な方向に沿って見た場合、第３抵抗ヒータ３の幅は、頂面５ａ１の幅よりも小さい。第３抵抗ヒータ３の幅は、電極１４を含まないように計測される。
【００２９】
図１に示されるように、支持部４は、第１支持部４ａと、第２支持部４ｂと、台部４ｃとを有していてもよい。坩堝５の台座５ａは、収容部５ｂの側面５ｂ１よりも外側に突出する突起部５ａ３を有していてもよい。好ましくは、突起部５ａ３は、台座５ａの側面５ｂ１の全周囲に設けられている。好ましくは、第１支持部４ａの側壁４ａ１は、開口部を形成する。坩堝５の収容部５ｂが、開口部の上方から開口部内を通過するように下される。台座５ａの突起部５ａ３は、第１支持部４ａの側壁４ａ１に接する。坩堝５の突起部５ａ３が、第１支持部４ａの側壁４ａ１に引っかかることで、坩堝５が第１支持部４ａに支持される。頂面５ａ１に平行な方向に沿って見た場合、第１支持部４ａの側壁４ａ１は、頂面５ａ１に対して傾斜していてもよい。
【００３０】
第１支持部４ａは、坩堝５の底面５ｂ２が第１抵抗ヒータ１から離間し、側面５ｂ１が第２抵抗ヒータ２から離間するように、坩堝５を支持している。好ましくは、第１支持部４ａは、底面５ｂ２が第１抵抗ヒータ１から離間し、側面５ｂ１が第２抵抗ヒータ２から離間し、かつ頂面５ａ１が第３抵抗ヒータ３から離間するように、坩堝５を支持する。
【００３１】
第１支持部４ａは、台座５ａの側面５ｂ１に接する。好ましくは、第１支持部４ａは、坩堝５とは別体で構成されている。つまり、坩堝５は、第１支持部４ａから取り外し可能に構成されている。第１支持部４ａは、坩堝５の頂面５ａ１と平行な方向に延在していてもよい。好ましくは、第２抵抗ヒータ２の第１面２ａは、第１支持部４ａに対面するように設けられている。底面５ｂ２に対して垂直な方向に沿って見た場合、第１支持部４ａは、第２抵抗ヒータと重なるように設けられていてもよい。
【００３２】
図６に示されるように、第１支持部４ａは、坩堝５の側面５ｂ１の全周囲に接していることが好ましい。頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向に沿って見た場合、第１支持部４ａは、台座５ａの突起部５ａ３を取り囲むように設けられている。頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向に沿って見た場合、第１支持部４ａは、リング形状を有する。第１支持部４ａは、台座５ａの突起部５ａ３の周囲の一部にのみ接していてもよい。頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向に沿って見た場合、第１支持部４ａの側壁４ａ１は、円形の開口部を形成していてもよい。
【００３３】
図１に示されるように、第２支持部４ｂは、第１支持部４ａと接して第１支持部４ａを支持する。第２支持部４ｂは、坩堝５の頂面５ａ１から底面５ｂ２に沿った方向と平行な方向に延在し、第１支持部４ａと台部４ｃとを繋いでいる。第２支持部４ｂは、第２抵抗ヒータ２の第４面２ｄと、第１抵抗ヒータ１の側面１ｃとに対面して設けられている。第２支持部４ｂは、第２抵抗ヒータ２と断熱材６との間に設けられている。好ましくは、頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向に沿って見た場合、第２支持部４ｂは、第２抵抗ヒータ２と第１抵抗ヒータ１とを取り囲むように設けられている。台部４ｃは、第１抵抗ヒータ１と断熱材６との間に設けられている。台部４ｃは、第１抵抗ヒータ１の下面１ｂに対面し、かつ断熱材６の下面６ｂに接する。台部４ｃは、第２支持部４ｂを支持している。第２支持部４ｂは、直接、断熱材６の下面６ｂに接していてもよい。断熱材６は、坩堝５と、第１抵抗ヒータ１と、第２抵抗ヒータ２と、第３抵抗ヒータ３と、支持部４とを収容する。
【００３４】
なお、坩堝５、第１抵抗ヒータ１、第２抵抗ヒータ２、第３抵抗ヒータ３、支持部４および断熱材６の各々は、たとえば炭素により構成されており、好ましくは黒鉛により構成されている。電極７、８、１４の各々は、たとえば炭素（好ましくは黒鉛）により構成されていてもよいし、銅などの金属により構成されていてもよい。断熱材６は、フェルトのように繊維状の炭素が集まって構成されていてもよい。断熱材６の炭素密度は、支持部４の炭素密度よりも低くてもよい。
【００３５】
次に、本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００の第１変形例の構成について説明する。
【００３６】
図７に示されるように、坩堝５の底面５ｂ２側の側面５ｂ１に、第１支持部４ａが設けられていてもよい。収容部５ｂは、台座５ａの側面５ｂ１よりも外側に突出する突起部５ｂ３を有していてもよい。好ましくは、突起部５ｂ３は、収容部５ｂの側面５ｂ１の全周囲に設けられている。好ましくは、第１支持部４ａの側壁４ａ１は、開口部を形成する。台座５ａの突起部５ｂ３は、第１支持部４ａの側壁４ａ１に接する。坩堝５の突起部５ｂ３が、第１支持部４ａの側壁４ａ１に引っかかることで、坩堝５が第１支持部４ａに支持される。底面５ｂ２に平行な方向に沿って見た場合、第１支持部４ａの側壁４ａ１は、底面５ｂ２に対して傾斜していてもよい。
【００３７】
第１支持部４ａは、坩堝５の収容部５ｂの側面５ｂ１に接する。第１支持部４ａは、底面５ｂ２と平行な方向に延在している。好ましくは、第２抵抗ヒータ２の第２面２ｂは、第１支持部４ａに対面するように設けられている。底面５ｂ２に対して垂直な方向に沿って見た場合、第１支持部４ａは、第２抵抗ヒータと重なるように設けられていてもよい。
【００３８】
図７に示されるように、第２支持部４ｂは、第１抵抗ヒータ１に対面して設けられていてもよい。第２支持部４ｂは、第１抵抗ヒータ１と断熱材６との間に設けられている。好ましくは、頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向に沿って見た場合、第２支持部４ｂは、第１抵抗ヒータ１を取り囲むように設けられている。
【００３９】
次に、本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００の第２変形例の構成について説明する。
【００４０】
図８に示されるように、第２支持部４ｂは、収容部５ｂの側面５ｂ１に接する第１支持部４ａと断熱材６の上面６ａとを繋ぎ、第１支持部４ａを介して坩堝５を吊下げていてもよい。第２支持部４ｂは、第２抵抗ヒータ２の第４面２ｄと、第３抵抗ヒータ３の側面とに対面して設けられている。好ましくは、頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向に沿って見た場合、第２支持部４ｂは、第２抵抗ヒータ２と第３抵抗ヒータ３とを取り囲むように設けられている。
【００４１】
次に、本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００の第３変形例の構成について説明する。
【００４２】
図９に示されるように、第１支持部４ａは、坩堝５の頂面５ａ１に接していてもよい。第１支持部４ａは、頂面５ａ１と断熱材６の上面６ａとを繋ぎ、坩堝５を吊下げていてもよい。第１支持部４ａは、第３抵抗ヒータ３の側面に対面して設けられている。好ましくは、頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向に沿って見た場合、第１支持部４ａは、第３抵抗ヒータ３を取り囲むように設けられている。好ましくは、第１支持部４ａは、側面５ｂ１に沿って延在するように設けられている。
【００４３】
次に、本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００の第４変形例の構成について説明する。
【００４４】
図１０に示されるように、第１支持部４ａは、坩堝５の頂面５ａ１の全面に接していてもよい。第３抵抗ヒータ３は、設けられていなくてもよい。第１支持部４ａは、頂面５ａ１の中央に接し、かつ外周に接しないように設けられていてもよい。第１支持部４ａは、頂面５ａ１の中央と断熱材６の上面６ａとを繋ぎ、坩堝５を吊下げていてもよい。
【００４５】
次に、本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００の第５変形例の構成について説明する。
【００４６】
図１１に示されるように、第２支持部４ｂは、台座５ａの側面５ｂ１に接する第１支持部４ａと断熱材６の上面６ａとを繋ぎ、第１支持部４ａを介して坩堝５を吊下げていてもよい。第２支持部４ｂは、第２抵抗ヒータ２の第４面２ｄに対面せず、第３抵抗ヒータ３の側面に対面して設けられている。好ましくは、頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向に沿って見た場合、第２支持部４ｂは、第３抵抗ヒータ３を取り囲むように設けられている。
【００４７】
以上のように、第１支持部４ａは、坩堝５の頂面５ａ１および側面５ｂ１の少なくとも一方に接して設けられている。つまり、第１支持部４ａは、頂面５ａ１および側面５ｂ１の一方にのみ接して坩堝５を支持していてもよいし、頂面５ａ１および側面５ｂ１の双方に接して坩堝５を支持していてもよい。
【００４８】
次に、本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置の作用効果について説明する。
本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００によれば、坩堝５と、第１抵抗ヒータ１と、第２抵抗ヒータ２と、第１支持部４ａとを有する。坩堝５は、頂面５ａ１と、頂面５ａ１と反対側の底面５ｂ２と、頂面５ａ１と底面５ｂ２との間に位置する筒状の側面５ｂ１とを有する。第１抵抗ヒータ１は、底面５ｂ２に対面して設けられている。第２抵抗ヒータ２は、側面５ｂ１を取り囲むように構成されている。第１支持部４ａは、底面５ｂ２が第１抵抗ヒータ１から離間し、かつ側面５ｂ１が第２抵抗ヒータ２から離間するよう坩堝５を支持している。第１支持部４ａは、頂面５ａ１および側面５ｂ１の少なくとも一方に接する。これにより、坩堝５の温度の面内均一性を向上することができる。結果として、炭化珪素単結晶の結晶品質を向上することができる。
【００４９】
また本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００によれば、第２抵抗ヒータ２は、頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向において、頂面５ａ１側に位置する第１面２ａと、底面５ｂ２側に位置する第２面２ｂとを有する。第１支持部４ａは、側面５ｂ１に接し、かつ第１面２ａに対面するように設けられている。これにより、第１支持部４ａが第２抵抗ヒータ２により加熱されるので、坩堝５の熱が第１支持部４ａを通って逃げることを抑制することができる。それゆえ、坩堝５の温度の面内均一性をさらに向上することができる。
【００５０】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００によれば、第２面２ｂは、頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向において、底面５ｂ２と頂面５ａ１との間に位置する。これにより、第２抵抗ヒータ２により坩堝５の底面５ｂ２付近を過度に加熱することにより、坩堝５の温度の面内均一性が劣化することを抑制することができる。
【００５１】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００によれば、第２抵抗ヒータ２は、頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向において、頂面５ａ１側に位置する第１面２ａと、底面５ｂ２側に位置する第２面２ｂとを有する。第１支持部４ａは、側面５ｂ１に接し、かつ第２面２ｂに対面するように設けられている。これにより、第１支持部４ａが第２抵抗ヒータ２により加熱されるので、坩堝５の熱が第１支持部４ａを通って逃げることを抑制することができる。それゆえ、坩堝５の温度の面内均一性をさらに向上することができる。
【００５２】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００によれば、第１支持部４ａは、側面５ｂ１の全周囲に接する。これにより、坩堝５の温度の面内均一性をさらに向上することができる。
【００５３】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００によれば、第１支持部４ａは、頂面５ａ１に接する。これにより、第１抵抗ヒータ１および第２抵抗ヒータ２に電力を供給するための配線の配置の自由度を高めることができる。
【００５４】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００によれば、底面５ｂ２に平行な方向に沿って見た場合、第１抵抗ヒータ１の幅Ｗ１は、坩堝５の内部空間の幅Ｗ２よりも大きい。これにより、坩堝５の底面５ｂ２の温度の面内均一性をさらに向上することができる。
【００５５】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００によれば、頂面５ａ１に対面し、かつ頂面５ａ１から離間して設けられた第３抵抗ヒータ３をさらに有する。これにより、種結晶１１の温度を精度良く制御することができる。
【００５６】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００によれば、炭化珪素単結晶は昇華法により製造可能に構成されている。これにより、昇華法により製造される炭化珪素単結晶の結晶品質の均一性を向上することができる。
【００５７】
本実施の形態に係る炭化珪素単結晶の製造装置１００によれば、昇華法による炭化珪素単結晶の製造装置であって、坩堝５と、第１抵抗ヒータ１と、第２抵抗ヒータ２と、第３抵抗ヒータ３と、第１支持部４ａとを備える。坩堝５は、頂面５ａ１と、頂面５ａ１と反対側の底面５ｂ２と、頂面５ａ１と底面５ｂ２との間に位置する筒状の側面５ｂ１とを有する。第１抵抗ヒータ１は、底面５ｂ２に対面して設けられている。第２抵抗ヒータ２は、側面５ｂ１を取り囲むように構成されている。第３抵抗ヒータ３は、頂面５ａ１に対面して設けられている。第１支持部４ａは、底面５ｂ２が第１抵抗ヒータ１から離間し、側面５ｂ１が第２抵抗ヒータ２から離間し、かつ頂面５ａ１が第３抵抗ヒータ３から離間するように、坩堝５を支持する。第２抵抗ヒータ２は、頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向において、頂面５ａ１側に位置する第１面２ａと、底面５ｂ２側に位置する第２面２ｂとを有する。第１面２ａは、第１支持部４ａに対面するように設けられている。底面５ｂ２に平行な方向に沿って見た場合、第１抵抗ヒータ１の幅Ｗ１は、坩堝５の内部空間の幅Ｗ２よりも大きい。第１支持部４ａは、側面５ｂ１の全周囲に接する。第２抵抗ヒータ２の第２面２ｂは、頂面５ａ１から底面５ｂ２に向かう方向において、底面５ｂ２と頂面５ａ１との間に位置する。これにより、坩堝５の温度の面内均一性をさらに向上することができる。
【００５８】
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、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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。
【符号の説明】
【００５９】
１  第１抵抗ヒータ
１ａ，６ａ  上面
１ｂ，６ｂ  下面
１ｃ，５ｂ１  側面
１ｘ  第１部分
２  第２抵抗ヒータ
２ａ  第１面
２ｂ  第２面
２ｃ  第３面
２ｄ  第４面
２ｘ  第２部分
３  第３抵抗ヒータ
３ｘ  第３部分
４  支持部
４ａ  第１支持部
４ａ１  側壁
４ｂ  第２支持部
４ｃ  台部
４ｘ  第４部分
５  坩堝
５ａ１  頂面
５ａ３，５ｂ３  突起部
５ａ  台座
５ａ２  種結晶保持面
５ｂ２  底面
５ｂ  収容部
６  断熱材
７，８，１４  電極
７ａ  第２電源
８ａ  第１電源
１０ｘ  ヒータユニット
１１  種結晶
１１ａ  裏面
１１ｂ  表面
１２  炭化珪素原料
１４ａ  第３電源
１００  製造装置
Ｗ１，Ｗ２  幅
【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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