(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）  坩堝（２０）が、
ａｌ）  固体のＳｉＣから成る貯蔵物を入れる少なくとも１つの貯蔵領域（３０）と、
ａ２）  ＳｉＣ単結晶（１０）を成長させるため、それぞれ１個のＳｉＣ種晶
（１１）を入れる少なくとも１つの結晶領域（１２）とを持ち、
ｂ）  坩堝（２０）の外側に配置された加熱装置（４０）を含んでいる、少なくとも１個のＳｉＣ単結晶（１０）を生成するための装置において、
ｃ）  坩堝（２０）内に、ＳｉＣ単結晶（１０）の結晶成長が行われる結晶領域（１２）を完全に囲んでガラス状炭素から成るガス通路（５１）が配置されている
ことを特徴とする少なくとも１個のＳｉＣ単結晶の生成装置。
【請求項２】
結晶領域（１２）が貯蔵領域（３０）から隔たった坩堝壁面（２１）に境を接していることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
坩堝（２０）が黒鉛製であることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
結晶領域（１２）に境を接している、貯蔵領域（３０）と第１の坩堝壁面（２１）との間に、ガラス状炭素からなるガス通路（５１）が配置されたことを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の装置。
【請求項５】
生成しようとするＳｉＣ単結晶（１０）の第１の中心軸（１００）と、ガス通路（５１）の第２の中心軸（２００）が互いに同一方向に向けられたことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
第２の中心軸（２００）に沿うガス通路（５１）の壁面（５１０）が、壁厚の変化するガラス状炭素から成ることを特徴とする請求項４又は５記載の装置。
【請求項７】
ガス通路（５１）の壁面（５１０）が０．１〜５ｍｍの厚さであることを特徴とする請求項４乃至６の１つに記載の装置。
【請求項８】
ＳｉＣ種晶（１１）と第１の坩堝壁面（２１）との間に、ガラス状炭素から成る第１のプレート（５２）が配置されたことを特徴とする請求項２乃至７の１つに記載の装置。
【請求項９】
第１のプレート（５２）が０．１〜２ｍｍの厚さであることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
ＳｉＣ種晶（１１）に面する第１のプレート（５２）の表面が研磨されたことを特徴とする請求項８又は９記載の装置。
【請求項１１】
貯蔵領域（３０）の下部を規定する、第２の坩堝壁面（２２）上にある貯蔵領域（３０）内に、ガラス状炭素から成る第２のプレート（５３）が配置されたことを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の装置。
【請求項１２】
第２のプレート（５３）が０．１〜５ｍｍの厚さであることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
ａ）  固体のＳｉＣから成る貯蔵物（３１）を坩堝（２０）の少なくとも１つの貯蔵領域（３０）内に入れ、
ｂ）  少なくとも１個のＳｉＣ種晶（１１）を坩堝（２０）内に入れ、
ｃ）  貯蔵物（３１）の加熱により固体のＳｉＣを昇華させ、気相のＳｉＣを生成し、
ｄ）  この気相のＳｉＣを少なくとも１個のＳｉＣ種晶（１１）に運び、そこで
少なくとも１個のＳｉＣ単結晶（１０）として成長させる、
少なくとも１個のＳｉＣ単結晶（１０）を生成するための方法において、
ｅ）  少なくとも１つの熱流（６１、６２、６３）を、坩堝（２０）内に収容され、ＳｉＣ単結晶（１０）の結晶生長が行われる結晶領域（１２）を完全に囲む、少なくとも１つのガラス状炭素から成るガス通路（５１）を介して制御する
ことを特徴とする少なくとも１個のＳｉＣ単結晶の生成方法。
【請求項１４】
ＳｉＣ種晶を、貯蔵領域から隔たった坩堝（２０）の壁面（２１）に取り付けることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
気相のＳｉＣをＳｉＣ種晶（１１）に運ぶ作用をする第１の熱流（６１）を、気相のＳｉＣの等温平面及び同じ濃度の平面が、ＳｉＣ種晶（１１）又は既に成長したＳｉＣ単結晶（１０）の少なくとも１つの晶出前面（１３）に生ずるように制御することを特徴とする請求項１３又は１４記載の方法。
【請求項１６】
気相のＳｉＣをＳｉＣ種晶（１１）に運ぶ作用をする第１の熱流（６１）を、ガラス状炭素から成る中空円筒のガス通路（５１）により制御することを特徴とする請求項１３乃至１５の１つに記載の方法。
【請求項１７】
生成しようとするＳｉＣ単結晶（１０）の第１の中心軸に対し、同一方向に向けられた主方向を有する第１の熱流（６１）を作ることを特徴とする請求項１５又は１６記載の方法。
【請求項１８】
ＳｉＣ種晶の熱を搬出する第２の熱流（６２）を、ＳｉＣ種晶（１１）と第１の坩堝壁面（２１）との間にあるガラス状炭素から成る第１のプレート（５２）により制御することを特徴とする請求項１３乃至１７の１つに記載の方法。
【請求項１９】
貯蔵物（３１）を保温する第３の熱流（６３）を、貯蔵物（３１）と第２の坩堝壁面（２２）との間にあるガラス状炭素から成る熱絶縁性の第２のプレート（５３）により制御することを特徴とする請求項１３乃至１８の１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は請求項１又は請求項１２の前文に基づく、少なくとも１個の炭化ケイ素（ＳｉＣ）単結晶を生成する装置及び方法に関する。この種の装置及びこの種の方法は、例えば国際特許出願公開９４／２３０９６号明細書から公知である。
【０００２】
国際特許出願公開９４／２３０９６号明細書によれば、ＳｉＣ単結晶の生成装置及び方法を、固体の形のＳｉＣ、例えば粉末状の工業用ＳｉＣの昇華並びにこの昇華により生成される気相のＳｉＣを単結晶のＳｉＣ種晶上に析出させるのに使用することは公知である。この場合、ガス通路により互いに接続されている、貯蔵領域と反応領域を含む坩堝の形の反応容器が使用される。或いはまた貯蔵領域と反応領域との間に、同様にそれぞれガス通路を介して貯蔵領域及び反応領域と連絡している、補助的な均質化領域を中間に挿入し、貯蔵領域内には固体のＳｉＣが入っており、それに対して反応領域内にはＳｉＣを成長させる単結晶のＳｉＣ種晶が配置されている。上記の文献には、複数のＳｉＣ単結晶をそれぞれそのＳｉＣ種晶上に析出する実施形態も記載されている。その際変形された実施形態では、１つの貯蔵領域を有するもの以外に、複数の貯蔵領域を有するものも開示されている。反応容器の外側には、特に反応容器を貯蔵領域と反応領域とに分割する複数の部分に構造化されていてもよい加熱装置がある。この加熱装置により、貯蔵領域内にある固体のＳｉＣの貯蔵物は２０００〜２５００℃の温度に加熱される。それにより固体のＳｉＣが昇華される。その際生じるガス混合物は主としてＳｉ（ケイ素）、Ｓｉ2Ｃ、ＳｉＣ2及びＳｉＣ成分から成る。このガス混合物を以後気相のＳｉＣとも呼ぶ。
【０００３】
固体のＳｉＣと、ＳｉＣ種晶との間もしくは既に成長させたＳｉＣ単結晶との間に温度勾配をつけることにより、昇華されたガス混合物は貯蔵領域から反応領域に、特にＳｉＣ種晶に運ばれる。その際気相のＳｉＣの流れは、ガス通路の形状によりその搬送率そしてまたその方向も調整される。
【０００４】
反応容器の個々の要素は、好ましくは高純度の電気黒鉛からできている。その際等方的に圧縮成形された黒鉛が対象となる。この種の形態の黒鉛は、種々の密度で市販されている。それらはその比重により、また気孔率により区分される。それ自体が最大限に圧縮された黒鉛でも、少なくとも８〜１２％の気孔率を有している。この残留気孔率は炭化ケイ素の成長にとって問題となる。と言うのは炭化ケイ素を成長させる際に存在する気体、特にケイ素含有気体が気孔内に侵入し、そこで黒鉛と反応するからである。
【０００５】
シュタイン（R.A.Stein）による論文「ＳｉＣにおける“マクロの欠陥”の形成（Formation  of  Macrodefects  in  Sic）」Physica  B、１８５巻、１９９３年、２１１〜２１６頁には、更に固体のＳｉＣを容器の材料として使用した、黒鉛中の炭素との反応に関連する現象が記載されている。それによると、黒鉛から成る基礎材料と、その上に取り付けられたＳｉＣ種晶との界面の部分にまず小さな気孔もしくは転位の発生の起点を形成し、引続きＳｉＣ種晶内に空洞を成長させる。反応容器内を支配する条件の下に、この空洞は種晶を越えて更に成長しようとするＳｉＣ単結晶内にも拡大する。これらの空洞は成長しようとするＳｉＣ単結晶の品質を低下させる。
【０００６】
国際特許出願公開９６／２３０９６号明細書から公知であるように、貯蔵された固体のＳｉＣのＳｉＣ種晶への運搬は、温度勾配及びそれにより形成される熱流の調整により行われる。黒鉛から成る部分又は中子を備えている坩堝内の熱流を設計上の措置により制御する場合、やはり既に記載した気相のＳｉＣが黒鉛と反応することにより難点が生じる。
【０００７】
ソヴィエト（ＳＵ）特許出願公開８８２２４７号明細書によれば、タンタルが坩堝に相応しい材料として又は少なくとも坩堝内の中子の材料として開示されている。しかしタンタルの場合も気相のＳｉＣと反応する。特にこれは炭化物を生じ、その際タンタル製の装置の寸法が変化する。例えば厚さ数ミリのタンタルであれば、坩堝に機械的応力をもたらす。
【０００８】
米国特許第５６６７５８７号明細書は、ＳｉＣ単結晶の昇華成長用の、内壁を熱的に異方性の被覆で覆われた坩堝を開示する。この場合、特にこれら被覆はパイログラファイトの熱的異方性が、上記坩堝内の熱流の制御に作用する。しかし国際特許出願公開９４／２３０９６号明細書に開示のガス通路と同様、この被覆は黒鉛材から成り、同様に不所望な気相のＳｉＣとの反応が起こる。その際電気黒鉛を使用するかパイログラファイトを使用するかはさしたる問題ではない。
【０００９】
本発明の課題は、坩堝中の熱流を制御することができ、同時に従来技術で使用された固体のＳｉＣ又は気相のＳｉＣを有する材料の不所望な反応を回避することが可能な、冒頭に記載した形式の装置並びに方法を提供することにある。
【００１０】
装置に関する課題を解決するため、独立請求項１に記載の特徴部に基づく装置が提供される。
【００１１】
少なくとも１個の炭化ケイ素単結晶を生成するための本発明による装置は、
ａ）坩堝が、
ａｌ）固体のＳｉＣから成る貯蔵物を入れる少なくとも１つの貯蔵領域と、
ａ２）その上にＳｉＣ単結晶を成長させる、それぞれ１個のＳｉＣ種晶を入れるための少なくとも１つの結晶領域とを持ち、さらに
ｂ）坩堝の外側に配置された加熱装置を含んでおり、その際
ｃ）坩堝内にガラス状炭素から成る少なくとも１つの中子が配置されている
装置を対象とする。
【００１２】
方法に関連する課題の解決には、独立請求項１３に記載の典型的特徴に基づく方法を使用する。
【００１３】
少なくとも１個の炭化ケイ素単結晶を生成する本発明方法は、
ａ）固体のＳｉＣから成る貯蔵物を坩堝の少なくとも１つの貯蔵領域内に入れ、ｂ）少なくとも１個のＳｉＣ種晶を坩堝内に入れ、
ｃ）貯蔵物を加熱することにより固体のＳｉＣを昇華させ、気相のＳｉＣを生成し、
ｄ）この気相のＳｉＣを少なくとも１個のＳｉＣ種晶に運び、そこで少なくとも１個のＳｉＣ単結晶として成長させ、そして
ｅ）坩堝内に準備された少なくとも１つのガラス状炭素から成る中子を介して少なくとも１つの熱流を制御する
方法を対象とするものである。
【００１４】
その際本発明は、ＳｉＣ単結晶の生成に使用される坩堝内の中子に、ガラス状炭素がその傑出した特徴から極めて適しているという認識に基づくものである。ガラス状炭素は非晶質で、等方性の材料であり、ＳｉＣ単結晶を成長させる際に通常必要な温度を著しく越える２５００℃までに及ぶ融点を有する。更にガラス状炭素は比較的密度が高く、実際上０％の気孔率を示し、全ての黒鉛種より著しく低い気孔容積を持つので、このガラス状炭素は黒鉛と比べても明らかに低い反応傾向を示し、かつ固体のＳｉＣとも、また気相のＳｉＣと比べても明確に低い反応傾向を示す。更に、ガラス状炭素の熱伝導率は黒鉛のほぼ１／１０に過ぎない。即ちガラス状炭素は黒鉛よりも優れた熱絶縁材である。これは、坩堝内の熱流がガラス状炭素から成る中子により、一定の方向に向かうことを意味する。
【００１５】
即ち、ガラス状炭素はその高い熱絶縁性の故に、坩堝内の熱流制御のための必要条件を満たす。更にガラス状炭素のＳｉＣとの反応傾向もその高密度の故に、例えば黒鉛類のような従来技術で使用された他の材料よりも明らかに低い。
【００１６】
本発明によるこの装置及び方法の特別な実施形態及び他の実施態様を、それぞれ従属請求項に示す。
【００１７】
第１の好ましい実施形態は、第１の熱流の特殊制御又は処理法を目的とする。この第１の熱流は、気相のＳｉＣをＳｉＣ種晶又は既に成長したＳｉＣ単結晶の晶出前面へと導く。この第１の熱流は特に、少なくとも晶出前面、即ち実際にＳｉＣ種晶又は既に成長したＳｉＣ単結晶上に結晶成長が行われる個所へと、その流れの完全な断面に対して単一配向（＝平行な流れベクトル）を示すように制御される。第１の熱流のこの特性が、晶出前面の前方にある帯域内にも調整されると有利である。それにより晶出前面自体に、均一な温度（＝等温平面）も、また気相のＳｉＣの均一な濃度（＝同じ材料濃度の面）も調整される。これは均一で欠陥のない結晶成長にとって好ましい効果を生じる。
【００１８】
もう１つの有利な実施形態では、中空円筒のガラス状炭素から成るガス通路が坩堝の内部に存在する。貯蔵領域に面さないこのガス通路の末端に、ＳｉＣ単結晶を成長させるＳｉＣ種晶が配置される。貯蔵物から昇華した気相のＳｉＣは、調整された温度勾配により貯蔵領域に面するガス通路の末端へ移動していく。ガス通路により第１の熱流が形成され、この熱流が気相のＳｉＣを、ＳｉＣ種晶又は既に成長したＳｉＣ単結晶に向けて運ぶ。ガス通路に使用するガラス状炭素の良好な熱絶縁性の故、第１の熱流の集中が起り、従って気相のＳｉＣの搬送も特に効果的に行われる。ガス通路の壁面から熱は僅かに失われるだけである。
【００１９】
第１の熱流の主方向が、ＳｉＣ単結晶の第１の中心軸にほぼ平行に延びる実施形態が有利である。それにより成長するＳｉＣ単結晶に特に有利な、平らな又は軽度に凸面の成長界面が生じる。第１の熱流の主方向及びＳｉＣ単結晶の第１の中心軸が１０°以下の角度をなす限り、これに関して、ほぼ平行な方向を出発点とする。第１の熱流が主にガス通路により制御されるので、その主方向は実際にガス通路の第２の中心軸と同じ方向性を有する。
【００２０】
別の有利な装置の構成においては、第１の熱流の制御が、第２の中心軸に沿って経過するガス通路の壁面が一定の壁厚で形成されないように更に改善される。第２の中心軸に沿って壁厚を相応に変形させることにより、上記の改善が達成される。特にこれは、壁厚がＳｉＣ種晶から始まって貯蔵領域の方向へと連続的に増加していくときに成功する。
【００２１】
ガス通路の壁面の好ましい厚さは０．５〜５ｍｍである。ガラス状炭素はこの厚さで問題なく形成することができる。
【００２２】
坩堝内で第１の熱流を制御する上記の実施形態の他に、熱流を坩堝の内側空間と外側空間との間にガラス状炭素の中子を使用することにより制御する実施形態も挙げることができる。
【００２３】
１つの好ましい実施形態では、ＳｉＣ単結晶に面さないＳｉＣ種晶の側面に、第１のガラス状炭素から成るプレートが配置される。この場合第１のプレートは同時に複数の機能を果たす。黒鉛と比べて３〜４倍のガラス状炭素の曲げ強さにより、第１のプレートは対応する黒鉛製のプレートよりも著しく薄く形成することができる。そのためＳｉＣ種晶から比較的容易に熱を排除できる。貯蔵物とＳｉＣ種晶との間に温度勾配を保持するため、ＳｉＣ種晶の熱を除くことが必要である。このことは第１のプレートを介して行われる。
【００２４】
その場合、第１のプレートに好ましい厚さの範囲は０．１〜２ｍｍである。特に厚さ０．５ｍｍのプレートが有利である。
【００２５】
ガラス状炭素から成る第１のプレートの極めて重要な第２の機能は、ＳｉＣ種晶が土台と不所望に反応するのを回避することにある。ＳｉＣ種晶を黒鉛製土台上に、上方の坩堝の内側の第１の坩堝壁面上に例えば直接施した場合、ＳｉＣ種晶の炭化ケイ素は、土台の炭素と反応する。それに伴い、成長したＳｉＣ単結晶内にも空洞が生じ、そのため製造されたＳｉＣ単結晶の品質が低下することになる。このようなＳｉＣ単結晶は、もはや如何なる用途にも使用できない。
【００２６】
このことから、ＳｉＣ種晶をガラス状炭素から成る土台上に施すことは、製造されるＳｉＣ単結晶の品質を著しく改善することが発見された。その理由は、ガラス状炭素の材料特性にある。ガラス状炭素はＳｉＣ種晶のＳｉＣと、明らかに低い反応傾向を示す。従ってＳｉＣ種晶とガラス状炭素から成る第１のプレートとの界面層に空洞が生じず、そのため製造されるＳｉＣ単結晶内の空洞の密度も著しく低減する。
【００２７】
もう１つの有利な実施形態では、貯蔵範囲は、前方部分の底面にあるガラス状炭素から成る第２のプレートにより熱的に絶縁される。特にこの第２のプレートは、単純に前方部分を下向きに制限する第２の坩堝壁面に設置可能である。こうしてガラス状炭素から成る第２のプレートにより、貯蔵領域内の熱の損失は阻止される。第２のプレートがなければ、貯蔵領域と坩堝から熱を奪ってしまう第３の熱流は、この好ましい実施形態では貯蔵領域内にその儘戻す。こうして貯蔵領域内の熱エネルギーは保存され、そこでＳｉＣの昇華に寄与する。
【００２８】
本発明の有利な実施例を図面に基づき以下に詳述する。明確化のため、図面は実物に則したものではなく、一定の特徴を概略的に示す。図１〜３中の相応する部分には同じ符号を付す。
【００２９】
図１に示す装置は、ＳｉＣ単結晶１０を坩堝２０内で生成するために用いられる。坩堝２０はそれぞれ対向する坩堝壁面と境を接する貯蔵領域３０と結晶領域１２を内包している。その際結晶領域１２は上方の第１の坩堝壁面２１と境を接し、貯蔵領域３０は下方の第２の坩堝壁面２２と境を接する。貯蔵領域３０は固体の炭化ケイ素から成る貯蔵物３１を、特に粉末状ＳｉＣの形で入れるために設けられている。結晶領域１２内に単結晶の炭化ケイ素から成るＳｉＣ種晶が第１の坩堝壁面２１に取り付けられている。その際この第１の坩堝壁面２１に対向するＳｉＣ種晶の側面１１は、ＳｉＣ単結晶１０を成長させる面の役目をする。
【００３０】
坩堝２０の外側に配置された加熱装置４０により、貯蔵領域３０内にある固体のＳｉＣから成る貯蔵物３１は、２３００〜２５００℃の温度に加熱される。こうして貯蔵物３１中の固体のＳｉＣが昇華する。加熱装置４０は、この場合誘導加熱コイルとして形成されている。しかし抵抗加熱器であることも可能である。この気相のＳｉＣは、貯蔵物３１とＳｉＣ種晶１１との間の調整された温度勾配により、ＳｉＣ単結晶（領域）１０に運ばれる。そこでこの気相のＳｉＣは単結晶のＳｉＣとして晶出前面１３に析出する。
【００３１】
ＳｉＣ単結晶を成長させる際の収量を更に高めるため、坩堝２０内に中空円筒状のガス通路５１を配置する。この通路は貯蔵物３１から放射される第１の熱流６１をＳｉＣ種晶１１上に集める役目をする。第１の熱流６１を集中させることで、運ばれたＳｉＣも気相中での濃度に合算され、その結果貯蔵物３１から昇華された最大限の分量のＳｉＣも実際にＳｉＣ種晶１１もしくは既に成長したＳｉＣ単結晶１０に達し、そこでＳｉＣ単結晶１０の更なる成長に寄与することができる。その一層良好な熱絶縁性の故に、ガラス状炭素から成るガス通路５１は、黒鉛から成るガス通路に比べ、熱流６１のより効果的な搬送及び制御を達成する。更に使用されるガラス状炭素は、気相のＳｉＣに対し十分に耐性である利点も持つ。黒鉛に比べてガラス状炭素は、固体のＳｉＣに対しても、気相のＳｉＣに対しても、明らかに低い反応傾向を示す。
【００３２】
固体のＳｉＣの、ガラス状炭素との僅かな反応傾向は、成長の完了後に容易に結晶を取り出すことができることによっても説明される。ガラス状炭素から成るガス通路５１は、ＳｉＣ単結晶の結晶成長が行われる結晶領域１２を完全に囲んでいる。上に挙げた理由から、ガス通路の壁面５１０との反応は起こらず、かつ成長したＳｉＣ単結晶１０が、特に壁面５１０で一面に覆われていないため、成長工程終了後のＳｉＣ単結晶１０の取出しは問題なく可能である。
【００３３】
坩堝２０の構造状の理由から、ＳｉＣ単結晶１０の第１の中心軸１００はガス通路５１の第２の中心軸２００と完全に同一方向に向いている。第２の中心軸２００が熱流６１の主方向とも一致することから、熱流６１もやはりＳｉＣ単結晶１０の第１の中心軸１００と平行な方向に向いている。更にガス通路５１は、第１の熱流６１が、晶出前面１３の前方にある帯域内で、実際に完全に同一方向に延びるように導く。そのため平らな又は軽く凸面のＳｉＣ単結晶１０の晶出前面１３及び特に有利な結晶成長が行われる。
【００３４】
図１の装置による熱流６１の制御により、十分に歪みのないＳｉＣ単結晶１０の成長が可能であり、従ってこのＳｉＣ単結晶の転位密度は極めて僅かである。
【００３５】
図示しない、異なる実施形態では、ガス通路５１のガラス状炭素をタンタル、ニオブ、タングステン、オスミウム、イリジウム、レニウムのような高融点の物質又はそれらの炭化物で付加的に薄く被覆してもよい。こうすることで熱的及び化学的挙動を更に改善することができる。
【００３６】
ガス通路５１の壁面５１０に使用されるガラス状炭素の厚さは、約０．５ｍｍである。
【００３７】
図２は、ＳｉＣ単結晶１０を生成するための別の装置を示す。図１の装置とは異なり、図２の装置はガラス状炭素から成る別の中子を含んでいる。これは１つは、ＳｉＣ種晶１１と第１の坩堝壁面２１との間にある、ガラス状炭素から成る第１のプレート５２である。更に貯蔵領域３０の底面にある第２の坩堝壁面２２に、同様にガラス状炭素から成る第２のプレート５３が配置されている。
【００３８】
その際第１のプレート５２は、ＳｉＣ種晶から坩堝２０の外側領域内への熱の搬出に用いられる。そのため図２に示された実施例では、第１のプレート５２は第１の坩堝壁面２１の凹部内にある。またガラス状炭素はそれ自体が良好な熱絶縁性を有するので、プレート５２は、なお外側領域内になお十分な第２の熱流６２を保証するため、極く薄く形成されている。
【００３９】
従って第１のプレート５２の厚さは約０．５ｍｍに過ぎない。
【００４０】
図示していないもう１つの実施形態では、ＳｉＣ種晶１１に面していない第１のプレート５２の表面を粗面化し、こうして輻射係数を上げるようにして、更に熱の搬出を高める。黒鉛の場合、この輻射係数を上げる可能性は、ここで使用されたガラス状炭素とは異なり、粗面化によっては得られない。
【００４１】
第１のプレート５２の第２の機能は、ＳｉＣ種晶１１内に空洞の形成を阻止する点にある。このような空洞は、引続いて種晶１１により単結晶１０内に成長することになるからである。ガラス状炭素と、ＳｉＣ種晶１１の固体ＳｉＣとの反応傾向が低いため、この種の空洞の発生は最初から阻止される。
【００４２】
ＳｉＣ種晶１１に面する第１のプレート５２の表面は付加的に研磨される。こうすることで、本来の成長プロセスを開始する前に、過大な表面の粗面性のために形成されかねない、ＳｉＣ種晶１１と第１のプレート５２との境界層の空洞は回避される。
【００４３】
第２のプレート５３は貯蔵領域３０を熱的に絶縁するために使用される。この個所で、ＳｉＣの昇華を継続し続けるための熱エネルギーをできるだけ貯蔵領域３０内に保持することが望まれる。その点については、ガラス状炭素から成るこの第２のプレート５３が、外側の空間に向けられる第３の熱流６３をこの第２のプレート５３で貯蔵領域内に戻す点で有利である。
【００４４】
図３は、２個のＳｉＣ単結晶１０を生成するための坩堝２０を示す。この坩堝２０も、その内部に、図２に関して示したものに相当する、ガラス状炭素から成る複数の中子を含んでいる。図３のこの実施例は、２個の分離されたガス通路５１並びにその上にそれぞれＳｉＣ単結晶を成長させるための２個のＳｉＣ種晶１１を含んでいる。図示しない１実施形態では、１個の貯蔵領域３０の代わりに２個の分離された貯蔵領域が設けられる。
【００４５】
生成したＳｉＣ単結晶の好ましい変態は、４Ｈ、６Ｈ及び１５Ｒ−ＳｉＣである。ＳｉＣ種晶１１がこれらのＳｉＣポリタイプの１つからできていてもよい。
【００４６】
坩堝２０の材料として耐熱性の全ての物質が対象となり、特に高純度の電気黒鉛が適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例に係る装置の断面図。
【図２】  本発明の他の実施例に係る装置の断面図。
【図３】  ＳｉＣ単結晶を生成するための坩堝の断面図。
【符号の説明】
１０  ＳｉＣ単結晶
１１  ＳｉＣ種晶
１２  結晶領域
１３  晶出前面
２０  坩堝
２１  上方の第１の坩堝壁面
２２  下方の第２の坩堝壁面
３０  貯蔵領域
３１  貯蔵物
４０  加熱装置
５１  ガス通路
５１０  ガス通路の壁面
５２  ガラス状炭素から成る第１のプレート
５３  ガラス状炭素から成る第２のプレート
６１  第１の熱流
６２  第２の熱流
６３  第３の熱流
１００  第１の中心軸
２００  第２の中心軸
【図１】
0004574853.tif 000002
【図２】
0004574853.tif 000003
【図３】
0004574853.tif 000004