(57)【要約】基質の上で炭化珪素の結晶を成長させるためのシステムが記載されている。このシステムは軸に沿って延びた室（１）を具備し、該室（１）は炭素を含むガスおよび珪素を含むガスに対する別々の供給装置（２、３）、該室の第１の端の区域（Ｚ１）に配置された基質の支持装置（４）、該支持装置（４）の近傍に配置された排ガス放出装置（５）、および該室（１）を約１８００℃よりも高い温度に加熱するようにつくられた加熱装置を具備し、ここで珪素を含むガスに対する供給装置（２）は、珪素を含むガスが該室の第２の端の区域（Ｚ２）に入るように配置され、またそのような形および寸法をもっており、炭素を含むガスに対する供給装置（３）は、第１の端の区域（Ｚ１）および第２の端の区域（Ｚ２）の両方から遠い所にある該室の中央の区域（ＺＣ）において炭素と珪素とが実質的に接触するように配置され、またそのような形および寸法をもっている。
2006527157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸に沿って延びた室を具備し、基質の上で炭化珪素の結晶を成長させるシステムにおいて、該室は
−  炭素を含むガスおよび珪素を含むガスに対する別々の供給装置、
−  該室の第１の端の区域に配置された基質の支持装置、
−  該支持装置の近傍に配置された排ガス放出装置、
−  該室を約１８００℃よりも高い温度に加熱するようにつくられた加熱装置を具備し、
珪素を含むガスに対する供給装置は、珪素を含むガスが該室の第２の端の区域に入るように配置され、またそのような形および寸法をもっており、
この際、炭素を含むガスに対する供給装置は、第１の端の区域および第２の端の区域の両方から遠い所にある該室の中央の区域において炭素と珪素とが実質的に接触するように配置され、またそのような形および寸法をもっていることを特徴とするシステム。
【請求項２】
炭素を含むガスに対する供給装置は、また該室の壁から遠い所にある区域において炭素と珪素とが実質的に接触するように配置され、またそのような形および寸法をもっていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
該室は腐蝕用のガスに対する供給装置を有し、該供給装置は該室の第１の端の区域にガスを導入するように配置され、またそのような形および寸法をもっていることを特徴とする請求項１または２記載のシステム。
【請求項４】
該室は核形成防止用のガスに対する供給装置を有し、該供給装置は該室の第２の端の区域にガスを導入するように配置され、またそのような形および寸法をもっていることを特徴とする請求項１，２，および３のいずれか一つに記載されたシステム。
【請求項５】
該室は核形成防止用のガスに対する供給装置を有し、該供給装置は該室の中央の区域にガスを導入するように配置され、またそのような形および寸法をもっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載されたシステム。
【請求項６】
該室は腐蝕用のガスに対する供給装置を有し、該供給装置は実質的に該室の壁に沿ってだけ流れるガス流をつくるように配置され、またそのような形および寸法をもっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載されたシステム。
【請求項７】
該支持装置は腐蝕用のガスに対する供給装置を有し、該供給装置は基質の周りにガスを導入するように配置され、またそのような形および寸法をもっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載されたシステム。
【請求項８】
結晶成長過程の間該支持装置を回転させる装置を具備していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載されたシステム。
【請求項９】
結晶成長過程の間該支持装置を引き込む装置を具備していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載されたシステム。
【請求項１０】
珪素を含むガスに対する供給装置は、該室の第２の区域へと開口したダクトを具備していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載されたシステム。
【請求項１１】
該ダクトはその一端の部分の区域において珪素蒸発室を有していることを特徴とする請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
該ダクトはその一端の部分の区域において珪素を含むガスを加熱しおよび／またはこれを該室の中に分布させるための中央の芯を有していることを特徴とする請求項１０または１１記載のシステム。
【請求項１３】
珪素を含むガスに対する供給装置は、該ダクトの方に面した開口部を有するカップの形をした要素を具備していることを特徴とする請求項１０、１１および１２のいずれか一つに記載されたシステム。
【請求項１４】
該ダクトは該カップの内部に延びていることを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
炭素を含むガスに対する供給装置は、環の中に配列された多数のノズルおよび該室の第２の区域への開口部を具備していることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載されたシステム。
【請求項１６】
炭素を含むガスに対する供給装置は、環の中に配列された多数のダクトおよび該室の中央の区域への開口部を具備していることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載されたシステム。
【請求項１７】
炭素を含むガスに対する供給装置は、該室の中央の区域へと開口した環の形のダクトを具備していることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載されたシステム。
【請求項１８】
加熱装置は誘導型の装置であり、該室の壁を加熱するようにつくられていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一つに記載されたシステム。
【請求項１９】
加熱装置は該室の中において
−  第１の区域においては１８００〜２２００℃の範囲内の温度、好ましくは約２０００℃の温度、
−  中央の区域においては２２００〜２６００℃の範囲内の温度、好ましくは約２４００℃の温度、
−  第２の区域においては２０００〜２４００℃の範囲内の温度、好ましくは約２２００℃の温度を生じるようにつくられていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一つに記載されたシステム。
【請求項２０】
加熱装置は該室の中において
−  第１の区域においては１８００〜２２００℃の範囲内の温度、好ましくは約２０００℃の温度、
−  中央の区域においては２２００〜２６００℃の範囲内の温度、好ましくは約２４００℃の温度、
−  第２の区域においては２２００〜２６００℃の範囲内の温度、好ましくは約２４００℃の温度を生じるようにつくられていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一つに記載されたシステム。
【請求項２１】
支持装置は温度制御装置を具備していることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一つに記載されたシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特許請求の範囲１に記載された方法に従って炭化珪素の結晶を成長させるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からマイクロエレクトロニックス産業に使用するのに適した品質の炭化珪素の結晶を非常に高い温度（１８００℃より高温）において成長させるために種々の提案がなされてきた。
【０００３】
最初の基本的な提案はＮｉｓｓｈｉｎ  Ｓｔｅｅｌにより１９９２年においてなされた。これは特許文献１に記載されている。Ｎｉｓｓｈｉｎ  Ｓｔｅｅｌの概念によれば、ガス混合物として一緒に混合すべき珪素と炭素とを含む反応ガスをつくり、この混合ガスを高温において反応室に導入し、この混合された珪素と炭素とを基質の上に沈積させて結晶を成長させる。Ｎｉｓｓｈｉｎ  Ｓｔｅｅｌの実施例においては、中間的な温度の予備室が備えられ、この中で固体の炭化珪素の粒子が生成する。
【０００４】
この概念は１９９５年においてＯＫＭＥＴＩＣにより再び採用された。ＯＫＭＥＴＩＣの方法は特許文献２に記載されている。
【０００５】
第２の基本的な提案は１９９９年においてＪｕｒｙ  Ｍａｋａｒｏｖによりなされた。これは特許文献３に記載されている。Ｍａｋａｒｏｖの概念によれば、高温において珪素を含む反応ガスおよび炭素を含む反応ガスを別々に反応室に導入し、基質の近傍において接触させ、基質の上に珪素および炭素を直接沈積させて結晶を成長させる。Ｍａｋａｒｏｖの発明は、反応室の壁に沿って炭化珪素が沈積することを防ぎ、従って基質の近傍においてだけ炭化珪素の結晶を生成させ、即ち成長させようとする提案である。Ｍａｋａｒｏｖにより提案された方法を検討した結果、この方法は化学反応論的な見地および流体力学的な見地の両方から多くの批判すべき点が含まれていることが見出だされた。
【０００６】
本発明の目的は、従来の方法とは異なり、且つ従来法と比べて改善された第３の基本的な方法を提供することである。
【特許文献１】ヨーロッパ特許第５５４０４７号明細書。
【特許文献２】国際公開第９７／０１６５８号パンフレット。
【特許文献３】国際公開第００／４３５７７号パンフレット。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の目的は独立特許請求の範囲１に記載された特徴をもつ炭化珪素の結晶を成長させるシステムによって達成される。
【０００８】
本発明の概念によれば、炭素を含む反応ガスおよび珪素を含む反応ガスを別々の供給手段によって反応室に入れ、結晶を成長させる基質から遠く離れた反応室の中央の区域においてこれらのガスを接触させる。
【０００９】
このようにして半径方向における濃度のプロフィール（断面分布、ｐｒｏｆｉｌｅ）および速度のプロフィールは実質的に一定になり（明らかに縁の効果は避けられない）、基質の断面を通じて一定の成長速度、均一な結晶構造、および均一な化学組成が達成される。
【００１０】
本発明の有利な態様は従属特許請求の範囲に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は添付図面を参照して行われる下記の説明からさらに明らかになるであろう。
【００１２】
本発明の基質上における炭化珪素の結晶を成長させるシステムは、軸、典型的には垂直な軸に沿った一つの室を有し、該室は
−  炭素を含むガスおよび珪素を含むガスのための別々の供給装置、
−  該室の第１の端の区域に配置された基質のを支持装置、
−  該支持装置の近傍に配置された排ガス放出装置、および
−  該室を１８００℃よりも高い温度に加熱するようにつくられた加熱装置を具備しており、
珪素を含むガスに対する供給装置は、珪素を含むガスが該室の第２の端の区域に入るように配置され、またそのような形と寸法をもち、
炭素を含むガスの供給装置は炭素および珪素が該第１の区域および該第２の区域の両方から遠い所にある該室の中央の区域で実質的に接触するように配置され、またそのような形および寸法をもっている。
【００１３】
図１において該室は数字１により、また該室によって取り囲まれた空間は１０で示され、珪素を含むガスの供給装置は２で、炭素を含む供給装置は３で示され、基質の支持装置は４で示されており（基質は支持装置４の上に取り付けられており、黒い線で示されている）、排出ガスの放出装置は５で、供給装置２の蒸発装置（下記に説明する）は２１で、供給装置２の中央の芯の二つの可能な具体化例（下記に説明する）は２２Ａおよび２２Ｂで示され、該室の第１の端の区域を示す高さはＺ１で、該室の第２の区域を示す高さはＺ２で示されている。図１においてはさらに、装置２および３から該室に入るガスの分布は点線で示され、該室の対称軸は鎖線で示されている（しかし、本発明の室は軸に関して必ずしも対称である必要はない）。
【００１４】
上記のシステムを通る濃度のプロフィールおよび速度のプロフィールは該室の少なくとも第１および第２の端の区域の中で半径方向において実質的に一定であり（明らかに縁の効果は避けられない）、支持装置の上に配置された基質の全断面を通じて均一な結晶成長速度、均一な結晶構造、および均一な化学組成が達成される。
【００１５】
さらに、珪素を含むガスの供給区域は炭素を含むガスとの混合区域（中央の区域ＺＣ）から遠い所にあり、反応室は非常に高温であるから、該室に対する供給装置または該室に対する供給装置の上手において生じる液体の珪素粒子は蒸発し、炭素がこの液体の粒子と接触することによって固体の炭化珪素粒子が生じる危険はない。このような固体の炭化珪素粒子は昇華によって細粒化することが困難であり（特に粒子が大きい場合）、これらの粒子が結晶の表面に衝突した場合、結晶の成長に対し取り返しのつかないような損傷を与えるから極めて危険である。
【００１６】
最後に、珪素を含むガスの供給区域は炭素を含むガスとの混合区域（中央の区域ＺＣ）から遠い所にあるから、珪素を含むガスの濃度プロフィールおよび速度プロフィールをそれらのガスが出会う際半径方向において実質的に一定にすることができる（明らかに縁の効果は避けられない）。
【００１７】
本発明に従えば、反応室の中で三つの区域が識別される：即ち第１の端の区域（Ｚ１）、中央の区域（ＺＣ）、および第２の端の区域（Ｚ２）である。添付図面（特に図１）に示されたすべての例において、反応室は実質的に円筒形であり、主として垂直方向に延びており（最も有利な選択）、第１の端の区域（Ｚ１）は該円筒の上部区域に対応し、第２の端の区域は該円筒の下部区域に対応している。
【００１８】
本発明のシステムにおいて低速のガス流を使用する場合（これが好適である）、反応室の向きが垂直であると、液体の珪素粒子（特にそれが大きい場合）は蒸発するまで底に止まっている傾向がある。
【００１９】
例として反応室の内径が１５０ｍｍである場合、第２の端の区域は底から約５０ｍｍの高さまで延び、中央の区域は約１００ｍｍの高さから約１５０ｍｍの高さまで延び、第１の区域は約２００ｍｍの高さから約２５０ｍｍの高さまで延びていることができる。種々の排ガス放出装置並びにガス流の流出の割合および速度を適切に選ぶことにより、種々の区域の長さおよび種々の区域の間の距離を半分以下までかなり減少させることができる。
【００２０】
明らかに、珪素を含む化合物および炭素を含む化合物はガスの形で反応室の中に入り、また高温のために横方向の拡散の程度は非常に大きいから、これらのガスが接触する区域および混合の程度を正確には定義することはできない。排ガス放出装置はすべてのもの：即ち反応生成物および反応しなかったおよび／または沈積されなかった元素、キャリヤーガス、腐食（ｅｔｃｈｉｎｇ）性のガス、および恐らくは（！）反応室の壁および／または成長している結晶から剥離した固体の粒子を放出する役目をすることができる。
【００２１】
約１８００℃の温度は炭化珪素を成長させるための通常のＣＶＤ過程の温度限界にほぼ対応している。さらに、この約１８００℃という温度は境界温度になっている。典型的には１８００℃よりも低い温度でＳｉＣの３Ｃ−タイプの核形成が起こり、また典型的には１８００℃より高い温度ではＳｉＣの６Ｈ−タイプまたは４Ｈ−タイプの核形成が生じる。最後に、この約１８００℃という温度では、関心がもたれる圧力範囲（０．１〜１．０気圧）および希釈度（１％〜２０％）において珪素がガス状であることが保証される。
【００２２】
炭素を含むガスに対する供給装置が、反応室の壁からやはり遠い所にある区域において炭素と珪素が実質的に接触するように配置され、またそのような形および寸法をもっている場合（図１に部分的に示されているような場合）、反応室の壁に沿った炭化珪素の沈積はさらに一層制限される。
【００２３】
本発明のシステムの反応室は有利には核形成防止用のガスに対する供給装置をもっていることができ、これらは多くの異なった方法で、恐らくは互いに組み合わされて配置され、また種々の異なった形および寸法をもっていることができる。核形成防止用のガスとしては塩酸［ＨＣｌ］を有利に使用することができる。この化合物はガス相において珪素と反応し核形成現象を防止する。塩酸は水素と組み合わせて使用することが有利である。
【００２４】
本発明のシステムの反応室は腐蝕用のガスに対する供給装置をもっていることが有利であり、これらは多くの異なった方法で、恐らくは互いに組み合わされて配置され、また種々の異なった形および寸法をもっていることができる。腐蝕用のガスとしては塩酸［ＨＣｌ］を有利に使用することができる。この化合物は固体の沈積物、固体の珪素および炭化珪素（特にそれらが多結晶性の場合）を侵食する。塩酸は水素と組み合わせて使用することが有利である。
【００２５】
腐蝕用ガスの供給装置は、支持装置および排ガス放出装置の近傍にある反応室の第１の端の区域にガスを導入するように配置され（図２および３に示されているように）、またそのような形および寸法をもっていることができる。これらの装置は、材料の沈積物のために排ガス放出装置が詰まるのを防ぐ役目をすることができる。図２および３の具体化例においては、これらの装置は中空のスリーブ（これはまた反応室の上部区域の反応室の壁としての役目をする）を具備し、該スリーブは適当なダクトで連絡し反応室の内部の方へ面した多数の穴を有している。
【００２６】
核形成防止用のガスに対する供給装置は、珪素を含むガスの供給装置の近傍にある反応室の第２の端の区域にガスを導入するように配置され（図２に示されているように）、またそのような形および寸法をもっていることができる。これらの装置は反応室、特にその第２の区域の中に存在する液体の珪素粒子を減少させる役目をすることができる。図２の具体化例においては、これらの装置は環の中に配列され反応室の中心に対し約４５°の角度をなしている多数のノズルを具備している。
【００２７】
核形成防止用のガスに対する供給装置は反応室の中央の区域にガスを導入するように配置され、またそおような形および寸法をもっていることができる。これらの装置は反応室、特にその中央の区域の中に存在する液体の珪素粒子を減少させる役目をすることができる。
【００２８】
腐蝕用ガスに対する供給装置は、実質的に反応室の壁に沿ってだけガス流が生じるように配置され、またそのような形および寸法をもっていることができる。これらの装置は、壁に沿って流れる腐蝕用のガス流を生じ、反応室の壁に沿った炭化珪素の沈積を除去するかおよび／またはこれを防止する役目をすることができる。しかし、反応室の壁に対する効果を考慮する必要があり、これは適切に防止しなければならない。
【００２９】
腐蝕用ガスの供給装置は、腐蝕用ガス、典型的には塩酸、並びにそれに関連したキャリヤーガス、典型的には水素（別法としてアルゴン、ヘリウム、またはこれらのガスの２種以上の混合物）を反応室に導入するようにつくられており、腐蝕用ガスとキャリヤーガスとの割合は例えば水素１ｓｌｍおよび塩酸１〜２ｓｌｍの割合である。
【００３０】
本発明のシステムの支持装置は、また有利には腐蝕用ガスに対する供給装置をもっていることができる（図２および３の具体化例におけるように）。これらの装置は基質の周りにガスを導入するように配置され、またそのような形および寸法をもっていることができる。これらの装置は、支持装置の周りの区域における炭化珪素（特に多結晶性の炭化珪素）の沈積を除去し、結晶の横方向の成長を制限する役目をすることができる。この場合、支持装置は例えば内部のキャビティーを備えた厚い円板によってつくられ、該キャビティーと連絡した管の上に取り付けられていることができる（図２および３の具体化例におけるように）。この管は熱的に絶縁され、化学的に隔離されている。腐蝕用ガスはこの管の中に注入され、キャビティーを通って流れ、該円板の周辺につくられた多数の穴から出る。
【００３１】
本発明のシステムは有利には結晶成長過程の間支持装置を回転させる装置を具備していることができる（図２および３の具体化例におけるように）。このようにして結晶表面の領域において改善された均一な結晶成長の条件が得られる。
【００３２】
本発明のシステムは有利には結晶成長過程の間支持装置を引き込む装置を具備していることができる（図２および３の具体化例におけるように）。このようにすれば成長過程の間、成長する結晶の長さには無関係に反応室の中で結晶の表面は実質的に同じ位置にあり、従って結晶表面の領域における成長条件を制御することが容易になる。
【００３３】
支持装置を動かす装置は、有利には熱および反応室の化学的環境の両方から保護されていることができる（図２および３の具体化例におけるように）。
【００３４】
添付図面に示されたすべての具体化例において、支持装置は単一の基質を支持すことができ、これが最も簡単な状態である。
【００３５】
本発明に従えば、珪素を含むガスに対する供給装置は、多くの異なった方法で配置され、且つ種々の形および寸法をもっていることができる。
【００３６】
これらの装置をつくる最も簡単な方法は、反応室の第２の区域の中へと開いたダクトを用いる方法である。反応室が垂直で円筒形をしている場合、ダクトは典型的には垂直で中心にある。このダクトはシステムの反応室と連絡し、従ってダクトの端の部分の温度は非常に高いが、反応室の温度よりは低い。
【００３７】
反応室のダクトの口は、有利には速度のプロフィールを均一にし横方向の渦動を防ぐようにつくられた流動分配器（ｆｌｏｗ−ｄｙｎａｍｉｃ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ）を用いてつくることができる。
【００３８】
液体の珪素粒子が反応室の中に入るのを制限するために、このダクトは有利にはダクトの端の部分の区域に珪素蒸発室をもっていることができる。このような蒸発室は図１に模式的に２１で示されている。液体の珪素粒子を蒸発させる最も典型的で簡単な方法は加熱による方法である。事実図１においては、適当な材料で被覆されたグラファイトのスリーブが模式的に示されており、誘導及び輻射により加熱することができる。珪素を含むガスを加熱するためには、ダクトは有利にはダクトの一端の部分の区域に中央の芯（ｃｏｒｅ）をもっていることができ、この芯をダクトの壁からの輻射によって加熱することができる。該芯は種々の形および大きさをもつことができ、特定の形および大きさは、ダクトの壁と芯の間および芯とガスとの間の熱交換を最大にするように設計することができる。
【００３９】
反応室の中の珪素を含むガスの分布を改善するためには、ダクトは有利にはダクトの一端の区域の部分に中央の芯をもっていることができる。該芯は種々の形および／または大きさをもつことができ、特定の形または大きさは渦動を防ぎ壁に沿って生じ得る凝縮を制御するように設計することができる。
【００４０】
中央の芯が適切な形および寸法をもっている場合、該芯はガスを加熱しそれを分布させる両方の働きをする。
【００４１】
図１は例示のためにこのような芯の二つの例だけを示す（正確に言えば、この図は断面図を示しており、まだダクトの端の部分の中に取り付けられていない状態を示している）。２２Ａで示された第１の芯は円筒形をして二つの半球の形をした端をもち、ダクトの端の部分の中に完全に挿入することができる。２２Ｂで示される第２の芯は逆円錐の形をし、底の区域に球形のキャップをもち、ダクトの出口の上方に配置され、ダクトの中に挿入することができるがそれを塞ぐことはできない。
【００４２】
液体の珪素粒子が反応室に入るのを制限するために、珪素を含むガスの供給装置は有利にはダクトの方に面した開口部をもつカップの形の要素（図３の具体化例に示されているように）を具備していることができる。従ってカップは反応室からの輻射により加熱され、カップを通って流れるガスはカップの壁からの輻射によって迅速に高温に加熱される。これによって珪素が珪素の露点よりも低い温度にある時間、従って珪素の粒子（またその大きさ）が成長する時間が短縮されるために、迅速な加熱は非常に有利である。さらに、いずれの粒子（特に液体の珪素の粒子）もそれらが蒸発するまでカップの中に保持される傾向がある。ダクトがカップの中へと延びている（図３の具体化例に示されているように）場合改善された結果が得られる。事実これによってダクトから反応室へ至る経路の中で与えられている急激な形状の変化により、衝撃によって液体の珪素の粒子が除去される傾向がある。
【００４３】
図３には円筒形のカップが示されているが、このカップは外側の表面および内側の表面の両方に関し適当な形および寸法をもっていることができ、特定の形および／または大きさは渦動を防ぎ、反応室の壁とカップとの間およびカップとガスとの間の熱交換を最大にし、壁に沿って起こり得る凝縮を制御するように設計することができる。
【００４４】
本発明に従えば、炭素を含むガスに対する供給装置は多くの異なった方法で配置され、異なった形および寸法をもっていることができる。
【００４５】
炭素を含むガスに対する供給装置は、環の中に配列された多数のノズルおよび反応室の第２の区域の中への開口部を具備している（図２の具体化例に示されているように、但しこの場合はノズルは実質的に上方を向いている）。垂直の円筒形の反応室に対しては、この環および反応室は典型的には同軸であり、該環は円筒の底（図２に示されているように）か、或いは円筒の壁の下部に位置している。ノズルは、炭素を含むガスのジェットが反応室の中央の区域で珪素と実質的に接触するような形および寸法をもっていなければならない。ノズルの形はガス・ジェットの方向と形を決定する。
【００４６】
炭素を含むガスの供給装置は環の中に配列された多数のダクトを具備し、このダクトは反応室の中央区域の中へと開口している（図３の具体化例に示されているように）ことができる。垂直円筒形の反応室に対しては、環および反応室は典型的には同軸であり、ダクトは典型的にはすべて同一であって平行である。良好な結果を得るためには、環の平均直径は反応室の内径のほぼ２／３になるように選ぶことができる。図３の具体化例においては、これらのダクトは反応室の底に隣接した中空の円板と連絡している。一連の小さいダクトが該円板のキャビティーの中に開口している。これらの小さいダクトは大きな同軸のダクトから枝分かれして延び出している。
【００４７】
炭素を含むガスに対する供給装置は環の形をしたダクトを具備し、これは反応室の中央区域の中に開口していることができる。垂直の円筒形の反応室に対しては、環および反応室は典型的には同軸である。珪素を含むガス（反応室の第２の区域の中に入る）を良好に分布させるためには、環の平均直径は反応室の内径よりも僅かに小さいことが有利であり、この場合炭素を含むガスに対する環の形をしたダクトの周りおよび反応室の壁に近接してさらに腐蝕用のガスに対する環の形をしたダクトを取り付け、炭化珪素の沈積物がつかないように反応室の壁を保持している。
【００４８】
炭素を含むガスに対する供給装置は、珪素を含むガスと良好に混合し、反応室の中において広範且つ均一な分布が得られ、渦動を防ぐように設計しなければならない。また炭素を含むガスが珪素を含むガスに対する供給装置の方へ逆に拡散する可能性があることを考慮することが有利である。
【００４９】
珪素を含むガスに対する供給装置および炭素を含むガスに対する供給装置の両方に関し、その目的は炭素および珪素を基質の区域に運び、反応室の壁の上には運ばないことである。
【００５０】
前駆体ガス（珪素または炭素を含むガス）に対する供給装置は典型的には前駆体のガスをキャリヤーガスと一緒に、従ってそれで希釈して反応室の中に導入できるのに適した装置である。ここでキャリヤーガスは水素、アルゴン、ヘリウム、またはこれらの２種以上の混合物であることができる。前駆体ガスとキャリヤーガスとの割合は、例えばキャリヤーガス１０ｓｌｍおよび前駆体ガス１〜２ｓｌｍの割合である。
【００５１】
珪素を含む最も典型的な前駆体ガスはシラン［ＳｉＨ４］であり、シラン［ＳｉＨ４］を塩酸［ＨＣｌ］と混合し、ダクトのどの場所においても珪素の液滴が生成するのを防ぐ（或いは少なくとも制限する）ことが有利である。別法として、珪素および塩素の両方を含む化合物、例えばジクロロシラン［ＤＣＳ］、トリクロロシラン［ＴＣＳ］及び四塩化ケイ素［ＳｉＣｌ４］を使用することができる。
【００５２】
炭素を含む前駆体ガスはプロパン［Ｃ３Ｈ８］、エチレン［Ｃ２Ｈ４］またはアセチレン［Ｃ２Ｈ２］である。これらの中で高温で最も安定な化合物はアセチレンであり、最も取り扱いやすいのはプロパンであり、折衷的な化合物はエチレンである。
【００５３】
反応室の中では非常な高温を維持しなければならないから、加熱器は誘導型のものが有利であり、反応室の壁を加熱するのに適している。添付図面には加熱装置は示されていない。
【００５４】
予め定められた温度プロフィールを維持することが好ましく、特に反応室の中央区域の温度は非常に高く（２２００〜２６００℃）し、一方第１の区域（従って基質および成長する結晶）の温度はそれよりも少し低く（１８００〜２２００℃）して炭化珪素の凝集を促進することが有利である。第１の区域（珪素を含むガスに対する供給区域）の温度は非常に高く（２２００〜２６００℃）しなければならないが、やはり中央の区域の温度よりも僅かに低く（２０００〜２４００℃）することができる。
【００５５】
従って第１の具体化例においては、加熱器は反応室の中で次のような温度を生じるようにすることができる：
−  第１の区域においては１８００〜２２００℃の範囲、好ましくは約２０００℃の温度。
【００５６】
−  中央区域においては２２００〜２６００℃の範囲、好ましくは２４００℃の温度。
【００５７】
−  第２の区域においては２０００〜２４００℃の範囲、好ましくは２２００℃の温度。
【００５８】
また第２の具体化例においては、加熱器は反応室の中で次のような温度を生じるようにすることができる：
−  第１の区域においては１８００〜２２００℃の範囲、好ましくは約２０００℃の温度。
【００５９】
−  中央区域においては２２００〜２６００℃の範囲、好ましくは２４００℃の温度。
【００６０】
−  第２の区域においては２２００〜２６００℃の範囲、好ましくは２４００℃の温度。
【００６１】
支持装置は温度制御装置を具備しているように配列することが有利である。本発明のシステムの支持装置は典型的にはＳｉＣまたはＴａＣの層を被覆したグラファイトからつくられる。従ってこれらは誘導効果および輻射効果の両方による加熱要素として作用する。例えば水素のガス流は有利には支持装置の温度を制御するのに使用することができる。周囲温度から２０００℃まで加熱するためには、２５ｓｌｍの水素流は約１ｋＷの熱量を吸収する。この場合、支持装置は内部キャビティーを備え該キャビティーと連絡した管の上に取り付けられている厚い円板によってつくられていることができる。該管は熱的に絶縁され、化学的に隔離されている。冷却ガスは管の中に注入され、キャビティーを通って流れ、該円板の周辺につくられた多数の穴から出る。図２および３の具体化例においては、支持部材の内部のガス流は腐蝕および温度制御の両方に有利に使用することができる。
【００６２】
本発明のシステムの多くの構成部材はグラファイトからつくることができる。典型的にはこれらの部材は保護層、例えばＳｉＣおよびＴａＣ（この方が抵抗性が大きい）の層によって被覆しなければならない。
【００６３】
図２および３においては同一または同様な機能を有する要素を示すために図１と同じ参照番号を用いた。
【００６４】
添付図面には本発明の二つの特定の具体化例しか示されていないが、上記の説明から本発明はその構成手段に対して考えられる多くの変形の組み合わせから得られる非常に多くの方法で実現し得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の説明を理解する助けとなる模式的断面図。
【図２】本発明の第１の具体化例の簡単化された断面図。
【図３】本発明の第２の具体化例の簡単化された断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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