(57)【要約】【課題】シードシャフトの下端にＳｉＣ種結晶を取り付けるために、台座を用いる場合であっても、結晶成長界面を凹形状にすることができる、ＳｉＣ単結晶の製造装置及びＳｉＣ単結晶の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の実施の形態によるＳｉＣ単結晶の製造装置（１０）は、溶液成長法に用いられる。ＳｉＣ単結晶の製造装置は、シードシャフト（２６）と、台座（２８）とを備える。シードシャフトは、上下方向に延びる。台座は、シードシャフトの下端（２６３）に取り付けられ、ＳｉＣ種結晶（３２）を支持するために用いられる。台座は、中央部（２８５）と、周縁部（２８６）とを有する。中央部は、台座の高さ方向から見て、台座の中心（Ｃ１）を含む。周縁部は、台座の高さ方向から見て、中央部を囲む。周縁部は、中央部よりも、台座の下面から上面に熱を伝達しやすい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液成長法によるＳｉＣ単結晶の製造装置であって、
上下方向に延びるシードシャフトと、
前記シードシャフトの下端に取り付けられ、ＳｉＣ種結晶を支持するための台座とを備え、
前記台座は、
前記台座の高さ方向から見て、前記台座の中心を含む中央部と、
前記台座の高さ方向から見て、前記中央部を囲む周縁部とを有し、
前記周縁部は、前記中央部よりも、前記台座の下面から上面に熱を伝達しやすい、ＳｉＣ単結晶の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＳｉＣ単結晶の製造装置であって、
前記台座は、
前記上面の中央に開口する凹部が形成された本体と、
前記凹部内に配置され、前記本体よりも熱伝導率が低い断熱材とを含む、ＳｉＣ単結晶の製造装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＳｉＣ単結晶の製造装置であって、
前記台座の側面の下端は、前記側面の上端よりも、前記台座の高さ方向に垂直な方向で内側に位置している、ＳｉＣ単結晶の製造装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の製造装置を用いた溶液成長法によるＳｉＣ単結晶の製造方法であって、
周縁部が中央部よりも下面から上面に熱を伝達しやすい台座に対して、ＳｉＣ種結晶を取り付けて、前記ＳｉＣ種結晶の縁部を前記周縁部に重ねる工程と、
前記台座をシードシャフトの下端に取り付ける工程と、
坩堝が収容するＳｉＣ溶液に対して、前記ＳｉＣ種結晶を接触させる工程とを備える、ＳｉＣ単結晶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ単結晶の製造装置、及び、ＳｉＣ単結晶の製造方法に関し、詳しくは、溶液成長法に用いられるＳｉＣ単結晶の製造装置、及び、溶液成長法によるＳｉＣ単結晶の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化珪素（ＳｉＣ）は、熱的及び化学的に安定な化合物半導体である。ＳｉＣは、シリコン（Ｓｉ）と比較して、優れたバンドギャップ、絶縁破壊電圧、電子飽和速度及び熱伝導率を有する。そのため、ＳｉＣは、次世代の半導体材料として期待されている。
【０００３】
ＳｉＣ単結晶の製造方法として、気相成長法に属する昇華再結晶法と、溶液成長法とが、従来から知られている。
【０００４】
昇華再結晶法では、原料のＳｉＣ粉末を、２２００〜２５００℃の高温で昇華させる。低温部に配置した、ＳｉＣ単結晶からなる種結晶基板上に、ＳｉＣを析出させて、バルク状の単結晶を得る。昇華再結晶法は、口径が大きい単結晶の製造に適している。しかしながら、昇華再結晶法で製造されたＳｉＣ単結晶は、マイクロパイプ欠陥や積層欠陥などの格子欠陥を多く含む。加えて、結晶多形（ポリタイプ）や不純物キャリア濃度の制御が容易ではない。
【０００５】
溶液成長法では、黒鉛坩堝内で、Ｓｉ又はＳｉ含有合金を融解し、その溶液中に黒鉛坩堝から炭素を溶解させる。低温部に設置した種結晶基板上に、ＳｉＣ単結晶層を液相析出によって成長させて、バルク状の単結晶を得る。溶液成長法は、熱的平衡状態下での結晶成長である。そのため、格子欠陥が非常に少なく、結晶性の良好な良質のＳｉＣ単結晶が得られる。
【０００６】
なお、ＳｉＣ単結晶の製造方法として、上記製造方法のほかに、ＣＶＤ法がある。ＣＶＤ法は、原料としてシランガスと炭化水素系ガスとを用い、加熱した基板（例えば、Ｓｉ基板）上に、気相化学反応により、ＳｉＣ単結晶をエピタキシャル成長させる。ＣＶＤ法は、バルク状のＳｉＣ単結晶よりも薄膜状のＳｉＣ単結晶を製造するのに適している。
【０００７】
溶液成長法では、Ｓｉ又はＳｉ及び添加元素を含有する融液に炭素（Ｃ）が溶解した溶液（以降、ＳｉＣ溶液と称する）の液面に対して、ＳｉＣ種結晶を接触させて、ＳｉＣ単結晶を育成する。溶液成長法には、ＴＳＳＧ（Top Seeded Solution Growth）法がある。ＴＳＳＧ法によれば、欠陥の少ない高品質のＳｉＣ単結晶が得られる（例えば、非特許文献１及び２参照）。
【０００８】
ＴＳＳＧ法に用いる装置では、原料を入れた黒鉛製の坩堝を取り囲むように、ソレノイド型の誘導加熱コイルが配置されている。誘導加熱コイルには、電源から供給される高周波の交番電流が流れる。このとき、高周波磁場が発生する。この高周波磁場により、電気伝導性を有する坩堝が、電磁誘導によって加熱される。これにより、原料が溶けて、坩堝内にＳｉＣ溶液が生成される。
【０００９】
坩堝内に生成されたＳｉＣ溶液に対して、シードシャフトの下端に取り付けられたＳｉＣ種結晶を接触させる。これにより、ＳｉＣ単結晶をＳｉＣ種結晶上に成長させることができる。
【００１０】
上記装置では、坩堝の周囲は断熱材で覆われているが、シードシャフトの周囲は断熱材で覆われていない。そのため、シードシャフトの下端に取り付けられたＳｉＣ種結晶からの熱は、シードシャフトを伝わって逃げる。その結果、ＳｉＣ溶液の種結晶近傍部分の温度が他の部分の温度よりも低くなっている。このとき、ＳｉＣ溶液の種結晶近傍部分は、過飽和状態となる。その結果、ＳｉＣ単結晶が成長する。
【００１１】
ここで、坩堝の材料として黒鉛を用いるのは、溶質である炭素を溶液に供給するためである。また、シリコンを溶媒とする原料溶液は、電気伝導性を有する。そのため、原料溶液は、誘導加熱されるときに、ローレンツ力によって誘導撹拌される。この誘導攪拌により、溶質である炭素を、坩堝から結晶成長界面に供給する能力を大きくできる。
【００１２】
溶液成長法によって欠陥の密度が低く高品質な結晶が得られる理由のひとつとして、結晶のステップ成長との関係が指摘されている。溶液成長法では、結晶成長界面において、高さが約１０ｎｍで、幅１００nm程度の均等な間隔を持った縞状のマクロステップ構造が発達している。このステップ構造の横方向への進行（ステップフロー）によって、古い成長面が新しい成長面で更新され、結晶成長が進む。このとき、結晶中に生成された貫通螺旋転位（ТＳＤ）や貫通刃状転位（ＴＥＤ）が、マクロステップの壁面から排出される効果が明らかにされている（例えば、非特許文献２参照）。
【００１３】
しかしながら、成長界面近傍のＳｉＣ溶液の流れがステップフローと同方向である場合には、ステップ成長が安定していない。そのため、ステップの蛇行や間隔の変動が発生する。その結果、ステップ構造が乱れて、新たな結晶欠陥が発生することや、転位の排除効率が低下することが報告されている（例えば、特許文献２及び３、非特許文献２参照）。従って、溶液成長法によって、より欠陥の少ない結晶を得るには、結晶成長界面でステップフローとＳｉＣ溶液の流れとを逆方向にすることが求められる。
【００１４】
ここで、結晶成長界面でのステップフローの方向は、結晶成長界面の形状で決まる。例えば、結晶成長界面が溶液に向かって（下側に）凸形状を有する場合、ステップフローは、結晶成長界面の中心から外周に向かう。これに対して、結晶成長界面が凹形状を有する場合には、ステップフローは、結晶成長界面の外周から中心に向かう。
【００１５】
ＴＳＳＧ法では、熱は、誘導加熱される黒鉛坩堝の側壁からＳｉＣ種結晶を経て、ＳｉＣ種結晶を支持するシード軸に向かって流れる。そのため、結晶成長界面は、熱の流れに直交して、溶液側（下側）に凸となる傾向がある。このときのステップフローは、結晶成長界面の中心から外周に向かう。
【００１６】
しかしながら、ソレノイド型の誘導加熱コイルの内側に設置された坩堝内の導電性流体には、坩堝の中心軸線に沿って上昇し、液面上を坩堝の側壁に向う流れが発生する。これは、鉄鋼や金属の精錬業において広く知られている。この原因は電磁気学の原理から明らかである。例えば、非特許文献４では、この現象を、誘導撹拌炉の軸対称鉛直断面図を示して、液面に沿って坩堝の中心から側壁に向かって流れる渦と、坩堝の底面に沿って坩堝の中心から側壁に向かって流れる渦とからなる流動構造によるものであると解説している。このことは、誘導加熱を用いるＴＳＳＧ法においては、結晶成長界面において、結晶の中心から外周に向かうステップフローと溶液の流れとが同じ方向になり、結晶中の転位密度を削減するのに不利な状況にあることを意味している。
【００１７】
そこで、結晶成長界面の形状を凹形状にすれば、ステップフローと溶液の流れを逆方向にできる。特許文献５及び６では、結晶成長界面を凹形状にするために、シードシャフトを中空形状とし、シードシャフトの底壁の上面に断熱材を配置するとともに、当該底壁の下面にＳｉＣ種結晶を配置することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００４−２２４６６６号公報
【特許文献２】特開２０1４−４３３６６号公報
【特許文献３】特開２０1４−４３３６９号公報
【特許文献４】特開２０１４―４７０９６号公報
【特許文献５】特開２０１４―１９６１４号公報
【特許文献６】国際公開第２０１４／０１３６９８号
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】松波他、半導体ＳｉＣ技術と応用（第2版）p.51.
【非特許文献２】A. Chernov, Journal of Crystal Growth, 132, 405 (1993）
【非特許文献３】C. Zhu, et al., Crystal Growth & Design, 13 (2013) 3691.
【非特許文献４】R. Moreau、“Magnetohydrodynamics”(1990), Kluwer Academic Publishers
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上記のように、特許文献５及び特許文献６では、シードシャフトの底壁の上面に断熱材を配置するとともに、当該底壁の下面にＳｉＣ種結晶を配置している。断熱材をＳｉＣ種結晶に近づければ、断熱材による効果を高めることができる。断熱材をＳｉＣ種結晶に近づけるために、例えば、シードシャフトの底壁の厚みを小さくすることが考えられる。しかしながら、底壁の厚みを小さくすると、底壁の強度が低下する。
【００２１】
ＳｉＣ種結晶をシードシャフトの下端に直接取り付けると、ＳｉＣ単結晶を成長させるときに、ＳｉＣ溶液や蒸気の付着等により、ＳｉＣ種結晶がシードシャフトに固着することがある。この場合、ＳｉＣ種結晶を結晶成長温度から室温に冷却する過程で、ＳｉＣ種結晶とシードシャフトとの熱膨張率の差に起因する熱応力により、シードシャフト及びＳｉＣ種結晶が破損するおそれがある。なお、上記の冷却過程での破損を免れたとしても、ＳｉＣ種結晶とシードシャフトとが固着しているために、ＳｉＣ種結晶をシードシャフトから取り外すことは困難である。そのため、ＳｉＣ種結晶をシードシャフトから取り外すときに、シードシャフト及びＳｉＣ種結晶が破損するおそれがある。特に、断熱材をＳｉＣ種結晶に近づけるために、底壁を薄くしている場合には、シードシャフトが破損するおそれがさらに高まる。そこで、シードシャフトからＳｉＣ種結晶を取り外しやすくするために、着脱可能な台座を介して、シードシャフトの下端にＳｉＣ種結晶を取り付けることが考えられる。
【００２２】
しかしながら、台座を介して、シードシャフトの下端にＳｉＣ種結晶を取り付けると、シードシャフトの下端に対してＳｉＣ種結晶を直接取り付ける場合と比べて、断熱材からＳｉＣ種結晶までの距離が遠くなる。そのため、特許文献５及び特許文献６に記載の構成では、断熱材を配置したことによる効果が得られ難くなるおそれがある。
【００２３】
本発明の目的は、シードシャフトの下端にＳｉＣ種結晶を取り付けるために、台座を用いる場合であっても、結晶成長界面を凹形状にすることができる、ＳｉＣ単結晶の製造装置及びＳｉＣ単結晶の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の実施の形態によるＳｉＣ単結晶の製造装置は、溶液成長法に用いられる。ＳｉＣ単結晶の製造装置は、シードシャフトと、台座とを備える。シードシャフトは、上下方向に延びる。台座は、シードシャフトの下端に取り付けられ、ＳｉＣ種結晶を支持するために用いられる。台座は、中央部と、周縁部とを有する。中央部は、台座の高さ方向から見て、台座の中心を含む。周縁部は、台座の高さ方向から見て、中央部を囲む。周縁部は、中央部よりも、台座の下面から上面に熱を伝達しやすい。
【００２５】
上記製造装置においては、台座の中央部よりも周縁部において、台座の下面から上面に熱が伝達しやすい。そのため、台座でＳｉＣ種結晶を支持するときに、ＳｉＣ種結晶の縁部を台座の周縁部に重ねれば、ＳｉＣ種結晶の中央部よりも縁部において、抜熱量が大きくなる。その結果、ＳｉＣ種結晶上に成長するＳｉＣ単結晶において、中央部よりも縁部の成長速度が大きくなる。つまり、ＳｉＣ単結晶の結晶成長界面が凹形状になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態による製造装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】シードシャフトの下端に取り付けられた台座を示す断面図である。
【図３Ａ】ＳｉＣ単結晶の製造工程を説明するための図面であって、台座の下面にＳｉＣ種結晶が取り付けられた状態を示す断面図である。
【図３Ｂ】ＳｉＣ単結晶の製造工程を説明するための図面であって、ＳｉＣ種結晶が台座を介してシードシャフトの下端に取り付けられた状態を示す断面図である。
【図３Ｃ】ＳｉＣ単結晶の製造工程を説明するための図面であって、ＳｉＣ種結晶がＳｉＣ溶液に接している状態を示す断面図である。
【図４】台座の応用例１を示す断面図である。
【図５】台座の応用例２を示す断面図である。
【図６】台座の応用例３を示す断面図である。
【図７】台座の応用例４を示す断面図である。
【図８】シミュレーションの条件を説明するための説明図である。
【図９】比較例１としての台座を示す断面図である。
【図１０Ａ】図２に示す台座を用いた場合の等温線のシミュレーション結果である。
【図１０Ｂ】図２に示す台座を用いた場合の熱流線のシミュレーション結果である。
【図１１Ａ】図４に示す台座を用いた場合の等温線のシミュレーション結果である。
【図１１Ｂ】図４に示す台座を用いた場合の熱流線のシミュレーション結果である。
【図１２Ａ】図５に示す台座を用いた場合の等温線のシミュレーション結果である。
【図１２Ｂ】図５に示す台座を用いた場合の熱流線のシミュレーション結果である。
【図１３Ａ】図９に示す台座を用いた場合の等温線のシミュレーション結果である。
【図１３Ｂ】図９に示す台座を用いた場合の熱流線のシミュレーション結果である。
【図１４】台座（本発明例１−３、比較例１）の径方向での位置と、その位置での熱流線の傾斜角度との関係を示すグラフである。
【図１５】ＳｉＣ単結晶の径方向での位置と、その位置での成長厚みの平均値との関係を示すグラフである。
【図１６】比較例２としての台座を示す断面図である。
【図１７Ａ】図６に示す台座を用いた場合の等温線のシミュレーション結果である。
【図１７Ｂ】図６に示す台座を用いた場合の熱流線のシミュレーション結果である。
【図１８Ａ】図７に示す台座を用いた場合の等温線のシミュレーション結果である。
【図１８Ｂ】図７に示す台座を用いた場合の熱流線のシミュレーション結果である。
【図１９Ａ】図１６に示す台座を用いた場合の等温線のシミュレーション結果である。
【図１９Ｂ】図１６に示す台座を用いた場合の熱流線のシミュレーション結果である。
【図２０】台座（本発明例４−５、比較例２）の径方向での位置と、その位置での熱流線の傾斜角度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。図中同一又は相当部分には、同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
【００２８】
［製造装置］
図１は、本発明の実施の形態によるＳｉＣ単結晶の製造方法に用いられる製造装置１０の模式図である。図１に示す製造装置１０は、溶液成長法（具体的には、ＴＳＳＧ法）に用いられる製造装置の一例である。溶液成長法に用いられる製造装置は、図１に示す製造装置１０に限定されない。
【００２９】
製造装置１０は、チャンバ１２と、坩堝１４と、断熱カバー１６と、誘導加熱コイル１８と、電源２０と、支持軸２２と、駆動源２４と、シードシャフト２６と、台座２８と、駆動源３０とを備える。
【００３０】
チャンバ１２は、坩堝１４を収容する。ＳｉＣ単結晶を製造するとき、チャンバ１２は冷却される。
【００３１】
坩堝１４は、ＳｉＣ溶液１５を収容する。ここで、ＳｉＣ溶液１５とは、Ｓｉ又はＳｉ合金の融液にカーボン（Ｃ）が溶解した溶液をいう。坩堝１４は、側壁１４１と底壁１４２とを有する。好ましくは、坩堝１４は、炭素を含有する。この場合、坩堝１４は、ＳｉＣ溶液１５への炭素供給源になる。
【００３２】
断熱カバー１６は、断熱材からなる。断熱カバー１６は、坩堝１４を取り囲む。これにより、坩堝１４の温度が低下し難くなる。
【００３３】
誘導加熱コイル１８は、ソレノイド型のコイルである。誘導加熱コイル１８は、側壁１４１の周囲に巻かれている。誘導加熱コイル１８には、電源２０が接続されている。電源２０は、誘導加熱コイル１８に交番電流を供給する。これにより、坩堝１４が誘導加熱される。その結果、ＳｉＣ溶液１５が生成される。また、誘導加熱コイル１８に供給される交番電流を制御することにより、ＳｉＣ溶液１５が結晶成長温度に維持される。結晶成長温度は、ＳｉＣ単結晶を成長させるときのＳｉＣ溶液１５の温度である。結晶成長温度は、例えば、１６５０〜１８５０℃である。
【００３４】
支持軸２２は、チャンバ１２の高さ方向（図１の上下方向）に延びる。支持軸２２の上端は、断熱カバー１６内に位置する。支持軸２２の上端には、坩堝１４が配置される。支持軸２２の下端は、チャンバ１２の外側に位置する。
【００３５】
駆動源２４は、チャンバ１２の下方に配置される。駆動源２４は、支持軸２２に連結される。駆動源２４は、支持軸２２の中心軸線周りに、支持軸２２を回転させる。
【００３６】
シードシャフト２６は、黒鉛からなる。シードシャフト２６は、チャンバ１２の高さ方向に延びる。シードシャフト２６は、中空形状を有する。つまり、シードシャフト２６は、側壁２６１と、底壁２６２とを有する（図２参照）。シードシャフト２６の上端は、チャンバ１２の外側に位置する。シードシャフト２６の下端２６３（つまり、底壁２６２の下面）には、台座２８が取り付けられる。
【００３７】
台座２８は、ＳｉＣ種結晶３２をシードシャフト２６の下端２６３に取り付けるために用いられる。台座２８は、中央部と周縁部とを有する。台座２８の中央部は、例えば、ＳｉＣ種結晶３２が円板形状を有する場合、台座２８の中心軸線（台座２８の高さ方向から見たときの台座２８の中心）からの距離が、ＳｉＣ種結晶３２の半径の２／３未満の部分である。台座２８の周縁部は、台座２８のうち、台座２８の中央部を除いた部分である。台座２８の周縁部は、台座２８の高さ方向から見たときに、台座２８の中央部を囲んでいる。台座２８の周縁部は、台座２８の中央部よりも、下面から上面に熱を伝達しやすい。台座２８の中央部よりも周縁部で下面から上面への熱伝達を容易にするには、例えば、中央部に断熱材を配置することや、周縁部の上端の面積を下端の面積よりも大きくすること等が考えられる。台座２８の詳細については、後述する。
【００３８】
ＳｉＣ種結晶３２は、円板形状を有する。ＳｉＣ種結晶３２は、平面視で、台座２８と同じ大きさを有する。ＳｉＣ種結晶３２は、ＳｉＣ単結晶からなる。ＳｉＣ種結晶３２の結晶構造は、例えば、４Ｈ多形である。ＳｉＣ種結晶３２の結晶成長界面は、Ｃ面であってもよいし、Ｓｉ面であってもよい。結晶成長界面のオフ角は、例えば、１°〜４°である。ここで、結晶成長界面のオフ角は、結晶成長界面に垂直な方向に延びる直線と、ｃ軸方向に延びる直線とが為す角度である。
【００３９】
駆動源３０は、チャンバ１２の上方に配置される。駆動源３０は、シードシャフト２６に連結される。駆動源３０は、シードシャフト２６を昇降する。駆動源３０は、さらに、シードシャフト２６の中心軸線周りに、シードシャフト２６を回転させる。
【００４０】
［台座］
続いて、図２を参照しながら、台座２８の詳細について説明する。台座２８は、本体２８Ｘと、断熱材２８Ｙとを備える。
【００４１】
本体２８Ｘは、例えば、黒鉛からなる。本体２８Ｘは、円板形状を有する。図２に示す例では、本体２８Ｘの直径は、シードシャフト２６の直径よりも小さい。本体２８Ｘは、上面２８１と、下面２８２と、側面２８３とを有する。
【００４２】
上面２８１は、円形である。上面２８１は、シードシャフト２６の下端２６３に取り付けられる。
【００４３】
上面２８１の中央には、凹部２８４が形成されている。凹部２８４は、底面２８４１と、側面２８４２とを有する。
【００４４】
底面２８４１は、円形である。台座２８の高さ方向（図２の上下方向）から見て、底面２８４１の中心は、上面２８１の中心と一致している。つまり、底面２８４１は、上面２８１と同軸上に位置している。
【００４５】
側面２８４２は、筒状面である。つまり、側面２８４２は、略一定の直径で台座２８の高さ方向にストレートに延びている。側面２８４２の下端は、底面２８４１の縁に接続されている。
【００４６】
側面２８４２の高さ、つまり、凹部２８４の深さは、例えば、台座２８の高さの１／２以下である。凹部２８４の深さは、好ましくは、台座２８の高さの１／３以下である。
【００４７】
下面２８２は、上面２８１の下方に位置している。下面２８２は、円形である。下面２８２は、上面２８１と同じ大きさを有する。台座２８の高さ方向から見て、下面２８２の中心は、上面２８１の中心と重なる。つまり、下面２８２は、上面２８１と同軸上に位置している。下面２８２には、ＳｉＣ種結晶３２が取り付けられる。
【００４８】
側面２８３は、筒状面である。つまり、側面２８３は、略一定の直径で台座２８の高さ方向にストレートに延びている。側面２８３の上端は、上面２８１の縁に接続されている。側面２８３の下端は、下面２８２の縁に接続されている。
【００４９】
断熱材２８Ｙは、円板形状を有する。断熱材２８Ｙは、本体２８Ｘよりも低い熱伝導率を有する。断熱材２８Ｙは、凹部２８４に収容されている。このとき、断熱材２８Ｙは、本体２８Ｘと同軸上に位置している。断熱材２８Ｙの下面は、凹部２８４の底面２８４１に接着されてもよい。断熱材２８Ｙが凹部２８４に収容された状態で、断熱材２８Ｙの上面は、台座２８の高さ方向で、本体２８Ｘの上面２８１と同じ位置にあってもよいし、上面２８１よりも低い位置にあってもよい。
【００５０】
台座２８は、中央部２８５と、周縁部２８６とを有する。以下、これらについて説明する。
【００５１】
中央部２８５は、台座２８のうち、台座２８の高さ方向から見たときに、断熱材２８Ｙを含む部分である。中央部２８５は、台座２８の高さ方向から見ると、円形状を有している。中央部２８５は、台座２８の高さ方向から見て、台座２８の中心軸線Ｌ１（つまり、台座２８の中心Ｃ１）を含む位置に形成されている。
【００５２】
周縁部２８６は、台座２８のうち、台座２８の高さ方向から見たときに、中央部２８５を除いた部分である。周縁部２８６は、台座２８の高さ方向から見ると、円環形状を有している。つまり、周縁部２８６は、台座２８の高さ方向から見て、台座２８の中心軸線Ｌ１周りの周方向に全周に亘って形成されている。要するに、周縁部２８６は、台座２８のうち、台座２８の高さ方向から見たときに、中央部２８５を囲む部分である。周縁部２８６は、台座２８の側面２８３を含む。
【００５３】
上記のように、中央部２８５は、断熱材２８Ｙを含む。断熱材２８Ｙは、本体２８Ｘよりも低い熱伝導率を有する。つまり、中央部２８５は、周縁部２８６よりも、台座２８の高さ方向に熱を伝え難い。言い換えると、周縁部２８６は、中央部２８５よりも、台座２８の高さ方向に熱を伝え易い。
【００５４】
図２に示す例では、断熱材２８Ｙの下面の全体が凹部２８４の底面２８４１の全体に接しているが、例えば、凹部２８４の底面２８４１は、断熱材２８Ｙの下面よりも大きくてもよい。つまり、台座２８の高さ方向から見たときに、凹部２８４の底面２８４１は、中央部２８５よりも大きくてもよい。
【００５５】
凹部２８４の深さは一定でなくてもよい。例えば、凹部２８４は、中心に近いほど深くなっていてもよい。この場合、断熱材２８Ｙの厚みは、中心に近いほど大きくしてもよい。
【００５６】
［製造方法］
続いて、製造装置１０を用いたＳｉＣ単結晶の製造方法について説明する。
【００５７】
先ず、図３Ａに示すように、ＳｉＣ種結晶３２を台座２８に取り付ける。具体的には、ＳｉＣ種結晶３２の上面を、接着剤により、台座２８の下面２８２に貼り付ける。
【００５８】
このとき、台座２８の高さ方向から見て、ＳｉＣ種結晶３２の下面（ＳｉＣ単結晶が成長する面）の中心は、台座２８の中心軸線Ｌ１上に位置している。つまり、ＳｉＣ種結晶３２は、台座２８と同軸上に位置している。
【００５９】
ここで、ＳｉＣ種結晶３２は、平面視で、台座２８と同じ大きさを有する。そのため、ＳｉＣ種結晶３２の上面の全体が、台座２８の下面２８２の全体に重なっている。
【００６０】
なお、ＳｉＣ種結晶３２が台座２８に取り付けられた状態で、ＳｉＣ種結晶３２の縁は、台座２８の下面２８２の縁よりも、台座２８の中心軸線Ｌ１に垂直な方向（径方向）で少しだけ外側に位置していてもよい。
【００６１】
台座２８の高さ方向から見て、ＳｉＣ種結晶３２の縁部３２１は、中央部２８５に重ならない。つまり、ＳｉＣ種結晶３２の縁部３２１の全体が、台座２８の高さ方向から見たときに、周縁部２８６に重なる。ここで、ＳｉＣ種結晶３２の縁部３２１は、ＳｉＣ種結晶３２の側面を含む。ＳｉＣ種結晶３２の縁部３２１は、例えば、ＳｉＣ種結晶３２が円板形状を有する場合、ＳｉＣ種結晶３２の半径を３等分したときに、径方向で最も外側に位置する環状の部分である。ＳｉＣ種結晶３２の縁部３２１は、ＳｉＣ単結晶の成長界面を凹形状にするために、ＳｉＣ単結晶の成長厚みを中心よりも大きくすべき部分であって、成長厚みが最大となる部分を含む。
【００６２】
続いて、図３Ｂに示すように、ＳｉＣ種結晶３２が取り付けられた台座２８を、シードシャフト２６の下端２６３に取り付ける。具体的には、台座２８の上面２８１を、接着剤により、シードシャフト２６の下端２６３に貼り付ける。このとき、台座２８の中心Ｃ１は、シードシャフト２６の中心軸線Ｌ２上に位置している。つまり、台座２８は、シードシャフト２６と同軸上に配置されている。なお、断熱材２８Ｙの上面が、台座２８の高さ方向で、台座２８の上面２８１と同じ位置にある場合には、断熱材２８Ｙの上面も、接着剤により、シードシャフト２６の下端２６３に貼り付けてもよい。
【００６３】
続いて、チャンバ１２内の支持軸２２上に、坩堝１４を配置する。このとき、坩堝１４は、ＳｉＣ溶液１５の原料を収容している。原料は、例えば、Ｓｉのみであってもよいし、Ｓｉと他の金属元素との混合物であってもよい。金属元素は、例えば、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）等である。原料の形態としては、例えば、複数の塊や粉末等がある。
【００６４】
続いて、ＳｉＣ溶液１５を生成する。先ず、チャンバ１２内に不活性ガスを充填する。そして、誘導加熱コイル１８により、坩堝１４を誘導加熱する。坩堝１４を誘導加熱することにより、坩堝１４が収容するＳｉＣ溶液１５の原料を融点以上に加熱する。坩堝１４が炭素を含む場合（例えば、坩堝１４が黒鉛からなる場合）、坩堝１４を加熱すると、坩堝１４から炭素が融液に溶け込む。これにより、ＳｉＣ溶液１５が生成される。炭素の融液への溶け込みが続くと、ＳｉＣ溶液１５の炭素濃度が飽和濃度に近づく。
【００６５】
続いて、駆動源３０により、シードシャフト２６を降下し、図３Ｃに示すように、ＳｉＣ種結晶３２の下面をＳｉＣ溶液１５に接触させる。このとき、ＳｉＣ種結晶３２をＳｉＣ溶液１５に浸漬してもよい。
【００６６】
ＳｉＣ種結晶３２の下面をＳｉＣ溶液１５に接触させた後、誘導加熱コイル１８による坩堝１４の誘導加熱を継続して、ＳｉＣ溶液１５を結晶成長温度に保持する。結晶成長温度は、１６５０〜１８５０℃であり、好ましくは、１７００〜１８００℃である。
【００６７】
また、ＳｉＣ溶液１５におけるＳｉＣ種結晶３２の近傍を過冷却して、ＳｉＣを過飽和状態にする。このとき、ＳｉＣ溶液１５のうち、ＳｉＣ種結晶３２の直下の温度勾配は、０℃／ｃｍよりも大きければよい。温度勾配の下限は、好ましくは、５℃／ｃｍであり、より好ましくは、７℃／ｃｍである。なお、温度勾配が大きすぎると、結晶成長速度が過度に大きくなり、結晶成長界面の形状を良好に維持するのが難しくなる。温度勾配の上限は、２０℃／ｃｍである。温度勾配の上限は、好ましくは、１５℃／ｃｍであり、より好ましくは、１１℃／ｃｍである。
【００６８】
ＳｉＣ溶液１５におけるＳｉＣ種結晶３２の近傍を過冷却する方法は、特に限定されない。例えば、誘導加熱コイル１８への通電を制御して、ＳｉＣ溶液１５におけるＳｉＣ種結晶３２の近傍領域の温度を、他の領域の温度よりも低くしてもよい。
【００６９】
ＳｉＣ溶液１５におけるＳｉＣ種結晶３２の近傍領域のＳｉＣを過飽和状態にしたまま、ＳｉＣ種結晶３２とＳｉＣ溶液１５（坩堝１４）とを回転する。シードシャフト２６を回転することにより、ＳｉＣ種結晶３２が回転する。支持軸２２を回転することにより、坩堝１４が回転する。ＳｉＣ種結晶３２の回転方向は、坩堝１４の回転方向と逆方向でも良いし、同じ方向でも良い。回転速度は、一定であっても良いし、変動しても良い。シードシャフト２６は、回転しながら、徐々に上昇する。このとき、ＳｉＣ溶液１５に接触しているＳｉＣ種結晶３２の下面に、ＳｉＣ単結晶が成長する。なお、シードシャフト２６は、上昇せずに回転しても良いし、上昇も回転もしなくても良い。
【００７０】
製造装置１０では、シードシャフト２６が中空構造である。そのため、底壁２６２の上方への輻射抜熱を利用することができる。底壁２６２の輻射抜熱により、台座２８が抜熱される。台座２８が抜熱されることにより、ＳｉＣ種結晶３２が抜熱される。ＳｉＣ種結晶３２が抜熱されることにより、ＳｉＣ溶液１５のうち、ＳｉＣ種結晶３２の近傍が冷却される。
【００７１】
ここで、台座２８は、中央部２８５と、周縁部２８６とを有する。周縁部２８６は、中央部２８５よりも、台座２８の高さ方向に熱を伝え易い。そのため、ＳｉＣ種結晶３２のうち、周縁部２８６と重なる部分（ＳｉＣ種結晶３２の縁部３２１）は、中央部２８５と重なる部分よりも、抜熱されやすい。つまり、ＳｉＣ種結晶３２のうち、周縁部２８６と重なる部分（ＳｉＣ種結晶３２の縁部３２１）では、中央部２８５と重なる部分よりも、ＳｉＣ単結晶の成長速度が向上する。その結果、ＳｉＣ単結晶の結晶成長界面は、凹形状になる。
【００７２】
溶液成長法によって、より欠陥の少ないＳｉＣ単結晶を得るには、結晶成長界面でステップフローとＳｉＣ溶液１５の流れを逆方向にすればよい。結晶成長界面が凹形状の場合、ステップフローは、結晶成長界面の外周から中心に向かう。
【００７３】
製造装置１０では、ソレノイド型の誘導加熱コイル１８が用いられている。そのため、ソレノイド型の誘導加熱コイル１８の内側に設置された坩堝１４内の導電性流体（ＳｉＣ溶液１５）には、坩堝１４の中心軸線に沿って上昇し、液面に沿って坩堝１４の側壁１４１に向う流れが発生する。つまり、製造装置１０では、結晶成長界面でステップフローとＳｉＣ溶液１５の流れを逆向きにすることができる。その結果、製造装置１０では、製造されるＳｉＣ単結晶において、欠陥を少なくすることができる。
【００７４】
なお、製造装置１０では、シードシャフト２６の底壁２６２の上面に対して、底壁２６２よりも熱伝導率が低い断熱材を配置してもよい。これにより、底壁２６２の抜熱量がシードシャフト２６の中心軸線Ｌ２に垂直な方向（径方向）でばらつくのを抑制することができる。
【００７５】
また、製造装置１０では、ＳｉＣ種結晶３２を支持するための台座２８を巧く利用して、断熱材２８ＹをＳｉＣ溶液１５の近くに配置している。そのため、シードシャフト２６の底壁２６２の上面に断熱材を配置する場合と比べて、ＳｉＣ単結晶の成長が進んでも、断熱材による効果（抜熱量を制限する効果）が得られやすい。
【００７６】
また、製造装置１０では、断熱材２８Ｙの下面を凹部２８４の底面２８４１に接着し、且つ、断熱材２８Ｙの上面をシードシャフト２６の下端２６３に接着すれば、台座２８のシードシャフト２６への接着面積を確保することができる。そのため、凹部２８４を形成したことによる接着面積の低下を回避して、台座２８のシードシャフト２６への取付状態を安定させることができる。
【００７７】
［台座の応用例１］
例えば、台座２８の代わりに、図４に示す台座２８Ａを用いてもよい。台座２８Ａは、台座２８と比べて、本体２８Ｘの代わりに、本体２８Ｘ１を備える点で異なる。本体２８Ｘ１は、本体２８Ｘと比べて、側面２８３の代わりに、側面２８３１を備える点で異なる。側面２８３１は、台座２８Ａの中心軸線Ｌ１に対して、傾斜している。つまり、側面２８３１は、テーパ面である。側面２８３１の下端は、側面２８３１の上端よりも、中心軸線Ｌ１に直交する方向（径方向）で内側に位置している。言い換えると、側面２８３１の上端は、側面２８３１の下端よりも径方向で外側に位置している。
【００７８】
側面２８３１の中心軸線Ｌ１に対する傾斜角度θは、例えば、２０°以上である。傾斜角度θは、好ましくは、３０°以上であり、より好ましくは、４０°以上であり、さらに好ましくは、５０°以上である。傾斜角度θが大きくなり過ぎると、ＳｉＣ種結晶３２をＳｉＣ溶液１５に接触させるときに、台座２８ＡがＳｉＣ溶液１５に接触するおそれがある。傾斜角度θの上限は、例えば、７５°である。
【００７９】
台座２８Ａでは、側面２８３１の上端が、側面２８３１の下端よりも、台座２８Ａの径方向で外側に位置している。そのため、周縁部２８６Ａの上端の幅（台座２８Ａの径方向での長さ）が、周縁部２８６Ａの下端の幅（台座２８Ａの径方向での長さ）よりも大きくなっている。その結果、周縁部２８６Ａでは、下端から上端に向かって、熱が逃げ易くなっている。したがって、台座２８Ａでは、台座２８よりも、ＳｉＣ種結晶３２の縁部３２１を抜熱しやすい。そのため、結晶成長界面の凹形状化が容易になる。
【００８０】
［台座の応用例２］
例えば、テーパ状の側面２８３１を有するのであれば、台座２８Ｂは、図５に示すように、断熱材２８Ｙを備えていなくてもよい。この場合、側面２８３１の上端が、側面２８３１の下端よりも、台座２８Ａの径方向で外側に位置しているので、周縁部２８６Ｂでは、下端から上端に向かって、熱が逃げ易くなる。台座２８Ｂにおいても、ＳｉＣ種結晶３２の縁部３２１を抜熱しやすくなるので、結晶成長界面を凹形状にすることができる。なお、周縁部２８６Ｂは、台座２８Ｂの高さ方向から見て、ＳｉＣ種結晶３２の縁部３２１と重なる部分である。中央部２８５Ｂは、周縁部２８６Ｂの内側に位置する部分である。
【００８１】
なお、台座２８Ｂを用いる場合には、シードシャフト２６の底壁２６２の上面に対して、底壁２６２よりも低い熱伝導率を有する断熱材３４が配置される。底壁２６２の抜熱量がシードシャフト２６の中心軸線Ｌ２に垂直な方向（径方向）でばらつくのを抑制することができるので、台座２８Ｂを用いることによる効果（ＳｉＣ種結晶３２の縁部３２１を抜熱しやすくする）が得やすくなる。
【００８２】
［台座の応用例３］
例えば、図６に示すように、台座２８Ｃが有する凹部２８４の底面２８４１に対して、シードシャフト２６Ａの下端が取り付けられていてもよい。ここで、シードシャフト２６Ａは、本体２６Ａ１と、取付部２６Ａ２とを有する。本体２６Ａ１は、中実のロッド形状を有する。取付部２６Ａ２は、本体２６Ａ１よりも大径の円板形状を有する。本体２６Ａ１の下端に対して、取付部２６Ａ２が一体的に形成されている。
【００８３】
台座２８Ｃは、断熱材２８Ｙを備えていない。つまり、台座２８Ｃは、本体２８Ｘ２からなる。図６に示す例では、凹部２８４の底面２８４１は、台座２８Ｃの下面２８２よりも僅かに小さい。図６に示す例では、ＳｉＣ種結晶３２１は、台座２８Ｃの下面２８２の全体に取り付けられている。
【００８４】
台座２８Ｃは、側面２８３２を有する。側面２８３２は、側面２８３Ａと、側面２８３Ｂとを有する。側面２８３Ａは、略一定の直径で上下方向にストレートに延びる筒状面である。側面２８３Ｂは、台座２８Ｃの中心軸線Ｌ１に対して傾斜するテーパ面である。側面２８３Ｂの下端は、側面２８３Ｂの上端よりも、中心軸線Ｌ１に直交する方向（径方向）で内側に位置している。言い換えると、側面２８３Ｂの上端は、側面２８３Ｂの下端よりも径方向で外側に位置している。側面２８３Ｂの上端は、側面２８３Ａの下端に接続されている。つまり、側面２８３Ａの上端は、側面２８３Ｂの下端よりも、径方向で外側に位置している。側面２８３Ａの高さは、例えば、側面２８３Ｂの中心軸線Ｌ１に対する傾斜角度θ及び台座２８Ｃの高さに応じて、適当に設定される。
【００８５】
台座２８Ｃでは、側面２８３Ａの上端が、側面２８３Ｂの下端よりも、台座２８Ｃの径方向で外側に位置しているので、周縁部２８６Ｃでは、下端から上端に向かって、熱が逃げ易くなる。台座２８Ｃにおいても、ＳｉＣ種結晶３２の縁部３２１を抜熱しやすくなるので、結晶成長界面を凹形状にすることができる。なお、周縁部２８６Ｃは、台座２８Ｃの高さ方向から見て、ＳｉＣ種結晶３２の縁部３２１と重なる部分である。中央部２８５Ｃは、周縁部２８６Ｃの内側に位置する部分である。
【００８６】
［台座の応用例４］
例えば、図７に示すように、台座２８Ｄが有する凹部２８４に収容された断熱材２８Ｙの上面に対して、シードシャフト２６Ａの下端が取り付けられていてもよい。台座２８Ｄでは、側面２８３Ａの上端が、側面２８３Ｂの下端よりも、台座２８Ｄの径方向で外側に位置している。そのため、周縁部２８６Ｄでは、下端から上端に向かって、熱が逃げ易くなる。台座２８Ｄにおいても、ＳｉＣ種結晶３２の縁部３２１を抜熱しやすくなるので、結晶成長界面を凹形状にすることができる。なお、周縁部２８６Ｄは、台座２８Ｄの高さ方向から見て、中央部２８５Ｄを囲む部分である。中央部２８５Ｄは、台座２８Ｄの高さ方向から見て、断熱材２８Ｙを含む部分である。図７に示す例では、台座２８Ｄの高さ方向からみて、ＳｉＣ種結晶３２の縁部３２１の外周縁部が周縁部２８６Ｄに重なる。
【実施例】
【００８７】
［実施例１］
ＳｉＣ種結晶の周辺部分の等温線と熱流線とをシミュレーションで調査した。図８を参照しつつ、製造装置１０のシミュレーションの条件について説明する。
【００８８】
坩堝１４は、黒鉛製とした。坩堝１４の外半径Ｒ１は、６０ｍｍとした。坩堝１４の内半径Ｒ２は、５０ｍｍとした。坩堝１４の高さＨ１は、１１０ｍｍとした。坩堝１４の深さＤ１は、９０ｍｍとした。坩堝１４の底部には、半径３０ｍｍのＲ加工が施されているものとした。坩堝１４の肉厚Ｔ１は、１０ｍｍとした。坩堝１４が収容するＳｉＣ溶液１５の深さＤ２は、５０ｍｍとした。
【００８９】
坩堝１４の側壁１４Ａと断熱カバー１６との隙間Ｓ１は、２０ｍｍとした。坩堝１４の上端と断熱カバー１６との隙間Ｓ２は、５０ｍｍとした。坩堝１４の下端と断熱カバー１６との隙間Ｓ３は、５０ｍｍとした。断熱カバー１６の厚みＴ２は、４０ｍｍとした。
【００９０】
シードシャフト２６の外半径Ｒ３は、４５ｍｍとした。シードシャフト２６の厚みは、３ｍｍとした。シードシャフト２６の長さＨ２は、２００ｍｍとした。シードシャフト２６の底壁２６２の上面には、厚さ１０ｍｍのカーボンファイバー製の断熱材を配置した。
【００９１】
支持軸２２の外半径Ｒ４は、４０ｍｍとした。支持軸２２の長さＨ３は、２００ｍｍとした。
【００９２】
誘導加熱コイル１８は、銅製のパイプを螺旋状に巻いたソレノイドコイルとした。巻き数は、１２周回とした。誘導加熱コイル１８の内半径Ｒ５は、１５０ｍｍとした。誘導加熱コイル１８の高さＨ４は、３００ｍｍとした。誘導加熱コイル１８は、坩堝１４と同軸上に配置した。坩堝１４が収容するＳｉＣ溶液１５の液面と、誘導加熱コイル１８の高さ方向の中心とが一致しているものとした。誘導加熱コイル１８に流れる交番電流の周波数は、５ｋＨｚとした。
【００９３】
シミュレーションには、有限要素法のソルバーを用いた。部材間の熱伝導、輻射及び溶液流動による熱伝達を考慮した２次元軸対称の定常モデルを用いた。
【００９４】
境界条件は、以下のとおりとした。
（１）断熱カバー１６の外周面での熱流を室温（３００Ｋ）に対する輻射とした。
（２）支持軸２２の下端面及びシードシャフト２６の上端面を、室温（３００Ｋ）に固定した。
（３）プロセスタイミングとして、ＳｉＣ種結晶３２からＳｉＣ単結晶が成長する直前を想定した。ＳｉＣ種結晶３２の側面（外周端面）温度を、２２３０Ｋとした。
【００９５】
シミュレーションは、図２に示す台座２８を用いた場合（本発明例１）と、図４に示す台座２８Ａを用いた場合（本発明例２）と、図５に示す台座２８Ｂを用いた場合（本発明例３）とについて行った。また、比較のために、図９に示す台座２８Ｅを用いた場合（比較例１）についても、シミュレーションをした。台座２８Ｅは、台座２８と比べて、断熱材２８Ｙを備えていない点で異なる。各台座について、シミュレーションの条件は、以下のとおりとした。
【００９６】
台座２８の上面２８１及び下面２８２の直径は、４８ｍｍとした。台座２８の高さは、１０ｍｍとした。台座２８の本体２８Ｘは、黒鉛製とした。ここで、本体２８Ｘの材料である黒鉛とは、等方向性黒鉛と称されるものであって、炭素の粉末に静水圧プレスを加えて凝集成形したものを高温度で焼結させたものである。
【００９７】
断熱材２８Ｙの直径は、３０ｍｍとした。断熱材２８Ｙの厚さは、１．５ｍｍとした。断熱材２８Ｙは、黒鉛フォイル製とした。ここで、断熱材２８Ｙの材料である黒鉛フォイルとは、膨張カーボンと称されるものであって、内部に多数の空隙を有する。黒鉛フォイルは、本体２８Ｘの材料である黒鉛と比べて、密度及び伝導率が小さくなっている。
【００９８】
台座２８Ａ及び台座２８Ｂでは、上面２８１の直径は、６８ｍｍとした。それ以外の条件は、台座２８と同じとした。ただし、台座２８Ｂについては、断熱材２８Ｙを備えていないものとした。
【００９９】
ＳｉＣ種結晶３２のシミュレーションの条件は、以下のとおりとした。
【０１００】
ＳｉＣ種結晶３２は、ＳｉＣ単結晶とした。ＳｉＣ種結晶３２の直径は、４８ｍｍとした。ＳｉＣ種結晶３２の厚さは、１ｍｍとした。
【０１０１】
上記の条件でシミュレーションをした。図１０Ａは、本発明例１の等温線のシミュレーション結果である。図１０Ｂは、本発明例１の熱流線のシミュレーション結果である。図１１Ａは、本発明例２の等温線のシミュレーション結果である。図１１Ｂは、本発明例２の熱流線のシミュレーション結果である。図１２Ａは、本発明例３の等温線のシミュレーション結果である。図１２Ｂは、本発明例３の熱流線のシミュレーション結果である。図１３Ａは、比較例１の等温線のシミュレーション結果である。図１３Ｂは、比較例１の熱流線のシミュレーション結果である。
【０１０２】
また、これらのシミュレーションの結果を用いて、図１４に示すグラフを作成した。図１４に示すグラフは、台座の径方向での位置と、その位置での熱流線の傾斜角度（中心軸線Ｌ１に対する傾斜角度）との関係を示す。
【０１０３】
本発明例２及び本発明例３では、台座の径方向での位置が中心から遠ざかるほど、熱流線の傾斜角度が大きくなった。本発明例２は、本発明例３よりも、台座の径方向での位置が中心から遠ざかるほど、熱流線の傾斜角度が大きくなった。テーパ状の側面を有することにより、台座の周縁部で熱が逃げ易くなっているのを確認できた。
【０１０４】
［実施例２］
上記実施例１のシミュレーション条件で示したものと同じ部材を有する製造装置を用いて、ＳｉＣ単結晶を製造した。ＳｉＣ種結晶は、直径が２インチで、厚さが１ｍｍの円板であった。このＳｉＣ種結晶を１９６０℃に保持したＳｉＣ溶液に接触させて、厚さ１０ｍｍ程度のＳｉＣ単結晶を成長させた。成長させたＳｉＣ単結晶を、中心軸線を含む鉛直面で２つに切断し、その断面を写真撮影した。この画像に基づいて、ＳｉＣ単結晶の結晶成長界面と、ＳｉＣ種結晶の下面との距離（成長厚み）を測定した。この測定は、ＳｉＣ種結晶の中心から縁まで、２．５ｍｍ間隔で行った。この測定は、ＳｉＣ種結晶の中心軸線の左右両側で行った。左右の成長厚みの平均値と、径方向での位置（中心軸線からの距離）との関係を、図１５に示す。
【０１０５】
本発明例１、本発明例２及び本発明例３は、何れも、結晶成長界面が凹形状になった。これに対して、比較例１は、結晶成長界面が凸形状になった。本発明例２は、本発明例１と比べて、ＳｉＣ種結晶の中心での成長厚みと縁での成長厚みとの差分（高低差）が大きかった。本発明例２は、本発明例３と比べて、ＳｉＣ種結晶の中心での成長厚みと縁での成長厚みとの差分（高低差）が大きかった。
【０１０６】
［実施例３］
図６に示す台座２８Ｃを用いた場合（本発明例４）と、図７に示す台座２８Ｄを用いた場合（本発明例５）とについても、実施例１と同様に、シミュレーションをした。また、比較のために、図１６に示す台座２８Ｆを用いた場合についても、シミュレーションをした。台座２８Ｆは、断熱材２８Ｙを備えていない。台座２８Ｆでは、本体２８Ｘに凹部２８４が形成されていない。本体２８Ｘの上面２８１の全体に対して、シードシャフト２６Ａの取付部２６Ａ２の下面の全体が取り付けられている。シミュレーションの条件は、以下のとおりとした。
【０１０７】
シードシャフト２６Ａの本体２６Ａ１の外径は、１５ｍｍとした。製造装置に関するその他の条件は、実施例１と同じにした。
【０１０８】
実施例１と同じソルバーを用いた。境界条件は、実施例１と同じにした。
【０１０９】
台座２８Ｃ及び台座２８Ｄについて、上面の直径は６８ｍｍとした。側面２８３Ａの高さは、３ｍｍとした。その他の条件は、台座２８と同じにした。
【０１１０】
台座２８Ｆについて、上面及び下面の直径は、４８ｍｍとした。その他の条件は、台座２８と同じにした。
【０１１１】
ＳｉＣ種結晶３２については、実施例１と同じにした。
【０１１２】
上記の条件でシミュレーションをした。図１７Ａは、本発明例４の等温線のシミュレーション結果である。図１７Ｂは、本発明例４の熱流線のシミュレーション結果である。図１８Ａは、本発明例５の等温線のシミュレーション結果である。図１８Ｂは、本発明例５の熱流線のシミュレーション結果である。図１９Ａは、比較例２の等温線のシミュレーション結果である。図１９Ｂは、比較例２の熱流線のシミュレーション結果である。
【０１１３】
また、これらのシミュレーションの結果を用いて、図２０に示すグラフを作成した。図２０に示すグラフは、台座の径方向での位置と、その位置での熱流線の傾斜角度（中心軸線Ｌ１に対する傾斜角度）との関係を示す。
【０１１４】
本発明例４及び本発明例５では、台座の径方向での位置が中心から遠ざかるほど、熱流線の傾斜角度が大きくなった。本発明例５は、本発明例４よりも、台座の径方向での位置が中心から遠ざかるほど、熱流線の傾斜角度が大きくなった。テーパ状の側面を有することにより、台座の周縁部で熱が逃げ易くなっているのを確認できた。
【０１１５】
以上、本発明の実施の形態について、詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施の形態によって、何等、限定されない。
【符号の説明】
【０１１６】
１０：製造装置、１４：坩堝、２６：シードシャフト、２６３：下端、２８：台座、２８Ｘ：本体、２８Ｙ：断熱材、２８５：中央部、２８６：周縁部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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