[0045]S1-C溶液15的原料是例如，Si單質(zhì)、或者Si和其他的的金屬元素的混合物。加熱原料而形成熔液，通過(guò)在該熔液中溶解碳(C)，從而生成Si — C溶液15。其他的金屬元素是例如，鈦(Ti)、錳(Mn)、鉻(Cr)、鈷(Co)、釩(V)、以及鐵(Fe)等。在這些金屬元素中，優(yōu)選的金屬元素是T1、Cr以及Fe。更優(yōu)選的金屬元素是Ti以及Cr。
[0046]優(yōu)選的是，坩禍14含有碳。在該情況下，坩禍14成為向Si — C溶液15供給碳的的碳供給源。坩禍14可以是例如由石墨構(gòu)成的坩禍，也可以是由SiC構(gòu)成的坩禍。也可以用SiC覆蓋坩禍14的內(nèi)表面。
[0047]隔熱構(gòu)件16由隔熱材料構(gòu)成，并且包圍坩禍14。
[0048]加熱裝置18是例如高頻線圈，并且包圍隔熱構(gòu)件16的側(cè)壁。加熱裝置18對(duì)收納有Si — C溶液15的原料的坩禍14進(jìn)行感應(yīng)加熱，從而生成Si — C溶液15。加熱裝置18還將Si — C溶液15維持在晶體生長(zhǎng)溫度。晶體生長(zhǎng)溫度依賴于Si — C溶液15的組份。晶體生長(zhǎng)溫度是例如1600°C?2000°C。
[0049]第I驅(qū)動(dòng)裝置20包括旋轉(zhuǎn)軸20A和驅(qū)動(dòng)源20B。
[0050]旋轉(zhuǎn)軸20A在箱體12的高度方向上(圖1的上下方向)較長(zhǎng)。旋轉(zhuǎn)軸20A的上端位于隔熱構(gòu)件16內(nèi)。在旋轉(zhuǎn)軸20A的上端配置有i甘禍14。旋轉(zhuǎn)軸20A的下端位于箱體12的外側(cè)。
[0051]驅(qū)動(dòng)源20B配置于箱體12的下方。驅(qū)動(dòng)源20B連結(jié)于旋轉(zhuǎn)軸20A。驅(qū)動(dòng)源20B使旋轉(zhuǎn)軸20A繞旋轉(zhuǎn)軸20A的中心軸線旋轉(zhuǎn)。由此，坩禍14 (Si — C溶液15)繞中心軸線旋轉(zhuǎn)。
[0052]第2驅(qū)動(dòng)裝置22包括晶種軸22A、架臺(tái)22B、驅(qū)動(dòng)源22C以及驅(qū)動(dòng)源22D。
[0053]晶種軸22A在箱體12的高度方向上較長(zhǎng)。晶種軸22A由例如石墨構(gòu)成。晶種軸22A的上端位于箱體12的外側(cè)。在晶種軸22A的下端面22S安裝有SiC晶種32。
[0054]SiC晶種32是板狀，并且其上表面安裝于下端面22S。在本實(shí)施方式中，SiC晶種32的整個(gè)上表面與下端面22S接觸。SiC晶種32的下表面成為晶體生長(zhǎng)面。
[0055]SiC晶種32由SiC單晶構(gòu)成。優(yōu)選的是，SiC晶種32的晶體結(jié)構(gòu)與要制造的SiC單晶的晶體結(jié)構(gòu)相同。例如，在制造4H多型SiC單晶的情況下，使用4H多型SiC晶種32。在使用4H多型SiC晶種32的情況下，優(yōu)選的是，晶體生長(zhǎng)面是(0001)面、或者自(0001)面以8°以下的角度傾斜的面。在該情況下，SiC單晶穩(wěn)定生長(zhǎng)。
[0056]架臺(tái)22B配置于箱體12的上方。架臺(tái)22B具有供晶種軸22A插入的孔。架臺(tái)22B支承晶種軸22A和驅(qū)動(dòng)源22C。此時(shí)，晶種軸22A能夠繞晶種軸22A的中心軸線相對(duì)于架臺(tái)22B相對(duì)旋轉(zhuǎn)。另外，晶種軸22A能夠與架臺(tái)22B —起沿上下方向移動(dòng)。
[0057]驅(qū)動(dòng)源22C使晶種軸22A繞晶種軸22A的中心軸線旋轉(zhuǎn)。由此，安裝于晶種軸22A的下端面22S的SiC晶種32旋轉(zhuǎn)。
[0058]驅(qū)動(dòng)源22D配置于箱體12的外側(cè)。驅(qū)動(dòng)源22D使架臺(tái)22B升降。由此，晶種軸22A升降。其結(jié)果，能夠使安裝于晶種軸22A的下端面22S的SiC晶種32的晶體生長(zhǎng)面與坩禍14所收納的Si — C溶液15的液面接觸。
[0059]第3驅(qū)動(dòng)裝置24包括攪拌構(gòu)件24A、支承構(gòu)件24B、架臺(tái)24C、驅(qū)動(dòng)源24D以及驅(qū)動(dòng)源 24E。
[0060]攪拌構(gòu)件24A浸漬于Si — C溶液15。攪拌構(gòu)件24A是能夠繞晶種軸22A的中心軸線旋轉(zhuǎn)的攪拌葉片。在本實(shí)施方式中，攪拌構(gòu)件24A是所謂的漿片式葉片。攪拌構(gòu)件24A在晶種軸22k的中心軸線上配置于SiC晶種32的下方，并且與SiC晶種32相對(duì)。在該實(shí)施方式中，攪拌構(gòu)件24A的整體低于SiC晶種32的下端32a。
[0061]如圖2所示，攪拌構(gòu)件24A包括軸28A、多個(gè)(在本實(shí)施方式中是四個(gè))葉片(板狀構(gòu)件)28B。軸28A配置為具有與晶種軸22A共用的中心軸線，并且以自該中心軸線與中心軸線平行地在徑向延伸的方式支承多個(gè)葉片28B。多個(gè)葉片28B配置為在繞軸28A的中心軸線的周向上間隔相等角度。
[0062]再次，一邊參照?qǐng)D1，一邊進(jìn)行說(shuō)明。支承構(gòu)件24B包括第I支承部26A、第2支承部26B以及一對(duì)連結(jié)部26C、26C。
[0063]第I支承部26A配置于SiC晶種32的下方，并且支承攪拌構(gòu)件24A。攪拌構(gòu)件24A配置于第I支承部26A和晶種32之間。
[0064]第2支承部26B配置于坩禍14的上方。第2支承部26B具有供晶種軸22A插入的孔。第2支承部26B包含與晶種軸22A同軸地配置的驅(qū)動(dòng)軸26D。驅(qū)動(dòng)軸26D的至少上端位于箱體12的上方。相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸26D傳遞驅(qū)動(dòng)源24D的驅(qū)動(dòng)力。
[0065]一對(duì)連結(jié)部26C、26C沿上下方向上延伸，并且將第I支承部26A和第2支承部26B相連結(jié)。
[0066]架臺(tái)24C配置于箱體12的上方。架臺(tái)24C具有供晶種軸22k以及支承構(gòu)件24B (驅(qū)動(dòng)軸26D)插入的孔。架臺(tái)24C支承支承構(gòu)件24B以及驅(qū)動(dòng)源24D。支承構(gòu)件24B能夠繞晶種軸22A的中心軸線相對(duì)于架臺(tái)24C相對(duì)旋轉(zhuǎn)。另外，支承構(gòu)件24B能夠與架臺(tái)24C —起沿上下方向上移動(dòng)。
[0067]驅(qū)動(dòng)源24D使支承構(gòu)件24B繞晶種軸22A的中心軸線旋轉(zhuǎn)(例如，恒速旋轉(zhuǎn))。由此，攪拌構(gòu)件24A繞晶種軸22A的中心軸線旋轉(zhuǎn)。
[0068]驅(qū)動(dòng)源24E配置于箱體12的外側(cè)。驅(qū)動(dòng)源24E使架臺(tái)24C升降。由此，攪拌構(gòu)件24A進(jìn)行升降。其結(jié)果，能夠使攪拌構(gòu)件24A浸漬于坩禍14所收納的Si — C溶液15中。
[0069](SiC單晶的制造方法)
[0070]對(duì)使用制造裝置10的SiC單晶的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，準(zhǔn)備制造裝置10 (準(zhǔn)備工序)。接著，在晶種軸22A安裝SiC晶種32 (安裝工序)。接著，在箱體12內(nèi)配置坩禍14，并且生成Si — C溶液15 (生成工序)。接著，使攪拌構(gòu)件24A浸漬在Si — C溶液15中(浸漬工序)。接著，使SiC晶種32與坩禍14內(nèi)的Si — C溶液15接觸(接觸工序)。接著，培育SiC單晶(培育工序)。以下，說(shuō)明各工序的詳細(xì)內(nèi)容。
[0071](準(zhǔn)備工序)
[0072]首先，準(zhǔn)備制造裝置10。
[0073](安裝工序)
[0074]然后，在晶種軸22A的下端面22S安裝SiC晶種32。在本實(shí)施方式中，SiC晶種32的整個(gè)上表面與晶種軸22A的下端面22S接觸。
[0075](生成工序)
[0076]接著，在箱體12內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸20A上配置坩禍14。坩禍14用于收納Si — C溶液15的原料。
[0077]接著，生成Si — C溶液15。首先，在箱體12內(nèi)填充非活性氣體。而且，利用加熱裝置18將坩禍14內(nèi)的Si — C溶液15的原料加熱到熔點(diǎn)(液相線溫度)以上。在坩禍14由石墨構(gòu)成的情況下，當(dāng)加熱坩禍14時(shí)，碳自坩禍14溶入熔液，而生成Si — C溶液15。當(dāng)坩禍14的碳溶入Si — C溶液15時(shí)，S1-C溶液15內(nèi)的碳濃度接近飽和濃度。
[0078](浸漬工序)
[0079]接著，利用驅(qū)動(dòng)源24E使架臺(tái)24C下降，使攪拌構(gòu)件24A浸漬在Si — C溶液15中。
[0080](接觸工序)
[0081]接著，利用驅(qū)動(dòng)源22D使架臺(tái)22B下降，使SiC晶種32的晶體生長(zhǎng)面與Si — C溶液15接觸。
[0082](培育工序)
[0083]在使SiC晶種32的晶體生長(zhǎng)面與Si — C溶液15接觸后，利用加熱裝置18使Si —C溶液15保持在晶體生長(zhǎng)溫度。而且，使Si — C溶液15中的SiC晶種32的附近過(guò)冷，使SiC形成為過(guò)飽和狀態(tài)。
[0084]對(duì)使Si — C溶液15中的SiC晶種32的附近過(guò)冷的方法沒(méi)有特別限定。例如，可以控制加熱裝置18而使Si — C溶液15中的SiC晶種32的附近區(qū)域的溫度低于其他區(qū)域的溫度?；蛘撸部梢岳弥评鋭├鋮sSi — C溶液15中的SiC晶種32的附近。具體地說(shuō)，使制冷劑經(jīng)由晶種軸22A的內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)。制冷劑例如是氦(He)、氬(Ar)等非活性氣體。若使制冷劑在晶種軸22k內(nèi)