)ラマン分光法により分析したところ、成長面方位が(0001)方向である六方晶型の4H型炭化珪素単結晶が成長していることがわかった。成長速度は1.0mm/時であり、抵抗率が0.1Ωcmであるn型炭化珪素単結晶である。透過特性も良好、均質で欠陥も少なく(10^(2)cm^(-2)以下)、高品質のn型4H形炭化珪素単結晶である。57?67頁」(以下、「引用例6」という。)には次の事項が記載されている。(ハ)「さらにここで特記しておくことは,得られる成長結晶の多形の変化である。アチソン結晶として得られる結晶は,通常6Hである。昇華法による成長結晶の多形制御については,面極性によって4H,6Hの制御が可能であるという報告^(7))があるが,成長条件による多形の制御は現在のところ十分に確立されていない^(8))。我々は,C面を用いた実験で4H結晶が成長し,原料温度が高い条件で4H結晶が再現性良く得られる事を見いだした。引用例1の(イ)には、「窒素をヘビードープした4H-SiCウェハであって、Nd=1×10^(20)cm^(-3)」のものが記載されている。このウェハは、同(イ)の記載からみて、「改良された種付き昇華法」によって製造されたとみることが自然である。「Nd=1×10^(20)cm^(-3)である窒素をヘビードープした4H-SiCウェハを改良された種付き昇華法によって製造する方法」の発明(以下、「引用発明1」という。)が記載されていると認められる。引用例5の(ヌ)には、「炭化珪素2が形成される。その後、種結晶として、成長面方位が(0001)方向である六方晶型の4H型炭化珪素単結晶からなる基板1を用意した。この基板1を黒鉛製坩堝蓋4の内面に取り付けた。次に、原料を充填した黒鉛製坩堝3を、種結晶を取り付けた黒鉛製坩堝蓋4で閉じ、黒鉛製の支持棒6により二重石英管5の内部に設置した。1の温度が2200°C、炭化珪素2(b)の温度が2300°Cになるように調節した。続いて、Arガスの流量を調節すると共に、真空ポンプ13を用いて二重石英管5の内部を減圧した。この減圧は大気圧から10Torrまで60分間かけて徐々に行い、10Torrの真空度で6時間保持した。この状態で8時間保持することにより、約8mmの厚さの炭化珪素単結晶が成長した。このようにして得られた炭化珪素単結晶を・・・・・・4H型炭化珪素単結晶が成長していることがわかった。」と記載されており、「4H型炭化珪素単結晶が成長」するために、「種結晶を用いた昇華再結晶法」を用いていることは明らかであり、このことは同(ナ)の記載とも整合する。上記アでみた記載の「約8mmの厚さの炭化珪素単結晶」は、インゴットとみることが自然であるから、引用例5では「4H型炭化珪素単結晶インゴット」を製造しているとみることができる。上記アでみた記載によれば、窒素を炭化珪素単結晶中に導入していることは明らかであり、その抵抗率は同(ヌ)の記載から「0.1Ωcm」である。「種結晶を用いた昇華再結晶法を用いた、窒素が導入された抵抗率が0.1Ωcmの4H型炭化珪素単結晶インゴット製造方法」の発明(以下「引用発明2」という。)が記載されていると認められる。本件訂正発明1と引用発明1とを対比する。引用例1の(イ)に「改良された種付き昇華法は、他のところで詳細に述べられている[6]。」と記載され、この「[6]」で表される文献は、同(ウ)の記載によれば、「米国特許第4866005号明細書」、すなわち、引用例2である。1の上に、原料である炭化珪素粉末2を昇華再結晶させることにより行われる」との記載をみると、本件訂正発明1の「種結晶を用いた昇華再結晶法により単結晶炭化珪素を成長させる」方法に相当する。引用発明1の「4H-SiCウェハ」が「単結晶」であることは、引用例1の(イ)に、「単結晶SiCブール(boule)を製造するために・・・改良された種付き昇華法」と記載され、引用例3の(サ)に、ボウル(boule)とは、「単結晶性の原子的構造をもつ結晶」であること説明されていることからもいえることである。炭化珪素(SiC)に窒素をドープすれば、その窒素は炭素原子位置に導入されることは明らかであるし、引用例2の(ク)の記載をみると、昇華成長の間に炭化珪素結晶に不純物である窒素ををドープしているとみることができる。引用発明1のNdについて、引用例1には言及がされていないが、ドーパント濃度を示すものと認められ、「ヘビードープ」は「ドープ」(導入)と同義とみることが自然である。「種結晶を用いた昇華再結晶法により単結晶炭化珪素を成長させる際に、炭素原子位置に窒素を導入する4H型単結晶炭化珪素の製造方法」である点で一致し、次の点で相違している。次に、まず、相違点1について検討する。以下の検討では、「ドープ」と「導入」、「ポリタイプ」と「結晶型」は、それぞれ、同義として扱い区別して使用していない。2325頁に記載された訳語)と訳せば、「10^(20)/cm^(3)に至るまでの窒素をヘビードープした4H結晶」となり、4H型単結晶炭化珪素の窒素ドープ量として10^(20)/cm^(3)未満のものも存在しているととれるような記載がなされているが、窒素をドープした4H結晶に関し、引用例1には、(イ)に記載されたNd=1×10^(20)cm^(-3)のもの以外の具体的な窒素ドープ量が記載されていないから、この(ア)の記載をもって、4H型単結晶炭化珪素の窒素ドープ量として10^(20)/cm^(3)未満のものが引用例1に記載されていると直ちに断言できない。そこで、引用発明1において、窒素導入量を5×10^(18)cm^(-3)以上5×10^(19)cm^(-3)以下として、本件訂正発明1を導出することが当業者であれば容易になし得るかについて検討する。引用発明1の「改良された種付き昇華法」は、上記イ-1で検討したように、引用例2に記載されたものであるから、引用例2の記載をみてみることにする。引用例2の(カ)に記載の方法は、「炭化珪素の単一ポリタイプの大型単結晶の成長を再現よく制御する方法」である。関し、同(キ)には、一定のポリタイプ組成を実質的に有するもの、すなわち、一定比率の特定のポリタイプからなるものとされているから、同(カ)に記載の方法は、炭化珪素の単一ポリタイプの大型単結晶の成長を再現よく制御するためには、所望のポリタイプの炭化珪素の種単結晶と、一定比率の特定のポリタイプからなる炭化珪素粉末源を昇華系内へと導入することが、少なくとも必要であると記載されているといえる。引用例2の実施例1及び2には、種単結晶が6Hアルフアポリタイプで、炭化珪素粉末源は6Hのものが用いられている。引用例2には、実際に4H型の炭化珪素単結晶が得られたことは記載されていおらず、4H型の炭化珪素単結晶を得るに当たり、どのような、一定比率の特定のポリタイプからなる炭化珪素粉末源を用いればよいのかを教示する記載はなく、引用例2の記載のみから、直ちに、4H型の炭化珪素単結晶を得ることは困難である。引用例2には、アルミニウムをドープした際の結晶型については、同(ケ)に記載がなされているが、窒素をドープした際にどのような結晶型になるかについての記載は見当たらない。すると、引用例2には、そもそも、4H型の炭化珪素単結晶をどのようにしたら得ることができるのかの教示がないし、仮に、4H型の炭化珪素単結晶を得たとしても、窒素の導入量を5×10^(18)cm^(-3)以上5×10^(19)cm^(-3)以下としたときに、炭化珪素単結晶の結晶型がどのようになるのか、引用例2の記載からは予想することすらできない。引用例1の記載によれば、引用発明1は引用例2に記載された方法によって得ているのであるから、1×10^(20)cm^(-3)である窒素を導入した4H型の炭化珪素単結晶は引用例2の記載に基づいて製造できるものとして、引用例4及び5の記載を検討する。引用例4には、その(タ)に「粉末状SiC原料を加熱昇華させて原料温度より低い温度に保ったSiC単結晶よりなる種結晶上にSiC単結晶を成長させる昇華再結晶法において、該粉末状SiC原料の温度を成長時間の経過とともに徐々に下げることにより成長を行う・・・・・・SiC単結晶の成長方法」が記載され、その具体例が記載されている同(チ)には、「種結晶として6H形・・・・・・を使用し」たとき、「種結晶に近い部分より取り出したウェハはアンドープにかかわらずやや緑がかっていた。そのウェハの一部は多少黄色がかっていた。これは、系内に残っていた残留窒素がドープされたものと思われる。色の違いは多形の種類によるものと思われる。取り出したウェハは非常に透明でウェハ全体が6H形であることが確認された。」と記載され、SiC単結晶の中央部・先端部の残留窒素がなくなったと推定される部分は6H形結晶のものができ、残留窒素がドープされたと思われる種結晶に近い部分では4H形結晶のものが部分的にできているといえるから、窒素がドープされると4H形結晶のものができる可能性があり、引用発明1の4H型炭化珪素単結晶の単結晶さえ得られれば、窒素の導入量を調整して、本件訂正発明1の発明上記特定事項が導出できることを示唆しているとみることができなくもない。同(ツ)には、「約1時間毎に窒素ガスを流しマーキングを行った。成長した結晶をc軸を含む面で縦切りにしウェハを取り出した。窒素がドープされた部分は緑となるためこれより成長速度を見積った。」と記載され、窒素がドープされて緑色の部分ができることが示されており、この緑色部分は同(タ)の記載によれば、6H形単結晶であるといえる。すると、引用例4は、窒素ドープを行うことによって、6H形炭化珪素単結晶の他に4H形炭化珪素単結晶が部分的に生じる可能性を示すにとどまっており、窒素の導入と炭化珪素単結晶の結晶型との関係について導出できる事項はなく、引用発明1において、5×10^(18)cm^(-3)以上5×10^(19)cm^(-3)以下の窒素の導入量となるようにドープ量を調整した際に、どのような結晶型の炭化珪素単結晶ができるかについての教示はない。引用発明1の1×10^(20)cm^(-3)である窒素をドープした4H型炭化珪素単結晶の単結晶を得ることができたとしても、この単結晶において窒素の導入量を調整させると、どのような結晶型の炭化珪素単結晶を得るかの予想がつかないことを示している。次に、引用例5の記載をみてみる。2の温度を2200°Cに設定する。次に・・・・・・30Torrの真空度で保持した。以下)、高品質の6H形炭化珪素単結晶である。1の温度が2200°C、炭化珪素2(b)の温度が2300°Cになるように調節した。・・・・・・10Torrの真空度で6時間保持した。この状態で8時間保持することにより、約8mmの厚さの炭化珪素単結晶が成長した。・・・・・・4H型炭化珪素単結晶が成長していることがわかった。1の発明特定事項が導出できることを教示しているとみることができなくもない。第1の実施例と第2の実施例との製造条件の違いについて更にみてみると、雰囲気ガスへの窒素ガスの添加の有無という違いの他に、炭化珪素、すなわち炭化珪素原料の温度に関し、第1の実施例では2200°Cであり、第2の実施例では2300°Cであるという違いがある。ここで、引用例6の(ハ)の「原料温度が高い条件で4H結晶が再現性良く得られる事を見いだした」との記載をみると、炭化珪素原料の温度が高くなると4H型炭化珪素単結晶が再現良くできることが示されており、これを引用例5の上記実施例に当てはめてみてみると、第2の実施例では、炭化珪素原料の温度は2300°Cであって、第1の実施例の2200°Cよりも高いから、炭化珪素原料の温度が高いことにより4H型炭化珪素単結晶を得ているとみることもでき、この第2の実施例において、4H型炭化珪素単結晶が得られている理由は、炭化珪素原料の温度が原因とみることもできる。引用例5は、窒素ドープによって、4H形単結晶が生じると断じるような事項の開示はなく、引用発明1において本件訂正発明1の窒素導入量が5×10^(18)cm^(-3)以上5×10^(19)cm^(-3)以下となるように窒素の導入量を調整したときにどのような結晶型になるかについて教示する記載は見当たらない。すると、引用発明1において窒素の導入量を調整させると、炭化珪素単結晶はどのような結晶型となるかの予想ができない。引用例6の記載をみてみると、(ハ)には、「成長条件による多形の制御は現在のところ十分に確立されていない」、すなわち「成長条件による6Hと4Hの制御は十分に確立されていない」とも記載されており、窒素の導入量の調整の他に炭化珪素単結晶を得るための成長条件を操作しても、4H型炭化珪素単結晶を得ることは一般的に困難である旨の記載がなされているから、引用発明1において、窒素の導入量の調整に加えて、他の炭化珪素単結晶の成長条件を操作しても、4H型炭化珪素単結晶を得ることは困難といえる。すると、引用例1に「1×10^(20)cm^(-3)未満の窒素をドープした」4H型単結晶炭化珪素が記載されていたとして引用例4及び5の記載を参照しても、窒素をドープした4H型単結晶炭化珪素を製造するためにどのような手段をとってよいのか、当業者であってもその指針となる事項すら得ることができないから、相違点1に係る本件訂正発明1の発明特定事項をなすことはできない。後述する「相違点3」検討のところで述べるように、引用例5の(ヌ)の「第2の実施例」に記載されている、抵抗率が0.1Ωcmとなる4H型炭化珪素単結晶の窒素含有量は、本件訂正発明の窒素含有量に比べて著しく低いものであって、引用発明1と同実施例の製造方法を組み合わせても、相違点1に係る本件訂正発明1を導出することはできない。すると、相違点2についての検討をするまでもなく、本件訂正発明1は引用例1?6の記載に基づいて容易に発明をすることができたものではない。本件訂正発明1と引用発明2とを対比する。引用例5の(ニ)には「雰囲気ガスとしてアルゴンガス(Ar)、n型不純物添加用の窒素ガス・・・・・・を・・・・・・流した。」と記載されているから、「種結晶を用いた昇華再結晶法により単結晶炭化珪素を成長させる際に、窒素を導入」しているといえる。炭化珪素(SiC)に窒素をドープすれば、その窒素は炭素原子位置に導入されることは明らかであり、また、窒素ドープ量により抵抗率が決まることは技術常識である。「種結晶を用いた昇華再結晶法により単結晶炭化珪素を成長させる際に、炭素原子位置に窒素を導入する4H型単結晶炭化珪素インゴットの製造方法。」である点で一致し、次の点で相違している。次に、この相違点3について検討する。デバイス」とは、「高耐圧パワーディバイス」のことであることは技術常識である。電気抵抗率についての記載はなされていない。ここで、引用例1の記載をみると、その(イ)には、「Nd=1×10^(20)cm^(-3)の高さであり、抵抗率が0.0028Ω-cmの低さであるものを製造した。このポリタイプの生産の進歩は、パワーディバイスにとって特に興味深い」とあり、窒素を1×10^(20)cm^(-3)ドープすると、抵抗率が0.0028Ω-cmとなりパワーディバイスとして用いられる旨が記載されている。55?61頁」には、その56頁右欄22?30行には、高耐圧パワーディバイス基板にSiC単結晶を用いる場合、抵抗率が0.0016Ωcmという低い値のものが求められていること、同59頁左欄14?16行には「パワーディバイス用SiC基板の電気抵抗率の目標としては、パワーディバイス用Si基板並の電気抵抗率(0.01Ωcm以下)が望まれている」との記載がなされている。電気抵抗率は、引用例1の上記(イ)に記載された窒素ドープ量が1×10^(20)cm^(-3)のとき0.0028Ωcmであることを考慮すれば、1/100?1/1000Ωcmの範囲にあると推認され、このことは、上記請求人が提出した参考文献3の記載とも整合する。ドーパントである窒素のドープ量と炭化珪素単結晶の電気抵抗率は相関関係があって、電気抵抗率が低いことは窒素のドープ量が多いことを意味することは技術常識である。ここで、引用発明2の電気抵抗率は0.1Ωcmであって、本件訂正発明1?3の電気抵抗率の推定値1/100?1/1000Ωcmの範囲より高いから、その窒素ドープ量は、本件訂正発明1?3の窒素ドープ量よりも少ないということができる。よって、上記相違点3は、窒素ドープ量に関し、本件訂正発明1では、「5×10^(18)cm^(-3)以上5×10^(19)cm^(-3)以下」であるのに対し、引用発明2では、それよりも少ないドープ量である、と言い換えることができる。次に、この言い換えた相違点3について検討すると、上記相違点1の検討のところで述べたことと同じ理由により、引用発明2において窒素の導入量の調整に加えて、他の炭化珪素単結晶の成長条件を操作しても、5×10^(18)cm^(-3)以上5×10^(19)cm^(-3)以下の窒素導入量の4H型炭化珪素単結晶を得ることは困難である。よって、当業者であっても相違点1に係る本件訂正発明1の発明特定事項をなすことはできない。他に本件訂正発明1が特許出願の際独立して特許を受けることができないとする理由を発見しない。よって、本件訂正発明1は、特許出願の際独立して特許を受けることができるものである。本件訂正発明3は、本件訂正発明1の発明特定事項を含むものであるから、本件訂正発明1についての検討のところで述べたものと同じ理由により、当業者であっても容易に発明をすることができたものではない。他に本件訂正発明3が特許出願の際独立して特許を受けることができないとする理由を発見しない。よって、本件訂正発明3は、特許出願の際独立して特許を受けることができるものである。よって、本件訂正は、特許法第126条第7項の規定に適合する。第6.むすび以上のとおりであるから、本件審判の請求は、特許法第126条第1項、第3項ないし第7項の規定に適合する。よって、結論のとおり審決する。2】(削除)【請求項3】前記4H型単結晶炭化珪素インゴットの製造方法に用いる炭化珪素原料として、粒径が150μm以上の炭化珪素粉末を使用することを特徴とする請求項1記載の4H型単結晶炭化珪素インゴットの製造方法。本発明は、単結晶炭化珪素の製造方法に係わり、特に、青色発光ダイオードや電子デバイスなどの基板ウェハとなる良質で大型の単結晶インゴットの成長方法に関するものである。6H型の炭化珪素結晶は室温で約3eVの禁制帯幅を持ち、青色発光ダイオード材料として用いられている。デバイスへの適用が期待されている。大面積を有する高品質の単結晶炭化珪素を、工業的規模で安定に供給し得る結晶成長技術は、いまだ確立されていない。それゆえ、炭化珪素は、上述のような多くの利点及び可能性を有する半導体材料にもかかわらず、その実用化が阻まれていた。規模では、例えば昇華再結晶法(レーリー法)で単結晶炭化珪素を成長させ、半導体素子の作製が可能なサイズの単結晶炭化珪素を得ていた。この方法では、得られた単結晶の面積が小さく、その寸法及び形状を高精度に制御することは困難である。炭化珪素が有する結晶多形及び不純物キャリア濃度の制御も容易ではない。化学気相成長法(CVD法)を用いて珪素(Si)等などの異種基板上にヘテロエピタキシャル成長させることにより立方晶の単結晶炭化珪素を成長させることも行われている。この方法では、大面積の単結晶は得られるが、基板との格子不整合が約20%もあること等により多くの欠陥を含む(?10^(7)cm^(-2))単結晶炭化珪素しか成長させることができず、高品質の単結晶炭化珪素を得ることは容易でない。vol.52(1981)pp.146-150)。この方法では、種結晶を用いているため結晶の核形成過程が制御でき、また不活性ガスにより雰囲気圧力を数Torrから100Torr程度に制御することにより結晶の成長速度等を再現性良くコントロールできる。置換型不純物として代表的なものに、窒素(N型)、ホウ素、アルミニウム(P型)がある。この内、窒素は単結晶炭化珪素中で炭素原子位置を、ホウ素、アルミニウムは珪素原子位置を置換する。【0005】このように種結晶を用いた昇華再結晶法を用いれば、結晶多形(ポリタイプ)、形状、及び抵抗率を制御しながら、大型の単結晶炭化珪素を再現性良く成長させることができる。デバイスに適した4H型の単結晶炭化珪素を得るのは困難である。vol.58(1988)pp.56-58に、種結晶の温度を低下させ、さらに雰囲気圧力を低下させることにより結晶成長の過飽和度を上昇させ、4H型単結晶炭化珪素の形成確率を高める方法が記載されているが、一般に過飽和度を高めると欠陥発生の確率も上昇してしまい、やはり好ましくない。vol.65(1994)pp.1400-1402に、Sc、Ceといった希土類金属を炭化珪素成長表面に供給し、表面エネルギーを変化させ4H型結晶の核発生を促進する方法が記載されているが、半導体デバイスへの応用を考えた場合には、これらの重金属の使用は好ましくない。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、大型のウェハを切り出せる、欠陥が少なく良質の4H型単結晶インゴットを再現性良く製造し得る単結晶炭化珪素の製造方法を提供するものである。本発明の単結晶炭化珪素インゴットの製造方法は、炭化珪素からなる原材料を加熱昇華させ、単結晶炭化珪素からなる種結晶上に供給し、この種結晶上に単結晶炭化珪素を成長する方法において、炭素原子位置に窒素を5×10^(18)cm^(-3)以上5×10^(19)cm^(-3)以下導入することを特徴とするものである。【0009】(削除)【0010】さらに、本発明においては、前記4H型単結晶炭化珪素インゴットの製造方法に用いる炭化珪素原料として、粒径が150μm以上の炭化珪素粉末を使用することを特徴とする。本発明の製造方法では、炭素原子位置に不純物を導入することにより、結晶多形を4H型に制御しようとするものである。vol.4(1982)p.111)。炭素元素と珪素元素の含有比率は理想的な化学量論比(炭素と珪素の元素の比が1対1)からずれている。この結晶中の炭素/珪素元素比を増すと、結晶は4H多形をとることが知られている。したがって、4H型単結晶炭化珪素を得るには、この結晶中炭素/珪素元素比を増加させればよいことになるが、昇華再結晶法で良質な結晶が成長する温度領域(摂氏2200?2400度)において、この比を再現性良く制御することは極めて困難である。これは、上記W.F.Nippenbergの論文において、同じ成長条件下でも僅かな成長条件のゆらぎによって、6H型と4H型の両方が発生してしまっていることからも理解される。本発明では、炭素原子位置に不純物を導入することにより、この炭素/珪素元素比を実効的に変化させようというものである。炭素原子位置に導入された不純物は、結晶中の炭素/珪素元素比を実効的に増加させ、成長温度等の成長条件を大きく変化させることなく、良質の4H型単結晶炭化珪素の成長を可能とする。この際、炭素原子位置に不純物を5×10^(18)cm^(-3)以上、より好ましくは5×10^(19)cm^(-3)以上導入する必要がある。導入する不純物の濃度の上限は6×10^(20)cm^(-3)である。これは、不純物濃度が6×10^(20)cm^(-3)を越えると、結晶性が劣化するためである。炭素原子位置に導入された5×10^(18)cm^(-3)以上の不純物は、結晶中の炭素/珪素元素比を実効的に約0.01%増加させ、4H型の結晶核発生を促進する。炭素原子位置に入る不純物としては、窒素が最も望ましい。これは、窒素が元素周期律表上で炭素の隣に位置し、炭素原子位置に導入された際に、炭素原子と最も類似した化学的特性を示すためである。不純物導入をより効果的なものにする。粒径としては、従来0.010?3mm程度のものが用いられており、粒径が大きくなるに従って、原料昇華蒸気中の炭素/珪素元素比が0.2から2と一桁程度増加することが知られている。この原料昇華蒸気中の炭素/珪素元素比増大だけでは、4H型炭化珪素を得ることはできない。使用する炭化珪素粉末原料の粒径の上限は3mm程度であり、これ以上粒径を大きくすると充分な昇華蒸気が得られないため好ましくない。不純物の導入は結晶の電気的特性(伝導型、抵抗率)を変化させる目的では行われていたが、本発明のように結晶多形(ポリタイプ)の制御を目的として用いられたことはない。本発明の詳細を実施例に基づき述べる。図1は、本発明の実施に用いられる製造装置であり、種結晶を用いた改良型レーリー法によって単結晶炭化珪素を成長させる装置の一例である。この単結晶成長装置について簡単に説明する。1の上に、原料である炭化珪素粉末2を昇華再結晶させることにより行われる。種結晶の炭化珪素結晶基板1は、黒鉛製坩堝3の蓋4の内面に取り付けられる。原料の炭化珪素粉末2は、黒鉛製坩堝3の内部に充填されている。このような黒鉛製坩堝3は、二重石英管5の内部に、黒鉛の支持棒6により設置される。黒鉛製坩堝3の周囲には、熱シールドのための黒鉛製フェルト7が設置されている。二重石英管5は、真空排気装置13により高真空排気(10^(-5)Torr以下)でき、かつ内部雰囲気をArガス供給源(不図示)に接続されている配管9を通じてArガス用マスフローコントローラ10を介して供給されるArガスによって圧力制御することができる。二重石英管5の外周には、ワークコイル8が設置されており、高周波電流を流すことにより黒鉛製坩堝3を加熱し、原料及び種結晶を所望の温度に加熱することができる。坩堝温度の計測は、坩堝上部及び下部を覆うフェルトの中央部に直径2?4mmの光路を設け坩堝上部及び下部からの光を取りだし、二色温度計を用いて行う。二重石英管5には、不純物(本実施例では窒素)を供給するために、不純物供給源(不図示)に接続された配管11と供給する不純物の量を制御するための不純物用マスフローコントローラ12が接続されている。次に、この結晶成長装置を用いた単結晶炭化珪素の製造について実施例を説明する。【0019】まず、種結晶として、成長面方位が<0001>方向である六方晶系の炭化珪素からなる基板1を用意した。この基板1を黒鉛製坩堝3の蓋4の内面に取り付けた。黒鉛製坩堝3の内部には、原料2を充填した。原料の炭化珪素粉末の粒径は200μmのものを用いた。炭素原子位置への不純物導入の効果をより顕著なものにするには、原料の粒径は150μm以上が望ましい。これは、粒径150μm以下では、原料昇華蒸気中の炭素/珪素元素比が小さくなってしまうためである。原料を充填した黒鉛製坩堝3を、種結晶を取り付けた蓋4で閉じ、黒鉛製フェルト7で被覆した後、黒鉛製支持棒6の上に乗せ、二重石英管5の内部に設置した。石英管の内部を真空排気した後、ワークコイル8に電流を流し原料温度を摂氏2000度まで上げた。その後、雰囲気ガスとしてArガスに窒素ガスを7%含んだ混合ガスを流入させ、石英管内圧力を約600Torrに保ちながら、原料温度を目標温度である摂氏2400度まで上昇させた。本実施例では、窒素を、炭素原子位置に導入される不純物として用いた。本発明を適用した改良レーリー法における不純物の導入方法としては、(1)不純物あるいは不純物元素を含有する化合物をガスとして導入する方法(本実施例に相当)、(2)不純物粉末を炭化珪素粉末と混合したものを原料として用いる方法、(3)事前に炭化珪素粉末と不純物の混合物を高温で熱処理したものを原料として用いる方法、あるいは(4)不純物をドープした炭化珪素粉末を原料とする方法が考えられる。成長圧力である20Torrには約30分かけて減圧し、その後約20時間成長を続けた。この際の成長速度は約1mm毎時であった。【0022】こうして得られた単結晶炭化珪素を二次イオン質量分析法により調べたところ、結晶中に窒素が8×10^(18)cm^(-3)含有されていることが分かった。ホール測定、容量-電圧特性等の電気測定より窒素原子はすべて炭素原子位置に導入されていることを確認した。得られた結晶をX線回折及びラマン散乱により分析したところ、4H型の単結晶炭化珪素が成長していることを確認できた。成長した結晶は種結晶上より成長最表面まで均一で、高品質の4H型単結晶炭化珪素であった。以上説明したように、本発明によれば、種結晶を用いた昇華再結晶法による単結晶炭化珪素の製造方法において、炭素原子位置を置換する不純物を導入することによって良質の4H型単結晶炭化珪素を再現性良く成長させることができる。デバイスを製作することができる。【図1】本発明の製造方法に用いられる単結晶成長装置の一例を示す構成図である。