一种SiC单晶PVT生长装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种SiC单晶PVT生长装置，主要包括：坩埚、隔热层、感应线圈和导热装置，其特征在于，其中，所述坩埚位于所述隔热层内；所述导热装置与所述坩埚的内壁相连，且设置于所述坩埚内的SiC粉料内部，用于把所述坩埚内壁处的热量传导到SiC粉料内，使SiC粉料均匀受热；所述导热装置设有多个通气孔，使SiC粉料进行有效的输运和生长。本实用新型专利技术利用导热装置把坩埚壁的热量导入到粉料中，由原来的只有临近坩埚壁处的粉料受热碳化严重变成粉料均匀受热，减少粉料碳化程度，从而减少晶体中的包裹物；同时使得粉料的有效利用率变高，且不影响晶体生长速度，晶体生长更厚，增加产量。

A SiC single crystal PVT growth device

The utility model relates to a SiC single crystal PVT growth device, which mainly comprises a crucible, a heat insulation layer, an induction coil and a heat conduction device, and is characterized in that the crucible is located in the heat insulation layer, and the heat conduction device is connected with the inner wall of the crucible and is arranged in the SiC powder inside the crucible for use in the crucible. The heat at the inner wall of the crucible is transmitted to the SiC powder so that the SiC powder is evenly heated, and the heat conducting device is provided with a plurality of air holes so that the SiC powder can be effectively transported and grown. The utility model uses the heat conduction device to transfer the heat of the crucible wall into the powder, and the powder is heated and carbonized seriously from the powder near the crucible wall to be heated evenly, thereby reducing the degree of carbonization of the powder, thereby reducing the inclusions in the crystal; at the same time, the effective utilization ratio of the powder is increased, and the crystal growth is not affected. Speed, crystals grow thicker and increase production.

【技术实现步骤摘要】
一种SiC单晶PVT生长装置
本技术涉及SiC单晶生长
，具体涉及一种SiC单晶PVT生长装置。
技术介绍
SiC作为宽带隙半导体材料以其高的禁带宽度为Si的3倍，高的击穿临界场强约为Si的9倍，高电子饱和漂移速度为Si的2倍和高热导率约为Si的3倍，小的介电常数，以及抗辐射能力强，结实耐磨损等特性而成为制作高频、大功率、耐高温和抗辐射器件的理想材料。因而成为当前广泛研究的材料之一。在SiC单晶生长技术方面，目前国际上主要采用物理气相输运（PVT）生长SiC单晶，在单晶生长过程中，籽晶表面所进行的晶体生长过程并不是一个简单的合成过程。多种气相在生长室内的分压不稳定，会造成SiC晶体生长前沿气相的Si/C比远远偏离SiC化学计量比，形成Si或者C包裹物。SiC晶体中的包裹物会诱导产生其它的晶体缺陷，比如说微管、螺位错、基面位错、平面六方空洞和晶向偏移区域等。这些包裹物和缺陷的存在严重的影响了SiC器件的特性。例如，C包裹物影响衬底电阻率的均匀性，可能造成漏电流增大和击穿电压降低；螺型位错（TSD）会引起p-n结和肖特基势垒二极管反向电压特性退化；基面位错（BPD）对双极型功率器件影响十分严重，能引起新的载流子的有效复合中心，显著增加器件电阻，从而导致正向电压降漂移。同时BPD对金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的栅氧化层的可靠性有着严重地影响，可导致栅氧化层的绝缘性降低，严重削弱了SiCMOSFET的长期可靠性。所以非常有必要采取一定的措施来减少晶体中碳包裹物生成。现有技术中，大多数使用如钽等的碳吸收剂，吸收坩埚边缘等处的碳化粉料，降低粉料碳化程度，从而减少包裹物源的产生；或者在生长腔内使用多孔石墨网来阻挡碳颗粒的输运，减少到达晶体生长面的碳颗粒浓度，从而减少包裹物的生成，但是钽等金属价格比较昂贵，做成坩埚涂层等增加额外的工艺过程，造成成本增加，另外环境引入额外杂质，对晶体成晶质量造成隐患；生长腔内的多孔石墨网处会有SiC晶体结晶，阻挡了粉料中SiC气相组分的向上输运，生长速率大大降低，影响了产率。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术采取的技术方案为：本技术提出了一种SiC单晶PVT生长装置，包括：坩埚、隔热层、感应线圈和导热装置，其特征在于，其中，所述坩埚位于所述隔热层内；所述导热装置与所述坩埚的内壁相连，且设置于所述坩埚内的SiC粉料内部，用于把所述坩埚内壁处的热量传导到SiC粉料内，使SiC粉料均匀受热；所述导热装置设有多个通气孔，使SiC粉料进行有效的输运和生长。进一步的，所述坩埚的顶盖下表面固定设有籽晶。进一步的，所述感应线圈设置于所述隔热层的外部，用于感应加热。进一步的，所述导热装置的个数为多个。进一步的，所述导热装置为高热导率材质。进一步的，所述导热装置为石墨圆盘或螺旋状导热环。进一步的，所述坩埚为石墨材质。进一步的，所述感应线圈为水冷中频感应线圈。进一步的，在所述隔热层的顶部设有测温孔，用于监控SiC单晶的生长温度。进一步的，所述导热装置为石墨导热材质。本技术的有益效果至少包括：本技术利用导热装置把坩埚壁的热量导入到粉料中，由原来的只有临近坩埚壁处的粉料受热碳化严重变成粉料均匀受热，减少粉料碳化程度，从而减少晶体中的包裹物；同时使得粉料的有效利用率变高，且不影响晶体生长速度，晶体生长更厚，增加产量。附图说明图1为本技术PVT生长装置结构示意图。其中，隔热层1、籽晶2、SiC粉料3、导热装置4、通气孔401、坩埚5、感应线圈6。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合具体实施例对本技术作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。根据本技术的实施例，图1为本技术PVT生长装置结构示意图，参照图1所示，本技术所述SiC单晶PVT生长装置，包括：坩埚、隔热层、感应线圈和导热装置，其中，所述坩埚位于所述隔热层内；所述导热装置与所述坩埚的内壁相连，且设置于所述坩埚内的SiC粉料内部，用于把所述坩埚内壁处的热量传导到SiC粉料内，使SiC粉料均匀受热；并且所述导热装置设有多个通气孔，使SiC粉料进行有效的输运和生长。所述坩埚的顶盖下表面固定设有籽晶，坩埚的顶盖下沿和SiC粉料升华面之间构成了晶体的生长腔。所述感应线圈设置于所述隔热层的外部，用于感应加热。根据本技术的一些实施例，本技术所述导热装置的个数不受限制，根据具体生长需要进行设置，可以为多个。根据本技术的一些实施例，所述导热装置为高热导率材质，优选为石墨导热材质。根据本技术的一些实施例，所述导热装置为石墨圆盘或螺旋状导热环。根据本技术的一些实施例，所述坩埚为石墨材质。根据本技术的一些实施例，所述感应线圈为水冷中频感应线圈。根据本技术的一些实施例，在所述隔热层的顶部设有测温孔，用于监控SiC单晶的生长温度。实施例：1.用石墨材料制成和坩埚内壁直径一样的圆盘；2.在圆盘上打上多个通气孔；3.把圆盘埋入SiC粉料中，确保圆盘的外壁和坩埚内壁相接触；4.把装好的坩埚放入PVT生长装置中，使用常规工艺进行晶体生长；5.待生长完成后取出晶体，测量晶体中碳包裹物的体积，降低明显。本技术利用导热装置把坩埚壁的热量导入到粉料中，由原来的只有临近坩埚壁处的粉料受热碳化严重变成粉料均匀受热，减少粉料碳化程度，从而减少晶体中的包裹物；同时使得粉料的有效利用率变高，且不影响晶体生长速度，晶体生长更厚，增加产量。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SiC单晶PVT生长装置，包括：坩埚、隔热层、感应线圈和导热装置，其特征在于，其中，所述坩埚位于所述隔热层内；所述导热装置与所述坩埚的内壁相连，且设置于所述坩埚内的SiC粉料内部，用于把所述坩埚内壁处的热量传导到SiC粉料内，使SiC粉料均匀受热；所述导热装置设有多个通气孔，使SiC粉料进行有效的输运和生长。

【技术特征摘要】
1.一种SiC单晶PVT生长装置，包括：坩埚、隔热层、感应线圈和导热装置，其特征在于，其中，所述坩埚位于所述隔热层内；所述导热装置与所述坩埚的内壁相连，且设置于所述坩埚内的SiC粉料内部，用于把所述坩埚内壁处的热量传导到SiC粉料内，使SiC粉料均匀受热；所述导热装置设有多个通气孔，使SiC粉料进行有效的输运和生长。2.根据权利要求1所述的SiC单晶PVT生长装置，其特征在于，所述坩埚的顶盖下表面固定设有籽晶。3.根据权利要求1所述的SiC单晶PVT生长装置，其特征在于，所述感应线圈设置于所述隔热层的外部，用于感应加热。4.根据权利要求1所述的SiC单晶PVT生长装置，其特征在于，所述导热...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新辉，杨昆，牛晓龙，路亚娟，郑清超，
申请(专利权)人：河北同光晶体有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13