一种降低晶体内部应力的退火处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种降低晶体内部应力的退火处理方法，包括以下步骤：(1)准备阶段：将需要退火处理的晶体放置于坩埚中，对坩埚进行抽真空和通入惰性气体；(2)加热阶段，利用加热装置对所述坩埚进行加热，加热过程中，分别控制加热装置中同心设于坩埚上方的多个第一加热环的加热温度，使坩埚形成径向的温度梯度。本发明专利技术通过控制加热装置的多个第一加热环的加热温度，使坩埚形成径向的温度梯度，可获得与晶体生长时不同或相反的径向温度梯度，可显著降低晶体的径向应力，且通过控制坩埚下方的第二加热环和坩埚侧面的第三加热环的加热温度，实现了坩埚的轴向温度梯度，可获得与晶体生长时不同或相反的轴向温度梯度，能实现残余热应力的基本消除。

A annealing method and device to reduce the internal stress of crystal

【技术实现步骤摘要】
一种降低晶体内部应力的退火处理方法及装置
本专利技术涉及一种降低晶体内部应力的退火处理方法及装置，属于晶体生长结束后退火处理的

技术介绍
碳化硅是继硅、砷化镓之后的第三代宽禁带半导体材料之一，因其具有禁带宽度大、饱和电子迁移率高、击穿场强大、热导率高等优异性质，而被广泛应用于电力电子、射频器件、光电子器件等领域。高质量晶体是半导体和信息产业发展的基石，它的制备水平制约了下游器件的制备与性能。尽管近几年物理气象传输法(PVT)生长碳化硅晶体取得了长足的进步，但是对于大尺寸的单晶碳化硅来讲，残余应力过大是一个亟待解决的问题，特别是针对≥6英寸的碳化硅单晶，应力太大会造成以下后果：晶锭开裂、晶片开裂、裂纹崩边、面型很大。CN107557872A公开了一种大尺寸碳化硅晶体原位热处理方法，在生长结束后向生长室充压避免晶体烧蚀，之后通过改变热场，即锁定功率、提升线圈、封堵测温孔来实现恒温处理，最后进行定速降温，待炉内温度降至室温结束晶体的原位热处理，该方法能大幅降低晶体内应力，提高了后续晶片加工成品率；且避免了后续热处理对效率以及电阻率的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低晶体内部应力的退火处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n(1)准备阶段：将需要退火处理的晶体放置于坩埚中，对坩埚进行抽真空和通入惰性气体；/n(2)加热阶段，利用加热装置对所述坩埚进行加热，加热过程中，分别控制加热装置中同心设于坩埚上方的多个第一加热环的加热温度，使坩埚形成径向的温度梯度。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低晶体内部应力的退火处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)准备阶段：将需要退火处理的晶体放置于坩埚中，对坩埚进行抽真空和通入惰性气体；
(2)加热阶段，利用加热装置对所述坩埚进行加热，加热过程中，分别控制加热装置中同心设于坩埚上方的多个第一加热环的加热温度，使坩埚形成径向的温度梯度。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加热过程中，还分别控制加热装置中同心设于坩埚下方的多个第二加热环的加热温度，使沿轴向坩埚的上方与坩埚的下方形成温度差；
优选的，温度差为10～100℃；更优选的，温度差为40～70℃；更优选的，温度差为55℃。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，坩埚的径向温度梯度为5～50℃，优选的，坩埚的径向温度梯度为20～30℃，更优选的，坩埚的径向温度梯度为25℃。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，加热过程中，还分别控制坩埚侧面的多个第三加热环的加热温度，使坩埚形成轴向的温度梯度。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用加热装置对所述坩埚进行加热，使得坩埚温度为1700～2300℃，保温后分别控制加热装置中第一加热环、第二加热环和第三加热环的加热温度对坩埚部分区域继续加热。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在加热之后对坩埚进行降温和将坩埚压力恢复为大气压的步骤；

【专利技术属性】
技术研发人员：方帅，高宇晗，高超，李霞，宁秀秀，王路平，张九阳，王宗玉，潘亚妮，舒天宇，
申请(专利权)人：山东天岳先进材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37