一种晶体制备装置制造方法及图纸

本申请提供一种晶体制备装置。所述晶体制备装置包括：生长腔体，用于放置籽晶和源材料；加热组件，用于加热所述生长腔体；温度补偿组件，用于在晶体生长过程中提供温度补偿，其中，所述温度补偿组件位于所述生长腔体上表面或下表面，所述温度补偿组件包括至少一个加热单元。

A crystal preparation device

【技术实现步骤摘要】
一种晶体制备装置
本申请涉及半导体设备
，特别涉及一种晶体制备装置。
技术介绍
半导体晶体（例如，碳化硅单晶）具有优异的物理化学性能，因此成为制造高频率和大功率器件的重要材料。物理气相传输法（PhysicalVaporTransport，PVT）是一种常用的用于制备半导体晶体的方法，具体地，将籽晶粘接在生长腔体顶部，将物料置于生长腔体底部，腔体外部缠绕加热元件（例如，感应线圈），用于加热生长腔体。物料在高温条件下分解升华为气相组分，气相组分在轴向温度梯度驱动下传输至低温区的籽晶处，并在籽晶表面沉积生成晶体。然而，在晶体的生长过程中，不仅存在轴向温度梯度，还存在径向温度梯度。在生长大尺寸的晶体时，较大的径向温度梯度会导致晶体生长缺陷，降低晶体的质量和产率；此外，由于物料覆盖区域的径向温度梯度较大，使得升华的各个气相组分的摩尔比沿径向分布不均匀，不利于晶体的稳定生长。因此，有必要提供一种改进的晶体制备装置，用于制备大尺寸、高质量的晶体。
技术实现思路
本申请的一个方面提供一种晶体制备装置。所述装置包括：生长腔体，用于放置籽晶和源材料；加热组件，用于加热所述生长腔体；以及温度补偿组件，用于在晶体生长过程中提供温度补偿，其中，所述温度补偿组件位于所述生长腔体上表面和/或下表面，所述温度补偿组件包括至少一个加热单元。在一些实施例中，所述至少一个加热单元包括至少一个高阻石墨单元。在一些实施例中，所述温度补偿组件还包括固定框架，所述固定框架包括至少一个固定单元，所述至少一个固定单元用于放置所述至少一个加热单元。在一些实施例中，所述固定框架为氧化锆陶瓷板。在一些实施例中，所述温度补偿组件还包括至少一个第一电极、至少一个第二电极以及电极固定板，其中：所述电极固定板包括至少一个第一孔洞以及至少一个第二孔洞；所述至少一个第一电极穿过所述至少一个第一孔洞，固定在所述至少一个加热单元上；以及所述至少一个第二电极穿过所述至少一个第二孔洞，固定在所述生长腔体上表面或下表面。在一些实施例中，所述电极固定板上还包括至少两个测温孔，所述至少两个测温孔位于径向相邻的第一孔洞之间或所述至少一个第二孔洞预设范围内。在一些实施例中，所述晶体生长装置还包括控制组件，所述控制组件用于基于至少一个参考参数，调节所述至少一个加热单元的参数，使得所述生长腔体上表面或下表面的径向温度梯度小于预设阈值。在一些实施例中，所述至少一个参考参数包括晶体类型、籽晶尺寸或晶体生长过程中与所述生长腔体相关的温度信息。在一些实施例中，与所述生长腔体相关的所述温度信息包括所述至少一个加热单元处的第一温度和所述生长腔体上表面或下表面外周处的第二温度。在一些实施例中，所述控制组件包括至少一个温度测量单元，用于测量所述第一温度以及所述第二温度。在一些实施例中，所述至少一个温度测量单元通过所述温度补偿组件上的至少两个测温孔测量所述第一温度以及所述第二温度。附图说明本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：图1是根据本申请一些实施例所示的示例性晶体制备装置的示意图；图2A是根据本申请一些实施例所示的示例性加热单元排布的俯视图；图2B是根据本申请一些实施例所示的示例性加热单元排布的俯视图；图3是根据本申请一些实施例所示的示例性第一电极和示例性第二电极的示意图；图4是根据本申请一些实施例所示的示例性电极固定板的俯视图。图中：100为晶体制备装置；110为生长腔体；120为加热组件；130为温度补偿组件；111为生长腔体盖；112为生长腔主体；113为籽晶；114为源材料；131为固定框架；132为加热单元；133为第一电极；134为第二电极；135为铜线；136为电极固定板；136-1为第一孔洞；136-2为第二孔洞；136-3为测温孔。具体实施方式为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。应当理解的是，附图仅仅是为了说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围。应当理解的是，附图并不是按比例绘制的。需要理解的是，为了便于对本申请的描述，术语“中心”、“上表面”、“下表面”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“外周”、“外部”等指示的位置关系为基于附图所示的位置关系，而不是指示所指的装置、组件或单元必须具有特定的位置关系，不能理解为是对本申请的限制。如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。在本申请中，术语“晶体制备”和“晶体生长”表达相同的含义，二者可以互换使用。图1是根据本申请一些实施例所示的示例性晶体制备装置的示意图。在一些实施例中，晶体制备装置100可以基于物理气相传输法制备半导体晶体（例如，碳化硅晶体、氮化铝晶体、氧化锌晶体、锑化锌晶体）。如图1所示，晶体制备装置100可以包括生长腔体110、加热组件120和温度补偿组件130。生长腔体110可以用于放置籽晶113和源材料114。在一些实施例中，生长腔体110可以包括生长腔体盖111和生长腔主体112，其中，生长腔体盖111位于生长腔体顶部，用于封闭生长腔主体112的顶端开口。仅作为示例，生长腔体110可以是坩埚，坩埚可以包括坩埚盖和坩埚本体。在一些实施例中，生长腔主体112的形状可以是圆柱形、长方体、立方体等。例如，生长腔主体112的形状可以是圆柱形的桶体，其包括桶底和桶侧壁。在一些实施例中，与生长腔主体112的形状相应，生长腔体盖111的形状可以是圆盘、长方形盘、正方形盘等。在一些实施例中，生长腔体110的材质可以包括石墨。例如，生长腔体110的材质可以全部或部分为石墨。在一些实施例中，籽晶113可以固定粘接于生长腔体盖111的内侧面（也可以称之为“下表面”）（例如，内侧面中心位置处），源材料114可以置于生长腔主体112内（例如，腔体下部）。在一些实施例中，籽晶113可以通过粘接剂固定在生长腔体盖111上。粘接剂可以包括但不限于环氧树脂胶、AB胶、酚醛树脂胶、糖胶等。在一些实施例中，源材料可以是粉末状、颗粒状、块状等。在晶体生长过程中，可以通过控制生长腔体的加热环境，使得源材料114和籽晶113之间形成轴向温度梯度。源材料114受热可以分解升华为气相组分（例如，以制备碳化硅晶体为例，气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶体制备装置，其特征在于，包括：/n生长腔体，用于放置籽晶和源材料；/n加热组件，用于加热所述生长腔体；以及/n温度补偿组件，用于在晶体生长过程中提供温度补偿，其中，/n所述温度补偿组件位于所述生长腔体上表面和/或下表面，以及/n所述温度补偿组件包括至少一个加热单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶体制备装置，其特征在于，包括：
生长腔体，用于放置籽晶和源材料；
加热组件，用于加热所述生长腔体；以及
温度补偿组件，用于在晶体生长过程中提供温度补偿，其中，
所述温度补偿组件位于所述生长腔体上表面和/或下表面，以及
所述温度补偿组件包括至少一个加热单元。


2.根据权利要求1所述的晶体制备装置，其特征在于，所述至少一个加热单元包括至少一个高阻石墨单元。


3.根据权利要求1所述的晶体制备装置，其特征在于，所述温度补偿组件还包括固定框架，所述固定框架包括至少一个固定单元，所述至少一个固定单元用于放置所述至少一个加热单元。


4.根据权利要求3所述的晶体制备装置，其特征在于，所述固定框架为氧化锆陶瓷板。


5.根据权利要求1所述的晶体制备装置，其特征在于，所述温度补偿组件还包括至少一个第一电极、至少一个第二电极以及电极固定板，其中：
所述电极固定板包括至少一个第一孔洞以及至少一个第二孔洞；
所述至少一个第一电极穿过所述至少一个第一孔洞，固定在所述至少一个加热单元上；以及
所述至少一个第二电极穿过所述至少一个第二孔洞，固定在所述生长腔体上表面或下表面。

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，杨田，梁振兴，
申请(专利权)人：眉山博雅新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51