碳化硅晶体生长用石墨坩埚装置及其单晶生长方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种碳化硅晶体生长用石墨坩埚装置及其碳化硅单晶生长方法，通过改变石墨坩埚盖的结构，将石墨坩埚盖改成两段式结构，进而将籽晶固定方式由传统的胶粘方式变成机械固定方式，籽晶背面镀上碳膜，通过两段式石墨坩埚盖旋紧固定，籽晶和石墨坩埚盖上层之间根据厚度差可以放入保温石墨毡，石墨坩埚内放入高纯碳化硅粉料，密封的石墨坩埚放入晶体生长炉中，采用物理气相传输法生长碳化硅晶体，晶体生长温度在1950℃‑2550℃，其中衬底温度在2200℃以下，原料温度大于2350℃，惰性气体作为载气，反应室内气压在1‑5kPa之间，生长时间在70小时以上，即可得到低应力碳化硅晶锭。

【技术实现步骤摘要】
碳化硅晶体生长用石墨坩埚装置及其单晶生长方法
本专利技术涉及一种碳化硅单晶生长方法，尤其涉及一种碳化硅晶体生长用石墨坩埚装置及其单晶生长方法。
技术介绍
碳化硅单晶是典型的第三代半导体材料，其具有宽禁带、强击穿电场、大饱和电子漂移速率、高热导率及高化学稳定性等优越性，被广泛用于航空航天、通信等领域的大功率电力电子器件及光电子器件等方面，可在极端环境下长时间稳定工作。当前，制备碳化硅单晶的普遍方法是物理气相传输法，即PVT法。其基本过程是高纯碳化硅粉料作为原料，放入高纯石墨坩埚中，碳化硅单晶衬底作为籽晶固定于坩埚上部坩埚盖内侧，石墨坩埚旋紧密封后放入晶体生长炉中，抽真空，在高温下，碳化硅粉料气化升华为Si、Si2C、SiC2等气相组分，在温度梯度作用下，这些组分传输到位于低温区的碳化硅衬底籽晶面上重新结晶生长成碳化硅单晶锭。从PVT法制备碳化硅单晶过程及设备可知其轴向及径向均存在较大的温度梯度，这样生长的碳化硅晶体中必然存在较大的应力，而且这种应力在大尺寸碳化硅单晶中更为明显。从晶体生长到应用还需要经过切割、研磨等加工处理，应力的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅晶体生长用石墨坩埚装置，其特征在于：所述的石墨坩埚结构装置内包括石墨坩埚盖上层(1)、保温石墨毡层(2)、碳膜(3)、石墨坩埚盖下层(4)、籽晶(5)、高纯碳化硅粉料(6)及石墨坩埚腔体(7)；/n所述的石墨坩埚腔体(7)内的顶部设有石墨坩埚盖，石墨坩埚盖为两段式结构：石墨坩埚盖上层(1)和石墨坩埚盖下层(4)，通过石墨坩埚盖上层(1)和石墨坩埚盖下层(4)旋紧固定籽晶(5)，所述的籽晶(5)的背面镀上碳膜(3)，籽晶(5)和石墨坩埚盖上层(1)之间根据厚度差可以放入保温石墨毡层(2)进行填充；在所述的石墨坩埚腔体(7)内的底部放入高纯碳化硅粉料(6)；最后将密封的石墨坩埚腔体(...

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅晶体生长用石墨坩埚装置，其特征在于：所述的石墨坩埚结构装置内包括石墨坩埚盖上层(1)、保温石墨毡层(2)、碳膜(3)、石墨坩埚盖下层(4)、籽晶(5)、高纯碳化硅粉料(6)及石墨坩埚腔体(7)；
所述的石墨坩埚腔体(7)内的顶部设有石墨坩埚盖，石墨坩埚盖为两段式结构：石墨坩埚盖上层(1)和石墨坩埚盖下层(4)，通过石墨坩埚盖上层(1)和石墨坩埚盖下层(4)旋紧固定籽晶(5)，所述的籽晶(5)的背面镀上碳膜(3)，籽晶(5)和石墨坩埚盖上层(1)之间根据厚度差可以放入保温石墨毡层(2)进行填充；在所述的石墨坩埚腔体(7)内的底部放入高纯碳化硅粉料(6)；最后将密封的石墨坩埚腔体(7)放入晶体生长炉中。


2.如权利要求1所述的碳化硅晶体生长用石墨坩埚装置，其特征在于：所述石墨坩埚盖上层(1)通过螺纹与石墨坩埚盖下层(4)旋紧密封。


3.如权利要求1所述的碳化硅晶体生长用石墨坩埚装置，其特征在于：所述石墨坩埚盖上层(1)内留所需深度的凹槽，所述凹槽深度为5-20mm。


4.如权利要求1所述的碳化硅晶体生长用石墨坩埚装置，其特征在于：所述石墨坩埚盖下层(4)包含两层圆环形阶梯结构，所述圆环形阶梯结构的下层内...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥彪，仲崇贵，杨培培，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32