块状SiC单晶的生成方法及其生长装置制造方法及图纸

用于生成至少一个块状SiC单晶(2)的方法，其中，将至少一个SiC籽晶(8)放置在生长坩埚(3)的晶体生长区域(5)中；并且将SiC源材料(6)引入到SiC储层区域(4)，并且通过沉积从SiC生长气相中，生长出块状SiC单晶(2)。生长坩埚(3)由绝缘层(10)围绕，绝缘层(10)以旋转对称的方式在中央中间纵轴(14)的方向上轴向延伸，并且具有至少两个绝缘筒体部件(19,20)；至少两个绝缘筒体部件(19,20)以一个在另一个内部的方式彼此同心布置，其中绝缘层(10)在概念上被分成绝缘环段(29)，绝缘环段(29)继而在概念上被分成体积元件，并且每个绝缘环段具有平均绝缘环段密度。

【技术实现步骤摘要】
块状SiC单晶的生成方法及其生长装置
本申请要求欧洲专利申请第EP19158315.2号的优先权，其内容通过引用并入本文。本专利技术涉及一种通过升华生长来生成至少一个块状SiC单晶的方法，并且涉及一种用于生成块状SiC单晶的生长装置。
技术介绍
半导体材料碳化硅(SiC)由于其出众的物理、化学、电气和光学特性，其用途还包括用作高性能半导体部件、高频部件和特殊发光半导体部件的起始材料。对于这些部件，需要使用具有最大衬底直径和最高质量的SiC衬底(＝SiC晶片)。SiC衬底是基于高品质块状SiC单晶，这些块状SiC单晶一般通过物理气相沉积(PVT)，具体是通过例如在US8,865,324B2中描述的(升华)方法来生成。晶片形式的单晶SiC衬底是从这些块状SiC单晶中切割出来，并且在其表面经过多阶段处理之后，特别是通过多次抛光步骤，在部件制造过程中具有至少一层例如SiC或GaN(氮化镓)的单晶外延层。这种外延层的特性以及因此最终还由此生成的部件的特性，在很大程度上取决于SiC衬底或底层块状SiC单晶的质量。为了实现最佳产量，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过升华生长生成至少一个块状SiC单晶(2；33)的方法，其中，/na)在开始生长之前，将至少一个SiC籽晶(8；37)放置在生长坩埚(3；34)的至少一个晶体生长区域(5；36)中，并且将SiC源材料(6)引入到所述生长坩埚(3；34)的SiC储层区域(4；35)，/nb)在生长期间，通过升华所述SiC源材料(6)并且通过将升华的气态组分输送到所述至少一个晶体生长区域(5；36)中，在所述至少一个晶体生长区域(5；36)中产生SiC生长气相(9；38)，并且通过从所述SiC生长气相(9；38)中沉积，将具有中央中间纵轴(14)的所述至少一个块状SiC单晶(2；33)生长到所述至少一个...

【技术特征摘要】
20190220 EP 19158315.21.一种通过升华生长生成至少一个块状SiC单晶(2；33)的方法，其中，
a)在开始生长之前，将至少一个SiC籽晶(8；37)放置在生长坩埚(3；34)的至少一个晶体生长区域(5；36)中，并且将SiC源材料(6)引入到所述生长坩埚(3；34)的SiC储层区域(4；35)，
b)在生长期间，通过升华所述SiC源材料(6)并且通过将升华的气态组分输送到所述至少一个晶体生长区域(5；36)中，在所述至少一个晶体生长区域(5；36)中产生SiC生长气相(9；38)，并且通过从所述SiC生长气相(9；38)中沉积，将具有中央中间纵轴(14)的所述至少一个块状SiC单晶(2；33)生长到所述至少一个SiC籽晶(8；37)上，
其中，
c)在开始生长之前，所述生长坩埚(3；34)由绝缘层(10；41)围绕，所述绝缘层(10；41)以旋转对称的方式在所述中央中间纵轴(14)的方向上轴向延伸，并且具有至少两个绝缘筒体部件(19、20；42、43、44)，其中,
c1)所述至少两个绝缘筒体部件(19、20；42、43、44)以一个在另一个内部的方式彼此同心布置，并且所述至少两个绝缘筒体部件(19、20；42、43、43、44)中的每一个具有在径向上测量的壁厚(D1、D2；D3)，
c2)所述绝缘层(10；41)在概念上被分成多个绝缘环段(29)，所述多个绝缘环段(29)在所述中央中间纵轴(14)的方向上依次轴向布置，
c3)所述多个绝缘环段(29)中的每一个继而在概念上被分成多个体积元件(31)，所述多个体积元件(31)在切线方向上彼此并排布置，
c4)所述多个绝缘环段(29)中的每一个的平均绝缘环段密度(ρM)均关于所有所述至少两个绝缘筒体部件(19、20；42、43、44)的所述壁厚(D1、D2；D3)测量所得，并且
c5)所述至少两个绝缘筒体部件(19、20；42、43、44)中的每一个在子区域中具有密度差异，所述至少两个绝缘筒体部件(19、20；42、43、44)被挑选且相对于彼此定位的方式，使得上述的所述绝缘环段(29)的每个体积元件(31)的体积元件密度(ρV)与上述的所述绝缘环段(29)的所述平均绝缘环段密度(ρM)相差不超过10％，
c6)其中，每个体积元件(31)在轴向上延伸轴向元件长度(H)，所述轴向元件长度(H)等于所述绝缘环段(29)的轴向段长度并且不多于50mm，在周向上延伸不多于50mm的外部切向元件长度(L)，并且在径向上延伸所述至少两个绝缘筒体部件(19、20、42、43、44)的所有壁厚(D1、D2；D3)的总和。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，为所述绝缘层(10；41)选择材料密度在0.05g/cm3和0.5g/cm3之间的绝缘材料。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，为所述绝缘层(10；41)选择材料密度在0.1g/cm3和0.2g/cm3之间的绝缘材料。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，在开始生长之前，通过X射线方法在所述至少两个绝缘筒体部件(19、20；42、43、44；23)上进行密度的确定。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少两个绝缘筒体部件(19、20；42、43、44)被挑选且相对于彼此定位，使得上述的所述绝缘环段(29)的每个体积元件(31)的体积元件密度(ρV)，与上述的所述绝缘环段(29)的所述平均绝缘环段密度(ρM)相差不超过5％。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，各个所述绝缘环段(29)和所述绝缘环段(29)的所述体积元件(31)被选择为使得所述体积元件(31)的所述轴向元件长度(H)为20mm，并且所述体积元件(31)的所述外部切向元件长度(L)为20mm。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少两个绝缘筒体部件(19、20；42、43、44)被选择为使得其径向壁厚(D1、D2；D3)在每种情况下均在5mm和50mm之间的范围内。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述至少两个绝缘筒体部件(19、20；42、43、44)被选择为使得其径向壁厚(D1、D2；D3)在每种情况下均在10mm和20mm之间的范围内。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少两个绝缘筒体部件(19、20；42、43、44)被选择为使得所述径向壁厚(D1、D2；D3)中两个的商在0.5和2之间的范围内。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述绝缘层(10；41)的构造方式使得所述至少两个绝缘筒体部件(19、20；42、43、44)中的两个彼此相邻的绝缘筒体部件各自的径向间隔在0.1mm和5mm之间的范围内。


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【专利技术属性】
技术研发人员：伯恩哈德·埃克，拉尔夫·穆勒，马提亚斯·施托克迈尔，米哈伊尔·沃格尔，阿恩德迪特里希·韦伯，
申请(专利权)人：硅晶体有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE