一种碳化硅晶体微管愈合用装置及应用制造方法及图纸

本申请公开了一种碳化硅晶体微管愈合用装置及应用。该装置包括：真空生长室，内设开口朝上的坩埚，坩埚内能够盛放高温熔液；碳化硅晶体装载装置，位于真空生长室内、坩埚的上方，并且能够上下移动；温度调节装置，能够对真空生长室内部进行温度调节；压力调控装置，能够调节真空生长室内部的压力，包括抽气口和进气口，抽气口设于碳化硅晶体装载装置上方，进气口设于碳化硅晶体装载装置下方。本申请装置可以形成由下至上的气体流动方向，更利于排除碳化硅晶体中贯穿微管内部气体，提高贯穿微管中气体排除效率，有利于使坩埚内的高温熔液进入贯穿微管内部进行微管修复。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅晶体微管愈合用装置及应用
本专利技术涉及碳化硅单晶生产领域，具体说是一种碳化硅晶体微管愈合用装置及应用。
技术介绍
碳化硅作为第三代半导体材料具有杰出的物理和电子学性能，作为具有高临界击穿电场和高热导率的宽禁带半导体材料，已经证明了具有广阔的应用前景和巨大的商业价值。目前，成熟的产业化生长碳化硅的方法是PVT法，但这种方法具有很多的不确定性。PVT法是在密闭的石墨坩埚中生长，生长过程不可见，而其中无论是碳硅比，坩埚的石墨化还是籽晶的缺陷，都会在生长过程中不可避免的带来多晶、多型和微管等许多缺陷，这不仅限制了碳化硅产量的提升，同时对电子器件的性能也有着很大的影响。在各种缺陷中，微管是对电子器件具有破坏性的缺陷，人们对微管的起源已有清晰的了解，但在碳化硅微管如何修复方面尚无成熟方法和装置。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种碳化硅晶体微管愈合用装置及应用。本专利技术提供的碳化硅晶体微管愈合用装置，包括：真空生长室，其内设开口朝上的坩埚，所述坩埚内能够盛放高温熔液；所述熔液具体可为碳化硅熔液或硅熔液；所述碳化硅熔液的温度为1650-1900℃；所述硅熔液的温度为1350-1500℃；碳化硅晶体装载装置，位于所述真空生长室内、所述坩埚的上方，并且能够上下移动；温度调节装置，能够对所述真空生长室内部进行温度调节；压力调控装置，能够调节所述真空生长室内部的压力，包括抽气口和进气口，所述抽气口设于所述碳化硅晶体装载装置上方，所述进气口设于所述碳化硅晶体装载装置下方，所述进气口具体可设于坩埚的侧壁上；该进气口和抽气口的设置可以形成由下至上的气体流动方向，更利于排除碳化硅晶体中贯穿微管内部气体，提高微管中气体排除效率，有利于使坩埚内的高温熔液上升并进入碳化硅晶体装载装置内的碳化硅晶体的贯穿微管内部进行微管修复。本申请将微管分为三种类型，贯穿微管和非贯穿微管，所述贯穿微管的两端贯穿至所述碳化硅晶体的表面，所述非贯穿微管还分为两种情况：只有一端贯穿至碳化硅晶体表面的微管，以及位于碳化硅晶体内部的微管；本申请的愈合装置及其使用方法适用于所述贯穿微管的修复，当微管位于晶体内部时，熔液无法进入其内并进行生长结晶，当微管的一端通至晶体表面时，修复后会在微管中产生气泡；如果晶体中大部分是所述非贯穿微管，可以通过切割晶体中间部分，使得大部分的所述非贯穿微管变为所述贯穿微管，以达到修复的目的。在上述碳化硅晶体微管愈合用装置中，所述碳化硅晶体装载装置包括开口朝下的上托盘和开口朝上的下托盘，所述上托盘和所述下托盘之间为可拆卸式连接，且连接后能够形成容纳碳化硅晶体的腔体，所述腔体的上端设第一通孔，所述第一通孔与所述抽气口之间气相连通，所述腔体的下端设第二通孔，所述第二通孔能够使所述坩埚内盛放的高温熔液进入所述腔体内。在上述碳化硅晶体微管愈合用装置中，所述腔体的侧壁设至少一个第三通孔，使所述腔体内部与所述腔体外部之间形成液相连通。在上述碳化硅晶体微管愈合用装置中，每个所述第三通孔的高度大于或等于所述腔体内容纳的所述碳化硅晶体或其叠放高度，以便于使每个所述碳化硅晶体如晶片的上下两个表面能够与所述熔液充分接触。在上述碳化硅晶体微管愈合用装置中，所述碳化硅晶体装载装置还包括晶体载具，所述晶体载具为上下通透的柱形体，所述柱形体内壁上设至少一个环形的卡槽，每个所述卡槽能够水平卡放一个碳化硅晶片或晶锭；在上述碳化硅晶体微管愈合用装置中，所述晶体载具的侧壁设至少一个第四通孔，以使所述熔液从所述晶体载具侧面进入其内；和/或，所述柱形体由至少两个以上的弧形柱体纵向组合而成。在上述碳化硅晶体微管愈合用装置中，每个所述第四通孔的高度大于或等于其内载放的所述碳化硅晶体或其叠放高度，以便于使每个所述碳化硅晶体如晶片的上下两个表面能够与所述熔液充分接触。在上述碳化硅晶体微管愈合用装置中，所述腔体为圆柱形，所述上托盘内壁上设内螺纹，所述下托盘外壁设外螺纹，所述上托盘和所述下托盘之间通过所述内螺纹和所述外螺纹相互配合形成所述腔体；和/或，所述第一通孔上方连接中空连接杆，所述中空连接杆(顶端)与驱动装置(步进电机)连接，所述驱动装置能够通过所述中空连接杆带动所述碳化硅晶体装载装置上下移动；所述抽气口的一侧与所述中空连接管气相连通，另一侧连通抽气泵。在上述碳化硅晶体微管愈合用装置中，所述真空生长室的外壁材质为石英；所述坩埚的内壁材质为石墨；所述上托盘、所述下托盘、所述碳化硅晶体装载装置的材质为石墨；所述坩埚的外壁和下底外设保温层，所述保温层设于所述真空生长室内；所述温度调节装置包括设于所述真空生长室外的加热装置，所述加热装置包括加热线圈。本专利技术保护以上任一所述碳化硅晶体微管愈合用装置在碳化硅晶体微管愈合、提高碳化硅晶体应力分布均匀性、提高碳化硅晶体导电性、或碳化硅晶体外延、或制备半导体电子器件或芯片衬底的应用；所述提高碳化硅晶体应力分布均匀性可以通过选择所述碳化硅晶体中所述贯穿微管数量和分布、和/或控制所述贯穿微管数量减少的比例，得到应力分布均匀性提高的碳化硅晶体；所述贯穿微管数量越多、分布越均匀、所述贯穿微管数量减少的比例越高，碳化硅晶体的应力分布均匀性越高；所述提高碳化硅晶体导电性可以通过在所述熔液中添加足量的金属元素实现，优选的，通过选择所述碳化硅晶体中所述贯穿微管数量、和/或控制所述贯穿微管数量减少的比例、和/或控制所述金属元素的添加量，得到导电性提高的碳化硅晶体；其中，所述金属元素的添加量越多、所述贯穿微管数量越多、所述贯穿微管数量减少的比例越高，碳化硅晶体的导电性越高。本专利技术的有益效果如下：1、改进了碳化硅晶体装载装置，使熔液可以与其内的晶片或晶锭充分接触，提高贯穿微管愈合效果；2、对抽气口和进气口的位置进行了合理设置，使得可以通过调整气压(如降压)的方式让熔液能够进入贯穿微管中进行结晶愈合；3、本装置不仅能够应用于碳化硅晶体，对所有晶体的微管都能够进行有效的修复；4、本专利技术装置及其使用方法能在碳化硅晶体生长完成后进行微管愈合，无需在碳化硅晶体生长过程中进行调节，操作简单方便，便于实施；5、本专利技术装置及其使用方法能有效降低碳化硅晶体中的微管数量，尤其是贯穿微管的数量，从而提高碳化硅晶体的质量、导电性能、晶体应力分布均匀性等。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为一种碳化硅晶体微管愈合用装置的剖视图。图2为图1碳化硅晶体(晶片)装载装置的放大主视图。图3为图2所示碳化硅晶体(晶片)装载装置的剖视图。图4为另一种碳化硅晶体(晶锭)装载装置的主视图。图5为图4所示碳化硅晶体(晶锭)装载装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅晶体微管愈合用装置，其特征在于，所述微管愈合用装置包括：真空生长室，其内设开口朝上的坩埚，所述坩埚内能够盛放高温熔液；/n碳化硅晶体装载装置，位于所述真空生长室内、所述坩埚的上方，并且能够上下移动；/n温度调节装置，能够对所述真空生长室内部进行温度调节；/n压力调控装置，能够调节所述真空生长室内部的压力，包括抽气口和进气口，所述抽气口设于所述碳化硅晶体装载装置的上方，所述进气口设于所述碳化硅晶体装载装置的下方。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅晶体微管愈合用装置，其特征在于，所述微管愈合用装置包括：真空生长室，其内设开口朝上的坩埚，所述坩埚内能够盛放高温熔液；
碳化硅晶体装载装置，位于所述真空生长室内、所述坩埚的上方，并且能够上下移动；
温度调节装置，能够对所述真空生长室内部进行温度调节；
压力调控装置，能够调节所述真空生长室内部的压力，包括抽气口和进气口，所述抽气口设于所述碳化硅晶体装载装置的上方，所述进气口设于所述碳化硅晶体装载装置的下方。


2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体微管愈合用装置，其特征在于，所述碳化硅晶体装载装置包括开口朝下的上托盘和开口朝上的下托盘，
所述上托盘和所述下托盘之间为可拆卸式连接，且连接后能够形成容纳碳化硅晶体的腔体，所述腔体的上端设第一通孔，所述第一通孔与所述抽气口之间气相连通，所述腔体的下端设第二通孔，所述第二通孔能够使所述坩埚内盛放的高温熔液进入所述腔体内。


3.根据权利要求2所述的碳化硅晶体微管愈合用装置，其特征在于，所述腔体的侧壁设至少一个第三通孔，使所述腔体内部与所述腔体外部之间形成液相连通。


4.根据权利要求3所述的碳化硅晶体微管愈合用装置，其特征在于，每个所述第三通孔的高度大于或等于所述腔体内容纳的所述碳化硅晶体或其叠放高度。


5.根据权利要求2-4中任一所述的碳化硅晶体微管愈合用装置，其特征在于，所述碳化硅晶体装载装置还包括晶体载具，所述晶体载具为上下通透的柱形体，所述柱形体内壁上设至少一个环形的卡槽，每个所述卡槽能够水平卡放一个碳化硅晶片或晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王路平，许晓林，刘鹏飞，高超，张九阳，王宗玉，
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