本实用新型专利技术提供一种碳化硅外延生长设备及其气源输送装置，其中，所述气源输送装置包括多个气源入口；气源输送通道，内部至少设有一个锥形结构体，所述锥形结构体将所述气源输送通道的内腔分隔成多个相互独立的通道；及气源混合区，设置在所述气源输送通道的出口端；所述气源入口的数量与所述气源输送通道的内部的通道数量一致。本实用新型专利技术的气源输送装置使生长源进入反应室之前混合更加均匀，提高碳化硅外延层的厚度均匀性及掺杂浓度的均匀性。化硅外延层的厚度均匀性及掺杂浓度的均匀性。化硅外延层的厚度均匀性及掺杂浓度的均匀性。
【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅外延生长设备及其气源输送装置
[0001]本技术涉及半导体生长设备
，具体涉及一种碳化硅外延生长设备及其气源输送装置。
技术介绍
[0002]碳化硅(SiC)材料是继第一代半导体材料硅(Si)和第二代半导体(砷化镓GaAs)后的第三代宽禁带半导体材料。碳化硅晶体结构具有同质多型的特点，其基本结构是Si
‑
C的四面体结构，属于密堆积结构。碳化硅具有更高的禁带宽度、高临界击穿电场、高导热率、高载流子饱和漂移速度等优越的性能，在半导体照明、电力电子器件、激光器、探测器等领域具有广阔的应用前景。
[0003]碳化硅外延层的制备是在碳化硅单晶衬底上生长同质外延生长碳化硅外延层，在生长过程中碳化硅外延层的掺杂较为困难，很难达到器件制造要求。目前，碳化硅外延材料一般采用化学气相沉积法(Chemical VaporDeposition，简称为CVD)制备，生长过程中生长气体在外延层直径方向上的耗尽导致了外延层上局部分点的生长速率及掺杂浓度随气源混合均匀性、气源流速和位置的变化量，造成碳化硅外延厚度及掺杂浓度的不均匀性。针对上述问题，现有技术中一般通过调整托盘及转速进行调节，虽然降低了线性耗尽造成的气源分布不均，但不能降低指数型、二次元函数型气源分布的不均匀，碳化硅外延片的掺杂浓度及厚度依然存在不均匀的问题。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中的不足与缺陷，本技术提供一种碳化硅外延生长设备及其气源输送装置，用于解决碳化硅外延片各部分掺杂浓度及厚度不均匀的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种碳化硅外延生长设备的气源输送装置，所述气源输送装置设置在所述碳化硅外延生长设备的反应室的一侧，所述气源输送装置包括：
[0006]多个气源入口；
[0007]气源输送通道，内部至少设有一个锥形结构体，所述锥形结构体将所述气源输送通道的内腔分隔成多个相互独立的通道；及
[0008]气源混合区，设置在所述气源输送通道的出口端；
[0009]所述气源入口的数量与所述气源输送通道的内部的通道数量一致。
[0010]于本技术的一实施例中，所述锥形结构体包括：
[0011]第一锥部，位于所述气源输送通道的入口端；
[0012]第二锥部，位于所述气源输送通道的出口端；及
[0013]中间体，位于所述第一锥部与所述第二锥部之间。
[0014]于本技术的一实施例中，所述气源输送通道的内部设有第一锥形结构体及与所述第一锥形结构体并排设置的第二锥形结构体。
[0015]进一步地，所述第一锥形结构体及所述第二锥形结构体将所述气源输送通道的内腔分为互相独立的第一通道、第二通道及第三通道。
[0016]更进一步地，所述气源输送装置包括：
[0017]第一气源入口，对应于所述第一通道的入口；
[0018]第二气源入口，对应于所述第二通道的入口；及
[0019]第三气源入口，对应于所述第三通道的入口。
[0020]于本技术的一实施例中，所述第一气源入口的进气量、所述第二气源入口的进气量及所述第三气源入口的进气量分别由气体质量流量控制器控制。
[0021]于本技术的一实施例中，所述第一气源输送通道、所述第二气源输送通道及所述第三气源输送通道相互隔开，生长源气体从不同的所述气源入口分别进入对应的所述气源输送通道，经所述通道出口排出进入所述气源混合区。
[0022]于本技术的一实施例中，所述气源输送通道的两侧的侧壁上还设有隔离石英板，所述隔离石英板与所述气源输送通道的侧壁倾斜安装，所述气源输送通道的两侧的侧壁上的隔离石英板与所述锥形结构体的锥部构成喇叭式结构。
[0023]本技术的第二个方面是提供一种碳化硅外延生长设备，包括反应室、气源输送装置及排气装置，所述气源输送装置设置在所述反应室的一侧，所述排气装置设置在所述反应室的另一侧，其中所述气源输送装置包括：
[0024]多个气源入口；
[0025]气源输送通道，内部至少设有一个锥形结构体，所述锥形结构体将所述气源输送通道的内腔分隔成多个相互独立的通道；及
[0026]气源混合区，设置在所述气源输送通道的出口端；
[0027]所述气源入口的数量与所述气源输送通道的内部的通道数量一致。
[0028]于本技术的一实施例中，所述反应室与所述气源混合区相连的侧壁上设有多个与所述气源混合区相连通的进气口。
[0029]于本技术的一实施例中，所述进气口沿所述反应室侧壁的宽度方向均匀设置。
[0030]如上所述，本技术公开一种碳化硅外延生长设备及其气源输送装置，其中气源输送装置包括多个气源入口，气源输送通道通过内部设置的锥形结构体分隔成多个相互独立的通道，生长源气体通过不同的气源入口进入既定的气体通道，经通道出口进入气源混合区，而由于锥形结构体的特殊形状，通道出口喇叭口，气流由狭窄空间进入宽阔的空间，气流更加平稳，在垂直水平气流方向上更有利于混合，增加气源混合区，使气源进入反应室之前混合更加均匀，提高碳化硅外延层各点的厚度均匀性及掺杂浓度的均匀性。气源输送装置的各个气源入口进入气源输送通道的气体量可由气体质量流量控制器(MFC)精确控制，进而可调节碳源与硅源的比例及掺杂源的量，使碳化硅外延层的掺杂及厚度更加均匀。本技术还提供一种包含上述气源输送装置的碳化硅外延生长设备，反应室与气源输送设备相连的侧壁上设有多个与气源混合区相连通的进气孔，混合均匀的生长源气体由进气孔进入反应室进行外延生长。所述的碳化硅外延生长设备可有效调节反应室内的生长源的比例，以调整碳化硅外延层的掺杂浓度与厚度均匀性，提高碳化硅外延片的合格率。
附图说明
[0031]通过参考附图会更加清楚的理解本技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本技术进行任何限制，在附图中：
[0032]图1显示为本技术的气源输送装置的于一实施例中的结构示意图。
[0033]图2显示为图1中的锥形结构体的结构示意图。
[0034]图3显示为本技术的碳化硅外延生长设备于一实施例中的结构示意图。
[0035]图4显示为碳化硅外延片的厚度测试及掺杂浓度测试的测试点的位置分布图。
[0036]图5显示为采用本技术的碳化硅外延生长设备制备的不同炉次的碳化硅外延片的厚度均匀性。
[0037]图6显示为采用本技术的碳化硅外延生长设备制备的不同炉次的碳化硅外延片的掺杂浓度的均匀性。
[0038]图7显示为采用现有技术中的碳化硅外延生长设备制备的不同炉次的碳化硅外延片的厚度均匀性。
[0039]图8显示为采用现有技术中的碳化硅外延生长设备制备的不同炉次的碳化硅外延片的掺杂浓度的均匀性。
[0040]附图标记
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气源入口
[0042]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种碳化硅外延生长设备的气源输送装置，所述气源输送装置设置在所述碳化硅外延生长设备的反应室的一侧，其特征在于，所述气源输送装置包括：多个气源入口；气源输送通道，内部至少设有一个锥形结构体，所述锥形结构体将所述气源输送通道的内腔分隔成多个相互独立的通道；及气源混合区，设置在所述气源输送通道的出口端；所述气源入口的数量与所述气源输送通道的内部的通道数量一致。2.根据权利要求1所述的气源输送装置，其特征在于，所述锥形结构体包括：第一锥部，位于所述气源输送通道的入口端；第二锥部，位于所述气源输送通道的出口端；及中间部，位于所述第一锥部与所述第二锥部之间。3.根据权利要求1或2所述的气源输送装置，其特征在于，所述气源输送通道的内部设有第一锥形结构体及与所述第一锥形结构体并排设置的第二锥形结构体。4.根据权利要求3所述的气源输送装置，其特征在于，所述第一锥形结构体及所述第二锥形结构体将所述气源输送通道的内腔分为互相独立的第一通道、第二通道及第三通道。5.根据权利要求4所述的气源输送装置，其特征在于，所述气源输送装置包括：第一气源入口，对应于所述第一通道的入口；第二气源入口，对应于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴从俊，周长健，
申请(专利权)人：中电化合物半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：
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