本发明专利技术公开了一种碳化硅晶体生长装置和装填方法，涉及碳化硅晶体制备技术领域；该装置包括坩埚体、坩埚盖、若干第一导流件和若干第二导流件；坩埚体包括坩埚底壁与坩埚侧壁，坩埚底壁与坩埚侧壁围合形成有腔室；坩埚盖盖设于坩埚侧壁与坩埚底壁相对的一侧；第一导流件从坩埚侧壁向腔室的中部延伸；第二导流件从腔室的中部向坩埚侧壁延伸；第一导流件和第二导流件位于不同的平面，第一导流件和第二导流件之间被配置为气氛传输通道。该装置通过第一导流件和第二导流件的配合，可延长碳化硅气相组分上升的行程，并阻挡碳颗粒向籽晶运动，能保证碳化硅晶体的生长质量。保证碳化硅晶体的生长质量。保证碳化硅晶体的生长质量。
【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅晶体生长装置和装填方法
[0001]本专利技术涉及碳化硅晶体制备
，具体而言，涉及一种碳化硅晶体生长装置和装填方法。
技术介绍
[0002]碳化硅(SiC)是第三代宽带隙半导体材料的代表材料，其禁带宽度大、临界击穿电场强度高、载流子饱和迁移速度高、热导率高，并具有极好的化学稳定性正是基于上述优异的物理化学性质，SiC在微电子和光电子领域有着广泛的应用。
[0003]目前碳化硅单晶生长以物理气相输运法(PVT)为主要生长方式，已经被证明是生长SiC晶体最成熟的方法。其主要工艺过程是将SiC粉料加热到2200～2500℃升华，同时在惰性气氛的保护下，使升华的气氛在冷端籽晶上结晶成为碳化硅晶体。
[0004]但是，现有技术中，碳化硅晶体生长的过程十分漫长，往往需要100h以上，如此漫长的时间容易导致碳化硅粉料产生的气相中的Si和C的占比失衡，使其容易出现碳化现象。原料碳化所产生的碳颗粒会随着气流被带到晶体表面，则容易形成碳包裹，碳包裹的形成直接导致晶体质量的下降，严重时还会诱发MPD(碳化硅晶片微管密度)缺陷，多型等质量缺陷，导致整颗晶体的报废，对实际生产造成损失。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种碳化硅晶体生长装置，其通过第一导流件和第二导流件的配合设置，可延长碳化硅气相组分上升的行程，并阻挡碳颗粒向籽晶运动，能保证碳化硅晶体的生长质量。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种碳化硅晶体生长装置的装填方法，该方法通过在第一原料与坩埚侧壁之间装填挥发速率更慢的第二原料，能源头上限制原料碳化，降低碳包裹现象的出现几率，从而进一步地提高碳化硅晶体的生长质量。
[0007]本专利技术的实施例是这样实现的：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种碳化硅晶体生长装置，包括：
[0009]坩埚体，坩埚体包括坩埚底壁与坩埚侧壁，坩埚底壁与坩埚侧壁围合形成有腔室；
[0010]坩埚盖，坩埚盖盖设于坩埚侧壁与坩埚底壁相对的一侧；
[0011]若干第一导流件，第一导流件从坩埚侧壁向腔室的中部延伸；
[0012]若干第二导流件，第二导流件从腔室的中部向坩埚侧壁延伸；
[0013]第一导流件和第二导流件位于不同的平面，第一导流件和第二导流件之间被配置为气氛传输通道。
[0014]在可选的实施方式中，沿坩埚底壁向坩埚盖的方向，相邻两个第一导流件之间设置有至少一个第二导流件，或者，相邻两个第二导流件之间设置有至少一个第一导流件。
[0015]在可选的实施方式中，第一导流件朝坩埚盖所在方向倾斜设置，且第一导流件远离坩埚侧壁的一端围合形成有与气氛传输通道连通的气氛传输口，第二导流件在径向方向
所在平面上的正投影面覆盖或者覆盖且超出气氛传输口。
[0016]在可选的实施方式中，生长装置，还包括：
[0017]支撑件，支撑件的一端与第二导流件的中部连接，支撑件另一端与坩埚底壁连接，且贯穿于气氛传输通道。
[0018]在可选的实施方式中，支撑件垂直于坩埚底壁设置，第二导流件垂直于支撑件设置；或者，支撑件垂直于坩埚底壁设置，第二导流件远离支撑件的一端朝坩埚底壁所在的方向倾斜设置。
[0019]在可选的实施方式中，坩埚侧壁上设置有用于支撑第一导流件的支撑体。
[0020]在可选的实施方式中，坩埚侧壁在远离坩埚底壁的一端的内缘相对轴向方向倾斜，且在朝向坩埚盖的方向上逐渐收紧并围合成导流室。
[0021]在可选的实施方式中，腔室包括相互连通的生长腔室和原料腔室；生长腔室靠近坩埚盖所在一侧，原料腔室靠近坩埚底壁所在一侧；
[0022]第一导流件和第二导流件设置在生长腔室内；
[0023]原料腔室包括用于装填不同原料的第一容置区域和第二容置区域，其中，第二容置区域绕设于第一容置区域外。
[0024]在可选的实施方式中，第一导流件在径向方向所在平面上的正投影面覆盖或者覆盖且超出第二容置区域在径向方向所在平面上的正投影面。
[0025]第二方面，本专利技术提供一种碳化硅晶体生长装置的装填方法，碳化硅晶体生长装置，包括：坩埚体、坩埚盖、若干第一导流件和若干第二导流件；坩埚体包括坩埚底壁与坩埚侧壁，坩埚底壁与坩埚侧壁围合形成有腔室，坩埚盖盖设于坩埚侧壁与坩埚底壁相对的一侧，腔室包括相互连通的生长腔室和原料腔室，生长腔室靠近坩埚盖所在一侧，原料腔室靠近坩埚底壁所在一侧，原料腔室包括第一容置区域和第二容置区域，且第二容置区域绕设于第一容置区域外；第一导流件从坩埚侧壁向腔室的中部延伸；第二导流件从腔室的中部向坩埚侧壁延伸；第一导流件和第二导流件位于不同的平面，第一导流件和第二导流件之间被配置为气氛传输通道；
[0026]装填方法，包括：
[0027]在第一容置区域内装填第一原料；
[0028]在第二容置区域内装填第二原料；其中，第一原料和第二原料为不同的原料，第一原料的挥发速率大于第二原料的挥发速率。
[0029]在可选的实施方式中，第一原料与第二原料为不同形态的同一种原料；
[0030]其中，第一原料为碳化硅粉料，第二原料为碳化硅晶块料。
[0031]在可选的实施方式中，在第一容置区域内装填第一原料之前，装填方法还包括：
[0032]在第一容置区域内装填含铈化合物粉料。
[0033]本专利技术的实施例至少具备以下优点或有益效果：
[0034]本专利技术的实施例提供了一种碳化硅晶体生长装置，包括坩埚体、坩埚盖、若干第一导流件和若干第二导流件；坩埚体包括坩埚底壁与坩埚侧壁，坩埚底壁与坩埚侧壁围合形成有腔室；坩埚盖盖设于坩埚侧壁与坩埚底壁相对的一侧；第一导流件从坩埚侧壁向腔室的中部延伸；第二导流件从腔室的中部向坩埚侧壁延伸；第一导流件和第二导流件位于不同的平面，第一导流件和第二导流件之间被配置为气氛传输通道。
[0035]一方面，该坩埚体通过第一导流件的设置，能提供导流作用，保证碳化硅气相组分能向籽晶运动，另一方面，通过第一导流件和第二导流件的配合，可延长碳化硅气相组分上升的行程，并阻挡碳颗粒向籽晶运动，能保证碳化硅晶体的生长质量。
[0036]本专利技术的实施例还提供了一种碳化硅晶体生长装置的装填方法，该方法通过在第一原料与坩埚侧壁之间装填挥发速率更慢的第二原料，能源头上限制原料碳化，降低碳包裹现象的出现几率，从而进一步地提高碳化硅晶体的生长质量。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0038]图1为本专利技术的实施例提供的碳化硅晶体生长装置的结构示意图。
[0039]图标:10
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碳化硅晶体生长装置；101
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坩埚体；1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种碳化硅晶体生长装置，其特征在于，包括：坩埚体，所述坩埚体包括坩埚底壁与坩埚侧壁，所述坩埚底壁与所述坩埚侧壁围合形成有腔室；坩埚盖，所述坩埚盖盖设于所述坩埚侧壁与所述坩埚底壁相对的一侧；若干第一导流件，所述第一导流件从所述坩埚侧壁向所述腔室的中部延伸；若干第二导流件，所述第二导流件从所述腔室的中部向所述坩埚侧壁延伸；所述第一导流件和所述第二导流件位于不同的平面，所述第一导流件和所述第二导流件之间被配置为气氛传输通道。2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：沿所述坩埚底壁向所述坩埚盖的方向，相邻两个所述第一导流件之间设置有至少一个所述第二导流件，或者，相邻两个所述第二导流件之间设置有至少一个所述第一导流件。3.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述第一导流件朝所述坩埚盖所在方向倾斜设置，且所述第一导流件远离所述坩埚侧壁的一端围合形成有与所述气氛传输通道连通的气氛传输口，所述第二导流件在径向方向所在平面上的正投影面覆盖或者覆盖且超出所述气氛传输口。4.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述生长装置，还包括：支撑件，所述支撑件的一端与所述第二导流件的中部连接，所述支撑件另一端与所述坩埚底壁连接，且贯穿于所述气氛传输通道。5.根据权利要求4所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述支撑件垂直于所述坩埚底壁设置，所述第二导流件垂直于所述支撑件设置；或者，所述支撑件垂直于所述坩埚底壁设置，所述第二导流件远离所述支撑件的一端朝所述坩埚底壁所在的方向倾斜设置。6.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述坩埚侧壁上设置有用于支撑所述第一导流件的支撑体。7.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述坩埚侧壁在远离所述坩埚底壁的一端的内缘相对轴向方向倾斜，且在朝向所述坩埚盖的方向上逐渐收紧并围合成导流室。8.根据权利要求1至7中任一项所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁文博，张洁，洪棋典，
申请(专利权)人：福建北电新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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