碳化硅生长装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种碳化硅生长装置，涉及碳化硅晶体生长技术领域，该碳化硅生长装置包括坩埚、籽晶载具、第一保温层和第一石墨纸，籽晶载具盖合在坩埚上，第一保温层包覆在坩埚外，且第一保温层的周缘开设有调温孔，第一石墨纸设置在第一保温层与坩埚之间，并至少封堵在调温孔的内侧周围。通过在第一保温层上贯通开设调温孔，整体降低了边缘区域的局部温度，从而改变坩埚内的温场分布，降低径向温度梯度，提高边缘的结晶速率。同时，第一石墨纸能够起到导热作用，从而调节热量分布，避免调温孔区域的温差过大，提升整体的温度均匀性，进而进一步优化生长腔室内的径向温度梯度，避免晶体生长时凸度过大，有利于晶体质量的提升。有利于晶体质量的提升。有利于晶体质量的提升。

【技术实现步骤摘要】
碳化硅生长装置


[0001]本技术涉及碳化硅晶体生长
，具体而言，涉及一种碳化硅生长装置。

技术介绍

[0002]碳化硅作为第三代半导体材料的典型代表，具有宽带隙、高临界电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度及化学稳定性好等特点，因此其作为制备高频率、大功率、高温、高频耐腐蚀和抗辐照半导体器件广泛的应用于极端环境中，碳化硅单晶在未来具有举足轻重的地位和很好的应用前景。同时，SiC衬底直径增加，能大幅降低用SiC制备的LED、功率器件或电力电子器件的价格，对SiC器件的推广使用有着深远的影响。
[0003]因为碳化硅单晶困难的生产工艺，目前最为成熟的工艺为物理气相输运法(PVT)。PVT法生长的过程是在一个密闭的石墨坩埚之中，通常在坩埚底部放置多晶SiC原料，在顶部放置籽晶，利用原料与籽晶之间存在温度梯度，SiC气体从表面运输至籽晶上。其径向温度分布特点为中心位置的温度最低，边缘温度最高，中心温度与边缘温度差别越大，晶体生长面就越凸。当使用PVT法生长大尺寸SiC晶体时，由于坩埚尺寸增大，其径向温梯增大，使得晶体生长时凸度过大，不利于生长出高质量SiC晶体。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种碳化硅生长装置，其能够优化径向温度梯度，能够避免晶体生长时凸度过大，有利于生长出高质量的碳化硅晶体。
[0005]本技术的实施例是这样实现的：
[0006]本技术提供一种碳化硅生长装置，包括：
[0007]坩埚；
[0008]籽晶载具，所述籽晶载具盖合在所述坩埚上；
[0009]第一保温层，所述第一保温层包覆在所述坩埚外，且所述第一保温层的周缘开设有调温孔；
[0010]第一石墨纸，所述第一石墨纸设置在所述第一保温层与所述坩埚之间，并至少封堵在所述调温孔的内侧周围。
[0011]在可选的实施方式中，所述调温孔为多个，多个所述调温孔间隔分布在所述第一保温层上，多个所述调温孔相对于所述坩埚的底壁的高度相同。
[0012]在可选的实施方式中，多个所述调温孔的上侧边缘均与所述籽晶载具的底侧相平齐。
[0013]在可选的实施方式中，所述第一石墨纸环设在所述坩埚的外周面，并同时封堵多个所述调温孔。
[0014]在可选的实施方式中，所述第一石墨纸的外周缘缠绕有石墨绳，所述石墨绳用于将所述第一石墨纸捆绑固定在所述坩埚的外壁上。
[0015]在可选的实施方式中，多个所述调温孔均呈圆形。
[0016]在可选的实施方式中，每个所述调温孔的孔径为1
‑
2cm。
[0017]在可选的实施方式中，所述籽晶载具的外侧设置有第二保温层。
[0018]在可选的实施方式中，所述第二保温层和所述籽晶载具之间还设置有第二石墨纸，所述第二石墨纸覆盖在所述籽晶载具的外侧表面。
[0019]在可选的实施方式中，所述调温孔内的所述第一保温层的厚度在0
‑
8mm之间。
[0020]在可选的实施方式中，所述坩埚包括坩埚本体和坩埚盖体，所述坩埚盖体设置在所述坩埚本体的顶部，并设置有安装孔，所述籽晶载具装配在所述坩埚盖体上，并部分装配在所述安装孔中，且所述籽晶载具的底侧表面固定有籽晶。
[0021]在可选的实施方式中，所述籽晶载具包括限位部和装配部，所述装配部设置在所述限位部的底侧，所述装配部的形状与所述安装孔的形状相适配，并容置在所述安装孔中，且所述装配部的底侧表面与所述安装孔底侧边缘相平齐，所述限位部与所述坩埚盖体的外侧表面相抵持。
[0022]本技术实施例的有益效果包括：
[0023]本技术实施例提供的碳化硅生长装置，将籽晶载具盖合在坩埚上，籽晶载具上固定有籽晶，从而构成了密闭的生长腔室，在坩埚外包覆第一保温层，且第一保温层上贯通开设有调温孔，能够实现局部温度的调整，从而改变坩埚内的温场分布。同时，第一保温层与坩埚之间还设置有第一石墨纸，第一石墨纸能够至少封堵在调温孔的内侧周围，能够起到导热作用，从而调节热量分布，避免调温孔区域和非调温孔区域的温差过大，提升整体的温度均匀性，进而优化生长腔室内的径向温度梯度，避免晶体生长时凸度过大。相较于现有技术，本技术通过在第一保温层上设置调温孔，从而改变坩埚内的温场分布，并搭配第一石墨纸来改善局部温度的均匀性，能够优化坩埚内的径向温度梯度，避免晶体生长时凸度过大，有效厚度高，在整个生长阶段维持晶体形貌减少多型的产生以及降低缺陷密度，提升生长过程中晶体电阻的均一性，有利于生长出高质量的碳化硅晶体。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本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。
[0025]图1为本技术实施例提供的碳化硅生长装置在第一视角下的结构示意图；
[0026]图2为图1中Ⅱ的局部放大示意图；
[0027]图3为本技术实施例提供的碳化硅生长装置在第二视角下的结构示意图；
[0028]图4为本技术实施例提供的碳化硅生长装置的局部结构示意图；
[0029]图5为其他较佳的实施例中碳化硅生长装置的局部结构示意图。
[0030]图标:
[0031]100
‑
碳化硅生长装置；110
‑
坩埚；111
‑
坩埚本体；113
‑
坩埚盖体；115
‑
安装孔；130
‑
籽晶载具；131
‑
限位部；133
‑
装配部；150
‑
第一保温层；151
‑
调温孔；170
‑
第一石墨纸；180
‑
第二保温层；190
‑
第二石墨纸；200
‑
碳化硅粉末。
具体实施方式
[0032]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0033]因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0034]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅生长装置，其特征在于，包括：坩埚(110)；籽晶载具(130)，所述籽晶载具(130)盖合在所述坩埚(110)上；第一保温层(150)，所述第一保温层(150)包覆在所述坩埚(110)外，且所述第一保温层(150)上开设有调温孔(151)；第一石墨纸(170)，所述第一石墨纸(170)设置在所述第一保温层(150)与所述坩埚(110)之间，并封堵在所述调温孔(151)的内侧周围。2.根据权利要求1所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述调温孔(151)为多个，多个所述调温孔(151)间隔分布在所述第一保温层(150)上，且多个所述调温孔(151)相对于所述坩埚(110)的底壁的高度相同。3.根据权利要求2所述的碳化硅生长装置，其特征在于，多个所述调温孔(151)的上侧边缘均与所述籽晶载具(130)的底侧相平齐。4.根据权利要求2所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述第一石墨纸(170)环设在所述坩埚(110)的外周面，并同时封堵多个所述调温孔(151)。5.根据权利要求4所述的碳化...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗振姣，张洁，
申请(专利权)人：湖南三安半导体有限责任公司，
类型：新型
国别省市：