【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳化硅，具体而言，涉及一种碳化硅液相生长装置及生长方法。
技术介绍
1、目前，碳化硅晶体的生长方法主要分为气相法和液相法两种，相较于气相法，液相法生长的碳化硅衬底位错密度更低，质量更高。
2、市面上的液相生长装置，在生长碳化硅晶体时具有竖直向上的温度梯度，籽晶处于原料液的液面附近，随着生长过程的进行，籽晶杆带动籽晶逐渐上升，保证碳化硅的生长面始终处于液面附近。
3、而随着籽晶的逐渐上升，籽晶上生长完成的碳化硅晶体会离开原料液，并暴露在液面上方空间中，其存在的缺陷无法被修复。随着生长过程的进行缺陷数量不断累积，最终得到品质较差的碳化硅晶体。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种碳化硅液相生长装置，能够制备得到更高质量的碳化硅晶体。
2、本专利技术的另一目的在于提供一种碳化硅液相生长方法，能够制备得到更高质量的碳化硅晶体。
3、本专利技术的实施例提供一种技术方案：
4、一种碳化硅液相生长装置，包括坩埚、上加热器、下加热器、籽晶及运动件，所述上加热器与所述下加热器依次在所述坩埚的外侧上下相邻设置，以在所述坩埚的内部对应形成上下分布的高温区与低温区，所述高温区与所述低温区用于共同容置原料液；所述籽晶处于所述低温区内靠近所述高温区的一端；所述运动件与所述籽晶连接，用于带动所述籽晶向下运动，以在所述籽晶上持续生长碳化硅晶体。
5、在可选的实施方式中，所述运动件包括加料件、连接柱及支撑板，所述籽晶的下
6、在可选的实施方式中，所述籽晶在所述支撑板上的垂直投影处于所述支撑板内，所述支撑板的周缘通过多个连接柱与所述加料件连接，多个所述连接柱在所述支撑板的周缘间隔分布。
7、在可选的实施方式中，所述加料件包括匀料箱及凸设于所述匀料箱顶端的中空转轴，所述匀料箱的底端与所述连接柱连接，所述中空转轴与所述匀料箱的内部连通，用于将碳化硅粉料导入所述匀料箱，所述匀料箱的底端开设有多个漏料孔。
8、在可选的实施方式中，所述碳化硅液相生长装置还包括驱动件，所述驱动件与所述运动件连接，用于驱动所述运动件带动所述籽晶向下运动，并用于驱动所述运动件带动所述籽晶水平自转。
9、在可选的实施方式中，所述坩埚为石墨坩埚，所述上加热器与所述下加热器均包括绕设于所述坩埚外侧的感应线圈，且所述上加热器的功率高于所述下加热器的功率。
10、在可选的实施方式中，所述坩埚的顶部设置有开口，所述运动件带动所述籽晶由所述开口伸入所述坩埚。
11、本专利技术还提供一种碳化硅液相生长方法，应用于前述的碳化硅液相生长装置，所述碳化硅液相生长装置包括坩埚、上加热器、下加热器、籽晶及运动件，所述上加热器与所述下加热器依次在所述坩埚的外侧上下相邻设置，以在所述坩埚的内部对应形成上下分布的高温区与低温区，所述高温区与所述低温区用于共同容置原料液；所述籽晶处于所述低温区内靠近所述高温区的一端；所述运动件与所述籽晶连接，用于带动所述籽晶向下运动，以在所述籽晶上持续生长碳化硅晶体。所述生长方法包括：
12、向所述坩埚中加入铁粉；
13、启动所述上加热器与所述下加热器，熔化铁粉产生液面处于所述高温区内的铁水；
14、向所述坩埚内加入碳化硅粉料，以使碳化硅粉料溶解于铁水中形成所述原料液；
15、调整所述上加热器与所述下加热器的功率，以使所述高温区的温度高于所述低温区的温度；
16、在所述籽晶表面生长碳化硅晶体的过程中，通过所述运动件带动所述籽晶向下运动，以在所述籽晶上持续生长碳化硅晶体。
17、在可选的实施方式中，所述在所述籽晶表面生长碳化硅晶体的过程中，通过所述运动件带动所述籽晶向下运动，以在所述籽晶上持续生长碳化硅晶体的步骤包括：
18、在所述籽晶表面生长碳化硅晶体的过程中，通过所述运动件带动所述籽晶以使碳化硅晶体的生长面与所述原料液的液面之间保持设定距离的速度向下运动。
19、在可选的实施方式中，所述设定距离通过以下公式计算：
20、
21、其中，d表征所述设定距离，l表征所述原料液的液面与所述上加热器的下边缘之间的距离，k在0.8728至1.7455之间取值，a表征所述坩埚的横截面积，p表征所述上加热器的加热功率。
22、相比现有技术，本专利技术提供的碳化硅液相生长装置，籽晶处于低温区内靠近高温区的一端，高温区与低温区形成由上至下的温度梯度，籽晶上能够析出碳化硅晶体。在生长过程中，运动件带动籽晶向下运动，使得碳化硅晶体的生长面始终保持在相同位置附近，从而实现碳化硅晶体的持续生长。相较于现有技术，生长过程籽晶带动以完成生长的晶体向下运动，保证完成生长的晶体始终处于原料液中，晶体上存在的缺陷能够得到持续修复，从而提升最终得到的碳化硅晶体的品质。因此，本专利技术提供的碳化硅晶体生长装置的有益效果包括：能够制备得到更高质量的碳化硅晶体。
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1.一种碳化硅液相生长装置，其特征在于，包括坩埚(110)、上加热器(120)、下加热器(130)、籽晶(140)及运动件(150)，所述上加热器(120)与所述下加热器(130)依次在所述坩埚(110)的外侧上下相邻设置，以在所述坩埚(110)的内部对应形成上下分布的高温区(121)与低温区(131)，所述高温区(121)与所述低温区(131)用于共同容置原料液；所述籽晶(140)处于所述低温区(131)内靠近所述高温区(121)的一端；所述运动件(150)与所述籽晶(140)连接，用于带动所述籽晶(140)向下运动，以在所述籽晶(140)上持续生长碳化硅晶体。
2.根据权利要求1所述的碳化硅液相生长装置，其特征在于，所述运动件(150)包括加料件(151)、连接柱(152)及支撑板(153)，所述籽晶(140)的下表面与所述支撑板(153)的上表面连接，所述支撑板(153)通过所述连接柱(152)与所述加料件(151)连接，所述加料件(151)用于向所述坩埚(110)的内部投放碳化硅粉料。
3.根据权利要求2所述的碳化硅液相生长装置，其特征在于，所述籽
4.根据权利要求2所述的碳化硅液相生长装置，其特征在于，所述加料件(151)包括匀料箱(1512)及凸设于所述匀料箱(1512)顶端的中空转轴(1511)，所述匀料箱(1512)的底端与所述连接柱(152)连接，所述中空转轴(1511)与所述匀料箱(1512)的内部连通，用于将碳化硅粉料导入所述匀料箱(1512)，所述匀料箱(1512)的底端开设有多个漏料孔。
5.根据权利要求1所述的碳化硅液相生长装置，其特征在于，所述碳化硅液相生长装置(100)还包括驱动件，所述驱动件与所述运动件(150)连接，用于驱动所述运动件(150)带动所述籽晶(140)向下运动，并用于驱动所述运动件(150)带动所述籽晶(140)水平自转。
6.根据权利要求1所述的碳化硅液相生长装置，其特征在于，所述坩埚(110)为石墨坩埚(110)，所述上加热器(120)与所述下加热器(130)均包括绕设于所述坩埚(110)外侧的感应线圈，且所述上加热器(120)的功率高于所述下加热器(130)的功率。
7.根据权利要求1所述的碳化硅液相生长装置，其特征在于，所述坩埚(110)的顶部设置有开口，所述运动件(150)带动所述籽晶(140)由所述开口伸入所述坩埚(110)。
8.一种碳化硅液相生长方法，应用于如权利要求1-7任一项所述的碳化硅液相生长装置(100)，其特征在于，所述生长方法包括：
9.根据权利要求8所述的碳化硅液相生长方法，其特征在于，所述在所述籽晶(140)表面生长碳化硅晶体的过程中，通过所述运动件(150)带动所述籽晶(140)向下运动，以在所述籽晶(140)上持续生长碳化硅晶体的步骤包括：
10.根据权利要求9所述的碳化硅液相生长方法，其特征在于，所述设定距离通过以下公式计算：
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅液相生长装置，其特征在于，包括坩埚(110)、上加热器(120)、下加热器(130)、籽晶(140)及运动件(150)，所述上加热器(120)与所述下加热器(130)依次在所述坩埚(110)的外侧上下相邻设置，以在所述坩埚(110)的内部对应形成上下分布的高温区(121)与低温区(131)，所述高温区(121)与所述低温区(131)用于共同容置原料液；所述籽晶(140)处于所述低温区(131)内靠近所述高温区(121)的一端；所述运动件(150)与所述籽晶(140)连接，用于带动所述籽晶(140)向下运动，以在所述籽晶(140)上持续生长碳化硅晶体。
2.根据权利要求1所述的碳化硅液相生长装置，其特征在于，所述运动件(150)包括加料件(151)、连接柱(152)及支撑板(153)，所述籽晶(140)的下表面与所述支撑板(153)的上表面连接，所述支撑板(153)通过所述连接柱(152)与所述加料件(151)连接，所述加料件(151)用于向所述坩埚(110)的内部投放碳化硅粉料。
3.根据权利要求2所述的碳化硅液相生长装置，其特征在于，所述籽晶(140)在所述支撑板(153)上的垂直投影处于所述支撑板(153)内，所述支撑板(153)的周缘通过多个连接柱(152)与所述加料件(151)连接，多个所述连接柱(152)在所述支撑板(153)的周缘间隔分布。
4.根据权利要求2所述的碳化硅液相生长装置，其特征在于，所述加料件(151)包括匀料箱(1512)及凸设于所述匀料箱(1512)顶端的中空转轴(1511)，所述匀料箱(...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐江，覃伟，王奇缘，罗鸿，吕芳栋，卫元元，叶水全，张哲，简征程，李建，李书文，张旭，张建，卿成，文俊龙，
申请(专利权)人：通威微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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