一种用于液相法碳化硅单晶生长的籽晶杆制造技术

本申请提供了一种用于液相法碳化硅单晶生长的籽晶杆，该籽晶杆包括压力传感器、上杆、与上杆相连接的下杆，其中，上杆中用于与下杆连接的端面上开设有用于放置压力传感器的第一安装区；下杆中用于与上杆连接的端面上开设有用于放置压力传感器的第二安装区；压力传感器安装在由第一安装区和第二安装区所围成的区域。在单晶生长时，向下缓慢移动籽晶杆，当籽晶接触到SiC熔液液面时，由于籽晶受到熔液的浮力作用，压力传感器受到的压力也会增加，进而通过压力传感器输出的压力数据的变化，可以判断籽晶是否与SiC熔液液面相接触，不需要破坏坩埚盖和上保温的结构，因此采用该籽晶杆，可以实现低应力、低缺陷密度单晶的生长。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及于晶体生长，尤其涉及一种用于液相法碳化硅单晶生长的籽晶杆。

技术介绍

1、碳化硅(sic)作为第三代半导体材料的典型代表，由于其优异的综合性能，在电力电子和微波通信领域具有广阔的应用前景。

2、物理气相传输法(physical vapor transport，pvt)是目前生长sic单晶的主流方法，除pvt法以外，近年来又发展出一种液相法sic单晶生长技术。该技术以si为高温熔剂，c在si熔液中溶解形成sic，并在sic籽晶上结晶生长，另外，为提高c在si熔液中的溶解度，需要添加cr或sc等贵金属作为催化剂。

3、图1是现有技术中的一种液相法sic单晶生长装置示意图。如图1所示，该装置主要包括中心杆1、下保温2、坩埚托3、坩埚4、侧保温5、sic熔液6、籽晶7、籽晶托8、籽晶杆9、坩埚盖10和上保温17。上述装置中，中心杆1可带动坩埚托3和坩埚4一起转动，籽晶杆9可以上下移动。液相法生长sic单晶的过程中，生长初期籽晶7是处于sic熔液6液面之上的，待熔液温度到达1800℃左右并经过均匀化后，向下缓慢移动籽晶杆9，直到籽晶7接触sic熔液6液面，之后转动坩埚4，开始晶体生长。

4、在上述过程中，如何判断籽晶7是否与sic熔液6液面接触，在技术上是个难题。如图1所示，目前通常采用直接观察法来确定籽晶7的位置，但是，需要坩埚盖10和上保温17的中心孔的直径大于籽晶7的直径，才能通过观察籽晶7的边缘来判断籽晶是否与sic熔液6液面接触。但是，这种情况下，坩埚上部散热严重，一方面会增加熔液的挥发量，另一方面增加了轴向和径向温度梯度，影响单晶生长质量。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本申请实施例提供一种用于液相法碳化硅单晶生长的籽晶杆。

2、本申请实施例提供的籽晶杆包括压力传感器、上杆、与所述上杆相连接的下杆，其中：

3、所述上杆中用于与所述下杆连接的端面上开设有用于放置所述压力传感器的第一安装区；

4、所述下杆中用于与所述上杆连接的端面上开设有用于放置所述压力传感器的第二安装区；

5、所述压力传感器安装在由所述第一安装区和第二安装区所围成的区域。

6、可选地，所述压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，其中，

7、所述第一安装区和第二安装区均由两个子安装区组成，两个所述子安装区由凸起部隔开；

8、所述第一压力传感器和第二压力传感器分别设置在两个所述子安装区所围成的区域内，并且沿所述上杆和下杆的中轴线对称设置。

9、可选地，所述上杆设有突出于杆体的第一固定部，所述下杆设有突出于杆体的第二固定部，所述第一固定部和第二固定部上开设有螺纹孔，所述上杆和下杆通过插置在所述螺纹孔中的螺栓连接。

10、可选地，所述籽晶杆还包括石墨籽晶托和石墨连接件，其中：

11、所述石墨连接件的一端与所述石墨籽晶托连接、另一端与所述下杆连接。

12、可选地，所述石墨连接件上设有第一螺纹，所述下杆上设有与所述第一螺纹相匹配的第二螺纹。

13、可选地，所述上杆为不锈钢上杆、所述下杆为钼下杆，或者，所述上杆为钼上杆、所述下杆为钼下杆。

14、由上述实施例可见，本申请实施例提供的籽晶杆，通过将籽晶杆设计为由上杆和下杆组成的分体式结构，并且在上杆和下杆之间安装压力传感器。在单晶生长时，向下缓慢移动籽晶杆，当籽晶接触到sic熔液液面时，由于籽晶受到sic熔液的浮力作用，压力传感器受到的压力也会增加，进而通过压力传感器输出的压力数据的变化，可以判断籽晶是否与sic熔液液面相接触，不需要破坏坩埚盖和上保温的结构，因此采用该新型籽晶杆，可以实现低应力、低缺陷密度sic单晶的生长。

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【技术保护点】

1.一种用于液相法碳化硅单晶生长的籽晶杆，其特征在于，所述籽晶杆包括压力传感器、上杆、与所述上杆相连接的下杆，其中：

2.根据权利要求1所述的用于液相法碳化硅单晶生长的籽晶杆，其特征在于，所述压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，其中，

3.根据权利要求1或2所述的用于液相法碳化硅单晶生长的籽晶杆，其特征在于，所述上杆设有突出于杆体的第一固定部，所述下杆设有突出于杆体的第二固定部，所述第一固定部和第二固定部上开设有螺纹孔，所述上杆和下杆通过插置在所述螺纹孔中的螺栓连接。

4.根据权利要求1或2所述的用于液相法碳化硅单晶生长的籽晶杆，其特征在于，所述籽晶杆还包括石墨籽晶托和石墨连接件，其中：

5.根据权利要求4所述的用于液相法碳化硅单晶生长的籽晶杆，其特征在于，所述石墨连接件上设有第一螺纹，所述下杆上设有与所述第一螺纹相匹配的第二螺纹。

6.根据权利要求1所述的用于液相法碳化硅单晶生长的籽晶杆，其特征在于，所述上杆为不锈钢上杆、所述下杆为钼下杆，或者，所述上杆为钼上杆、所述下杆为钼下杆。

【技术特征摘要】

1.一种用于液相法碳化硅单晶生长的籽晶杆，其特征在于，所述籽晶杆包括压力传感器、上杆、与所述上杆相连接的下杆，其中：

2.根据权利要求1所述的用于液相法碳化硅单晶生长的籽晶杆，其特征在于，所述压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，其中，

3.根据权利要求1或2所述的用于液相法碳化硅单晶生长的籽晶杆，其特征在于，所述上杆设有突出于杆体的第一固定部，所述下杆设有突出于杆体的第二固定部，所述第一固定部和第二固定部上开设有螺纹孔，所述上杆和下杆通过插置在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小波，于国建，杨祥龙，徐南，陈秀芳，熊希希，
申请(专利权)人：广州南砂晶圆半导体技术有限公司，
类型：新型
国别省市：