碳化硅生长装置和碳化硅生长炉制造方法及图纸

本技术提供了一种碳化硅生长装置和碳化硅生长炉，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本体、坩埚盖和调温件，坩埚本体具有容纳腔，且坩埚本体的顶部设置有生长环，生长环内形成有与容纳腔连通的生长腔；坩埚盖设置在坩埚本体的顶部，并接合于生长环，且坩埚盖的底侧粘接有籽晶，籽晶容纳在生长腔中；调温件环设在生长环的周围，用于阻挡侧边热量传递到生长腔，以调整生长腔的轴向和径向温度梯度。相较于现有技术，本技术能够通过调温件阻挡侧边热量传递到生长腔，有效使得生长腔的轴向和径向温度梯度增大，合理地对生长温度梯度进行调控，使得温度梯度满足生长要求，保证碳化硅晶体生长的速度和质量。

【技术实现步骤摘要】

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和碳化硅生长炉。

技术介绍

1、碳化硅(sic)作为新兴的第三代半导体核心材料，具有宽禁带、高临界击穿电场强度、高电子迁移率以及良好的抗辐照性和化学稳定性等优异性，这使其成为一种广泛应用的重要衬底晶片材料，在航空器件、新能源汽车、轨道交通和家用电器等领域展现了良好的应用前景。

2、目前主要用物理气相输运法生长碳化硅晶体，然而，经专利技术人研究发现，现有技术中料面到籽晶面的温度梯度和籽晶面的径向温度梯度不易控制，据现有技术中记载传统的生长方式轴向的温度梯度为20℃/cm，径向温度梯度根据热场的需求而不同。然而目前市面上设计的坩埚生长域都有所不同，在实际的生长和模拟中发现轴向温度梯度远达不到20℃/cm，有的甚至有只有2-6℃/cm，其主要原因在于加热线圈或石墨发热体产生的热量会传导至晶体生长区域处，导致温度梯度较小，且热量的传递难以控制，从而导致坩埚温度梯度难以控制，进而导致生长质量和速度受到影响。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种碳化硅生长装置和碳化硅生长炉，其能够合理地对生长温度梯度进行调控，使得温度梯度满足生长要求，保证碳化硅晶体生长的质量和速度。

2、本技术的实施例是这样实现的：

3、第一方面，本技术提供一种碳化硅生长装置，包括：

4、坩埚本体，具有用于容纳碳化硅原料的容纳腔，且所述坩埚本体的顶部设置有生长环，所述生长环内形成有与所述容纳腔连通的生长腔；

5、坩埚盖，所述坩埚盖设置在所述坩埚本体的顶部，并接合于所述生长环，且所述坩埚盖的底侧粘接有籽晶，所述籽晶容纳在所述生长腔中；

6、调温件，所述调温件环设在所述生长环的周围，用于阻挡侧边热量传递到所述生长腔，以调整所述生长腔的轴向和径向温度梯度。

7、在可选的实施方式中，所述生长腔的尺寸小于所述容纳腔的尺寸，所述生长环底部形成有朝外扩张的止挡环台，所述调温件呈环形，并放置在所述止挡环台上。

8、在可选的实施方式中，所述调温件包括多个沿径向依次分布的挡墙，多个所述挡墙依次首尾连接，且相邻的所述挡墙之间形成有空腔间隙。

9、在可选的实施方式中，多个所述挡墙相互平行，每个所述挡墙的端部均设置有直边连接部，多个所述挡墙通过所述直边连接部依次首尾连接，以使多个所述挡墙的截面形成墙垛状延伸结构。

10、在可选的实施方式中，所述挡墙的厚度为1-10mm，高度为10-50mm。

11、在可选的实施方式中，所述空腔间隙的个数在2-10之间，每个所述空腔间隙的宽度为2-10mm。

12、在可选的实施方式中，多个所述挡墙依次首尾连接，且相邻两个所述挡墙相互倾斜，并呈夹角设置，以使多个所述挡墙的截面形成锯齿状延伸结构。

13、在可选的实施方式中，所述止挡环台的外侧边缘还设置有包覆环，所述包覆环与所述生长环间隔设置并形成安装槽，所述坩埚盖覆盖在所述安装槽上，所述调温件装配在所述安装槽中。

14、在可选的实施方式中，所述包覆环的外径与所述坩埚本体的外径相同，以使所述包覆环的外侧表面与所述坩埚本体的外侧表面相平齐。

15、第二方面，本技术提供一种碳化硅生长炉，包括加热器和如前述实施方式任一项所述的碳化硅生长装置，所述加热器设置在所述坩埚本体周围。

16、本技术实施例的有益效果包括：

17、本技术实施例提供了一种碳化硅生长装置和碳化硅生长炉，在坩埚本体的顶部设置生长环，生长环内形成有生长腔，而坩埚盖接合于生长环，并在底侧粘接有籽晶，使得籽晶容纳在生长腔中，同时在生长环周围环设调温件，利用调温件来阻挡侧边热量传递到生长腔，从而调整生长腔的轴向和径向温度梯度。相较于现有技术，本技术提供的碳化硅生长装置，能够通过调温件来阻挡侧边加热器和发热体产生的热量传递到生长腔，有效使得生长腔的轴向和径向温度梯度增大，合理地对生长温度梯度进行调控，使得温度梯度满足生长要求，保证碳化硅晶体生长的速度和质量。

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【技术保护点】

1.一种碳化硅生长装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述生长腔(131)的尺寸小于所述容纳腔(111)的尺寸，所述生长环(130)底部形成有朝外扩张的止挡环台(133)，所述调温件(170)呈环形，并放置在所述止挡环台(133)上。

3.根据权利要求2所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述调温件(170)包括多个沿径向依次分布的挡墙(171)，多个所述挡墙(171)依次首尾连接，且相邻的所述挡墙(171)之间形成有空腔间隙(173)。

4.根据权利要求3所述的碳化硅生长装置，其特征在于，多个所述挡墙(171)相互平行，每个所述挡墙(171)的端部均设置有直边连接部(175)，多个所述挡墙(171)通过所述直边连接部(175)依次首尾连接，以使多个所述挡墙(171)的截面形成墙垛状延伸结构。

5.根据权利要求4所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述挡墙(171)的厚度为1-10mm，高度为10-50mm。

6.根据权利要求4所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述空腔间隙(173)的个数在2-10之间，每个所述空腔间隙(173)的宽度为2-10mm。

7.根据权利要求3所述的碳化硅生长装置，其特征在于，多个所述挡墙(171)依次首尾连接，且相邻两个所述挡墙(171)相互倾斜，并呈夹角设置，以使多个所述挡墙(171)的截面形成锯齿状延伸结构。

8.根据权利要求2所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述止挡环台(133)的外侧边缘还设置有包覆环(190)，所述包覆环(190)与所述生长环(130)间隔设置并形成安装槽(191)，所述坩埚盖(150)覆盖在所述安装槽(191)上，所述调温件(170)装配在所述安装槽(191)中。

9.根据权利要求8所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述包覆环(190)的外径与所述坩埚本体(110)的外径相同，以使所述包覆环(190)的外侧表面与所述坩埚本体(110)的外侧表面相平齐。

10.一种碳化硅生长炉，其特征在于，包括加热器和如权利要求1-9任一项所述的碳化硅生长装置，所述加热器设置在所述坩埚本体(110)周围。

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【技术特征摘要】

1.一种碳化硅生长装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述生长腔(131)的尺寸小于所述容纳腔(111)的尺寸，所述生长环(130)底部形成有朝外扩张的止挡环台(133)，所述调温件(170)呈环形，并放置在所述止挡环台(133)上。

3.根据权利要求2所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述调温件(170)包括多个沿径向依次分布的挡墙(171)，多个所述挡墙(171)依次首尾连接，且相邻的所述挡墙(171)之间形成有空腔间隙(173)。

4.根据权利要求3所述的碳化硅生长装置，其特征在于，多个所述挡墙(171)相互平行，每个所述挡墙(171)的端部均设置有直边连接部(175)，多个所述挡墙(171)通过所述直边连接部(175)依次首尾连接，以使多个所述挡墙(171)的截面形成墙垛状延伸结构。

5.根据权利要求4所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述挡墙(171)的厚度为1-10mm，高度为10-50mm。

6.根据权利要求4所述的碳化硅生长装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：林育仪，
申请(专利权)人：通威微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：