碳化硅晶体生长装置和生长方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种碳化硅晶体生长装置和生长方法，该生长装置包括坩埚和保温机构，该坩埚具有一腔室，腔室被配置为具有相互连通的晶体生长区和原料堆放区，原料堆放区位于晶体生长区和坩埚的底壁之间；保温机构套设于坩埚的外部，且沿坩埚的周向围绕晶体生长区设置，保温机构可向靠近坩埚的底壁的方向移动。该生长装置和方法能够进行轴向和径向的温度梯度调控，进而提高碳化硅晶体质量，降低单晶内应力，还能为大直径单晶生长创造条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体，具体而言，涉及一种碳化硅晶体生长装置和生长方法。

技术介绍

1、碳化硅(sic)单晶材料属于第三代宽带隙半导体材料的代表，因其具有宽禁带、高热导率、高击穿场强、高饱和漂移速度等诸多特点，在高温、高频、大功率、光电子等领域具有巨大的应用前景。

2、目前，制备碳化硅单晶的方法主要为物理气相传输法(pvt)，该方法通过将碳化硅粉料加热升华成气相，在晶体生长区内依靠轴向温度梯度产生的气体浓度梯度向上升华到顶部较低温度下的籽晶处并结晶进行生长。而该方法制备的碳化硅单晶中主要存在微管、包裹物、多型和位错等缺陷，这些缺陷的存在对后端器件的性能带来致命的影响。

3、其中，晶体中bpd(basal plane dislocation，基平面位错)的产生主要是由于热应力的存在，当剪切应力超过一个临界值时，会产生基矢面的弯曲引入bpd。晶体生长过程中，不均匀的生长温度是导致碳化硅晶体内形成热应力的主要原因之一；因此对于籽晶生长面的热场调节，是制备出高质量的碳化硅单晶的重要环节。

技术实现思路...

【技术保护点】

1.一种碳化硅晶体生长装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，还包括发热筒(140)，所述发热筒(140)套设于所述坩埚(100)的外部，且所述发热筒(140)沿所述坩埚(100)的周向围绕所述晶体生长区(111)设置，所述发热筒(140)和所述坩埚(100)之间形成容纳腔(150)，所述保温机构设置于所述容纳腔(150)内，所述发热筒(140)用于给所述晶体生长区(111)供热。

3.根据权利要求2所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述保温机构(200)包括保温组件(210)和压环组件(220)，所述保温组件(210...

【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：

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，还包括发热筒(140)，所述发热筒(140)套设于所述坩埚(100)的外部，且所述发热筒(140)沿所述坩埚(100)的周向围绕所述晶体生长区(111)设置，所述发热筒(140)和所述坩埚(100)之间形成容纳腔(150)，所述保温机构设置于所述容纳腔(150)内，所述发热筒(140)用于给所述晶体生长区(111)供热。

3.根据权利要求2所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述保温机构(200)包括保温组件(210)和压环组件(220)，所述保温组件(210)和所述压环组件(220)均套设于所述坩埚(100)的外部，且位于所述容纳腔(150)内，所述压环组件(220)设置于所述保温组件(210)远离所述坩埚(100)的底壁的一侧，且所述压环组件(220)被配置为可带动所述保温组件(210)向靠近所述坩埚(100)的底壁的方向移动。

4.根据权利要求3所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述保温组件(210)包括依次套设于所述坩埚(100)外部的多个软毡环(211)；所述软毡环(211)的内壁与所述坩埚(100)的外壁贴合，且所述软毡环(211)的外壁与所述发热筒(140)的内壁贴合。

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，所述软毡环(211)的内周和/或外周设置有开口(212)，当所述软毡环(211)在所述压环组件(220)的带动下向靠近所述坩埚(100)的底壁的方向移动时，所述开口(212)可扩张。

6.根据权利要求5所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述软毡环(211)的内周和外周均设置多个所述开口(212)，且所述软毡环(211)的内周设置的多个所述开口(212)均匀分布，所述软毡环(211)的外周设置的多个所述开口(212)均匀分布，所述软毡环(211)的内周的所述开口(212)与所述软毡环(211)的外周的所述开口(212)错开排布；

7.根据权利要求4所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述压环组件(220)包括压环(221)和连接于压环(221)的牵引绳(223)，所述压环(221)抵持于所述保温组件(210)远离所述坩埚(100)的底壁的一侧，所述牵引绳(223)被配置为能在外力的作用下带动所述压环(221)按压所述保温组件(210)，以使所述保温组件(210)能向靠近所述坩埚(100)的底壁的方向移动；

8.根据权利要求7所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述碳化硅晶体生长装置还包括驱动机构，所述牵引绳(223)远离所述压环(221)的一端与所述驱动机构传动连接，所述驱动机构用于驱动所述牵引绳(223)带动所述压环(221)向靠近所述坩埚(100)的底壁的方向移动。

9.根据权利要求8所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾松茹，王旻峰，高玉强，
申请(专利权)人：湖南三安半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：