碳化硅单晶制造设备制造技术

本发明专利技术公开了一种碳化硅单晶制造设备，其包括真空室(6)、设置晶种(5)的台座(9)、源气(3)的入口(2)、从所述真空室(6)的底面朝着所述台座(9)延伸的反应室(7)、围绕所述反应室(7)的外周设置的第一加热装置(13)、围绕所述台座(9)的外周设置的第二加热装置(14)、设置在所述真空室(6)中的第一和第二加热装置(13,14)的外侧的出口(4)。在朝着所述台座(9)供应从所述反应室(7)供应的所述源气(3)之后，使所述源气在所述反应室(7)与碳化硅单晶(20)之间在碳化硅单晶(20)的径向方向上向外流动，并通过所述出口(4)排出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开了一种碳化硅单晶制造设备，其包括真空室(6)、设置晶种(5)的台座(9)、源气(3)的入口(2)、从所述真空室(6)的底面朝着所述台座(9)延伸的反应室(7)、围绕所述反应室(7)的外周设置的第一加热装置(13)、围绕所述台座(9)的外周设置的第二加热装置(14)、设置在所述真空室(6)中的第一和第二加热装置(13,14)的外侧的出口(4)。在朝着所述台座(9)供应从所述反应室(7)供应的所述源气(3)之后，使所述源气在所述反应室(7)与碳化硅单晶(20)之间在碳化硅单晶(20)的径向方向上向外流动，并通过所述出口(4)排出。【专利说明】碳化硅单晶制造设备相关申请的交叉引用本申请基于2011年7月28日提交的日本专利申请N0.2011-165719，其公开内容以引用方式合并于此。
本公开涉及一种碳化硅(以下称作SiC)单晶制造设备。
技术介绍
传统上，作为SiC单晶制造设备，已提出具有专利文献I中所描述的结构的制造设备。在该SiC单晶制造设备中，源气入口设置在晶种下方以将源气从晶种下方引入。另外，气体出口设置在晶种上方以将供应给晶种的剩余源气和载气从晶种上方排出。因此，不断地将新的源气供应给晶种以使SiC单晶生长。另外，在该SiC单晶制造设备中，在设置晶种的台座周围，坩埚的内径大于其他部分，以增大出口的开口大小。此外，在台座和坩埚中形成有多个孔，从所述孔引入吹扫气。因此，在SiC单晶的生长过程中，可限制由于SiC多晶附着到设置晶种的台座周围而引起的出口堵塞，SiC单晶可长时间生长。 然而，在如专利文献I中所描述的SiC单晶制造设备那样通过晶种的侧表面从晶种上方的出口排出气体的情况下，即使当增大坩埚的内径时，排出路径的开口宽度仍较小，也难以稳定地防止堵塞。当进一步增大坩埚的内径时可限制这一问题。然而，当增大坩埚的内径时，从坩埚的内壁到SiC单晶的距离增大。因此，难以基于坩埚的加热和辐射热保持SiC单晶的生长表面的高温和控制SiC单晶的形状。换言之，在具有专利文献I中所描述的结构的SiC单晶制造设备中，限制排出路径的堵塞与保持SiC单晶的生长表面的高温和控制SiC单晶的形状之间存在权衡关系。因此，难以进一步限制排出路径的堵塞并且更容易地保持SiC单晶的生长表面的高温和控制SiC单晶的形状。US2008/022923A1
技术实现思路
鉴于上述点，本公开的目的在于提供一种SiC单晶制造设备，其可限制排出路径的堵塞，可容易地保持SiC单晶的生长表面的高温，并且可容易地控制SiC单晶的形状。根据本公开一方面的SiC单晶制造设备包括真空室、台座、入口、反应室、第一加热装置、第二加热装置和出口。台座设置在所述真空室中。由SiC单晶基底制成的晶种设置在所述台座上。所述入口设置在真空室的底面上并从晶种的下方引入SiC源气。所述反应室从真空室的底面朝着真空室中的台座延伸。所述反应室包括具有中空部分的圆柱形构件，所述源气穿过所述中空部分。所述反应室通过加热使所述源气分解并将分解的源气朝着晶种供应。所述第一加热装置设置在反应室的外周周围并加热反应室。所述第二加热装置设置在台座的外周周围，并保持在晶种的表面上生长的SiC单晶的生长表面的高温。所述出口设置在真空室中的第一和第二加热装置的外侧，并排出源气中的未反应气体。在朝着台座供应从反应室供应的源气之后，使所述源气在反应室与SiC单晶之间在SiC单晶的径向方向上向外流动，在真空室中的第一和第二加热装置外侧流动，并通过出口排出。上述SiC单晶制造设备可限制排出路径的堵塞，可容易地保持SiC单晶的生长表面的高温，并且可容易地控制SiC单晶的形状。【专利附图】【附图说明】从下面参照附图进行的详细描述，本公开的上述和其他目的、特征和优点将变得更明显。在附图中:图1是根据本公开第一实施例的SiC单晶制造设备的横截面图；图2是根据本公开第二实施例的SiC单晶制造设备的横截面图；图3是根据本公开第三实施例的SiC单晶制造设备的横截面图；图4是根据本公开第四实施例的SiC单晶制造设备的横截面图。【具体实施方式】(第一实施例)图1示出根据本实施例的SiC单晶制造设备I的横截面图。将参照此图描述SiC单晶制造设备I的结构。`在图1所示的SiC单晶制造设备I中，包含Si和C的SiC源气3(如，作为含硅的气体的硅烷系气体(例如，硅烷)与作为含碳的气体的烃系气体(例如，丙烷)的混合气体)用载气通过设置在底部的入口 2供应并通过出口 4排出，以使得SiC单晶20在由设置在SiC单晶制造设备I中的SiC单晶基底制成的晶种5上生长。SiC单晶制造设备I包括真空室6、反应室7、隔热件8、台座9、引导件10、外周隔热件11、上拉机构12以及第一和第二加热装置13、14。真空室6由例如石英玻璃制成。真空室6具有中空圆柱形形状，并且可引入和排出载气和源气3。另外，SiC单晶制造设备I的其他部件被容纳于真空室6的内部空间中。真空室6可通过抽真空来降低内部空间的压力。源气3的入口 2设置在真空室6的底部。源气3的出口 4设置在真空室6的在第一和第二加热装置13、14外侧的部分，例如，设置在真空室6的侧壁的中央部分或下侧部分。反应室7从入口 2朝着台座9延伸。反应室7由例如石墨或表面涂覆有高熔点金属碳化物(例如，TaC (碳化钽))的石墨制成。与台座9相比，反应室7设置在源气3的流动路径的上游侧。在将从入口 2供应的源气3引入给晶种5之前，反应室7通过加热使源气3分解，同时去除包含在源气3中的颗粒。在反应室7中通过加热而分解的源气3被供应给晶种5,在晶种5的表面上碳原子和娃原子变为过饱和状态。因此，SiC单晶20沉积在晶种5的表面上。具体地讲，反应室7包括具有中空部分的圆柱形构件。例如，反应室7包括中空圆柱形构件。反应室7与真空室6同轴地设置。在本实施例中，反应室7与入口 2连接，使得反应室7与入口 2相邻的端部的内径减小以与入口 2对应，通过反应室7的中空部分将源气3引入到晶种5的表面。反应室7具有与台座9相邻的端部的外径增大的凸缘形状(L形状)。因此，反应室7可容易地将排出气体径向向外引导。另外，反应室7可防止隔热件8与源气3接触。隔热件8限制在反应室7的径向向外方向上的热扩散。隔热件8具有圆柱形形状，并且与真空室6和反应室7同轴地设置以围绕反应室7的外周。隔热件8由例如石墨或表面涂覆有高熔点金属碳化物(例如，TaC (碳化钽))的石墨制成。台座9与反应室7的中心轴同轴地设置。台座9由例如石墨或表面涂覆有高熔点金属碳化物(例如，TaC (碳化钽))的石墨制成。晶种5附着到台座9并由台座9保持，SiC单晶20在晶种5的表面上生长。台座9具有与待生长的晶种5的形状对应的形状。例如，台座9具有盘状形状。晶种5在与设置晶种5的表面相对的表面上连接到上拉机构12。台座9的尺寸，例如，在台座9具有盘状形状的情况下台座9的外径等于或大于与台座9相邻的反应室7的中空部分的内径。台座9的尺寸为例如6英寸。因此，通过反应室7的中空部分供应的源气3与台座9的中央部分(即，晶种5的中央部分)冲突，并被使得在晶种5的径向方向上向外流动。引导件10与真空室6的中心轴同轴地设置以围绕台座9。引导件10从真本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化硅单晶制造设备，所述设备包括：真空室(6)；台座(9)，由碳化硅单晶基底制成的晶种(5)设置在所述台座上，所述台座(9)设置在所述真空室(6)中；入口(2)，所述入口设置在所述真空室(6)的底面上并从所述晶种(5)的下方引入碳化硅的源气(3)；反应室(7)，所述反应室从所述真空室(6)的底面朝着所述真空室(6)中的所述台座(9)延伸，所述反应室(7)包括具有中空部分的圆柱形构件，所述源气(3)穿过所述中空部分，所述反应室(7)通过加热使所述源气(3)分解并将分解的源气(3)朝着所述晶种(5)供应；第一加热装置(13)，所述第一加热装置围绕所述反应室(7)的外周设置并加热所述反应室(7)；第二加热装置(14)，所述第二加热装置围绕所述台座(9)的外周设置，并保持在所述晶种(5)的表面上生长的碳化硅单晶(20)的生长表面的高温；出口(4)，所述出口设置在所述真空室(6)中的第一和第二加热装置(13,14)的外侧，并排出所述源气(3)中的未反应气体，其中在朝着所述台座(9)供应从所述反应室(7)供应的所述源气(3)之后，使所述源气(3)在所述反应室(7)与碳化硅单晶(20)之间在碳化硅单晶(20)的径向方向上向外流动，流到所述真空室(6)中的第一和第二加热装置(13,14)的外侧，并通过所述出口(4)排出。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：原一都，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP