坩埚和晶体生长装置的制作方法

本申请涉及半导体制造，具体而言，涉及一种坩埚和晶体生长装置。

背景技术：

1、作为第三代半导体材料的代表，碳化硅(sic)具有宽禁带、高击穿电场、高热导率、高饱和电子迁移率等特点，因此采用碳化硅材料制备的半导体器件适用于高电压、大电流、高温、高频等场景，前景十分广阔。

2、现有的碳化硅晶体气相法生长方式中，坩埚口完全敞开，长晶区位于原料区的正上方，晶体生长时晶体生长中心的数量较多，不同生长中心之间存在较多台阶流的汇合和碰撞，容易产生多型和位错缺陷，导致晶体生长质量较差。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种坩埚和晶体生长装置，其能够降低多核心生长对晶体质量的影响，提高晶体生长质量。

2、本申请的实施例是这样实现的：

3、第一方面，本申请提供一种坩埚，包括：

4、坩埚主体，所述坩埚主体形成具有开口的容纳腔；

5、坩埚盖，盖设于所述坩埚主体的所述容纳腔的开口处，所述坩埚盖上具有偏心设置的导气孔。

6、在可选的实施方式中，所述坩埚盖为圆形，所述导气孔在所述坩埚盖的径向上的一端位于所述坩埚盖的中心，另一端向所述坩埚盖的边缘延伸。

7、在可选的实施方式中，所述导气孔为条形孔，所述条形孔的一端位于所述坩埚盖的中心，另一端延伸至所述坩埚盖的边缘。

8、在可选的实施方式中，所述导气孔为扇形孔，所述扇形孔的圆心角位于所述坩埚盖的中心。

9、在可选的实施方式中，所述坩埚盖为圆形，所述导气孔位于所述坩埚盖的中心轴线和外缘之间。

10、在可选的实施方式中，所述导气孔包括多个阵列设置的子孔。

11、在可选的实施方式中，多个所述子孔沿线性排布或者按圆周阵列设置。

12、在可选的实施方式中，所述坩埚的材质为石墨。

13、第二方面，本申请提供一种晶体生长装置，包括：

14、形成腔室的炉体，所述炉体包括加热组件；

15、载物台，设置于所述炉体的腔室内；

16、驱动组件，用于驱动所述载物台转动；

17、前述实施方式中任一项所述的坩埚，所述坩埚设置于所述载物台；

18、籽晶座，设置于所述炉体内且位于所述坩埚的上方，所述籽晶座具有朝下的长晶面，所述长晶面用于设置籽晶。

19、在可选的实施方式中，所述籽晶座包括固定板以及设置于所述固定板边缘的围板，所述固定板与所述围板形成罩体并将所述坩埚具有所述坩埚盖的一端罩住，所述围板与所述坩埚外侧面之间具有间隙，所述长晶面位于所述固定板。

20、本申请实施例的有益效果是：

21、本申请实施例提供的坩埚包括坩埚主体和坩埚盖，坩埚主体形成具有开口的容纳腔，坩埚盖盖设于坩埚主体的容纳腔的开口处，坩埚盖上具有偏心设置的导气孔。利用这种坩埚承载碳化硅原料时，在晶体生长过程中原料气体从导气孔排出坩埚，然后到达上方的长晶面(设置有籽晶)。由于导气孔是偏心设置的，因此在长晶面与坩埚同轴设置的情况下，瞬态长晶区域偏离中心轴线，实现非均匀对称式的晶体生长模式。随着坩埚相对于长晶面的旋转，长晶气相组分沉积到长晶面上的位置周期性变换，从而实现整个长晶面范围内晶体的生长。并且同一时间整个晶体生长面范围只有部分区域有沉积生长，可尽量降低同一时间晶体生长中心的数量。随着坩埚相对于长晶面旋转，晶体生长中心也是随之转动，而不会增加，因此可减少不同生长中心之间台阶流的汇合和碰撞，提高晶体生长质量。

22、本申请实施例提供的晶体生长装置包括炉体、载物台、驱动组件、籽晶座和上述的坩埚。载物台设置于炉体内，坩埚设置于载物台，驱动组件用于驱动载物台转动，籽晶座设置于炉体内且位于坩埚的上方，籽晶座具有朝下的长晶面，长晶面用于贴装籽晶。通过该晶体生长装置能够实现晶体生长过程中坩埚不断转动，降低同一时间晶体生长中心的数量，从而减少不同生长中心之间台阶流的汇合和碰撞，有利于提高晶体生长质量。

技术特征：

1.一种坩埚，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述坩埚盖(120)为圆形，所述导气孔(121)在所述坩埚盖(120)的径向上的一端位于所述坩埚盖(120)的中心，另一端向所述坩埚盖(120)的边缘延伸。

3.根据权利要求2所述的坩埚，其特征在于，所述导气孔(121)为条形孔，所述条形孔的一端位于所述坩埚盖(120)的中心，另一端延伸至所述坩埚盖(120)的边缘。

4.根据权利要求2所述的坩埚，其特征在于，所述导气孔(121)为扇形孔，所述扇形孔的圆心角位于所述坩埚盖(120)的中心。

5.根据权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述坩埚盖(120)为圆形，所述导气孔(121)位于所述坩埚盖(120)的中心轴线和外缘之间。

6.根据权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述导气孔(121)包括多个阵列设置的子孔(122)。

7.根据权利要求6所述的坩埚，其特征在于，多个所述子孔(122)沿线性排布或者按圆周阵列设置。

8.根据权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述坩埚(100)的材质为石墨。

9.一种晶体生长装置，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的晶体生长装置，其特征在于，所述籽晶座(500)包括固定板(510)以及设置于所述固定板(510)边缘的围板(520)，所述固定板(510)与所述围板(520)形成罩体并将所述坩埚(100)具有所述坩埚盖(120)的一端罩住，所述围板(520)与所述坩埚(100)外侧面之间具有间隙，所述长晶面位于所述固定板(510)。

技术总结本申请公开了一种坩埚和晶体生长装置，涉及半导体制造技术领域。本申请的坩埚包括坩埚主体和坩埚盖，坩埚主体形成具有开口的容纳腔，坩埚盖盖设于坩埚主体的容纳腔的开口处，坩埚盖上具有偏心设置的导气孔。由于导气孔是偏心设置的，因此在长晶面与坩埚同轴设置的情况下，瞬态长晶区域偏离中心轴线，实现非均匀对称式的晶体生长模式。随着坩埚相对于长晶面旋转，长晶气相组分沉积到长晶面上的位置周期性变换，同一时间整个晶体生长面范围只有部分区域有沉积生长，可尽量降低晶体生长中心的数量，从而减少不同生长中心之间台阶流的汇合和碰撞，提高晶体生长质量。本申请提供的晶体生长装置包括上述的坩埚，有利于提高晶体生长质量。技术研发人员：刘曦,徐红立,冯春林,郑海涛,侯磊,何海受保护的技术使用者：通威微电子有限公司技术研发日：20230921技术公布日：2024/5/19