碳化硅晶体生长装置的制作方法

本技术涉及碳化硅晶体制备，具体而言，涉及一种碳化硅晶体生长装置。

背景技术：

1、碳化硅是第三代半导体材料的典型代表，其具有宽带隙、高临界电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度及化学稳定性好等特点，因此碳化硅被广泛的应用于制备高频率、大功率、高温、高频耐腐蚀和抗辐照的半导体器件。

2、相关技术制备碳化硅单晶的方法主要包括物理气相输运法(也叫改进pvt生长法)，化学气相沉积法和液相法，其中最为成熟的工艺为物理气相输运法，其主要包括三个步骤：sic源的升华、升华物的输运和结晶；具体地，pvt生长法通常在坩埚底部放置多晶sic原料，在顶部放置籽晶，坩埚内部温度在2000～2300℃之间，并且在加热过程中充入惰性气体，利用原料与籽晶之间存在的温度梯度，使sic气体从表面运输至籽晶处结晶。

3、但是，相关技术提供的碳化硅晶体生长装置在生长碳化硅单晶时，仍然会因温梯过大，而导致难以维持碳化硅晶体生长过程中凸度一致的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种碳化硅晶体生长装置，其能够在生长碳化硅单晶时改善温梯过大的问题，进而保持碳化硅晶体生长过程中凸度一致。

2、本实用新型的实施例是这样实现的：

3、本实用新型提供一种碳化硅晶体生长装置，包括：

4、坩埚，坩埚具有一腔室，腔室被配置为相互连通的原料容置区和晶体生长区；

5、导流罩，导流罩设置于晶体生长区，导流罩具有靠近并朝向原料容置区设置的第一端以及远离原料容置区设置的第二端，导流罩的第二端用于设置籽晶；以及，

6、分隔组件，分隔组件包括至少两个分隔环，至少两个分隔环沿导流罩的轴向依次套设于导流罩的外侧，且相邻的两个分隔环之间形成分隔腔。

7、在可选的实施方式中，分隔环的厚度为2-5mm；和/或，沿导流罩的轴向，分隔腔的高度为5-15mm；和/或，

8、分隔环的内圈与导流罩的外壁抵接，分隔环的外圈与坩埚的内壁抵接。

9、在可选的实施方式中，分隔环为石墨分隔环或软毡分隔环。

10、在可选的实施方式中，原料容置区和晶体生长区沿坩埚的轴向分布，且晶体生长区位于原料容置区和坩埚的底壁之间；和/或，

11、导流罩的第二端的内侧壁设置有支撑台阶，支撑台阶用于支撑籽晶；和/或，

12、导流罩的表面设置有第一保护层。

13、在可选的实施方式中，碳化硅晶体生长装置还包括软毡，软毡设置于导流罩的第二端，当导流罩设置有籽晶时，软毡位于籽晶的下方并与籽晶接触。

14、在可选的实施方式中，导流罩设置于坩埚的底壁上，软毡设置于坩埚的底壁上且位于导流罩内；和/或，

15、导流罩的第一端的口径大于导流罩的第二端的口径；和/或，

16、软毡为石磨软毡。

17、在可选的实施方式中，碳化硅晶体生长装置还包括过滤组件，过滤组件设置于晶体生长区且位于原料容置区和导流罩之间。

18、在可选的实施方式中，过滤组件包括石墨板，石墨板设置有多个过滤孔，石墨板位于导流罩的第一端的开口处，

19、和/或，

20、过滤组件还包括定位件，定位件设置有一定位孔，石墨板嵌设于定位孔内，且定位件设置于晶体生长区并固定于坩埚的侧壁上，以使石墨板位于原料容置区和导流罩之间。

21、在可选的实施方式中，碳化硅晶体生长装置还包括第一加热件和第二加热件，第一加热件设置于原料容置区的外部，第二加热件设置于晶体生长区的外部；和/或，

22、碳化硅晶体生长装置包括第三加热件，第三加热件设置于原料容置区远离晶体生长区的一侧。

23、在可选的实施方式中，原料容置区被配置为具有三个子容纳腔，且三个子容纳腔沿坩埚的轴向依次分布并连通；沿坩埚的轴向，最靠近晶体生长区的子容纳腔用于放置第一目数的碳化硅原料，中间的子容纳腔用于放置第二目数的碳化硅原料，最远离晶体生长区的子容纳腔用于放置第三目数的碳化硅原料，其中，第一目数、第二目数和第三目数依次增大；和/或，沿坩埚的轴向，最靠近晶体生长区的子容纳腔的容量为第一容量，中间的子容纳腔的容量为第二容量，最远离晶体生长区的子容纳腔的容量为第三容量，第三容量大于或等于第一容量、且小于第二容量。

24、本实用新型实施例的碳化硅单晶生长装置的有益效果包括：本实用新型实施例的碳化硅单晶生长装置在导流罩的外部套设分隔组件，且分隔组件包括至少两个分隔环，至少两个分隔环沿导流罩的轴向依次套设于导流罩的外侧，且相邻的两个分隔环之间形成分隔腔；分隔腔形成的空气侧可以维持碳化硅晶体生长过程中的径向温梯稳定，进而保持碳化硅晶体生长过程中凸度一致，即减少碳化硅晶体生长过程中的凸度变化。

技术特征：

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，所述分隔环(310)的厚度为2-5mm；和/或，沿所述导流罩(200)的轴向，所述分隔腔(320)的高度为5-15mm；和/或，

3.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述分隔环(310)为石墨分隔环或软毡分隔环。

4.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述原料容置区(101)和所述晶体生长区(102)沿所述坩埚的轴向分布，且所述晶体生长区(102)位于所述原料容置区(101)和所述坩埚(100)的底壁之间；和/或，

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，所述碳化硅晶体生长装置还包括软毡(203)，所述软毡(203)设置于所述导流罩的第二端，当所述导流罩(200)设置有籽晶(201)时，所述软毡(203)位于所述籽晶(201)的下方并与所述籽晶(201)接触。

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，所述导流罩(200)设置于所述坩埚(100)的底壁上，所述软毡(203)设置于所述坩埚(100)的底壁上且位于所述导流罩(200)内；和/或，

7.根据权利要求1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过滤组件(400)，所述过滤组件(400)设置于所述晶体生长区(102)且位于所述原料容置区(101)和所述导流罩之间。

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，所述过滤组件(400)包括石墨板(410)，所述石墨板(410)设置有多个过滤孔，所述石墨板(410)位于所述导流罩(200)的第一端的开口处；

9.根据权利要求1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第一加热件(510)和第二加热件(520)，所述第一加热件(510)设置于所述原料容置区(101)的外部，所述第二加热件(520)设置于所述晶体生长区(102)的外部；和/或，

10.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述原料容置区(101)被配置为具有三个子容纳腔，且三个所述子容纳腔沿所述坩埚(100)的轴向依次分布并连通；

技术总结本技术涉及碳化硅晶体制备技术领域，具体而言，涉及一种碳化硅晶体生长装置，其包括坩埚、导流罩和分隔组件，坩埚具有一腔室，腔室被配置为相互连通的原料容置区和晶体生长区；导流罩设置于晶体生长区，导流罩具有靠近并朝向原料容置区设置的第一端以及远离原料容置区设置的第二端，导流罩的第二端用于设置籽晶；分隔组件包括至少两个分隔环，至少两个分隔环沿导流罩的轴向依次套设于导流罩的外侧，且相邻的两个分隔环之间形成分隔腔。该碳化硅晶体生长装置能在生长碳化硅单晶时，改善温梯过大的问题，减少碳包裹、微管及多型等缺陷的产生，并保持碳化硅晶体生长过程中凸度一致，即减少凸度变化，进而减少线性SF以及电阻率不均匀的问题。技术研发人员：杨树,张洁受保护的技术使用者：湖南三安半导体有限责任公司技术研发日：20230925技术公布日：2024/6/5