可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置的制作方法

本发明涉及碳化硅晶体生长，具体而言，涉及一种可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置。

背景技术：

1、碳化硅晶体的生长比较困难，目前普遍采用物理气相沉积法（也称为pvt法）进行碳化硅的晶体生长。pvt法是通过物理升华现象在籽晶上生长晶体的方法。

2、但是，现有的pvt法生长碳化硅晶体时，在生长初期，碳氛会在较高的温度才升华，而硅氛在较低的温度就会预先升华，预先升华的硅氛会对籽晶上生长的碳化硅质量产生不良影响，例如造成微管等缺陷。在此情形下，对于生长得到的碳化硅晶体，行业内通常的做法是，去除其质量不佳的头部，这样造成碳化硅晶体有效厚度减小。

技术实现思路

1、本发明的目的包括提供一种可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置，其能够避免预先升华的硅氛对籽晶上生长的碳化硅质量造成不良影响，保证了籽晶上生长的碳化硅晶体质量。

2、本发明的实施例可以这样实现：

3、第一方面，本发明实施例提供一种可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置，包括：

4、坩埚本体；

5、坩埚盖，所述坩埚盖可拆卸地连接于所述坩埚本体的顶部，并与所述坩埚本体共同形成原料腔；

6、籽晶托，所述籽晶托设置于所述坩埚盖的内侧壁；

7、籽晶，所述籽晶固定连接于所述籽晶托；

8、导流罩，所述导流罩设置于所述原料腔内，所述导流罩的顶端罩设于所述籽晶外，所述导流罩的底端具有导流口；以及，

9、碳化硅衬底片，所述碳化硅衬底片设置于所述导流罩的底端，用于封闭所述导流口，并能够随所述坩埚本体内温度升高而发生熔化并掉落，从而打开所述导流口。

10、进一步地，在可选的实施方式中，所述碳化硅衬底片具有相背设置的硅面和碳面；

11、所述硅面朝向所述坩埚本体的底部，所述碳面朝向所述籽晶。

12、进一步地，在可选的实施方式中，所述导流罩包括导流罩本体和承托环；

13、所述导流罩本体的顶端罩设于所述籽晶外；

14、所述承托环设置于所述导流罩本体的底端，所述承托环的中部空腔形成所述导流口，所述碳化硅衬底片的外周边缘承载于所述承托环上。

15、进一步地，在可选的实施方式中，所述承托环沿所述导流罩本体的径向凸出于所述导流罩本体的内壁。

16、进一步地，在可选的实施方式中，所述导流罩本体的底端设置有容置槽；

17、所述容置槽具有相互连接的安装壁和连接壁，所述导流罩本体的内壁通过所述连接壁与所述安装壁连接；

18、所述承托环凸设于所述安装壁，并与所述连接壁之间具有间隙，所述承托环沿所述导流罩本体的径向延伸且未凸出所述导流罩本体的内壁；

19、所述碳化硅衬底片的外周边缘收容于所述承托环与所述连接壁之间的间隙内。

20、进一步地，在可选的实施方式中，所述承托环与所述导流罩本体的底端可拆卸连接。

21、进一步地，在可选的实施方式中，所述承托环的外周壁与所述导流罩本体的底端内壁螺纹配合；

22、或者，所述承托环的外周壁凸设有多个卡块，所述导流罩本体的底端内壁设置有多个卡槽，所述卡块与所述卡槽卡接。

23、进一步地，在可选的实施方式中，所述导流罩本体包括第一罩体和第二罩体；

24、所述第一罩体的顶端罩设于所述籽晶外，所述第一罩体的底端与所述第二罩体的顶端可拆卸连接；

25、所述第二罩体为直筒状，所述承托环沿所述第二罩体的径向凸出于所述第二罩体的内壁。

26、进一步地，在可选的实施方式中，所述承托环的顶面包括相互连接的承托平面和导向斜面；

27、所述承托平面用于承载所述碳化硅衬底片的外周边缘；

28、所述导向斜面设置于所述承托平面的内周，所述导向斜面的内侧向下倾斜设置，以在所述碳化硅衬底片的外周边缘发生熔化时对所述碳化硅衬底片的掉落起导向作用。

29、进一步地，在可选的实施方式中，所述碳化硅衬底片的厚度为0.15mm~3mm。

30、本发明实施例提供的可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置的有益效果包括：

31、本发明实施例提供的可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置在进行碳化硅晶体生长时，在原料腔内放置碳化硅原料，将碳化硅衬底片置于导流罩的底端，碳化硅衬底片封闭导流口，对坩埚本体进行加热。在加热过程中，由于硅的升华温度低于碳的升华温度，硅氛会先于碳氛升华，又由于碳化硅衬底片封闭了导流口，升华的硅氛在导流口处被碳化硅衬底片阻挡，不会继续上升。继续加热，硅氛和碳氛均能升华。随着温度升高到一定温度，碳化硅衬底片会熔化然后掉落，从而打开导流口，此时升华的硅氛和碳氛均能够通过导流口，从而在籽晶上进行碳化硅晶体的生长，避免了预先升华的硅氛对籽晶上生长的碳化硅质量造成不良影响，能够有效减少前期生长缺陷，进而能够有效减少后期生长的碳化硅晶体的缺陷，提高生长后期碳化硅晶体的质量。因此，保证了籽晶上生长的碳化硅晶体质量。这样，由于生长前期显著减少了缺陷，对于生长得到碳化硅晶体，可以不用去除其头部或者可以减小去除头部的厚度，从而提高碳化硅晶体的有效厚度。另外，掉落的碳化硅衬底片还能够作为碳化硅长晶的原料，不会因引入杂质而造成污染，并且提高了原料的利用率。

技术特征：

1.一种可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述碳化硅衬底片（600）具有相背设置的硅面和碳面；

3.根据权利要求1所述的可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述导流罩（500）包括导流罩本体（520）和承托环（530）；

4.根据权利要求3所述的可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述承托环（530）沿所述导流罩本体（520）的径向凸出于所述导流罩本体（520）的内壁。

5.根据权利要求3所述的可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述导流罩本体（520）的底端设置有容置槽（522）；

6.根据权利要求4或5所述的可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述承托环（530）与所述导流罩本体（520）的底端可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述承托环（530）的外周壁与所述导流罩本体（520）的底端内壁螺纹配合；

8.根据权利要求3所述的可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述导流罩本体（520）包括第一罩体（525）和第二罩体（526）；

9.根据权利要求3所述的可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述承托环（530）的顶面包括相互连接的承托平面（532）和导向斜面（533）；

10.根据权利要求1所述的可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述碳化硅衬底片（600）的厚度为0.15mm~3mm。

技术总结本发明实施例提供了一种可防止预先升华的硅氛沉积的碳化硅晶体生长装置，涉及碳化硅晶体生长技术领域。该碳化硅晶体生长装置包括：坩埚本体、坩埚盖、籽晶托、籽晶、导流罩以及碳化硅衬底片。其中，坩埚盖可拆卸地连接于坩埚本体的顶部，并与坩埚本体共同形成原料腔。籽晶托设置于坩埚盖的内侧壁。籽晶固定连接于籽晶托。导流罩设置于原料腔内，导流罩的顶端罩设于籽晶外，导流罩的底端具有导流口。碳化硅衬底片设置于导流罩的底端，用于封闭导流口，并能够随坩埚本体内温度升高而发生熔化并掉落，从而打开导流口。该碳化硅晶体生长装置能够避免预先升华的硅氛对籽晶上生长的碳化硅质量造成不良影响，保证了籽晶上生长的碳化硅晶体质量。技术研发人员：韩江山受保护的技术使用者：通威微电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4