[实用新型]一种8英寸单片高温碳化硅外延生长室结构

说明书

技术领域：

本实用新型涉及制造碳化硅外延晶片用高温设备技术领域，特指一种8英寸单片高温碳化硅外延生长室结构。

背景技术：

碳化硅(SiC)外延生长已成为新一代宽禁带SiC功率半导体制造的一项关键技术，大面积、高质量SiC外延材料是制备高性能、低成本SiC功率器件的基础。

随着SiC晶体技术的快速发展，SiC晶片尺寸已由过去的2-4英寸，扩径到目前主导的6英寸，更为重要的是，美国II-VI公司和Cree公司分别于2015年演示了8英寸SiC晶片。虽然目前SiC外延晶片产品尺寸以6英寸为主，但是更大尺寸是SiC外延技术发展的必然趋势，也是进一步降低SiC功率半导体制造成本的需要。为了引领SiC晶片发展方向，德国Infineon公司以8.5亿美圆收购了美国Cree公司旗下的Wolfspeed公司，认为今后成功的关键是将晶圆直径扩大到200mm(8英寸)。Infineon借助收购，未来可快速推进200mm化，以便进一步降低SiC功率半导体制造成本。

国际上主要有三家SiC外延设备供应商，它们分别是德国Aixtron公司、意大利LPE公司和日本TEL公司，其外延设备分别是不锈钢6英寸多片(6片和8片)“温壁”系统、水平式石英管6英寸单片“热壁”系统、和水平式石英管6英寸三片“热壁”系统，前两种设备都不能进行8英寸SiC外延生长。虽然第三种设备可以进行8英寸SiC外延生长，但是石英管具有易碎、不易加工的特点，而且该设备报价十分昂贵。

SiC半导体主要用于制造高压功率器件，因而需要较厚的SiC外延层厚度，“热壁”系统是大尺寸、高质量SiC外延晶片材料生长的主要设备。所谓“热壁”是指SiC衬底晶片四周的温度相同，反之，如果与晶片相对一侧的温度低于晶片温度，则该系统称为“冷壁”或“温壁”。

考虑到上述三家SiC外延设备存在的困难和缺陷，以及SiC外延生长室要经常进行清洁处理以及单片系统的优越性，本发明人提出以下技术方案。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种8英寸单片高温碳化硅外延生长室结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案：该8英寸单片高温碳化硅外延生长室结构包括：外延生长室，其由感应加热材料制成，该外延生长室中形成有一矩形腔室，且该外延生长室于矩形腔室中设置有承载槽，藉由该承载槽承载用于装载SiC晶片的8英寸的托盘，该外延生长室两侧分别设置有贯通矩形腔室的进气口和出气口；一硬质保温层，其紧密包裹在所述的外延生长室的外围，以对外延生长室保温，及减少外延生长室的热辐射；一导气管连接器，其设于外延生长室的进气口处，并伸出于硬质保温层外；一用于引导反应气体在进入外延生长室之前呈层流状态的上游导气管，其套接于导气管连接器上；一用于引导尾气排出的下游导气管，其设于外延生长室的出气口处，并伸出于硬质保温层外。

进一步而言，上述技术方案中，所述外延生长室其包括感应加热材料制成的上盖、底盘、左侧板和右侧板，该左侧板和右侧板分别设置于上盖和底盘左右两侧，并围成一前后通透的所述的矩形腔室，且该左侧板和右侧板上分别设置有贯通矩形腔室的所述的出气口和进气口。

进一步而言，上述技术方案中，所述上盖呈矩形，该上盖内部设置有第一矩形腔道，且其四周壁厚度相等。

进一步而言，上述技术方案中，所述底盘的结构及形状和尺寸大小均与上盖相当，且该底盘及上盖为对称设置。

进一步而言，上述技术方案中，所述底盘两侧上端均设置有第一卡槽；所述上盖两侧下端均设置有第二卡槽，该第一卡槽及第二卡槽分别卡合左侧板和右侧板的上下两端。

进一步而言，上述技术方案中，所述的上游导气管呈矩形，该上游导气管具有第二矩形腔道，该第二矩形腔道的截面形状及面积与所述外延生长室中矩形腔室的截面形状及面积均相同。

进一步而言，上述技术方案中，所述的下游导气管呈矩形，该下游导气管具有第三矩形腔道，该第三矩形腔道的截面面积大于所述外延生长室中矩形腔室的截面面积。

进一步而言，上述技术方案中，所述导气管连接器前后两端分别成型有第一、第二接口，该第一接口与所述外延生长室的进气口对接，该第二接口与上游导气管对接，且该导气管连接器内形成有第四矩形腔道，该第四矩形腔道的截面形状及面积与所述外延生长室中矩形腔室的截面形状及面积均相同。

进一步而言，上述技术方案中，所述左侧板和右侧板均呈长方形板条，且其形状和尺寸完全相同。