[实用新型]一种石墨容器及碳化硅单晶生长坩埚

说明书

本实用新型公开了一种石墨容器及碳化硅单晶生长坩埚。所述石墨容器包括：石墨容器本体，所述石墨容器本体内装载有含氯化合物；碳化硅块体，安置于所述石墨容器本体内，并位于所述含氯化合物的上方，以密封所述石墨容器本体；多孔盖体，安置于所述石墨容器本体的上方。根据本实用新型提供的石墨容器可以调节碳化硅单晶生长气氛中碳/硅比，从而解决碳化硅单晶生长初期化学气氛富硅而导致的硅滴形成而造成的结晶缺陷。

技术领域

本实用新型属于半导体材料制造技术领域，具体地，涉及一种石墨容器及碳化硅单晶生长坩埚。

背景技术

碳化硅(SiC)材料由于具备禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速率快、化学稳定性高、抗辐射能力强等各种优越性能，可以用于耐高温、高频、抗辐射、大功率半导体器件材料，具有广泛的运用前景，然而由于SiC单晶生长条件严苛，易受到环境的影响，导致产品质量缺陷，因此，对于获得高质量SiC以实现SiC基器件优异的性能，其生长技术是关键。

目前，使用物理气相传输法(PVT)进行碳化硅单晶的制备时，碳化硅体系受热升华后产生多种升华产物，包括Si、Si₂C、SiC₂等气体，其中，Si蒸汽的平衡分压远大于Si₂C气体和 SiC₂气体，因此晶体生长初始阶段，蒸气中含有过量的游离硅。在温度梯度与压力梯度下，富集气态硅扩散至温度较低的晶体生长区域和籽晶区域，饱和蒸气压降低而凝结成液相硅。同时由于液相硅内部硅原子的化学活性高于已结晶晶体中的硅原子，当硅液滴附着在晶体的表面后，其附近的碳原子有向液相硅中溶解的趋势，从而导致晶体中缺陷的产生。

此外，由于碳化硅单晶生长过程中，作为保温材料的石墨毡以及原料都会不可避免的吸附空气中的氮气，这对于制备得到的碳化硅单晶是极不利的。由于N元素在SiC晶体中会占据C 格点的位置与C原子存在晶格位竞争。因此，提高生长组分中C原子与Si原子的比例，即 C/Si比，能够有效阻止N杂质元素的进入，从而提高碳化硅单晶的纯度与质量。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的之一在于提供一种石墨容器，所述石墨容器可以调节碳化硅单晶生长气氛中碳/硅比，从而解决碳化硅单晶生长初期化学气氛富硅而导致的硅滴形成而造成的结晶缺陷，此外，所述石墨容器结构简单、成本低，使用简单。

本实用新型的另一个目的在于，提供一种包含上述石墨容器的碳化硅单晶生长坩埚。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种可调节碳化硅单晶生长气氛中碳/硅比的石墨容器，其包括：石墨容器本体，所述石墨容器本体内装载有含氯化合物；碳化硅块体，安置于所述石墨容器本体内，并位于所述含氯化合物的上方，以密封所述石墨容器本体；多孔盖体，安置于所述石墨容器本体的上方。

在一些实施例中，所述石墨容器还包括一石墨毡，所述石墨毡位于所述含氯化合物和所述碳化硅块体之间。

在一些实施例中，所述石墨毡的厚度为1-20mm。

在一些实施例中，所述含氯化合物选自氯乙烯、聚氯丁二烯、聚氯联苯、四氯化铱、氯化铵中的任意一种或上述任意其组合。

在一些实施例中，所述碳化硅块体的体积为10～20ml。

在一些实施例中，所述碳化硅块体的厚度为1-30mm。

在一些实施例中，所述多孔盖体为多孔石墨板，所述多孔石墨板的孔隙率为30～60Vol.％，和/或厚度为2-8mm。

在一些实施例中，所述石墨容器的容积为15ml-60ml，和/或壁厚为2mm-5mm。