[发明专利]一种碳化硅晶体的制造方法及装置在审

专利信息
申请号: 202210100984.5 申请日: 2022-01-27
公开(公告)号: CN114481316A 公开(公告)日: 2022-05-13
发明(设计)人: 郭超;母凤文 申请(专利权)人: 北京青禾晶元半导体科技有限责任公司
主分类号: C30B27/02 分类号: C30B27/02;C30B29/36
代理公司: 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人: 王士强
地址: 100083 北京市海淀区花*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 碳化硅 晶体 制造 方法 装置
【权利要求书】:

1.一种碳化硅晶体的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:

S10、采用溶液生长法在碳化硅籽晶的硅面偏轴生长碳化硅晶体,得到预制晶体,所述偏轴生长是指所述碳化硅籽晶的生长面与形成的所述碳化硅晶体的{0001}面具有夹角;

S20、对所述预制晶体进行切割,并得到优质籽晶;

S30、采用溶液生长法在所述优质籽晶的碳面生长碳化硅晶体,得到最终碳化硅晶体。

2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体的制造方法,其特征在于,步骤S20包括:

S201、切割所述预制晶体的碳化硅晶体,得到过渡籽晶及混合晶体,所述混合晶体中的所述碳化硅晶体的高度大于或等于预设高度;

S202、对所述过渡籽晶进行研磨抛光处理,得到所述优质籽晶。

3.根据权利要求2所述的碳化硅晶体的制造方法,其特征在于,在步骤S202中,将所述过渡籽晶切片处理并得到多个过渡籽晶片,对每个所述过渡籽晶片进行研磨抛光处理,得到多个所述优质籽晶;

在步骤S30中,采用溶液生长法在多个所述优质籽晶的碳面分别生长碳化硅晶体,得到多个最终碳化硅晶体。

4.根据权利要求2所述的碳化硅晶体的制造方法,其特征在于,所述预设高度的计算公式为:h=D×tan(θ),其中,h表示预设高度,D表示碳化硅籽晶的直径,θ表示所述碳化硅籽晶的生长面与形成的所述碳化硅晶体的{0001}面的夹角,tan(θ)表示θ的正切值。

5.根据权利要求1所述的碳化硅晶体的制造方法,其特征在于,所述碳化硅籽晶的生长面与形成的所述碳化硅晶体的{0001}面形成的所述夹角的角度位于2度~10度之间。

6.根据权利要求1所述的碳化硅晶体的制造方法,其特征在于,所述溶液生长法具体步骤为:将助熔剂置于坩埚中,利用感应加热的方式熔化所述助熔剂,将碳化硅籽晶置于所述助熔剂的液面,所述碳化硅晶体在所述碳化硅籽晶下方的固液界面处生长。

7.根据权利要求6所述的碳化硅晶体的制造方法,其特征在于,所述助熔剂包括Si元素及Ti、Cr、Sc、Ni、Al、Co、Mn、Mg、Ge、As、P、N、O、B、Dy、Y、Nb、Nd、Fe中的一种或多种元素。

8.一种碳化硅晶体的制造装置,用于实施权利要求1-7任一项所述的碳化硅晶体的制造方法,其特征在于,所述碳化硅晶体的制造装置包括:

腔室(1),所述腔室(1)具有至少一个抽气口,通过所述抽气口能对所述腔室(1)抽真空;

坩埚组件(2),包括外坩埚(21)、内坩埚(22)及坩埚托(23),所述外坩埚(21)设于所述腔室(1)内,所述内坩埚(22)设于所述外坩埚(21)内,所述坩埚托(23)固接于所述外坩埚(21),所述坩埚托(23)能带动所述外坩埚(21)及所述内坩埚(22)旋转,所述外坩埚(21)及所述内坩埚(22)均为石墨坩埚;

螺形感应线圈(3),设于所述腔室(1)内,并用于对所述内坩埚(22)内的助溶剂感应加热;

籽晶固定组件(4),所述籽晶固定组件(4)的一端位于所述内坩埚(22),所述籽晶固定组件(4)的另一端位于所述腔室(1)外,所述籽晶固定组件(4)用于固定碳化硅籽晶及优质籽晶。

9.根据权利要求8所述的碳化硅晶体的制造装置,其特征在于,所述籽晶固定组件(4)包括籽晶杆(41)及固接于所述籽晶杆(41)一端且位于内坩埚(22)的籽晶托(42),所述籽晶杆(41)的另一端位于所述腔室(1)外,所述籽晶杆(41)能带动所述籽晶托(42)旋转,且所述籽晶托(42)的旋转方向与所述内坩埚(22)的旋转方向相反,所述籽晶托(42)用于固定所述碳化硅籽晶及所述优质籽晶。

10.根据权利要求9所述的碳化硅晶体的制造装置,其特征在于,还包括隔热套(5),所述外坩埚(21)设置于所述隔热套(5)内,所述螺形感应线圈(3)位于所述隔热套(5)外,所述坩埚托(23)及所述籽晶杆(41)分别穿设于所述隔热套(5)。

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