[实用新型]碳化硅生长装置

说明书

本实用新型提供了一种碳化硅生长装置，涉及碳化硅晶体生长技术领域，该碳化硅生长装置包括坩埚、籽晶载具、第一保温层和第一石墨纸，籽晶载具盖合在坩埚上，第一保温层包覆在坩埚外，且第一保温层的周缘开设有调温孔，第一石墨纸设置在第一保温层与坩埚之间，并至少封堵在调温孔的内侧周围。通过在第一保温层上贯通开设调温孔，整体降低了边缘区域的局部温度，从而改变坩埚内的温场分布，降低径向温度梯度，提高边缘的结晶速率。同时，第一石墨纸能够起到导热作用，从而调节热量分布，避免调温孔区域的温差过大，提升整体的温度均匀性，进而进一步优化生长腔室内的径向温度梯度，避免晶体生长时凸度过大，有利于晶体质量的提升。

技术领域

本实用新型涉及碳化硅晶体生长技术领域，具体而言，涉及一种碳化硅生长装置。

背景技术

碳化硅作为第三代半导体材料的典型代表，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，因此其作为制备高频率、大功率、高温、高频耐腐蚀和抗辐照半导体器件广泛的应用于极端环境中，碳化硅单晶在未来具有举足轻重的地位和很好的应用前景。同时，SiC衬底直径增加，能大幅降低用SiC制备的LED、功率器件或电力电子器件的价格，对SiC器件的推广使用有着深远的影响。

因为碳化硅单晶困难的生产工艺，目前最为成熟的工艺为物理气相输运法(PVT)。PVT法生长的过程是在一个密闭的石墨坩埚之中，通常在坩埚底部放置多晶SiC原料，在顶部放置籽晶，利用原料与籽晶之间存在温度梯度，SiC气体从表面运输至籽晶上。其径向温度分布特点为中心位置的温度最低，边缘温度最高，中心温度与边缘温度差别越大，晶体生长面就越凸。当使用PVT法生长大尺寸SiC晶体时，由于坩埚尺寸增大，其径向温梯增大，使得晶体生长时凸度过大，不利于生长出高质量SiC晶体。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种碳化硅生长装置，其能够优化径向温度梯度，能够避免晶体生长时凸度过大，有利于生长出高质量的碳化硅晶体。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型提供一种碳化硅生长装置，包括：

坩埚；

籽晶载具，所述籽晶载具盖合在所述坩埚上；

第一保温层，所述第一保温层包覆在所述坩埚外，且所述第一保温层的周缘开设有调温孔；

第一石墨纸，所述第一石墨纸设置在所述第一保温层与所述坩埚之间，并至少封堵在所述调温孔的内侧周围。

在可选的实施方式中，所述调温孔为多个，多个所述调温孔间隔分布在所述第一保温层上，多个所述调温孔相对于所述坩埚的底壁的高度相同。

在可选的实施方式中，多个所述调温孔的上侧边缘均与所述籽晶载具的底侧相平齐。

在可选的实施方式中，所述第一石墨纸环设在所述坩埚的外周面，并同时封堵多个所述调温孔。

在可选的实施方式中，所述第一石墨纸的外周缘缠绕有石墨绳，所述石墨绳用于将所述第一石墨纸捆绑固定在所述坩埚的外壁上。

在可选的实施方式中，多个所述调温孔均呈圆形。

在可选的实施方式中，每个所述调温孔的孔径为1-2cm。

在可选的实施方式中，所述籽晶载具的外侧设置有第二保温层。

在可选的实施方式中，所述第二保温层和所述籽晶载具之间还设置有第二石墨纸，所述第二石墨纸覆盖在所述籽晶载具的外侧表面。

在可选的实施方式中，所述调温孔内的所述第一保温层的厚度在0-8mm之间。