[發明專利]制造碳化硅單晶的裝置和方法

無效

• 申請號: 201110431747.9
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102534795A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 原一都;徳田雄一郎
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B25/02;C30B25/14
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳珊;劉興鵬

技術領域

本發明涉及制造碳化硅(SiC)單晶的裝置和方法。

背景技術

已經例如在JP-A-2007-176718中提出了一種SiC單晶制造裝置。在常規裝置中，籽晶的直徑通過升華蝕刻籽晶的可能存在很多缺陷和畸變的側面和外緣來減小。然后，籽晶的直徑通過在籽晶上生長SiC單晶來增大至預定水平。具體地，這種常規裝置包括導向件，其具有定位為面向籽晶外緣的內壁。導向件的內徑小于籽晶的直徑并且隨著距籽晶的距離而增大以使得籽晶的直徑能增大。

因而，這種常規裝置可減少或防止籽晶的外緣上的缺陷和畸變。因此，由這種常規裝置制造的SiC單晶可具有較高的質量。

然而，籽晶的外緣通過升華蝕刻方法移除時，SiC單晶和導向件之間的溫差隨著SiC單晶的生長而降低。而且，SiC單晶和導向件之間的間隙隨著SiC單晶的生長而增大。因此，SiC原料氣體變得難以流動，因此多晶能在SiC單晶和導向件之間生長。因此，多晶粘附至SiC單晶，因此SiC單晶的外緣的質量能退化。

使用圖6A和6B中所示的SiC單晶制造裝置可防止多晶粘附至SiC單晶。在這種SiC單晶制造裝置中，SiC單晶生長處的籽晶與多晶生長處的部分不重合。

具體地，在圖6A中，籽晶J2放置于基部J1的突起J1a上。因而，在籽晶J2上生長的SiC單晶J3能與在突起J1a周圍生長的多晶J4不重合。然而，在單晶J3在籽晶J2上長長時，多晶J4在突起J1a周圍生長。因此，多晶J4可粘附至單晶J3。在圖6B中，突起J1a由護蓋元件J1b包圍以防止多晶J4在突起J1a周圍生長。然而，當單晶J3在籽晶J2上長長時，多晶J4可粘附至護蓋元件J1b上。護蓋元件J1b上的多晶J4可粘附至單晶J3。

發明內容

考慮到上述情況，本發明的目標是提供一種用于通過減少或防止多晶粘附至SiC單晶來制造高質量SiC單晶的裝置和方法。

根據本發明的一個方面，一種制造碳化硅單晶的裝置通過從籽晶的下面供應用于碳化硅的原料氣體來在由碳化硅單晶基片制成的籽晶的表面上生長碳化硅單晶。該裝置包括具有第一側和與第一側相反的第二側的基部。籽晶安裝于基部的第一側上。該裝置還包括用于支撐基部并且用于從基部的第二側將凈化氣體供應至基部的凈化氣體引入機構?；烤哂杏糜趶幕砍丫У耐饩壟懦鏊獌艋瘹怏w的凈化氣體引入路徑。

根據本發明的另一個方面，一種制造碳化硅單晶的方法在由碳化硅單晶基片制成的籽晶的表面上生長碳化硅單晶。該方法包括將籽晶安裝于基部的第一側上、從安裝于基部的第一側上的籽晶下面供應用于碳化硅的原料氣體、從基部的與第一側相反的第二側將凈化氣體供應到基部、以及從基部朝著籽晶的外緣排出所供應的凈化氣體。

附圖說明

上述和其他目標、特點和優點將從以下描述和附圖中變得更明顯，其中類似的參考標號指示類似的部件，在附圖中：

圖1是示出根據本發明第一實施例的SiC單晶制造裝置的橫截透視圖；

圖2是示出圖1的局部放大圖的視圖，示出SiC單晶制造裝置的基部；

圖3是示出根據本發明第二實施例的SiC單晶制造裝置的基部的局部放大橫截圖的視圖；

圖4是示出根據本發明第三實施例的SiC單晶制造裝置的基部的局部放大橫截圖的視圖；

圖5是示出根據本發明第四實施例的SiC單晶制造裝置的基部的局部放大橫截圖的視圖；并且

圖6A和6B是示出相關技術的SiC單晶制造裝置的基部的局部放大橫截圖的視圖。

具體實施方式

(第一實施例)

在下面參照圖1描述根據本發明第一實施例的SiC單晶制造裝置1。

制造裝置1具有原料氣體入口2和原料氣體出口4。原料氣體入口2定位于制造裝置1的底部，并且原料氣體出口4定位于制造裝置1的上部。由SiC單晶基片制成的籽晶5放置于制造裝置1中。用于SiC的運載氣體和原料氣體3通過原料氣體入口2導入制造裝置1并且通過原料氣體出口4從制造裝置1排出以使得SiC單晶20能在籽晶5上生長。原料氣體3包括Si和C。例如，原料氣體3能是硅烷基氣體(例如硅烷)和烴基氣體(例如丙烷)的氣體混合物。

具體地，制造裝置1包括真空容器6、第一隔熱體7、加熱容器8、基部9、第二隔熱體10、凈化氣體引入機構11、第一加熱設備12以及第二加熱設備13。