[發(fā)明專利]SiC單晶制造裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910972545.1
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN111058094B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歌代智也
• 申請（專利權(quán)）人: 昭和電工株式會社
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B23/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 張軼楠;段承恩

本公開提供一種晶體生長用容器內(nèi)的溫度分布的均勻性高的SiC單晶制造裝置。SiC單晶制造裝置具備：容納SiC原料的晶體生長用容器、覆蓋上述晶體生長用容器的周圍的絕熱件、對上述晶體生長用容器進行加熱的加熱器、以及以懸空狀態(tài)保持上述晶體生長用容器的保持構(gòu)件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種SiC單晶制造裝置。

背景技術(shù)

與硅(Si)相比，碳化硅(SiC)的絕緣擊穿電場大一個數(shù)量級，帶隙大3倍。另外，與硅(Si)相比，碳化硅(SiC)具有熱導(dǎo)率高3倍左右等特性。碳化硅(SiC)被期待著應(yīng)用于功率器件、高頻器件、高溫工作器件等。因此，近年來，SiC外延晶片已經(jīng)用于上述的半導(dǎo)體器件。

SiC外延晶片通過在SiC單晶基板上使用化學(xué)氣相沉積法(Chemical VaporDeposition：CVD)來使成為SiC半導(dǎo)體器件的活性區(qū)域的SiC外延膜生長而被制造。

SiC單晶基板通過對SiC單晶進行切割來制成。作為制造該SiC單晶的方法之一，眾所周知有升華法。升華法是使籽晶生長為更大的SiC單晶的方法。在升華法中，一般使用晶體生長用容器(坩堝)，該晶體生長用容器具有容納SiC原料的原料容納部和設(shè)置有供保持籽晶的籽晶保持部的蓋部。加熱該晶體生長用容器，使SiC原料升華，將所生成的升華氣體供給至籽晶，由此使籽晶生長成SiC單晶。

近年來，伴隨市場的要求，正在謀求使SiC外延膜生長的SiC單晶基板的大口徑化。因此，使SiC單晶本身的大口徑化、長尺寸化的迫切期望也不斷提高。在SiC單晶的大口徑化、長尺寸化的迫切期望的同時，高品質(zhì)化的迫切期望也不斷提高。在SiC單晶的晶體生長中，存在各種影響其品質(zhì)的要素。

對晶體生長用容器進行加熱，使SiC單晶進行晶體生長時的晶體生長用容器內(nèi)的溫度條件、SiC單晶的形狀是影響SiC單晶的品質(zhì)的一個因素。

專利文獻1中記載了一種通過在預(yù)定位置設(shè)置絕熱件來控制SiC單晶的形狀的方法。另外，專利文獻2中記載了一種能夠通過將絕熱件配置在與原料氣體分離的封閉空間內(nèi)來控制晶體生長用容器內(nèi)的溫度分布的技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2014-12640號公報

專利文獻2：日本特開2016-117624號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

然而，在對晶體生長用容器進行加熱時，一般將晶體生長用容器配置在耐熱性高的基座之上，使用感應(yīng)加熱器、電阻加熱器從外部進行加熱。但是，與使SiC單晶基板的大口徑化的要求對應(yīng)地，晶體生長用容器也大型化，來自外部的熱量難以傳遞至晶體生長用容器的中央部。若晶體生長用容器的中央部的溫度低，則在晶體生長用容器內(nèi)生成的升華氣體在晶體生長用容器的中央部再結(jié)晶，有時無法用于SiC單晶的生長。因此，期望使晶體生長用容器內(nèi)的溫度分布變得均勻。然而，在如專利文獻1及2所記載的那樣僅使用絕熱件的情況下，難以使晶體生長用容器內(nèi)的溫度分布變得均勻。

本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種晶體生長用容器內(nèi)的溫度分布的均勻性較高的SiC單晶制造裝置。

用于解決課題的技術(shù)方案

發(fā)明人進行了深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了如下情況：通過以浮起的狀態(tài)即懸空狀態(tài)將晶體生長用容器保持在SiC單晶制造裝置中，能夠使晶體生長用容器內(nèi)的溫度分布變得均勻。

尤其發(fā)現(xiàn)了如下情況：在具有基座的晶體生長用容器的情況下，通過以從基座浮起的狀態(tài)即懸空狀態(tài)保持晶體生長用容器，能夠抑制晶體生長用容器內(nèi)的熱量經(jīng)由基座向外部散熱，由此能夠使晶體生長用容器內(nèi)的溫度分布變得均勻。

即，本發(fā)明為了解決上述課題，提供以下技術(shù)方案。