[發明專利]一種晶體制備裝置

有效

• 申請號: 202010626511.X
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111501096B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 王宇;楊田;梁振興;李敏
• 申請（專利權）人: 眉山博雅新材料有限公司
• 主分類號: C30B23/00
• 分類號: C30B23/00;C30B29/36
• 代理公司: 成都七星天知識產權代理有限公司 51253
• 代理人: 楊永梅

本申請提供一種晶體制備裝置。所述晶體制備裝置包括：生長腔體，用于放置籽晶和源材料，其中，所述籽晶置于所述生長腔體的頂部，所述源材料置于所述生長腔體的底部；加熱組件，用于加熱所述生長腔體，所述加熱組件位于所述生長腔體的外部，所述加熱組件包括電阻式發熱體。

技術領域

本申請涉及半導體機械設備技術領域，特別涉及一種晶體制備裝置。

背景技術

半導體晶體（例如，碳化硅單晶）具有優異的物理化學性能，因此成為制造高頻率和大功率器件的重要材料。物理氣相傳輸法（Physical Vapor Transport，PVT）是一種常用的用于制備半導體晶體的方法，具體地，將籽晶粘接在生長腔體頂部，將物料置于生長腔體底部，腔體外部纏繞感應線圈，用于加熱生長腔體。物料在高溫條件下分解升華為氣相組分，氣相組分在軸向溫度梯度驅動下傳輸至低溫區的籽晶處，并在籽晶表面沉積生成晶體。然而，通過感應線圈對生長腔體進行加熱時，尤其在生長大尺寸晶體時，腔體內部（例如，腔體蓋內側面區域）容易產生較大的徑向溫度梯度，導致晶體生長面嚴重向碳化硅物料方向凸起；此外，由于感應磁場容易產生波動，導致晶體生長的溫場難以保持穩定，不利于晶體的穩定生長。因此，有必要提供一種改進的晶體制備裝置，可以促進晶體的穩定生長，從而制備大尺寸、高質量的晶體。

發明內容

本申請的一個方面提供一種晶體制備裝置。所述裝置包括：生長腔體，用于放置籽晶和源材料，其中，所述籽晶置于所述生長腔體的頂部，所述源材料置于所述生長腔體的底部；加熱組件，用于加熱所述生長腔體，其中，所述加熱組件位于所述生長腔體的外部，所述加熱組件包括電阻式發熱體。

在一些實施例中，所述電阻式發熱體包括高阻石墨發熱體。

在一些實施例中，所述電阻式發熱體包括至少三個加熱模塊，所述至少三個加熱模塊分別用于加熱所述生長腔體的結晶區域、所述生長腔體的源材料區域以及所述結晶區域與所述源材料區域之間的氣相傳輸區域。

在一些實施例中，所述至少三個加熱模塊的加熱功率單獨控制。

在一些實施例中，所述加熱組件還包括至少一個第一電極和至少一個第二電極，所述至少一個第一電極和所述至少一個第二電極沿所述電阻式發熱體外側周向分布。

在一些實施例中，所述至少一個第一電極和所述至少一個第二電極將所述電阻式發熱體劃分為多個加熱段，所述多個加熱段的加熱功率單獨控制。

在一些實施例中，所述裝置還包括保溫層，所述保溫層圍繞設置于所述加熱組件的外側。

在一些實施例中，所述保溫層包括石墨氈或氧化鋯陶瓷。

在一些實施例中，所述裝置還包括溫度補償組件，所述溫度補償組件用于在晶體生長過程中提供溫度補償，其中，所述溫度補償組件位于所述生長腔體上表面和/或所述生長腔體下表面。

在一些實施例中，所述溫度補償組件包括高熱導率石墨體。

在一些實施例中，所述裝置還包括控制組件，所述控制組件用于基于至少一個晶體生長參數，調節所述加熱組件和/或所述溫度補償組件的加熱功率，使得晶體生長界面與所述源材料間的溫場保持基本穩定。

在一些實施例中，所述至少一個晶體生長參數包括源材料的量、晶體生長尺寸或所述晶體生長界面與所述源材料間的高度差中的至少一個。

附圖說明

本申請將以示例性實施例的方式進一步說明，這些示例性實施例將通過附圖進行詳細描述。這些實施例并非限制性的，在這些實施例中，相同的編號表示相同的結構，其中：

圖1是根據本申請一些實施例所示的示例性晶體制備裝置的示意圖；

圖2是根據本申請一些實施例所示的示例性電阻式發熱體的示意圖；