[發明專利]晶體生長裝置及晶體生長方法

在審

• 申請號: 202011101116.6
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112746315A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 藤川陽平
• 申請（專利權）人: 昭和電工株式會社
• 主分類號: C30B23/00
• 分類號: C30B23/00;C30B29/36
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 張軼楠;段承恩

本公開涉及晶體生長裝置及晶體生長方法。本實施方式的晶體生長裝置具備：坩堝；加熱器，設置于所述坩堝的外側，包圍所述坩堝；及線圈，設置于所述加熱器的外側，包圍所述加熱器，所述加熱器的所述坩堝側的內表面具備第1區域和比所述第1區域遠離所述坩堝的外側面的第2區域。

技術領域

本發明涉及晶體生長裝置及晶體生長方法。

本申請基于2019年10月30日向日本提出了申請的日本特愿2019-197404號主張優先權，將其內容援引于此。

背景技術

碳化硅(SiC)與硅(Si)相比，絕緣擊穿電場大1個數量級，帶隙為3倍大。另外，碳化硅(SiC)具有與硅(Si)相比熱導率為3倍左右高等的特性。因此，期待將碳化硅(SiC)應用于功率器件、高頻器件、高溫工作器件等。因此，近年來，在上述那樣的半導體器件中使用SiC外延晶片。

SiC外延晶片通過在SiC單晶基板上采用化學氣相沉積法(Chemical VaporDeposition：CVD)使成為SiC半導體器件的活性區域的SiC外延膜生長來制造。

SiC單晶基板通過切割SiC單晶來制作。該SiC單晶一般能夠通過升華法來獲得。升華法是下述方法：在配置于石墨制的坩堝內的臺座上配置由SiC單晶構成的晶種，將通過加熱坩堝而從坩堝內的原料粉末升華出的升華氣體向晶種供給，使晶種生長成更大的SiC單晶。

近年來，伴隨著市場的要求，SiC單晶的大口徑化、長尺寸化的迫切期望也不斷高漲。另外，在迫切期望SiC單晶的大口徑化、長尺寸化的同時，也要求SiC單晶的高品質化以及生產效率的提高。

在專利文獻1中記載了包圍坩堝的周圍的加熱器在高度方向上分離，在分離的加熱器之間存在棒狀構件或中間隔熱件的SiC單晶制造裝置。通過棒狀構件或中間隔熱件，分離的加熱器彼此被熱分離。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-219294號公報

發明內容

發明要解決的課題

在坩堝內，若增大原料進行升華的原料側的溫度與升華氣體進行再結晶化的晶種側的溫度的溫度差，則SiC單晶的生長速度變快。即使如專利文獻1所記載的SiC單晶制造裝置那樣將加熱器分離，來自各加熱器的輻射也會到達作為加熱對象的坩堝，無法充分增大坩堝內的溫度差。另外，通過將加熱器分離，裝置的部件數變多，作業性下降。

本發明鑒于上述問題而完成，其目的在于提供能夠控制坩堝內的溫度分布的晶體生長裝置及晶體生長方法。

用于解決課題的技術方案

本發明為了解決上述課題而提供以下的技術方案。

(1)第1方案的晶體生長裝置具備：坩堝；加熱器，設置于所述坩堝的外側，包圍所述坩堝；以及線圈，設置于所述加熱器的外側，包圍所述加熱器，所述加熱器的所述坩堝側的內表面具備第1區域和比所述第1區域遠離所述坩堝的外側面的第2區域。

(2)在上述方案的晶體生長裝置中，可以是，所述加熱器的所述內表面在所述第1區域與所述第2區域之間具有高低差。

(3)在上述方案的晶體生長裝置中，可以是，所述加熱器的所述內表面的所述第1區域與所述第2區域之間連續平滑地相連。

(4)在上述方案的晶體生長裝置中，可以是以下結構：所述坩堝在內部具有原料設置區域和晶體設置部，所述原料設置區域和所述晶體設置部相對，所述第1區域包圍所述晶體設置部，所述第2區域包圍所述原料設置區域的周圍。

(5)在上述方案的晶體生長裝置中，可以是，所述第2區域與所述坩堝的所述外側面的最短距離為所述第1區域與所述坩堝的所述外側面的最短距離的2倍以上。