[實用新型]一種碳化硅單晶生長用坩堝和生長裝置

有效

• 申請號: 202020920610.4
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN212533200U
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 薛衛明;馬遠;潘堯波
• 申請（專利權）人: 中電化合物半導體有限公司
• 主分類號: C30B23/00
• 分類號: C30B23/00;C30B29/36
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 夏苗苗

本實用新型公開了一種碳化硅單晶生長用坩堝及生長裝置，包括：第一坩堝，所述第一坩堝具有原料腔和位于所述原料腔上方的生長腔；第二坩堝，位于所述原料腔內；至少一層第一熱輻射屏，位于所述第一坩堝和所述第二坩堝之間；所述第一坩堝、輻射熱屏、第二坩堝之間的旋轉對稱軸重合；所述第一熱輻射屏和所述第二坩堝的間距為1?10mm。根據本實用新型提供的碳化硅單晶生長用坩堝受熱時內部溫度熱場均勻，最大程度確保坩堝內SiC單晶生長用原料受熱均勻，提高晶體成品質量。

技術領域

本實用新型屬于半導體材料制造技術領域，具體地，涉及一種碳化硅單晶生長用坩堝和生長裝置。

背景技術

碳化硅(SiC)材料由于具備禁帶寬度大、擊穿電場高、熱導率大、電子飽和漂移速率快、化學穩定性高、抗輻射能力強等各種優越性能，可以用于耐高溫、高頻、抗輻射、大功率半導體器件材料，具有廣泛的運用前景，然而由于SiC單晶生長條件嚴苛，易受到環境的影響，導致產品質量缺陷，因此，對于獲得高質量SiC以實現SiC基器件優異的性能，其生長技術是關鍵。

目前，SiC單晶的生長過程主要是通過石墨坩堝加熱SiC單晶生長用原料，使其升華，并在SiC籽晶上凝結并結晶得到SiC單晶產品，然而，目前的石墨坩堝結構簡單，其在受熱時，內部不同位置有較大的溫度差異，側壁處的溫度高，而中心區域的溫度低，導致處于石墨坩堝內部的SiC原料所受的熱場也不均勻，嚴重影響了坩堝內部的SiC單晶生長用原料升華后的氣體組分的輸運，進而導致晶體質量可控性變差。

因此，提供一種碳化硅單晶生長用坩堝和生長裝置十分重要。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的之一在于提供一種SiC單晶生長用坩堝，所述坩堝受熱時內部溫度熱場均勻，最大程度確保坩堝內SiC單晶生長用原料受熱均勻，提高晶體成品質量。

本實用新型的另一個目的在于，提供一種SiC單晶的生長裝置。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種碳化硅單晶生長用坩堝，包括：第一坩堝，所述第一坩堝具有原料腔和位于所述原料腔上方的生長腔；第二坩堝，位于所述原料腔內；至少一層第一熱輻射屏，位于所述第一坩堝和所述第二坩堝之間；所述第一坩堝、輻射熱屏、第二坩堝之間的旋轉對稱軸重合；所述第一熱輻射屏和所述第二坩堝的間距為 1-10mm。

在一些實施例中，所述碳化硅單晶生長用坩堝還包括第二熱輻射屏，所述第二熱輻射屏位于所述第二坩堝內，并與所述第二坩堝的旋轉對稱軸重合。

在一些實施例中，所述碳化硅單晶生長用坩堝還包括籽晶托，所述籽晶托位于所述生長腔內。

在一些實施例中，所述第一熱輻射屏包括2-10層，每一層之間的間距為2-10mm。

在一些實施例中，所述第一熱輻射屏的厚度為0.5-1mm。

在一些實施例中，所述第一坩堝為石墨坩堝。

在一些實施例中，所述第二坩堝的厚度為0.5-2mm。

在一些實施例中，所述第二熱輻射屏為金屬圓筒，所述金屬圓筒的外徑為10-80mm。

本實用新型還提供了一種碳化硅單晶生長用坩堝，包括：第一石墨坩堝，所述第一石墨坩堝具有原料腔和位于所述原料腔上方的生長腔；第二金屬坩堝，位于所述原料腔內；第一金屬熱輻射屏，位于所述第一石墨坩堝和所述金屬坩堝之間；第二金屬熱輻射屏，位于所述第二金屬坩堝內；所述第一石墨坩堝、第一金屬熱輻射屏、第二金屬坩堝，以及第二金屬熱輻射屏之間的旋轉對稱軸重合；所述第一金屬熱輻射屏包括3-7層，最內的一層的第一金屬熱輻射屏與所述第二金屬坩堝的間距為1-10mm。