[發明專利]碳化硅單晶生長控制裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202110248412.7
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113026099A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 林大野;王治中;蔡欽銘
• 申請（專利權）人: 廣州愛思威科技股份有限公司
• 主分類號: C30B25/16
• 分類號: C30B25/16;C30B25/14;C30B29/36
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 郝懷慶

1.一種碳化硅單晶生長控制裝置，其特征在于，包括：

殼體，所述殼體內形成有反應腔室，所述反應腔室內設有碳化硅籽晶置放位；

加熱裝置，設于所述殼體，用以控制所述反應腔室的內部溫度；以及，

硅源氣體管道和碳源氣體管道，均與所述反應腔室連通，所述硅源氣體管道用以向所述反應腔室內通入硅源氣體，所述碳源氣體管道用以向所述反應腔室內通入碳源氣體；其中，

所述硅源氣體管道設有第一質量流量控制器，所述碳源氣體管道設有第二質量流量控制器，所述第一質量流量控制器用以監測和控制硅源氣體的流量，所述第二質量流量控制器用以監測和控制碳源氣體的流量。

2.如權利要求1所述的碳化硅單晶生長控制裝置，其特征在于，所述硅源氣體管道與所述碳源氣體管道的氣流方向均由下至上。

3.如權利要求2所述的碳化硅單晶生長控制裝置，其特征在于，所述碳化硅單晶生長控制裝置還包括氫氣管道，所述氫氣管道與所述反應腔室連通，所述氫氣管道用以向所述反應腔室內通入氫氣；和/或，所述碳化硅單晶生長控制裝置還包括金屬去除劑管道，所述金屬去除劑管道與所述反應腔室連通，所述金屬去除劑管道用以向所述反應腔室內通入金屬去除氣體。

4.如權利要求2所述的碳化硅單晶生長控制裝置，其特征在于，所述碳化硅籽晶置放位設置于所述反應腔室的頂壁中心處。

5.如權利要求2所述的碳化硅單晶生長控制裝置，其特征在于，所述加熱裝置為加熱線圈，所述加熱線圈纏繞設置于所述反應腔室的周側壁。

6.如權利要求5所述的碳化硅單晶生長控制裝置，其特征在于，所述加熱線圈包括多個從下到上并排設置的子線圈，多個所述子線圈的發熱溫度從下到上遞減。

7.一種碳化硅單晶生長控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步驟：

將碳化硅籽晶放置于反應腔室內的碳化硅籽晶置放位；

通過加熱裝置控制反應腔室的內部溫度；

通過硅源氣體管道向所述反應腔室內通入硅源氣體；

通過碳源氣體管道向所述反應腔室內通入碳源氣體；以及，

調節硅源氣體管道處的第一質量流量控制器與碳源氣體管道處的第二質量流量控制器，以控制硅源氣體流量和碳源氣體流量之比。

8.如權利要求7所述的碳化硅單晶生長控制方法，其特征在于，所述控制方法還包括以下步驟：

通過氫氣管道向所述反應腔室內通入氫氣；和/或，通過金屬去除劑管道向所述反應腔室內通入二氯乙烯氣體。

9.如權利要求8所述的碳化硅單晶生長控制方法，其特征在于，所述硅源氣體管道與所述碳源氣體管道的氣流方向均從下到上，所述加熱裝置為加熱線圈，所述加熱線圈纏繞設置于所述反應腔室的周側壁，所述通過加熱裝置控制反應腔室的內部溫度的步驟具體包括以下步驟：

控制所述加熱線圈的發熱溫度從下到上遞減；

控制硅源氣體和碳源氣體進入所述反應腔室時的溫度范圍為2300℃～2800℃；以及，

控制所述碳化硅籽晶置放位處的溫度范圍為1800℃～2200℃。

10.如權利要求7所述的碳化硅單晶生長控制方法，其特征在于，所述通過硅源氣體管道向所述反應腔室內通入硅源氣體的步驟中，所述硅源氣體為SiH₄；

所述通過碳源氣體管道向所述反應腔室內通入碳源氣體的步驟中，所述碳源氣體為烷烴、烯烴和炔烴中的任意一種。