[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: 202110248984.5
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113026094A
• 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: C30B23/00
• 分類號: C30B23/00;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；

固態硅坩堝和固態碳坩堝，均設置于所述反應腔室內，所述固態硅坩堝設有第一開口，以向所述反應腔室內釋放硅蒸氣；所述固態碳坩堝設有第二開口，以向所述反應腔室內釋放碳蒸氣；

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，并加熱所述固態硅坩堝和所述固態碳坩堝；

第一壓力探測器和第二壓力探測器，均設置于所述反應腔室內，且所述第一壓力探測器位于所述固態硅坩堝的上方，用以監控硅蒸氣的分壓；所述第二壓力探測器位于所述固態碳坩堝的上方，用以監控碳蒸氣的分壓；以及，

控制器，第一壓力探測器和第二壓力探測器均與所述控制器電性連接，當第一壓力探測器反饋硅蒸氣的分壓偏高，則所述控制器調小所述第一開口的開口度；當第二壓力探測器反饋碳蒸氣的分壓偏低，則所述控制器調小所述第二開口的開口度。

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，所述固態硅坩堝和所述固態碳坩堝均為鎢坩堝。

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，所述第一開口設有第一蓋體，以調節所述第一開口的開口度；所述第二開口設有第二蓋體，以調節所述第二開口的開口度。

4.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，所述第一開口與所述第二開口均朝上設置，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4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；

通過加熱裝置加熱裝置控制反應腔室的內部溫度，以加熱固態硅坩堝和固態碳坩堝，以使所述固態硅坩堝通過第一開口向所述反應腔室內釋放硅蒸氣，所述固態碳坩堝通過第二開口向所述反應腔室內通入碳蒸氣；以及，

通過第一壓力探測器監控硅蒸氣的分壓，通過第二壓力探測器監控碳蒸氣的分壓；

當第一壓力探測器反饋硅蒸氣的分壓較大，通過控制器調小所述第一開口的開口度；當第一壓力探測器反饋碳蒸氣的分壓較大，通過控制器調小所述第二開口的開口度。

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，所述第一開口與所述第二開口均朝上設置，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。

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，所述通過加熱裝置控制反應腔室的內部溫度的步驟具體還包括以下步驟：

控制所述固態硅坩堝和固態碳坩堝的加熱溫度范圍為2500～2800℃；

控制所述碳化硅籽晶置放位處的溫度范圍為2000℃～2300℃。

10.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，所述控制方法還包括以下步驟：

控制所述反應腔室內的真空度范圍為0.2～0.7Pa。