[發(fā)明專利]一種提高碳化硅晶體質(zhì)量的方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110393802.3 | 申請(qǐng)日： | 2021-04-13 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113089087B | 公開（公告）日： | 2022-10-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 不公告發(fā)明人 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 哈爾濱科友半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)裝備與技術(shù)研究院有限公司 |
| 主分類號(hào)： | C30B23/00 | 分類號(hào)： | C30B23/00;C30B29/36 |
| 代理公司： | 哈爾濱市文洋專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23210 | 代理人： | 王艷萍 |
| 地址： | 150000 黑龍江省哈爾濱市松北區(qū)智谷二街3*** | 國(guó)省代碼： | 黑龍江;23 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 提高 碳化硅 晶體 質(zhì)量 方法 | ||
一種提高碳化硅晶體質(zhì)量的方法，本發(fā)明涉及碳化硅晶體的生長(zhǎng)方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的物理氣相傳輸法生長(zhǎng)碳化硅單晶的良品率低的技術(shù)問題。本方法是：一、在用于生長(zhǎng)碳化硅晶體的石墨坩堝中，由下至上裝填三層材料，其中：底層為碳化硅粉末層；中間層的中心部分為大孔多孔石墨，中間層的外圍部分為小孔多孔石墨；上層的中心部分為大粒碳化硅多晶，上層的外圍部分為小粒碳化硅多晶；二、將碳化硅籽晶固定在上蓋的內(nèi)下方，密封坩堝；三、加熱，進(jìn)行晶體生長(zhǎng)，得到碳化硅晶體。采用本發(fā)明的方法生長(zhǎng)出的碳化硅晶體的良品率達(dá)到50％以上，是現(xiàn)有的普通裝料法技術(shù)的2～3倍。本發(fā)明可用于碳化硅晶體生長(zhǎng)領(lǐng)域。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及碳化硅晶體的生長(zhǎng)方法。
背景技術(shù)
物理氣相傳輸法(PVT)是用來生長(zhǎng)碳化硅單晶的常用方法，該生長(zhǎng)方法的步驟是：將碳化硅源粉裝入坩堝的底部，同時(shí)將碳化硅籽晶固定在坩堝的頂部，密閉坩堝，其中底部的碳化硅源粉處于高溫區(qū)，頂部的碳化硅籽晶處于低溫區(qū)，在2200℃以上的高溫下，底部的碳化硅源粉升華并向上輸運(yùn)，在低溫的碳化硅籽晶處結(jié)晶，得到碳化硅單晶。在PVT法碳化硅晶體生長(zhǎng)過程中，坩堝邊緣溫度較中心高，邊緣一般升華速率較快，很難控制邊緣和中間的原料以相同的升華速率升華，這樣會(huì)導(dǎo)致碳化硅原料的中間形成致密多晶原料體，進(jìn)而在后期晶體生長(zhǎng)過程中，原料無法滿足晶體生長(zhǎng)需要，整個(gè)生長(zhǎng)表面出現(xiàn)生長(zhǎng)緩慢、多型、生長(zhǎng)不均勻等現(xiàn)象，良品率在20％以下。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的物理氣相傳輸法生長(zhǎng)碳化硅單晶的良品率低的技術(shù)問題，而提供一種提高碳化硅晶體質(zhì)量的方法。
本發(fā)明的提高碳化硅晶體質(zhì)量的方法，具體是：
一、碳化硅晶體的生長(zhǎng)爐包括石墨坩堝1、上蓋2、下加熱器3、中加熱器4和上加熱器5；其中在石墨坩堝1外由下至上分別設(shè)置下加熱器3、中加熱器4和上加熱器5，用于加熱；上蓋2設(shè)置在石墨坩堝1頂部，上蓋2用于密封石墨坩堝1并且用于固定碳化硅籽晶6；在用于生長(zhǎng)碳化硅晶體的石墨坩堝1中，由下至上裝填三層材料，其中：
底層為碳化硅粉末層7；
中間層的中心部分為大孔多孔石墨8，中間層的外圍部分為小孔多孔石墨9，其中大孔多孔石墨的孔徑為500～1000um，小孔多孔石墨的孔徑為50～200um；
上層的中心部分為大粒碳化硅多晶10，上層的外圍部分為小粒碳化硅多晶11；大粒碳化硅多晶10的粒徑為300～600um，小粒碳化硅多晶11的粒徑為50～100um；
二、將碳化硅籽晶6固定在上蓋2的內(nèi)下方，密封坩堝；
三、開啟下加熱器3、中加熱器4和上加熱器5，使碳化硅粉末層的溫度達(dá)到2200～2300℃、中間層的溫度達(dá)到2000～2200℃，碳化硅籽晶6處的溫度達(dá)到1800～2000℃，進(jìn)行晶體生長(zhǎng)，生長(zhǎng)結(jié)束后降至室溫，得到碳化硅晶體。
更進(jìn)一步地，沿高度方向，上層、中間層、底層的厚度比為1：(2～3)：(3～7)；
更進(jìn)一步地，上層的厚度是1～3mm；
更進(jìn)一步地，沿徑向方向，中間層的大孔多孔石墨8構(gòu)成的圓柱的半徑與小孔多孔石墨9構(gòu)成的圓筒的厚度的比為(1～3.5)：1；
更進(jìn)一步地，沿徑向方向，上層的大粒碳化硅多晶10構(gòu)成的圓柱的半徑與小粒碳化硅多晶11構(gòu)成的圓筒的厚度的為(1～3.5)：1；
更進(jìn)一步地，步驟三中，晶體生長(zhǎng)時(shí)間為100～200小時(shí)。
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