[發明專利]碳化硅晶體生長裝置

有效

• 申請號: 202111448965.3
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114108096B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 燕靖;陳俊宏
• 申請（專利權）人: 江蘇集芯半導體硅材料研究院有限公司
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種碳化硅晶體生長裝置，其特征在于，包括：坩堝組件，所述坩堝組件具有容納腔，所述容納腔適于放置原料和籽晶，所述坩堝組件具有進氣口、出氣口和進氣通道，所述進氣口和所述出氣口均與所述容納腔連通，所述進氣通道的進氣端位于所述容納腔外，所述進氣通道的出氣端埋入所述原料內，

所述進氣通道適于通入含有氣態釩化合物的混合氣，所述進氣口適于通入含有還原性氣體的吹掃氣，所述原料受熱升華產生的碳化硅氣體適于在所述混合氣和所述吹掃氣的驅動下傳輸至所述籽晶表面沉積，所述出氣口用于排出過剩氣體；

所述容納腔包括：

第一腔室，所述第一腔室適于放置所述籽晶；

第二腔室，所述第二腔室位于所述第一腔室的內側，所述第二腔室適于盛放所述原料；

所述進氣口和所述出氣口均形成于所述第一腔室的腔壁且均與所述第一腔室連通，所述進氣通道的進氣端位于所述第一腔室的外側，所述進氣通道的出氣端位于所述第二腔室內并埋入原料；

所述坩堝組件包括：

生長坩堝，所述進氣口和所述出氣口均形成于所述生長坩堝；

內坩堝，所述內坩堝設于所述生長坩堝的內側，所述內坩堝包括：

堝本體，所述堝本體的外壁與所述生長坩堝的內壁限定出所述第一腔室，所述堝本體的內側限定出所述第二腔室，所述堝本體的外周壁上形成有連通所述第二腔室和所述第一腔室的連通口；

連接軸管，所述連接軸管用于連接所述堝本體和所述生長坩堝，所述連接軸管限定出所述進氣通道；連接軸管穿設于生長坩堝的頂壁，連接軸管適于帶動堝本體相對于生長坩堝轉動；

所述連通口設有多個，多個所述連通口分為多個連通口組，多個連通口組沿所述堝本體的軸向間隔設置，每個所述連通口組包括沿所述堝本體的周向間隔設置的至少兩個連通口，

在沿所述堝本體的軸向且從上至下的方向上，位于下側的所述連通口組內的所述連通口的直徑大于位于上側的所述連通口組內的所述連通口的直徑；

所述第一腔室包括：

氣體通道，所述氣體通道由所述生長坩堝的內周壁和所述內坩堝的外周壁共同限定出，所述氣體通道鄰近下端的部分沿所述坩堝組件的軸向向下且向內傾斜延伸；

籽晶安置空間，所述籽晶安置空間位于所述氣體通道的下側并與所述氣體通道連通，所述籽晶設于所述籽晶安置空間的底部，

在所述氣體通道的周向方向上，任意一處的所述氣體通道的通道內壁的底端的第一參考線和通道外壁的底端的第二參考線分別與所述籽晶上周沿的兩個相對位置相交，其中，所述第一參考線為延長線或切線，所述第二參考線為延長線或切線，

所述通道外壁由所述生長坩堝的內周壁的至少部分構成，所述通道內壁由所述內坩堝的內周壁的至少部分構成。

2.根據權利要求1所述的碳化硅晶體生長裝置，其特征在于，所述混合氣包括載氣和氣態釩化合物，所述吹掃氣包括載氣和還原性氣體，其中，所述載氣為惰性氣體，所述還原性氣體為氫氣。

3.根據權利要求1所述的碳化硅晶體生長裝置，其特征在于，所述連接軸管包括：

傳輸部，所述傳輸部形成為管狀，所述進氣通道的進氣端由所述傳輸部的位于所述生長坩堝外側的一端敞開形成，所述傳輸部的內側限定出傳輸通道，

擴散部，所述擴散部與所述傳輸部的另一端相連，所述擴散部適于埋入所述原料，所述擴散部限定出與所述傳輸通道連通的擴散室，所述進氣通道的出氣端包括形成于所述擴散部的周壁的多個排氣孔，

所述傳輸通道與所述擴散室構成所述進氣通道。

4.根據權利要求3所述的碳化硅晶體生長裝置，其特征在于，所述傳輸部在參考面內的投影位于所述擴散部在參考面內的投影內，所述參考面垂直于所述連接軸管的中心軸線。

5.根據權利要求1所述的碳化硅晶體生長裝置，其特征在于，所述進氣口形成于所述生長坩堝的頂壁并與所述氣體通道連通，所述出氣口形成于所述生長坩堝的底壁且鄰近所述籽晶設置，

所述連接軸管可轉動地穿設于所述生長坩堝的頂壁，所述籽晶適于相對所述生長坩堝轉動。

6.根據權利要求1所述的碳化硅晶體生長裝置，其特征在于，還包括：

加熱裝置，所述加熱裝置用于加熱所述容納腔內的原料以使所述原料升華產生氣體；

第一供氣裝置，所述第一供氣裝置適于向所述進氣通道通入含有氣態釩化合物的混合氣；

第二供氣裝置，所述第二供氣裝置適于向所述進氣口通入含有還原性氣體的吹掃氣。