[實用新型]一種碳化硅同質外延生長設備

有效

• 申請號: 202120332516.1
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN214254358U
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 毛張文;林科闖;鄭元宇;張富欽
• 申請（專利權）人: 廈門市三安集成電路有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;C23C16/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種碳化硅同質外延生長設備，包括腔體、頂蓋、生長載臺、透明探溫窗口、支架和復數個紅外高溫探測計，頂蓋與腔體扣合形成供外延生長的空間，腔體的底部設有排氣口，腔體的內部設有生長載臺，頂蓋設有進氣口和測試安裝口，至少一紅外高溫探測計安裝在頂蓋的測試安裝口中；透明探溫窗口設于腔體的側壁，支架的一端固定在腔體上，另一端通過萬向節與至少一紅外高溫探測計連接，紅外高溫探測計在透明探溫窗口范圍內轉動。本實用新型可以實時監控到生長過程中SiC外延片表面任意位置的溫度，從而獲得高濃度均勻性的SiC外延片。

技術領域

本實用新型涉及半導體外延生長的技術領域，特指一種碳化硅同質外延生長設備。

背景技術

SiC（碳化硅）與Si（硅）相比的優勢具有高禁帶寬度、高熱導率、高臨界擊穿電場等有益的物理性質，可廣泛的應用于高溫、高電壓、大功率等電力電子器件，具有極高的應用價值。目前市場上的SiC器件是通過在SiC基板上同質外延SiC層形成SiC外延片，然后在SiC外延片上進行器件制作。相比于直接在襯底上進行器件制作，通過同質外延層的生長，可以生長出多種規格的外延片，以滿足器件設計需求。

SiC同質外延生長通常采用化學氣相沉積（CVD）的方法獲得，同質SiC外延片的主要規格參數為缺陷密度、摻雜濃度和外延層厚度。其中，摻雜濃度和外延層厚度會對器件的電學性能產生影響，因此，其片間均勻性和片內均勻性就至關重要。

SiC外延片使用化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition，CVD）法進行生長，生長溫度1610-1650℃，生長溫度對成膜質量有關鍵影響。為了獲得高質量的SiC薄膜，業界已通過一系列的硬件優化來以獲得SiC外延片內更好的溫度均勻性，業內通常使用紅外紅外高溫探測計進行溫度探測。

如圖1所示，一種碳化硅同質外延生長設備，包括腔體1和頂蓋2，頂蓋2與腔體1扣合形成供外延生長的空間。腔體1的底部設有排氣口11，腔體1的內部設有生長載臺12，頂蓋2設有進氣口21和測試安裝口22，紅外高溫探測計4通常是安裝在測試安裝口22中，一般紅外高溫探測計4的數量為2個，分別用來探測生長中的SiC外延片中心和邊緣的溫度。在實際生產過程中，將SiC襯底放置在生長載臺12上生長SiC同質外延，由于腔體設計原因，紅外高溫探測計4只能探測到固定兩個位置的溫度，在生長過程中，沒有辦法實時監控到SiC外延片表面任意位置的溫度。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種碳化硅同質外延生長設備，可以實時監控到生長過程中的SiC外延片表面任意位置的溫度，從而獲得高濃度均勻性的SiC外延片。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術解決方案是：

一種碳化硅同質外延生長設備，包括腔體、頂蓋、生長載臺、透明探溫窗口、支架和復數個紅外高溫探測計，頂蓋與腔體扣合形成供外延生長的空間，腔體的底部設有排氣口，腔體的內部設有生長載臺，頂蓋設有進氣口和測試安裝口，至少一紅外高溫探測計安裝在頂蓋的測試安裝口中；透明探溫窗口設于腔體的側壁，支架的一端固定在腔體上，另一端通過萬向節與至少一紅外高溫探測計連接，紅外高溫探測計在透明探溫窗口范圍內轉動。

進一步，還包括觀測臺，觀測臺固定在腔體的側壁上并垂直于側壁，其位于透明探溫窗口的下方，支架固定在觀測臺上。

進一步，還包括激光指示燈，激光指示燈安裝在萬向節上。

進一步，萬向節由套設的兩個活動環和兩個轉軸組成。

進一步，紅外高溫探測計與萬向節以可拆卸的方式連接。

進一步，透明探溫窗口面向腔體的內側，設一可拆卸透明罩。

進一步，可拆卸透明罩的面積大于透明探溫窗口的面積，且與透明探溫窗口間隔設置。