碳化硅单晶锭生长装置制造方法及图纸

本发明专利技术的实例提供如下的碳化硅单晶锭生长装置，即，收纳有晶锭的原料的原料收纳部的内部直径小于晶种的直径，从而可以在增加碳化硅单晶锭的直径的同时提升碳化硅单晶锭的品质。

Silicon carbide single crystal ingot growth device

【技术实现步骤摘要】
碳化硅单晶锭生长装置
本专利技术的实例涉及收纳有晶锭的原料的原料收纳部的内部直径小于晶种的直径的碳化硅单晶锭生长装置。
技术介绍
碳化硅(SiC)具有耐热性和机械强度优秀、耐辐射性强的性质，并且具有可生产大口径基板的优点，因此作为下一代功率半导体器件用基板正在积极进行研究。尤其，单晶碳化硅(singlecrystalSiC)的能带隙(energybandgap)大且最大击穿电压(breakfieldvoltage)及导热率(thermalconductivity)优于硅(Si)。并且，单晶碳化硅的载流子迁移率与硅的不相上下，并且电子的饱和漂移速度及耐压也大。因此，预期单晶烃应用于需要高功率，高效率，高耐压及大容量的半导体设备。最近，随着碳化硅单晶锭的大口径化，使碳化硅单晶锭生长的反应容器的大小也与其成比例地变大。然而，若反应容器的大小变大，则具有需要更多的能量来加热至使碳化硅单晶锭生长的温度，而且至反应容器的中央部的温度梯度不均匀的缺点。由此，因晶锭的边缘(Edge)部分与中央(Center)部分的温度差高而导致原料的供给不均匀，晶锭的中央部分呈凸出的形态或者晶锭的边缘部分受损等，可降低晶锭的质量。
技术实现思路
本专利技术的实例的目的在于，提供如下的碳化硅单晶锭生长装置，即，收纳有晶锭的原料的原料收纳部的内部直径小于晶种的直径，从而可以在增加碳化硅单晶锭的直径的同时提升碳化硅单晶锭的品质。本专利技术的实例提供如下的碳化硅单晶锭生长装置，即，包括：晶种，具有规定的直径；以及反应容器，在上述晶种固定于内部的状态下，使晶锭在上述晶种的表面生长，上述反应容器包括：晶锭生长部，形成上述反应容器上部的至少一部分，上述晶种固定于其上端；以及原料收纳部，形成上述反应容器下部的至少一部分，在内部收纳上述晶锭的原料，上述原料收纳部的内部直径小于上述晶种的直径。本专利技术实例的碳化硅单晶锭生长装置可以使未反应原料的量最小化，因此具有节减费用的效果。并且，本专利技术实例的碳化硅单晶锭生长装置可通过使晶锭生长部的温度梯度的不均匀性最小化来制备形状、生长率及质量得到提高的碳化硅单晶锭。进一步地，本专利技术实例的碳化硅单晶锭生长装置的大口径适合制备碳化硅单晶锭。附图说明图1为示出本专利技术实例的碳化硅单晶锭生长装置的剖视图。图2为示出现有碳化硅单晶锭生长装置的剖视图。图3示出实施例的碳化硅单晶锭。图4为示出实施例的碳化硅单晶锭的紫外(UV)图像。图5为示出实施例的碳化硅单晶锭的生长完成后的残留粉末的图像。图6示出比较例的碳化硅单晶锭。图7为示出比较例的碳化硅单晶锭的紫外图像。图8为示出比较例的碳化硅单晶锭的生长完成后的残留粉末的图像。附图标记的说明100，100'：晶种200，200'：晶锭生长部300，300'：原料收纳部400，400'：反应容器500，500'：隔热部件a：晶种的直径b：原料收纳部的内部直径c：原料收纳部的外部直径D1：隔热部件的晶锭生长部侧的厚度D2：隔热部件的原料收纳部侧的厚度T1：晶锭生长部的侧壁厚度T2：原料收纳部的侧壁厚度具体实施方式以下，对本专利技术的实例进行更详细的说明。本专利技术的实例并不限定于以下所公开的内容，只要不改变专利技术的要旨，则可以变形为多种形态。在本说明书中，当提及某部分“包括”某结构要素时，只要没有特别相反的记载，就不意味着排除其他结构要素，而是还可以包括其他结构要素。应当理解，除非有特别的记载，在本说明书中所记载的表示组成成分的量、反应条件等所有数字及表现在所有情况下均由术语“约”修饰。在以往，为了使大口径的碳化硅单晶锭生长，而制造了大的用于生长碳化硅单晶锭的反应容器。图2为示出现有碳化硅单晶锭生长装置的剖视图。在图2例示了一种在内部上端固定有晶种100'，在反应容器400'的上部与下部分别形成晶锭生长部200'及原料收纳部300'的碳化硅单晶锭生长装置。上述反应容器400'被隔热部件500'围绕。然而，由于为了使大口径的碳化硅单晶锭生长，随着用于生长碳化硅单晶锭的反应容器400'尺寸变大，需要很多能量来将温度加热至使碳化硅单晶锭生长成大口径的程度。并且，还存在因热量没有顺畅地传递到晶锭生长的晶锭生长部200的中央部，而导致温度梯度不均匀且所制得的碳化硅单晶锭的质量也随之下降的问题。图1为示出本专利技术实例的碳化硅单晶锭生长装置的剖视图。在图1例示了一种在内部上端固定有晶种100，在上部与下部分别形成晶锭生长部200及原料收纳部300的反应容器的结构。并且，上述原料收纳部的内部直径b小于上述晶种的直径a。由此，可以使未反应原料的量最小化，因此不仅具有节减费用的效果，还适合制备大口径的碳化硅单晶锭。并且，本专利技术一实例的碳化硅单晶锭生长装置可以通过使碳化硅单晶锭生长的晶锭生长部200的温度梯度的不均匀性最小化，来提高碳化硅单晶锭的形状、生长率及质量。具体地，若上述晶锭生长部200的温度梯度不均匀，则碳化硅单晶锭会生长成凸出的形状。然而，由于本专利技术一实例的碳化硅单晶锭生长装置中的上述晶锭生长部200的温度梯度均匀，因此可以使单晶锭生长成扁平(flat)的形状。进一步地，由于通过上述均匀的温度梯度也实现了原料的均匀供给，因此，不仅提高碳化硅单晶锭的生长率及质量，也有利于多型控制。即，在使用4H-SiC的情况下，可以抑制3C、6H及15R等的多型体生长，且可以提高4H的生长稳定性。在本专利技术一实例的碳化硅单晶锭生长装置中，原料收纳部的侧壁厚度T2与晶锭生长部的侧壁厚度T1相比相同或更薄。并且，碳化硅单晶锭生长装置还可包括隔热部件500。在此情况下，上述隔热部件500的与上述原料收纳部侧壁相接触的部位的厚度D2可以比与上述晶锭生长部侧壁相接触的部位的厚度D1更厚。因此，可以减少使碳化硅单晶锭生长所需的能量，具有经济性。本专利技术一实例的碳化硅单晶锭生长装置包括：晶种100，具有规定的直径；以及反应容器400，在上述晶种固定于内部的状态下，使晶锭在上述晶种的表面生长；上述反应容器400包括：晶锭生长部，形成上述反应容器上部的至少一部分，上述晶种100固定于其上端；以及原料收纳部300，形成上述反应容器下部的至少一部分，在内部收纳上述晶锭的原料，上述原料收纳部的内部直径b小于上述晶种的直径a。晶种100根据本专利技术的一实例，上述晶种100可以固定在上述反应容器400的内部上端。上述晶种100可根据4H-SiC、6H-SiC、3C-SiC或15R-SiC等所要生长的结晶的种类来使用具有多种结晶结构的晶种100。根据本专利技术的一实例，上述晶种的直径a为4英寸以上。具体地，上述晶种的直径a可以为4英寸以上且50英寸以下。更具体地，上述晶种的直径a可以为4英寸至30英寸、4英寸至20英寸、4英寸至15英寸、4英寸至10英寸或4英寸至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅单晶锭生长装置，其特征在于，/n包括：/n晶种，具有规定的直径；以及/n反应容器，在上述晶种固定于内部的状态下，使晶锭在上述晶种的表面生长，/n上述反应容器包括：/n晶锭生长部，形成上述反应容器上部的至少一部分，上述晶种固定于其上端；以及/n原料收纳部，形成上述反应容器下部的至少一部分，在内部收纳上述晶锭的原料，/n上述原料收纳部的内部直径小于上述晶种的直径。/n

【技术特征摘要】
20180810 KR 10-2018-00937571.一种碳化硅单晶锭生长装置，其特征在于，
包括：
晶种，具有规定的直径；以及
反应容器，在上述晶种固定于内部的状态下，使晶锭在上述晶种的表面生长，
上述反应容器包括：
晶锭生长部，形成上述反应容器上部的至少一部分，上述晶种固定于其上端；以及
原料收纳部，形成上述反应容器下部的至少一部分，在内部收纳上述晶锭的原料，
上述原料收纳部的内部直径小于上述晶种的直径。


2.根据权利要求1所述的碳化硅单晶锭生长装置，其特征在于，上述晶种的直径为4英寸以上。


3.根据权利要求1所述的碳化硅单晶锭生长装置，其特征在于，上述原料收纳部的外部直径小...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔正宇，金政圭，具甲烈，高上基，张炳圭，
申请(专利权)人：SKC株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR