本实用新型专利技术公开了一种用于生长碳化硅单晶的装置，涉及半导体生长技术领域，包括容纳容器以及过滤体，过滤体上布设有透气孔，透气孔能够使气相组分穿过并能够截留固体碳颗粒，过滤体用于设于容纳容器的空腔内，过滤体的外侧壁用于与空腔的内侧壁贴合，过滤体的顶面与空腔的顶壁之间留有第一空间，过滤体的底面与空腔的底壁之间留有第二空间，空腔的顶壁用于承载籽晶，第二空间用于容纳碳化硅粉料，本实用新型专利技术公开的用于生长碳化硅单晶的装置能够有效地避免在碳化硅晶体内形成碳包裹物。有效地避免在碳化硅晶体内形成碳包裹物。有效地避免在碳化硅晶体内形成碳包裹物。
【技术实现步骤摘要】
一种用于生长碳化硅单晶的装置
[0001]本技术涉及半导体生长
，特别是涉及一种用于生长碳化硅单晶的装置。
技术介绍
[0002]碳化硅作为第三代宽禁带半导体材料的重要成员，具有宽带隙、高击穿电场、高热导率、高电子饱和迁移速率和高抗辐射能力，更适合制造高温、高频、大功率和抗辐射器件，在射频通信、卫星雷达、汽车电子、工业电力电子等邻域具有广阔的应用前景。
[0003]采用物理气相输运法生长碳化硅晶体的技术日趋成熟，其原理是通过中频感应加热方式使放置于线圈内的石墨坩埚发热，且在石墨坩埚的竖直方向上形成轴向温度梯度，温度梯度为坩埚底部高、而顶部低；当加热达到一定温度时(比如2100摄氏度)，石墨坩埚里的碳化硅粉料升华形成晶体生长的气态氛围(包括si、si2C、SiC2等气相组分)，由于坩埚顶部温度低，这些升华出的气相组分输运到顶部的籽晶(籽晶是具有和所需晶体相同晶向的小晶体，是生长单晶的种子，也叫晶种)的表面后结晶，从而实现碳化硅单晶的生长。
[0004]现有的碳化硅单晶生长装置中，在碳化硅粉料分解升华的三种主要气相组分中，Si组分的分压高于si2C和SiC2两种含碳气相组分，使得升华法生长过程中的气相物质通常是富含si元素的，进而使得未蒸发的碳化硅粉料变得越来越富含C元素，导致单晶生长过程中发生粉料的碳化，而碳化的固态碳颗粒被输运到生长面上，在碳化硅晶体内就会形成碳包裹物。碳包裹物会成为微管道和螺旋位错的起始点，并形成更多的缺陷，严重影响碳化硅单晶体的质量。
[0005]因此，如何减少单晶中的碳包裹物，是目前碳化硅单晶生长技术中迫切需要解决的技术难题。
技术实现思路
[0006]本技术的目的是提供一种用于生长碳化硅单晶的装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够有效地避免在碳化硅晶体内形成碳包裹物。
[0007]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
[0008]本技术提供一种用于生长碳化硅单晶的装置，包括容纳容器以及过滤体，所述过滤体上布设有透气孔，所述透气孔能够使气相组分穿过并能够截留固体碳颗粒，所述过滤体用于设于所述容纳容器的空腔内，所述过滤体的外侧壁用于与所述空腔的内侧壁贴合，所述过滤体的顶面与所述空腔的顶壁之间留有第一空间，所述过滤体的底面与所述空腔的底壁之间留有第二空间，所述空腔的顶壁用于承载籽晶，所述第二空间用于容纳碳化硅粉料。
[0009]优选的，所述过滤体的中部具有凹陷部，且所述凹陷部到所述空腔的底壁的距离小于所述过滤体的外边沿到所述空腔的底壁的距离。
[0010]优选的，所述容纳容器包括坩埚和坩埚盖，所述坩埚的底端封闭，所述坩埚的顶端
开口，所述坩埚盖用于固定封盖于所述坩埚的顶端并将所述坩埚的顶端开口完全遮盖，所述籽晶用于固定设于所述坩埚盖上靠近所述坩埚的壁面上。
[0011]优选的，所述坩埚为空心圆柱体。
[0012]优选的，所述坩埚和所述坩埚盖均由石墨材料制得。
[0013]优选的，所述凹陷部为圆筒状。
[0014]优选的，所述凹陷部的深度与所述碳化硅粉料的高度的比值为1:1～1:3。
[0015]优选的，所述过滤体的厚度为2～6毫米。
[0016]优选的，所述过滤体的孔隙率为30％～80％。
[0017]优选的，所述籽晶的具有碳极性的一端用于靠近所述碳化硅粉料，所述籽晶的另一端用于粘结固定于所述空腔的顶壁的中央。
[0018]本技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0019]本技术提供的用于生长碳化硅单晶的装置，通过在容纳容器内设置过滤体，并将碳化硅粉料置于过滤体的底面与空腔的底壁之间的第二空间内，将籽晶置于空腔的顶壁上，通过过滤体阻隔碳化硅单晶生长过程中碳化的固态碳颗粒，能够有效地避免固态碳颗粒随碳化硅粉料升华的气相组分达到生长面上，从而有效地避免在碳化硅晶体内形成碳包裹物以及微管等各种缺陷、位错，保证碳化硅单晶体的质量。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为现有技术中的用于生长碳化硅单晶的装置示意图；
[0022]图2为本技术提供的用于生长碳化硅单晶的装置的一种结构示意图；
[0023]图3为本技术提供的用于生长碳化硅单晶的装置的另一种结构示意图。
[0024]图中：1
’‑
坩埚盖；2
’‑
籽晶；3
’‑
碳化硅粉料；4
’‑
坩埚；1
‑
坩埚盖；2
‑
籽晶；3
‑
碳化硅粉料；4
‑
坩埚；5
‑
凹陷部；6
‑
过滤体。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]本技术的目的是提供一种用于生长碳化硅单晶的装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够有效地避免在碳化硅晶体内形成碳包裹物。
[0027]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0028]实施例一
[0029]如图2所示，本实施例提供一种用于生长碳化硅单晶的装置，包括容纳容器以及过
滤体6，过滤体6上布设有透气孔，透气孔能够使气相组分穿过并能够截留固体碳颗粒，过滤体6用于设于容纳容器的空腔内，过滤体6的外侧壁用于与空腔的内侧壁贴合，过滤体6的顶面与空腔的顶壁之间留有第一空间，过滤体6的底面与空腔的底壁之间留有第二空间，空腔的顶壁用于承载籽晶2，第二空间用于容纳碳化硅粉料3。
[0030]现有的利用物理气相输运法生长碳化硅晶体的装置的粉料装填方式，常见的如图1所示，包含坩埚盖1
’
、粘贴到坩埚盖1
’
上的碳化硅的籽晶2
’
、碳化硅粉料3
’
以及坩埚4
’
，这种装填方式，碳化硅粉料3
’
完全装填到坩埚4
’
内，料面水平，在碳化硅单晶生长过程中，须将整个坩埚加热到2000～2400摄氏度，并通过调控外围保温体系使得坩埚4
’
下部的温度高于坩埚4
’
上部的温度，尤其使碳化硅的籽晶2
’
位置处的温度最低，这样碳化硅粉料3
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于生长碳化硅单晶的装置，其特征在于：包括容纳容器以及过滤体，所述过滤体上布设有透气孔，所述透气孔能够使气相组分穿过并能够截留固体碳颗粒，所述过滤体用于设于所述容纳容器的空腔内，所述过滤体的外侧壁用于与所述空腔的内侧壁贴合，所述过滤体的顶面与所述空腔的顶壁之间留有第一空间，所述过滤体的底面与所述空腔的底壁之间留有第二空间，所述空腔的顶壁用于承载籽晶，所述第二空间用于容纳碳化硅粉料。2.根据权利要求1所述的用于生长碳化硅单晶的装置，其特征在于：所述过滤体的中部具有凹陷部，且所述凹陷部到所述空腔的底壁的距离小于所述过滤体的外边沿到所述空腔的底壁的距离。3.根据权利要求2所述的用于生长碳化硅单晶的装置，其特征在于：所述容纳容器包括坩埚和坩埚盖，所述坩埚的底端封闭，所述坩埚的顶端开口，所述坩埚盖用于固定封盖于所述坩埚的顶端并将所述坩埚的顶端开口完全遮盖，所述籽晶用于固定设于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：苗浩伟，陈鹏飞，
申请(专利权)人：北京清研半导科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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