碳化硅晶体生长装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种碳化硅晶体生长装置，包括：坩埚，坩埚的内顶壁设有籽晶；支撑杆和多个伸缩臂，支撑杆穿设于坩埚，支撑杆与籽晶的中心轴线在同一条直线上，多个伸缩臂绕支撑杆均匀间隔开排布，每个伸缩臂沿坩埚的径向方向水平设置，每个伸缩臂包括第一段和第二段，第一段的径向内端与支撑杆相连，第二段与第一段的径向外端相连，第二段相对第一段可向外移动，每个伸缩臂由钼、钽、铌和钨中的一种或多种材料制得。根据本实用新型专利技术的碳化硅晶体生长装置，可实现碳化硅晶体生长中所需的径向温度梯度的改变，从而有利于提高晶体生长的品质。质。质。

【技术实现步骤摘要】
碳化硅晶体生长装置


[0001]本技术涉及晶体生长领域，尤其是涉及一种碳化硅晶体生长装置。

技术介绍

[0002]SiC作为第三代半导体材料之一，具有禁带宽度大、热导率高、临界击穿电场强度高等出色的物理和化学特性，非常适合用于抗辐射、耐腐蚀、耐高温等场合。目前普遍采用物理气相传输(PVT)法进行SiC单晶的生长，即在高温低压下使碳化硅粉料升华产生的气相输运至籽晶处重新结晶。然而，PVT法难以实现碳化硅晶体生长中所需的径向温度梯度的改变，影响碳化硅晶体的生长品质。

技术实现思路

[0003]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术在于提出一种碳化硅晶体生长装置，可实现碳化硅晶体生长中所需的径向温度梯度的改变，从而有利于提高晶体生长的品质。
[0004]根据本技术实施例的碳化硅晶体生长装置，包括：坩埚，所述坩埚的内顶壁设有籽晶；支撑杆和多个伸缩臂，所述支撑杆穿设于所述坩埚，所述支撑杆与所述籽晶的中心轴线在同一条直线上，多个所述伸缩臂绕所述支撑杆均匀间隔开排布，每个所述伸缩臂沿所述坩埚的径向方向水平设置，每个所述伸缩臂包括第一段和第二段，所述第一段的径向内端与所述支撑杆相连，所述第二段与所述第一段的径向外端相连，所述第二段相对所述第一段可移动以使得所述伸缩臂的长度可调，每个所述伸缩臂由钼、钽、铌和钨中的一种或多种材料制得。
[0005]根据本技术实施例的碳化硅晶体生长装置，通过使得伸缩臂包括第一段和第二段，第二段相对第一段可移动以使得伸缩臂的长度可调，且伸缩臂是由钼、钽、铌或钨等感应发热材料制得，在长晶前期，可以控制伸缩臂处于收缩状态，处于收缩状态的伸缩臂感应加热，可使籽晶生长表面中心温度高，边缘相对低，形成温度梯度，使长晶从籽晶边缘开始，向中心生长，在横向有方向型的定向生长可以阻止螺旋位错等缺陷的产生，在稳定生长阶段，随着伸缩臂的伸长，伸缩臂所形成的热源开始向边缘靠近，使中心温度下降，此时中心生长加快，长晶从中心向边缘生长，一方面，可以释放晶体生长中的应力，另一方面，增加扩径可以有效的减少位错等缺陷的遗传，从而有利于提高晶体生长的品质。
[0006]在本技术的一些实施例中，所述碳化硅晶体生长装置还包括：存料箱，所述存料箱设于所述第二段的径向外端，所述存料箱包括箱体和滑动板，所述箱体的顶壁设有多个第一通孔，所述箱体的底部设有硅粉，所述滑动板设有多个第二通孔，所述滑动板可活动地设于所述箱体内，当所述第二段向外移动到预设距离后，所述第一通孔与所述第二通孔相对以打开所述箱体。
[0007]在本技术的一些实施例中，所述滑动板的底部设有连接部，所述连接部通过软线与所述第二段相连，当所述第二段向外移动到预设距离后，所述软线拉直以带动所述
滑动板相对所述箱体移动。
[0008]在本技术的一些实施例中，所述碳化硅晶体生长装置还包括：支撑罩，所述支撑杆穿设于所述支撑罩，所述支撑杆相对所述支撑罩可转动，所述支撑杆外套有第一锥齿轮，所述第一段可转动地穿设于所述支撑罩，所述第一段的径向内端设有适于与所述第一锥齿轮配合的第二锥齿轮，所述第一段与所述第二段通过直线丝杠结构可转动且可移动地相连。
[0009]在本技术的一些实施例中，所述第一段内设有第一贯穿孔，所述第二段具有第二贯穿孔，所述第一段伸入所述第二贯穿孔内以与所述第二段可转动且可移动地相连，所述软线的一端穿过所述箱体与所述连接部相连，所述软线的另一端与通过所述第一贯穿孔与所述第一锥齿轮相连。
[0010]在本技术的一些实施例中，所述支撑杆内设有第一气体通道，第二段与第一段相连且具有与所述第一气体通道连通的第二气体通道，所述第二气体通道沿水平方向延伸，所述第二段的径向内端可移动地设于所述第二气体通道内，所述第二段在气压的作用下相对所述第一段移动。
[0011]在本技术的一些实施例中，所述第二气体通道内设有连接杆，所述软线的一端穿过所述箱体与所述连接部相连，所述软线的另一端与所述连接杆相连。
[0012]在本技术的一些实施例中，多个伸缩臂分为多个伸缩臂组，多个伸缩臂组在上下方向上间隔开设置，在从上的到下的方向上，多个所述伸缩臂组中的所述伸缩臂的长度依次增大。
[0013]在本技术的一些实施例中，所述存料箱由钼、钽、铌和钨中的一种或多种材料制得。
[0014]在本技术的一些实施例中，所述第一通孔和所述第二通孔的大小、形状以及排布方式相同。
[0015]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0016]图1是根据本技术一个实施例的碳化硅晶体生长装置的示意图，其中，坩埚盖被移除；
[0017]图2是根据本技术一个实施例的碳化硅晶体生长装置的俯视示意图，其中，此时位于上方的伸缩臂的长度L1为20mm，位于下方的伸缩臂的长度W1为50mm；
[0018]图3是图2中所示的碳化硅晶体生长装置的剖视示意图；
[0019]图4是图3中A处的放大示意图；
[0020]图5是图3中B处的放大示意图；
[0021]图6是根据本技术一个实施例的碳化硅晶体生长装置的俯视示意图，其中，位于上方的伸缩臂的长度L2为25mm，位于下方的伸缩臂的长度W2为75mm；
[0022]图7是根据本技术一个实施例的碳化硅晶体生长装置的俯视示意图，其中，位于上方的伸缩臂的长度L3为27mm，位于下方的伸缩臂的长度W3为77mm；
[0023]图8是图7中所示的碳化硅晶体生长装置的剖视示意图；
[0024]图9是图8中C处的放大示意图；
[0025]图10是根据本技术另一个实施例的碳化硅晶体生长装置的示意图；
[0026]图11是图10中D处的放大示意图；
[0027]图12是根据本技术另一个实施例的碳化硅晶体生长装置的示意图。
[0028]附图标记：
[0029]碳化硅晶体生长装置100；
[0030]坩埚10；坩埚本体11；坩埚盖12；籽晶13；
[0031]支撑杆20；第一锥齿轮21；第一气体通道22；
[0032]伸缩臂30；第一段31；第二锥齿轮311；第一贯穿孔312；第二段32；第二贯穿孔321；第二气体通道322；连接杆323；活塞324；
[0033]存料箱40；箱体41；第一通孔411；滑动板42；第二通孔421；连接部422；软线423；
[0034]支撑罩50；
[0035]连接臂60。
具体实施方式
[0036]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0037]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅晶体生长装置，其特征在于，包括：坩埚，所述坩埚的内顶壁设有籽晶；支撑杆和多个伸缩臂，所述支撑杆穿设于所述坩埚，所述支撑杆与所述籽晶的中心轴线在同一条直线上，多个所述伸缩臂绕所述支撑杆均匀间隔开排布，每个所述伸缩臂沿所述坩埚的径向方向水平设置，每个所述伸缩臂包括第一段和第二段，所述第一段的径向内端与所述支撑杆相连，所述第二段与所述第一段的径向外端相连，所述第二段相对所述第一段可向外移动，每个所述伸缩臂由钼、钽、铌和钨中的一种材料制得。2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，还包括：存料箱，所述存料箱设于所述第二段的径向外端，所述存料箱包括箱体和滑动板，所述箱体的顶壁设有多个第一通孔，所述箱体的底部设有硅粉，所述滑动板设有多个第二通孔，所述滑动板可活动地设于所述箱体内，当所述第二段向外移动到预设距离后，所述第一通孔与所述第二通孔相对以打开所述箱体。3.根据权利要求2所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述滑动板的底部设有连接部，所述连接部通过软线与所述第二段相连，当所述第二段向外移动到预设距离后，所述软线拉直以带动所述滑动板相对所述箱体移动。4.根据权利要求3所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于，还包括：支撑罩，所述支撑杆穿设于所述支撑罩，所述支撑杆相对所述支撑罩可转动，所述支撑杆外套有第一锥齿轮，所述第一段可转动地穿设于所述支撑罩，所述第一段的径向内端设有适于与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫月，陈俊宏，关春洋，
申请(专利权)人：江苏集芯半导体硅材料研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：