本发明专利技术涉及一种用于生长单晶、尤其是碳化硅单晶的装置(501)，该装置包括坩埚(502)，所述坩埚(502)定义外周面(503)并且还包围界定容纳空间(504)，该容纳空间具有在底部区段(505)和开口区段(506)之间的轴向延伸部，该容纳空间(504)构造用于生长晶体，在开口区段(506)中设置至少一个晶种层(507)，所述晶种层(507)在背离容纳空间(504)的一侧上借助于增重块(508)增重并且尤其是仅通过所述增重块(508)的重力抵靠在至少一个设置在开口区段中的保持区段(509)上地固定在其位置中。的保持区段(509)上地固定在其位置中。的保持区段(509)上地固定在其位置中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生长单晶的装置
[0001]本专利技术涉及一种用于生长单晶、尤其是碳化硅单晶的装置，其包括坩埚，所述坩埚定义外周面并且还包围界定容纳空间，该容纳空间具有在底部区段和开口区段之间的轴向延伸部，该容纳空间构造用于生长晶体，所述装置具有至少一个晶种层。
技术介绍
[0002]目前以工业规模人工制备单晶，以用于许多技术应用。根据导致晶体的相变，在此可以区分从熔体、从溶液和从气相的生长。在从气相的生长中，还可以区分升华或物理气相沉积制造方法以及化学气相沉积方法。在物理气相沉积中，通过加热蒸发待生长的物质，使得其转变为气相。气体可以在适合的条件下在晶种上再升华，由此实现晶体的生长。通常作为多晶体存在的原料(粉末或颗粒)以这种方式经历重结晶。化学气相沉积的作用原理类似。在化学气相沉积中，待生长的物质只有通过与其化学结合的辅助物质才能转变为气相，因为否则蒸汽压力会过低。与辅助物质结合因此实现了向晶种的更高的传输率。
[0003]碳化硅单晶尤其是基于其半导体特性而备受关注。其制造在具有坩埚和晶种的炉中进行，在坩埚中加热碳化硅原料，在晶种上通过沉积实现进一步的晶体生长。此外，工艺腔室的内部被抽真空。石墨用作具有坩埚的最内部工艺腔室的材料。通常，晶种直接位于包含原料的坩埚的顶盖上。
[0004]在已知方法中出现的一个问题是，将在晶体生长过程中形成的晶锭与顶盖分离，因为在传统方法中晶锭与顶盖生长在一起。为此，通常使用切割或锯切方法。此外，传统解决方案有利于在顶盖和晶种边缘区域之间的过渡区域中形成缺陷部位，因为在已知的解决方案中可能会在晶种的并不计划用于生长晶体的侧边缘处发生沉积。
技术实现思路
[0005]本专利技术的任务是克服现有技术的缺点并简化单晶的制造。
[0006]根据本专利技术，该任务通过以下方式解决：所述晶种层在背离容纳空间的一侧上借助于增重块增重并且(尤其是仅)通过所述增重块的重力抵靠在坩埚的至少一个保持区段上地固定在其位置中。
[0007]根据本专利技术的解决方案使得能够以简单的方式从坩埚移除晶锭，而不必为此从顶盖上切下或剥离晶锭。
[0008]为了覆盖不用于结晶的区域，可以规定，所述晶种层以至少一个外边缘区域贴靠在所述至少一个保持区段上。
[0009]已证明特别有利的是，所述至少一个保持区段构造成围绕开口区段的开口环绕。
[0010]根据本专利技术的一种优选扩展方案可以规定，所述至少一个保持区段由具有环形或管形基体的保持器的至少一个朝向坩埚纵向中心轴线的区段形成，所述至少一个保持区段从所述基体突出。
[0011]保持器在坩埚中的特别可靠的定位规定，所述保持器通过螺纹拧入坩埚中。
[0012]根据一种优选的变型方案在此可以规定，所述保持器在基体的周面上具有外螺纹，并且限定所述开口的周面具有与所述外螺纹相对应的内螺纹。
[0013]在一种有利的扩展方案中，所述增重块设置在晶种层和坩埚的顶盖之间，所述增重块和顶盖构造成彼此分离的。
[0014]已被证明特别有利的是，所述增重块松动地设置在顶盖和晶种层之间。
[0015]本专利技术的一种变型方案在于，所述至少一个晶种层施加在载体基质上并且增重块平放在所述载体基质上。
[0016]有利的是，所述载体基质可以由石墨制成。
[0017]所述增重块和/或保持器可以由金属、陶瓷、矿物或塑料制成，尤其由耐火材料、碳化物、氧化物或氮化物制成。
[0018]优选规定，所述坩埚设置在感应加热炉的腔室中。
附图说明
[0019]为了更好地理解本专利技术，借助以下附图详细阐述本专利技术。附图如下：
[0020]图1示出借助于物理气相沉积制造单晶的装置，其具有以传统方式安装的晶种；
[0021]图2示出根据本专利技术的装置的第一种变型方案的坩埚的剖面图；
[0022]图3示出根据本专利技术的装置的第二种变型方案的坩埚的剖面图；
[0023]图4示出根据本专利技术的装置的第二种变型方案的坩埚的剖面图。
具体实施方式
[0024]首先要指出，在不同的实施方式中相同部件使用相同附图标记或相同构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容可以类似地转用到具有相同附图标记或相同构件名称的部件上。同样，在说明书中选择的位置说明，例如上、下、侧面/侧向等涉及直接描述的以及所示的附图并且这些位置说明在位置改变时类似地转用到新的位置上。
[0025]图1示出用于借助物理气相沉积制造单晶的炉401。该炉401包括可抽真空的腔室402，在该腔室中容纳有坩埚403。坩埚403构造成基本上罐形的，其中上端部区域通过顶盖404封闭。坩埚403的顶盖404的下侧在此通常构造用于固定晶种405。原始材料407位于坩埚403的底部区域406中，该原始材料用作晶种405上的晶体生长的原料并且该原始材料在制造过程期间逐渐耗尽。
[0026]通过借助于加热器408进行加热实现原始材料407到气相的转变。根据该实施例，原始材料407和坩埚403的加热通过加热器408感应地进行。此外，设置在腔室402中的坩埚403被绝缘层409包围，以进行隔热。通过绝缘层409同时避免从坩埚403的热损耗并实现坩埚403内部中的有利于晶种405上的晶体生长过程的热分布。
[0027]优选玻璃材料、尤其是石英玻璃用作腔室402的材料。坩埚403以及包围它的绝缘层409优选由石墨制成，其中绝缘层409由石墨毡制成。
[0028]通过加热原始材料407使其原子或分子转变为气相，所述气相可以在坩埚403的内部空间中扩散至晶种405并沉积在其上，由此实现晶体生长。
[0029]根据图2，用于生长单晶、尤其是碳化硅单晶的根据本专利技术的装置501包括坩埚502。该坩埚502定义外周面503并且还包围界定容纳空间504，所述容纳空间具有在底部区
段505和开口区段506之间的轴向延伸部。容纳空间504构造成用于生长晶体，在开口区段506中设置有至少一个晶种层507。坩埚502可以设置在相应于腔室402的腔室中并且同样被感应地加热。
[0030]与根据图1的实施方式相反，晶种层507根据本专利技术在背离容纳空间504的一侧上借助于增重块508增重并且通过增重块508的重力抵靠在至少一个设置在开口区段中的保持区段509上地固定在其位置中。优选规定，晶种层507仅通过增重块508的重力增重。此外，装置501和炉可以如图2那样构造。
[0031]如从图2可以进一步看出，晶种层507可以以至少一个外边缘区域贴靠在所述至少一个保持区段509上。
[0032]所述保持区段509可以构造成围绕开口区段506的开口510环绕。
[0033]根据图3和4，保持区段509可以由具有环形或管形基体511的保持器510的至少一个朝向坩埚纵向中心轴线的区段形成，保持区段509从基体511上突出。保持器510可以如图3所示通过螺纹拧入坩埚502中或如图4所示插入坩埚502中。
[0034]根据图3中示出的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生长单晶、尤其是碳化硅单晶的装置(501)，该装置包括坩埚(502)，所述坩埚(502)定义外周面(503)并且还包围界定容纳空间(504)，该容纳空间具有在底部区段(505)和开口区段(506)之间的轴向延伸部，该容纳空间(504)构造用于生长晶体，所述装置具有至少一个晶种层(507)，其特征在于，所述晶种层(507)在背离容纳空间(504)的一侧上借助于增重块(508)增重并且尤其是仅通过所述增重块(508)的重力抵靠在坩埚的至少一个保持区段(509)上地固定在其位置中。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述晶种层(507)以至少一个外边缘区域贴靠在所述至少一个保持区段(509)上。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述至少一个保持区段(509)构造成围绕开口区段(506)的开口(510)环绕。4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述至少一个保持区段(509)由具有环形或管形基体(511)的保持器(510)的至少一个朝向坩埚纵向中心轴线的区段形成，所述至少一个保持区段(509)从所述基体(511)上突出。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述保持器(5...
【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：艾伯纳工业炉公司，
类型：发明
国别省市：
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