【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般涉及晶体生长。更具体地，本专利技术涉及一种晶体生长装置。
技术介绍
1、随着半导体产业的发展，给现代科学的各个领域带来了全新的技术革命。碳化硅是第三代半导体材料的代表，与si和gaas为代表的传统半导体材料相比，碳化硅在工作温度、抗辐射、耐击穿电压等性能方面具有很大优势，从而在制造半导体、微电子电力等领域有广泛的应用。近年来，碳化硅衬底市场规模较大，获得质量优良的大尺寸碳化硅衬底成为市场发展需要。
2、液相法生长碳化硅晶体是将硅原料和稀有金属放入石墨坩埚中，升高石墨坩埚内的温度使得硅原料和稀有金属熔化，熔化后形成的硅溶液能够溶解石墨中的碳，以形成含碳的硅溶液；然后再将碳化硅籽晶浸入含碳的硅溶液中，使得碳化硅籽晶附近过冷获得碳过饱和状态，从而在碳化硅籽晶上生长碳化硅单晶。液相法生长晶体具有晶体生长快等特点。然而，传统液相法生长的碳化硅单晶上存在的空洞、微管等晶体缺陷较多，影响碳化硅产品质量。
3、有鉴于此，亟需提供一种有利于减少晶体缺陷的晶体生长方案。
技术实现思路
1、为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题，本专利技术提出了一种晶体生长装置，包括：坩埚；提拉装置，沿所述坩埚的轴线方向可移动的贯穿于所述坩埚的顶部；以及生长模具，包括变径段，所述变径段包括位于所述坩埚内且沿所述坩埚的轴线方向相邻设置的第一缩径段和第一扩径段，所述第一缩径段和第一扩径段均为筒状结构且均沿所述坩埚的轴线方向延伸，所述第一缩径段具有靠近所述坩埚的顶壁的第一端和远离所述
2、在一些实施例中，每个所述变径段均为一连续的筒状结构，所述生长模具整体为一连续的筒状结构；所述生长模具为一体成型结构。
3、在另一些实施例中，同一个所述变径段中，所述第一扩径段与所述第一缩径段的连接处具有圆形内倒角；和/或，在所述生长模具包括多个所述变径段的情况下，任意相邻的两个所述变径段中，其中一个所述变径段中的所述第一扩径段与其中另一个所述变径段中的所述第一缩径段的连接处具有圆形内倒角。
4、在又一些实施例中，所述生长模具还包括应力释放段，所述应力释放段与最远离所述顶壁的变径段中的第一扩径段的第四端连接。
5、在一些实施例中，所述应力释放段包括沿所述坩埚的轴线方向相邻设置的第二缩径段和第二扩径段，所述第二缩径段和所述第二扩径段均为筒状结构且均沿所述坩埚的轴线方向延伸，所述第二缩径段具有靠近所述顶壁的第五端和远离所述顶壁的第六端，所述第二缩径段的内径由所述第五端向所述第六端减小，所述第二扩径段具有靠近所述顶壁的第七端和远离所述顶壁的第八端，所述第二扩径段的内径由所述第七端向所述第八端增大，所述第二缩径段的第六端与所述第二扩径段的第七端连接且内径相等，所述第二缩径段的第五端与最远离所述顶壁的变径段中的第一扩径段的第四端连接。
6、在另一些实施例中，所述第二缩径段的第五端与最远离所述顶壁的变径段中的第一扩径段的第四端的连接处具有圆形内倒角；以及所述第二扩径段与所述第二缩径段的连接处具有尖角型内倒角。
7、在又一些实施例中，每个所述第一缩径段在所述坩埚的轴线方向上的长度均为5～10mm；每个所述第一缩径段的内壁的延伸方向与所述坩埚的轴线方向之间的第一夹角的角度为10°～70°；每个所述第一扩径段在所述坩埚的轴线方向上的长度均为5～10mm；每个所述第一扩径段的内壁的延伸方向与所述坩埚的轴线方向之间的第二夹角的角度，与所在的所述变径段中的第一缩径段对应的第一夹角的角度之和为90°。
8、在一些实施例中，所述第二缩径段在所述坩埚的轴线方向上的长度为3～5mm；所述第二缩径段的内壁的延伸方向与所述坩埚的轴线方向之间的第三夹角的角度为10°～80°；所述第二扩径段在所述坩埚的轴线方向上的长度为1～3mm；所述第二扩径段的内壁的延伸方向与所述坩埚的轴线方向之间的第四夹角的角度为10°～80°。
9、在另一些实施例中，所述坩埚为石墨坩埚；并且所述晶体生长装置还包括：电极，与所述石墨坩埚连接，以用于向所述石墨坩埚通电。
10、在又一些实施例中，所述石墨坩埚包括第一石墨坩埚体和第二石墨坩埚体，所述第一石墨坩埚体具有第一空腔，所述第一石墨坩埚体的顶部具有与所述第一空腔连通的通孔，所述提拉装置穿设于所述通孔内，所述第一石墨坩埚体的底部具有与所述第一空腔连通的第一开口，所述第二石墨坩埚体具有第二空腔，所述第二石墨坩埚体的顶部具有与所述第二空腔连通的第二开口，所述第一石墨坩埚体的底部与所述第二石墨坩埚体的顶部连接，且所述第一开口与所述第二开口连通；所述电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第一石墨坩埚体连接，所述第一电极用于向所述第一石墨坩埚体通电，所述第二电极与所述第二石墨坩埚体连接，所述第二电极用于向所述第二石墨坩埚体通电。
11、在一些实施例中，所述晶体生长装置还包括：分隔部件，为环状结构或筒状结构，所述第一石墨坩埚体的底部通过所述分隔部件与所述第二石墨坩埚体的顶部连接；所述分隔部件的阻值高于所述第一石墨坩埚体的阻值和所述第二石墨坩埚体的阻值。
12、通过如上所提供的晶体生长装置可知，本专利技术实施例的晶体生长装置中通过设置包括变径段的生长模具，使得晶体能够沿着生长模具的形状来生长，并且变径段中包括内径减小的第一缩径段，可以在晶体沿第一缩径段生长时减小晶体直径，从而使得晶体边缘的空洞、微管等缺陷随之减少或消失，达到晶体整体缺陷减少的目的。此外，变径段中通过设置第一扩径段，可以使得晶体的直径达到所需尺寸。因此，总体来说，本专利技术实施例的晶体生长装置通过设置第一缩径段和第一扩径段，可以在维持晶体直径的同时实现减少晶体缺陷的目的。
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1.一种晶体生长装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，每个所述变径段均为一连续的筒状结构，所述生长模具整体为一连续的筒状结构；
3.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，同一个所述变径段中，所述第一扩径段与所述第一缩径段的连接处具有圆形内倒角；
4.根据权利要求1-3任一所述的晶体生长装置，其特征在于，所述生长模具还包括应力释放段，所述应力释放段与最远离所述顶壁的变径段中的第一扩径段的第四端连接。
5.根据权利要求4所述的晶体生长装置，其特征在于，所述应力释放段包括沿所述坩埚的轴线方向相邻设置的第二缩径段和第二扩径段，所述第二缩径段和所述第二扩径段均为筒状结构且均沿所述坩埚的轴线方向延伸，所述第二缩径段具有靠近所述顶壁的第五端和远离所述顶壁的第六端，所述第二缩径段的内径由所述第五端向所述第六端减小，所述第二扩径段具有靠近所述顶壁的第七端和远离所述顶壁的第八端，所述第二扩径段的内径由所述第七端向所述第八端增大，所述第二缩径段的第六端与所述第二扩径段的第七端连接且内径相等，所述第二缩径段的第
6.根据权利要求5所述的晶体生长装置，其特征在于，
7.根据权利要求1-3任一所述的晶体生长装置，其特征在于，
8.根据权利要求5所述的晶体生长装置，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述坩埚为石墨坩埚；并且所述晶体生长装置还包括：
10.根据权利要求9所述的晶体生长装置，其特征在于，
11.根据权利要求10所述的晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长装置还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种晶体生长装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，每个所述变径段均为一连续的筒状结构，所述生长模具整体为一连续的筒状结构；
3.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，同一个所述变径段中，所述第一扩径段与所述第一缩径段的连接处具有圆形内倒角；
4.根据权利要求1-3任一所述的晶体生长装置，其特征在于，所述生长模具还包括应力释放段，所述应力释放段与最远离所述顶壁的变径段中的第一扩径段的第四端连接。
5.根据权利要求4所述的晶体生长装置，其特征在于，所述应力释放段包括沿所述坩埚的轴线方向相邻设置的第二缩径段和第二扩径段，所述第二缩径段和所述第二扩径段均为筒状结构且均沿所述坩埚的轴线方向延伸，所述第二缩径段具有靠近所述顶壁的第五端和远离所述顶壁的第六端，所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，张洁，高玉强，
申请(专利权)人：湖南三安半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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