【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳化硅晶体，尤其是涉及一种维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系。
技术介绍
1、目前，碳化硅衬底片与传统产品价差持续缩小，应用渗透加速。影响6英寸碳化硅衬底片价格下降的原因主要有：1)6英寸衬底产能持续释放，供货能力提升；2)国内部分企业的晶圆厂6英寸衬底量产技术趋于稳定，良品率大幅度提升，产能持续扩张，拉动市场价格下降；3)随着更多量产企业加入，行业竞争加剧，导致价格进一步下降。截止至2024年6月，mos级p级衬底片最低价已跌破3500元/片。
2、衬底片由碳化硅单晶经切割、研磨、清洗等工艺后制得，而碳化硅单晶的高成本是制约各种碳化硅半导体器件大规模应用和发展的主要因素。为了降低碳化硅单晶的成本，在稳定晶体生长良率及加工良率的前提下，增加其厚度是行之有效的途径。增加晶体有效厚度，提高单锭产出，从根本上解决单位成本制造问题。为保持产品的竞争力，应从根本上提高对当前和未来技术的认识，集中精力实现高质量6英吋晶体有效出片厚度的增加。
3、然而，传统的晶体能否长厚的原因主要有：
4、1)装粉量：通常，为了保持热场合理的轴向及径向温度梯度，从而在根本上限制了装粉量，导致不能为晶体提供充足的生长气氛。即使大幅度增加坩埚的装粉量，如不能匹配适应的功率、温度及线圈位置，亦不能将多装的碳化硅粉转换为有效升华部分。
5、2)温度保持：由于热场保温毡固有属性，经过长时间、高温情况下的晶体生长，不可避免的会造成保温性能的下降，以至于晶体生长前期温度高，生长速率较快，晶体生长中期及后
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，能够维持晶体生长过程中逐渐增加的流动气体传输速率，从而增加扩散效率，弥补热场后期因温度衰减造成的生长速率降低的问题，以维持晶体整个生长阶段(尤其是中后期)生长速率的稳定，增加晶体的有效厚度。
2、根据本专利技术实施例的维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，包括：
3、坩埚本体，所述坩埚本体限定出顶部敞开的容纳腔；
4、坩埚盖，所述坩埚盖设于所述坩埚本体的顶端，所述坩埚盖的底部设有籽晶；
5、气相组分调节组件，所述气相组分调节组件设于所述坩埚本体的中部，所述气相组分调节组件用于调节所述坩埚本体内气相组分的输运通道，以维持晶体整个生长阶段的生长速率。
6、根据本专利技术的维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，根据晶体生长的阶段，控制气相组分调节组件，以实现对输运通道截面积的控制，维持晶体生长过程中逐渐增加的流动气体传输速率，从而增加扩散效率，弥补热场后期因温度衰减造成的生长速率降低的问题，以维持晶体整个生长阶段(尤其是中后期)生长速率的稳定，增加晶体的有效厚度。
7、在本专利技术的一些实施例中，所述气相组分调节组件包括：
8、石墨板，所述石墨板设于所述坩埚本体的内侧壁上，所述石墨板中心处设有贯穿所述石墨板的第一通孔；
9、遮挡组件，所述遮挡组件能够移动地设于所述石墨板上；
10、动力机构，所述动力机构与所述遮挡组件连接，用于控制所述遮挡组件沿所述坩埚本体的径向方向移动；
11、其中，所述遮挡组件与所述石墨板共同限定出气相组分的输运通道，通过控制所述遮挡组件的位置，以实现对气相组分输送通道截面的调节。
12、在本专利技术的一些实施例中，所述遮挡组件包括多个沿所述坩埚本体内周向均匀分布的遮挡板，所述遮挡板至少具有第一工作状态和第二工作状态，在第一工作状态下，所述遮挡板完全移至所述石墨板上方，以使所述第一通孔完全露出；在第二工作状态下，所述遮挡板移至所述第一通孔处，以使所述第一通孔至少部分被遮挡；其中，多个所述遮挡板在所述动力机构的作用下沿所述坩埚本体的径向方向同步移动。
13、在本专利技术的一些实施例中，所述遮挡板的一端为插接部，所述遮挡板的另一端设有与所述插接部相配合的插接槽；在第一工作状态下，所有所述遮挡板共同形成与所述石墨板内径一致的圆环状；在第二工作状态下，所有所述遮挡板部分遮挡所述第一通孔，且任意两个相邻的所述遮挡板中的一个所述遮挡板的所述插接部插入另一个所述遮挡板的所述插接槽内。所述遮挡板为扇环状，
14、在本专利技术的一些实施例中，所述动力机构包括多个与所述遮挡板数量相同的动力部，每个所述动力部包括：
15、石墨螺杆，所述石墨螺杆的内端穿过所述坩埚本体与所述遮挡组件连接；
16、旋转电机，所述旋转电机设于所述坩埚本体的外部，并与所述石墨螺杆的外端连接。
17、在本专利技术的一些实施例中，所述石墨板的内径为110-130mm。
18、在本专利技术的一些实施例中，所述坩埚本体包括：
19、下坩埚，所述下坩埚限定出顶部敞开的原料腔；
20、上坩埚，所述上坩埚限定出顶部、底部均敞开的反应腔，所述上坩埚设于所述下坩埚的顶部；
21、其中，所述气相组分调节组件装于所述下坩埚的上部。
22、在本专利技术的一些实施例中，所述下坩埚顶端的内侧壁设有内螺纹，所述上坩埚底端的外侧壁设有与内螺纹相配合的外螺纹。
23、在本专利技术的一些实施例中，所述坩埚本体的内侧壁设有卡装所述石墨板的卡接槽，所述石墨板的底部设有与所述卡接槽相配合的卡接部。
24、本专利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，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，其特征在于，所述气相组分调节组件包括：
3.根据权利要求2所述的一种维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，其特征在于，所述遮挡组件包括多个沿所述坩埚本体内周向均匀分布的遮挡板，所述遮挡板至少具有第一工作状态和第二工作状态，在第一工作状态下，所述遮挡板完全移至所述石墨板上方，以使所述第一通孔完全露出；在第二工作状态下，所述遮挡板移至所述第一通孔处，以使所述第一通孔至少部分被遮挡；其中，多个所述遮挡板在所述动力机构的作用下沿所述坩埚本体的径向方向同步移动。
4.根据权利要求3所述的一种维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，其特征在于，所述遮挡板的一端为插接部，所述遮挡板的另一端设有与所述插接部相配合的插接槽；在第一工作状态下，所有所述遮挡板共同形成与所述石墨板内径一致的圆环状；在第二工作状态下，所有所述遮挡板部分遮挡所述第一通孔，且任意两个相邻的所述遮挡板中的一个所述遮挡板的所述插接部插入另一个
5.根据权利要求2所述的一种维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，其特征在于，所述动力机构包括多个与所述遮挡板数量相同的动力部，每个所述动力部包括：
6.根据权利要求2所述的一种维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，其特征在于，所述石墨板的内径为110-130mm。
7.根据权利要求2所述的一种维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，其特征在于，所述坩埚本体包括：
8.根据权利要求7所述的一种维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，其特征在于，所述下坩埚顶端的内侧壁设有内螺纹，所述上坩埚底端的外侧壁设有与内螺纹相配合的外螺纹。
9.根据权利要求2所述的一种维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，其特征在于，所述坩埚本体的内侧壁设有卡装所述石墨板的卡接槽，所述石墨板的底部设有与所述卡接槽相配合的卡接部。
...【技术特征摘要】
1.一种维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，其特征在于，所述气相组分调节组件包括：
3.根据权利要求2所述的一种维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，其特征在于，所述遮挡组件包括多个沿所述坩埚本体内周向均匀分布的遮挡板，所述遮挡板至少具有第一工作状态和第二工作状态，在第一工作状态下，所述遮挡板完全移至所述石墨板上方，以使所述第一通孔完全露出；在第二工作状态下，所述遮挡板移至所述第一通孔处，以使所述第一通孔至少部分被遮挡；其中，多个所述遮挡板在所述动力机构的作用下沿所述坩埚本体的径向方向同步移动。
4.根据权利要求3所述的一种维持晶体稳定生长速率增加有效厚度的热场体系，其特征在于，所述遮挡板的一端为插接部，所述遮挡板的另一端设有与所述插接部相配合的插接槽；在第一工作状态下，所有所述遮挡板共同形成与所述石墨板内径一致的圆环状；在第二工作状态下，所有所述遮挡板部分遮挡所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李远田，
申请(专利权)人：江苏集芯先进材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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