【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳化硅晶体制备，具体地，涉及一种用以生长碳化硅晶体的坩埚结构以及生长系统。
技术介绍
1、在半导体材料领域，碳化硅（sic）作为一种具有卓越物理和化学性质的材料，已逐渐成为高性能电子器件制造中的重要基石。碳化硅晶体的生长技术，尤其是通过物理气相传输（pvt）方法，是实现高质量碳化硅半导体器件制备的关键步骤。传统的pvt法通常涉及在特定的温度和压力条件下，将碳化硅原料加热至气态，随后在籽晶上通过重结晶过程生长出碳化硅晶体。
2、然而，在晶体生长过程中，大量碳化硅原料以蒸气的形式从坩埚中逸出。传统的处理方式是直接将这些逸出的碳化硅蒸气排放到保温结构中；但是，碳化硅蒸气的直接排放不仅导致了原料的严重浪费逸出的碳化硅蒸气还对长晶系统的保温结构产生了腐蚀，破坏了保温结构，从而导致晶体生长过程中的温度波动，降低了晶体的良率和整体生产效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用以生长碳化硅晶体的坩埚结构以及生长系统，通过对用以生长碳化硅晶体的坩埚结构进行改进，实现了对碳化硅蒸气的收集与利用，提高了碳化硅晶体的生长效率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，包括原料腔部以及若干生长腔部，相邻的所述生长腔部由石墨隔板相隔开，所述生长腔部用以进行碳化硅晶体的生长；在所述坩埚结构的高度方向，若干所述生长腔部设置于所述原料腔部的上侧，并沿高度方向依次分布；所述原料腔部与各所述生长腔部相连通。
3、这样，能够对原料
4、可选地，所述石墨隔板开设有气孔，相邻的两个所述生长腔部通过所述气孔相连通。通过石墨隔板开设气孔的方式，避免了坩埚外部走气而腐蚀生长的温场系统，极大的提高了温场的保温性能。
5、可选地，所述石墨隔板的下表面构成位于下侧的所述生长腔部的腔顶壁，所述石墨隔板的下表面设置有连接区域，所述连接区域通过粘接或者物理固定的方式用以固定连接碳化硅籽晶；所述气孔围绕所述连接区域的周向均匀分布。由此，能够保证碳化硅蒸气均匀地由下侧的生长腔部进入上侧的生长腔部，保证了碳化硅晶体生长的均匀性。
6、可选地，在所述连接区域的径向设置有至少一层所述气孔或设置有若干层所述气孔，位于同一层的所述气孔的中心距离所述连接区域的中心的距离相一致。由此优化了进入生长腔部内的蒸气的流动路径。
7、可选地，位于不同层的所述气孔的孔径相一致；或位于不同层的所述气孔的孔径相异。气孔的孔径可以根据生长腔部内的不同温区的分布而设计，从而进一步保证了生长的均匀性。
8、可选地，各所述生长腔部在高度方向具有扩口段和等径段，所述扩口段具有小端开口和大端开口，在高度方向上，所述小端开口位于所述大端开口的上侧并与所述等径段相连接。扩口段和等径段的布设方式起到对蒸气的导向作用，以使得蒸气能够正对籽晶的生长表面。
9、可选地，在高度方向对所述等径段与所述气孔进行投影，所述气孔的投影范围均位于所述等径段的投影范围内。通过将气孔的位置控制在等径段的投影范围内，由此能够更有效地调节和优化碳化硅蒸气流动以及压力分布，从而为晶体生长提供一个更加稳定的生长环境。
10、可选地，在相邻的两个所述生长腔部，位于上侧的所述生长腔部的高度等于位于下侧的所述生长腔部的高度；或者，位于上侧的所述生长腔部的高度小于位于下侧的所述生长腔部的高度。通过对相邻生长腔部的高度的调节能够适匹配碳化硅晶体的生长温度，控制其结晶的高度。
11、可选地，在相邻的两个所述生长腔部，位于上侧的所述生长腔部的所述等径段的径向尺寸等于位于下侧的所述生长腔部的所述等径段的径向尺寸；或者，位于上侧的所述生长腔部的所述等径段的径向尺寸小于位于下侧的所述生长腔部的所述等径段的径向尺寸。由此通过碳化硅的温度调节径向的尺寸，从而控制碳化硅结晶的高度。
12、可选地，包括一端开口的原料槽，所述原料槽的顶部设置有若干侧环，所述侧环沿高度方向首端、尾端依次固定连接，位于最下侧所述侧环的尾端与所述原料槽的开口端固定连接；相邻的两个所述侧环依次固定连接，且围成一环形的安装槽；所述石墨隔板周向的边缘径向位于所述安装槽内；位于最上侧的所述侧环的顶端固定连接有锅盖。通过这样的方式，实现了对碳化硅蒸气的收集与利用，还能够同时生长多块碳化硅晶体，从而提高了碳化硅晶体的生长效率。
13、一种生长系统，包括碳化硅单晶炉以及前述的用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，所述坩埚结构位于所述碳化硅单晶炉内。
14、通过这样的方式，实现了对碳化硅蒸气的收集与利用，还能够同时生长多块碳化硅晶体，从而提高了碳化硅晶体的生长效率。
15、通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。
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1.一种用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，其特征在于，包括原料腔部（101）以及若干生长腔部（201），相邻的所述生长腔部（201）由石墨隔板（400）相隔开，所述生长腔部（201）用以进行碳化硅的生长操作；在所述坩埚结构的高度方向，若干所述生长腔部（201）设置于所述原料腔部（101）的上侧，并沿高度方向依次分布；所述原料腔部（101）与各所述生长腔部（201）相连通。
2.根据权利要求1所述的用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，其特征在于，所述石墨隔板（400）开设有气孔（401），相邻的两个所述生长腔部（201）通过所述气孔（401）相连通。
3.根据权利要求2所述的用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，其特征在于，所述石墨隔板（400）的下表面构成位于下侧的所述生长腔部（201）的腔顶壁，所述石墨隔板（400）的下表面设置有连接区域（402），所述连接区域（402）以固定碳化硅籽晶（500）；所述气孔（401）围绕所述连接区域（402）的周向均匀分布。
4.根据权利要求3所述的用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，其特征在于，在所述连接区域（402）的径向设置有
5.根据权利要求4所述的用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，其特征在于，位于不同层的所述气孔（401）的孔径相一致；或位于不同层的所述气孔（401）的孔径相异。
6.根据权利要求2所述的用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，其特征在于，各所述生长腔部（201）在高度方向具有扩口段（201a）和等径段（201b），所述扩口段（201a）具有小端开口和大端开口，在高度方向上，所述小端开口位于所述大端开口的上侧并与所述等径段（201b）相连接。
7.根据权利要求6所述的用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，其特征在于，在高度方向对所述等径段（201b）与所述气孔（401）进行投影，所述气孔（401）的投影范围均位于所述等径段（201b）的投影范围内。
8.根据权利要求1所述的用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，其特征在于，在相邻的两个所述生长腔部（201），位于上侧的所述生长腔部（201）的高度等于位于下侧的所述生长腔部（201）的高度；或者，
9.根据权利要求6所述的用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，其特征在于，在相邻的两个所述生长腔部（201），位于上侧的所述生长腔部（201）的所述等径段（201b）的径向尺寸等于位于下侧的所述生长腔部（201）的所述等径段（201b）的径向尺寸；或者，
10.根据权利要求1-9任一项所述的用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，其特征在于，包括一端开口的原料槽（100），所述原料槽（100）的顶部设置有若干侧环（200），所述侧环（200）首端、尾端依次固定连接，位于最下侧所述侧环（200）的尾端与所述原料槽（100）的开口端固定连接；
11.一种生长系统，其特征在于，包括碳化硅单晶炉以及权利要求1-10任一项所述的用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，所述坩埚结构位于所述碳化硅单晶炉。
...【技术特征摘要】
1.一种用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，其特征在于，包括原料腔部（101）以及若干生长腔部（201），相邻的所述生长腔部（201）由石墨隔板（400）相隔开，所述生长腔部（201）用以进行碳化硅的生长操作；在所述坩埚结构的高度方向，若干所述生长腔部（201）设置于所述原料腔部（101）的上侧，并沿高度方向依次分布；所述原料腔部（101）与各所述生长腔部（201）相连通。
2.根据权利要求1所述的用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，其特征在于，所述石墨隔板（400）开设有气孔（401），相邻的两个所述生长腔部（201）通过所述气孔（401）相连通。
3.根据权利要求2所述的用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，其特征在于，所述石墨隔板（400）的下表面构成位于下侧的所述生长腔部（201）的腔顶壁，所述石墨隔板（400）的下表面设置有连接区域（402），所述连接区域（402）以固定碳化硅籽晶（500）；所述气孔（401）围绕所述连接区域（402）的周向均匀分布。
4.根据权利要求3所述的用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，其特征在于，在所述连接区域（402）的径向设置有至少一层所述气孔（401）或设置有若干层所述气孔（401），位于同一层的所述气孔（401）的中心距离所述连接区域（402）的中心的距离相一致。
5.根据权利要求4所述的用以生长碳化硅晶体的坩埚结构，其特征在于，位于不同层的所述气孔（401）的孔径相一致；或位于不同层的所述气孔（401）的孔径相异。
6.根据权利要求2所述的用以生长碳化硅晶体...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，娄艳芳，刘春俊，彭同华，杨建，
申请(专利权)人：北京天科合达半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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