CN111349971A - 晶体原料盛载装置及晶体生长装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种晶体原料盛载装置及晶体生长装置，涉及晶体生长设备的技术领域，晶体原料盛载装置包括依次水平相邻紧靠设置的多个承载单元，多个承载单元中包括对应于远离籽晶承载装置上的籽晶的小平面的一端设置的第一承载单元；沿远离籽晶的小平面的一端向靠近籽晶的小平面的一端的方向，从第一承载单元至位于第一承载单元靠近籽晶的小平面的一侧的承载单元，每个承载单元能够承载的原料的高度依次降低；本发明能够降低小平面位置的多型转变几率，提高晶体良率。

Description

晶体原料盛载装置及晶体生长装置
技术领域
本发明涉及晶体生长设备技术领域，尤其是涉及一种晶体原料盛载装置及晶体生长装置。
背景技术
碳化硅单晶材料因其自身宽禁带、高热导率、高击穿电场、高抗辐射能力等特点，其制成的半导体器件能够满足对当今对高功率和强辐射器件的需求，是制备高温、高频、高功率和抗辐射器件的理想衬底材料，并在混合动力汽车、高压输电、LED(发光二极管)照明和航天航空等领域崭露头角，而生长高质量的SiC(碳化硅)晶体则是实现这些SiC基器件的优异性能的基础。
SiC晶体不会出现在大自然中，只能通过合成的方法来获得SiC晶体。目前碳化硅单晶的方法主要有物理气相传输法(也称为物理气相沉积法)、高温化学气相沉积法、液相外延法等。其中物理气相传输法是发展最成熟的，这种方法被世界上绝大多数研究机构和公司所采用。物理气相传输法(PVT)采用中频感应加热，高密度石墨坩埚作为发热体。SiC粉料放置在石墨坩埚底部，SiC籽晶处于石墨坩埚顶部，生长4H-SiC(碳化硅晶体的一种结构类型)普遍采用C(碳)面作为生长面进行晶体生长。通过调节坩埚外部的保温层使得SiC原料区处温度较高，而顶部坩埚盖籽晶处温度较低。然后必须在2100摄氏度以上的温度与低压环境下将碳化硅粉末直接升华成Si(硅)、Si2C(碳化二硅)、SiC2(二碳化硅)等气体，并沿着温度梯度从高温区传输到较低温度区域的籽晶处沉积结晶成碳化硅单晶。
在物理气相传输法生长碳化硅中的掺杂物掺杂符合在CVD(化学气相沉积法)生长碳化硅中所发现的趋势，都存在小平面(facet)效应，也即在小平面区杂质浓度与非小平面区有很大差异，一般小平面区的氮掺杂浓度较高。
根据学术研究发现，多型的转变基本上都是从小平面开始生长的，且研究还发现生长气氛高过饱和更加容易发生多型转变。一旦小平面(facet)发生晶型转变，多型将迅速繁殖并向生长面中心生长直至将整个生长面覆盖，这将严重影响晶体良率，如何降低物理气相传输法生长碳化硅过程中的多型转变一直是当前研究的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供晶体原料盛载装置，以降低晶体生长过程中多型转变的几率。
本发明的目的还在于提供一种晶体生长装置，以降低晶体生长过程中多型转变的几率。
本发明提供的晶体原料盛载装置，用于放置在晶体生长装置内，所述晶体生长装置内在所述晶体原料盛载装置的上方设置有籽晶承载装置，所述晶体原料盛载装置包括依次水平相邻紧靠设置的多个承载单元，多个所述承载单元中包括对应于远离所述籽晶承载装置上的籽晶的小平面的一端设置的第一承载单元；
沿远离所述籽晶的小平面的一端向靠近所述籽晶的小平面的一端的方向，从所述第一承载单元至位于所述第一承载单元靠近所述籽晶的小平面的一侧的承载单元，每个所述承载单元能够承载的原料的高度依次降低。
进一步地，所述晶体原料盛载装置包括基体，所述基体沿水平方向依次设置有顶部开口的多个容腔，每个容腔形成一个承载单元；
沿远离所述籽晶的小平面的一端向靠近所述籽晶的小平面的一端的方向，从所述第一承载单元至位于所述第一承载单元靠近所述籽晶的小平面的一侧的承载单元，每个所述承载单元的侧壁的高度依次降低。
进一步地，所述第一承载单元呈筒型，位于所述第一承载单元靠近所述籽晶的小平面的一侧的承载单元依次环绕所述第一承载单元呈半环形或环形设置。
进一步地，所述第一承载单元的截面为圆形，位于所述第一承载单元靠近所述籽晶的小平面的一侧的承载单元依次环绕所述第一承载单元呈半圆环形或圆环形设置；
位于所述第一承载单元靠近所述籽晶的小平面的一侧的承载单元对应的圆心依次设置在所述第一承载单元的圆心靠近所述籽晶的小平面的一侧，且多个所述承载单元的圆心的连线呈直线设置。
进一步地，所述晶体原料盛载装置还包括多孔板，所述多孔板覆盖在位于所述第一承载单元靠近所述籽晶的小平面的一侧的承载单元上。
本发明提供的晶体生长装置，所述晶体生长装置内设置有本发明提供的晶体原料盛载装置，所述晶体生长装置内在所述晶体原料盛载装置的上方设置有籽晶承载装置。
优选的，所述籽晶承载装置的用于放置籽晶的承载面倾斜设置，籽晶的小平面的一端靠近所述承载面的高端设置。
优选的，所述承载面与所述晶体生长装置的主生长梯度所在的方向呈80度～89.5度。
优选的，所述晶体生长装置包括坩埚和加热机构，所述籽晶承载装置为坩埚盖；
所述加热机构包括感应加热线圈，所述感应加热线圈绕设在所述坩埚的外侧，所述感应加热线圈的两端位于坩埚的同一侧；
所述籽晶的小平面一端靠近所述感应加热线圈的两端所在的方位设置。
优选的，所述籽晶承载装置包括主体部以及籽晶承载部，所述籽晶承载部与所述主体部通过燕尾槽卡接连接。
本发明提供的晶体原料盛载装置，用于放置在晶体生长装置内，晶体生长装置内在晶体原料盛载装置的上方设置有籽晶承载装置，晶体原料盛载装置包括依次水平相邻紧靠设置的多个承载单元，多个承载单元中包括对应于远离籽晶承载装置上的籽晶的小平面的一端设置的第一承载单元；沿远离籽晶的小平面的一端向靠近籽晶的小平面的一端的方向，从第一承载单元至位于第一承载单元靠近籽晶的小平面的一侧的承载单元，每个承载单元能够承载的原料的高度依次降低。本发明晶体原料盛载装置在盛装晶体的生长原料时，使得原料表面凸起，且凸出位置也即是第一承载单元的位置，其对应着籽晶远离小平面的一端，第一承载单元位置的原料距离籽晶最近。在物理气相传输法生长碳化硅晶体的过程中，当温度加热到2100摄氏度以上时，晶体生长装置的腔室内压力低于100mabr(毫巴)，原料便开始升华，由于晶体生长装置的侧壁是发热体，在靠近晶体生长装置的侧壁位置的原料温度高，中间的原料温度低，所以原料的温度梯度是从晶体生长装置的侧壁向内的，当原料开始升华后，生长气氛中Si、Si2C、SiC2等气体便会沿着温度梯度，输送至籽晶的远离小平面的一端(也即，第一承载单元的位置)，然后在籽晶的远离小平面的一端首先沉积结晶成碳化硅单晶，然后生长气氛再输送至小平面，此时输送至小平面的气氛已非过饱和且生长速率降低，对应的成核自由能提高，相应的在小平面位置的多型转变几率减小，提高了晶体生长的良率。
本发明提供的晶体生长装置内设置有本发明提供的晶体原料盛载装置，晶体生长装置在晶体原料盛载装置的上方设置有籽晶承载装置。本发明晶体生长装置的有益效果可参见本发明提供的晶体原料盛载装置的效果分析，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有常规晶体生长方向的原理示意简图；
图2为本发明实施例提供的晶体生长装置的晶体生长方向的原理示意简图；
图3为本发明实施例提供的晶体原料盛载装置的第一种具体形式的示意图；
图4为本发明实施例提供的晶体原料盛载装置的第二种具体形式的示意图；
图5为本发明实施例提供的晶体原料盛载装置的第三种具体形式的示意图；
图6为本发明实施例提供的晶体生长装置内设第一种晶体原料盛载装置的剖视轴侧图；
图7为图6的右视图；
图8为本发明实施例提供的晶体生长装置内设第二种晶体原料盛载装置的剖视轴侧图；
图9为图8的右视图；
图10为本发明实施例提供的晶体生长装置采用第三种晶体原料盛载装置的剖视轴侧图；
图11为图10的右视图；
图12为本发明实施例提供的晶体生长装置的石墨坩埚盖的示意图；
图13为图11的分体示意图；
图14为本发明实施例提供的晶体生长装置的坩埚与感应加热线圈的布置示意图。
图标：100-承载单元；110-第一承载单元；120-第二承载单元；130-第三承载单元；140-第四承载单元；200-多孔板；300-坩埚；310-坩埚盖；311-主体部；312-籽晶承载部；400-感应加热线圈；410-进端；420-出端；500-小平面；510-籽晶；B-小平面在坩埚盖上的位置；A-小平面相对感应加热线圈的方位；T轴-主生长温度梯度；C轴-晶体生长轴。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本实施例中(000-1)、(0001)、(11-20)、(1-100)都是现有晶体学表述晶面族的米勒指标，{0001}是现有晶体学表述晶面的米勒指标，<0001>是现有晶体学表述晶向的米勒指标，[11-20]是现有晶体学表述晶向族的米勒指标。
本实施例中的高低是相对概念，靠近坩埚盖310的一侧为高，靠近坩埚300底部的一侧为底，也即从低到高的方向是图6～图11所示的，从下到上的方向。
在碳化硅PVT(物理气相传输法，也简称升华法)生长中的掺杂物掺杂符合在CVD(化学气相沉积法)生长碳化硅中所发现的趋势：在(000-1)晶面上进行升华法生长时的氮掺杂浓度要显著高于在(0001)晶面上生长的，这意味着在(0001)晶面上生长有更高的掺杂浓度。这种极性效应来源于表面动力学，而与气相成分无关。由于掺杂N(氮)原子替位于碳晶格的格点处，一个N原子吸附在(000-1)晶面上时其与三个下层硅原子键合，而在(0001)晶面上只能与一个硅原子键合，因此，吸附在(000-1)晶面上N原子的解吸附一定远少于在(0001)晶面上的(注意，在生长温度下氮蒸气压是非常高的)，这就是为什么在(000-1)晶面上氮掺杂浓度更高的主要原因。
在碳化硅{0001}晶圆的中心区域，掺杂浓度通常是比较高的，如在中心区所观察到的较暗的颜色，这是因为在小平面生长(facet growth)中所发生的增强杂质掺杂。在升华法生长碳化硅{0001}晶锭的过程中，一个碳化硅{0001}的小平面500会出现在晶锭的近中心处，并在这个碳化硅{0001}的小平面500上会发生快速螺旋生长，但是沿<0001>晶向的生长速率相对较低。因此，杂质掺杂在碳化硅{0001}小平面500区域内得到增强。因而，在晶圆的中心区(小平面区)的掺杂氮浓度通常比晶圆的外围区域高20％-50％。
当前工艺的一些避免SiC(碳化硅)多型体产生的措施：由于SiC的低堆垛层错能，当没有合理优化生长条件时，在晶锭生长中会出现多型体混合。在晶体中建立稳定螺旋生长后，一个明显的动力学因素就是围绕贯穿螺型位错通过螺旋生长的多晶型复制，通过以六个双原子层高度为台阶的螺旋生长在生长表面上占主导地位。在沿台阶边缘处提供的相关堆垛信息，则保证了在晶体生长中该种多型体的复制。由于贯穿螺型位错的核起到了一个可提供无限台阶的源的作用，因此只要该优化的生长条件得以维持，这种螺旋生长将贯穿在整个晶体生长过程中。当生长环境为富C(碳)时，具有更高六方度的多型体会变得稳定。在富C(碳)生长条件下，4H-SiC(碳化硅晶体的一种结构类型，六方度：0.5)比6H-SiC(碳化硅晶体的一种结构类型，六方度：0.33)更稳定。在实际的实验中，决定多型体的最显著的参数是籽晶的极性，在合适的条件下在SiC(0001)(硅面)上通过升华法可以生长出6H-SiC晶锭，即使籽晶是4H-SiC(0001)；相反地，在SiC(000-1)(碳面)上生长的就是4H-SiC晶锭，与籽晶的多型体无关，该结果可以通过碳面及Si(硅)面的表面能差异解释。4H-SiC优先生长在相对较低的温度和低的压强下，而6H-SiC则会生长在相对较高的温度和高的压强下(当然，生长的温度和压强会影响到生长表面的碳/硅比)，另一个重要因素是掺杂杂质，在生长中掺氮会稳定4H-SiC，而掺铝会导致优先生长6H-SiC,因为氮原子会占据C(碳)的晶格格点，掺氮原子会使生长环境变得略微富C(碳)，有利于4H-SiC的生长。此外，据报道，杂质添加剂如Sc(钪)和Ce(铈)使4H-SiC稳定，这也可以由生长环境向富C环境转变来解释。
当使用SiC(11-20)或者SiC(1-100)替代SiC{0001}作为籽晶时，可以在一个很宽的生长条件范围内实现完美多型体复制，这一现象同样可以由下述机理解释：堆垛信息出现在SiC(11-20)晶面和SiC(1-100)晶面上，而所生长的晶体则继承了该堆垛顺序。在正轴{0001}衬底上，台阶密度很低，存在很宽的{0001}台阶面，于是，由于高度过饱和晶体生长可能最早通过二维成核的方式在台阶面处发生。生长层的多型体由生长条件，特别是生长温度所决定，这将会导致3C-SiC(碳化硅晶体的一种结构类型)的生长，因为其在低温条件下是稳定的。在偏轴{0001}衬底上，台阶密度很大，台阶面宽度相对于吸附反应物的迁移并到达台阶处而言足够窄。台阶处的并入点唯一地由台阶处化学键所决定。升华法生长通过自台阶处的横向生长(台阶流生长)实现，并在此过程中继承了衬底的堆垛次序。总体而言，利用偏轴(斜切)籽晶进行台阶流生长，通过控制籽晶的台阶密度，这里籽晶表面台阶充当了模板，迫使籽晶多型体在升华生长法中得到了复制。偏轴(off-axis)生长技术：以偏离基面或者主轴的角度(通常在约1度到10度之间)切割籽晶表面从而提供用于生长的籽晶。
但是，即使在当前工艺中引入种种降低多型产生几率的措施，但还是无法完全避免多型的产生，多型产生几率依然居高不下。
根据最新的学术研究发现，多型的转变基本上都是从小平面(facet)开始生长的，这也与我们工程师的经验相符，且根据该学术研究发现多型的转换不仅与小平面相关，更与晶体生长过程中生长界面的形状密切相关。
最新的研究理论还给出了如下关系式：
Figure BDA0002430604130000091
其中，ΔG2为2D(二维)成核自由能，b是对应于平面内晶格常数的第一相邻距离，Δμ是气相和固相之间化学势差，σl代表外延层的表面能，σi外延层与衬底界面交界位置的表面能，σs衬底的表面能。
该理论认为当晶体表面最低2D成核自由能位于小平面(facet)上多型转变的几率会大大增加，当晶体生长面为凹时，晶体的最低2D成核自由能位于晶体的边缘，而由于现在工艺使用的籽晶通常为偏轴(off-axis)籽晶，小平面(facet)不会与偏轴上(on-axis)籽晶一样位于晶体中心，当小平面在晶体边缘形成或者迁移至晶体边缘时，此时晶体生长面为凹，此时小平面的2D成核自由能最低，此时发生晶型转变的几率最高。当晶体生长面为凸时，2D成核自由能最低点位于晶体中心处，而由于现在工艺使用的籽晶通常为偏轴(off-axis)籽晶，小平面(facet)不会出现于晶体的中心处，这就意味着控制晶体的生长界面为凸能大大减少晶型产生的几率。且该理论指出气氛高过饱和和高生长速率均能降低2D成核自由能，这意味着多型转变几率的增加。
换言之：当晶体生长过程中，当生长界面为凹时，小平面处的2D成核自由能最低，在小平面发生晶型转变的几率大大增加；当生长界面为凸时，2D成核自由能最低点位于晶体中心处，而偏轴籽晶的中心处不会出现小平面，所以凸生长界面不会出现多型的转变。
基于上述理论，如图3～图14所示，本发明实施例提供一种晶体原料盛载装置，用于放置在晶体生长装置内，晶体生长装置内在晶体原料盛载装置的上方设置有籽晶承载装置。晶体原料盛载装置包括依次水平相邻紧靠设置的多个承载单元100，多个承载单元100中包括对应于远离籽晶承载装置上的籽晶510的小平面500的一端设置的第一承载单元110，沿远离籽晶510的小平面500的一端向靠近籽晶的小平面500的一端的方向，从第一承载单元110至位于第一承载单元110靠近籽晶承载装置上的籽晶510的小平面500的一侧的承载单元100，每个承载单元100能够承载的原料的高度依次降低。
其中，靠近或远离籽晶的小平面500的一端指的是籽晶安装在籽晶承载装置上时，相对籽晶的小平面500的位置，也即籽晶510安装在籽晶承载装置上时，籽晶510的小平面500应当是靠近籽晶承载装置的一端，也即籽晶510以偏轴的方式进行放置，并籽晶安装在籽晶承载装置上时的状态进行相对位置限定。
第一承载单元110对应于的籽晶的小平面500的一端设置，也即第一承载单元110设置在远离籽晶承载装置上的籽晶的小平面500一端的大致正下方的位置。
本实施例晶体原料盛载装置，在盛装晶体的生长原料时，使得原料表面凸起，且凸出位置也即是第一承载单元110的位置，其对应着籽晶远离小平面的一端，第一承载单元110位置的原料距离籽晶最近。在物理气相传输法生长碳化硅晶体的过程中，当温度加热到2100摄氏度以上时，晶体生长装置的腔室内压力低于100mabr(毫巴)，原料便开始升华，由于晶体生长装置的侧壁是发热体，在靠近晶体生长装置的侧壁位置的原料的温度高，中间的原料温度低，所以原料的温度梯度是从晶体生长装置的侧壁向内的(也即图7中所示的由左右两侧向指向中部的方向)，当原料开始升华后，生长气氛中Si、Si2C、SiC2等气体便会沿着温度梯度，输送至籽晶的远离小平面的一端，然后在籽晶的远离小平面的一端首先沉积结晶成碳化硅单晶，然后生长气氛再输送至小平面500，此时输送至小平面500的气氛已非过饱和且生长速率降低，对应的成核自由能提高，相应的在小平面位置的多型转变几率减小，提高了晶体生长的良率。
具体的，为了降低多型转变几率，籽晶承载装置用于放置籽晶的承载面倾斜设置，籽晶的小平面500的一端靠近承载面的高端设置，具体的，承载面与晶体生长装置的主生长梯度所在的方向呈80度～89.5度。
作为一种常用的籽晶承载装置，籽晶承载装置包括坩埚300，籽晶承载装置一般为坩埚300的石墨坩埚盖，也即石墨坩埚盖的内表面是倾斜设置的，坩埚300的主生长梯度一般沿坩埚300的顶部指向顶部，也即图6至图11所示的上下方向。
对应于籽晶承载装置的放置籽晶的承载面倾斜设置的形式，籽晶的小平面500应当靠近籽晶的承载面的高端设置，相应的，第一承载单元110对应于坩埚盖310的籽晶放置位的底端设置，第一承载单元110能够承载的原料的高度最高，且，沿籽晶的承载面的底端到高端，多个承载单元100能够承载的原料的高度依次降低。
作为晶体原料盛载装置的一种具体形式，如图6～图9所示，晶体原料盛载装置包括基体，基体沿水平方向设置有多个容腔，相邻容腔通过间隔壁间隔，每个容腔形成一个承载单元100。沿远离籽晶承载装置上的籽晶的小平面500的一端向靠近籽晶承载装置上的籽晶的小平面500的一端的方向，从第一承载单元110至位于第一承载单元110靠近籽晶承载装置上的籽晶的小平面的一侧的承载单元100，每个承载单元100的侧壁的高度依次降低。
作为一种优选形式，第一承载单元110呈筒型，位于第一承载单元110靠近籽晶承载装置上的籽晶的小平面500的一侧的承载单元100依次环绕第一承载单元110呈半环形或环形设置。
在本实施例中，第一承载单元110的截面为圆形，位于第一承载单元110靠近籽晶承载装置上的籽晶的小平面500的一侧的承载单元依次环绕第一承载单元110呈半圆环形或圆环形设置。位于第一承载单元110靠近籽晶承载装置上的籽晶的小平面500的一侧的承载单元100对应的圆心依次设置在第一承载单元110的圆心靠近籽晶承载装置上的籽晶的小平面500的一侧。也即，晶体原料盛载装置为偏心圆环结构的筒体。
如图3所示，第一承载单元110为大致圆形，位于第一承载单元110靠近籽晶承载装置上的籽晶的小平面的一侧(图3中右侧)的承载单元100依次环绕第一承载单元110呈半圆环形设置，除第一承载单元110之外，在第一承载单元110的右侧还设置有三个承载单元100，依次分别是第二承载单元120、第三承载单元130和第四承载单元140。第一承载单元110右侧的第二承载单元120、第三承载单元130以及第四承载单元140的圆心均在第一承载单元110的右侧，且第一承载单元110、第二承载单元120、第三承载单元130以及第四承载单元140的圆心位于同一直线上，同时，第二承载单元120、第三承载单元130以及第四承载单元140均为半环形，从第一承载单元110开始，第二承载单元120、第三承载单元130以及第四承载单元140的侧壁的上沿呈阶梯状递减设置。
需要说明的是，半环形可以是小半环、大半环，不特指是标准半环，也即不是完整的环形即为半环。
作为另一种承载单元100的布置形式，如图4所示，第一承载单元110为圆形，位于第一承载单元110靠近籽晶承载装置上的籽晶的小平面的一侧(图中左侧)的承载单元100依次环绕第一承载单元110呈圆环形设置，具体的，第一承载单元110右侧的承载单元的圆心在第一承载单元110的右侧，除第一承载单元110之外，还设置有三个承载单元100，依次分别是第二承载单元120、第三承载单元130和第四承载单元140。第一承载单元110、第二承载单元120、第三承载单元130以及第四承载单元140的圆心位于同一直线上，第二承载单元120、第三承载单元130以及第四承载单元140在第一承载单元110的左侧依然具有放置原料的空间。从第一承载单元110开始，向右或向左，第二承载单元120、第三承载单元130以及第四承载单元140的侧壁的上沿均呈阶梯状递减设置。
除上述给出的晶体原料盛装装置的具体形式之外，本实施例还提供另一种原料盛装装置的具体结构。
本实施例晶体原料盛载装置包括多孔板200，多孔板200覆盖在位于第一承载单元110靠近籽晶承载装置上的籽晶的小平面的一侧的承载单元100上。
如图5所示，本实施例晶体原料盛载装置的晶体生长装置为坩埚300，坩埚300可以直接作为晶体原料盛载装置本体，或者在坩埚300内设置一个筒体作为原料盛载装置本体，此时多个承载单元100连接为一体，在原料盛载装置本体上对应第一承载单元110右侧的承载单元100所在的位置倾斜设置一多孔板200，实现从第一承载单元110至右侧的承载单元100的物料高度的依次降低。
可以理解的是，多孔板200仅仅设置在第一承载单元110右侧的位置，从而原料蒸发时，更多的生长气氛是从第一承载单元110位置沿主生长梯度移动，所以生长气氛不仅离小平面较远，且小平面位置更加不容易达到气氛过饱和，进一步降低了多型转变的几率。
需要说明的是，对应于如图3或图4所示的阶梯型的晶体生长装置，也可在第一承载单元110靠近籽晶承载装置上的籽晶的小平面500的一侧(图3的右侧，图4的左侧)的承载单元100，也即第二承载单元120、第三承载单元130以及第四承载单元140上覆盖多孔板200，此时多孔板200可以倾斜设置，也可是每个承载单元100的上方分别水平设置一多孔板200。
本实施例的多孔板200为石墨材质。
本发明实施例还提供一种晶体生长装置，晶体生长装置内设置有本实施例提供的晶体原料盛载装置，晶体生长装置在晶体原料盛载装置的上方设置有籽晶承载装置。
具体的，如图14所示，晶体生长装置包括坩埚300和加热机构，籽晶承载装置为坩埚盖310，加热机构包括感应加热线圈400，感应加热线圈400绕设在坩埚300的外侧，感应加热线圈400的两端位于同一方向；籽晶的小平面500一端靠近感应加热线圈400的两端所在的位置设置。
可以理解的是，加热机构是现有物理气相传输法采用坩埚300生长碳化硅晶体的常规设备，一般感应加热线圈400包括空心铜管，空心铜管内部通水，铜管的下端为水的进端410，铜管的上端为水的出端420，铜管自然加热，铜管的螺旋大致结构为：铜管进端410和出端420方向均为同一方向，铜管为螺旋上升形成线圈，且每匝线圈之间均有等距的匝距，这样的独特结构使得线圈存在加热不均匀的缺陷，因为理论上在铜管进出的方向(也即感应加热线圈400的两端)会比其对面多出0.1-1匝线圈，使得该方向的磁通量更加密集，单位时间内的磁通量的变化量也更多，该方向坩埚300的感应电流密度也更大，所以在同一水平线上线圈铜管进出方向的温度会相对来得高。所以将小平面(facet)放置在该方向可以减缓小平面的生长速率，避免小面自行成核。
其中，图14中的A表示的是小平面500相对感应加热线圈的方位，也即籽晶的小平面500靠近A位置设置。
具体的，为了降低多型转变几率，籽晶承载装置用于放置籽晶的承载面倾斜设置，籽晶的小平面的一端靠近承载面的高端设置，具体的，承载面与晶体生长装置的主生长梯度所在的方向呈80度～89.5度。
作为一种常用的籽晶承载装置，籽晶承载装置包括坩埚300，籽晶承载装置一般为坩埚300的石墨坩埚盖，也即石墨坩埚盖的内表面是倾斜设置的，坩埚300的主生长梯度一般沿坩埚300的底部指向顶部，也即如图箭头所示的方向。
现有常规晶体生长方向的示意原理简图如图1所示，晶体生长轴C轴与主生长温度梯度T轴是一致的，该种情况很容易出现晶型的转变。
针对小平面容易出现多型转变问题，将籽晶沿[11-20]方向倾斜抬高0.5度-10度，也即，使籽晶的宏观生长面与主生长梯度成约80度-89.5度的角度，使得小平面处于较高的位置；使得(1-100)晶面与主生长梯度的角度变小，有利于生长气氛输送至台阶(碳化硅是通过台阶流生长的)的并入点，实现自台阶处的横向生长(台阶流生长)，并在此过程中继承了衬底的堆垛次序，实现晶型信息的传递，避免多型的产生。其生长原理图如图2所示。
对应于该种石墨坩埚盖的内表面倾斜设置的形式，本实施例晶体生长装置应用本实施例提供的籽晶承载装置的第一承载单元110对应于坩埚盖310的籽晶放置位的底端设置，第一承载单元110能够承载的原料的高度最高，且，沿籽晶的承载面的底端到高端，多个承载单元能够承载的原料的高度依次降低。
通过籽晶承载装置使得原料表面凸起，凸出位置正对着倾斜籽晶的最低处，这样设计的目的是使得凸起处的原料距离籽晶最近，在物理气相传输法生长中，当温度加热到2100摄氏度以上时，腔室内压力低于100mabr，原料便开始升华，由于坩埚300是发热体，所以原料的温度为靠近坩埚300的原料温度高，中间的原料温度低，所以原料的温度梯度为向内的，当原料开始升华后，生长气氛Si、Si2C、SiC2等气体便会沿着温度梯度，即设计的阶梯一阶一阶地将生长气氛输送至籽晶的最低处，然后首先沉积结晶成碳化硅单晶，然后生长气氛在沿着倾斜的籽晶继续输送至小平面，此时输送至小平面的气氛已非过饱和且生长速率降低，对应的2D成核自由能提高，这意味着多型转变几率的减小。
在实际生长中，籽晶一般通过粘贴的方式固定在石墨坩埚盖的内表面上，籽晶粘贴存在一定粘贴失败的几率，在粘接或机械固定籽晶的过程中，由于石墨坩埚盖表面机械加工精度较差、碳胶粘结不均匀以及粘合剂在固化过程中的放气等因素，使得籽晶背面与石墨坩埚盖之间存在不均匀的间隙或一些气孔。使得籽晶常常在固化过程中脱落或者由于籽晶背面与石墨坩埚盖之间存在的间隙太大、气孔太多，不得不将籽晶剥落重新进行粘接。这就使得籽晶粘接这一工序存在良率这一问题，而剥落的石墨坩埚盖由于表面已经覆盖了一层黏胶，无法再次进行籽晶粘接，返工重抛又会有石墨坩埚盖高度达不到工艺要求的问题，此时的石墨坩埚盖就只能报废了，大大增加了生产的成本。现有一些改进方法中为将籽晶从籽晶托上剥离，提出将整个石墨托浸泡于硫酸中，但是，如此即使籽晶安全取下，但是整个石墨托报废，导致生产成本大幅提高。
针对该问题，籽晶承载装置包括主体部311以及籽晶承载部312，籽晶承载部312与主体部311通过燕尾槽卡接连接。
具体的，如图12或图13所示，籽晶承载装置为坩埚盖310，石墨坩埚盖一分为二，包括主体部311和籽晶承载部312，主体部311较大，用于与盖设在坩埚300上，主体部311的下表面与籽晶承载部312的上表面设置有相互配合的燕尾槽。当籽晶承载部312与籽晶510粘贴并检验合格后再将籽晶承载部312与主体部311通过燕尾槽结构合为一体，该设计的最大优点是，即使籽晶510粘接不良，废弃时也只需废弃籽晶承载部312，原料浪费较少，同时，在大幅减少生产成本的前提下，由于主体部311不需更换，所以保证了原本石墨托的结构与完整性，不用因为改变石墨托的结构而重新调整热场以匹配新的石墨托结构。
需要说明的是，图12或13是坩埚盖310上粘结上籽晶510的形式，其中颜色较深的部位为小平面500。图7、图9或图11中的B指的是小平面在坩埚盖上的位置。
下面给出本实施例晶体生长装置的一个具体测试例。
将粘接好籽晶的坩埚盖310与内部放置好热场的坩埚300进行密封，生长坩埚300周围、顶部、底部会包裹1～4层厚度5～10毫米的石墨软毡保温层，然后将生长坩埚300放入长晶炉中，首先抽真空到压力5*10-2mbar以下，充入氩气控制压力在1～50mbar环境之下，水冷式感应线圈通电，以电磁感应原理加热石墨坩埚300，当加热温度达到2100摄氏度以上，碳化硅粉末开始升华变成Si、Si2C、SiC2等气体，并沿着温度梯度从高温区传输到较低温度区域的籽晶处沉积结晶形成碳化硅单晶，经过5～10天的沉积结晶时间，完成碳化硅单晶生长。
经过检测，采用此设计的热场结构生长4英寸掺氮的4H-SiC晶体，晶体为单一晶型4H(碳化硅晶型的一种表述)，晶体表面无杂晶、密集性微管等宏观缺陷。晶体经过切磨抛后得到晶片，将晶体放置于光学显微镜下观察，可以看到SiC晶体中基本没有包裹物，包裹物密度小于1个/平方厘米，表明利用该热场结构进行晶体生长可以有效降低小平面(facet)发生多型转变几率高的问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种晶体原料盛载装置，用于放置在晶体生长装置内，所述晶体生长装置在所述晶体原料盛载装置的上方设置有籽晶承载装置，其特征在于，所述晶体原料盛载装置包括依次水平相邻紧靠设置的多个承载单元，多个所述承载单元中包括对应于远离所述籽晶承载装置上的籽晶的小平面的一端设置的第一承载单元；
沿远离所述籽晶的小平面的一端向靠近所述籽晶的小平面的一端的方向，从所述第一承载单元至位于所述第一承载单元靠近所述籽晶的小平面的一侧的承载单元，每个所述承载单元能够承载的原料的高度依次降低。
2.根据权利要求1所述的晶体原料盛载装置，其特征在于，所述晶体原料盛载装置包括基体，所述基体沿水平方向依次设置有顶部开口的多个容腔，每个容腔形成一个承载单元；
沿远离所述籽晶的小平面的一端向靠近所述籽晶的小平面的一端的方向，从所述第一承载单元至位于所述第一承载单元靠近所述籽晶的小平面的一侧的承载单元，每个所述承载单元的侧壁的高度依次降低。
3.根据权利要求2所述的晶体原料盛载装置，其特征在于，所述第一承载单元呈筒型，位于所述第一承载单元靠近所述籽晶的小平面的一侧的承载单元依次环绕所述第一承载单元呈半环形或环形设置。
4.根据权利要求3所述的晶体原料盛载装置，其特征在于，所述第一承载单元的截面为圆形，位于所述第一承载单元靠近所述籽晶的小平面的一侧的承载单元依次环绕所述第一承载单元呈半圆环形或圆环形设置；
位于所述第一承载单元靠近所述籽晶的小平面的一侧的承载单元对应的圆心依次设置在所述第一承载单元的圆心靠近所述籽晶的小平面的一侧，且多个所述承载单元的圆心的连线呈直线设置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的晶体原料盛载装置，其特征在于，所述晶体原料盛载装置还包括多孔板，所述多孔板覆盖在位于所述第一承载单元靠近所述籽晶的小平面的一侧的承载单元上。
6.一种晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长装置内设置有权利要求1-5任一项所述的晶体原料盛载装置，所述晶体生长装置在所述晶体原料盛载装置的上方设置有籽晶承载装置。
7.根据权利要求6所述的晶体生长装置，其特征在于，所述籽晶承载装置的用于放置籽晶的承载面倾斜设置，籽晶的小平面的一端靠近所述承载面的高端设置。
8.根据权利要求7所述的晶体生长装置，其特征在于，所述承载面与所述晶体生长装置的主生长梯度所在的方向呈80度～89.5度。
9.根据权利要求6所述的晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长装置包括坩埚和加热机构，所述籽晶承载装置为坩埚盖；
所述加热机构包括感应加热线圈，所述感应加热线圈绕设在所述坩埚的外侧，所述感应加热线圈的两端位于坩埚的同一侧；
所述籽晶的小平面一端靠近所述感应加热线圈的两端所在的方位设置。
10.根据权利要求6所述的晶体生长装置，其特征在于，所述籽晶承载装置包括主体部以及籽晶承载部，所述籽晶承载部与所述主体部通过燕尾槽卡接连接。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114481316A (zh) * 2022-01-27 2022-05-13 北京青禾晶元半导体科技有限责任公司 一种碳化硅晶体的制造方法及装置
TWI771781B (zh) * 2020-10-26 2022-07-21 國家中山科學研究院 一種正軸碳化矽單晶成長方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000044395A (ja) * 1998-07-29 2000-02-15 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2000044394A (ja) * 1998-07-29 2000-02-15 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2001072491A (ja) * 1999-08-31 2001-03-21 Agency Of Ind Science & Technol 単結晶の製造方法およびその装置
JP2002060297A (ja) * 2000-08-21 2002-02-26 Agency Of Ind Science & Technol 単結晶の成長装置および成長方法
CN101027433A (zh) * 2004-08-10 2007-08-29 克里公司 用于大碳化硅单晶的高品质生长的籽晶和籽晶夹持器组合
CN102459718A (zh) * 2009-06-10 2012-05-16 株式会社普利司通 碳化硅单晶的制造装置
CN202390579U (zh) * 2011-12-09 2012-08-22 北京有色金属研究总院 一种物理气相输运法生长碳化硅单晶用石墨坩埚
JP2014210672A (ja) * 2013-04-17 2014-11-13 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法
CN106400116A (zh) * 2016-10-08 2017-02-15 中国科学院上海硅酸盐研究所 高质量碳化硅晶体生长用斜籽晶托以及生长高质量碳化硅晶体的方法
CN106929919A (zh) * 2015-12-29 2017-07-07 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种碳化硅晶体生长用坩埚
CN207498512U (zh) * 2017-11-02 2018-06-15 福建北电新材料科技有限公司 一种生长高利用率的碳化硅单晶生长装置
CN110004486A (zh) * 2019-05-09 2019-07-12 浙江博蓝特半导体科技股份有限公司 一种改善碳化硅晶体生长效率的方法
CN110656376A (zh) * 2019-09-18 2020-01-07 河北同光晶体有限公司 一种基于可控生长中心制备碳化硅单晶的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5072184B2 (ja) * 2002-12-12 2012-11-14 株式会社半導体エネルギー研究所 成膜方法
US20130263785A1 (en) * 2012-04-09 2013-10-10 Chung-Shan Institute of Science and Technology, Armaments, Bureau, Ministry of National Defense Crucible for Growing Crystals

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000044395A (ja) * 1998-07-29 2000-02-15 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2000044394A (ja) * 1998-07-29 2000-02-15 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 炭化珪素単結晶の製造方法
JP2001072491A (ja) * 1999-08-31 2001-03-21 Agency Of Ind Science & Technol 単結晶の製造方法およびその装置
JP2002060297A (ja) * 2000-08-21 2002-02-26 Agency Of Ind Science & Technol 単結晶の成長装置および成長方法
CN101027433A (zh) * 2004-08-10 2007-08-29 克里公司 用于大碳化硅单晶的高品质生长的籽晶和籽晶夹持器组合
CN102459718A (zh) * 2009-06-10 2012-05-16 株式会社普利司通 碳化硅单晶的制造装置
CN202390579U (zh) * 2011-12-09 2012-08-22 北京有色金属研究总院 一种物理气相输运法生长碳化硅单晶用石墨坩埚
JP2014210672A (ja) * 2013-04-17 2014-11-13 住友電気工業株式会社 炭化珪素単結晶の製造方法
CN106929919A (zh) * 2015-12-29 2017-07-07 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种碳化硅晶体生长用坩埚
CN106400116A (zh) * 2016-10-08 2017-02-15 中国科学院上海硅酸盐研究所 高质量碳化硅晶体生长用斜籽晶托以及生长高质量碳化硅晶体的方法
CN207498512U (zh) * 2017-11-02 2018-06-15 福建北电新材料科技有限公司 一种生长高利用率的碳化硅单晶生长装置
CN110004486A (zh) * 2019-05-09 2019-07-12 浙江博蓝特半导体科技股份有限公司 一种改善碳化硅晶体生长效率的方法
CN110656376A (zh) * 2019-09-18 2020-01-07 河北同光晶体有限公司 一种基于可控生长中心制备碳化硅单晶的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI771781B (zh) * 2020-10-26 2022-07-21 國家中山科學研究院 一種正軸碳化矽單晶成長方法
CN114481316A (zh) * 2022-01-27 2022-05-13 北京青禾晶元半导体科技有限责任公司 一种碳化硅晶体的制造方法及装置

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