CN206244926U - 一种SiC单晶生长炉的旋转式温度监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种SiC单晶生长炉的旋转式温度监控装置，包括：石墨坩埚、隔热层、测温孔、转盘和红外测温仪，其中，所述隔热层设置在石墨坩埚外围，用于维持石墨坩埚内的温度，位于所述石墨坩埚上表面的所述隔热层上设有多个所述测温孔，所述转盘位于所述隔热层的上方，并且所述红外测温仪固定在转盘上，在转盘转动过程中，所述红外测温仪与所述多个测温孔中的每一个相对应，用于通过转动转盘改变红外测温仪所监控的测温孔，从而观察整个晶圆周围的温度变化。本实用新型实现了不对称生长炉内籽晶各处温度的检测，提高了制备的SiC单晶质量，结构简易可靠，使用灵活。
Description
技术领域
本实用新型涉及碳化硅单晶制造设备领域，涉及一种SiC单晶生长炉温度监控装置，具体涉及一种SiC单晶生长炉上方设置旋转式温度监控装置。
背景技术
作为第三代宽带隙半导体材料的一员，相对于常见Si和GaAs等半导体材料，碳化硅材料具有禁带宽度大、载流子饱和迁移速度高，热导率高、临界击穿场强高等诸多优异的性质。基于这些优良的特性，碳化硅材料是制备高温电子器件、高频、大功率器件更为理想的材料。特别是在极端条件和恶劣条件下应用时，SiC器件的特性远远超过了Si器件和GaAs器件。同时SiC另一种宽禁带半导体材料GaN 最好的衬底材料，使用SiC衬底制备的GaN基白光LED发光效率远高于传统的Si及蓝宝石衬底。
目前，现有技术中采用物理气相传输法制备SiC。这种方法通常是将SiC颗粒装入石墨坩埚的底部，在高温下使SiC颗粒高温升华，形成含有Si、Si2C或者SiC2等种类的蒸汽，这种蒸汽在籽晶的表面凝结，从而生长SiC。由于PVT生长炉由于射频线圈、保温材料以及生长条件等的限制，炉内的温度均匀性很难控制。然而生长SiC对于温度均匀性的要求非常高,不均匀的籽晶温度会引起各种位错缺陷。传统的生长炉中，温度的监控方法一般是将红外测温仪放置在生长炉的中心位置。然而由于炉体的不对称型，籽晶各处的温度会有一定的变化，只观察籽晶中心温度已经不能满足对于生长高质量的SiC外延层的要求。
因此，如何设计一种能够监控籽晶各处温度的温度监控装置，成为本领域亟需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供一种SiC单晶生长炉的旋转式温度监控装置，实现了籽晶各处温度的监控，为生长更高质量的SiC单晶提供了条件，结构简易可靠、使用灵活。
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种SiC单晶生长炉的旋转式温度监控装置，其特征在于，包括：石墨坩埚、隔热层、测温孔、转盘和红外测温仪，其中，所述隔热层设置在石墨坩埚外围，用于维持石墨坩埚内的温度，位于所述石墨坩埚上表面的所述隔热层上设有多个所述测温孔，所述转盘位于所述隔热层的上方，并且所述红外测温仪固定在转盘上，在转盘转动过程中，所述红外测温仪与所述多个测温孔中的每一个相对应，用于通过转动转盘改变红外测温仪所监控的测温孔，从而观察整个晶圆周围的温度变化。
进一步的，所述的SiC单晶生长炉的旋转式温度监控的装置，还包括外壁、RF线圈和籽晶。
进一步的，所述籽晶位于石墨坩埚内侧上部。
进一步的，所述隔热层上的开孔，其形状为圆形，沿圆周方向均匀分布在隔热层上。
进一步的，所述转盘位于外壁上方。
本实用新型的有益效果在于：
实现了不对称生长炉内籽晶各处温度的检测，提高了制备的SiC单晶质量，结构简易可靠，使用灵活。
附图说明
图1为本实用新型一种SiC单晶生长炉的旋转式温度监控的装置结构图。
其中，1、石墨坩埚 2、隔热层 3、转盘 4、红外测温仪 5、测温孔 6、籽晶 7、生长的SiC单晶 8、RF线圈 9、外壁 10、SiC颗粒。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种SiC单晶生长炉的旋转式温度监控装置，图1为本实用新型一种SiC单晶生长炉上旋转式温度监控装置结构图，如图1所示, 包括：石墨坩埚1、隔热层2、测温孔5、转盘3和红外测温仪4，其中，所述隔热层2设置在石墨坩埚1外围，用于维持石墨坩埚1内的温度，位于所述石墨坩埚1上表面的所述隔热层2上设有多个所述测温孔5，所述转盘3位于所述隔热层2的上方，并且所述红外测温仪4固定在转盘3上，在转盘3转动过程中，所述红外测温仪4与所述多个测温孔5中的每一个相对应，用于通过转动转盘3改变红外测温仪4所监控的测温孔5，从而观察整个晶圆周围的温度变化。
根据本实用新型的具体实施例，如图1所示：外壁9在隔热层2外部，RF线圈8缠绕在外壁上，用于在SiC单晶制备的过程中控制生长炉内的热场分布。
根据本实用新型的具体实施例，本实用新型中的籽晶6固定于坩埚1内侧上部，固定方式不受特别限制，允许采用任何适用方式来实现二者的连接，只要牢固即可，在SiC单晶制备过程中，SiC颗粒10受温度影响而向上升华，与位于顶部的籽晶6反应，得到生长的SiC单晶7。
根据本实用新型的具体实施例，本实用新型中测温孔5至少为两个，形状、大小和分布状态不受特别限制，只要能检测圆晶周围的温度即可，优选的，可以为圆形，沿圆周方向均匀分布在隔热层上。
根据本实用新型的具体实施例，本实用新型中的转盘3位于外壁9上方，在SiC单晶制备过程中，红外测温仪4随着位于外壁9上方的转盘转动，检测到各个测温孔5的温度，从而观察到整个晶圆周围的变化。
综上所述本实用新型的SiC单晶生长炉上旋转式温度监控装置实用性高，实现了不对称生长炉内籽晶各处温度的检测，提高了制备的SiC单晶质量，结构简易可靠，使用灵活。
以上对本实用新型所提供的一种SiC单晶生长炉的旋转式温度监控装置进行了详细介绍，本文中应用了实施例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (5)
1.一种SiC单晶生长炉的旋转式温度监控装置，其特征在于，包括：石墨坩埚、隔热层、测温孔、转盘和红外测温仪，其中，所述隔热层设置在石墨坩埚外围，用于维持石墨坩埚内的温度，位于所述石墨坩埚上表面的所述隔热层上设有多个所述测温孔，所述转盘位于所述隔热层的上方，并且所述红外测温仪固定在转盘上，在转盘转动过程中，所述红外测温仪与所述多个测温孔中的每一个相对应，用于通过转动转盘改变红外测温仪所监控的测温孔，从而观察整个晶圆周围的温度变化。
2.根据权利要求1所述的SiC单晶生长炉的旋转式温度监控装置，其特征在于，还包括外壁、RF线圈和籽晶。
3.根据权利要求2所述的SiC单晶生长炉的旋转式温度监控装置，其特征在于，所述籽晶位于石墨坩埚内侧上部。
4.根据权利要求1所述的SiC单晶生长炉的旋转式温度监控装置，其特征在于，所述测温孔，其形状为圆形，沿圆周方向均匀分布在隔热层上。
5.根据权利要求1所述的SiC单晶生长炉的旋转式温度监控装置，其特征在于，所述转盘位于外壁上方。
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| CN110878428A (zh) * | 2018-09-06 | 2020-03-13 | 昭和电工株式会社 | SiC单晶制造装置 |
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- 2016-12-09 CN CN201621345353.6U patent/CN206244926U/zh not_active Expired - Fee Related
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