CN219032461U - 碳化硅单晶生长用坩埚以及碳化硅单晶生长系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种碳化硅单晶生长用坩埚以及碳化硅单晶生长系统，其中，碳化硅晶体生长用坩埚包括坩埚本体，所述坩埚本体形成有料槽，所述料槽的上端具有挡板，所述挡板用于控制碳化硅升华时的气流方向和缓解碳化硅升华时的气体流速。以此缓解碳化硅生长时小平面效应的影响，减小生长得到的晶锭凸率，减少热应力的产生。

Description

碳化硅单晶生长用坩埚以及碳化硅单晶生长系统

技术领域

本实用新型涉及半导体碳化硅的制备，尤其涉及一种碳化硅单晶生长用坩埚以及碳化硅单晶生长系统。

背景技术

碳化硅作为第三代半导体的代表，具有优良的电学性质以及热学性质，如高的击穿场强、高热导率，是高温、高频、抗辐射、大功率应用场合下极为理想的半导体材料。目前用于制备碳化硅单晶的主流方法是PVT法，在感应线圈的加热下，底部的碳化硅粉末原料升华后在轴向温度梯度的驱动下输运到顶部的籽晶上进行结晶生长。由于小平面效应的存在，碳化硅的径向生长速率是不一样的，中间区域生长速度高于边缘区域生长速率，会导致生长出碳化硅晶锭的形状外凸，影响了碳化硅的利用率，而且会引起应力导致缺陷的生成。一般的碳化硅单晶生长装置不能缓解小平面效应的影响，而且碳化硅粉末在升华时是直接以高流速冲击到籽晶上的，会引起不必要的热应力。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提出了一种碳化硅单晶生长用坩埚以及碳化硅单晶生长系统。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种碳化硅单晶生长用坩埚，包括坩埚本体，所述坩埚本体形成有料槽，料槽的上端具有挡板，所述挡板用于控制碳化硅升华时的气流方向和缓解碳化硅升华时的气体流速。

本申请通过在料槽上端设置挡板，能够控制碳化硅升华时的气流方向和缓解碳化硅升华时的气体流速，从而缓解碳化硅生长时小平面效应的影响，减小生长得到的晶锭凸率，减少热应力的产生。

进一步的，所述挡板为圆形，外径大于所述料槽的内径，使挡板能有效控碳化硅升华时的气流。

进一步的，还包括支柱，所述支柱的上端与所述挡板连接，下端与所述坩埚本体连接。

进一步的，所述支柱与挡板可拆卸连接，所述支柱与所述坩埚本体可拆卸连接。

可拆卸的连接方式，方便更换支柱或挡板。

进一步的，所述支柱与所述挡板插接配合或螺纹配合。

进一步的，所述支柱位于所述料槽的中部，支柱与所述料槽插接配合或螺纹配合。

现有的坩埚在工作时，存在径向温度梯度，不利于单晶的径向均匀性。本申请的支柱设置在料槽的中部，通过这种方式能够改善热场的径向均匀性。

进一步的，所述支柱的材质为石墨。

本申请还公开了一种碳化硅单晶生长系统，包括：

加热室，具有结晶腔；

碳化硅籽晶，位于所述结晶腔内；

坩埚，设置在所述结晶腔内且位于所述碳化硅籽晶的下方，所述坩埚为上文所述的碳化硅单晶生长用坩埚；

加热元件，用于加热融化坩埚内的物质。

进一步的，所述加热元件为设置在加热室侧壁的感应线圈。

本实用新型的有益效果是：本申请通过在料槽上端设置挡板，能够控制碳化硅升华时的气流方向和缓解碳化硅升华时的气体流速，从而缓解碳化硅生长时小平面效应的影响，减小生长得到的晶锭凸率，减少热应力的产生。

附图说明

图1是碳化硅单晶生长用坩埚主视图；

图2是碳化硅单晶生长用坩埚立体图；

图3是碳化硅单晶生长示意图。

图中各附图标记为：

1、挡板；2、坩埚本体；3、支柱；4、碳化硅料源；5、加热室；6、加热室侧壁；7、感应线圈；8、碳化硅籽晶；9、碳化硅升华时的气流方向；10、料槽；11、结晶腔。

具体实施方式

下面结合各附图，对本实用新型做详细描述。

如图1和2所示，本实施例公开了一种碳化硅单晶生长用坩埚，包括坩埚本体2，坩埚本体2形成有料槽10，料槽10的上端具有挡板1，挡板1用于控制碳化硅升华时的气流方向9和缓解碳化硅升华时的气体流速。

通过设置挡板1本实施例的碳化硅单晶生长用坩埚可缓解碳化硅生长时小平面效应的影响，减小生长得到的晶锭凸率，减少热应力的产生。

如图1和2所示，于本实施例中，挡板1为圆形，外径大于料槽10的内径，于实际运用中，可以根据碳化硅生长得到的晶锭凸率大小，来调整挡板1外径大小，以此得到所需碳化硅晶锭。

如图1和2所示，于本实施例中，碳化硅单晶生长用坩埚还包括支柱3，支柱3的上端与挡板2固定，下端与坩埚本体2相对固定。通过支柱3能够支撑挡板1。

进一步的，支柱3与挡板1可拆卸连接，支柱3与坩埚本体2可拆卸连接，实际运用时，挡板1、支柱3、坩埚本体2可手动拆卸，利于更换不同外径的支柱3或者不同外径的挡板1。

进一步的，支柱3与挡板1可拆卸连接，支柱3与坩埚本体2可拆卸连接，实际运用时，便于更换不同外径挡板1。

实际运用时，支柱3与挡板1插接配合或螺纹配合。

如图1和2所示，本实施例中，支柱3位于料槽10的中部，支柱3与坩埚本体2插接配合或螺纹配合，实际运用时，可以根据不同径向热场更换不同外径的支柱3。

本实施例中，支柱3的材质为石墨。

如图3所示，本实施例还公开了一种碳化硅单晶生长系统，包括：

加热室5，具有结晶腔11；

碳化硅籽晶8，位于结晶腔11内；

本实施例所说的碳化硅单晶生长用坩埚，设置在结晶腔11内且位于碳化硅籽晶8的下方；

加热元件，用于加热融化坩埚内的物质(碳化硅原料)。

如图3所示，于本实施例中，加热元件为设置在加热室侧壁6的感应线圈7。

实际运用中，一种碳化硅单晶生长系统，加热室5带保温功能，为碳化硅生长提供一个优良的热场。

实际运用中，加热室5可以设置保温层，为碳化硅生长提供一个优良的热场。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种碳化硅单晶生长用坩埚，包括坩埚本体，所述坩埚本体形成有料槽，其特征在于，所述料槽的上端具有挡板，所述挡板用于控制碳化硅升华时的气流方向和缓解碳化硅升华时的气体流速。

2.如权利要求1所述的碳化硅单晶生长用坩埚，其特征在于，挡板为圆形，外径大于所述料槽的内径。

3.如权利要求1所述的碳化硅单晶生长用坩埚，其特征在于，还包括支柱，所述支柱的上端与所述挡板连接，下端与所述坩埚本体相对连接。

4.如权利要求3所述的碳化硅单晶生长用坩埚，其特征在于，所述支柱与挡板可拆卸连接，所述支柱与所述坩埚本体可拆卸连接。

5.如权利要求4所述的碳化硅单晶生长用坩埚，其特征在于，所述支柱与所述挡板插接或螺纹配合。

6.如权利要求4所述的碳化硅单晶生长用坩埚，其特征在于，所述支柱位于所述料槽的中部，支柱与所述料槽插接配合或螺纹配合。

7.如权利要求6所述的碳化硅单晶生长用坩埚，其特征在于，所述支柱的材质为石墨。

8.一种碳化硅单晶生长系统，其特征在于，包括：

加热室，具有结晶腔；

碳化硅籽晶，位于所述结晶腔内；

坩埚，设置在所述结晶腔且位于所述碳化硅籽晶的下方，所述坩埚为权利要求1～7任意一项所述的碳化硅单晶生长用坩埚；

加热元件，用于加热融化坩埚内的物质。

9.如权利要求8所述的碳化硅单晶生长系统，其特征在于，所述加热元件为设置在加热室侧壁的感应线圈。

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