[发明专利]借助多层生长导向器的直径导向式SiC升华生长

权利要求书

1.一种SiC晶棒生长方法，包括：

(a)在生长用坩埚内设置生长导向器，所述坩埚的底部装有SiC 源材料，而所述坩埚的顶部装有SiC籽晶，所述生长导向器具有内层 和外层，所述内层限定了所述生长导向器中的开孔的至少一部分，并 且所述外层在所述坩埚内支承着所述内层，所述开孔朝向所述源材 料，而所述籽晶放置于所述开孔的与所述源材料相对的一端，其中所 述内层由第一材料形成，并且所述外层由不同于所述第一材料的第二 材料形成，其中所述第一材料的导热率高于所述第二材料的导热率； 以及

(b)使所述源材料通过所述生长导向器中的所述开孔、升华生 长在所述生长用坩埚内的所述籽晶上，从而在所述籽晶上形成SiC晶 棒。

2.权利要求1所述的方法，其中：

所述开孔呈圆锥形，其具有直径较小的一端和直径较大的一端； 并且

所述籽晶被放置在所述圆锥形开孔的所述直径较小的一端。

3.权利要求2所述的方法，其中在生长6H多型体SiC晶棒时， 所述生长导向器的所述开孔的中心轴与至少所述内层的内表面之间 的夹角为43.3°、48.6°或54.7°，而在生长4H多型体SiC晶棒时， 该夹角为43.3°或51.5°。

4.权利要求1所述的方法，其中，在2000℃下，

所述内层的导热率高于50W/(m·K)；并且

所述外层的导热率低于20W/(m·K)。

5.权利要求1所述的方法，其中：

所述内层由粘结剂含量低于20重量％的等静压成型石墨、或由 不含粘结剂的中间相石墨制成；并且

所述外层由多孔碳制成。

6.权利要求5所述的方法，其中在PVT法生长所述SiC晶棒的 过程中，所述外层起到硅吸收剂的作用。

7.权利要求1所述的方法，其中所述内层的厚度在2mm至6 mm之间。

8.权利要求1所述的方法，其中所述生长用坩埚的顶部与所述 内层的至少一部分之间间隔有2mm至5mm的缝隙。

9.权利要求8所述的方法，其中所述缝隙由导热率低于20 W/(m·K)的材料填充。

10.权利要求8所述的方法，其中所述缝隙由用于形成所述外层 的所述材料填充。

11.权利要求1所述的方法，其中，在2000℃下，

所述内层的导热率高于80W/(m·K)；并且

所述外层的导热率低于10W/(m·K)。

12.权利要求1所述的方法，其中所述内层设置在所述外层中的 沟或凹槽内。

13.权利要求12所述的方法，其中所述开孔由所述内层的表面 和所述外层的表面组合限定。

14.一种SiC晶棒生长装置，包括：

石墨材质的生长用坩埚；

SiC源材料，其设置于所述生长用坩埚内的底部；

SiC籽晶，其设置于所述生长用坩埚内的顶部；

生长导向器，其设置于所述生长用坩埚内的顶部，所述生长导向 器具有由所述籽晶向所述源材料延伸的开孔，所述开孔的至少一部分 由所述生长导向器的第一层的表面限定，所述第一层在所述生长用坩 埚内由所述生长导向器的第二层支承，所述生长导向器的所述第一层 由第一材料形成，所述第二层由不同于所述第一材料的第二材料形 成，并且所述第一材料的导热率高于所述第二材料的导热率；以及

用于在所述生长用坩埚内形成温度梯度的装置，其中所述温度梯 度足以使所述SiC源材料蒸发并被输送至所述籽晶，所述蒸发后的源 材料在所述籽晶上凝结并形成SiC晶棒。