[发明专利]一种PVT法生长碳化硅单晶缓释的装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体生长技术领域，特别是一种PVT（物理气相沉积）法生长碳化硅单晶缓释的装置。

背景技术

PVT（physicalvaportransport，物理气相沉积）法碳化硅（SiC）单晶生长的基本过程包括原料分解升华、质量传输和在籽晶上结晶三个过程。当加热到一定的温度后原料主要分解为Si、Si₂C、SiC₂气体。当原料到籽晶的距离较小时(约10ｍｍ以下)，主要是原料面到籽晶的直接升华；当距离较大时，生长主要是由壁到籽晶的气体传输。

生长过程中，首要解决的是温场的均匀分布问题，以保证生长界面的均匀性，为二维层状生长。另外一个问题是Si的流失问题，Si的蒸汽压高，沸点低，很早就从料中升华并溢出坩埚。

通常根据温场分布设计出的坩埚均为直通结构，这种结构在生长初期，距离籽晶较远的原料会完成大量的由壁到籽晶的气体传输，但并不会生成碳化硅单晶，因为Si的蒸汽压要高于其他成分，气体Si要与坩埚的石墨壁反应生成Si₂C、SiC₂，并溢出坩埚，造成Si流失，最终造成Si/C比失衡影响生长组分和温场稳定。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种PVT法生长碳化硅单晶缓释的装置。

为实现上述目的本发明一种PVT法生长碳化硅单晶缓释的装置，该装置包括坩埚，所述坩埚上扣合有坩埚盖，所述坩埚盖的内侧固定有籽晶，坩埚内装有碳化硅粉源，坩埚内设置有隔板，所述隔板将所述碳化硅粉源分隔成上下两层，隔板上设置由若干个连通上下两层碳化硅粉源的孔。

进一步，所述坩埚由石墨制成。

进一步，所述隔板由石墨制成但不仅限于石墨。

进一步，所述隔板设置在坩埚高温区处。

进一步，所述隔板的外径与所述坩埚内径等同。

本发明将直通的坩埚内腔分为上下两层，降低了由壁到籽晶的气体传输速率，有效地解决了Si的流失问题，同时又不改变坩埚内温场分布，提高晶体生长质量，增加原料利用率，降低了原料成本，为企业带来效益。

附图说明

图1为本发明PVT法生长碳化硅单晶的缓释装置的结构示意图；

其中，1坩埚盖、2坩埚、3籽晶、4上层碳化硅粉源、5下层碳化硅粉源、6隔板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

如图1所示的PVT法生长碳化硅单晶缓释的装置，包括由石墨制成的坩埚2，坩埚2上扣合有坩埚盖1，坩埚盖1的内侧固定有籽晶3，坩埚2内设置有隔板6，隔板6由石墨制成，在隔板6上设置由若干个孔，用于连通上层碳化硅粉源4和下层碳化硅粉源5。优选的，将隔板6设置在距离坩埚2底部1/3处，即坩埚高温区处，此高温区域的温度于坩埚内其他区域的温度，此高温区域内的温度在升华临界温度之上。

装料时，先向坩埚2内装入原料至高温区线下，放入下层碳化硅粉源5在下层碳化硅粉源5上放置多孔的隔板6，再将上层碳化硅粉源4装入坩埚2。此种方法有效降低了生长初期Si的流失率，有效控制生长组分Si/C失衡，增加了原料利用率，提高了晶体生长质量。同时多孔石墨可更换，可重复使用，更换操作简便，降低了使用成本。

上述示例只是用于说明本发明，本发明的实施方式并不限于这些示例，本领域技术人员所做出的符合本发明思想的各种具体实施方式都在本发明的保护范围之内。