[发明专利]一种碳化硅电阻法生长晶体的退火装置及方法

说明书

一种碳化硅电阻法生长晶体的退火装置，包括保温罩、上加热板、中加热板和下加热板，保温罩内侧底部安置有固定台，且固定台下方搭架上安置有下加热板，固定台上方安装有坩埚托，坩埚托上方安置有坩埚，坩埚顶部安置有籽晶槽，籽晶槽两侧边缘的托架卡在第二凹槽内，籽晶槽外侧安置有中加热板，且中加热板上方有上加热板。退火方法利用上中下三个加热板来保证退火过程中温场的均衡，并且，上加热板和中加热板均设置为左右分离式结构，上/中加热板俯视均呈“()”的两部分，上加热板中间大孔用于引晶装置的放入。

技术领域

本发明涉及碳化硅晶体相关技术领域，具体为一种碳化硅电阻法生长晶体的退火装置及方法。

背景技术

碳化硅作为碳和硅唯一稳定的化合物，热导率约为硅的4.4倍，临界击穿电场约为硅的8倍，电子的饱和漂移速度为硅的2倍。碳化硅的这些性能使其成为高频、大功率、耐高温、抗辐照的半导体器件的优选材料，可用于地面核反应堆系统的监控、原油勘探、环境监测及航空、航天、雷达、通讯系统和大功率的电子转换器及汽车马达等领域的极端环境中。目前生长碳化硅废料晶体的方法包括物理气相传输法和化学气相传输法。

一般碳化硅电阻法生长晶体的加热手段是两侧设有两个平板电加热板，虽然容易操作和维护，但是在退火时缺点明显，在退火降温时容易导致温场不均匀，尤其是在1000℃以下时，以及圆柱形晶体没有加热板相对的侧面部分，在1000℃以下时再降温，这里的温场保持恒定更加困难。在退火后的晶体处理步骤中，经常出现在不是加热板正对位置的晶体部位，出现不良现象，偏析等，在后续加工中，这些部位也容易崩坏，通过偏光等手段检查，是这些部位在退火中产生应力的原因。

因此，需要一种碳化硅电阻法生长晶体的退火装置及方法，以使得退火过程中温场极其均衡，并且不影响之前的引晶过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳化硅电阻法生长晶体的退火装置及方法，以使得退火过程中温场极其均衡，并且不影响引晶过程。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种碳化硅电阻法生长晶体的退火装置，包括保温罩、上加热板、中加热板、碳化硅晶体、籽晶槽、坩埚、坩埚托、下加热板、固定台、凸块、第一凹槽、托架和第二凹槽，其特征在于：所述保温罩内侧底部安置有固定台，且固定台下方搭架上安置有下加热板，所述固定台上方安装有坩埚托，且坩埚托内部底面上设置有第一凹槽，所述第一凹槽内卡有坩埚底部的凸块，所述坩埚托上方安置有坩埚，所述坩埚顶部安置有籽晶槽，且坩埚顶部两侧边缘设置有第二凹槽，所述籽晶槽两侧边缘的托架卡在第二凹槽内，所述籽晶槽内安放有碳化硅晶体，所述籽晶槽外侧安置有中加热板，且中加热板上方安置有上加热板。

所述上加热板和中加热板均设置为左右分离式结构，且上加热板俯视呈“”形的两个扇形；上加热板俯视呈“”形的两个圆台外壳形。

所述上加热板、中加热板和下加热板是整块的中空钨合金板，或者是按规律排列的空心钨合金加热管的阵列，二者中任意一种组成。

所述籽晶槽和坩埚的材质设置为耐高温的陶瓷。

所述坩埚托材质设置为耐高温且韧性强的陶瓷。

所述下加热板俯视呈“+”形结构。

所述固定台设置为四条腿凳子形，且固定台下方设置有空槽，前后左右设置有供“+”形的下加热板四面伸出的开口。

所述凸块和第一凹槽均设置有配套的两组，且凸块的横截面设置为正五角星形。