[发明专利]一种晶体原位碳化退火装置及方法

权利要求书

1.一种晶体原位碳化退火方法，其特征在于，所述方法为在晶体原位碳化退火装置中对晶体进行原位退火，所述晶体原位碳化退火装置包括：

形成生长室并在其内部生长晶体的石墨坩埚；

包裹在石墨坩埚外周但露出至少部分坩埚顶部的外周保温层；

生长炉，在所述生长炉的下部放置包裹有外周保温层的石墨坩埚，在且在该生长炉的下部的内周设置有用于调节生长炉内温度的感应线圈，所述生长炉还具有充放气接口以选择性地与真空源或惰性气体源连接；

设置在所述石墨坩埚上方可升降的上保温层，所述上保温层朝向所述石墨坩埚一侧悬挂硅粉装载单元，所述上保温层在晶体稳定生长时位于远离坩埚的生长炉顶部，当生长结束时，下降所述上保温层，盖住所述石墨坩埚并借助退火温度使硅粉装载单元释放硅气氛进入所述生长室；

所述方法包括：

（1）待晶体生长结束后，在0.1～5小时内缓慢下降所述上保温层直至盖住所述石墨坩埚的顶部，同时使所述硅粉装载单元置于石墨坩埚顶部与所述上保温层之间以在退火的同时释放硅气氛；

（2）调节退火温度至高于晶体生长温度50～200 ℃，并通入惰性气氛使得生长室内的压强至8～200 Torr进行化退火处理1～30小时，使得晶锭上、下边缘晶体应力聚集区完全热蚀刻掉；

（3）然后通入惰性气氛使得生长室内的压强至400～800 Torr，同时多段降温至室温。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶体原位碳化退火装置还具有用于提拉或下降所述上保温层的上提拉单元。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上保温层轴向覆盖石坩埚的顶部，且所述上保温层的径向尺寸大于石墨坩埚的径向尺寸但小于所述生长炉的径向尺寸。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述降温至室温所用的时间为10小时以上。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述降温至室温所用的时间为20～100小时。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，下降所述上保温层直至盖住所述石墨坩埚的顶部所需时间为0.3～2小时。

7.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述晶体为碳化硅晶体，采用物理气相传输方法或高温化学气相沉积法生长所述碳化硅晶体；所述物理气相传输方法的生长参数包括：本底真空＜10^-3 Pa；生长温度为2000～2400℃；生长气氛为氩气；生长压强为5～40Torr；生长时间为50～200小时。