[发明专利]一种晶体生长室及利用其制备碳化硅的方法

说明书

本发明公开一种晶体生长室及利用其制备碳化硅的方法，涉及晶体生长领域，其中晶体生长室包括：腔体、坩埚、保温毡和加热源，坩埚设置于腔体内部，且坩埚的顶壁上贯通开设有通道，保温毡置于坩埚外侧，且保温毡上开设有测厚孔，保温毡设置于腔体内，测厚孔与通道连通，加热源设置于腔体外侧和内侧；其中制备碳化硅的方法包括采用上述的晶体生长室进行生长，并在生长过程中根据测厚孔周围未结晶区域的实时直径或者实时面积变化，分析得出坩埚内部晶体的生长速率，并据此进行长晶温度和压力的实时调整，这样可以很好的解决晶体生长过程中产生的无效结晶生长或者无法满足客户需求的技术问题。

技术领域

本发明涉及晶体生长技术领域，尤其涉及一种晶体生长室及利用其制备碳化硅的方法。

背景技术

碳化硅单晶具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率大和介电常数小及物理和化学性能稳定等独特的性能，被认为是制造高温、高压、高频大功率等器件的理想半导体材料。

现有的碳化硅晶体生长发生在一个封闭的“黑箱”中，即整个生长过程在密闭的石墨坩埚中完成，无法实时监控晶体生长的情况，只有降温停炉后将石墨坩埚取出并打开，才能了解晶体生长的真实情况，包括有效厚度、直径等尺寸信息，并据此再做出有效的判断，这样严重影响碳化硅晶体生长的效率，而且容易造成碳化硅晶体的无效生长和无法满足客户需求的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种晶体生长室及利用其制备碳化硅的方法，解决了现有技术中晶体生长时无法监控晶体生长从而导致碳化硅晶体的无效生长等技术问题。该制备方法可以有效提高碳化硅的晶体质量，并且有效提高碳化硅晶体的生长效率。

本申请实施例公开了一种晶体生长室，包括：

坩埚，所述坩埚为筒状，且所述坩埚为一顶部开口的容置空腔，所述容置空腔用于放置原料；

坩埚盖，设置于所述容置空腔上方，且所述坩埚盖上贯通开设有通道；

保温毡，置于所述坩埚及坩埚盖的四周，且所述保温毡上开设有测厚孔，所述测厚孔与所述通道连通；

腔体，所述腔体套装于所述保温毡外侧；

加热源，设置于所述腔体外侧或者腔体的内侧。

本申请实施例通过开设的测厚孔并对其进行监测，后续进行分析计算得到坩埚内晶体的生长速率、厚度、直径大小等，便于操作人员对晶体的生长工艺阐述进行调整，从而提高晶体的生长效率和良率。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步地，所述通道为圆柱型或者圆台型，所述通道为圆柱型时，所述通道的横截面直径为1-5mm；所述通道为圆台型时，所述通道的最小处直径为1-5mm，所述通道的最大处直径为1-10mm，采用本步的有益效果是便于后续检测碳化硅晶体的生长。

进一步地，所述测厚孔为圆柱型或者圆台型，所述测厚孔为圆柱型时，所述测厚孔的横截面直径为1-10mm；所述测厚孔为圆台型时，所述测厚孔的最小处直径为1-5mm，所述通道的最大处直径为1-10mm，采用本步的有益效果是便于后续检测碳化硅晶体的生长。

进一步地，所述通道的顶部直径不大于所述测厚孔的底部直径；采用本步的有益效果是便于后续的检测。

进一步地，所述通道在晶体生长时保持贯通状态，所述测厚孔在晶体生长时自贯通状态变化至封闭状态，采用本步的有益效果是通过测厚孔便于后续操作人员计算得出晶体的生长数据。

本申请实施例还公开了一种利用晶体生长室制备碳化硅晶体的方法，包括以下步骤：

步骤S1：将预处理好的碳化硅原料放入晶体生长室的坩埚内，将预处理好的籽晶放入晶体生长室的坩埚盖内侧，并将带有测厚孔的保温毡置于坩埚、坩埚盖外侧，最后放置于腔体内；