[实用新型]碳化硅生长装置

说明书

本实用新型涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种碳化硅生长装置；碳化硅生长装置包括坩埚和过滤组件；过滤组件设置于坩埚内，且过滤组件将坩埚的内部划分为沿上下方向分布的第一腔体和第二腔体；其中，过滤组件包括第一孔板和铺设于第一孔板上的碳化硅颗粒层，且碳化硅颗粒层位于第二腔体内。本实用新型提供的碳化硅生长装置能够减少晶体中的碳包裹物，提高制备出的碳化硅衬底的质量。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种碳化硅生长装置。

背景技术

碳化硅单晶(SiC晶体)材料因其自身宽禁带、高热导率、高击穿电场、高抗辐射能力等特点，其制成的半导体器件能够满足对当今对高功率和强辐射器件的需求，是制备高温、高频、高功率和抗辐射器件的理想衬底材料，并在混合动力汽车、高压输电、LED照明和航天航空等领域崭露头角，而生长高质量的SiC晶体则是实现这些SiC基器件的优异性能的基础。

SiC晶体不会出现在大自然中，只能通过合成的方法来获得SiC晶体。目前碳化硅单晶的方法主要有物理气相传输法、高温化学气相沉积法、液相外延法等。其中，物理气相沉积法(PVT)采用中频感应加热，高密度石墨坩埚作为发热体。SiC粉料放置在石墨坩埚底部，SiC籽晶处于石墨坩埚顶部，生长4H-SiC普遍采用C面作为生长面进行晶体生长。通过调节坩埚外部的保温层使得SiC原料区处温度较高，而顶部坩埚盖籽晶处温度较低。然后必须在2100℃以上温度与低压环境下将碳化硅粉末直接升华成Si、Si2C、SiC2等气体，并沿着温度梯度从高温区传输到较低温度区域的籽晶处沉积结晶成碳化硅单晶。相关技术中，在碳化硅晶体生长过程中，在坩埚内的温度必须要满足两个条件才能使位于坩埚底部的碳化硅原料升华到顶部的籽晶上形成碳化硅晶体。两个必要条件是：1、加热碳化硅原料的温度要达到升华点以上，才能保证碳化硅原材料由固态变成气态；2、相对于坩埚顶部的籽晶温度，底部碳化硅原料的温度要高，并且形成一定的温度梯度，这样气态的碳化硅才能在温度梯度的驱动下由低端输运到顶端。

但是，相关技术提供给的碳化硅生长方法容易形成碳包裹物，降低碳化硅衬底的质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种碳化硅生长装置，其能够减少晶体中的碳包裹物，提高制备出的碳化硅衬底的质量。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型提供一种碳化硅生长装置，包括：

坩埚；

过滤组件，过滤组件设置于坩埚内，且过滤组件将坩埚的内部划分为沿上下方向分布的第一腔体和第二腔体；其中，过滤组件包括第一孔板和铺设于第一孔板上的碳化硅颗粒层，且碳化硅颗粒层位于第二腔体内。

在可选的实施方式中，过滤组件还包括第二孔板，碳化硅颗粒层夹设于第一孔板和第二孔板之间。

在可选的实施方式中，第二孔板为石墨板。

在可选的实施方式中，第二孔板的厚度为1-5mm。

在可选的实施方式中，沿碳化硅颗粒层的厚度方向，碳化硅颗粒层的碳化硅颗粒的粒径从靠近第一孔板的一端至远离第一孔板的一端逐渐减小。

在可选的实施方式中，第一孔板设置有圆孔、方孔、三角形孔和长孔中的至少一种。

在可选的实施方式中，第一孔板的厚度为1-5mm。

在可选的实施方式中，第一孔板为石墨板。

在可选的实施方式中，坩埚包括相互连接的第一坩埚筒体和第二坩埚筒体，其中，第一坩埚筒体的内径大于第二坩埚筒体的内径，第一坩埚筒体和第二坩埚筒体的连接处形成台阶面，第一孔板搭接于台阶面。

在可选的实施方式中，碳化硅生长装置还包括籽晶盖，坩埚具有敞口，籽晶盖与坩埚可拆卸地连接，用于封闭或打开敞口，且籽晶盖用于设置籽晶。