用于生长晶体的热场装置以及控制方法与流程

文档序号:42024020发布日期:2025-05-30 17:07阅读:35来源:国知局

本发明涉及晶体生长,更具体地,涉及一种用于生长晶体的热场装置以及控制方法。


背景技术:

1、碳化硅(sic)晶体因具有优异的物理、化学和电学性能,能够满足现代高科技领域对材料的严苛要求,而被广泛研究应用。当前生长碳化硅晶体的方法主要有物理气相传输法(pvt法)、化学气相沉积法(cvd法)、高温化学气相沉积法(htcvd法)等,其中pvt法实现的碳化硅晶体生长体系可以通过调节热场结构、监测温度、压力范围等途径,将热场结构、监测温度、压力范围等控制在一个合适的范围之内,以得到高质量的碳化硅晶体。

2、pvt法生产碳化硅晶体生长系统中的可控变量通常包括:石墨材质、热场温度、热场压力、毡材质与尺寸、热场与线圈的相对位置、掺杂气体的纯度及流量、籽晶的固定方式、籽晶背面处理等。采用pvt法生产高结晶质量的碳化硅晶体的必要条件有:缺陷密度较低的高质量籽晶、合适的生长温度和生长压力、合适的轴径向温度梯度、持续的气态物料供应。

3、相关技术中,在生长碳化硅晶体的过程中,籽晶的背面容易产生腐蚀等缺陷,影响籽晶正面生长的碳化硅晶体,导致得到的碳化硅晶体的质量受损。


技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种用于生长晶体的热场装置,所述热场装置在生长碳化硅晶体的过程中,使籽晶的背面不易产生腐蚀等缺陷,不易影响籽晶正面生长的碳化硅晶体,得到的碳化硅晶体的质量较好。

2、本发明的另一个目的在于提出一种用于生长晶体的热场装置的控制方法。

3、根据本发明实施例的热场装置,包括:炉体;容纳装置,所述容纳装置设在所述炉体内且包括壳体和托架,所述壳体限定有第一容纳腔和第二容纳腔,所述托架设在所述壳体内部以用于放置籽晶,所述籽晶适于将所述第二容纳腔分隔为第一部分和第二部分,所述第一容纳腔用于容纳晶体原材料且与所述第一部分连通,所述第二部分内设有镀膜原材料;第一加热件,所述第一加热件设在所述炉体内,所述第一加热件用于加热所述晶体原材料,使所述籽晶的一侧生长晶体;第二加热件,所述第二加热件设在所述炉体内,所述第二加热件用于加热所述镀膜原材料,使所述籽晶的另一侧进行镀膜。

4、根据本发明实施例的热场装置,能够同时对籽晶进行生长晶体操作和镀膜操作,使保护膜不易从籽晶脱落,对生长晶体的保护效果好,使生长得到的晶体的质量高,且工艺步骤少,工艺连贯性好,利于提高生长晶体的效率。

5、另外,根据本发明上述实施例的热场装置还可以具有如下附加的技术特征:

6、根据本发明的一些实施例,所述第一容纳腔、所述第二容纳腔的第一部分和所述第二容纳腔的第二部分从上向下依次排布,所述籽晶的上表面用于生长晶体,所述籽晶的下表面进行镀膜,所述托架与所述籽晶的边缘接触。

7、根据本发明的一些实施例,所述壳体内设有多孔板,所述多孔板将所述壳体内分隔出所述第一容纳腔和所述第二容纳腔,所述多孔板设有多个连通所述第一容纳腔和所述第二容纳腔的第一连通孔,所述多孔板的一部分凹陷形成有与所述第一连通孔连通的容纳槽,所述容纳槽用于容纳过滤件。

8、根据本发明的一些实施例,所述第二部分内设有安装部件,所述镀膜原材料设在所述安装部件上,所述第二加热件设在所述第二部分内且邻近所述安装部件,所述第二加热件为电阻加热件。

9、根据本发明的一些实施例,所述第二容纳腔的第二部分包括连通的镀膜腔和承载腔,所述承载腔位于所述镀膜腔的远离所述第一容纳腔的一侧,所述镀膜原材料设于所述承载腔,所述第二加热件位于所述容纳装置的外侧,所述第二加热件用于加热所述承载腔的壁部以加热所述承载腔内部的所述镀膜原材料。

10、根据本发明的一些实施例,所述炉体的炉壁内限定有冷却流道,用于流通冷却流体,所述承载腔的壁部与所述炉体的炉壁抵接配合。

11、根据本发明的一些实施例,所述第二容纳腔的所述第二部分包括连通的镀膜腔和承载腔,所述承载腔位于所述镀膜腔的远离所述第一容纳腔的一侧,所述镀膜原材料设于所述承载腔,所述承载腔的壁部设有第二连通孔,所述第二加热件位于所述容纳装置外侧,所述第二加热件适于通过所述第二连通孔加热所述镀膜原材料。

12、根据本发明的一些实施例,所述第二加热件包括电子枪和偏转电场发生器。

13、根据本发明实施例的用于生长晶体的热场装置的控制方法,包括:控制第一加热件加热晶体原材料且控制第二加热件加热镀膜原材料。

14、根据本发明的一些实施例,所述控制方法还包括:在达到预设时间时,控制所述第二加热件停止加热且控制所述第一加热件持续加热所述晶体原材料。

15、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。



技术特征:

1.一种用于生长晶体的热场装置(100),其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的用于生长晶体的热场装置(100),其特征在于,所述第一容纳腔(211)、所述第二容纳腔(212)的第一部分(2121)和所述第二容纳腔(212)的第二部分(2122)从上向下依次排布,所述籽晶(200)的上表面用于生长晶体,所述籽晶(200)的下表面进行镀膜,所述托架(22)与所述籽晶(200)的边缘接触。

3.根据权利要求1所述的用于生长晶体的热场装置(100),其特征在于,所述壳体(21)内设有多孔板(50),所述多孔板(50)将所述壳体(21)内分隔出所述第一容纳腔(211)和所述第二容纳腔(212),所述多孔板(50)设有多个连通所述第一容纳腔(211)和所述第二容纳腔(212)的第一连通孔,所述多孔板(50)的一部分凹陷形成有与所述第一连通孔连通的容纳槽(52),所述容纳槽(52)用于容纳过滤件。

4.根据权利要求1所述的用于生长晶体的热场装置(100),其特征在于,所述第二部分(2122)内设有安装部件(60),所述镀膜原材料(400)设在所述安装部件(60)上,所述第二加热件(40)设在所述第二部分(2122)内且邻近所述安装部件(60),所述第二加热件(40)为电阻加热件。

5.根据权利要求1所述的用于生长晶体的热场装置(100),其特征在于,所述第二容纳腔(212)的第二部分(2122)包括连通的镀膜腔(2123)和承载腔(2124),所述承载腔(2124)位于所述镀膜腔(2123)的远离所述第一容纳腔(211)的一侧,所述镀膜原材料(400)设于所述承载腔(2124),

6.根据权利要求5所述的用于生长晶体的热场装置(100),其特征在于,所述炉体(10)的炉壁(11)内限定有冷却流道(111),用于流通冷却流体,所述承载腔(2124)的壁部与所述炉体(10)的炉壁(11)抵接配合。

7.根据权利要求1所述的用于生长晶体的热场装置(100),其特征在于,所述第二容纳腔(212)的所述第二部分(2122)包括连通的镀膜腔(2123)和承载腔(2124),所述承载腔(2124)位于所述镀膜腔(2123)的远离所述第一容纳腔(211)的一侧,所述镀膜原材料(400)设于所述承载腔(2124),所述承载腔(2124)的壁部设有第二连通孔(2125),

8.根据权利要求5-7中任一项所述的用于生长晶体的热场装置(100),其特征在于,所述第二加热件(40)包括电子枪(421)和偏转电场发生器(422)。

9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的用于生长晶体的热场装置(100)的控制方法,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的用于生长晶体的热场装置(100)的控制方法,其特征在于,还包括:


技术总结
本发明公开了一种用于生长晶体的热场装置以及控制方法,用于生长晶体的热场装置包括:炉体;容纳装置,容纳装置设在炉体内且包括壳体和托架,壳体限定有第一容纳腔和第二容纳腔,托架设在壳体内部以用于放置籽晶,籽晶适于将第二容纳腔分隔为第一部分和第二部分,第一容纳腔用于容纳晶体原材料且与第一部分连通,第二部分内设有镀膜原材料;第一加热件,第一加热件设在炉体内,第一加热件用于加热晶体原材料,使籽晶的一侧生长晶体;第二加热件,第二加热件设在炉体内,第二加热件用于加热镀膜原材料,使籽晶的另一侧进行镀膜。根据本发明实施例的热场装置,能够同时对籽晶进行生长晶体操作和镀膜操作,利于提高生长晶体的质量。

技术研发人员:李远田,韩倩,吴安楠,尹良良
受保护的技术使用者:江苏集芯先进材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/5/29
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