晶体生长装置和晶体生长设备的制作方法

本申请涉及半导体生产设备，特别是涉及一种晶体生长装置和晶体生长设备。

背景技术：

1、现在半导体产业发展迅猛，给现代科学的各个领域带来了全新的技术革命。碳化硅是第三代半导体材料的代表，与硅和砷化镓为代表的传统半导体材料相比，其在工作温度、抗辐射、耐击穿电压等性能方面具有很大优势。在制造半导体、微电子电力等领域有广泛的应用。近年来，碳化硅衬底市场规模达到上亿美元。获得优良的碳化硅衬底质量成为各大厂商的首要任务。近年来，多种高功率、高性能碳化硅器件已被成功开发，这对碳化硅行业来说又是一次新的爆发。目前物理气相传输法(pvt)是业界公认最成熟的碳化硅制造方法，其生长机理为：在晶体生长过程中，通过加热使得坩埚底部加热到目标温度(2200-2400℃)，而籽晶处的温度在2000-2100℃之间，处在高温区的原料开始分解、蒸发，气态的碳化硅传输流源源不断向籽晶处运输，最终在籽晶上结晶。

2、晶体在极高温度和极低的压力下进行生长，故对于热场部件和保温材料都有极高的要求，随着世界各地碳化硅制造相关企业不断的扩产和受疫情影响导致全球供应链中断，生长碳化硅的原材料价格也水涨船高。按照传统的生长方式即一炉次生长产出一颗晶体，此方式存在时间长，晶体碳包裹风险等缺点。

技术实现思路

1、本申请主要解决的技术问题是提供一种单晶生长装置和晶体生长设备，能够解决气流不均匀分布，降低晶体碳包裹风险的问题。

2、为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种晶体生长装置，其包括坩埚体、坩埚盖、若干个籽晶板和若干个导流结构。其中，坩埚体包括坩埚底壁与坩埚侧壁，坩埚底壁与坩埚侧壁围合形成有腔体。坩埚盖设置在坩埚侧壁与坩埚底壁相对的一侧。若干个籽晶板设置于坩埚盖朝向所述腔体的一侧上，用于放置待生长籽晶。若干个导流结构设置在腔体内，每一导流结构包括：第一导流件和第二导流件。第一导流件被配置为从坩埚侧壁向腔体的中部延伸，第一导流件具有第一导流口。第二导流件设置于第一导流件与籽晶板之间，且具有至少一个第二导流口。第一导流口与第二导流口在底壁的投影相互错开。

3、本申请采用的另一个技术方案是：提供一种晶体生长设备。该晶体生长设备包括如上所述的晶体生长装置和加热装置，加热装置设置于坩埚外侧，用于加热晶体生长装置。

4、本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，通过在坩埚体内多个籽晶板使得一炉次生长产出至少两颗晶体。且在坩埚体内设置导流结构，该导流结构包括第一导流件和第二导流件，增加了气体储存腔和多层气流阻挡层，缓和气流不均匀分布，增加了气流运输路径，避免气流夹杂着细微碳颗粒直接运输到晶体表面，减小晶体碳包裹风险且提高生产效率。

技术特征：

1.一种晶体生长装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述第二导流口内设置有第一过滤件。

3.根据权利要求2所述的晶体生长装置，其特征在于，所述第二导流件包括：第一导流板和第二导流板，所述第一导流板从所述坩埚侧壁向所述腔体的中部延伸；所述第二导流板从所述腔体的中部向所述坩埚侧壁延伸；所述第一过滤件连接所述第一导流板与所述第二导流板。

4.根据权利要求3所述的晶体生长装置，其特征在于，所述第一导流板与所述第二导流板位于同一平面内。

5.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长装置还包括：

6.根据权利要求5所述的晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长装置还包括：

7.根据权利要求6所述的晶体生长装置，其特征在于，所述导流筒远离所述坩埚盖的一端与所述隔板远离所述坩埚盖的一端齐平。

8.根据权利要求6或7所述的晶体生长装置，其特征在于，所述导流筒远离所述坩埚盖的一端设置有第二过滤件。

9.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，

10.一种晶体生长设备，其特征在于，包括：

技术总结
本申请公开了一种晶体生长装置和晶体生长设备。该晶体生长装置包括：坩埚体、坩埚盖、若干个籽晶板和若干个导流结构。坩埚体包括坩埚底壁与坩埚侧壁，坩埚底壁与坩埚侧壁围合形成有腔体。若干个籽晶板设置于坩埚盖朝向腔体的一侧上。若干个导流结构设置在腔体内，每一导流结构包括：第一导流件和第二导流件。第一导流件从坩埚侧壁向腔体的中部延伸且具有第一导流口。第二导流件设置于第一导流件与籽晶板之间，且具有至少一个第二导流口。第一导流口与第二导流口在底壁的投影相互错开。该晶体生长设备包括上述晶体生长装置和加热装置，加热装置设置于坩埚外侧。通过上述方式，本申请能够有效提高晶体生产效率且降低晶体的碳包裹风险。

技术研发人员：陈浩,张洁
受保护的技术使用者：湖南三安半导体有限责任公司
技术研发日：20221110
技术公布日：2024/1/14