晶体生长装置的制作方法

本技术一般涉及晶体生长。更具体地，本技术涉及一种晶体生长装置。

背景技术：

1、碳化硅作为目前发展最为成熟的第三代宽带隙半导体材料，其具备的高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率等优势，使其可以满足现代电子技术对高温、高频、高功率以及抗辐射的新要求，碳化硅器件也因此被广泛用于航天探测、核能开发、卫星、雷达和通信等领域。相比于硅和砷化镓等传统半导体材料，碳化硅具有更广阔的发展前景。

2、鉴于碳化硅器件的广阔应用前景，碳化硅单晶的生长方式成为国际上的研究热点之一。目前，碳化硅单晶的生长方式包括物理气相传输法、高温化学气相沉积法、液相外延法等，其中，物理气相传输法(pvt)是目前碳化硅单晶的主流生长方式，被大部分研究机构和公司所采用。采用pvt法生长碳化硅单晶时，是将碳化硅原料置于坩埚底部并将其加热到2000℃以上，在低压环境下，使其升华到坩埚顶部的冷态籽晶处沉积结晶。

3、然而，在利用pvt法生长碳化硅单晶时，与坩埚侧壁及坩埚底部表层等高温区接触的碳化硅原料碳化严重，容易形成碳颗粒，这增大了晶体生长过程中形成碳包裹的风险。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种晶体生长装置，能够降低晶体生长过程中形成碳包裹的风险。

2、本实用新型提供一种晶体生长装置，包括：坩埚；以及置料组件，所述置料组件包括底座、筒状侧板和分隔滤网，所述底座位于所述坩埚内且置于所述坩埚的底部，所述底座与所述坩埚的底部贴合，所述筒状侧板位于所述坩埚内并与所述坩埚的侧壁贴合，所述筒状侧板包括靠近所述坩埚的底部的第一端和远离所述坩埚的底部的第二端，所述筒状侧板环绕所述底座设置，且所述筒状侧板的第一端与所述底座连接，以使所述筒状侧板与所述底座之间形成用于放置原料的原料腔；所述分隔滤网的数量为多个，多个所述分隔滤网分别沿所述坩埚的轴线方向延伸，并依次设置于所述原料腔内，且任意相邻的两个所述分隔滤网之间具有间隔；多个所述分隔滤网将所述原料腔分隔为多个原料置放区和至少一个第一气氛通道，所述原料置放区和所述第一气氛通道交替设置。

3、区别于现有技术，本实用新型提供的晶体生长装置，通过在坩埚内设置包括底座、筒状侧板和分隔滤网的置料组件，不仅可以将用于晶体生长的原料与坩埚的底部和侧壁隔开，以有效避免原料与坩埚侧壁和坩埚底部直接接触导致的碳化问题，降低晶体生长过程中形成碳包裹的风险，而且通过多个分隔滤网将原料分区置放以使其受热均匀，以及在相邻原料置放区之间设置第一气氛通道以便于每个原料置放区域的气氛上升，从而有利于原料的最大程度升华以及提高原料的利用率。

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，所述分隔滤网为筒状结构；在所述分隔滤网为筒状结构的情况下，任意相邻的两个所述分隔滤网中的其中一个所述分隔滤网套设于另一个所述分隔滤网的外侧；

3.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，任意相邻的两个所述分隔滤网彼此平行。

4.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述底座上设有第一凹槽，所述第一凹槽与所述分隔滤网的第一端适配，所述分隔滤网的第一端卡接于所述第一凹槽内。

5.根据权利要求1至4任一项所述的晶体生长装置，其特征在于，所述底座中部设有贯通所述底座的通孔，所述通孔的中轴线与所述坩埚的轴线平行；

6.根据权利要求5所述的晶体生长装置，其特征在于，在所述坩埚的径向方向上，任一个所述第一气氛通道的宽度均小于任一个所述原料置放区的宽度，所述第二气氛通道的宽度大于任一个所述第一气氛通道的宽度。

7.根据权利要求5所述的晶体生长装置，其特征在于，所述置料组件还包括第二滤网，所述第二滤网盖设于所述原料腔的顶部；

8.根据权利要求7所述的晶体生长装置，其特征在于，所述第二滤网为环状结构，所述第二滤网套设在所述第一滤网外侧，所述第二滤网位于所述第一滤网与所述筒状侧板之间，所述第二滤网与所述第一滤网抵接，且所述第二滤网与所述筒状侧板抵接。

9.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述置料组件的表面设置有碳化物镀层，所述碳化物镀层为碳化钽层或碳化钛层。

10.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述分隔滤网是孔隙率为10-100μm的石墨滤网。

技术总结
本技术公开了一种晶体生长装置，包括：坩埚；以及置料组件，置料组件包括底座、筒状侧板和分隔滤网，底座位于坩埚内且置于坩埚的底部，底座与坩埚的底部贴合，筒状侧板位于坩埚内并与坩埚的侧壁贴合，筒状侧板环绕底座设置，以使筒状侧板与底座之间形成用于放置原料的原料腔；分隔滤网的数量为多个，多个分隔滤网分别沿坩埚的轴线方向延伸，并依次设置于原料腔内；多个分隔滤网将原料腔分隔为多个原料置放区和至少一个第一气氛通道。本技术实施例的晶体生长装置，可以降低晶体生长过程中形成碳包裹的风险，以及有利于原料的最大程度升华和提高原料的利用率。

技术研发人员：柯金煌,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：20230728
技术公布日：2024/2/6