[实用新型]一种生长设备

说明书

本实用新型提供一种生长设备，包括坩埚，坩埚为直筒状，其内包括自上至下依次排布的晶体生长腔、气体缓冲腔及硅源补充腔；坩埚内设置有多孔隔板及开合机构，多孔隔板设置于晶体生长腔与气体缓冲腔之间，开合机构设置于气体缓冲腔及硅源补充腔之间；坩埚外设置有第一加热构件及第二加热构件，第一加热构件对应生长腔及气体缓冲腔设置，第二加热构件对应硅源补充腔设置。在出现富碳状态时，开启第二加热构件，对硅源补充腔内的硅材料进行加热升华，同时打开开合机构，升华的硅材料经开合机构进入到气体缓冲腔中；第一加热构件使硅材料达到与晶体生长腔相同的温度，再通过多孔隔板缓释进晶体生长腔内，进而达到补充硅的目的，提升晶体质量。

技术领域

本实用新型涉及半导体制备技术领域，特别涉及一种生长设备。

背景技术

碳化硅作为第三代宽禁带半导体材料，具有高热导率、高击穿电场、高抗辐射能力等特点。由于4H-Si C在诸多晶型中具有更优异的电学性能，满足当今科技发展对高功率和抗辐射器件等衬底材料的需求，所以如何生长出高质量的4H-SiC晶体便成了首要问题。

目前工业上生产碳化硅单晶的生长方法主要为物理气相传输法(Phys icalVapor Transport,简称PVT)。由于该生长方法是在密闭的石墨坩埚中进行的，由于长时间高温下坩埚内的气体具有较多的碳元素，而气相组分碳硅比又影响着晶体形貌和晶体质量，所以合理控制生长后期的气相组分比就显得尤为重要。

目前的PVT工艺无法在生长中补充硅，为了提升晶体质量，减少缺陷密度，需要一种可以补充硅源的生长坩埚。

实用新型内容

本实用新型提供一种生长设备，能够在生长过程中补充硅材料，提升晶体质量。

本实用新型提供一种生长设备，用于生长碳化硅材料，包括坩埚，所述坩埚为直筒状，所述坩埚内包括自上至下依次排布的晶体生长腔、气体缓冲腔及的硅源补充腔；

所述坩埚内设置有多孔隔板及开合机构，所述多孔隔板设置于所述晶体生长腔与所述气体缓冲腔之间，所述开合机构设置于所述气体缓冲腔及硅源补充腔之间，用于控制所述气体缓冲腔及硅源补充腔之间的连通与隔离；

所述坩埚设置有第一加热构件及第二加热构件，所述第一加热构件对应所述生长腔及所述气体缓冲腔设置，所述第二加热构件对应所述硅源补充腔设置。

其中，所述晶体生长腔与气体缓冲腔的容积比为1.8:1-2.2:1，所述气体缓冲腔与所述硅源补充腔的容积比为1.8:1-2.2:1。

其中，所述第一加热构件环绕在所述坩埚的外壁；所述多孔隔板的外围区域的孔密度大于其中心区域的孔密度。

其中，所述第二加热构件绕设于所述坩埚的外壁；或者所述多孔隔板的厚度为0.5-1.5厘米。

其中，所述开合机构包括硅源隔板，所述硅源隔板上设置有开合缝，所述开合缝为沿所述硅源隔板的板面设置的多次折弯状；所述硅源隔板经所述开合缝分隔为两个子隔板，其中至少一个所述子隔板活动连接于坩埚，以使两个所述子隔板能够抵接与分离；当两个所述子隔板抵接时，所述开合缝处于闭合状态，所述气体缓冲腔与硅源补充腔相隔离；当两个所述子隔板相分离时，所述气体缓冲腔与硅源补充腔经所述开合缝连通。

其中，所述开合缝为方波状、或锯齿状、或正弦波状、或梯形波状。

其中，两个所述子隔板分别为第一子隔板及第二子隔板，所述第一子隔板沿所述坩埚的轴向方向滑动设置于所述坩埚，所述第二子隔板固定于所述坩埚。

其中，所述生长设备还包括驱动杆，所述坩埚上设置有驱动孔，所述驱动孔连通所述坩埚的外壁与所述硅源补充腔，所述驱动杆穿设所述驱动孔，所述驱动杆的一端通连接所述第一子隔板、另一端连接至驱动装置；所述驱动装置设置在所述坩埚的外侧，用于带动所述驱动杆动作，以使得所述驱动杆带动所述第一子隔板沿所述坩埚的轴向方向移动。