一种低应力碳化硅单晶的生长装置和生长工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113638042A(43)申请公布日2021.11.12(21)申请号202110755234.7(22)申请日2021.07.05(71)申请人青岛佳恩半导体科技有限公司地址266000山东省青岛市高新区宝源路780号41号楼103、104(72)发明人王新强王丕龙刘文李娜(74)专利代理机构武汉聚信汇智知识产权代理有限公司42258代理人刘丹(51)Int.Cl.C30B23/02(2006.01)C30B23/06(2006.01)C30B29/36(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图6页(54)发明名称一种低应力碳化硅单晶的生长装置和生长工艺(57)摘要本发明提供了一种低应力碳化硅单晶的生长装置和生长工艺，包括生长组件、反应组件、温度调节组件、降温组件和控制组件，籽晶直接放置在籽晶托上不需要进行固定，将原料升华后通过温度梯度向下方运行与籽晶接触，减小了碳化硅晶体生成过程中产生的应力，在碳化硅晶体生长的过程中，根据碳化硅晶体生长的速度调整籽晶托的位置，保持碳化硅晶体生长部分的温区不发生变化，避免了因温区变化导致的长速度变慢以及内部应力变化，同时温度调节组件和降温组件以预设的降温速率对反应炉和第一隔热层内部进行降温，降低了碳化硅晶体内部的内应力，解决了目前碳化硅晶体生长存在的内应力过大的问题。CN113638042ACN113638042A权利要求书1/3页1.一种低应力碳化硅单晶的生长装置，其特征在于，包括：生长组件，所述生长组件包括第一保温层、第一隔热板和升降装置；其中，第一隔热板设置于所述第一保温层的内部，所述第一隔热板的顶部开设有第一通孔，所述升降装置设置于所述第一隔热板的底部；反应组件，所述反应组件包括反应炉、隔板、第一感应线圈、第二感应线圈、第三感应线圈、坩埚、导热装置、第一透光块、第二透光块和籽晶托；其中，所述反应炉设置于所述第一隔热板的顶部，所述反应炉的底部开设有第二通孔，所述反应炉的顶部设置有第一感应线圈，所述反应炉的一侧自上而下依次设置有第二感应线圈和第三感应线圈，所述隔板和所述导热装置自上而下依次设置于所述反应炉的内部，所述隔板的顶部一侧开设有第三通孔，所述坩埚设置于所述隔板的顶部另一侧，所述坩埚的内部填充有原料，所述第一透光块设置于所述反应炉的内壁内部一侧，所述第二透光块设置于所述反应炉的内壁内部另一侧，所述籽晶托设置于所述反应炉的内部位于所述第二通孔的正上方，所述籽晶托与所述升降装置连接；温度调节组件，所述温度调节组件包括第二保温层、第一导热块和电热丝；其中，所述第二保温层设置于所述第一保温层的外部，所述第一导热块设置于所述第一保温层和所述第二保温层之间，所述电热丝设置于所述第一导热快的表面；降温组件，所述降温组件包括上壳体、第二导热块和进风装置；其中，所述上壳体设置于所述第二保温层的外部，所述第二导热块设置于所述上壳体和所述第二保温层之间，所述进风装置设置于所述上壳体的底部，所述第二导热块上设置有通气孔，所述上壳体的顶部开设有出气孔；控制组件，所述控制组件包括激光发射器、激光接收传感器、第一导光柱、第二导光柱和温度传感器；其中，所述控制器设置于所述第一保温层的内部，所述第一导光柱依次从左至右依次贯通所述上壳体、所述第二保温层和所述第一保温层，所述激光发射器设置于所述上壳体靠近所述第一导光柱的一侧，所述第二导光柱从右至左依次贯通所述上壳体、所述第二保温层和所述第一保温层，所述激光接收传感器设置于所述上壳体靠近所述第二导光柱的一侧，所述温度传感器设置于所述第一保温层和所述第二保温层之间。2.根据权利要求1所述的一种低应力碳化硅单晶的生长装置，其特征在于：所述升降装置包括连接杆、第一限位块、蜗杆、转轴、驱动电机、齿轮、第二限位块、第二隔热板、第三隔热板、第四隔热板和第五隔热板，所述第二隔热板和所述第三隔热板分别竖向设置于所述第一保温层与所述第一隔热板之间，所述第三隔热板横向设置于所述第二隔热板和所述第三隔热板之间，所述第五隔热板设置于所述第三隔热板和所述第一保温层之间，所述控制器位于所述第五隔热板的下方，所述第一限位块、所述齿轮和所述第二限位块自上而下依次设置于所述第一保温层上，位于所述第二隔热板和所述第三隔热板之间，所述连接杆的一端自下而上贯通所述第一限位块、所述第一通孔和所述第二通孔与所述籽晶托的底部连接，所述连接杆与所述第一限位块滑动连接，所述连接杆的另一端表面开设有齿槽，所述齿轮分别与所述齿槽和所述蜗杆啮合，所述齿轮与所述第一保温层转动连接，所述驱动电机设置于所述第三隔热板的底部，所述转轴的一端与所述驱动电机的输出轴连接，所述转轴的另一端自下而上依次贯通所述第三隔热层和所述第二限位块与所述蜗杆的一端连接，