CN115434006B 一种碳化硅单晶生长效果对比装置及方法 （北京清研半导科技有限公司）

本发明公开了一种碳化硅单晶生长效果对坩埚能够使硅块熔化并与石墨坩埚内壁反应生成SiC饱和溶液，石墨托底面设有同一圆心的多够将石墨托底部固定的各籽晶衬底与SiC饱和溶液的液面接触。本发明能够降低探究SiC晶体工艺窗口的时间和成本，加速SiC晶体从研究到应2述SiC饱和溶液液面接触，所述SiC饱和溶液传输至所述籽晶衬底低温端形成过饱和溶液，于加入硅块，通过加热所述石墨坩埚能够使硅块熔化并与所述石墨坩埚内壁反应生成SiC所述石墨坩埚外包裹有绝热层；所述石墨托为圆盘形，所述石墨籽晶杆3溶解度仅为13at.碳元素的供应不足将导致晶体生长速率小。通常在硅溶液中添加过渡金属或稀土元素提升碳的溶解度以提高SiC晶[0003]SiC晶体的质量与籽晶衬底的面向和籽晶的生长条件密切相关，优化工艺参数需能够降低探究SiC晶体工艺窗口的时间和成本的技术，以加速SiC晶体从研究到应用的过所述SiC饱和溶液液面接触，所述SiC饱和溶液传输至所述籽晶衬底低温端形成过饱和溶4衬底是将籽晶沿着沿着晶面族切割得到。过加热所述石墨坩埚能够使硅块熔化并与所述石墨坩埚内壁反应生成SiC饱和溶液，所述墨籽晶杆连接，通过下降所述石墨籽晶杆能够将所述石墨托底部固定的各籽晶衬底与SiC的各籽晶衬底晶面相同或离轴角度相同，以此固定方式达到一次工艺实验获得多个SiC晶SiC晶体以评价不同面向生长的晶体的生长效果，对比同一半径线上的多个相同晶面或相同离轴角度的SiC晶体以评价不同温度和流动环境下的晶体生长效果，一次工艺试验即可5化并与石墨坩埚3内壁反应生成SiC饱和溶液4，石墨托1底面设有同一圆心的多个固定圈，各固定圈中均包括多个用于固定籽晶衬底2的固定区6，相邻两个固定圈中的固定区6数量石墨托1顶面与石墨籽晶杆5连接，通过下降石墨籽晶杆5能够将石墨托1底部固定的各籽线上的各籽晶衬底2晶面相同或离轴角度相同，以此固定方式达到一次工艺实验获得多个的SiC晶体以评价不同面向生长的晶体的生长效果，对比同一半径线上的多个相同晶面或可进行多组对比，并且能够通过SiC晶体的表面形貌和长晶厚度快速对比不同面向和不同6[0036]如图3所示，本实施例提供一种碳化硅单晶生长效果对比方法：将籽晶沿着(0001)、(0ooi)、(1io0)、(1i20)晶面切割为八个小尺寸正方形，利用石墨胶8在石墨托1上以同一圆心粘接两圈籽晶衬底2，每圈籽晶衬底2均包括四个不同晶面的籽晶衬底2，底2位于石墨托1上经圆心向外延伸的一条半径线上。随后通过真空热压炉压头9实现多个[0038]如图4所示，本实施例提供一种碳化硅单晶生长效果对比方法：将籽晶沿着(0001)、(0ooi)、(1io0)、(i20)、(1io2)、(1ioi)晶面切割为十二个小尺寸六边形，相同晶面的籽晶衬底2位于石墨托1上经圆心向外延伸的一条半径线上。随后通过真空热通过对比同一圈中六个不同晶面的SiC晶体生长情况和同一半径线上相同晶面的SiC晶体[0040]如图5所示，本实施例提供一种碳化硅单晶生长效果对比方法：将籽晶沿着(0001)、(0ooi)、(1io0)、(1i20)、(1io2)、(1ioi)晶面、离轴4°、离轴8°切割为十六布，两圈中每两个相同晶面的籽晶衬底2位于石墨托1上经圆心向外延伸的一条半径线上。及硅块的温度提升至硅熔点以上，同时腐蚀石墨坩埚3内壁以提供碳源，形成SiC饱和溶7