一種用于制備碳化硅晶體的坩堝的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及碳化硅晶體制備領(lǐng)域，特別涉及一種用于制備碳化硅晶體的坩堝。包括坩堝上蓋、坩堝底和擋板，所述坩堝上蓋設(shè)置在所述坩堝底的上部，所述坩堝上蓋與所述坩堝底形成容納腔，所述擋板設(shè)置在所述容納腔內(nèi)，且所述擋板的邊緣與所述坩堝底的側(cè)壁緊密接觸；所述擋板上設(shè)有通孔。本實用新型的技術(shù)方案通過在坩堝擋板上設(shè)置通孔，并根據(jù)所需摻雜的濃度和摻雜分布情況，對通孔的數(shù)量、位置、直徑以及擋板的厚度進行調(diào)整，使晶體生長過程中沉積入晶體內(nèi)的摻雜劑濃度保持基本恒定，提高晶體電阻率軸向和徑向均勻性。
【專利說明】一種用于制備碳化硅晶體的坩堝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及碳化硅晶體制備領(lǐng)域，特別涉及一種用于制備碳化硅晶體的坩堝。
【背景技術(shù)】
[0002]物理氣相沉積法生長碳化硅晶體過程中，通常是將碳化硅原料放置在坩堝底部，籽晶放置在坩堝頂部，原料位置溫度高，籽晶位置溫度低，原料受熱升華并在籽晶表面沉積形成晶體?，F(xiàn)有摻雜技術(shù)首先需合成含有待摻雜元素的碳化硅合金，通過計算后將復(fù)合比例的合金與原料碳化硅混合作為晶體生長原料。晶體生長過程中，混合有合金的原料受熱升華，并在籽晶表面沉積生長為碳化硅晶體，摻雜元素隨這一過程進入晶體，從而調(diào)節(jié)晶體電阻率。但使用現(xiàn)有技術(shù)的坩堝時，隨著原料升華過程進行，原料與合金的混合物中合金含量減少，合金氣化量減少，沉積入晶體的合金量也隨之減少，晶體沿生長方向的摻雜量不均勻，最終造成電阻率均勻性滿足不了使用要求。同時，晶體通常為凸界面生長，同一水平面上晶體生長不同步，以及升華碳化硅蒸汽在坩堝內(nèi)的對流，最終也造成晶體電阻率徑向均勻性不滿足使用要求。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于制備碳化硅晶體的坩堝，解決了現(xiàn)有技術(shù)采用物理氣相沉積法在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的坩堝中生長碳化硅晶體時，碳化硅晶體電阻率軸向和徑向分布不均勻問題。
[0004]本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種用于制備碳化硅晶體的坩堝，包括坩堝上蓋、坩堝底和擋板，所述坩堝上蓋設(shè)置在所述坩堝底的上部，所述坩堝上蓋與所述坩堝底形成容納腔，所述擋板設(shè)置在所述容納腔內(nèi)，且所述擋板的邊緣與所述坩堝底的側(cè)壁緊密接觸；所述擋板上設(shè)有至少一個通孔。
[0005]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可以做如下改進。
[0006]進一步,所述通孔的個數(shù)為I?10個。
[0007]進一步，所述通孔的直徑為Imm?2mm。
[0008]進一步，當所述通孔個數(shù)為I時，所述通孔設(shè)置在所述擋板的中心；當所述通孔的個數(shù)大于I時，一個通孔設(shè)置在所述擋板中心，其余通孔沿擋板的圓周均勻分布。
[0009]進一步，所述擋板為石墨擋板，所述擋板的厚度為1mm?20mm。
[0010]本實用新型的有益效果是:本實用新型通過在坩堝擋板上設(shè)置通孔，并根據(jù)所需摻雜的濃度和摻雜分布情況，對通孔的數(shù)量、位置、直徑以及擋板的厚度進行調(diào)整，使晶體生長過程中沉積入晶體內(nèi)的摻雜劑濃度保持基本恒定，從而提高生長的碳化硅晶體電阻率軸向和徑向均勻性。
【專利附圖】

【附圖說明】[0011]圖1為本實用新型坩堝的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實用新型坩堝的使用效果圖；
[0013]圖3為本實用新型I個通孔在擋板上的分布示意圖；
[0014]圖4為本實用新型實施例1的晶片電阻率徑向分布示意圖；
[0015]圖5為本實用新型實施例1的電阻率分布示意圖；
[0016]圖6為本實用新型5個通孔在擋板上的分布示意圖；
[0017]圖7為本實用新型9個通孔在擋板上的分布示意圖。
[0018]附圖中，各標號所代表的部件如下:
[0019]1、坩堝上蓋，2、坩堝底，3、容納腔，4、擋板，5、通孔，6、摻雜劑，7、碳化硅原料，8、籽晶，9、碳化娃晶體。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0021]如圖1所示，為本實施例1制備碳化硅晶體的坩堝的結(jié)構(gòu)示意圖，包括坩堝上蓋1、坩堝底2和擋板4，所述坩堝上蓋I設(shè)置在所述坩堝底2的上部，所述坩堝上蓋I與所述坩堝底2形成容納腔3，所述擋板4設(shè)置在所述容納腔3內(nèi)，且所述擋板4的兩端與所述坩堝底2的左、右側(cè)壁相接觸；所述擋板4上設(shè)有一個通孔5，所述通孔5設(shè)置在擋板的中心位置。
[0022]圖2為本實施例1坩堝的使用效果圖，如圖2所示，將摻雜劑6、碳化硅原料7和擋板4同時放置在坩堝的容納腔3內(nèi)，其中，摻雜劑6放置在擋板4下方，碳化硅原料7放置在擋板4上方。所述擋板4具有一定厚度，擋板4上開有通孔5，所述通孔5用于連通碳化娃原料7和摻雜劑6。根據(jù)氣體隙流定律(law of effus1n),在一定溫度和一定壓力下,氣體通過小孔向真空隙流或通過多孔壁擴散的速率和其密度或摩爾質(zhì)量的平方根成反比，因此，通過對通孔5數(shù)量、直徑、分布的合理設(shè)置，可以使摻雜劑6蒸汽在向擋板4上方擴散過程中遵循氣體隙流定律，提高生長的碳化硅晶體電阻率軸向和徑向均勻性。
[0023]本實施例1中，擋板4為石墨擋板，擋板4厚度為10mm，通孔5設(shè)置在擋板4中心位置，如圖3所示，通孔5直徑為1mm，擋板4下方放置摻雜劑6，摻雜劑6為碳與礬的化合物，純度大于99.99%，其它0.01%雜質(zhì)主要為碳，擋板4上方為純度達到99.999%的碳化硅粉末原料。坩堝頂部安放籽晶8，將坩堝升溫后碳化硅原料7氣化并在籽晶8表面沉積，同時碳礬化合物氣化并通過擋板4通孔5擴散到擋板4上方，隨碳化硅蒸汽一起沉積在籽晶8表面，最終形成碳化硅晶體9。將生長出的碳化硅晶體9切片，并測量距離籽晶4_位置晶片的電阻率徑向分布，如圖4所示；以籽晶位置為起始位置，逐片測量晶片中心位置電阻率，得到其電阻率分布如圖5所示。
[0024]在其他優(yōu)選實施例中，擋板4厚度可為1mm?20mm的任意值,通孔5的個數(shù)設(shè)置為2?10個，通孔5的直徑為Imm?2mm，且一個通孔設(shè)置在擋板的中心，其余通孔沿擋板的圓周均勻分布，如圖6、圖7所示，分別為5個通孔、9個通孔的示意圖。
[0025]本實用新型通過在坩堝擋板4上設(shè)置通孔5，并根據(jù)所需摻雜的濃度和摻雜分布情況，對通孔5的數(shù)量、位置、直徑以及擋板4的厚度進行調(diào)整，使晶體生長過程中沉積入晶體內(nèi)的摻雜劑濃度保持基本恒定，從而提高生長的碳化硅晶體電阻率軸向和徑向均勻性。
[0026]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制備碳化硅晶體的坩堝，其特征在于:包括坩堝上蓋、坩堝底和擋板，所述坩堝上蓋設(shè)置在所述坩堝底的上部，所述坩堝上蓋與所述坩堝底形成容納腔，所述擋板設(shè)置在所述容納腔內(nèi)，且所述擋板的邊緣與所述坩堝底側(cè)壁緊密接觸；所述擋板上設(shè)有至少一個通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坩堝，其特征在于:所述通孔的個數(shù)為I?10個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坩堝，其特征在于:所述通孔的直徑為Imm?2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一所述的坩堝，其特征在于:當所述通孔個數(shù)為I時，所述通孔設(shè)置在所述擋板的中心；當所述通孔的個數(shù)大于I時，一個通孔設(shè)置在所述擋板中心，其余通孔沿擋板的圓周均勻分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的坩堝，其特征在于:所述擋板為石墨擋板，所述擋板的厚度為1mm ?20mmo
【文檔編號】C30B23/00GK203820924SQ201320889289
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】高宇, 鄧樹軍, 段聰, 趙梅玉, 陶瑩 申請人:河北同光晶體有限公司