| 主权项 |
1.一种用于成长多类型化合物之大型单晶体的方 法,该多类型化合物系a)碳化矽、b)第III族氮化物 、c)其合金中的一种,其特征在于该方法包含以下 步骤: -在一包含一晶种之受热成长罩壳中提供一至少包 含该化合物晶体之元素的蒸汽物质之混合物,藉此 ,藉由一在该晶体之一成长表面上游的开口来将该 等元素中之至少一种连续地馈入该罩壳中, -在该晶体之该成长表面下游提供一个别开口,以 移除在服从该晶体之成长条件下未沈积之剩余蒸 汽物质的连续流, -提供一包含至少一种卤族元素之额外气流,藉此, 加热该气流且减少该晶体之该成长表面下游之固 相的沈积速率。 2.如申请专利范围第1项之方法,其进一步包含以下 步骤: -将该晶体之上游附近的该成长罩壳之至少一个区 域加热至至少1900℃之温度,且较佳在2000至2600℃之 范围内, -连续向该晶体馈入诸如矽烷、氯矽烷或甲基矽烷 之至少一种矽气体前驱物,以及碳氢化合物气体前 驱物或其与自一固体或液体源昇华之蒸汽之组合, -提供该较佳至少含有Cl或F之额外蚀刻气流。 3.如申请专利范围第2项之方法,其进一步包含以下 步骤: 提供该由氯气(Cl2)或氯化氢(HCl)或氢气(H2)或氟气(F 2)或其混合物组成之额外蚀刻气流。 4.如申请专利范围第1项之方法,其进一步包含以下 步骤: -将该晶体上游附近的成长罩壳之至少一个区域加 热至至少1100℃之温度,且较佳在1200至2200℃之范围 内, -向该晶体连续馈入至少镓或铝之有机金属前驱物 及含氮气体, -提供该较佳至少含有Cl或I之额外蚀刻气流。 5.如申请专利范围第4项之方法,其进一步包含以下 步骤: 提供该由氯气(Cl2)或氯化氢(HCl)或氢气(H2)或碘化 氢(HI)或碘(I2)或其混合物组成之额外蚀刻气流。 6.如申请专利范围第1至5项中任一项之方法,其进 一步包含以下步骤: 将该晶种放置在一安装于一旋转且受拉伸之机械 轴上的晶种固持器上,且 藉由该机械轴来馈入待输送至该晶体之成长表面 下游的该额外蚀刻气流。 7.如申请专利范围第1至5项中任一项之方法,其进 一步包含以下步骤: 在晶种被拉伸大量时间之前将该额外蚀刻气流馈 入至少一个渠道中,该至少一个渠道自一受热之坩 埚突出并进入该晶种之一初始位置的一上游区域 。 8.如申请专利范围第1至5项中任一项之方法,其中 将该额外蚀刻气流馈入至在一外部加热器与一内 部坩埚之间形成之一管道中,该内部坩埚沿一与该 晶体成长方向平行之对称轴延伸且在该初始晶种 位置之邻近上游附近处终止。 9.如申请专利范围第1至5项中任一项之方法,其中 该载体气体系与至少含有该化合物晶体之元素的 该蒸汽物质混合物一起连续馈入,该载体气体系氢 气、氮气、氦气或氩气或其掺合物中的任一种。 10.如申请专利范围第1至5项中任一项之方法,其中 将任何该等单独额外蚀刻气流之气体的卤素对氢 比率调整为防止在需要保持不出现固体沈积物之 该表面形成固体沈积物之一数値。 11.如申请专利范围第1至5项中任一项之方法,其中 使用该额外蚀刻气流速率及其输送方式以控制该 晶体之直径,从而保持该晶体大体呈圆柱形或允许 该晶体在该过程中膨胀。 12.一种用于制造多类型化合物之大型单晶体的装 置,该化合物系为a)碳化矽、b)第III族氮化物、c)其 合金中的一种,该装置包含: -具有围绕一用于接收一晶种之室的圆周形壁之晶 座, -用于在蒸汽状态或在液体状态中藉由该晶体之一 成长表面之一或多个上游导管来连续馈入该晶体 之该等元素中之至少一种的构件, -用于自该室连续移除在服从该晶体成长之条件下 未沈积之剩余蒸汽物质流而同时保持该成长室中 之一预定压力的构件, -用于加热该晶座且藉此将该晶种加热至预定处理 温度之构件, 该装置之特征在于其进一步包含以下各物中的一 个或一组合: -用于将一包含卤素及氢之蚀刻气体混合物连续馈 入至一支撑一晶种固持器之旋转机械轴的一个管 道中并控制该蚀刻气体混合物之构件,且该管道与 该晶种之下游区域相通, -用于将一包含卤素及氢之蚀刻气体混合物连续馈 入至设计成通向该晶座之下游室的管道内并控制 该蚀刻气体混合物之构件,该下游室与延伸至该晶 种固持器之初始位置的该晶座之上游室相接触, -用于将一包含卤素及氢之蚀刻气体混合物连续馈 入至由该晶座之上游室之内壁与一内部坩埚之外 壁所定界之圆周管道包的构件,该内部坩埚沿一与 该晶体成长方向平行之对称轴延伸且在该初始晶 种位置之直接上游附近处终止。 13.如申请专利范围第12项之装置,其中用于成长该 化合物晶体之该等元素由矽烷、氯矽烷或甲基矽 烷气源及由碳氢化合物气源或由含有有机金属镓 或铝之气源及一含氮气源共同地或单独供应。 14.如申请专利范围第12项之装置,其包含用于随时 间推移独立地调整及改变施加至该下游晶座室及 该上游晶座室之热能的构件,该热能由RF感应或由 电阻加热或由其组合来供应。 15.如申请专利范围第12项之装置,其包含用于以一 受控制之方式随时间推移而改变该蚀刻气体混合 物中之卤素与氢元素之量及比率的构件。 16.一种用于制造多类型化合物之大型单晶体的装 置,该化合物系为a)碳化矽、b)第III族氮化物、c)其 合金中的一种,该装置包含: -一坩埚,其具有围绕用于在其上部部分接收一晶 种及一例如粉末之固态源的一室之圆周壁,该固态 源含有待成长之化合物半导体之该等元素, -用于加热该晶座并在该源材料与该晶种之间建立 一温度之构件, -在该坩埚中的排出开口, 该装置之特征在于,其进一步包含用于在紧邻于该 排出开口附近馈入或扩散含有至少一种卤素之气 体混合物之连续流的构件,从而在所要量之时间内 保持该开口不出现由任何自该源材料昇华之蒸汽 之凝结所导致的固体沈积物。 图式简单说明: 图1说明一先前技术HTCVD成长装置。 图2说明另一先前技术HTVCD成长装置。 图3系根据本发明之装置的横截面。 图4系根据本发明之经修改装置的横截面。 图5展示[Cl]/[H]比例为0.5之SiC凝结物质(condensed species)之过饱和比率(顶部图)、碳凝结物质之过饱 和比率(中间图)及矽凝结物质之过饱和比率(底部 图)。 图6展示[Cl]/[H]比率为1.2之SiC凝结物质之过饱和比 率、碳凝结物质之过饱和比率及矽凝结物质之过 饱和比率。 |
