用于碳化硅外延生长的石墨件的清洗方法及碳化硅外延生长装置
本申请涉及碳化硅外延膜制备，特别是涉及一种用于碳化硅外延生长的石墨件的清洗方法及碳化硅外延生长装置。
背景技术：
1、碳化硅(4h-sic)作为第三代半导体材料拥有较好的物理和电学性能。在4h-sic薄膜外延过程中，主要采用的是化学气相沉积法。化学气相沉积法通常以石墨件作为碳化硅的基底，常用的加热方式为热壁式加热，即需对整个生长腔体内的石墨件进行加热，这就导致了多次外延生长工艺后，石墨件表面会沉积一层碳化硅副产物以及颗粒物等残留。这些沉积物会在外延过程中产生较多的掉落物及三角形缺陷，严重影响碳化硅外延薄膜的质量。目前，碳化硅薄膜外延一定厚度后，需要将石墨件从外延炉的炉腔中取出，手动打磨石墨从而对石墨件表面的碳化硅副产物进行清理后再重新装炉，石墨件重新装炉后需要先进行多次烘烤，才能继续使用，导致石墨件的清洗非常不方便。
技术实现思路
1、基于此，有必要提供一种用于碳化硅外延生长的石墨件的清洗方法及碳化硅外延生长装置，能够很方便地对用于碳化硅外延生长的石墨件进行清洗。
2、本申请提供一种用于碳化硅外延生长的石墨件的清洗方法，对安装在外延炉的炉腔内的石墨件进行清洗，所述炉腔具有进气口和尾气出口，所述清洗方法包括：通过所述进气口往所述外延炉的所述炉腔持续通入碱蒸气。
3、在其中一个实施例中，通入所述外延炉的炉腔的碱蒸气的温度为900℃~1400℃。
4、在其中一个实施例中，通入碱蒸气时，所述外延炉的炉腔的压力为100mbar~800mbar。
5、在其中一个实施例中，碱蒸气的流量为100sccm~1000sccm，通入碱蒸气的时间控制在60min~90min。
6、在其中一个实施例中，所述进气口连接有高温炉，所述高温炉和所述进气口连通，在往所述外延炉的所述炉腔通入碱蒸气之前，先将固体碱放入所述高温炉的坩埚中，然后将高温炉升温至360℃~600℃使得固体碱变成熔融碱，并保持10min~30min，之后升温至900℃~1400℃，得到碱蒸气。
7、在其中一个实施例中，所述固体碱为氢氧化钾或氢氧化钠。
8、在其中一个实施例中，在停止通入碱蒸气之后，待所述外延炉的所述炉腔冷却至室温后，通过所述进气口往所述炉腔通入惰性气体吹扫炉腔，使得石墨件上的外延反应副产物被吹扫干净。
9、在其中一个实施例中，所述惰性气体为氩气。
10、本申请还提供一种碳化硅外延生长装置，包括：外延炉和高温炉，所述外延炉具有炉腔，所述炉腔具有进气口和尾气出口，所述炉腔内安装有用于碳化硅外延生长的石墨件，所述高温炉连接于所述进气口，且所述高温炉与所述进气口连通，所述碳化硅外延生长装置用于实施上述的清洗方法。
11、在其中一个实施例中，所述进气口和所述尾气出口分别位于所述炉腔的两端。
12、与现有技术相比，本申请提供的用于碳化硅外延生长的石墨件的清洗方法及碳化硅外延生长装置，通入碱蒸气对石墨件进行清洗，由于碱蒸气可与碳化硅副产物反应，使得碳化硅副产物从石墨件表面脱落，从而实现了对石墨件的清洗。该清洗方法无需将石墨件从外延炉中拆下，可直接在原位对石墨件进行清洗，免去了拆卸及安装石墨件的步骤，且免去了烘烤石墨件的步骤，非常方便，且显著提高了工艺稳定性，降低了生产成本。
技术特征：
1.一种用于碳化硅外延生长的石墨件的清洗方法，其特征在于，对安装在外延炉的炉腔内的石墨件进行清洗，所述炉腔具有进气口和尾气出口，所述清洗方法包括：通过所述进气口往所述外延炉的所述炉腔持续通入碱蒸气。
2.根据权利要求1所述的用于碳化硅外延生长的石墨件的清洗方法，其特征在于，通入所述外延炉的炉腔的碱蒸气的温度为900℃~1400℃。
3.根据权利要求1所述的用于碳化硅外延生长的石墨件的清洗方法，其特征在于，通入碱蒸气时，所述外延炉的炉腔的压力为100mbar~800mbar。
4.根据权利要求1所述的用于碳化硅外延生长的石墨件的清洗方法，其特征在于，碱蒸气的流量为100sccm~1000sccm，通入碱蒸气的时间控制在60min~90min。
5.根据权利要求1所述的用于碳化硅外延生长的石墨件的清洗方法，其特征在于，所述进气口连接有高温炉，所述高温炉和所述进气口连通，
6.根据权利要求5所述的用于碳化硅外延生长的石墨件的清洗方法，其特征在于，所述固体碱为氢氧化钾或氢氧化钠。
7.根据权利要求1所述的用于碳化硅外延生长的石墨件的清洗方法，其特征在于，在停止通入碱蒸气之后，通过所述进气口往所述炉腔通入惰性气体吹扫炉腔，使得石墨件上的外延反应副产物被吹扫干净。
8.根据权利要求7所述的用于碳化硅外延生长的石墨件的清洗方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气。
9.一种碳化硅外延生长装置，其特征在于，包括：外延炉和高温炉，所述外延炉具有炉腔，所述炉腔具有进气口和尾气出口，所述炉腔内安装有用于碳化硅外延生长的石墨件，所述高温炉连接于所述进气口，且所述高温炉与所述进气口连通，所述碳化硅外延生长装置用于实施如权利要求1至权利要求8任意一项所述的清洗方法。
10.根据权利要求9所述的碳化硅外延生长装置，其特征在于，所述进气口和所述尾气出口分别位于所述炉腔的两端。
技术总结
本申请涉及一种用于碳化硅外延生长的石墨件的清洗方法及碳化硅外延生长装置，用于碳化硅外延生长的石墨件的清洗方法对安装在外延炉的炉腔内的石墨件进行清洗，所述炉腔具有进气口和尾气出口，所述清洗方法包括：通过所述进气口往所述外延炉的所述炉腔持续通入碱蒸气。本申请的清洗方法无需将石墨件从外延炉中拆下，可直接在原位对石墨件进行清洗，免去了拆卸及安装石墨件的步骤，非常方便，且显著提高了工艺稳定性，降低了生产成本。
技术研发人员：王蓉,赵相相,皮孝东,杨德仁
受保护的技术使用者：浙江大学杭州国际科创中心
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5