用于制造SiC固体材料的方法及装置与流程

用于制造sic固体材料的方法及装置
技术领域
1.本发明涉及分别根据权利要求1和3所述的一种制造较佳为长形sic固体，尤其是多型3c的sic固体的方法，分别根据权利要求12和13所述的一种制造较佳为长形sic固体，尤其是多型3c的sic固体的装置，尤其是用于执行上述方法，根据权利要求14所述的sic固态材料，尤其是3c-sic固体材料，以及根据权利要求15所述的sic固态材料在制造单晶sic的pvt反应器中的用途。


背景技术：

2.de1184738(b)号专利公开一种通过在氢存在下在被加热的石墨本体上将卤化硅以四氯化碳于1:1的摩尔比反应，而制造单晶及多晶形式的碳化硅结晶的方法。在此制程中，首先将1体积百分比的硅氯仿、1体积百分比的四氯化碳与氢的混合物以400至600l/h的流速传送通过石墨本体，直到在石墨本体上形成紧实碳化硅层，然后以250至350l/h的流速通过1500至1600℃的沉积本体。
3.此现有技术为不利的，因为其不满足当今对廉价可用和高纯度sic的需求。sic被用在许多技术领域，尤其是电力应用及/或电动车，以增加效率。为了使需要sic的产品可进入大众市场，制造成本必须降低及/或质量必须提高。
4.因此，本发明的目的为提供低成本的碳化硅(sic)供应。另外又或者须提供高纯度sic。另外又或者须非常快速地提供sic。另外又或者须非常有效地制造sic。另外又或者须制造具有有利性质的单晶sic。


技术实现要素：

5.上述目的依照本发明通过如权利要求1的一种制造较佳为长形sic固体，尤其是多型3c的方法解决。本发明的方法较佳为包含至少以下步骤：
6.将至少第一来源气体引入处理室中，该第一来源气体包含si；将至少第二来源气体引入处理室中，该第二来源气体包含c；将至少一个安排在该处理室中的沉积组件充电而将该沉积组件加热；及将沉积速率设定为超过200μm/h，其中通过引入该第一来源气体及/或该第二来源气体而在该处理室中产生超过1巴的压力，及其中将该沉积组件的表面加热到在1300℃至1700℃之间的范围的温度。
7.此解决方案为有利的，因为由于选择的参数，沉积组件可非常快速地生长。此快速生长对总成本有重大影响，而可相较于现有技术以显著较低的成本制造sic。
8.依照本发明的一较佳实施例，本发明的方法包含将至少一种载气引入该处理室中的步骤，其中该载气较佳为包含h。
9.此实施例为有利的，因为该载气可被用于在该处理室中产生有利的气体流动。
10.上述目的亦依照本发明通过如权利要求3的一种制造较佳为长形sic固体，尤其是多型3c的方法解决。本发明的此方法较佳为包含以下步骤：
11.将至少一种来源气体，尤其是第一来源气体，尤其是sicl3(ch3)，引入处理室中，该
来源气体包含si与c；将至少一种载气引入该处理室中，该载气较佳为包含h；将至少一个安排在该处理室中的沉积组件充电而将该沉积组件加热；及将沉积速率设定为超过200μm/h，其中通过由引入该来源气体及/或载气而在该处理室中产生超过1巴的压力，及其中将沉积组件表面加热到在1300℃至1700℃之间或1300℃至1700℃之间的范围的温度。
12.此解决方案为有利的，因为由于选择的参数，沉积组件可非常快速地生长。此快速生长对总成本有重大影响，而可相较于现有技术以显著较低的成本制造sic。
13.依照本发明的一较佳实施例，前述方法亦包含至少将第二来源气体引入处理室中的步骤，其中该第二来源气体包含c。
14.本发明的又一较佳实施例为以下的发明说明部分及/或从属权利要求书的主题。
15.依照本发明的又一较佳实施例，引入第一来源气体及/或第二来源气体而在该处理室中产生在2巴至10巴之间的压力，较佳为引入第一来源气体及/或第二来源气体而在该处理室中产生在4巴至8巴之间的压力，特佳为引入第一来源气体及/或第二来源气体在该处理室中产生在5巴至7巴之间的压力，尤其是6巴。
16.此实施例为有利的，因为压力增加提供较多起始材料，其以sic的形式被安排在沉积组件上或沉积组件通过其生长。
17.依照本发明的另一较佳实施例，将沉积组件的表面加热到在1450℃至1700℃之间的范围的温度，尤其是在1500℃至1600℃之间、或在1490℃至1680℃之间的范围的温度。
18.此实施例为有利的，因为建立其中将非常纯的sic沉积在沉积组件上的环境。尤其是现已公认，温度太低则沉积在沉积组件上的si的比例增加，及温度太高则沉积在沉积组件上的c的比例增加。然而，在上述温度范围中，sic为最纯。
19.依照本发明的另一较佳实施例，将第一来源气体经由第一供应装置引入处理室中，及将第二来源气体经由第二供应装置引入处理室中；或者将第一来源气体与第二来源气体在引入处理室中之前混合及经由供应装置引入处理室中，其中将该来源气体以si＝1及c＝0.8至1.1的si:c摩尔比及/或si＝1及c＝0.8至1.1的si:c原子比混合及引入处理室中。如此更为有利，因为其可经由两种气体的摩尔比例非常精确地调整sic固体材料中的si:c比＝1:1。
20.此实施例为有利的，因为其在该处理室中产生气体组成物而将非常纯的sic沉积在沉积组件。
21.依照本发明的另一较佳实施例，该载气包含h，其中来源气体及载气以si＝1及c＝0.8至1.1及h＝2至10的si:c:h摩尔比，尤其是si＝1及c＝0.9至1及h＝3至5的si:c:h摩尔比，及/或si＝1及c＝0.8至1.1及h＝2至10的si:c:h原子比，尤其是si＝1及c＝0.9至1及h＝3至5的si:c:h原子比存在而被引入处理室中。
22.在沉积时较佳为有下示原子比或摩尔比：h2:sicl4:ch4＝5:1:1，或者h2:sicl4:ch4＝6:1:1，或者h2:sicl4:ch4＝7:1:1，或者h2:sicl4:ch4＝8:1:1，或者h2:sicl4:ch4＝9:1:1，或者h2:sicl4:ch4＝10:1:1。
23.因此，在沉积期间h2:sicl4:ch4之间的原子比或摩尔比较佳为在5:1:1至10:1:1之间。
24.较佳为在沉积期间保持一组固定的原子比或摩尔比，其可较佳地亦适用于改变流速的情形。特佳为在沉积期间亦将总压力或该处理室中的压力保持固定。
25.此实施例为有利的，因为在该处理室中产生的气体组成物，及在该处理室中制造有利的气体输送，其中通过此将非常纯的sic非常快速地沉积在沉积组件。
26.依照本发明的另一较佳实施例，将沉积速率设定在300μm/h至2500μm/h之间的范围，更特别是在350μm/h至1200μm/h之间的范围，更特别是在400μm/h至1000μm/h之间的范围，更特别是在420μm/h至800μm/h之间的范围。
27.此实施例因可极更合意地转换sic材料的制造而有利。
28.依照本发明的另一较佳实施例，第一来源气体为sicl4、sihcl3或sicl4，及第二来源气体为ch4或c3h8，其中较佳为第一来源气体为sicl4及第二来源气体为ch4，或其中较佳为第一来源气体为sihcl3及第二来源气体为ch4，或其中较佳为第一来源气体为sicl4及第二来源气体为c3h8。
29.此实施例为有利的，因为这些来源气体能提供用于沉积的最适si及c。
30.较佳为该来源气体或该等来源气体及/或载气的纯度排除至少99.9999％(重量ppm)的杂质，尤其是物质b、al、p、ti、v、fe、ni。
31.因此较佳为小于1重量ppm的杂质，尤其是物质b、al、p、ti、v、fe、ni，为膨胀气体及/或载气的成分；或是小于0.1重量ppm的杂质，尤其是物质b、al、p、ti、v、fe、ni，为膨胀气体及/或载气的成分；或是小于0.01重量ppm的外来物质，尤其是物质b、al、p、ti、v、fe、ni，为膨胀气体及/或载气的组分。
32.特佳为小于1重量ppm的物质b为膨胀气体及/或载气的组分。特佳为小于1重量ppm的物质al为膨胀气体及/或载气的组分。特佳为小于1重量ppm的物质p为膨胀气体及/或载气的组分。特佳为小于1重量ppm的物质ti为来源气体及/或载气的组分。特佳为小于1重量ppm的物质v为膨胀气体及/或载气的组分。特佳为小于1重量ppm的物质fe为膨胀气体及/或载气的组分。特佳为小于1重量ppm的物质ni为膨胀气体及/或载气的组分。
33.特佳为小于0.1重量ppm的物质b为膨胀气体及/或载气的组分。特佳为小于0.1重量ppm的物质al为来源气体及/或载气的组分。特佳为小于0.1重量ppm的物质p为膨胀气体及/或载气的组分。特佳为小于0.1重量ppm的物质ti为来源气体及/或载气的组分。特佳为小于0.1重量ppm的物质v为膨胀气体及/或载气的组分。特佳为小于0.1重量ppm的物质fe为来源气体及/或载气的组分。特佳为小于0.1重量ppm的物质ni为来源气体及/或载气的组分。
34.特佳为小于0.01重量ppm的物质b为来源气体及/或载气的组分。特佳为小于0.01重量ppm的物质al为来源气体及/或载气的组分。特佳为小于0.01重量ppm的物质p为来源气体及/或载气的组分。特佳为小于0.01重量ppm的物质ti为来源气体及/或载气的组分。特佳为小于0.01重量ppm的物质v为来源气体及/或载气的组分。特佳为小于0.01重量ppm的物质fe为来源气体及/或载气的组分。特佳为小于0.01重量ppm的物质ni为来源气体及/或载气的组分。
35.依照本发明的又一较佳实施例，使用温度测量装置，尤其是高温计，测量沉积组件的表面温度。较佳为该温度测量装置输出温度信号及/或温度数据。特佳为一种控制装置修改，尤其是增加分离器组件的电负载根据该温度信号及/或温度数据的函数。
36.此实施例因可补偿生长造成的不利效果而有利。尤其是如sic形成或沉积的结果，沉积组件的质量增加，结果在相同电负载沉积组件的温度改变，尤其是降低。如此导致si含
量增加。通过修改，尤其是增加供电，尤其是增加电流，可补偿或逆转温度变化。
37.依照本发明的又一较佳实施例，该温度测量装置实行温度测量且以小于5分钟，尤其是小于3分钟、或小于2分钟、或小于1分钟、或小于30秒的时间间隔，输出温度信号及/或温度数据。较佳为界定目标温度或目标温度范围。该控制装置较佳为只要温度信号及/或温度数据表示表面温度低于界定的临界温度就控制供电增加，其中该临界温度为比设定温度低了一界定值的温度、或设定温度范围的下限。该界定值较佳为小于10℃、或小于5℃、或小于3℃、或小于2℃、或小于1.5℃、或小于1℃。
38.此实施例为有利的，因为可侦测到非常准确的温度变化并将其补偿或逆转。结果可得到非常高的纯度。因此电流或电流强度可较佳为在沉积时间增加至多1.1、或1.5、或1.8、或2、或2.3、或2.5、或2.8、或3、或3.5、或5、或10倍。因此电流或电流强度可较佳为在沉积时间增加至少1.1、或1.5、或1.8、或2、或2.3、或2.5、或2.8、或3、或3.5、或5、或10倍。
39.依照本发明的又一较佳实施例，每单位时间更多的来源气体，尤其是第一来源气体/及或第二来源气体，连续或逐步被引入处理室中，尤其是以界定比例。较佳为更多的来源气体，尤其是第一来源气体/及或第二来源气体，以时间函数被引入处理室中，及/或更多来源气体，尤其是第一来源气体/及或第二来源气体，以电负载函数被引入处理室中。
40.此实施例因来源气体质量可适应沉积组件表面增加而有利。结果在全部制程中，在该处理室中可较佳地维持最适量(质量)的si与c。
41.上述目的亦通过如权利要求12的一种制造较佳为长形sic固体，尤其是多型3c的装置来解决，尤其是用于进行前述方法。本发明的此装置较佳为包含至少一个用于接收可充电沉积组件的处理室；第一来源气体，其中第一来源气体包含si；第二来源气体，其中第二来源气体包含c；第一进料装置及/或第二进料装置；用于将第一来源气体及/或第二来源气体以超过1巴的压力引入处理室中的第一供应装置及/或第二供应装置；用于测量沉积组件的表面温度的温度测量装置；及用于将沉积速率设定为超过200μm/h的控制装置。较佳为该控制装置可调整对分离器组件的供电，该供电可从1300℃到1700℃调整而产生表面温度。
42.上述目的亦通过如权利要求13的一种制造较佳为长形sic固体，尤其是多型3c的装置来解决，尤其是用于进行前述方法。本发明的此装置较佳为包含至少一个用于接收可充电沉积组件的处理室；至少一种来源气体，尤其是sicl3(ch3)，其中该来源气体包含si与c；及载气，其中该载气较佳为包含h；用于将来源气体及/或载气以超过1巴的压力引入处理室中的第一供应装置及/或第二供应装置；用于测量沉积组件的表面温度的温度测量装置；及用于将沉积速率设定为超过200μm/h的控制装置。较佳为该控制装置可调整对分离器组件的供电，该供电可从1300℃到1700℃调整而产生表面温度。
43.在本发明的范围内，尤其是较佳为在所有的实施例中描述的分离组件较佳为长形本体，其较佳为由石墨或碳或sic所组成，或是其具有石墨或碳或sic。该分离组件亦可由石墨或碳或sic板所制成，尤其是厚度小于5mm、或小于2mm、或小于1mm、或小于0.1mm，被安排在其上或以其覆盖。或者亦可在石墨上生长sic层。该sic板及/或生长的sic层可为例如单晶或多晶。该沉积组件较佳为联结在其纵向延伸的第一端区域中的第一电接点，尤其是较接近纵向延伸的第一端而非其纵向延伸的第二端。另外，该沉积组件较佳为联结在其纵向延伸的第二端区域中的第二电接点，尤其是较接近其纵向延伸的第二端而非第一端。较佳
为为了将该分离器组件加热，将电流经由该两个接点中的一个引入分离器组件中，且经由另一接点从分离器组件放电。
44.此外，依照权利要求14，以上目的通过纯度排除至少99.9999％(重量ppm)的物质b、al、p、ti、v、fe、ni及/或密度小于3.21g/cm3的sic固态材料，尤其是3c-sic固态材料来解决。
45.该sic固体材料或沉积组件(在沉积制程终止后)较佳为直径为至少或正好4英寸、或至少或正好或至多6英寸、或至少或正好或至多8英寸、或至少或正好或至多10英寸。
46.较佳为本发明的sic固态材料是通过如权利要求1至11中任一项的方法制造。较佳为该sic固态材料的纯度排除至少99.9999％(重量ppm)的物质b、al、p、ti、v、fe、ni。如此较佳为小于1重量ppm的物质b、al、p、ti、v、fe、ni为该sic固体材料的一部分，或小于0.1重量ppm的物质b、al、p、ti、v、fe、ni为该sic固体材料的一部分，或小于0.01重量ppm的物质b、al、p、ti、v、fe、ni为该sic固体材料的一部分。
47.特佳为小于1重量ppm的物质b为该sic材料的成分。特佳为小于1重量ppm的物质al为该sic材料的成分。特佳为小于1重量ppm的物质p为该sic材料的成分。特佳为小于1重量ppm的物质ti为该sic材料的成分。特佳为小于1重量ppm的物质v为该sic材料的成分。特佳为小于1重量ppm的物质fe为该sic材料的成分。特佳为小于1重量ppm的物质ni为该sic材料的成分。
48.特佳为小于1重量ppm的物质b为该sic材料的成分。特佳为小于1重量ppm的物质al为该sic材料的成分。特佳为小于1重量ppm的物质p为该sic材料的成分。特佳为小于1重量ppm的物质ti为该sic材料的成分。特佳为小于1重量ppm的物质v为该sic材料的成分。特佳为小于1重量ppm的物质fe为该sic材料的成分。特佳为小于1重量ppm的物质ni为该sic材料的成分。
49.特佳为小于0.1重量ppm的物质b为该sic材料的成分。特佳为小于0.1重量ppm的物质al为该sic材料的成分。特佳为小于0.1重量ppm的物质p为该sic材料的组分。特佳为小于0.1重量ppm的物质ti为该sic材料的成分。特佳为小于0.1重量ppm的物质v为该sic材料的组分。特佳为小于0.1重量ppm的物质fe为该sic材料的成分。特佳为小于0.1重量ppm的物质ni为该sic材料的成分。
50.特佳为小于0.01重量ppm的物质b为该sic材料的成分。特佳为小于0.01重量ppm的物质al为该sic材料的成分。特佳为小于0.01重量ppm的物质p为该sic材料的组分。特佳为小于0.01重量ppm的物质ti为该sic材料的成分。特佳为小于0.01重量ppm的物质v为该sic材料的组分。特佳为小于0.01重量ppm的物质fe为该sic材料的成分。特佳为小于0.01重量ppm的物质ni为该sic材料的组分。
51.在本专利说明书的背景中，重量ppm(ppm wt)较佳为理解为重量ppm(wt ppm)。
52.此外，上述目的是在用于制造单晶sic的pvt反应器中使用依照权利要求14的sic固态材料而解决。
53.此外，上述目的是在用于制造单晶sic的pvt反应器(pvt＝物理气相传输法)中使用上述sic固态材料或依照权利要求14的sic固态材料而解决。
54.此解决方案为有利的，因为纯sic固态材料对pvt制程提供非常有利的起始材料。另一方面此材料为有利的，因为其可如固态块状物而得。然后可将此固体块状物压碎，例如
成为具有界定的最小大小或质量或体积的碎片。通过此将较佳为至少50％(重量)、或至少70％(重量)、或至少80％(重量)、或至少90％(重量)、或至少950％(重量)的sic固体材料瓦解成体积大于0.5cm3、或大于1cm3、或大于1.5cm3、或2cm3、或5cm3的碎片。
55.或者可将该固体块状物分割，尤其是分裂或锯开，成为多个较佳为至少实质上均匀片，尤其是正交其纵轴或延伸方向。较佳为该分割片为最小厚度为0.5cm、或1cm、或3cm、或5cm，尤其是厚度为至多20cm、或30cm、或50cm的切片。两种情形(压碎或分割)均可提供具有最小大小的固体。其为有利的，因为当将sic固体材料(起始材料)加热时，相较于用于pvt制程的非常细粒起始材料，在起始材料中有显著较均匀的温度分布为可能的，且造成起始材料的显著较均匀汽化。另外，在非常细粒起始材料的情形，由于上升蒸汽及个别材料碎片的材料移除而发生个别材料碎片之间的相对移动，造成负面影响结晶生长制程的扰流。这些缺点因使用大型碎片或部分而排除。
56.此解决方案为更有利的，因为由于较大碎片或部分，总表面积显著小于当使用非常细粒起始材料时。因此较易测定总表面积及作为pvt制程调整用的参数。
57.此解决方案为更有利的，因为由于本发明制造的sic固态材料的密度低，故可较快速发生边界层的转变而形成固态材料的表面。
58.本发明制造的sic固态材料，尤其是3c-sic固态材料，较佳为被引入反应器或炉装置或上述pvt反应器中，其具有至少以下特征：此新颖反应器较佳为结晶生长用，尤其是sic结晶生长用的反应器或pvt反应器。所述反应器或炉装置亦包含至少一个或多个或正好一个坩埚或坩埚单元，其中该至少一个坩埚或坩埚单元被安排在炉体积内。此坩埚或坩埚单元包含且具有或形成坩埚外壳，该坩埚外壳形成外壳，该外壳具有外表面及内表面，该内表面至少部分界定坩埚体积。用于接收起始材料的接收空间被安排或形成在该坩埚体积内。较佳为亦提供用于接收界定的种晶晶圆18的晶种保持器单元，其被安排在尤其是该坩埚体积内，或是此晶种保持器单元可被安排在该坩埚体积内。该反应器或烤箱装置亦具有至少一个加热单元，尤其是用于将起始材料及/或坩埚单元的坩埚外壳加热。如果提供晶种保持器单元，则用于接收起始材料的接收空间较佳为至少部分被安排在加热单元与晶种保持器单元之间。
59.此烤箱装置为有利的，因为其可以一种或多种的方式修改以完成至少一个上述目的、或数个或所有的上述目的。
60.其他的较佳实施例为其他的说明书部分及/或从属权利要求的主题。
61.依照本发明的一较佳实施例，该炉设备进一步包含至少一个用于在操作期间防止气态硅从坩埚或坩埚单元内部渗漏到包围该坩埚单元的一部份炉体积中的渗漏防止装置。此设计因排除渗漏的si蒸汽的缺点而有利。
62.依照本发明的另一较佳实施例，渗漏防止剂选自一组渗漏防止剂。该组渗漏防止手段较佳为包含至少(a)用于覆盖表面部分的覆盖组件及/或用于增加坩埚单元的坩埚外壳体积段的密度的密度增加组件；(b)用于收集气态si的过滤器单元；及/或(c)用于建立在坩埚单元内部的第一压力、及在炉内部但在坩埚单元外部的第二压力的压力单元，第二压力比第一压力高；(d)被安排在坩埚单元外壳部分之间的密封体。此实施例因提供许多特征而提供改良的炉装置而有利。其可对烤箱设备提供所述组渗漏防止手段的一个或多个或全部特征。因此，本发明亦对不同的需求，尤其是对于不同的产物，特别是性质不同的结晶，提
供解决方案。
63.依照本发明的另一较佳实施例，该渗漏防止剂减少在一次运行期间产生的升华蒸汽，尤其是si蒸汽，从坩埚体积通过坩埚外壳渗漏到炉体积中，尤其是减少至少50％(质量)、或至少80％(质量)、或至少90％(质量)、或超过99％(质量)、或至少99.9％(质量)。此实施例为有利的，因为由于显著减少si蒸气炉中的渗漏，如坩埚外壳及加热单元的组件可再使用多次，尤其是超过10次、或超过20次、或超过50次、或超过100次。因此，该坩埚外壳、或坩埚单元、或坩埚单元段、或坩埚外壳段的渗透力小于10-2
cm2/s、或小于10-5
cm2/s、或小于10-10
cm2/s，尤其是针对si蒸汽。
64.依照本发明的又一较佳实施例，该坩埚外壳包含碳，尤其是至少50％(以质量计)的坩埚外壳由碳所组成，且较佳为至少80％(以质量计)的坩埚外壳由碳所组成，且最佳为至少90％(以质量计)的坩埚外壳由碳所组成，或坩埚外壳完全由碳所组成，尤其是该坩埚外壳包含至少90％(以质量计)的石墨或由石墨所组成，而承受高于2000℃，尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。该坩埚外壳较佳为硅气体(si蒸汽)不可渗透。此设计为有利的，因为其防止si蒸汽穿透通过坩埚外壳且损坏坩埚外壳及坩埚外壳外部的组件。另外又或者，该坩埚单元或坩埚外壳结构或坩埚外壳具有涂玻璃碳的石墨及/或固体玻璃碳及/或涂热碳(pyrocarbon coated)的石墨及/或涂碳化钽的石墨及/或固体碳化钽。
65.依照本发明的另一较佳实施例，该渗漏保护装置为用于覆盖外壳表面，尤其是内表面及/或外表面，或用于覆盖外壳的表面部分，尤其是外壳内表面的表面部分及/或外壳外表面的表面部分的覆盖组件。此实施例为有利的，因为该覆盖组件可被产生在外壳表面上或是可被附接外壳表面。然而，其可以节省成本及可靠的方式实行该两个步骤(产生/附接)中的任一个。
66.依照本发明的另一较佳实施例，该覆盖组件为密封组件，其中该密封组件为涂层。该涂层较佳为由材料或材料组合所组成，该材料或材料组合减少在一次运行期间产生的升华蒸汽，尤其是si蒸汽，从坩埚体积通过坩埚外壳到炉体积中的渗漏，尤其是减少至少50％(质量)、或至少80％(质量)、或至少90％(质量)、或超过99％(质量)、或至少99.9％(质量)。
67.该涂层较佳为承受高于2000℃，尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。此实施例为有利的，因为经修改的坩埚单元具有至少二层材料，一层形成坩埚壳及另一层降低si蒸汽的渗透力。该涂层最佳为包含一种或多种的选自包含至少碳，尤其是热碳及玻质碳的一组材料的材料。因此，该坩埚单元，尤其是坩埚外壳或坩埚单元的外壳，较佳为被涂覆热碳及/或玻璃碳。该层热碳的厚度较佳为超过或至多10μm、尤其是超过或至多20μm、或超过或至多50μm、或超过或至多100μm、或超过或至多200μm、或超过或至多500μm。该玻璃碳层的厚度较佳为超过或至多10μm、尤其是超过或至多20μm、或超过或至多50μm、或超过或至多100μm、或超过或至多100μm、或超过或至多200μm、或超过或至多500μm。
68.依照本发明的又一较佳实施例，该涂层是通过化学气相沉积法制造，或其中该涂层是通过涂刷制造，尤其是在前体材料上，尤其是酚甲醛，及在涂刷后热解。此实施例为有利的，因为该涂层可以可靠的方式产生。
69.依照本发明的另一较佳实施例，渗漏保护剂为一种用于增加坩埚单元的坩埚外壳
体积部份的密度的密度增加组件或密封组件，其中该密度增加组件被安排或产生在坩埚外壳的内部结构中，其中该密度增加组件为密封组件，其中该密封组件防止在一次运行期间产生的升华蒸汽，尤其是si蒸汽，从坩埚体积通过坩埚外壳渗漏到炉体积中，尤其是防止渗漏至少50％(质量)、或至少80％(质量)、或至少90％(质量)、或超过99％(质量)、或至少99.9％(质量)。此实施例为有利的，因为该坩埚单元的尺寸维持相同或类似或不受该修改影响。该密封组件较佳为通过浸渍或沉积而产生在坩埚外壳内部。
70.依照本发明的另一较佳实施例，该渗漏防止装置为用于收集气态si的过滤器单元。该过滤器单元包含过滤器本体，该过滤器本体具有用于将含有sic物种蒸汽、si蒸汽及制程气体的气体引入该过滤器本体中的过滤器输入表面或输入段，及用于输出经过滤的制程气体的输出段或过滤器输出表面。过滤器组件被配置在过滤器输入表面与过滤器输出表面之间，该过滤器组件形成用于吸收及冷凝sic物种蒸汽，尤其是si蒸汽的捕集段。因此，过滤器材料较佳为适合造成si蒸汽在过滤器材料表面上的吸收及冷凝。此设计为有利的，因为坩埚单元内部的si蒸汽总量可借助于该过滤器单元显著减少。其亦显著减少会散逸的si蒸汽量。大部分且较佳为所有的si蒸汽较佳为均被收集成为过滤器内表面上的冷凝液体膜。另外又或者，在过滤器的最上部份界定出温度低于si的熔点且冷凝的蒸汽实际上凝固的段。较佳为si蒸汽不凝固成粒子，且较佳为在过滤器内表面上制造固体膜。此膜可为非晶或多晶。过量的si2c与sic2蒸汽较佳为亦到达过滤器的较低区域，且被沉积在此较佳为成为内表面上的固体多晶沉积物。
71.依照本发明的一较佳实施例，该过滤器组件形成或界定从过滤器入口表面到出口表面的气体流动路径。该过滤器组件的高度为s1及其中通过该过滤器组件的气体流动路径的长度为s2，其中s2较佳为比s1长至少10倍，尤其是s2比s1长至少100倍，或是s2比s1长至少或至多1000倍，或是s2比s1长至少或至多10000倍。此实施例为有利的，因为该过滤器单元具有能力吸收或捕集超过或至多50％(质量)，尤其是超过或至多50％(质量)、或超过或至多70％(质量)、或超过或至多90％(质量)、或超过或至多95％(质量)、或超过或至多99％(质量)的因原料汽化，尤其是在一次运行期间使用或需要的原料汽化而产生的si蒸汽。“一次运行”较佳为表示产生或制造结晶，尤其是sic结晶或sic块状物或sic胚晶。
72.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器单元被安排在坩埚单元外壳的第一部分与坩埚单元外壳的第二部分之间，尤其是坩埚盖或过滤器盖之间。坩埚单元外壳的第一部分的至少50％(体积)、尤其是至少80％(体积)或至少90％(体积)被安排成在垂直方向低于该晶种保持器单元，其中在坩埚单元外壳的第一部分与晶种保持器之间有第一坩埚体积，其中第一坩埚体积可以第一坩埚体积的至少80％、或较佳为90％、或甚至更佳为100％高于硅在普通压力的冷凝温度tc的方式操作。另外，坩埚单元外壳的第一部分的至多50％(体积)、或至多20％(体积)、或至多10％(体积)被安排成垂直上高于该晶种保持器单元。或者，坩埚单元的第二外壳部分的至少50％(体积)、尤其是至少80％(体积)或90％(体积)被安排成在垂直方向高于该晶种保持器单元。较佳为在坩埚单元外壳的第二部分与晶种保持器单元之间有第二坩埚体积。该过滤器组件的至少60％、或较佳为80％、或更佳为90％低于冷凝温度tc。因此，该过滤器单元的过滤器组件的热条件可将si蒸汽冷凝。因此，该过滤器组件可非常有效地冷凝或捕集si。
73.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器单元被安排在外壳第一部分的第一壁部
份与外壳第二部分的又一壁部份之间，该过滤器本体形成过滤器外表面，该过滤器外表面连接外壳第一部分的第一壁部份与外壳第二部分的又一壁部份，该过滤器外表面形成交叉单元的一部分外表面。此实施例为有利的，因为可使用大型过滤器单元但不会增加坩埚单元的坩埚外壳的材料量。
74.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器外表面包含过滤器表面覆盖组件。该过滤器表面覆盖组件较佳为密封组件，其中该密封组件较佳为涂层，其中该涂层较佳为在过滤器表面上被制造或附接过滤器表面或形成过滤器表面。该涂层较佳为由材料或材料组合所组成，该材料或材料组合减少在一次运行期间产生的升华蒸汽，尤其是si蒸汽，从坩埚体积通过坩埚外壳渗漏到炉体积中，尤其是减少至少50％(质量)、或至少80％(质量)、或至少90％(质量)、或超过99％(质量)、或至少99.9％(质量)，且该涂层承受高于2000℃，尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。
75.该涂层具有一种或多种选自包含至少碳，尤其是热碳与玻璃碳的一组材料的材料。因此，该涂层较佳为玻璃-碳涂层、或热碳涂层、或玻璃-碳底漆与热碳面漆、或热碳底漆与玻璃-碳面漆。因此，该过滤器单元，尤其是该过滤器单元的外表面，较佳为被涂覆热碳及/或玻璃碳。该热碳层的厚度较佳为超过或至多10μm、尤其是超过或至多20μm、或超过或至多50μm、或超过或至多100μm、或超过或至多200μm、或超过或至多500μm。该玻璃碳层的厚度较佳为超过或至多10μm、尤其是超过或至多20μm、或超过或至多50μm、或超过或至多100μm、或超过或至多200μm、或超过或至多500μm。
76.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器本体形成内过滤器表面。该过滤器内表面较佳为被安排成与过滤器外表面同轴。该过滤器本体较佳为环形。该外过滤器表面较佳为圆筒形及/或其中该内过滤器表面较佳为圆筒形。该过滤器外表面及过滤器内表面以垂直方向延伸。此实施例为有利的，因为该过滤器单元可被用于圆形坩埚单元及/或具有圆形坩埚体积的坩埚单元。因此，过滤器单元或过滤器单元所在的炉设备不需要任何大幅修改，使得本发明的炉设备可以低成本制造。
77.依照本发明的又一较佳实施例，该过滤器内表面包含又一过滤器内表面覆盖组件。该又一过滤器内表面覆盖组件较佳为密封组件，其中该密封组件较佳为涂层。该涂层较佳为在过滤器表面上产生，或附接过滤器表面，或形成过滤器表面。该涂层较佳为具有材料或材料组合，该材料或材料组合减少在一次运行期间产生的升华蒸汽，尤其是si蒸汽，从坩埚体积通过坩埚外壳渗漏到炉体积中，尤其是减少至少50％(质量)、或至少80％(质量)、或至少90％(质量)、或超过99％(质量)、或至少99.9％(质量)。
78.该涂层较佳为耐高于2000℃、尤其是高于2200℃或高于2000℃、尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。该涂层较佳为具有一种或多种选自含有至少碳，尤其是热碳与玻璃碳的一组材料的材料。因此，该过滤器单元，尤其是该过滤器单元的内表面，较佳为被涂覆热碳及/或玻璃碳。该热碳层的厚度较佳为超过或至多10μm、尤其是超过或至多20μm、或超过或至多50μm、或超过或至多100μm、或超过或至多200μm、或超过或至多500μm。该玻璃碳层的厚度较佳为超过或至多10μm、尤其是超过或至多20μm、或超过或至多50μm、或超过或至多100μm、或超过或至多200μm、或超过或至多500μm。
79.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器组件包含过滤器组件构件，其中该过滤器组件构件包含过滤器粒子及黏合剂。该过滤器粒子包含碳或由碳所组成，其中该黏合器将该过滤器粒子彼此保持在固定的相对位置。该过滤器粒子耐高于2000℃、尤其是高于2000℃、尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。该黏合剂耐高于2000℃、尤其是2000℃、尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。此实施例为有利的，因为提供可承受在炉设备操作期间坩埚单元内的条件的过滤器单元。另外，相较于该过滤器单元的外表面积，过滤器粒子与黏合剂的组合形成实质上较大的表面积，尤其是至多或至少10倍大、或至多或至少100倍大、或至多或至少1000倍大、或至多或至少10000倍大。此实施例为更为有利的，因为该过滤器单元具有能力吸收或捕获超过或至多50％(质量)、尤其是超过或至多50％(质量)、或超过或至多70％(质量)、或超过或至多90％(质量)、或超过或至多95％(质量)、或超过或至多99％(质量)的通过起始材料(尤其是在各情形一回所需的起始材料)的汽化而产生的si蒸汽。
80.依照本发明的另一较佳实施例，该黏合剂包含淀粉或其中该黏合剂包含改质淀粉。
81.此实施例为有利的，因为该黏合剂耐高于2000℃、尤其是高于或至多2000℃、尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。该黏合剂共同耐高于2000℃、尤其是2000℃、尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。
82.依照本发明的又一较佳实施例，该气体入口被安排在接收空间与晶种保持器单元之间，该气体入口较佳为被安排在垂直方向较接近该接收空间而非该晶种保持器单元，尤其是晶种保持器单元与气体入口之间的垂直距离较佳为超过接收空间与气体入口之间的垂直距离的2倍，尤其是超过接收空间与气体入口之间的垂直距离的5倍，或超过接收空间与气体入口之间的垂直距离的8倍，或超过接收空间与气体入口之间的垂直距离的10倍，或超过接收空间与气体入口之间的垂直距离的20倍。此实施例为有利的，因为可建立气体流动而造成汽化起始材料均匀到达种晶晶圆18或结晶的生长前缘。
83.依照本发明的又一较佳实施例，该气体入口被气体引导组件或气体分布组件所覆盖。该气体分布组件较佳为平行该坩埚单元的底面，尤其是该坩埚单元的内底面而延伸。另外又或者，该气体分布组件在水平面中延伸。此实施例为有利的，因为引入的气体被均匀分布到环形接收空间，因此到在接收空间中存在的起始材料或到从接收空间流出的汽化的起始材料。汽化的原料材料通过热驱动扩散移动。另外又或者，汽化的原料材料通过注射的气体，尤其是ar及/或n2的对流而移动。
84.依照本发明的又一较佳实施例，该气体分布组件被安排在距该坩埚单元的底面(尤其是该坩埚单元的内底面)一界定的距离。气体分布组件底侧与坩埚单元底面之间的垂直方向上的界定距离较佳为小于接收空间与气体入口之间的垂直距离之0.5x(即小于接收空间与气体入口之间的垂直距离的一半)，或小于接收空间与气体入口之间的垂直距离的0.3x，或小于接收空间与气体入口之间的垂直距离的0.1倍，或小于接收空间与气体入口之间的垂直距离的0.05x。
85.依照本发明的另一较佳实施例，该气体分布组件为气体挡板。该气体挡板较佳为形成下表面及上表面。下表面及上表面较佳为至少在几段彼此平行而延伸。下表面与上表面之间的距离较佳为小于接收空间与气体入口之间的距离的0.5x，或小于接收空间与气体入口之间的距离的0.3x，或小于接收空间与气体入口之间的距离的0.1x，或小于接收空间与气体入口之间的距离的0.05x。此实施例为有利的，因为可使用实在薄的气体分布板。此实施例为有利的，因为该气体分布板不需要大量材料。另外，该气体分布板不影响从被该气体分布板覆盖的下部份所辐射的热辐射。
86.依照本发明的另一较佳实施例形式，用于防止渗漏的装置为用于累积在坩埚单元内部的第一压力、及在炉内部但在坩埚单元外部的第二压力的压力单元，其中第二压力比第一压力高，及其中第二压力低于200托(torr)、尤其是低于100托、或低于50托、尤其是在0.01托至30托之间。第二压力较佳为比第一压力高至多10托、或至多20托、或至多50托、或至多100托、或至多180托。此实施例为有利的，因为防止由于围绕该坩埚单元的压力较高所造成的si蒸汽渗漏。
87.依照本发明的另一较佳实施例，管路系统为该炉设备的一部分。该管路系统较佳为包含将该坩埚体积连接真空单元的第一管路或坩埚管路、及将包围该坩埚单元的炉部分连接该真空单元的第二管路或炉管路。该真空单元较佳为具有用于控制该坩埚体积内部压力、及包围该坩埚单元的炉部分的压力的控制组件。该真空单元较佳为经由该坩埚管降低该坩埚体积内部的压力，或经由该炉管降低包围该坩埚单元的炉部分内部的压力，如果该控制组件测定该坩埚体积内部压力高于第一临界值及/或如果该控制组件测定包围该坩埚单元的炉部分内部的压力高于第二临界值。此实施例为有利的，因为可以可靠地维持该坩埚体积内部压力与围绕该坩埚体积的炉内部的压力之间的压力差。
88.依照本发明的另一较佳实施例，该炉系统包含二个或更多个的渗漏防止装置，其选自于由渗漏防止装置所组成的群组。此实施例为有利的，因为该炉设备包含至少该覆盖组件及/或该密度增加组件及用于收集气态si的过滤器单元；或是因为该炉设备包含至少该覆盖组件及/或该密度增加组件，及用于累积在该坩埚单元内部的第一压力、及在该炉内部但在坩埚单元外部的第二压力的压力单元；或是因为该炉装置至少包含用于累积在该坩埚单元内部第一压力、及在该炉内部但在坩埚单元与过滤器单元外部的第二压力的压力单元。
89.然而，该炉装置亦可包含至少该覆盖组件及/或该密度增加组件及用于收集气态si的过滤器单元，及用于设定在该坩埚单元内部的第一压力、及在该炉内部但在坩埚单元外部的第二压力的压力单元。
90.此实施例为有利的，因为可以各种方式防止si蒸汽的渗漏，使得其可装设本发明的炉单元以视各种需要符合需求。
91.依照本发明的又一较佳实施例，该加热单元包含至少一个尤其是水平的加热组件，其中该加热组件被安排成在垂直方向低于该接收空间。因此，该加热组件较佳为至少部分且较佳为大部分或完全重叠该接收空间。此设计为有利的，因为可从坩埚体积下方将该接收空间及该坩埚体积或坩埚外壳被该接收空间围住的部分加热。其为有利的，因为对于具有小直径或具有较大直径的种晶晶圆18，该接收空间的高度及该坩埚体积或坩埚外壳被该接收空间包围的部分的高度相同。如此可将起始材料均匀加热。该加热单元较佳为亦具
有至少又一尤其是垂直加热组件，该又一加热组件较佳为被安排在紧接该坩埚单元，尤其是紧接包围该坩埚单元的坩埚单元侧壁。该加热组件及/或该又一加热组件较佳为被安排在该炉嵌入物内部及该坩埚单元外部，尤其是在该坩埚体积外部。
92.依照本发明的又一较佳实施例，该接收空间在该坩埚单元的壁部分中形成或被安排在该坩埚单元内部的壁或底部分上。该接收空间较佳为围绕中央轴延伸，该中央轴较佳为与晶种保持器单元的中央轴同轴。该接收空间较佳为被安排成距该中央轴一经界定的距离。
93.依照本发明的又一较佳实施例提供一种气管或气体引导装置以将气体引入该坩埚单元中。该气管或气体引导装置、或该气管或气体引导装置的一部份、或附接该气管或气体引导装置的气体入口、或该气管或气体引导装置的一部分为至少部分，且较佳为大部分或完全被该接收空间包围。该气管或气体引导装置较佳为在该中央轴方向至少部分延伸。该气管或气体传导装置较佳为通过该坩埚单元底部分或通过该坩埚单元的坩埚外壳底部分进入该坩埚体积。此实施例为有利的，因为可经由气体线路或气体引导装置将气体提供到该坩埚体积中。此外，因为该气体入口被接收体积包围，故经由该气体入口引入的气体可被分布到接收体积的不同部分，尤其是均匀地。以此方式可产生注射的气体与汽化的原料的混合物，尤其是以均匀方式。
94.依照本发明的另一较佳实施例，该接收空间为环形。该接收空间较佳为形状为或被形成渠，尤其是圆形渠，或多个凹槽，尤其是圆形凹槽。这些多个凹槽较佳为沿预定外形排列，该预定外形较佳为形状为圆形。此实施例为有利的，因为种晶晶圆18的形状较佳为圆形。如此，蒸发的起始材料有利地到达种晶晶圆18的生长表面或生长中结晶的生长表面。
95.依照本发明的又一较佳实施例，接收空间与中央轴之间的界定距离比界定的种晶晶圆18的直径短至多30％、或至多20％、或至多10％、或至多5％、或至多1％。或者接收空间与中央轴之间的界定距离比界定的种晶晶圆18的直径长至多1％、或至多5％、或至多10％、或至多20％、或至多30％。或者接收空间与中央轴之间的界定距离与界定的种晶晶圆18的直径一致。此实施例因其进一步支持汽化起始材料均匀分布在种晶晶圆18的生长表面上或生长中结晶的生长表面上而有利。
96.依照本发明的另一较佳实施例，该接收空间围住外壳底部份或高于外壳底部的一部份。底段为固体材料段。该固体材料段或坩埚厚实底段的高度(在垂直方向)或壁厚度较佳为大于该接收空间距中央轴的最小距离的0.3x，或大于该接收空间距中央轴的最小距离的0.5x，或为接收空间与中央轴之间的最小距离的0.7x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.9x，或为接收空间与中央轴之间的最小距离的1.1x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的1.5x。此设计为有利的，因为可通过该加热单元将下部分或包围的下部分加热。如果将下部分加热，则其加热种晶晶圆18之间的空间亦及种晶晶圆18。如果将下部分加热，则其加热种晶晶圆18之间的空间亦及种晶晶圆18。因为该下部分较佳为材料的固体块状物及/或坩埚形固体底段，故以均匀方式实行种晶晶圆18与底段之间的空间的加热、及种晶晶圆18或生长中结晶的蜡状表面的加热。该底部份较佳为具有外表面部份及内表面部份，该外表面部份较佳为该坩埚本体的表面部份，该内表面部份较佳为平行该外表面部份。其为有利的，因为该底部份可被均匀加热。该底部份的内表面部份较佳为平坦表面，其中该平坦表面较佳为被安排在水平面中。该内表面部份较佳为被安排成平行种晶晶
圆18的表面。此实施例为有利的，因为可将种晶晶圆18与底部份之间的空间、及种晶晶圆18及/或生长中结晶的生长表面均匀加热。
97.该底部份因此具有内表面，该底部份的内表面被配置在该坩埚体积内且较佳为平行该晶种保持器单元。该内表面的中央及该晶种保持器单元的中央较佳为被安排在同一垂直轴上，其中该底段内表面之间的距离较佳为被安排成距该晶种保持器单元为界定距离。该距离较佳为大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.5x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.7x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.8x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的1x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的1.2x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的1.5x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的2x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的2.5x。此实施例为有利的，因为可生长大(宽及/或长)结晶。
98.该过滤器单元被安排成垂直于接收室之上。此实施例为有利的，因为蒸发的原料及/或注射的气体从下坩埚段流动到上坩埚段，故该过滤器单元较佳为被安排在气体流动路径中。
99.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器单元及该接收空间较佳为被安排成同轴。此实施例因汽化起始材料及/或引入的气体、或汽化起始材料与引入气体的混合物，可均匀通过较佳为圆筒形侧壁(sei-den wall)而有利。以此方式可将汽化起始材料及/或引入的气体的累积物事先充气。此实施例为有利的，因为其可使结晶均匀生长。均匀生长较佳为表示在结晶生长区域的全部表面部分上的生长速率在界定范围内，及/或缺陷及/或掺杂的累积被均匀分布，术语“均匀分布”定义许可的偏差范围。
100.依照本发明的又一较佳实施例，该过滤器单元的外径对应该接收空间的外径及/或其中该过滤器单元的内径较佳为对应该接收空间的内径。此实施例为有利的，因为外壳形状不造成任何明显的复杂性，如此允许低成本制造。该过滤器单元的外径相较于该接收空间的外径较佳为至少或至多1.05x大，或其中该过滤器单元的外径相较于该接收空间的外径较佳为至少或至多1.1x大，或其中该过滤器单元的外径相较于该接收空间的外径较佳为至少或至多1.3x大，或其中该过滤器单元的外径相较于该接收空间的外径较佳为至少或至多1.5x大。或者该接收空间的外径相较于该过滤器单元的外径较佳为至少或至多1.05x大，或其中该接收空间的外径相较于该过滤器单元的外径较佳为至少或至多1.1x大，或其中该接收空间的外径相较于该过滤器单元的外径较佳为至少或至多1.3x大，或其中该接收空间的外径相较于该过滤器单元的外径较佳为至少或至多1.5x大。另外又或者，该接收空间的内径相较于该过滤器单元的内径较佳为至少或至多1.05x大，或其中该接收空间的内径较佳为至少或至多1.1x大，或其中该接收空间的内径相较于该过滤器单元的内径较佳为至少或至多1.3x大，或其中该接收空间的内径相较于该过滤器单元的内径较佳为至少或至多1.5x大。或者该过滤器单元的内径相较于该接收空间的内径较佳为至少或至多1.05x大，或其中该过滤器单元的内径相较于该接收空间的内径较佳为至少或至多1.1x大，或其中该过滤器单元的内径相较于该接收空间的内径较佳为至少或至多1.3x大，或其中该过滤器单元的内径相较于该接收空间的内径较佳为至少或至多1.5x大。
101.依照本发明的另一较佳实施例，在接收空间之上的垂直方向上安排或提供一种生长引导组件，以将汽化起始材料及/或引入的气体引导到晶种保持器单元与坩埚单元的内
底表面之间的空间中。此实施例为有利的，因为该生长引导组件较佳地实行许多功能。一方面，该生长引导组件将汽化起始材料引导到种晶晶圆18或生长中结晶。另一方面，该生长引导组件因限制其径向扩张而影响生长中结晶的形状。
102.依照本发明的另一较佳实施例，该生长引导组件包含第一壁段或第一生长导件段、及第二壁段或第二生长导件段。第一生长导件段的形状较佳为匹配该坩埚外壳的对应壁段。匹配在本内文中较佳为表示该坩埚外壳的壁部份与该生长引导构件较佳为通过壳式及/或压接连接而联结。该生长导件的第二部份较佳为经形状化以操纵生长中结晶的形状。依照本发明的另一较佳实施例，该生长导件的第一部份及该生长导件的第二部份为同轴排列。第一段生长导件被安排在相对中央轴的第一直径处，及其中第二段生长导件被安排在相对中央轴的第二直径处，第一直径相较于第二直径为大。第一生长导件段与第二生长导件段分别通过第三壁段及第三生长导件段相互连接，且第三生长导件段至少部分以水平方向延伸。第一生长导件段及第三生长导件段分别形成一弧形段及第四生长导件段，及/或其中第二生长导件段及第三生长导件段被安排成在60
°
至120
°
之间的角度，尤其是在70
°
至110
°
之间的角度，尤其是90
°
的角度。第四生长导件段可具有例如凸形或凹形或圆锥形。第一壁段、第二段生长辅具、及第三段生长辅具较佳为生长辅具的整合零件。较佳为该生长辅具由石墨制成。此实施例为有利的，因为该生长引导组件具有简单但有效的形状。因此，该生长引导组件可以节省成本的方式制造。
103.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器单元的外径相较于该生长引导组件的第一直径为至少或至多1.05x大，或其中该过滤器单元的外径相较于该生长引导组件的第一直径较佳为至少或至多1.1x大，或其中该过滤器单元的外径相较于该生长导件的第一直径较佳为至少或至多1.3x大，或其中该过滤器单元的外径相较于该生长导件的第一直径较佳为至少或至多1.3x大，或其中该过滤器单元的外径相较于该生长导件的第一直径较佳为至少或至多1.5x大；及/或其中该生长导件的第二外径相较于该过滤器单元的内径较佳为至少或至多1.05x大，或其中该生长导件的第二外径相较于该过滤器单元的内径较佳为至少或至多1.1x大，或其中该生长导件的第二外径相较于该过滤器单元的内径较佳为至少或至多1.3x大，或其中该生长导件的第二外径相较于该过滤器单元的内径较佳为至少或至多1.5x大。
104.其中第二段生长导件的生长导件的上垂直端与晶种保持单元形成气体流动信道，其中第二段生长导件的生长导件的上垂直端与晶种保持单元之间的最小距离小于该生长导件的第二直径的0.3x，或小于该生长导件的第二直径的0.1x，或小于该生长导件的第二直径的0.08x，或小于该生长导件的第二直径的0.05x，或小于该生长导件的第二直径的0.03x，或小于该生长导件的第二直径的0.01x。
105.依照本发明的又一较佳实施例，该涂层较佳为被涂布于该接收空间，尤其是涂布于该接收空间在坩埚体积内的表面及/或生长引导组件或生长引导板或气体分布板。该涂层较佳为具有将si蒸汽通过接连该接收空间的壁部份及/或通过接连该生长引导组件的壁部份的渗透力降低到10-3
m2/s、或较佳为10-11
m2/s、或更佳为10-12
m2/s的材料或材料组合。
106.该涂层较佳为承受高于2000℃、尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。此实施例为有利的，因为经修改的容纳及/或生长引导组件具有至少二层材料，一层形成该容纳及/或生长
引导组件的结构，及另一层降低或排除si蒸汽的渗透力。最佳为该涂层具有一种或多种选自至少包含碳，尤其是热碳与玻璃碳的一组材料的材料。因此，该接收空间及/或生长指引组件较佳为被涂覆热碳及/或玻璃碳。该层热碳的厚度较佳为超过或至多10μm、尤其是超过或至多20μm、或超过或至多50μm、或超过或至多100μm、或超过或至多200μm、或超过或至多500μm。该玻璃碳层的厚度较佳为超过或至多10μm、尤其是超过或至多20μm、或超过或至多50μm、或超过或至多100μm、或超过或至多200μm、或超过或至多500μm。依照本发明的又一较佳实施例，该涂层是通过化学气相沉积法制造，或其中该涂层是通过涂刷制造，尤其是在前体材料上，尤其是酚甲醛，及在涂刷后热解。此实施例为有利的，因为该涂层可以可靠的方式产生。
107.依照本发明的另一较佳实施例，该加热单元包含至少一个加热组件。该加热组件较佳为被安排成垂直于该接收空间之下及/或垂直于该坩埚单元的底部分之下，该坩埚单元的底部分被该接收空间包围。此设计为有利的，因为该接收空间及/或被该接收空间包围的底段可被该加热组件加热。该加热组件较佳为至少部分，且较佳为超过50％、或超过70％、或至多90％、或完全重叠该接收空间及/或被该接收空间包围的底段。此设计为有利的，因为可设定均匀的温度分布，尤其是可产生均匀的温度程度。
108.依照本发明的又一较佳实施例，该炉设备包含气体流动单元。该气体流动单元较佳为具有用于将气体传导到坩埚单元中或坩埚体积中的气体入口、及用于从该坩埚单元或从该坩埚体积抽取气体的气体出口。该气体入口较佳为被安排在比该气体出口更接近该坩埚单元的底部。该气体入口与气体出口均较佳为被安排在该坩埚体积内。此设计为有利的，因为可影响或控制该坩埚体积内的条件及/或该坩埚内的蒸汽组成物及/或液体流动(方向及/或速度)。
109.依照本发明的另一较佳实施例，该气体出口包含气体载送装置，尤其是管子。该气体出口较佳为具有传感器，尤其是温度及/或压力传感器，该传感器较佳为被安排在传导装置，尤其是管子内部，或是成为传导装置，尤其是管子的一部分，或是附接传导装置，尤其是管子的外壁。此实施例为有利的，因为可监控温度及/或压力条件。
110.另外又或者，依照本发明的又一较佳实施例，该气体入口包含气体传导装置，尤其是管路。该气体入口较佳为具有传感器，尤其是温度及/或压力传感器，该传感器较佳为被安排在导管装置，尤其是管子内部，或是成为导管装置，尤其是管子的一部分，或是附接导管装置，尤其是管子的外壁。此实施例为有利的，因为可监控温度及/或压力条件。
111.依照本发明的又一较佳实施例，该气体入口及/或气体出口中的传感器为高温计。此实施例为有利的，因为高温计可耐受高温。此实施例为有利的，因为高温计可使用多次，使其为非常节省成本的解决方案。
112.依照本发明的另一较佳实施例，该气体入口及/或气体出口中的传感器连接控制单元。此实施例为有利的，因为该控制单元接收传感器信号或传感器数据。因此，该控制单元可对操作者输出该坩埚单元内的条件，尤其是如时间戮记函数，以监控制造或生长制程。另外又或者，该控制单元可具有控制规则以依该控制规则、时间及/或传感器输出而控制烤箱设备。
113.依照本发明的另一较佳实施例，该接收空间是由一条或至少一条连续渠或多个凹槽所形成。该渠或凹槽较佳为至少部分且较佳为实质上或较佳为完全围住被安排在或提供
于或出现于该坩埚单元内部的表面，尤其是该坩埚单元的壁及/或底段的内表面，其中该接收空间较佳为环形。该加热组件较佳为覆盖该接收空间的底表面的至少30％、或至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％、或至少95％，及该表面的至少20％、或至少30％、或至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％、或至少95％被该接收空间至少部分包围。至少部分被该接收空间包围的区域较佳为分别属于固体壁或坩埚底壁或坩埚底段，其在垂直方向延伸至少超过距离v1，其中在该接收空间中，在接收空间底表面与接收空间的最低侧壁部分的顶面之间垂直方向延伸距离v2，其中v2》v1(即距离v2在垂直方向较大，即距离v2相较于距离v1为大)，尤其是v2》1.1xv1、或v2》1.2xv1、或v2》1.5xv1、或v2》2xv1、或v2＝v1，或v2《v1，尤其是v2《1.1xv1、或v2《1.2xv1、或v2《1.5xv1、或v2《2xv1。
114.该接收空间因此较佳为围住该外壳的下部，及尤其是具有被该接收空间包围的表面。该底部份较佳为固体材料部份。该固体坩埚底部份的高度(垂直方向)较佳为大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.3x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.5x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.7x，或是其大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.9x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的1.1x，或是其大于接收空间与中央轴之间的最小距离的1.5x。
115.依照本发明的另一较佳实施例，该底部份具有内表面或被该接收空间包围的表面。该底部分的内表面被安排在该坩埚体积内，且较佳为平行该晶种保持器单元。内表面中央与该晶种保持器中央及/或被该晶种保持器单元持有的种晶晶圆18的中央较佳为被安排在同一垂直轴上。下部分内表面较佳为被安排在距该晶种保持器单元为界定距离。该距离较佳为大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.5x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.7x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.8x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的1x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的1.2x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的1.5x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的2x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的2.5x。此实施例为有利的，因为该坩埚体积至少在几段且较佳为主要或完全为旋转对称形状，其支持将汽化起始材料均匀分布在种晶晶圆18或生长中结晶上。
116.依照本发明的又一较佳实施例，被接收空间包围的区域大小为界定的种晶晶圆18的顶面大小的至少0.5x，或大小为界定的种晶晶圆18的顶面大小的至少0.8x，或大小为界定的种晶晶圆18的顶面大小的至少0.9x，或大小为界定的种晶晶圆18的顶面大小的至少1x，或大小为界定的种晶晶圆18的顶面大小的至少1.1x。另外又或者，被接收空间包围的表面中央及界定的种晶晶圆18的顶面中央较佳为被配置在同一垂直轴上。另外又或者，被接收空间包围的表面及界定的种晶晶圆18的上表面较佳为被安排成彼此平行。此实施例为有利的，因为可在被接收空间包围的表面上均匀实行热分布。
117.依照本发明的另一较佳实施例提供一种控制单元以控制该坩埚单元及/或炉内的压力程度及/或用于控制气体流动到该坩埚单元内及/或用于控制该加热单元。较佳为控制该加热单元而产生平行于该支撑单元或正交于垂直方向或为水平的等温廓形(profile)。此实施例为有利的，因为该控制单元可使用事先界定的规则及/或传感器数据或监控生长制程的传感器信号，及改变一种或多种的上述单元的操作参数以控制结晶生长。
118.依照本发明的另一较佳实施例提供一种过滤器单元。该过滤器单元较佳为包围该晶种保持器单元及/或其中该过滤器单元较佳为被安排成至少部分高于该晶种保持器单元，尤其是至少60％(体积)的过滤器单元被安排成高于该晶种保持器单元。该过滤器单元包含过滤器本体，其中过滤器本体包含用于将含有si蒸汽的气体引入过滤器本体中的过滤器输入表面、及用于排放经过滤气体的输出表面，其中该过滤器输入表面较佳为被安排成垂直方向高度低于该输出表面的高度。至少一个或正好一个过滤器组件被安排在过滤器输入表面与输出表面之间。过滤器组件可形成过滤器输入表面及/或输出表面。较佳为该过滤器组件形成用于吸附及冷凝si蒸汽的分离区域。此设计为有利的，因为si蒸汽可被在过滤器组件内部捕集，如此减少si蒸汽造成的缺陷。较佳为该分离区域具有该过滤器组件体积的至少或至多50％(体积)，或该过滤器组件体积的至少或至多80％(体积)，或该过滤器组件体积的至少或至多90％(体积)。因此，该过滤器组件体积的1％至50％(体积)、或10至50％(体积)、或1至30％(体积)可为蒸汽段、或其中汽化原料为蒸汽组态的段。
119.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器组件形成从该过滤器输入表面到该输出表面的气体流动路径。该过滤器组件较佳为具有高度s1，及通过该过滤器组件的气体流动路径的长度为s2，其中s2比s1长至少10倍，尤其是s2比s1长100倍，或s2比s1长1000倍。此设计为有利的，因为该过滤器组件具有足以吸收在流动期间或在结晶尤其是sic结晶的生长期间产生的全部si蒸汽的容量。因此，该过滤器组件较佳为形成用于在pvt生长，尤其是sic单晶生长期间，捕获si升华蒸汽的多孔性大表面积。该过滤器组件较佳为具有表面积为至少100m2/g或至少1000m2/g的材料。
120.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器单元被安排在坩埚单元外壳的第一部分与坩埚单元外壳的第二部分之间。坩埚单元的第一外壳部分的至少50％(体积)，尤其是至少80％(体积)或90％(体积)被安排在该晶种保持器单元下方的垂直方向上。在坩埚单元的第一外壳部分与晶种保持器之间提供第一坩埚体积，其中可操作第一坩埚体积使得第一坩埚体积的至少80％、或较佳为90％、或甚至更佳为100％高于硅在普通压力的冷凝温度tc。另外，坩埚单元外壳的第一部分的至多50％(体积)、或至多20％(体积)、或至多10％(体积)被安排成垂直上高于该晶种保持器单元。或者，坩埚单元的第二外壳部分的至少50％(体积)、尤其是至少80％(体积)或90％(体积)被安排成在垂直方向高于该晶种保持器单元。较佳为在坩埚单元的第二外壳部分与晶种保持器之间提供第二坩埚体积。该过滤器组件的至少60％、或较佳为80％、或更佳为90％低于冷凝温度tc。此实施例为有利的，因为输出材料在tc或高于tc汽化或被汽化，且在tc或低于tc冷凝。因此，si蒸汽在低于特定温度冷凝的事实可被用以在该过滤器组件中捕集冷凝的si。因此，该过滤器组件非常有效。
121.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器单元被安排在第一外壳部分的第一壁部分与第二外壳部分的又一壁部分之间。该过滤器本体较佳为形成过滤器外表面。该过滤器外表面较佳为连接第一外壳部分的第一壁部分与第二外壳部分的又一壁部分。该过滤器外表面较佳为形成该坩埚单元的外表面的一部分。此实施例为有利的，因为安排该过滤器单元即可增加该坩埚单元的体积而不需要一个或多个的额外坩埚外壳部分。
122.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器外表面包含过滤器外表面覆盖组件。该过滤器外表面覆盖组件较佳为密封组件。该密封组件较佳为涂层。该涂层较佳为在过滤器表面上产生，或附接过滤器表面，或形成过滤器表面。该涂层较佳为具有材料或材料组合，
其减少在一次运行期间产生的升华蒸汽，尤其是si蒸汽，从坩埚体积通过坩埚外壳渗漏到炉体积中，尤其是减少至少50％(质量)、或至少80％(质量)、或至少90％(质量)、或超过99％(质量)、或至少99.9％(质量)。
123.该涂层较佳为承受高于2000℃、尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。该涂层较佳为包含一种或多种选自至少包含碳，尤其是热碳与玻璃碳的一组材料的材料。此实施例为有利的，因为该过滤器单元亦可形成该坩埚单元的外屏障。因此，该过滤器单元较佳为吸收或捕集si且较佳为亦防止si蒸汽散逸。该过滤器组件的含灰量较佳为低于5％(质量)或低于1％(质量)。其表示该过滤器组件质量的小于5％或小于1％为灰分。
124.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器本体形成内过滤器表面。该过滤器内表面较佳为与该过滤器外表面同轴。该过滤器本体较佳为环形。该过滤器外表面较佳为圆筒形及/或该过滤器内表面较佳为圆筒形。该过滤器外表面及/或过滤器内表面在垂直方向或在圆周方向具有最长的延伸。此实施例为有利的，因为该过滤器单元由于其形状而可以简单的方式安置。另外又或者，该过滤器内表面围住该晶种保持器单元上方的空间。被该晶种保持器单元包围的空间可作为用于冷却该过滤器组件及/或用于冷却该晶种保持器单元的冷却空间。其可提供冷却单元，其中该冷却单元较佳为至少一条用于引导冷却液体的冷却管。此冷却管可被安排成至少部分或至少主要(在圆周方向超过50％)包围或完全包围该坩埚单元。另外又或者，该冷却管可被安排在该坩埚体积内部，尤其是在被该过滤器内表面包围的空间中。然而，该冷却管亦可从该坩埚单元外部延伸通过该坩埚单元的壁及/或该过滤器单元的壁到该坩埚体积中，尤其是到被该过滤器内表面包围的空间中。另外，该冷却管可延伸到该炉外部。此实施例为有利的，因为可有利地控制该坩埚单元内部的温度。另外，可将该坩埚体积中的温度分布外形设定成相较于无冷却单元的状况远为急剧的梯度。
125.依照本发明的又一较佳实施例，该过滤器内表面具有又一过滤器内表面覆盖组件。该又一过滤器内表面覆盖组件较佳为密封组件。该密封组件较佳为涂层，其中该涂层较佳为在过滤器表面上制造，或附接过滤器表面，或形成过滤器表面。该涂层较佳为具有材料或材料组合，其阻挡在一次运行期间产生的升华蒸汽的渗漏，尤其是si蒸汽，从坩埚体积通过坩埚外壳渗漏回到炉体积中，尤其是阻挡至少50％(质量)、或至少80％(质量)、或至少90％(质量)、或超过99％(质量)、或至少99.9％(质量)。
126.该涂层较佳为承受高于2000℃、尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、至多4000℃或至少至多4000℃的温度。该涂层较佳为具有一种或多种选自至少包含碳，尤其是热碳与玻璃碳的一组材料的材料。此解决方案为有利的，因为防止si蒸汽渗漏到被该过滤器的内表面包围的空间中。
127.该过滤器组件较佳为由下列所组成：活性碳块状物及/或一种或多种的，尤其是不同的石墨发泡体，包括由碳化颗粒及/或刚性石墨绝缘体及/或挠性石墨绝缘体制成者。
128.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器组件包含过滤器组件构件。该过滤器组件较佳为包含过滤器粒子及黏合剂。该过滤器粒子较佳为包含碳或由碳材料所组成。该黏合剂较佳为将该过滤器粒子彼此保持在固定的相对位置。该过滤器粒子较佳为承受高于2000℃、尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。该过滤器粒子较佳为耐高于2000℃、尤其是至少或
至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃、或至少至多4000℃的温度。该过滤器粒子较佳为承受高于1700℃，尤其是高于2000℃、尤其是至多或高于2000℃，尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。此解决方案为有利的，因为该固体过滤器组件不具有毒性材料。另外，该固体过滤器组件可以低成本制造。该过滤器单元，尤其是该过滤器组件，较佳为可弃式单元或组件。
129.依照本发明的又一较佳实施例，该黏合剂包含淀粉或其中该黏合剂包含淀粉。
130.依照本发明的又一较佳实施例，该炉系统包含气体流动单元。该气体流动单元较佳为具有用于将气体传导到坩埚单元中的气体入口、及用于将气体从坩埚单元排放到该炉中或通过该炉到炉外部的气体出口。该气体入口较佳为被安排在该过滤器单元的气体流动方向上游，尤其是在该接收空间的气体流动方向上游，及其中该气体出口被安排在该过滤器单元的气体流动方向下游。因此，气体入口较佳为被安排在该坩埚单元内的转变区。该转变区较佳为亦包含晶种保持器单元及接收空间。起始材料可从固体组态转变成为蒸汽组态，及从蒸汽组态变成固体靶体。该起始材料可被配置在该接收空间内，及该固体靶体可被该晶种保持器单元持有。该固体靶体为结晶，尤其是sic结晶。经由该气体入口引入的气体较佳为与蒸汽组态的起始材料及/或在凝固期间混合及/或反应。该气体出口较佳为被安排在捕集区，其中该捕集区亦包含该过滤器单元的出口表面，其中在该捕集区中的气体组成物较佳为清除si蒸汽或无si蒸汽。捕获区中的温度较佳为低于气态si或si蒸汽的凝固温度。此实施例为有利的，因为可操纵该结晶生长制程。例如其可添加一种或多种的气体以掺杂结晶。另外又或者，其可修改，尤其是加速蒸汽从接收空间传输到种晶晶圆18或结晶。均匀生长较佳为表示在结晶生长区域的全部表面部分上的生长速率在界定范围内，及/或缺陷及/或掺杂的累积被均匀分布，术语“均匀分布”定义许可的偏差范围。
131.依照本发明的又一较佳实施例，该过滤器单元的外径对应该接收空间的外径及/或其中该过滤器单元的内径较佳为对应该接收空间的内径。此实施例为有利的，因为外壳形状不造成任何明显的复杂性，如此允许低成本制造。该过滤器单元的外径相较于该接收室的外径较佳为至少或至多1.05x大，或其中该过滤器单元的外径相较于该接收空间的外径较佳为至少或至多1.1x大，或其中该过滤器单元的外径相较于该接收空间的外径较佳为至少或至多1.3x大，或其中该过滤器单元的外径相较于该接收空间的外径较佳为至少或至多1.5x大。或者该接收空间的外径相较于该过滤器单元的外径较佳为至少或至多1.05x大，或其中该接收空间的外径相较于该过滤器单元的外径较佳为至少或至多1.1x大，或其中该接收空间的外径相较于该过滤器单元的外径较佳为至少或至多1.3x大，或其中该接收空间的外径相较于该过滤器单元的外径较佳为至少或至多1.5x大。另外又或者，该接收空间的内径相较于该过滤器单元的内径较佳为至少或至多1.05x大，或其中该接收空间的内径较佳为至少或至多1.1x大，或其中该接收空间的内径相较于该过滤器单元的内径较佳为至少或至多1.3x大，或其中该接收空间的内径相较于该过滤器单元的内径较佳为至少或至多1.5x大。或者该过滤器单元的内径相较于该接收空间的内径较佳为至少或至多1.05x大，或其中该过滤器单元的内径相较于该接收空间的内径较佳为至少或至多1.1x大，或其中该过滤器单元的内径相较于该接收空间的内径较佳为至少或至多1.3x大，或其中该过滤器单元的内径相较于该接收空间的内径较佳为至少或至多1.5x大。
132.依照本发明的另一较佳实施例，将生长引导构件安排或提供在垂直于该接收空间之上，以将汽化起始材料及/或引入的气体引导到晶种保持器单元与坩埚单元的内底表面之间的空间中。此实施例为有利的，因为该生长引导组件较佳地实行许多功能。一方面，该生长引导组件将汽化起始材料引导到种晶晶圆18或生长中结晶。另一方面，该生长引导组件因限制其径向而影响生长中结晶的形状。
133.依照本发明的另一较佳实施例，该生长引导组件包含第一壁段或第一生长导件段、及第二壁段或第二生长导件段。第一生长导件段的形状较佳为匹配该坩埚外壳的对应壁段。匹配在本内文中较佳为表示该坩埚外壳的壁部份与该生长引导构件较佳为通过壳式及/或压接连接而联结。该生长导件的第二部份较佳为经形状化以操纵生长中结晶的形状。依照本发明的另一较佳实施例，该生长导件的第一部份及该生长导件的第二部份为同轴排列。第一段生长导件被安排在相对中央轴的第一直径处，及其中第二段生长导件被安排在相对中央轴的第二直径处，第一直径相较于第二直径为大。第一生长导件段与第二生长导件段分别通过第三壁段及第三生长导件段相互连接，且第三生长导件段至少部分以水平方向延伸。第一生长导件段及第三生长导件段分别形成一弧形段及第四生长导件段，及/或其中第二生长导件段及第三生长导件段被安排成在60
°
至120
°
之间的角度，尤其是在70
°
至110
°
之间的角度，尤其是90
°
的角度。第四生长导件段可具有例如凸形或凹形或圆锥形。第一壁段、第二段生长辅具、及第三段生长辅具较佳为生长辅具的整合零件。较佳为该生长辅具由石墨制成。此实施例为有利的，因为该生长引导组件具有简单但有效的形状。因此，该生长引导组件可以节省成本的方式制造。
134.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器单元的外径相较于该生长引导组件的第一直径为至少或至多1.05x大，或其中该过滤器单元的外径相较于该生长引导组件的第一直径较佳为至少或至多1.1x大，或其中该过滤器单元的外径相较于该生长导件的第一直径较佳为至少或至多1.3x大，或其中该过滤器单元的外径相较于该生长导件的第一直径较佳为至少或至多1.3x大，或其中该过滤器单元的外径相较于该生长导件的第一直径较佳为至少或至多1.5x大；及/或其中该生长导件的第二外径相较于该过滤器单元的内径较佳为至少或至多1.05x大，或其中该生长导件的第二外径相较于该过滤器单元的内径较佳为至少或至多1.1x大，或其中该生长导件的第二外径相较于该过滤器单元的内径较佳为至少或至多1.3x大，或其中该生长导件的第二外径相较于该过滤器单元的内径较佳为至少或至多1.5x大。
135.其中第二段生长导件的生长导件的上垂直端与晶种保持器单元形成了气体流动通道，其中第二段生长导件的生长导件的上垂直端与晶种保持器单元之间的最小距离小于该生长导件的第二直径的0.3x，或小于该生长导件的第二直径的0.1x，或小于该生长导件的第二直径的0.08x，或小于该生长导件的第二直径的0.05x，或小于该生长导件的第二直径的0.03x，或小于该生长导件的第二直径的0.01x。
136.依照本发明的又一较佳实施例，该涂层较佳为被涂布于该接收空间，尤其是涂布于该接收空间在坩埚体积内的表面及/或生长引导组件或生长引导板或气体分布板。该涂层较佳为具有将si蒸汽通过接连该接收空间的壁部份及/或通过接连该生长引导组件的壁部份的渗透力降低到10-3
m2/s、或较佳为10-11
m2/s、或更佳为10-12
m2/s的材料或材料组合。
137.该涂层较佳为承受高于2000℃、尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或
至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。此实施例为有利的，因为经修改的容纳及/或生长引导组件具有至少二层材料，一层形成该容纳及/或生长引导组件的结构，及另一层降低或排除si蒸汽的渗透力。最佳为该涂层具有一种或多种选自至少包含碳，尤其是热碳与玻璃碳的一组材料的材料。因此，该接收空间及/或生长指引组件较佳为被涂覆热碳及/或玻璃碳。该层热碳的厚度较佳为超过或至多10μm、尤其是超过或至多20μm、或超过或至多50μm、或超过或至多100μm、或超过或至多200μm、或超过或至多500μm。该玻璃碳层的厚度较佳为超过或至多10μm、尤其是超过或至多20μm、或超过或至多50μm、或超过或至多100μm、或超过或至多200μm、或超过或至多500μm。依照本发明的又一较佳实施例，该涂层是通过化学气相沉积法制造，或其中该涂层是通过涂刷制造，尤其是在前体材料上，尤其是酚甲醛，及在涂刷后热解。此实施例为有利的，因为该涂层可以可靠的方式产生。
138.依照本发明的另一较佳实施例，该加热单元包含至少一个加热组件。该加热组件较佳为被安排成垂直于该接收空间之下及/或垂直于该坩埚单元的底部分之下，该坩埚单元的底部分被该接收空间包围。此设计为有利的，因为该接收空间及/或被该接收空间包围的底段可被该加热组件加热。该加热组件较佳为至少部分，且较佳为超过50％、或超过70％、或至多90％、或完全重叠该接收空间及/或被该接收空间包围的底段。此设计为有利的，因为可设定均匀的温度分布，尤其是可产生均匀的温度程度。
139.依照本发明的又一较佳实施例，该炉设备包含气体流动单元。该气体流动单元较佳为具有用于将气体传导到坩埚单元中或坩埚体积中的气体入口、及用于从该坩埚单元或从该坩埚体积抽取气体的气体出口。该气体入口较佳为被安排在比该气体出口更接近该坩埚单元的底部。该气体入口与气体出口均较佳为被安排在该坩埚体积内。此设计为有利的，因为可影响或控制该坩埚体积内的条件及/或该坩埚内的蒸汽组成物及/或液体流动(方向及/或速度)。
140.依照本发明的另一较佳实施例，该气体出口包含气体载送装置，尤其是管子。该气体出口较佳为具有传感器，尤其是温度及/或压力传感器，该传感器较佳为被安排在传导装置，尤其是管子内部，或是成为传导装置，尤其是管子的一部分，或是附接传导装置，尤其是管子的外壁。此实施例为有利的，因为可监控温度及/或压力条件。
141.另外又或者，依照本发明的又一较佳实施例，该气体入口包含气体传导装置，尤其是管路。该气体入口较佳为具有传感器，尤其是温度及/或压力传感器，该传感器较佳为被安排在导管装置，尤其是管子内部，或是成为导管装置，尤其是管子的一部分，或是附接导管装置，尤其是管子的外壁。此实施例为有利的，因为可监控温度及/或压力条件。
142.依照本发明的又一较佳实施例，该气体入口及/或气体出口中的传感器为高温计。此实施例为有利的，因为高温计可耐受高温。此实施例为有利的，因为高温计可使用多次，使其为非常节省成本的解决方案。
143.依照本发明的另一较佳实施例，该气体入口及/或气体出口中的传感器连接控制单元。此实施例为有利的，因为该控制单元接收传感器信号或传感器数据。因此，该控制单元可对操作者输出该坩埚单元内的条件，尤其是如时间戮记函数，以监控制造或生长制程。另外又或者，该控制单元可具有控制规则以依该控制规则、时间及/或传感器输出而控制烤箱设备。
144.依照本发明的另一较佳实施例，该接收空间是由一条或至少一条连续渠或多个凹槽所形成。该渠或凹槽较佳为至少部分且较佳为实质上或较佳为完全围住被安排在或提供于或出现于该坩埚单元内部的表面，尤其是该坩埚单元的壁及/或底段的内表面，其中该接收空间较佳为环形。该加热组件较佳为覆盖该接收空间的底表面的至少30％、或至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％、或至少95％，及该表面的至少20％、或至少30％、或至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％、或至少95％被该接收空间至少部分包围。至少部分被该接收空间包围的区域较佳为分别属于固体壁或坩埚底壁或坩埚底段，其在垂直方向延伸至少超过距离v1，其中在该接收空间中，在接收空间底表面与接收空间的最低侧壁部分的顶面之间垂直方向延伸距离v2，其中v2》v1(即距离v2在垂直方向较大，即距离v2相较于距离v1为大)，尤其是v2》1.1xv1、或v2》1.2xv1、或v2》1.5xv1、或v2》2xv1、或v2＝v1，或v2《v1，尤其是v2《1.1xv1、或v2《1.2xv1、或v2《1.5xv1、或v2《2xv1。
145.该接收空间因此较佳为围住该外壳的下部，及尤其是具有被该接收空间包围的表面。该底部份较佳为固体材料部份。该固体坩埚底部份的高度(垂直方向)较佳为大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.3x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.5x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.7x，或是其大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.9x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的1.1x，或是其大于接收空间与中央轴之间的最小距离的1.5x。
146.依照本发明的另一较佳实施例，该底部份具有内表面或被该接收空间包围的表面。该底部分的内表面被安排在该坩埚体积内，且较佳为平行该晶种保持器单元。内表面中央与该晶种保持器中央及/或被该晶种保持器单元持有的种晶晶圆18的中央较佳为被安排在同一垂直轴上。下部分内表面较佳为被安排在距该晶种保持器单元为界定距离。该距离较佳为大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.5x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.7x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的0.8x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的1x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的1.2x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的1.5x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的2x，或大于接收空间与中央轴之间的最小距离的2.5x。此实施例的形状为有利的，因为该坩埚体积至少在几段且较佳为主要或完全为旋转对称形状，其支持将蒸发的起始材料均匀分布在种晶晶圆18或生长中结晶上。
147.依照本发明的另一较佳实施例，被接收空间包围的区域大小为界定的种晶晶圆18的顶面大小的至少0.5x，或大小为界定的种晶晶圆18的顶面大小的至少0.8x，或大小为界定的种晶晶圆18的顶面大小的至少0.9x，或大小为界定的种晶晶圆18的顶面大小的至少1x，或大小为界定的种晶晶圆18的顶面大小的至少1.1x。另外又或者，被接收空间包围的表面中央及界定的种晶晶圆18的顶面中央较佳为被配置在同一垂直轴上。另外又或者，被接收空间包围的表面及界定的种晶晶圆18的上表面较佳为被安排成彼此平行。此实施例为有利的，因为可在被接收空间包围的表面上均匀实行热分布。
148.依照本发明的另一较佳实施例提供一种控制单元以控制该坩埚单元及/或炉内的压力程度及/或用于控制气体流动到该坩埚单元内及/或用于控制该加热单元。较佳为控制该加热单元而产生平行于该支撑单元或正交于垂直方向或为水平的等温廓形(profile)。
此实施例为有利的，因为该控制单元可使用事先界定的规则及/或传感器数据或监控生长制程的传感器信号，及改变一种或多种的上述单元的操作参数以控制结晶生长。
149.依照本发明的另一较佳实施例提供一种过滤器单元。该过滤器单元较佳为包围该晶种保持器单元及/或其中该过滤器单元较佳为被安排成至少部分高于该晶种保持器单元，尤其是至少60％(体积)的过滤器单元被安排成高于该晶种保持器单元。该过滤器单元包含过滤器本体，其中过滤器本体包含用于将含有si蒸汽的气体引入过滤器本体中的过滤器输入表面、及用于排放经过滤气体的输出表面，其中该过滤器输入表面较佳为被安排成垂直方向高度低于该输出表面的高度。至少一个或正好一个过滤器组件被安排在过滤器输入表面与输出表面之间。过滤器组件可形成过滤器输入表面及/或输出表面。较佳为该过滤器组件形成用于吸附及冷凝si蒸汽的分离区域。此设计为有利的，因为si蒸汽可被在过滤器组件内部捕集，如此减少si蒸汽造成的缺陷。捕获区域较佳为具有该过滤器组件体积的至少或至多50％(体积)，或该过滤器组件体积的至少或至多80％(体积)，或该过滤器组件体积的至少或至多90％(体积)。因此，该过滤器组件体积的1％至50％(体积)、或10至50％(体积)、或1至30％(体积)可为蒸汽段、或其中汽化起始材料为蒸汽组态的段。
150.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器组件形成从该过滤器输入表面到该输出表面的气体流动路径。该过滤器组件较佳为具有高度s1，及通过该过滤器组件的气体流动路径的长度为s2，其中s2比s1长至少10倍，尤其是s2比s1长100倍，或s2比s1长1000倍。此设计为有利的，因为该过滤器组件具有足以吸收在流动期间或在结晶尤其是sic结晶的生长期间产生的全部si蒸汽的容量。因此，该过滤器组件较佳为形成用于在pvt生长，尤其是sic单晶生长期间，捕获si升华蒸汽的多孔性大表面积。该过滤器组件较佳为具有表面积为至少100m2/g或至少1000m2/g的材料。
151.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器单元被安排在坩埚单元外壳的第一部分与坩埚单元外壳的第二部分之间。坩埚单元的第一外壳部分的至少50％(体积)，尤其是至少80％(体积)或90％(体积)被安排在该晶种保持器单元下方的垂直方向上。在坩埚单元的第一外壳部分与晶种保持器单元之间提供第一坩埚体积，其中可操作第一坩埚体积使得第一坩埚体积的至少80％、或较佳为90％、或更佳为100％高于硅在普通压力的冷凝温度tc。另外，坩埚单元外壳的第一部分的至多50％(体积)、或至多20％(体积)、或至多10％(体积)被垂直配置在高于该晶种保持器单元。或者，坩埚单元的第二外壳部分的至少50％(体积)、尤其是至少80％(体积)或90％(体积)被安排成在垂直方向高于该晶种保持器单元。较佳为在坩埚单元的第二外壳部分与晶种保持器单元之间提供第二坩埚体积。该过滤器组件的至少60％、或较佳为80％、或更佳为90％低于冷凝温度tc。此实施例为有利的，因为起始材料在tc或高于tc汽化或被汽化，且在tc或低于tc冷凝。因此，si蒸汽在低于特定温度冷凝的事实可被用以在该过滤器组件中捕集冷凝的si。因此，该过滤器组件非常有效。
152.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器单元被安排在第一外壳部分的第一壁部分与第二外壳部分的又一壁部分之间。该过滤器本体较佳为形成过滤器外表面。该过滤器外表面较佳为连接第一外壳部分的第一壁部分与第二外壳部分的又一壁部分。该过滤器外表面较佳为形成该坩埚单元的外表面的一部分。此实施例为有利的，因为安排该过滤器单元即可增加该坩埚单元的体积而不需要一个或多个的额外坩埚外壳部分。
153.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器外表面包含过滤器外表面覆盖组件。该
过滤器外表面覆盖组件较佳为密封组件。该密封组件较佳为涂层。该涂层较佳为在过滤器表面上产生，或附接过滤器表面，或形成过滤器表面。该涂层较佳为具有材料或材料组合，其减少在一次运行期间产生的升华蒸汽，尤其是si蒸汽，从坩埚体积通过坩埚外壳渗漏到炉体积中，尤其是减少至少50％(质量)、或至少80％(质量)、或至少90％(质量)、或超过99％(质量)、或至少99.9％(质量)。
154.该涂层较佳为承受高于2000℃、尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。该涂层较佳为包含一种或多种选自至少包含碳，尤其是热碳与玻璃碳的一组材料的材料。此实施例为有利的，因为该过滤器单元亦可形成该坩埚单元的外屏障。因此，该过滤器单元较佳为吸收或捕集si且较佳为亦防止si蒸汽散逸。该过滤器组件的含灰量较佳为低于5％(质量)或低于1％(质量)。其表示该过滤器组件质量的小于5％或小于1％为灰分。
155.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器本体形成内过滤器表面。该过滤器内表面较佳为与该过滤器外表面同轴。该过滤器本体较佳为环形。该过滤器外表面较佳为圆筒形及/或该过滤器内表面较佳为圆筒形。该过滤器外表面及/或过滤器内表面在垂直方向或在圆周方向具有最长的延伸。此实施例为有利的，因为该过滤器单元由于其形状而可以简单的方式安置。另外又或者，该过滤器内表面围住该晶种保持器单元上方的空间。被该晶种保持器单元包围的空间可作为用于冷却该过滤器组件及/或用于冷却该晶种保持器单元的冷却空间。其可提供冷却单元，其中该冷却单元较佳为至少一条用于引导冷却液体的冷却管。此冷却管可被安排成至少部分或至少主要(在圆周方向超过50％)包围或完全包围该坩埚单元。另外又或者，该冷却管可被安排在该坩埚体积内，尤其是在被该过滤器内表面包围的空间中。然而，该冷却管亦可从该坩埚单元外部延伸通过该坩埚单元的壁及/或该过滤器单元的壁到该坩埚体积中，尤其是到被该过滤器内表面包围的空间中。另外，该冷却管可延伸到该炉外部。此实施例为有利的，因为可有利地控制该坩埚单元内部的温度。另外，可将该坩埚体积中的温度分布外形设定成相较于无冷却单元的状况远为急剧的梯度。
156.依照本发明的又一较佳实施例，该过滤器内表面具有又一过滤器内表面覆盖组件。该又一过滤器内表面覆盖组件较佳为密封组件。该密封组件较佳为涂层，其中该涂层较佳为在过滤器表面上制造，或附接过滤器表面，或形成过滤器表面。该涂层较佳为具有材料或材料组合，其阻挡在一次运行期间产生的升华蒸汽的渗漏，尤其是si蒸汽，从坩埚体积通过坩埚外壳渗漏回到炉体积中，尤其是阻挡至少50％(质量)、或至少80％(质量)、或至少90％(质量)、或超过99％(质量)、或至少99.9％(质量)。
157.该涂层较佳为承受高于2000℃、尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。该涂层较佳为具有一种或多种选自含有至少碳，尤其是热碳与玻璃碳的一组材料的材料。此解决方案为有利的，因为其防止si蒸汽渗漏到被该过滤器的内表面包围的空间中。
158.该过滤器组件较佳为包含活性碳块状物及/或一种或多种的，尤其是不同的石墨发泡体，包括由碳化颗粒及/或刚性石墨绝缘体及/或挠性石墨绝缘体所制成者。
159.依照本发明的另一较佳实施例，该过滤器组件包含过滤器组件构件。该过滤器组件较佳为包含过滤器粒子及黏合剂。该过滤器粒子较佳为包含碳或由碳材料所组成。该黏合剂较佳为将该过滤器粒子彼此保持在固定的相对位置。该过滤器粒子较佳为承受高于
2000℃、尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。该过滤器粒子较佳为耐高于2000℃、尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃、或至少至多4000℃的温度。该过滤器粒子较佳为承受高于1700℃，尤其是高于2000℃、尤其是至多或高于2000℃，尤其是至少或至多3000℃或至少至多3000℃、或至多3500℃或至少至多3500℃、或至多4000℃或至少至多4000℃的温度。此解决方案为有利的，因为该固体过滤器组件不具有毒性材料。另外，该固体过滤器组件可以低成本制造。该过滤器单元，尤其是该过滤器组件，较佳为可弃式单元或组件。
160.依照本发明的又一较佳实施例，该黏合剂包含淀粉或其中该黏合剂包含淀粉。
161.依照本发明的又一较佳实施例，该炉系统包含气体流动单元。该气体流动单元较佳为具有用于将气体传导到坩埚单元中的气体入口、及用于将气体从坩埚单元排放到该炉中或通过该炉到炉外部的气体出口。该气体入口较佳为被安排在该过滤器单元的气体流动方向上游，尤其是在该接收空间的气体流动方向上游，及其中该气体出口被安排在该过滤器单元的气体流动方向下游。因此，气体入口较佳为被安排在该坩埚单元内的转变区。该转变区较佳为亦包含晶种保持器单元及接收空间。起始材料可从固体组态转变成为蒸汽组态，及从蒸汽组态变成固体靶体。该起始材料可被配置在该接收空间内，及其中该固体靶体可被该晶种保持器单元持有。该固体靶体为结晶，尤其是sic结晶。经由该气体入口引入的气体较佳为与蒸汽组态的起始材料及/或在凝固期间混合及/或反应。该气体出口较佳为位于捕获区，其亦包含该过滤器单元的出口表面，其中在该捕获区中的气体组成物较佳为清除si蒸汽或无si蒸汽。捕获区中的温度较佳为低于气态si或si蒸汽的凝固温度。此实施例为有利的，因为可操纵该结晶生长制程。例如其可添加一种或多种的气体以掺杂结晶。另外又或者，其可修改，尤其是加速蒸汽从接收空间传输到种晶晶圆18或结晶。另外又或者，该气体可以界定温度或温度范围提供。
162.惰气，尤其是氩，或气体混合物，尤其是氩与氮，可经由该气体入口引入该坩埚单元中或该坩埚体积中或该转化区中。
163.依照本发明的另一较佳实施例，该坩埚外壳的大小为可设计的或可改变的。该坩埚外壳在结晶生长组态包围第一体积vi，及该坩埚外壳在涂层再生组态包围第二体积vii。结晶生长组态表示在结晶生长期间或蒸发的起始材料凝固期间，在种晶晶圆18上、或在种晶晶圆18上生长的结晶的生长前缘处出现的组态或设定。再生组态表示在移除晶种保持器单元，且因为无种晶晶圆18而不可能有结晶生长的情况出现的设定。在再生组态，该过滤器单元较佳为不为坩埚单元的一部分，且在结晶生长组态被配置在过滤器单元顶部上的盖较佳为接触坩埚外壳的侧壁部份，其在结晶生长组态期间接触过滤器单元下端。体积vi相较于体积vii较佳为大，其中体积vi比体积vii大至少10％、或至少或至多20％、或至少或至多30％、或至少或至多40％、或至少或至多50％、或至少或至多60％、或至少或至多70％、或至少或至多80％、或至少或至多100％、或至少或至多100％、或至少或至多120％、或至少或至多150％、或至少或至多200％、或至少或至多250％。此实施例为有利的，因为该坩埚单元可在使用后重新调节，尤其是在一次运行后或在多次运行后，尤其是至多或至少3次、至多或至少5次、或至多或至少10次。因此，该坩埚单元的总使用寿命非常长。因为该加热单元亦可使用多此，故如此提供非常节省成本的炉设备。
164.相较于层再生组态，该外壳较佳为在结晶生长组态具有至少一个又一壁组件。该又一壁组件较佳为一个过滤器单元或该过滤器单元。在层再生组态中，过滤器单元被移除。在结晶生长组态中接触过滤器单元的该外壳之下外壳壁构件、及在结晶生长组态中接触过滤器单元的该外壳之上外壳壁构件，在涂层再生组态中彼此接触。在涂层再生组态，较佳为至少一个密封体被配置在下外壳壁构件与上外壳壁构件之间。在结晶生长组态，至少一个密封体较佳为被安排在过滤器单元与上外壳壁组件之间，及其中至少一个密封体较佳为被安排在过滤器单元与下外壳壁组件之间。此实施例因在任何组态均防止气体或蒸汽的渗漏而有利。
165.依照本发明的另一较佳实施例，该坩埚单元在涂层再生组态中包含一个或至少一个接收空间气体引导组件。该接收空间气体引导组件延伸到该接收空间中而将气体引导到该接收空间中。此实施例为有利的，因为在涂层再生组态期间引入的气体较佳地接触该接收空间的表面。
166.依照本发明的另一较佳实施例，该气体入口被安排在该坩埚单元的转化区中。该转化区较佳为包含晶种保持器单元及/或接收空间。此实施例形式为有利的，因为可修改汽化起始材料的流动及/或从接收空间向上流到种晶晶圆18及/或生长中结晶的液体的组成物的流动。
167.该接收空间气体引导组件较佳为至少部分位于各气体分布组件上，其中该气体分布组件较佳为保持该接收空间气体引导组件，尤其是通过壳式连接。此实施例为有利的，因为该设置可快速及容易地进行。
168.该接收空间气体引导组件较佳为环形或圆形。此实施例为有利的，因为相较于其他形状，如长方形接收空间形状，汽化起始材料的量较佳地匹配在结晶的种晶晶圆18上凝固的汽化材料的量。该接收空间气体引导构件较佳为具有碳或由碳及/或石墨制成。
169.依照本发明的又一较佳实施例，第一段生长导体及第三段生长导体形成第四段生长导体，尤其是在底侧上；及/或其中第二段生长导体及第三段生长导体被安排成在60
°
至120
°
之间的角度，尤其是在70
°
至110
°
之间的角度，尤其是90
°
的角度。
170.较佳为提供生长板气体引导构件以将气体引导到第三段生长引导构件顶部的表面。该生长板气体引导构件较佳为环形或圆形。该生长板气体引导构件较佳为被配置在外壳的上或顶壁部份。该生长板气体引导组件较佳为具有碳或由碳及/或石墨制成。
171.因此，一种用于sic单晶的pvt生长的方法及反应器或炉设备较佳为包含以下：提供可容纳坩埚单元与加热器的炉体积并绝缘；及/或提供坩埚单元，该坩埚单元在真空室内部具有盖及/或具有被整合到或附接该盖的晶种保持器及/或具有附接晶种保持器的sic单晶及/或具有位于坩埚单元下方的轴向加热器，使得可在生长中结晶中产生径向平坦温度等温；及/或将来源材料置于该坩埚单元中，使得在轴向热源与晶种之间无来源材料；及/或在该坩埚单元中产生真空，将关于sic固体材料的来源材料(源自本发明的方法)加热及升华，并生长结晶，尤其是生长sic单晶。
附图说明
172.本发明的其他优点、目的及特征参考以下附图的说明而解释，其中本发明的装置是通过举例显示。本发明装置的元件或组件，其在图中针对其功能为至少实质上对应，可以
相同的附图标记标记，其中这些元件或组件未在所有的图中被编号或解释。
173.以下描述的图的个别或所有的呈现较佳为视为构造图，即由该图生成的尺寸、比例、功能关系及/或排列较佳为确实或较佳为实质上对应本发明的装置或本发明产物或本发明方法。
174.其中显示：
175.图1示意地显示用于进行本发明方法的装置的一实例，及
176.图2示意地显示其中引入本发明的sic固态材料作为起始材料的pvt反应器的一实例。
具体实施方式
177.图1显示用于制造sic材料，尤其是3c-sic材料的制造装置850的一实例。此装置850包含第一进料装置851，第二进料装置852，及第三进料装置853。第一进料装置851较佳为被设计成第一质量流动控制器，尤其是用于控制第一来源流体，尤其是第一来源液体或第一来源气体的质量流动，其中第一来源流体较佳为包含si，尤其是例如一般组成物sih
4-m
clm的硅烷/氯硅烷或一般组成物sir
4-m
clm的有机氯硅烷(其中r＝氢、烃或氯烃)。第二进料装置852较佳为被设计成第二质量流动控制器，尤其是用于控制第二来源流体，尤其是第二来源液体或第二来源气体的质量流动，其中第二来源流体较佳为包含c，例如烃类或氯烃类，较佳为沸点《100℃，特佳为甲烷。第三进料装置853较佳为被设计成第三质量流动控制器，尤其是用于控制载体流体，尤其是载气的质量流动，其中载体流体或载气较佳为分别包含h或h2，或氢与惰气的混合物。
178.附图标记854表明混合装置或混合器，通过其可将来源流体及/或载体流体彼此混合，尤其是以预定比例。附图标记855表明蒸发器装置或蒸发器，通过其可将可由混合装置854供应到蒸发器装置855的流体混合物蒸发。
179.蒸发的流体混合物然后被进料到处理室856或分离器容器，其被设计成压力容器。至少一个沉积组件857且较佳为数个沉积组件857被安排在处理室856中，其中在沉积组件857处从汽化的流体混合物沉积si与c及形成sic。
180.附图标记858表明温度测量装置，其较佳为提供用于测定沉积组件857的表面温度，且较佳为通过数据及/或信号技术连接控制装置(未示出)。
181.附图标记859表明能量来源，尤其是用于将电能量引入分离组件857中而将分离组件加热。能量来源859因而较佳为亦连接根据信号及/或数据的控制装置。较佳为控制装置依温度测量装置858输出的测量信号及/或测量数据，而控制能量供应，尤其是电力供应，通过沉积组件857。
182.此外，压力保持装置是以附图标记860表明。压力保持装置860可较佳为通过下游废气处理系统的压力调节阀或作业压力而实施。
183.图2显示依据本发明原理的炉或炉设备100或pvt炉或pvt反应器的一实施例，其中将依照本发明制造的sic固态材料，尤其是3c-sic，引入此pvt炉或pvt反应器中作为用于制造较佳为单晶sic固态材料的起始材料。炉100为圆筒形且包含下炉单元或下炉外壳2、及上炉单元或上炉外壳3，两者一般为双壁水冷式不锈钢构造，而界定炉体积104。下炉外壳2具有炉气体入口4且上炉外壳3具有炉真空出口204。在炉体积104内部为以坩埚脚13支撑的坩
埚单元。在坩埚单元下方为轴向加热组件214且围绕坩埚单元侧面为径向加热组件212。在轴向加热组件214下方为底部绝缘体8，且围绕径向加热组件212为侧面绝缘体9。下坩埚外壳152具有被其中装载原料50的环形渠所包围的实心中央部份。坩埚气体入口管172密封隔开下坩埚外壳152的下中央部份，且如氩与氮的处理气体则流动通过实心中央部份的井及通过气体分布板190被分布到坩埚体积中。坩埚气体入口管或坩埚气体入口管路172连接延伸通过炉下外壳2的可调整坩埚气体入口5。
184.坩埚下外壳152亦包括用以调整围绕结晶17的侧面的热场及蒸汽流动的生长指引组件230。结晶17在附接晶种保持器122的种晶晶圆18上生长。晶种保持器122密封隔开厚壁管形过滤器或过滤器单元130的下内缘。下坩埚外壳152密封隔开此过滤器130的下外缘。该过滤器包括过滤器沟槽22以增加用于移除过量sic2与si2c升华蒸汽的表面积。过滤器130亦包括在其内及外壁上的过滤器外表面涂层158、164，以将对si蒸汽的渗透率最小化。
185.过滤器130的上外缘密封隔开坩埚盖或过滤器封盖107或坩埚上外壳154，其进而密封隔开坩埚真空出口管174。坩埚真空出口管174连接延伸通过炉上外壳3的可调整坩埚真空出口26。所有的密封表面均具有密封体20。
186.坩埚气体入口管172、坩埚单元、晶种保持器单元122、过滤器130、过滤器封盖107、及坩埚真空出口管174界定坩埚体积116。气体分布板190的底部温度是通过高温计沿下高温计视线7测量。晶种保持器122的顶部温度系以高温计沿上高温计视线28测量。
187.烤箱100是在高温及低压的条件下操作。首先将烤箱体积104与坩埚体积116以惰气(如氩)冲洗空气以防止氧化。然后使用轴向加热组件214及径向加热组件212在坩埚体积116内部制造热场，使得气体分布板190的底部温度一般在2200至2400℃的范围，及结晶生长表面的温度一般在2000至2200℃的范围，并在全部结晶17具有平坦径向等温。结晶17的较低温度是在晶种保持器122上方具有极少或无绝缘体，使热通过结晶17及晶种保持器122并辐射到上炉外壳3的水冷式内壁而得到。
188.在结晶生长期间，坩埚体积116内部的压力一般在0.1至50托的范围，且稍微低于炉体积104内部的压力。此坩埚体积116内部的负相对压力将升华蒸汽到炉体积104中的渗漏最小化。
189.在所述的温度及压力条件下，起始材料升华而释放si、sic2与si2c蒸汽。起始材料50与冷却器结晶17之间的温度梯度驱动这些升华蒸汽朝向结晶17，在此sic2与si2c蒸汽被并入结晶17中且导致其生长。过量的sic2与si2c蒸汽在晶种保持器单元122的侧面、过滤器130的下表面、及坩埚单元的上内壁上形成多晶沉积物。在一实施例中，低流速的氩及/或氮对流地帮助升华蒸汽到结晶17的热驱动扩散。在另一实施例中，添加低流速的氮以掺杂结晶17及修改其电性质。气体从气体分布板190向外而径向流动并混合从起始材料50上升的升华蒸汽。
190.所有在炉体积104内的组件均由与操作温度及压力兼容，且不污染结晶17的材料制成。在一实施例中，底部绝缘体8及侧面绝缘体9可由石墨毡或石墨发泡体制成。轴向加热组件214及径向加热组件212可由石墨制成，坩埚脚13及坩埚气体入口管172亦可。
191.坩埚基座152、气体分布板190、蜡-肿块(wax-tumor)传导组件230、及晶种保持器122均可由亦将si蒸汽渗透最小化的材料制成。这些材料包括玻璃渗入石墨、玻璃碳、涂热碳石墨、及钽碳化物(tan-talkarbide)陶瓷及涂层。石墨的渗透率为10-1
cm/s，而玻璃渗入
石墨的渗透率为10-3
cm/s，玻璃碳的渗透率为10-11
cm/s，及涂热碳石墨的渗透率为10-12
cm/s。从升华原料50产生的si蒸汽，其未显著渗透这些组件或被嵌入结晶17，在生长引导组件230与结晶17或生长中结晶之间通过并进入过滤器130。
192.过滤器130包含具有大表面积的多孔性材料。在一实施例中，此材料为被键结高温黏合剂，如碳化淀粉，单位表面积为约2,000m2/g的活性碳粉末。过滤器130的内与外壁具有由将si蒸汽渗透最小化的材料制成的过滤器外表面涂层158、164。在一实施例中，此材料为玻璃碳涂层。因为si蒸汽实质上不可渗透过滤器的外表面涂层158、164，故si蒸汽进一步上升到过滤器130中且最终由于温度较低而在过滤器130的上部份冷凝。
193.因此，本发明可关于一种用于单晶，尤其是sic单晶的pvt生长的方法或炉装置或设备，其具有下列的多个或所有的特征或步骤：
194.提供可收容坩埚单元、加热组件及绝缘体的炉外壳，该炉外壳亦具有可调整下坩埚气体入口管及可调整上坩埚真空出口管。提供坩埚单元及生长导件，两者对si蒸汽均为实质上不可渗透。将该坩埚单元装载sic来源材料。
195.提供坩埚单元用的盖组合件，其包含：用于捕集si升华蒸汽的大表面积环形多孔性过滤器，其具有涂有对si蒸汽均为实质上不可渗透的涂层的外及内垂直管形表面，且具有上及下外圆周密封肩部；晶种保持器。过滤器包含：多个涂有对si蒸汽均为实质上不可渗透的涂层，且具有上及下外圆周密封肩部的过滤器组件；亦对si蒸汽均为实质上不可渗透，且附接并密封过滤器的下内开口的晶种保持器；附接该晶种保持器的sic单晶晶种；密封隔开过滤器的上外圆周密封肩部且亦密封隔开坩埚的真空出口管的过滤器盖。
196.将坩埚气体入口管提高并将坩埚真空出口管降低，使得坩埚气体入口管压迫并密封隔开坩埚单元；该坩埚单元压迫并密封隔开过滤器的下外圆周密封肩部，过滤器的上外圆周密封肩部压迫并密封隔开过滤器盖，且过滤器盖压迫并密封隔开坩埚真空出口管。在所有的密封界面处提供密封以改良密封界面的气密性。
197.在由坩埚单元与过滤器组合件界定的坩埚体积内建立惰性真空。在炉体积内经由分别的炉气体入口及分别的炉真空出口建立惰性真空。
198.将该坩埚体积的压力维持在比该炉体积低。将起始材料加热及升华。
199.致动载气及掺杂剂气体(若需要)到坩埚单元中的流动。将si蒸汽局限在过滤器中，防止si蒸汽穿透及涂覆坩埚单元、加热组件、绝缘体、及该炉体积中的任何其他组件，而将结晶生长。
200.因此，较佳为提供一种用于制造sic单晶的pvt炉，其中防止升华中si蒸汽穿透坩埚外壳壁、加热组件及绝缘体。首先，si蒸汽穿透到这些组件中会改变其热性质，及因为热场不安定而难以生长良好的结晶。其次，这些组件的物理结构最终会被si破坏。因此本发明的pvt炉避免此渗入。
201.其较佳为通过使该壁，尤其是坩埚外壳的内壁，对si蒸汽为不可渗透，及/或将si蒸汽从坩埚体积内部的气体混合物移除而完成，尤其是通过在表面上吸附及冷凝或沉积，此表面可为过滤器。此表面可位于例如坩埚单元内部或坩埚单元外部、炉内部或甚至全部炉单元的外部。在此表面位于坩埚单元外部的情形，较佳为通过功能为将此表面连接坩埚体积的至少一条管路或管路系统提供流体连通。
202.以此方式，加热组件可被引入炉体积中并产生大直径胚晶生长所需的热场，而不
用担心加热组件被si蒸汽破坏。以此方式可戏剧性延长绝缘体及坩埚外壳的寿命。另外，因所有的这些材料均具有安定的热性质，故符合规格的较高胚晶良率为可能的。
203.原则上，本发明亦关于将依照本发明制造的sic固态材料，尤其是3c-sic，引入炉设备100中，尤其是用于生长结晶，尤其是用于生长sic结晶，尤其是单晶结晶的炉设备100。该炉设备包含炉单元104，其中炉单元102包含炉外壳108；至少一个坩埚单元，其中该坩埚单元被安排在炉外壳108内，其中该坩埚单元包含坩埚外壳110，其中外壳110包含外表面112与内表面114，其中内表面114至少部分界定坩埚体积116，其中将用于接收起始材料50的接收空间118配置或形成在坩埚体积116内，其中将用于持有界定的种晶晶圆18的晶种保持器单元122配置在坩埚体积116内；及至少一个用于将起始材料50加热的加热单元124，其中用于接收起始材料50的接收空间118至少部分被配置在加热单元124与晶种保持器单元122之间。
204.此外，本发明关于反应器100，且更特别是结晶生长用，且更特别是sic结晶生长用的反应器100。该反应器包含炉102，炉102包含炉室104；至少一个坩埚，该坩埚被安排在炉室104内，该坩埚包含框体结构108，框体结构108包含外壳110，外壳110包含外表面112与内表面114，内表面114至少部分形成坩埚室116，其中将用于接收来源材料50的接收空间118配置或形成在坩埚室116内，其中将用于持有界定的种晶晶圆的晶种保持器单元122配置在坩埚室116内；及至少一个用于将来源材料50加热的加热单元124，其中用于接收来源材料50的接收空间118至少部分被配置在加热单元124与晶种保持器单元122之间。
205.因此，本发明关于一种制造较佳为长形sic固体，尤其是多型3c的方法。本发明的方法较佳为包含至少以下步骤：
206.将至少一种第一来源气体引入处理室中，第一来源气体包含si，
207.将至少一种第二来源气体引入处理室中，第二来源气体包含c，
208.供电能到至少一个配置在该处理室中的分离器组件而将该分离器组件加热，
209.将沉积速率设定为超过200μm/h，
210.其中通过引入第一来源气体及/或第二来源气体而在该处理室中产生超过1巴的压力，及
211.其中将沉积组件表面加热到在1300℃至1700℃之间的范围的温度。
212.附图标记列表
213.1pvt反应器
214.2炉外壳(下部)
215.3炉外壳(上部)
216.4 炉气体入口
217.5 坩埚气体入口
218.7 坩埚气体入口连接片8 底部绝缘体
219.9 侧面绝缘体
220.13 坩埚脚
221.17 结晶
222.18 种晶晶圆
223.20 密封体
224.22 过滤器沟槽或孔
225.26 坩埚真空出口
226.28 高温计视线
227.50 来源材料
228.100 炉
229.102 氢气
230.104 炉体积
231.107 坩埚盖
232.122 晶种保持器
233.130 过滤器
234.152 坩埚基座
235.158 过滤器外表面涂层164 过滤器外表面涂层172 坩埚气体入口管174 坩埚真空出口管
236.204 烤箱真空出口
237.212 径向加热组件
238.214 加热组件
239.230 生长引导组件
240.231 生长引导组件顶部
241.850 制造装置
242.851 第一进料装置
243.852 第二进料装置
244.853 第三进料装置
245.854 混合装置
246.855 蒸发器装置
247.856 处理室
248.857 分离组件
249.858 温度测量装置
250.859能量来源，尤其是电源
251.860压力维持装置。

技术特征：
1.一种制造较佳为长形sic固体，尤其是多型3c的sic固体的方法，至少包含以下步骤：将至少一种第一来源气体引入处理室中，所述第一来源气体包含si，将至少一种第二来源气体引入处理室中，所述第二来源气体包含c，供电能到至少一个配置在处理室中的分离器组件而将分离器组件加热，将沉积速率设定为超过200μm/h，其中通过引入第一来源气体及/或第二来源气体而在处理室中产生超过1巴的压力，及其中将沉积组件的表面加热到在1300℃至1700℃之间的范围的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过以下步骤：将至少一种载气引入处理室中，所述载气较佳为包含h。3.一种制造较佳为长形sic固体，尤其是多型3c的sic固体的方法，包含至少以下步骤：将至少一种来源气体，尤其是第一来源气体，尤其是sicl3(ch3)，引入处理室中，所述来源气体包含si与c，将至少一种载气引入处理室中，所述载气较佳为包含h，供电能到至少一个配置在处理室中的分离器组件而将分离器组件加热，将沉积速率设定为超过200μm/h，其中通过引入来源气体及/或载气而在处理室中产生超过1巴的压力，及其中将沉积组件的表面加热到在1300℃至1700℃之间的范围的温度。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于通过引入第一来源气体及/或第二来源气体而在处理室中产生在2巴至10巴之间的压力，较佳为引入第一来源气体及/或第二来源气体而在处理室中产生在4巴至8巴之间的压力，特佳为引入第一来源气体及/或第二来源气体在处理室中产生在5巴至7巴之间的压力，尤其是6巴。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于将沉积组件的表面加热到在1450℃至1700℃之间的范围的温度，尤其是在1500℃至1600℃之间的范围的温度。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于将第一来源气体经由第一供应装置引入处理室中，及将第二来源气体经由第二供应装置引入处理室中，或者将第一来源气体与第二来源气体在引入处理室中之前混合及经由供应装置引入处理室中，其中将来源气体以si＝1及c＝0.8至1.1的si:c摩尔比及/或si＝1及c＝0.8至1.1的si:c原子比混合及引入处理室中。7.根据权利要求6所述的方法，
其特征在于所述载气包含h其中将来源气体及载气以si＝1及c＝0.8至1.1及h＝2至10的si:c:h摩尔比，尤其是si＝1及c＝0.9至1及h＝3至5的si:c:h摩尔比，及/或si＝1及c＝0.8至1.1及h＝2至10的si:c:h原子比，尤其是si＝1及c＝0.9至1及h＝3至5的si:c:h原子比引入处理室中。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于将沉积速率设定在300μm/h至2500μm/h之间的范围，尤其是在350μm/h至2300μm/h之间的范围，尤其是在400μm/h至2000μm/h之间的范围，尤其是在450μm/h至1800μm/h之间的范围。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于使用温度测量装置，尤其是高温计，测量沉积组件的表面温度，所述温度测量装置输出温度信号及/或温度数据，及控制装置修改，尤其是增加分离器组件的电负载根据温度信号及/或温度数据的函数。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述温度测量装置实行温度测量且以小于5分钟，尤其是小于3分钟、或小于2分钟、或小于1分钟、或小于30秒的时间间隔，输出温度信号及/或温度数据，其中界定目标温度，其中只要温度信号及/或温度数据表示表面温度低于界定的临界温度，所述控制装置就控制供电增加，其中所述临界温度为比设定温度低了一界定值的温度，所述界定值较佳为小于10℃、或小于5℃、或小于3℃、或小于2℃、或小于1.5℃、或小于1℃。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于每单位时间更多的来源气体，尤其是第一来源气体及/或第二来源气体，连续或逐步被引入处理室中，尤其是以界定比例，较佳为更多的来源气体，尤其是第一来源气体及/或第二来源气体，以时间函数被引入处理室中，及/或更多来源气体，尤其是第一来源气体/及或第二来源气体，以电负载函数被引入处理室中。12.一种制造较佳为长形sic固体，尤其是多型3c的sic固体的装置，尤其是用于执行前述方法，包含至少处理室，所述处理室用于接收可充电沉积组件、第一来源气体、第二来源气体进入处理室，所述第一来源气体包含si，所述第二来源气体包含c，用于将第一来源气体以超过1巴的压力供应到处理室中的第一供应装置及/或用于将第二来源气体以超过1巴的压力供应到处理室中的第二供应装置，用于测量沉积组件的表面温度的温度测量装置，用于将沉积速率设定为超过200μm/h的控制装置，
其中所述控制装置能够调整对分离器组件的供电，其中所述供电能够从1300℃到1700℃调整而产生表面温度。13.一种制造较佳为长形sic固体，尤其是多型3c的sic固体的装置，尤其是用于执行前述方法，包含至少处理室，所述处理室用于接收可充电沉积组件、至少一种来源气体、和载气进入处理室，所述来源气体尤其是sicl3(ch3)，所述来源气体包含si与c，所述载气较佳为包含h，用于将来源气体以超过1巴的压力引入处理室中的第一进料装置及/或用于将载气以超过1巴的压力引入处理室中的第二进料装置，用于测量沉积组件的表面温度的温度测量装置，用于将沉积速率设定为超过200μm/h的控制装置，其中所述控制装置能够调整对分离器组件的供电，所述供电能够从1300℃到1700℃调整而产生表面温度。14.纯度排除至少99.9999％(重量ppm)的物质b、al、p、ti、v、fe、ni及/或密度小于3.21g/cm3的sic固态材料，尤其是3c-sic固态材料，其通过根据权利要求1至11中任一项所述的方法制造。15.根据权利要求14所述的sic固态材料在制造单晶sic的pvt反应器中的用途。

技术总结
本发明关于一种制造较佳为长形SiC固体，尤其是多型3C的SiC固体的方法。本发明的方法较佳为包含至少以下步骤：将至少一种第一来源气体引入处理室中，所述第一来源气体包含Si，将至少一种第二来源气体引入该处理室中，该第二来源气体包含C；供电能到至少一个配置在处理室中的分离器组件而将分离器组件加热，将沉积速率设定为超过200μm/h，其中通过引入第一来源气体及/或第二来源气体而在处理室中产生超过1巴的压力，及其中将沉积组件表面加热到在1300℃至1700℃之间的范围的温度。在1300℃至1700℃之间的范围的温度。在1300℃至1700℃之间的范围的温度。


技术研发人员：I
受保护的技术使用者：扎迪恩特科技股份有限公司
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2023/10/5