碳化硅单晶生长装置及碳化硅单晶制备设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种碳化硅单晶生长装置及碳化硅单晶制备设备，属于晶体生长领域。所述碳化硅单晶生长装置包括坩埚和生长基座；所述坩埚底部设置有环形的容置空间，所述容置空间内用于放置碳化硅粉料；所述生长基座设置在所述坩埚的顶部，用于在所述生长基座上生长碳化硅单晶。所述碳化硅单晶制备设备包括上述碳化硅单晶生长装置。上述碳化硅单晶生长装置及碳化硅单晶制备设备制备碳化硅单晶的过程中可以减少碳化硅粉料的浪费，降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
碳化硅单晶生长装置及碳化硅单晶制备设备
本专利技术涉及晶体生长领域，尤其是涉及一种碳化硅单晶生长装置，以及包括该碳化硅单晶生长装置的碳化硅单晶制备设备。
技术介绍
碳化硅(SiC)单晶材料是制备高温、高频、高功率和抗辐射半导体器件的理想衬底材料，在混合动力汽车、高压输电、LED照明和航空航天等领域得到广泛应用。碳化硅单晶几乎不会以天然状态出现，而只能通过合成的方法获得碳化硅单晶。现有技术中一般通过物理气相沉积的方式获得碳化硅单晶。依照该方法制备碳化硅单晶的设备包括坩埚，坩埚的材质一般为石墨，其包括坩埚体和坩埚盖，坩埚盖能够盖合在坩埚体上，从而在坩埚内形成密闭的生长空间。坩埚的底部用于放置碳化硅粉料，顶部则设置有生长基座；生长基座上用于固定碳化硅籽晶，且具有碳化硅单晶的生长面。具体制备碳化硅单晶的大致过程为：首先以感应加热的方式使石墨坩埚发热，并使石墨坩埚在竖直方向上形成温度梯度，且底部的温度高，而顶部的温度低；在石墨坩埚底部的温度达到一定温度(例如2100℃)时(且符合其他相应条件，如低压等)，碳化硅粉料会升华形成碳化硅单晶的生长气氛，其气相组分包括气态的Si、Si2C、SiC2等，该气相组分会上升；当上升至坩埚顶部时，由于顶部的温度较低，在碳化硅籽晶处就会结晶形成碳化硅单晶。但在以上述制备碳化硅单晶的过程中，会存在以下问题：采用感应加热的方法使石墨发热，这种方式会出现碳化硅粉料区的中部和顶部的碳化硅粉料凝结，形成结构十分致密的陶瓷体，这些陶瓷体无法用于碳化硅单晶的生长，一般在生长过程结束后直接遗弃。这样一方面导致了碳化硅粉料的浪费，也制约了坩埚每次制备碳化硅单晶的产量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碳化硅单晶生长装置及一种包括该碳化硅单晶生长装置的碳化硅单晶制备设备，以改善或缓解现有技术中存在的上述技术问题。本专利技术提供的碳化硅单晶生长装置，其包括坩埚和生长基座；所述坩埚底部设置有环形的容置空间，所述容置空间内用于放置碳化硅粉料；所述生长基座设置在所述坩埚的顶部，用于在所述生长基座上生长碳化硅单晶。其中，坩埚的底部具有凸出体，所述凸出体与所述坩埚的内侧壁之间具有间隙，且所述凸出体与所述坩埚的内侧壁之间形成所述环形的容置空间。其中，所述凸出体与所述坩埚为一体结构；或者，所述凸出体安装在所述坩埚的底部位置。其中，所述凸出体为筒形、圆柱形、圆锥形、圆台形或多棱柱形。其中，所述凸出体的材质为石墨或钼。其中，所述碳化硅单晶生长装置还包括缓冲机构，所述缓冲机构设置在所述坩埚内，且位于所述凸出体与所述生长基座之间的位置处；所述缓冲机构上设置有气体通道，以使生长气氛能经所述气体通道到达所述坩埚顶部的生长基座处。其中，所述缓冲机构与所述凸出体之间具有间隙。其中，所述缓冲机构在竖直方向上高于所述凸出体。其中，所述凸出体的表面具有保护层，所述保护层的材质为碳化钨、碳化铌或碳化钽。本专利技术提供的碳化硅单晶制备设备，其包括上述碳化硅单晶生长装置。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的碳化硅单晶生长装置，其包括坩埚、生长基座，以及环形的容置空间；与现有技术相比，环形的容置空间所环绕的区域无法容置碳化硅粉料，这样就可以避免现有技术中因为坩埚底部中心区域的碳化硅粉料凝结在一起，形成结构十分致密的陶瓷体，而导致的碳化硅粉料浪费的问题，从而带来了节省碳化硅粉料的有益效果。本专利技术提供的碳化硅单晶制备设备，其包括上述碳化硅单晶生长装置，因此，其同样具有上述碳化硅单晶生长装置所具有的各有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的碳化硅单晶生长装置在其第一实施例中的立体剖视示意图；图2为本专利技术第二实施例中缓冲机构的示意图；图3为本专利技术提供的碳化硅单晶生长装置在其第三实施例中的立体剖视示意图。图标：10：坩埚；11：容置空间；12：凸出体；20：生长基座；30：缓冲机构；31：气体通道。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术提供一种碳化硅单晶生长装置，下面给出碳化硅单晶生长装置的多个实施例，以使本领域技术人员能够实现该碳化硅单晶生长装置。在碳化硅单晶生长装置的第一实施例中，如图1所示，碳化硅单晶生长装置包括坩埚10和生长基座20。坩埚10底部设置有容置空间11，容置空间11为环形，环形的所述容置空间11内用于放置碳化硅粉料。生长基座20设置在坩埚10的顶部，用于在生长基座20上生长碳化硅单晶。具体地，在坩埚10的底部具有凸出体12，所述凸出体12与所述坩埚10的内侧壁之间具有间隙，且所述凸出体12与所述坩埚10的内侧壁之间形成所述环形的容置空间11。此处需要说明的是，凸出体12所在位置只须满足其外侧壁与坩埚10的内侧壁之间有间隙，即可形成环形的容置空间11，因此，凸出体12的位置只是坩埚10底部的“相对”中心位置。当然，在优选情况下，凸出体12可以位于坩埚10底部的中心位置。在本实施方式的第一实施例中，如图1所示，所述凸出体12为圆柱形件，其材质具体为石墨。具体地，在坩埚10的底部具有与该圆柱形件对应的凹槽，该圆柱形件安装并固定于这个凹槽内，从而在该圆柱形件的外侧壁与坩埚10的内侧壁之间形成了一个环形的空间，即容置空间11。在本实施例中，在坩埚10的底部设置凸出体12，与现有技术相比，凸出体12所占据的区域就无法容置碳化硅粉料，这样就可以避免现有技术中因为坩埚10底部中心区域的碳化硅粉料凝结在一起，形成结构十分致密的陶瓷体，而导致的碳化硅粉料浪费的问题，从而带来了节省碳化硅粉料的有益效果。在上述第一实施例的一个变型实施例中，凸出体12与坩埚10还可以为一体结构。在上述第一实施例的其他变型实施例中，凸出体12还可以为筒形、圆锥形、圆台形或多棱柱形，只需要其能在坩埚10底部将大致在中心的区域占据，从而无法在该区域放置碳化硅粉料即可。在上述第一实施例的其他变型实施例中，凸出体1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于碳化硅单晶生长装置，其特征在于，包括坩埚和生长基座；所述坩埚底部设置有环形的容置空间，所述容置空间内用于放置碳化硅粉料；所述生长基座设置在所述坩埚的顶部，用于在所述生长基座上生长碳化硅单晶。

【技术特征摘要】
1.一种用于碳化硅单晶生长装置，其特征在于，包括坩埚和生长基座；所述坩埚底部设置有环形的容置空间，所述容置空间内用于放置碳化硅粉料；所述生长基座设置在所述坩埚的顶部，用于在所述生长基座上生长碳化硅单晶。2.根据权利要求1所述的碳化硅单晶生长装置，其特征在于，坩埚的底部具有凸出体，所述凸出体与所述坩埚的内侧壁之间具有间隙，且所述凸出体与所述坩埚的内侧壁之间形成所述环形的容置空间。3.根据权利要求2所述的碳化硅单晶生长装置，其特征在于，所述凸出体与所述坩埚为一体结构；或者所述凸出体安装在所述坩埚的底部位置。4.根据权利要求2所述的碳化硅单晶生长装置，其特征在于，所述凸出体为筒形、圆柱形、圆锥形、圆台形或多棱柱形。5.根据权利要求2所述的碳化硅单晶生长装置，其特征在于，所述凸出体...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泽斌，张洁，廖弘基，陈华荣，
申请(专利权)人：福建北电新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35