本实用新型专利技术公开了一种大尺寸碳化硅晶体生长装置，包括第一腔体和第二腔体、可沿上下方向活动的穿设于第一腔体和第二腔体中的坩埚、下端连接在坩埚顶部且上端穿出第二腔体的坩埚轴、设于第一腔体中的加热机构和保温机构、开设于第一腔体上和/或第二腔体上的抽气口和充气口；加热机构机构包括上下间隔分布的上加热电阻和下加热电阻；上加热电阻由设于坩埚上方的第一圆盘和围设于坩埚上侧周部的第一筒体组成；下加热电阻为设于坩埚下方的第二圆盘或由第二圆盘和围设于坩埚下侧周部的第二筒体组成。本实用新型专利技术大尺寸碳化硅晶体生长装置，坩埚上部和下部不仅可以获得均匀的横向温度，还能够获得精确的纵向温度梯度，满足大尺寸晶体生长工艺温度要求。
A large size silicon carbide crystal growth device
【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸碳化硅晶体生长装置
本技术涉及一种大尺寸碳化硅晶体生长装置。
技术介绍
物理气相输运法（PVT法）是碳化硅单晶生长的主要技术方法，该方法是将碳化硅多晶原料装在筒形石墨坩埚本体底部，用石墨坩埚盖将石墨坩埚本体盖上，形成一个密闭空间，石墨坩埚盖下表面安装有碳化硅籽晶，通过对石墨坩埚本体、石墨坩埚盖组成的系统进行加热，使石墨坩埚本体内的碳化硅多晶原料升华，并维持碳化硅多晶原料与碳化硅籽晶间具有合适的温度梯度，升华后的碳化硅粒子就会在碳化硅籽晶上沉积生长，从而获得碳化硅单晶。现有的用于碳化硅单晶生长装置，是采用中频感应加热的方式通过一个感应加热线圈对石墨坩埚进行加热的，由于中频感应加热的趋肤效应特性，不能保证大尺寸石墨坩埚横向温度的均匀度，也难以控制石墨坩埚纵向温度梯度的精确度，不利于大尺寸碳化硅单晶的生长。针对上述情况，也有采用电阻加热的方式对石墨坩埚进行加热的。现有技术中，对石墨坩埚顶部（籽晶位置处）的加热电阻一般位于坩埚顶部，用于使坩埚顶部能够获得均匀的横向温度。但是籽晶在长晶过程中，还需要控制其纵向温度梯度，才能够生长得到较好质量的碳化硅单晶。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种大尺寸碳化硅晶体生长装置，采用上、下两个加热电阻分别对坩埚的上部和下部进行加热，上部和下部不仅可以获得均匀的横向温度，上部还能够获得精确的纵向温度梯度，从而保证满足大尺寸晶体的生长工艺温度要求。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种大尺寸碳化硅晶体生长装置，包括第一腔体、设于所述第一腔体上方的第二腔体、可沿上下方向活动的穿设于所述第一腔体和所述第二腔体中的坩埚、下端连接在所述坩埚顶部且上端穿出所述第二腔体的坩埚轴、设于所述第一腔体中的加热机构和保温机构、开设于所述第一腔体上和/或所述第二腔体上的抽气口、开设于所述第一腔体和/或所述第二腔体上的充气口；所述加热机构机构包括上下间隔分布的上加热电阻和下加热电阻；所述上加热电阻由设于所述坩埚上方的第一圆盘和围设于所述坩埚上侧周部的第一筒体组成；所述下加热电阻为设于所述坩埚下方的第二圆盘或由所述第二圆盘和围设于所述坩埚下侧周部的第二筒体组成。优选地，所述第一圆盘、所述第一筒体、所述第二圆盘、所述第二筒体同轴延伸，且均与所述坩埚间隙分布。优选地，所述第一圆盘和所述第一筒体同轴延伸且相互抵接。优选地，所述下加热电阻同时包括所述第二圆盘和所述第二筒体时，两者同轴延伸且相互抵接。优选地，所述装置还包括机架，所述第一腔体包括固设于所述机架上的底板、可上下活动的设于所述底板上的筒体、可上下活动的设于所述筒体顶部的盖体，所述保温机构设于所述底板上，所述加热机构设于所述保温机构中。更优选地，所述装置还包括设于所述盖体与所述第二腔体之间的隔离阀，所述隔离阀与所述第二腔体均连接在所述盖体上。更优选地，所述装置还包括设于所述机架上的立柱、设于所述立柱和所述筒体之间的第一升降机构、设于所述立柱和所述盖体之间的第二升降机构。优选地，所述装置还包括设于所述第二腔体顶部的用于驱动所述坩埚轴升降的驱动机构。优选地，所述装置还包括设于所述坩埚轴上方的上测温仪，所述坩埚轴为空心管状结构，所述保温机构顶部和所述第一圆盘上均开设有用于被所述坩埚和所述坩埚轴穿过的第一通孔，所述上测温仪用于通过所述坩埚轴测量所述坩埚的顶部温度。优选地，所述装置还包括设于所述第一腔体底部的下测温仪，所述保温机构底部和所述第二圆盘上均开设有第二通孔，所述下测温仪用于通过所述第二通孔测量所述坩埚的底部温度。由于上述技术方案的运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：本技术一种大尺寸碳化硅晶体生长装置，采用上、下两个加热电阻分别对坩埚的上部和下部进行加热，上部和下部不仅可以获得均匀的横向温度，上部还能够获得精确的纵向温度梯度，根据实际长晶工艺的需要，下部也能够获得精确的纵向温度梯度，从而保证满足大尺寸晶体的生长工艺温度要求。附图说明附图1为本技术装置的结构示意图。其中：1、第一腔体；2、第二腔体；3、坩埚；4、坩埚轴；5、保温机构；6、抽气口；7、充气口；8、上加热电阻；81、第一圆盘；82、第一筒体；9、下加热电阻；91、第二圆盘；92、第二筒体；10、机架；11、底板；12、筒体；13、盖体；14、隔离阀；15、立柱；16、第一升降机构；17、第二升降机构；18、驱动机构；19、上测温仪；20、第一通孔；21、下测温仪；22、第二通孔。具体实施方式下面结合附图来对本技术的技术方案作进一步的阐述。参见图1所示，上述一种大尺寸碳化硅晶体生长装置，包括第一腔体1、设于第一腔体1上方的第二腔体2、可沿上下方向活动的穿设于第一腔体1和第二腔体2中的坩埚3、下端连接在坩埚3顶部且上端穿出第二腔体2的坩埚轴4、设于第一腔体1中的加热机构和保温机构5、开设于第一腔体1上和/或第二腔体2上的抽气口6、开设于第一腔体1和/或第二腔体2上的充气口7。在本实施例中，该生长装置用于生长大尺寸的碳化硅单晶。这里说的大尺寸，是指直径为8英寸或以上。在本实施例中，第一腔体1为生长腔，第二腔体2为装料卸料腔。与抽真空机构连通的抽气口6开设于第一腔体1上，用于输入工艺气体的充气口7则开设于第二腔体2上。上述加热机构机构包括上下间隔分布的上加热电阻8和下加热电阻9；保温机构5则设于加热机构和第一腔体1的内壁之间，用于对坩埚3进行保温。上加热电阻8由设于坩埚3上方的第一圆盘81和围设于坩埚3上侧周部的第一筒体82组成；下加热电阻9为设于坩埚3下方的第二圆盘91或由第二圆盘91和围设于坩埚3下侧周部的第二筒体92组成。在本实施例中，上加热电阻8为开口向下的杯形，下加热电阻9为开口向上的杯形，上加热电阻8的底端与下加热电阻9的顶端之间间隙排列。该间隙沿竖直方向的长度可以根据实际工艺过程中对纵向温度梯度的需要进行调节，例如更换不同尺寸的上加热电阻8和/或下加热电阻9。本技术一种大尺寸碳化硅晶体生长装置，采用上、下两个加热电阻分别对坩埚3的上部和下部进行加热，上部和下部不仅可以获得均匀的横向温度，上部还能够获得精确的纵向温度梯度，根据实际长晶工艺的需要，下部也能够获得精确的纵向温度梯度，从而保证满足大尺寸碳化硅单晶的生长工艺温度要求。第一圆盘81、第一筒体82、第二圆盘91、第二筒体92同轴延伸，且均与坩埚3间隙分布。即第一圆盘81高于坩埚3的顶部，第二圆盘91低于坩埚3的底部，第一筒体82和第二筒体92与坩埚3之间均形成环形间隙。在本实施例中，第一圆盘81和第一筒体82同轴延伸且相互抵接形成开口向下的杯形，第二圆盘91和第二筒体92同轴延伸且相互抵接形成开口向上的杯形。保温机构5顶部和第一圆盘81上均开设有用于被坩埚3和坩埚轴4穿过的第一通孔20，坩埚3整体向下穿过第一通孔20后位于上加热电阻8和下加热电阻9之间。上述一种大尺寸碳化硅晶体生长装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大尺寸碳化硅晶体生长装置，其特征在于：包括第一腔体、设于所述第一腔体上方的第二腔体、可沿上下方向活动的穿设于所述第一腔体和所述第二腔体中的坩埚、下端连接在所述坩埚顶部且上端穿出所述第二腔体的坩埚轴、设于所述第一腔体中的加热机构和保温机构、开设于所述第一腔体上和/或所述第二腔体上的抽气口、开设于所述第一腔体和/或所述第二腔体上的充气口；/n所述加热机构包括上下间隔分布的上加热电阻和下加热电阻；/n所述上加热电阻由设于所述坩埚上方的第一圆盘和围设于所述坩埚上侧周部的第一筒体组成；所述下加热电阻为设于所述坩埚下方的第二圆盘或由所述第二圆盘和围设于所述坩埚下侧周部的第二筒体组成。/n
【技术特征摘要】
1.一种大尺寸碳化硅晶体生长装置，其特征在于：包括第一腔体、设于所述第一腔体上方的第二腔体、可沿上下方向活动的穿设于所述第一腔体和所述第二腔体中的坩埚、下端连接在所述坩埚顶部且上端穿出所述第二腔体的坩埚轴、设于所述第一腔体中的加热机构和保温机构、开设于所述第一腔体上和/或所述第二腔体上的抽气口、开设于所述第一腔体和/或所述第二腔体上的充气口；
所述加热机构包括上下间隔分布的上加热电阻和下加热电阻；
所述上加热电阻由设于所述坩埚上方的第一圆盘和围设于所述坩埚上侧周部的第一筒体组成；所述下加热电阻为设于所述坩埚下方的第二圆盘或由所述第二圆盘和围设于所述坩埚下侧周部的第二筒体组成。
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述第一圆盘、所述第一筒体、所述第二圆盘、所述第二筒体同轴延伸，且均与所述坩埚间隙分布。
3.根据权利要求1所述的一种大尺寸碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述第一圆盘和所述第一筒体同轴延伸且相互抵接。
4.根据权利要求1所述的一种大尺寸碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述下加热电阻同时包括所述第二圆盘和所述第二筒体时，两者同轴延伸且相互抵接。
5.根据权利要求1所述的一种大尺寸碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述装置还包括机架，所述第一腔体包括固设于所述机架上的底板、可...
【专利技术属性】
技术研发人员：李留臣，周正星，
申请(专利权)人：江苏星特亮科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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