一种减少SIC气相物质对石墨毡保温层侵蚀的处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种减少SIC气相物质对石墨毡保温层侵蚀的处理装置，包括线圈、石英管、石墨毡保温层、金属碳化物、坩埚、SiC原料、籽晶和坩埚盖，所述坩埚的外表面套设有石墨毡保温层，所述坩埚和石墨毡保温层之间设置有金属碳化物，所述坩埚的填充SiC原料，所述坩埚的顶部盖合有坩埚盖，所述坩埚盖的底部中央设置有籽晶，所述石墨毡保温层的外围设置石英管，所述石英管的外围缠绕有线圈。本实用新型专利技术对保温层表面经过特殊处理喷涂一层耐高温、致密的特殊金属碳化物，避免生长过程中逸出坩埚的气相物质对保温层的侵蚀，提高保温层的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种减少SIC气相物质对石墨毡保温层侵蚀的处理装置
本技术涉及SIC处理石墨毡保温层
，具体为一种减少SIC气相物质对石墨毡保温层侵蚀的处理装置。
技术介绍
碳化硅(SiC)是第三代宽带隙半导体材料的代表材料，其禁带宽度大、临界击穿电场强度高、载流子饱和迁移速度高、热导率高，并具有极好的化学稳定性正是基于上述优异的物理化学性质，SiC在微电子和光电子领域有着广泛的应用。目前碳化硅单晶主要生长方式为物理气相沉积法(PVT)。生长SIC晶体采用高密度石墨坩埚，保温层采用石墨材料。碳化硅晶体生长时是将高纯的SiC粉料加热到2100～2500℃，SIC粉料升华分解，在惰性气氛的保护下，SIC气相在温度梯度推动下升华到冷端籽晶上，结晶成为块状晶体。在晶体生长过程中，采用的石墨坩埚会存在孔隙导致气相物质逸出，并且气相物质的逸出是一个持续的过程。随着气相物质的不断逸出，导致保温层一直被侵蚀，降低了保温层的保温性和使用寿命，导致成本提高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种减少SIC气相物质对石墨毡保温层侵蚀的处理装置，对保温层表面经过特殊处理喷涂一层耐高温、致密的特殊金属碳化物，避免生长过程中逸出坩埚的气相物质对保温层的侵蚀，提高保温层的使用寿命，可以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种减少SIC气相物质对石墨毡保温层侵蚀的处理装置，包括线圈、石英管、石墨毡保温层、金属碳化物、坩埚、SiC原料、籽晶和坩埚盖，所述坩埚的外表面套设有石墨毡保温层，所述坩埚和石墨毡保温层之间设置有金属碳化物，所述坩埚的填充SiC原料，所述坩埚的顶部盖合有坩埚盖，所述坩埚盖的底部中央设置有籽晶，所述石墨毡保温层的外围设置石英管，所述石英管的外围缠绕有线圈。进一步地，所述石墨毡保温层中的石墨毡选用硬毡。进一步地，所述金属碳化物选用NbC镀层或TaC镀层，利用喷砂机将调配好的金属碳化物均匀的喷到石墨毡保温层表面。进一步地，所述线圈为水冷式感应线圈。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：本技术针对气相物质逸出会侵蚀石墨毡保温层进行特殊处理，通过对保温层表面经过特殊处理喷涂一层特殊金属碳化物(TaC、NbC、等)，再进行烘烤处理得到带有一层特殊金属碳化物的石墨毡；经过处理的石墨毡能够有效的避免生长过程中逸出坩埚的气相物质对保温层的腐蚀，提高保温层的使用寿命和保温性。附图说明图1为本技术的剖视图；图2为本技术金属碳化物的正面结构示意图；图3为本技术石墨毡保温层和金属碳化物的侧面示意图。图中：1、线圈；2、石英管；3、石墨毡保温层；4、金属碳化物；5、坩埚；6、SiC原料；7、籽晶；8、坩埚盖。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。参阅图1-3，一种减少SIC气相物质对石墨毡保温层侵蚀的处理装置，包括线圈1、石英管2、石墨毡保温层3、金属碳化物4、坩埚5、SiC原料6、籽晶7和坩埚盖8，坩埚5的外表面套设有石墨毡保温层3，由于特殊金属碳化物(NbC、TaC)的致密及耐高温特性，金属碳化物4那一面会与坩埚5接触，有效的隔绝了气相物质从坩埚5逸出直接接触石墨毡保温层3，从而避免石墨毡保温层3被腐蚀，能够有效的保护石墨毡保温层3，提高石墨毡保温层3的保温性及寿命，石墨毡保温层3中的石墨毡选用硬毡，选用硬毡便于在其表面喷涂特殊的金属碳化物(NbC、TaC)，坩埚5和石墨毡保温层3之间设置有金属碳化物4，金属碳化物4优选用NbC、TaC镀层，由于特殊金属碳化物(NbC、TaC)的致密及耐高温特性，利用喷砂机将调配好的金属碳化物均匀的喷到石墨毡保温层3表面，再放进长晶炉在温度2200℃以上进行烘烤，有效的隔绝了气相物质从坩埚5逸出直接接触石墨毡，从而避免石墨毡被腐蚀，有效的提高石墨毡的保温性及寿命，如图1和2所示，坩埚5的填充SiC原料6，坩埚5的顶部盖合有坩埚盖8，坩埚盖8的底部中央设置有籽晶7，石墨毡保温层3的外围设置石英管2，石英管2的外围缠绕有线圈1，线圈1为水冷式感应线圈。在石墨生长坩埚装入2-3kg高纯纯度5N～6N碳化硅粉末，盖上盖子；经过一天烧结取出，清理原料表面杂质，盖上带有粘贴籽晶7的坩埚盖8，套上经过特殊金属碳化物(NbC、TaC)处理的石墨毡，顶部及底部亦采用经过处理的石墨毡。生长首先抽真空到压力5x10-2mbar以下，充入氩气控制压力在700mbar环境之下，打开水冷式感应线圈通电感应加热石墨坩埚同时通过同气管通入600sccm的氩气，温度继续加热到2050-2250℃，到达目标温度后调节充入腔内的氩气流量控制压力在5～200mbar，这个时候碳化硅粉末开始升华变成碳化硅气体，沿着温度梯度从高温区传输到较低温度区域的籽晶处沉积结晶，完成碳化硅单晶生长。在生长过程中，石墨坩埚会存在孔隙导致气相物质逸出，并且气相物质的逸出是一个持续的过程，通过喷涂特殊金属碳化物(NbC、TaC)的保温层隔绝了气相物质直接接触石墨毡表面。本技术针对气相物质逸出会侵蚀石墨毡保温层进行特殊处理，通过对保温层表面经过特殊处理喷涂一层特殊金属碳化物(TaC、NbC、等)，再进行烘烤处理得到带有一层特殊金属碳化物的石墨毡；经过处理的石墨毡能够有效的避免生长过程中逸出坩埚的气相物质对保温层的腐蚀，提高保温层的使用寿命和保温性。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减少SIC气相物质对石墨毡保温层侵蚀的处理装置，包括线圈(1)、石英管(2)、石墨毡保温层(3)、金属碳化物(4)、坩埚(5)、SiC原料(6)、籽晶(7)和坩埚盖(8)，其特征在于：所述坩埚(5)的外表面套设有石墨毡保温层(3)，所述坩埚(5)和石墨毡保温层(3)之间设置有金属碳化物(4)，所述坩埚(5)的填充SiC原料(6)，所述坩埚(5)的顶部盖合有坩埚盖(8)，所述坩埚盖(8)的底部中央设置有籽晶(7)，所述石墨毡保温层(3)的外围设置石英管(2)，所述石英管(2)的外围缠绕有线圈(1)。/n

【技术特征摘要】
1.一种减少SIC气相物质对石墨毡保温层侵蚀的处理装置，包括线圈(1)、石英管(2)、石墨毡保温层(3)、金属碳化物(4)、坩埚(5)、SiC原料(6)、籽晶(7)和坩埚盖(8)，其特征在于：所述坩埚(5)的外表面套设有石墨毡保温层(3)，所述坩埚(5)和石墨毡保温层(3)之间设置有金属碳化物(4)，所述坩埚(5)的填充SiC原料(6)，所述坩埚(5)的顶部盖合有坩埚盖(8)，所述坩埚盖(8)的底部中央设置有籽晶(7)，所述石墨毡保温层(3)的外围设置石英管(2)，所述石英管(2)的外围缠绕有线圈(1)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪棋典，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：新型
国别省市：福建;35