一种用于长晶的坩埚组件及长晶炉制造技术

本申请公开了一种用于长晶的坩埚组件，属于半导体材料制备领域。该用于长晶的坩埚组件，包括：反应腔，所述反应腔用于装载原料；长晶腔，所述长晶腔可拆卸的连接在所述反应腔上方，并与所述反应腔通过气相传输通道连通，所述气相传输通道内设置多孔隔板，所述反应腔内的原料升华产生的原料气通过所述气相传输通道的多孔隔板传输至所述长晶腔内长晶。该坩埚组件的气相传输通道内设置多孔隔板，能够阻挡气相组分中的细微颗粒参与长晶，并改变细微颗粒的传输方向，延长传输路径，使其进一步受热升华，提高碳化硅晶体的晶体质量。提高碳化硅晶体的晶体质量。提高碳化硅晶体的晶体质量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于长晶的坩埚组件及长晶炉


[0001]本申请涉及一种用于长晶的坩埚组件，属于半导体材料制备领域。

技术介绍

[0002]碳化硅材料由于禁带宽度较大，能承受更大的电场强度，从而被称为宽禁带半导体材料，是目前最具有代表性第三代半导体材料之一。由于碳化硅具有具有高热导率、高饱和电子迁移率和高抗辐射性，能适应更恶劣的应用环境，如高温、高磁场、腐蚀性、高频率等场所。
[0003]目前碳化硅晶体的制备主要使用物理气相传输(简称PVT法)技术，该技术通过将碳化硅原料升华分解成气相组分Si
m
C
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后，在轴向温度梯度的驱动下，传输至籽晶处结晶生长为碳化硅晶体。PVT法是一个复杂过程，必须对许多参数综合加以控制，任何一个参数未能得到很好地控制，晶体生长的稳定性将会被破坏。另外，气相组分中还会掺杂细微的原料颗粒，该细微颗粒传输至籽晶处晶体就会出现缺陷，导致晶体无法应用，提高生产成本。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本申请提出了一种用于长晶的坩埚组件，该坩埚组件的气相传输通道内设置多孔隔板，能够阻挡气相组分中的细微颗粒参与长晶，提高碳化硅晶体的晶体质量。
[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种用于长晶的坩埚组件，该坩埚组件将长晶腔设置在反应腔上方，气体通过气相传输通道自下而上传输至长晶腔进行长晶，在气相传输通道内设置多孔隔板，不仅能阻挡气相组分中的细微颗粒，还能改变细微颗粒的传输方向，使其向下传输，延长传输路径，继续受热升华后再进行长晶，提高了原料的利用率和晶体的质量，节约生产成本。
[0006]该用于长晶的坩埚组件，其特征在于，包括：
[0007]反应腔，所述反应腔用于装载原料；
[0008]长晶腔，所述长晶腔可拆卸的连接在所述反应腔上方，并与所述反应腔通过气相传输通道连通，所述气相传输通道内设置多孔隔板，所述反应腔内的原料升华产生的原料气通过所述气相传输通道的多孔隔板传输至所述长晶腔内长晶。
[0009]可选地，所述反应腔和所述长晶腔为圆筒形，所述长晶腔的直径与所述反应腔的直径的比值为1.1
‑
1.8：1。
[0010]可选地，所述长晶腔和所述反应腔共中心轴线设置，所述反应腔和所述长晶腔通过螺纹或卡扣连接，且所述反应腔和所述长晶腔的连接处设置有密封件。
[0011]可选地，所述多孔隔板与所述原料气的传输方向垂直；
[0012]所述反应腔的顶部开设有凹槽，所述多孔隔板通过所述凹槽设置于所述反应腔的顶部。
[0013]可选地，所述多孔隔板与所述反应腔为圆筒形，所述凹槽为L形，所述多孔隔板的
下端面与所述凹槽的上端面相抵接，所述多孔隔板外侧面与所述凹槽的内侧壁相抵靠，以使得所述多孔隔板卡合在所述凹槽内。
[0014]可选地，所述多孔隔板的高度为5
‑
20mm，且所述多孔隔板的高度大于所述凹槽的高度。
[0015]可选地，所述多孔隔板与所述反应腔底部的距离和所述多孔隔板与所述长晶腔顶部的距离的比值为20
‑
45：10
‑
15。
[0016]可选地，所述长晶腔底部的内侧壁上设置有凸起，所述长晶腔与所述反应腔扣合，所述凸起用于将所述多孔隔板限制在所述反应腔的顶部。
[0017]可选地，所述凸起包括第一凸起和第二凸起，所述第一凸起的下端面与所述多孔隔板的上端面抵接，所述第二凸起的侧面与所述多孔隔板的外侧面相抵靠。
[0018]可选地，所述多孔隔板为多孔石墨板，所述反应腔和所述长晶腔为高纯石墨材料。
[0019]根据本申请的另一个方面，提供了一种长晶炉，该长晶炉包括炉体、加热机构和上述任一项所述的用于长晶的坩埚组件；
[0020]所述坩埚组件设置在所述炉体内，所述加热机构设置在炉体外，用于对所述炉体内的坩埚组件加热。
[0021]本申请能产生的有益效果包括但不限于：
[0022]1.本申请所提供的用于长晶的坩埚组件，通过在气相传输通道内设置多孔隔板，不仅能阻挡气相组分中的细微颗粒，还能改变细微颗粒的传输方向，使其向下传输，延长传输路径，继续受热升华后再进行长晶，提高了原料的利用率和晶体的质量，节约生产成本。
[0023]2.本申请所提供的用于长晶的坩埚组件，多孔隔板与原料气的传输方向垂直，细微颗粒受到多孔隔板的垂直阻挡后，在最大程度上改变了细微颗粒的传输方向，延长了细微颗粒的传输路径，使细微颗粒进一步受热升华，进一步提高晶体的生长质量。
[0024]3.本申请所提供的用于长晶的坩埚组件，反应腔顶部的凹槽的上端面和内侧壁与多孔隔板相抵靠，减少凹槽和多孔隔板的缝隙，避免原料气自多孔隔板和凹槽的连接处通过，从而使部分细微颗粒参与长晶，造成晶体的缺陷。
[0025]4.本申请所提供的用于长晶的坩埚组件，长晶腔底部的第一凸起和第二凸起共同将多孔隔板限制在反应腔顶部，阻止多孔隔板在垂直方向上运动，同时还能减少多孔隔板和长晶腔的接触缝隙，提高坩埚组件的密封性，节能增效。
附图说明
[0026]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0027]图1为本申请实施例涉及的用于长晶的坩埚组件的侧截面图；
[0028]图2为图1中A部分的局部放大图；
[0029]部件和附图标记列表：
[0030]1、反应腔；11、凹槽；12、原料；2、长晶腔；21、第一凸起；22、第二凸起；23、籽晶；3、多孔隔板；4、气相传输通道。
具体实施方式
[0031]为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
[0032]为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0033]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0034]另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等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申请和简化描述，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申请的限制。
[0035]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于长晶的坩埚组件，其特征在于，包括：反应腔，所述反应腔用于装载原料；长晶腔，所述长晶腔可拆卸的连接在所述反应腔上方，并与所述反应腔通过气相传输通道连通，所述气相传输通道内设置多孔隔板，所述反应腔内的原料升华产生的原料气通过所述气相传输通道的多孔隔板传输至所述长晶腔内长晶。2.根据权利要求1所述的用于长晶的坩埚组件，其特征在于，所述反应腔和所述长晶腔为圆筒形，所述长晶腔的直径与所述反应腔的直径的比值为1.1
‑
1.8：1。3.根据权利要求2所述的用于长晶的坩埚组件，其特征在于，所述长晶腔和所述反应腔共中心轴线设置，所述反应腔和所述长晶腔通过螺纹或卡扣连接，且所述反应腔和所述长晶腔的连接处设置有密封件。4.根据权利要求1所述的用于长晶的坩埚组件，其特征在于，所述多孔隔板与所述原料气的传输方向垂直；所述反应腔的顶部开设有凹槽，所述多孔隔板通过所述凹槽设置于所述反应腔的顶部。5.根据权利要求4所述的用于长晶的坩埚组件，其特征在于，所述多孔隔板与所述反应腔为圆筒形，所述凹槽为L形，所述多孔隔板的下端面与所述凹槽的上端面相抵接，所述多孔隔板外侧面与所述凹槽的内侧壁相抵靠，以使得所述多孔隔板卡合在所述凹槽内。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏飞，刘星，刘家朋，李加林，
申请(专利权)人：山东天岳先进科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：