一种生长碳化硅单晶的石墨电阻炉热场结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种生长碳化硅单晶的石墨电阻炉热场结构，包括生长腔室，生长坩埚与加热器，所述生长坩埚置于所述生长腔室内，所述加热器位于所述生长坩埚与所述生长腔室之间，所述加热器可升降旋转，所述生长坩埚内设有粉料区，所述生长坩埚底部设有可上下升降滑动的石墨块，所述石墨块用于调节粉料区的位置，从而调节粉料区的热场曲线。本实用新型专利技术使得传统结构的单一的加热器升降的热场调节方式改由加热器升降与粉料区双重升降结合的热场调节方式，且增加了粉料区的旋转与保留着加热器的旋转功能。通过这样的改变，使得生长过程中的热场的变化变得可控，可以更精细的控制热场的轴径向温度梯度。热场的轴径向温度梯度。热场的轴径向温度梯度。

【技术实现步骤摘要】
一种生长碳化硅单晶的石墨电阻炉热场结构


[0001]本技术属于碳化硅生长领域，涉及热场结构，尤其涉及一种提高晶体生长质量的生长碳化硅单晶的石墨电阻炉热场结构。

技术介绍

[0002]SiC晶体具有禁带宽度大、临界击穿场强大、饱和漂移速度高、热膨胀系数低、抗辐射能力强等一系列优点，是备受关注的新一代半导体材料，在微波射频、功率器件、LED衬底等应用方面具有广泛的应用前景。尤其是近十年来，无论是SiC晶体材料还是相关器件应用研究都取得了长足发展，SiC晶体器件逐步进入电力电子、新能源汽车、LED照明等产业。
[0003]PVT法(PVT physical vapor transport,物理气相沉积)法碳化硅(SiC)单晶生长的基本过程包括原料分解升华、质量传输和在籽晶上结晶三个过程。当加热到一定的温度后原料主要分解为Si、Si2C、SiC2气体。生长过程中，首要解决的是温场的均匀分布问题，以保证生长界面的均匀性，为二维层状生长。通常根据温场分布设计出的坩埚均为直通结构,如何对这种坩埚结构改造以降低晶体缺陷为当前碳化硅晶体生长中的趋势。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本技术提供了一种生长碳化硅单晶的石墨电阻炉热场结构，由加热器升降旋转与粉料区双重升降旋转结合的热场调节方式，使得生长过程中的热场的变化变得可控，可以更精细的控制热场的轴径向温度梯度。使得晶体生长形核初期均匀形核，减少缺陷，提高晶体生长质量，同时另一方面能够大幅度的提高碳化硅粉料的利用率，为企业带来效益。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0006]一种生长碳化硅单晶的石墨电阻炉热场结构，包括生长腔室，生长坩埚与加热器，所述生长坩埚置于所述生长腔室内，所述加热器位于所述生长坩埚与所述生长腔室之间，所述加热器可升降旋转，所述生长坩埚内设有粉料区，所述生长坩埚底部设有可上下升降滑动的石墨块，所述石墨块用于调节粉料区的位置，从而调节粉料区的热场曲线。
[0007]在本技术方案中，通过石墨块的升降旋转，使得加热器升降旋转与粉料区双重升降旋转结合的热场调节方式，让生长过程中的热场的变化变得可控，可以更精细的控制热场的轴径向温度梯度。
[0008]作为本技术的一种优选方案，还包括籽晶与籽晶托，所述籽晶托内侧固定所述籽晶。
[0009]作为本技术的一种优选方案，所述石墨块上还设有石墨旋杆，所述石墨旋杆用于带动所述石墨块的旋转。
[0010]作为本技术的一种优选方案，所述加热器为石墨电阻加热器。
[0011]作为本技术的一种优选方案，所述加热器与所述生长腔室之间还设有保温材料。
[0012]作为本技术的一种优选方案，所述加热器的转速为4
‑
20rad/h，运动速度为1
‑
10mm/h。
[0013]作为本技术的一种优选方案，所述石墨块的转速为4
‑
20rad/h，运动速度为1
‑
10mm/h。
[0014]作为本技术的一种优选方案，所述石墨块的尺寸与生长的晶体的尺寸相匹配。
[0015]作为本技术的一种优选方案，还包括驱动装置，所述驱动装置与加热器连接，所述驱动装置与石墨块连接。
[0016]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0017]1)本技术的结构简单，无需做太大改动即可实现；
[0018]2)本技术的热场结构使得晶体生长形核初期均匀形核，减少缺陷，提高晶体生长质量，同时另一方面能够大幅度的提高碳化硅粉料的利用率，为企业带来效益。
附图说明
[0019]图1是本技术的结构示意图。
[0020]图中，1.籽晶；2.粉料区；3.石墨块；4.生长坩埚；5.石墨旋杆；6.加热器；7.保温材料；8.生长腔室。
具体实施方式
[0021]为进一步了解本技术的内容，结合附图及实施例对本技术作详细描述。
[0022]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关技术，而非对该技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与技术相关的部分。本技术中所述的第一、第二等词语，是为了描述本技术的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本技术的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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技术的限制。此外，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。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；可以是机械连接，也可以是电连接；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技术中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本技术要求保护的范围内。
[0023]实施例1
[0024]参见图1，本实施例提供的一种生长碳化硅单晶的石墨电阻炉热场结构，包括生长腔室8，生长坩埚4与加热器6，生长坩埚4由石墨制成，位于生长腔室8内，加热器6为石墨电
阻加热器，位于生长坩埚4与生长腔室8之间，加热器6连接有驱动装置(图中未示出)，可升降旋转；
[0025]生长坩埚4底部装填有碳化硅粉源，形成粉料区2，生长坩埚4底部设有可上下升降滑动的石墨块3，石墨块3用于调节粉料区2的位置，从而调节粉料区2的热场曲线。
[0026]在加热器6与生长腔室8之间还填充有保温材料7，该保温材料7为现有技术中常用的保温材料，在此不再赘述。
[0027]石墨块3的底部固定连接有一石墨旋杆5，该石墨旋杆5连接驱动装置(图中未示出)，驱动装置可以分别控制加热器6的升降和石墨块3的升降。
[0028]石墨块的尺寸大小针对不同的尺寸的晶体(4inch、6inch)生长选择相对应的匹配尺寸。
[0029]本技术在装炉前，先把生长坩埚4装入生长腔室8后，生长坩埚3底部连接有石墨块3，石墨块3底下连接石墨旋杆5，生长坩埚4整体在生长腔室8内，生长坩埚4被石墨电阻加热器6包围住，石墨电阻加热器6与生长腔室8之间填充着保温材料7，如图所示。
[0030]本技术使得传统结构的单一的加热器升降的热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生长碳化硅单晶的石墨电阻炉热场结构，其特征在于，包括生长腔室，生长坩埚与加热器，所述生长坩埚置于所述生长腔室内，所述加热器位于所述生长坩埚与所述生长腔室之间，所述加热器可升降旋转，所述生长坩埚内设有粉料区，所述生长坩埚底部设有可上下升降滑动的石墨块，所述石墨块用于调节粉料区的位置，从而调节粉料区的热场曲线。2.根据权利要求1所述的一种生长碳化硅单晶的石墨电阻炉热场结构，其特征在于，还包括籽晶与籽晶托，所述籽晶托内侧固定所述籽晶。3.根据权利要求1所述的一种生长碳化硅单晶的石墨电阻炉热场结构，其特征在于，所述石墨块上还设有石墨旋杆，所述石墨旋杆用于带动所述石墨块的旋转。4.根据权利要求1所述的一种生长碳化硅单晶的石墨电阻炉热场结构，其特征在于，所述加热器为石墨电阻加热器。5.根据权利要求1所述的一种生长碳化硅单晶的石墨电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚秋鹏，徐所成，皮孝东，王亚哲，陈鹏磊，程周鹏，
申请(专利权)人：浙江大学杭州国际科创中心，
类型：新型
国别省市：