一种晶体制备装置制造方法及图纸

本说明书实施例提供一种晶体制备装置，用于液相法制备晶体，该装置包括：生长腔体，生长腔体内设置至少一层板组件，其中，至少一层板组件上包括通孔；通孔的密度自板组件的中心至边缘逐渐降低；加热组件，用于加热生长腔体；连接组件，用于连接籽晶托以支撑籽晶；以及动力组件，用于带动连接组件旋转和/或上下运动，以带动籽晶托旋转和/或上下运动。带动籽晶托旋转和/或上下运动。带动籽晶托旋转和/或上下运动。

【技术实现步骤摘要】
一种晶体制备装置
分案说明
[0001]本申请是针对申请日为2022年06月07日、申请号为202210632655.5、专利技术名称为“一种晶体制备装置”的中国申请提出的分案申请。


[0002]本说明书涉及晶体制备
，特别涉及一种基于液相法制备晶体的装置。

技术介绍

[0003]在基于液相法(例如，液相外延法(liquid phase epitaxy，LPE))制备晶体(例如，碳化硅)时，原料中的易挥发组分会向上运动甚至蒸发为气态继续上溢至外部保温组件，造成原料的过度消耗，且挥发过程导致原料中组分偏离，影响晶体生长。此外，上溢的蒸气会影响保温组件的保温性能。因此，有必要提供一种晶体制备装置，改善易挥发组分的运动情况，进一步保证晶体的正常生长。

技术实现思路

[0004]本说明书实施例之一提供一种晶体制备装置，用于液相法制备晶体，所述装置包括：生长腔体，所述生长腔体内设置至少一层板组件，其中，所述至少一层板组件上包括通孔；加热组件，用于加热所述生长腔体；连接组件，用于连接籽晶托以支撑籽晶；以及动力组件，用于带动所述连接组件旋转和/或上下运动，以带动所述籽晶托旋转和/或上下运动。
[0005]在一些实施例中，相邻所述板组件的所述通孔相互交错。
[0006]在一些实施例中，对于所述至少一层板组件中的至少一个，所述通孔的开口面积总和与所述板组件的上表面面积的比值在30％
‑
80％范围内。
[0007]在一些实施例中，所述通孔的密度自所述板组件的中心至边缘逐渐降低。
[0008]在一些实施例中，所述板组件中心附近的通孔密度与所述板组件边缘附近的通孔密度的比值在1:1
‑
20:1范围内。
[0009]在一些实施例中，所述通孔的直径在0.1mm
‑
10mm范围内。
[0010]在一些实施例中，所述生长腔体侧壁的上部预设范围涂覆涂层或设置屏蔽环。
[0011]在一些实施例中，所述装置还包括腔体盖和上部保温部件，所述腔体盖与所述上部保温部件的空隙内填充碳粉。
[0012]在一些实施例中，所述腔体盖包括凸起结构。
[0013]在一些实施例中，所述生长腔体侧壁的壁厚沿所述生长腔体顶部至底部的方向逐渐增大。
附图说明
[0014]本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其
中：
[0015]图1是根据本说明书一些实施例所示的示例性晶体制备装置的结构示意图；
[0016]图2是根据本说明书一些实施例所示的示例性板组件上的通孔的示意图；
[0017]图3是根据本说明书一些实施例所示的示例性板组件上的通孔的示意图；
[0018]图4是根据本说明书一些实施例所示的示例性腔体盖与上部保温部件的局部结构示意图；
[0019]图5是根据本说明书一些实施例所示的示例性生长腔体的结构示意图；
[0020]图6是根据本说明书一些实施例所示的示例性籽晶托与籽晶的结构示意图；
[0021]图7是根据本说明书一些实施例所示的示例性晶体制备方法的流程图。
[0022]图中，100为晶体制备装置，110为生长腔体，120为加热组件，111为板组件，1111为通孔，130为腔体盖，131为空隙，132为凸起结构，140为保温组件，141为上部保温部件，142为中部保温部件，143为腔底保温部件，144为下部保温部件，150为籽晶托，160为连接组件，170为盖板，180为籽晶，181为第一籽晶，182为第二籽晶，190为石墨纸。
具体实施方式
[0023]为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
[0024]应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
[0025]如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
[0026]图1是根据本说明书一些实施例所示的示例性晶体制备装置的结构示意图。
[0027]在一些实施例中，晶体制备装置100可以基于液相法制备晶体(例如，碳化硅)。以下将结合附图，以制备碳化硅晶体为例，对说明书中实施例所涉及的晶体制备装置100进行详细说明。值得注意的是，以下实施例仅仅用以解释本说明书，并不构成对本申请的限定。
[0028]如图1所示，晶体制备装置100可以包括生长腔体110和加热组件120。
[0029]生长腔体110作为晶体制备的场所，加热组件120用于加热生长腔体110，以提供晶体制备所需的热量(例如，温度、温场等)。
[0030]在一些实施例中，生长腔体110的材质可以根据待制备的晶体种类确定。例如，制备碳化硅晶体时，生长腔体110的材质可以包括石墨。在一些实施例中，生长腔体110的材质还可以包括钼、钨、钽等。在一些实施例中，生长腔体110可以提供制备晶体所需的原材料。例如，生长腔体110可以作为碳源，提供制备碳化硅晶体所需的碳。在一些实施例中，生长腔体110内可以放置制备晶体所需的原材料(例如，硅粉、碳粉)。在一些实施例中，生长腔体
110可以是原材料形成熔体的场所。例如，在加热组件120产生的高温作用下，硅粉熔化为熔体(液态)，生长腔体110本身提供的碳溶解于硅溶液中，形成碳在硅中的溶液，作为液相法制备碳化硅晶体的液态原料。在一些实施例中，为了提高碳在硅中的溶解度，可以在原材料中加入助熔剂(例如，铝、硅铬合金、Li
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Si合金、Ti
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Si合金、Fe
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Si合金、Sc
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Si合金、Co
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Si合金等)。
[0031]在一些实施例中，生长腔体110内侧壁的上部预设范围可以涂覆涂层或设置屏蔽环，以避免熔体表面附近的硅与生长腔体110侧壁的碳反应而自发成核结晶生长。在一些实施例中，涂层或屏蔽环的材质可以是耐高温金属(例如，钨、钽、钼、铬等稀土金属、铝)或金属化合物(例如，氧化锆、氧化铝等)。
[0032]在一些实施例中，上部预设范围可以为沿生长腔体高度方向的0
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶体制备装置，用于液相法制备晶体，其特征在于，所述装置包括：生长腔体，所述生长腔体内设置至少一层板组件，其中，所述至少一层板组件上包括通孔；所述通孔的密度自所述板组件的中心至边缘逐渐降低；加热组件，用于加热所述生长腔体；连接组件，用于连接籽晶托以支撑籽晶；以及动力组件，用于带动所述连接组件旋转和/或上下运动，以带动所述籽晶托旋转和/或上下运动。2.根据权利要求1所述的晶体制备装置，其特征在于，所述板组件位于所述生长腔体内的熔体内，且位于所述熔体液面以下预设距离。3.根据权利要求1所述的晶体制备装置，其特征在于，相邻所述板组件之间的间距在10mm
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60mm范围内。4.根据权利要求1所述的晶体制备装置，其特征在于，所述加热组件包括感应线圈，所述感应线圈环绕设置在所述生长腔体外周，所述生长腔体与所述感应线圈的高度比在1:1

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，官伟明，梁振兴，李敏，
申请(专利权)人：眉山博雅新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：