本发明专利技术公开了一种多个碳化硅晶体生长的制备方法及生长装置，属于碳化硅晶体生长炉技术领域，包括操作台，操作台上设有碳化硅晶体生长炉，碳化硅晶体生长炉由上炉体和下炉体组成，上炉体的外侧套设有高频加热线圈，下炉体的底部固定设有下炉盖，下炉盖的轴心线上转动连接有供气杆，供气杆的顶部延伸至石墨坩埚内；上炉盖的下部固定设有管状结构的晶体生长管，晶体生长管的底部沿周向倾斜设有多个晶体生长载面；晶体生长管的外侧设有密封管，密封管与晶体生长管之间形成结晶区。本发明专利技术可一次性生长多块碳化硅晶锭，碳化硅晶锭的生产效率高。另外可确保了坩埚内气流的稳定性，有利提高碳化硅晶锭生长的品质。高碳化硅晶锭生长的品质。高碳化硅晶锭生长的品质。
【技术实现步骤摘要】
一种多个碳化硅晶体生长的制备方法及生长装置
[0001]本专利技术属于碳化硅晶体生长炉
，具体涉及一种多个碳化硅晶体生长的制备方法及生长装置。
技术介绍
[0002]目前，碳化硅晶体制备通常在碳化硅晶体生长炉内生长得到，在晶体生长过程中，炉体内需要抽真空，通入保护气体(惰性气体)，碳化硅粉料在2000℃以上的高温下升华气态分子，保护气与这些气态分子在温度梯度作用下会传输到石墨坩埚顶部的籽晶面上重新结晶生长出碳化硅晶锭，传统的碳化硅晶体生长炉受坩埚顶部面积的限制，往往只能生长单块碳化硅晶锭，无法一次性生长多块碳化硅晶锭，导致碳化硅晶锭生产效率低，另外，炉体内惰性气体的不断通入，会在坩埚顶部形成涡流，易导致籽晶外侧的气流紊乱，使先后升华的气态分子混合，导致生长出来的碳化硅晶锭品质一致性差，为此，我们提出了一种多个碳化硅晶体生长的制备方法及生长装置。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在无法一次性生长多个碳化硅晶锭，生长出来的碳化硅晶锭品质一致性差的缺点，而提出的一种多个碳化硅晶体生长的制备方法及生长装置。该多个碳化硅晶体生长装置可一次性生长多块碳化硅晶锭，碳化硅晶锭的生产效率高。另外可确保了坩埚内气流的稳定，有利提高碳化硅晶锭生长的品质。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]设计一种多个碳化硅晶体生长装置，包括操作台，所述操作台上设有碳化硅晶体生长炉，所述碳化硅晶体生长炉由上炉体和下炉体组成，所述下炉体固定设置在操作台上，所述上炉体以对接的方式设置在下炉体上，所述上炉体的一侧设有第一升降机构，所述上炉体的外侧套设有高频加热线圈，所述高频加热线圈固定设置在第一升降机构上；所述下炉体的底部固定设有下炉盖，所述下炉盖的轴心线上转动连接有供气杆，所述供气杆通过轴套固定在下炉盖上，供气杆的底部设有旋转驱动装置；所述供气杆的内部沿轴向设有贯穿的供气通道，所述轴套的一侧固定设有供气嘴，所述供气嘴与供气通道相连通；所述供气杆上固定设有坩埚放置架，所述石墨坩埚放置在所述坩埚放置架上，所述供气杆的顶部延伸至石墨坩埚内；所述上炉盖的下部固定设有管状结构的晶体生长管，所述晶体生长管的底部沿周向倾斜设有多个晶体生长载面，每个所述晶体生长载面上均设有籽晶槽；所述晶体生长管内对应所述籽晶槽的位置固定设有环状结构的降温管；所述晶体生长管的外侧设有密封管，所述密封管的外径尺寸与所述石墨坩埚的内径尺寸相适配，所述密封管内设有冷却腔；所述上炉盖上固定设有进液管和出液管，所述进液管与出液管之间依次连接降温管和冷却腔；所述密封管与晶体生长管之间形成结晶区，所述密封管的顶部周向上设有多个排气孔，所述排气孔与结晶区连通。
[0006]进一步的，所述上炉体与下炉体对接的一端分别设有上对接法兰和下对接法兰，
所述上对接法兰以嵌入的方式插接在下对接法兰上。
[0007]进一步的，所述第一升降机构包括第一丝杆升降驱动装置，所述第一丝杆升降驱动装置固定设置在操作台上，第一丝杆升降驱动装置的输出端上固定设有固定架，所述固定架固定设置在上炉体的外侧，所述高频加热线圈固定设置在固定架上。
[0008]进一步的，所述旋转驱动装置包括旋转驱动电机，所述旋转驱动电机通过吊架固定在所述下炉盖上，所述旋转驱动电机的输出轴通过联轴器与所述供气杆固定连接。
[0009]进一步的，所述供气杆对应供气嘴的位置设有一圈供气环形槽，所述供气环形槽上至少设有一个供气通孔，所述供气通孔与所述供气通道相连通。
[0010]进一步的，所述上炉盖的一侧设有第二升降机构，所述第二升降机构包括第二丝杆升降驱动装置，所述第二丝杆升降驱动装置固定载板固定设置在上炉体的一侧，所述第二丝杆升降驱动装置的输出端固定设有悬臂，所述悬臂的端部固定在上炉盖上。
[0011]进一步的，所述供气杆与晶体生长管之间设有同步供气装置，所述同步供气装置包括供气环管和插接管，所述插接管通过旋转座固定设置在晶体生长管的底部，所述插接管通过连接管与所述供气环管相连通，所述供气环管对应每个所述籽晶槽的位置均设有喷嘴。
[0012]进一步的，所述喷嘴喷出的气流对应所述籽晶槽竖直向上。
[0013]为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种多个碳化硅晶体生长制备方法，根据所述多个碳化硅晶体生长装置，具体包括如下步骤：
[0014]步骤1，通过第一升降机构将上炉体升起，将石墨坩埚贯穿供气杆放置在坩埚放置架，并向石墨坩埚内添加碳化硅粉料；
[0015]步骤2，在晶体生长管的每个籽晶槽内固定安装籽晶，形成多个碳化硅晶锭生长单元；
[0016]步骤3，通过第一升降机构将上炉体下降，与下炉体对接密封，并对炉体内进行抽真空；
[0017]步骤4、向供气嘴通入惰性保护气体，并对上炉体进行加热，使其炉内温度上升至2000℃
‑
2100℃；
[0018]步骤5、向降温管和冷却腔内通过冷媒介质，在籽晶槽背部形成低温区，并在密封管与晶体生长管之间形成结晶区；
[0019]步骤6、启动旋转驱动装置带动供气杆匀速旋转，使石墨坩埚在炉体内运行旋转，通入的惰性保护气体在炉体内形成同步的且方向向上的载气气流；
[0020]步骤7、碳化硅粉料升华气态分子在载气的作用下稳定升上，并在籽晶外侧形成平稳气流，落入到籽晶的气态分子重新结晶生长出碳化硅晶锭，落入到结晶区的气态分子重新凝结为碳化硅粉料再次回到石墨坩埚内，进行下一次升华；
[0021]步骤8、待碳化硅晶锭完成生长后，停止加热，自然冷却后，将上炉盖升起，取下多个生长完成的碳化硅晶锭。
[0022]本专利技术提出的一种多个碳化硅晶体生长的制备方法及生长装置，有益效果在于：
[0023](1)、本专利技术采用晶体生长管底部倾斜设置多个晶体生长载面，一方面增大了坩埚内的晶体生长面积，可一次性生长多块碳化硅晶锭，提高碳化硅晶锭的生产效率，另一方面，倾斜设置晶体生长载面，可对上升的气流进行导流，使上升后的载气气流(含碳化硅升
华气态分子)单向通过籽晶表面，可避免气流垂直撞击坩埚顶部，形成回流。
[0024](2)、本专利技术采用坩埚内供气，可将气化后的碳化硅气态分子均匀的送入至籽晶面上，确保了坩埚内气流的稳定性，避免籽晶外侧形成回流气体，可避免先升华的气态分子与后升华的气态分子的混流落入籽晶面上，确保了籽晶面上碳化硅气态分子落入的一致性，有利提高碳化硅晶锭生长的品质。
附图说明
[0025]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0026]图1是本专利技术的主视图；
[0027]图2是本专利技术的内部结构示意图；
[0028]图3是本专利技术中关于轴套的内部结构示意图；
[0029]图4是本专利技术中关于供气环形槽的结构示意图；
[0030]图5是本专利技术中关于坩埚放置架的结构示意图；...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多个碳化硅晶体生长装置，包括操作台(1)，所述操作台(1)上设有碳化硅晶体生长炉，其特征在于，所述碳化硅晶体生长炉由上炉体(3)和下炉体(2)组成，所述下炉体(2)固定设置在操作台(1)上，所述上炉体(3)以对接的方式设置在下炉体(2)上，所述上炉体(3)的一侧设有第一升降机构，所述上炉体(3)的外侧套设有高频加热线圈(33)，所述高频加热线圈(33)固定设置在第一升降机构上；所述下炉体(2)的底部固定设有下炉盖(21)，所述下炉盖(21)的轴心线上转动连接有供气杆(4)，所述供气杆(4)通过轴套(41)固定在下炉盖(21)上，供气杆(4)的底部设有旋转驱动装置；所述供气杆(4)的内部沿轴向设有贯穿的供气通道(43)，所述轴套(41)的一侧固定设有供气嘴(44)，所述供气嘴(44)与供气通道(43)相连通；所述供气杆(4)上固定设有坩埚放置架(42)，所述石墨坩埚(5)放置在所述坩埚放置架(42)上，所述供气杆(4)的顶部延伸至石墨坩埚(5)内；所述上炉体(3)的顶部设有上炉盖(6)，所述上炉盖(6)的下部固定设有管状结构的晶体生长管(7)，所述晶体生长管(7)的底部沿周向倾斜设有多个晶体生长载面(71)，每个所述晶体生长载面(71)上均设有籽晶槽(72)；所述晶体生长管(7)内对应所述籽晶槽(72)的位置固定设有环状结构的降温管(73)；所述晶体生长管(7)的外侧设有密封管(8)，所述密封管(8)的外径尺寸与所述石墨坩埚(5)的内径尺寸相适配，所述密封管(8)内设有冷却腔(81)；所述上炉盖(6)上固定设有进液管(64)和出液管(65)，所述进液管(64)与出液管(65)之间依次连接降温管(73)和冷却腔(81)；所述密封管(8)与晶体生长管(7)之间形成结晶区(9)，所述密封管(8)的顶部周向上设有多个排气孔(91)，所述排气孔(91)与结晶区(9)连通。2.根据权利要求1所述的一种多个碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述上炉体(3)与下炉体(2)对接的一端分别设有上对接法兰(23)和下对接法兰(34)，所述上对接法兰(23)以嵌入的方式插接在下对接法兰(34)上。3.根据权利要求1所述的一种多个碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述第一升降机构包括第一丝杆升降驱动装置(31)，所述第一丝杆升降驱动装置(31)固定设置在操作台(1)上，第一丝杆升降驱动装置(31)的输出端上固定设有固定架(32)，所述固定架(32)固定设置在上炉体(3)的外侧，所述高频加热线圈(33)固定设置在固定架(32)上。4.根据权利要求1所述的一种多个碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述旋转驱动装置包括旋转驱动电机(48)，所述旋转驱动电机(48)通过吊架(47)固定在所述下炉盖(21)上，所述旋转驱动电机(48)的输出轴通...
【专利技术属性】
技术研发人员：于永澔，李光，
申请(专利权)人：南京宏泰晶智能装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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