一种底部分离式碳化硅单晶生长用石墨坩埚制造技术

本实用新型专利技术公开了一种底部分离式碳化硅单晶生长用石墨坩埚，涉及碳化硅单晶生长技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种底部分离式碳化硅单晶生长用石墨坩埚


[0001]本技术涉及碳化硅单晶生长
，具体涉及一种底部分离式碳化硅单晶生长用石墨坩埚
。

技术介绍

[0002]第三代半导体材料是指以碳化硅
、
氮化镓为代表的宽禁带半导体材料，具有击穿电场高
、
热导率高
、
电子饱和速率高
、
抗辐射能力强等优势，因此采用第三代半导体材料制备的半导体器件不仅能在更高的温度下稳定运行，适用于高电压
、
高频率场景，还能以较少的电能消耗，获得更高的运行能力
。
[0003]碳化硅单晶的生长技术主要有三种，主要是
PVT(
物理气相传输法
)、
液相法
、HTCVD(
高温化学气相沉积法
)。
其中物理气相传输法
(PVT)
经过各大厂商的不断研究和优化，成为了碳化硅单晶生长的主要工艺路线
。PVT
法生长碳化硅单晶一般采用感应加热的方式，在真空下或者惰性气体气氛保护的石墨坩埚中，以高纯的碳化硅粉为原料，在一定的温度
(2000℃
‑
2500℃
之间
)
和压力
(
＜
1atm)
下进行
。
固态碳化硅粉在高温下发生分解升华
、
形成气相组分
SixCy
，由于石墨坩埚反应腔轴向存在着温度梯度，气相组分
SixCy
从温度相对较高的生长原料区向温度相对较低的生长界面
(
籽晶
/
气相界面
)
运动，并在碳化硅籽晶上沉积与结晶
。
这个过程持续一定的时间，生长界面将稳定的向原料区推移，最终生成碳化硅晶体
。
碳化硅单晶生长的周期较长，生长速度较慢，一个周期超过一个星期
。
温度在
2000℃
到
2500℃
之间，温度较高，热场部件全部为高纯石墨，故称之为高纯高温石墨热场
。
[0004]固态的碳化硅粉末盛放在高纯的石墨坩埚内，由于温度较高，石墨坩埚内部不断受到侵蚀及高温升华，石墨坩埚的寿命较短，侧壁损耗的速度快于底部
。
如图1所示，目前石墨坩埚主要是采用
U
形设计，考虑加工和材料利用率以及底部和侧壁的损耗速度不一样，设计底部分离式碳化硅单晶生长用石墨坩埚
。

技术实现思路

[0005]为此，本技术实施例提供一种底部分离式碳化硅单晶生长用石墨坩埚，以解决上述技术存在的问题
。
[0006]为了实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：
[0007]一种底部分离式碳化硅单晶生长用石墨坩埚，包括分体式的坩埚本体；
[0008]坩埚本体包括柱状结构的坩埚壁，且所述坩埚壁沿轴向贯通设置；
[0009]还包括坩埚座，所述坩埚座上设置有连接结构，用来与坩埚壁配合，坩埚壁与坩埚座可拆卸固定连接
。
[0010]可选地，所述连接结构为设置于所述坩埚座上表面的环状卡座，所述卡座与坩埚壁的内壁尺寸相适配
。
[0011]可选地，所述卡座与所述坩埚座一体成型
。
[0012]可选地，所述坩埚壁内壁的底部设置有台阶状凹槽，所述凹槽与卡座的形状相适
配，使卡座的内壁与坩埚的内壁齐平
。
[0013]可选地，所述凹槽内设置有内螺纹，卡座的外壁设置有与所述内螺纹相适配的外螺纹，坩埚座通过卡座上的外螺纹与坩埚壁螺纹连接
。
[0014]可选地，所述卡座的高度
≥10mm。
[0015]本技术至少具有以下有益效果：
[0016]本技术的底部分离式碳化硅单晶生长用石墨坩埚采用石墨坩埚壁和石墨坩埚座两段式设计，石墨坩埚壁内部掏出的材料可以继续加工其它石墨零部件，提高了原材料的利用率，石墨坩埚壁被腐蚀严重，优先报废，石墨坩埚座可以继续使用，这样提高石墨坩埚的寿命，降低成本
。
[0017]石墨坩埚上壁和石墨坩埚座优先内壁接触配合，减少了碳化硅粉原料及气态的硅进入螺纹，提高石墨坩埚的整体寿命
。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明现有技术以及本技术，下面将对现有技术以及本技术实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍
。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的附图
。
[0019]本说明书所绘示的结构
、
比例
、
大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，任何结构的修饰
、
比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内
。
[0020]图1为现有碳化硅单晶生长用石墨坩埚结构示意图；
[0021]图2为本技术碳化硅单晶生长用石墨坩埚的结构示意图；
[0022]图3为图2中碳化硅单晶生长用石墨坩埚内壁接触放大结构示意图
。
[0023]附图标记说明：
[0024]1、
坩埚壁；
2、
坩埚座；
3、
卡座；
4、
凹槽
。
具体实施方式
[0025]为了使本申请的目的
、
技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明
。
应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请
。
[0026]在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上
。
本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等
(
如果存在
)
旨在区别指代的对象
。
对于具有时序流程的方案，这种术语表述方式不必理解为描述特定的顺序或先后次序，对于装置结构的方案，这种术语表述方式也不存在对重要程度
、
位置关系的区分等
。
[0027]此外，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程
、
方法
、
系统
、
产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程
、
方法
、
产品或设备固有的
其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种底部分离式碳化硅单晶生长用石墨坩埚，其特征在于：包括分体式的坩埚本体；坩埚本体包括柱状结构的坩埚壁，且所述坩埚壁沿轴向贯通设置；还包括坩埚座，所述坩埚座上设置有连接结构，用来与坩埚壁配合，坩埚壁与坩埚座可拆卸固定连接
。2.
根据权利要求1所述的一种底部分离式碳化硅单晶生长用石墨坩埚，其特征在于：所述连接结构为设置于所述坩埚座上表面的环状卡座，所述卡座与坩埚壁的内壁尺寸相适配
。3.
根据权利要求2所述的一种底部分离式碳化硅单晶生长用石墨坩埚，其特征在于：所述卡座与所述坩埚座一体成型

【专利技术属性】
技术研发人员：李西维，黄建明，岛田正志，
申请(专利权)人：上海东洋炭素有限公司，
类型：新型
国别省市：