本技术提供了一种单晶型SiC长晶装置,包括：炉体和加热装置；所述的炉体内设置有石墨坩埚，所述石墨坩埚的外表面包覆有隔热材料；所述的加热装置包括线圈，所述的线圈位置可沿着炉体的轴线方向移动，并可分层控制线圈的电流和/或电压；工作状态下，炉体内温度最高点在石墨坩埚的轴向方向由上至下约60％的位置处，且所述位置往上的温度梯度为第一阈值范围，所述位置往下的温度梯度为第二阈值范围，所述第一阈值范围的下限值大于所述第二阈值范围的上限值，该装置能够降低石墨坩埚的散热效果，提高其保温性能，确保石墨坩埚内部形成稳定的热场环境,有效提高密封性能，确保装置在高效率生产晶体的过程中，依然能够保证晶体的质量。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及晶体生长，具体涉及一种单晶型sic长晶装置。
技术介绍
1、当前，sic长晶装置(诸如参见us7192482b2和cn2685333y等专利文献)由于存在结构设计缺陷使得其无法精确控制多种生长参数，尤其是无法精确控制生长温度梯度参数，使得产品存在多晶型夹杂和生长速度慢的问题，同时晶体生长过程中发生碳化硅结晶因滑动缺陷或基面错位而形成热应力问题，导致产出的晶柱的晶体不合格，无法生产出大尺寸晶柱，且也无法进一步切割成可使用的晶圆。在后续的切片加工中，增加了逆向泄漏电流，使晶圆良率无法提升。为此，如何克服现有技术中设备的结构设计缺陷，改善sic长晶装置的操控性，尤其是温度场和温度梯度的控制问题，解决晶体生长中出现的杂晶、生长速度慢、存在多种热应力问题中的至少一项是亟待解决的。
技术实现思路
1、为了克服相关技术中诸多问题中的至少一者，本技术提供了一种单晶型sic长晶装置。
2、所述的一种单晶型sic长晶装置，包括：
3、炉体和加热装置；
4、所述的炉体内设置有石墨坩埚，所述石墨坩埚的外表面包覆有隔热材料；
5、所述的加热装置包括线圈，所述的线圈位置可沿着炉体的轴线方向移动，并可分层控制线圈的电流和/或电压；
6、炉体内工作温度最高点在石墨坩埚的轴向方向由上至下约60％的位置处，且所述位置往上的温度梯度为第一阈值范围，所述位置往下的温度梯度为第二阈值范围，所述第一阈值范围的下限值大于所述第二阈值范围的上限值。
>7、可选的一个实施例中，所述第一阈值范围为1.5 -2.0℃/mm，所述第二阈值范围为0.8-1.0℃/mm。8、可选的一个实施例中，所述石墨坩埚放置于石英管构成的真空室内，所述石英管为双层结构，双层结构之间设置有冷却水。
9、可选的一个实施例中，所述的隔热材料与石墨坩埚的导热系数相差700至1000倍。
10、可选的一个实施例中，所述石墨坩埚的顶部设置有第一温度测量单元，底部设置有第二温度测量单元，两个所述的温度测量单元用于监测炉体内温度梯度变化。
11、可选的一个实施例中，所述石墨坩埚的顶部设置有籽晶，所述籽晶通过黏着材料设置于安装位置。
12、可选的一个实施例中，所述籽晶的顶部设置有加热模块。
13、可选的一个实施例中，所述的黏着材料为含碳元素粘结剂。
14、可选的一个实施例中，工作状态下，所述炉体内的真空度约为5×10-2pa。
15、可选的一个实施例中，所述石墨坩埚的底部填装sic原料，所述sic原料呈粉末状。
16、本技术的技术方案具有如下优点或有益效果：
17、(1)所述石墨坩埚的外表面包覆有隔热材料，其能够降低石墨坩埚的散热效果，提高其保温性能，确保石墨坩埚内部形成稳定的热场环境。所述的加热装置包括线圈，所述的线圈位置可沿着炉体的轴线方向移动，并可分层控制线圈的电流和/或电压；该设置能够方便使用者调整线圈的加热位置和对石墨坩埚特定位置进行温控，通过组合使用两种温度调整手段以调节坩埚内的温度场分布，有效提高了温度调节的灵活性和可靠性。工作状态下，炉体内温度最高点在石墨坩埚的轴向方向由上至下约60％的位置处，且所述位置往上的温度梯度为第一阈值范围，所述位置往下的温度梯度为第二阈值范围，所述第一阈值范围的下限值大于所述第二阈值范围的上限值，该手段能够有效控制坩埚内部的轴向温度梯度和径向温度梯度，进而精准调控坩埚内的晶体沉积速度和原料的升华速度，消除多晶型夹杂、滑动缺陷和基面错位等问题，最终提高本公开的晶体生成效率；使得本公开的晶体生成效率明显优于现有技术，并能提高晶块的尺寸。
18、(2)所述石墨坩埚放置于石英管构成的真空室内，所述石英管为双层结构，双层结构之间设置有冷却水；该设置将石墨坩埚放置在双层石英管内能够有效提高其密封性能；并且双层石英结构间通入冷却水便于调节生长装置内的温度。
19、(3)所述石墨坩埚的顶部设置有第一温度测量单元，底部设置有第二温度测量单元，两个所述的温度测量单元用于监测炉体内温度梯度变化；通过设置两个温度测量单元能够方便用户观察坩埚内的温度和温度梯度分布，从而有依据的调节坩埚内的加热组件，以使坩埚内形成稳定的温度场。
20、(4)所述籽晶的顶部设置有加热模块；该加热模块不仅能够控制坩埚内的纵向温度梯度，还也可做退火处理；提高了装置操作的灵活性；确保装置在高效率生产晶体的过程中，依然能够保证晶体的质量。
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【技术保护点】
1.一种单晶型SiC长晶装置，包括：
2.根据权利要求1所述的长晶装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的长晶装置，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的长晶装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的长晶装置，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的长晶装置，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的长晶装置，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的长晶装置，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的长晶装置，其特征在于，
10.根据权利要求1所述的长晶装置，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种单晶型sic长晶装置，包括：
2.根据权利要求1所述的长晶装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的长晶装置，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的长晶装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的长晶装置，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：王朝人，王文祥，
申请(专利权)人：海南启仓投资有限公司，
类型：新型
国别省市：
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