【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳化硅晶体生长，具体涉及一种抑制高温热场腐蚀的碳化硅单晶的生长装置及方法。
技术介绍
1、物理气相输运法（pvt）是目前工业化生长碳化硅晶体的主要方法，具体为在真空和气氛环境下，将碳化硅多晶原料装在由石墨坩埚和坩埚盖形成的封闭腔体中，碳化硅籽晶粘接坩埚盖下表面，石墨坩埚外部的加热器加热使石墨坩埚中的碳化硅多晶原料升华，升华气体在碳化硅籽晶上生长得到碳化硅单晶。
2、晶体生长时，会有少量的升华气体泄露到坩埚外部，泄露的气体中包括sixcy等原子团，其中硅元素在高温下会对石墨热场造成严重的腐蚀，影响石墨热场的寿命，具体的过程为硅元素和石墨热场的碳元素反应，反应形成sixcy，sixcy在高温下不稳定，容易分解成si原子团和c原子团，si原子团继续和石墨热场的碳元素反应，腐蚀石墨热场同时生成更多的c原子团。si、c和sixcy原子团都是导电介质，聚集在电阻加热部周围，加热部与周围的热场部件之间容易产生打火现象，温度瞬间突变会干扰晶体的正常生长过程，导致晶体生长无法继续进行。此外石墨热场部件在高温下会释放出碳粉尘，碳粉尘也是导电介质，容易产生打火现象。
3、现有技术涉及在坩埚部的底部中央设置凹部，凹部内沿周向设置加热部，以减小碳化硅多晶原料的径向温度梯度，提高原料利用率，然而凹部结构中的si、c和sixcy原子团以及碳粉尘更加不容易排出，容易造成石墨热场的腐蚀，以及打火现象。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服坩埚的底部中央具有凹部结构的碳化
2、为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种抑制高温热场腐蚀的碳化硅单晶的生长装置，包括：
3、坩埚部，其底部中央具有向上凹陷的凹部；
4、导气支撑组件，其内部沿轴向设置有气路通道，其一端与所述凹部的顶部中央固定连接且沿周向设置有第一通气孔；
5、第一加热部，其设置于所述凹部内，沿所述凹部的周向设置，位于所述导气支撑组件和所述坩埚部之间，其与所述导气支撑组件和所述凹部的内侧面之间分别留有第一间隔，其上端与所述凹部的顶部留有第二间隔，其位于所述第一通气孔的下方；
6、所述气路通道、第一通气孔和所述第一间隔相连通。
7、在一些优选实施方式中，所述导气支撑组件的与所述凹部的顶部固定连接的一端，其具有沿径向向外延伸至所述第一加热部的外侧的延伸结构，所述第一通气孔设置于所述延伸结构的底部且沿周向设置，所述第一通气孔分布于所述第一加热部的内侧和外侧。
8、优选地，所述延伸结构的内部具有盘形空腔，所述第一通气孔设置于所述盘形空腔的底部，所述气路通道、所述盘形空腔和所述第一通气孔相连通。
9、在一些优选实施方式中，所述生长装置还包括保温层，其设置于所述坩埚部的外部，其包括上保温层，所述上保温层的中央设置有出气孔；
10、生长腔体，其设置于所述保温层的外部，其上部中央设置有抽气口，所述抽气口和所述出气孔对应设置。
11、优选地，所述出气孔边缘的所述上保温层的底面向下倾斜延伸，所述上保温层的底面围绕形成圆锥面。
12、优选地，所述保温层还包括下保温层，所述导气支撑组件穿过所述生长腔体和所述下保温层进入所述凹部中，所述生长腔体和所述下保温层之间的导气支撑组件结构上，沿周向设置有第二通气孔，所述第二通气孔与所述气路通道相连通。
13、优选地，所述出气孔的上端同轴连接有导流筒，所述导流筒沿轴向延伸至所述抽气口中。
14、第二方面，本专利技术提供在第一方面所述的碳化硅单晶的生长装置中进行的抑制高温热场腐蚀的碳化硅单晶的生长方法，包括向导气支撑组件的气路通道中通入惰性气体，惰性气体从所述导气支撑组件的第一通气孔流出后，沿第一加热部与所述导气支撑组件之间和第一加热部与凹部的内侧面之间的第一间隔向下流动，流出所述凹部。
15、在一些优选实施方式中，惰性气体流出所述凹部后，流动经过坩埚部与保温层之间的腔体，从上保温层的出气孔流出后，经过生长腔体上的抽气口流出生长装置。
16、优选地，惰性气体从所述生长腔体和下保温层之间的导气支撑组件结构上的第二通气孔流出后，流动经过保温层和生长腔体之间的腔体，经过生长腔体上的抽气口流出生长装置。
17、本专利技术中，坩埚部的底部中央具有向上凹陷的凹部，坩埚部的凹部的顶部中央固定连接有导气支撑组件，凹部内沿凹部的周向设置有第一加热部，第一加热部位于导气支撑组件和坩埚部之间，加热部与导气支撑组件和凹部的内侧面之间分别留有第一间隔，导气支撑组件内部沿轴向设置有气路通道，导气支撑组件与凹部的顶部中央固定连接的一端沿周向设置有第一通气孔，加热部与凹部的顶部留有第二间隔，加热部位于第一通气孔的下方，气路通道、第一通气孔和第一间隔相连通，在碳化硅单晶生长过程中，向导气支撑组件的气路通道中通入惰性气体，惰性气体从支撑组件的加热部上方的第一通气孔流出后，沿第一加热部与支撑组件之间和第一加热部与凹部的内侧面之间的第一间隔向下流动，流出所述凹部，惰性气体向下流动的过程中能够快速带出凹部结构中的从坩埚部内逸出的sixcy等原子团，快速带出腐蚀反应形成的sixcy，sixcy分解形成的si原子团和c原子团，快速带走凹部结构中的碳粉尘，能够减少对坩埚部的凹部结构的石墨热场的腐蚀，提高石墨热场的使用寿命，具体包括第一加热部和石墨坩埚等，抑制加热部与周围石墨坩埚等热场部件的打火现象，避免温度瞬间突变干扰到晶体正常生长过程，显著降低晶体的缺陷密度和提高晶体内部质量。
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1.一种抑制高温热场腐蚀的碳化硅单晶的生长装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的生长装置，其特征在于，所述导气支撑组件（2）的与所述凹部（101）的顶部固定连接的一端，其具有沿径向向外延伸至所述第一加热部（3）的外侧的延伸结构，所述第一通气孔（202）设置于所述延伸结构的底部且沿周向设置，所述第一通气孔（202）分布于所述第一加热部（3）的内侧和外侧。
3.根据权利要求2所述的生长装置，其特征在于，所述延伸结构的内部具有盘形空腔（203），所述第一通气孔（202）设置于所述盘形空腔（203）的底部，所述气路通道（201）、所述盘形空腔（203）和所述第一通气孔（202）相连通。
4.根据权利要求1所述的生长装置，其特征在于，所述生长装置还包括保温层（4），其设置于所述坩埚部（1）的外部，其包括上保温层，所述上保温层的中央设置有出气孔（401）；
5.根据权利要求4所述的生长装置，其特征在于，所述出气孔（401）边缘的所述上保温层的底面向下倾斜延伸，所述上保温层的底面围绕形成圆锥面。
6.根据权利要求4所述的生
7.根据权利要求6所述的生长装置，其特征在于，所述出气孔（401）的上端同轴连接有导流筒（7），所述导流筒（7）沿轴向延伸至所述抽气口（501）中。
8.一种抑制高温热场腐蚀的碳化硅单晶的生长方法，其特征在于，其在如权利要求1~7任一项所述的碳化硅单晶的生长装置中进行，包括向导气支撑组件（2）的气路通道（201）中通入惰性气体，惰性气体从所述导气支撑组件（2）的第一通气孔（202）流出后，沿第一加热部（3）与所述导气支撑组件（2）之间和第一加热部（3）与凹部（101）的内侧面之间的第一间隔向下流动，流出所述凹部（101）。
9.根据权利要求8所述的生长方法，其特征在于，惰性气体流出所述凹部（101）后，流动经过坩埚部（1）与保温层（4）之间的腔体，从上保温层的出气孔（401）流出后，经过生长腔体（5）上的抽气口（501）流出生长装置。
10.根据权利要求9所述的生长方法，其特征在于，惰性气体从所述生长腔体（5）和下保温层之间的导气支撑组件结构上的第二通气孔（204）流出后，流动经过保温层（4）和生长腔体（5）之间的腔体，经过生长腔体（5）上的抽气口（501）流出生长装置。
...【技术特征摘要】
1.一种抑制高温热场腐蚀的碳化硅单晶的生长装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的生长装置，其特征在于，所述导气支撑组件（2）的与所述凹部（101）的顶部固定连接的一端，其具有沿径向向外延伸至所述第一加热部（3）的外侧的延伸结构，所述第一通气孔（202）设置于所述延伸结构的底部且沿周向设置，所述第一通气孔（202）分布于所述第一加热部（3）的内侧和外侧。
3.根据权利要求2所述的生长装置，其特征在于，所述延伸结构的内部具有盘形空腔（203），所述第一通气孔（202）设置于所述盘形空腔（203）的底部，所述气路通道（201）、所述盘形空腔（203）和所述第一通气孔（202）相连通。
4.根据权利要求1所述的生长装置，其特征在于，所述生长装置还包括保温层（4），其设置于所述坩埚部（1）的外部，其包括上保温层，所述上保温层的中央设置有出气孔（401）；
5.根据权利要求4所述的生长装置，其特征在于，所述出气孔（401）边缘的所述上保温层的底面向下倾斜延伸，所述上保温层的底面围绕形成圆锥面。
6.根据权利要求4所述的生长装置，其特征在于，所述保温层（4）还包括下保温层，所述导气支撑组件（2）穿过所述生长腔体（5）和所述下保温层进入所述凹部（101）中，所述生长腔体（5）和所述下保...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈建明，赵文超，杨洪雨，范子龙，张江涛，
申请(专利权)人：苏州优晶半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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