【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体晶体生长设备领域，尤其涉及一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构。
技术介绍
1、碳化硅单晶材料作为第三代宽禁带半导体材料的代表，具有宽禁带、高热导率、高电子饱和迁移率、高击穿电场等性质，与以硅为代表的第一代半导体材料和以gaas为代表的第二代半导体材料相比，碳化硅在开关频率、损耗、散热、小型化方面有着明显的优越性，被认为是制造光电子器件、高频大功率器件和高温电子器件等理想的半导体材料。当前基于碳化硅基底制成的电子设备已广泛应用于经济社会的新兴领域，包括新能源汽车、5g通讯基站以及雷达等。
2、较为流行的碳化硅制备方法物理气相输运法（physical vapor transport，pvt），但是在实际中使用发现，该方法的工作原理是采用感应加热或者电阻加热的方式将置于热场中间的石墨坩埚加热至2000℃以上， 位于坩埚底部的碳化硅粉源在高温下逐渐升华分解行成si、si2c、sic2等气氛，这些气氛在轴向温度梯度的作用下向位于坩埚上部输运，坩埚上部设有籽晶，升华的气相组分在温度较低的籽晶表面结晶，得到单晶碳化硅晶锭。
3、由于生长环境恶劣，碳化硅单晶的生长非常困难，目前普遍的生长尺寸是6寸，厚度在20-35mm之间。由于交流电的趋肤效应，坩埚内表面的温度高于中心的温度，使得原料的受热很不均匀，径向温度梯度明显，靠近坩埚壁的碳化硅原料温度高，导致外侧的原料升华速率快，中心的原料升华速率慢，升华的气体在温度梯度的驱动下向原料中心低温区输送并沉积，使得处于中心区域的原料表面结晶，严重降低了原料的利用
技术实现思路
1、针对现有技术中长晶设备中，为了制备更大面积的晶体以增大反应原料腔的容积，所带来结晶原料内部温度不均，径向温度差异较大，使得结晶原料的中心结晶不升华的技术问题，本专利技术提供一种解决方案。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，包括：
3、坩埚主体，所述坩埚主体的腔室内设有第一多孔套筒和第二多孔套筒，所述第一多孔套筒和所述第二多孔套筒同轴设置，且所述第一多孔套筒的截面直径大于所述第二多孔套筒的截面直径；所述第一多孔套筒和所述第二多孔套筒之间形成用于盛放碳化硅原料的原料腔；
4、石墨环，所述石墨环的一面与所述坩埚主体的连接，另一面设有籽晶盖，所述籽晶盖位于所述腔室内的一面形成有用于晶体生长的籽晶。
5、作为申请的一种改进方案，所述第一多孔套筒和所述第二多孔套筒由石墨材料制得。
6、作为申请的一种改进方案，所述第一多孔套筒的外壁贴合于所述坩埚主体的内壁。
7、作为申请的一种改进方案，所述第一多孔套筒和所述第二多孔套筒的孔隙率大于碳化硅的孔隙率。
8、作为申请的一种改进方案，所述第一多孔套筒和所述第二多孔套筒的孔隙率为40-60%。
9、作为申请的一种改进方案，所述第一多孔套筒和所述第二多孔套筒的厚度为5-15mm。
10、作为申请的一种改进方案，所述第二多孔套筒所形成的截面外径为40-80mm。
11、作为申请的一种改进方案，所述石墨环的两面均通过螺纹结构和所述坩埚主体以及所述籽晶盖连接。
12、作为申请的一种改进方案，还包括有石墨隔离环，所述石墨隔离环所形成的外环直径等于所述第一多孔套筒的截面直径，所形成的内环直径为所述坩埚主体内腔直径的2/3；所述石墨隔离环盛放于所述第一多孔套筒靠近所述石墨环的端面上。
13、作为申请的一种改进方案，还包括有安装底座，所述安装底座置于所述坩埚主体的底部；所述安装底座靠近所述石墨环的一面还设有第一安装凸台和第二安装凸台，所述第一多孔套筒和所述第二多孔套筒分别套设在所述第一安装凸台和所述第二安装凸起上。
14、本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术提供的一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，包括坩埚主体和石墨环，其中，坩埚主体的腔室内设有第一多孔套筒和第二多孔套筒，第一多孔套筒和第二多孔套筒同轴设置，且第一多孔套筒的截面直径大于第二多孔套筒的截面直径；第一多孔套筒和第二多孔套筒之间形成用于盛放碳化硅原料的原料腔；石墨环的一面与坩埚主体的连接，另一面设有籽晶盖，籽晶盖位于腔室内的一面形成有用于晶体生长的籽晶；通过第一多孔套筒和第二多孔套筒相配合，第二多孔套筒的内筒形成隔离区域，使得碳化硅原料内部径向距离减小，内部温差也减小，降低了碳化硅原料的表面结晶的情况 ，构建出更为合适8寸晶体生长环境，以实现能有效减少碳颗粒的的同时，提高碳化硅原料的利用率。
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1.一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，所述第一多孔套筒和所述第一多孔套筒由石墨材料制得。
3.根据权利要求1所述的一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，所述第一多孔套筒的外壁贴合于所述坩埚主体的内壁。
4.根据权利要求1所述的一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，所述第一多孔套筒和所述第二多孔套筒的孔隙率大于碳化硅的孔隙率。
5.根据权利要求4所述的一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，所述第一多孔套筒和所述第二多孔套筒的孔隙率为40-60%。
6.根据权利要求1所述的一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，所述第一多孔套筒和所述第二多孔套筒的厚度为5-15mm。
7.根据权利要求1所述的一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，所述第二多孔套筒所形成的截面外径为40-80mm。
8.根据权利要求1所述的一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，所述石墨环
9.根据权利要求1所述的一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，还包括有石墨隔离环，所述石墨隔离环所形成的外环直径等于所述第一多孔套筒的截面直径，所形成的内环直径为所述坩埚主体内腔直径的2/3；所述石墨隔离环盛放于所述第一多孔套筒靠近所述石墨环的端面上。
10.根据权利要求1所述的一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，还包括有安装底座，所述安装底座置于所述坩埚主体的底部；所述安装底座靠近所述石墨环的一面还设有第一安装凸台和第二安装凸台，所述第一多孔套筒和所述第二多孔套筒分别套设在所述第一安装凸台和所述第二安装凸起上。
...【技术特征摘要】
1.一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，所述第一多孔套筒和所述第一多孔套筒由石墨材料制得。
3.根据权利要求1所述的一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，所述第一多孔套筒的外壁贴合于所述坩埚主体的内壁。
4.根据权利要求1所述的一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，所述第一多孔套筒和所述第二多孔套筒的孔隙率大于碳化硅的孔隙率。
5.根据权利要求4所述的一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，所述第一多孔套筒和所述第二多孔套筒的孔隙率为40-60%。
6.根据权利要求1所述的一种提高碳化硅原料利用率的坩埚结构，其特征在于，所述第一多孔套筒和所述第二多孔套筒的厚度为5-15mm。
7.根据权利要求1所述的一种提高...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚永兴，周林，
申请(专利权)人：深圳市国碳半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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