【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，尤其涉及一种碳化硅长晶用的坩埚及晶体生长装置。
技术介绍
1、碳化硅是当前第三代半导体材料中最有代表意义的一种单晶化合物，作为宽禁带半导体的“佼佼者”，相比于硅基功率半导体，它拥有更大的禁带宽度、更高的临界击穿电场、更好的导热性能和更高的载流子饱和迁移速度，在开关频率、损耗、散热、小型化方面存在明显优势，因此在高温、高频、大功率、 微电子器件等方面具有巨大的应用潜力。近些年随着在光伏、充电桩、风能，尤其是电动汽车领域越来越大规模的应用，碳化硅成为半导体材料领域最有前景的材料之一。
2、较为流行的碳化硅制备方法物理气相输运法（physical vapor transport，pvt），该方法中，一般将碳化硅粉料放置与石墨坩埚的底部，石墨坩埚顶部有籽晶盖，碳化硅籽晶就固定在籽晶盖的下方，石墨坩埚置于石墨桶中，石墨桶包裹保温碳毡，整体置于中频感应线圈的腔体内，线圈通电后，石墨桶切割磁力线在涡流作用下产生热量，其作为发热体对内部的坩埚进行加热。通过调整线圈位置和保温毡，使得sic原料处于高温区而sic籽晶处在低温区，高温下碳化硅粉料逐渐升华分解，由于硅最先分解，并和坩埚中的碳发生反应，过程中会形成si、 si2c和sic2等气相组分，在温度梯度的驱动下向低温区输送，最终在sic籽晶面上形核结晶，生长成sic单晶。
3、但是在实际中使用发现，晶体生长的时过程中，高温下坩埚底部的碳化硅原料被加热升华，由于坩埚边缘温度高，气相组分会优先沿着坩埚侧壁在轴向温度梯度的作用下向上方输运，
技术实现思路
1、针对现有的制备碳化硅的过程中，由于籽晶边缘的温度梯度骤变，气相组分很容易在籽晶边缘位置沉积并产生多晶的技术问题，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碳化硅长晶用的坩埚，包括：
3、石墨桶；
4、石墨环，所述石墨环的一面用于盖合所述石墨桶的开口，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、导流环，所述导流环的第一端外缘与所述石墨环的内壁贴合，第二端开设有环槽，且第二端的端面与所述籽晶盖形成有第一空隙；所述导流环的第一端内缘为用于将气相导流至所述籽晶方向的斜面；所述导流环的第二端内缘于所述籽晶之间具有第二空隙；所述第一空隙和所述第二空隙共同构成所述气流通道。
6、作为本专利技术的一种改进方案，所述环槽由第一槽面和第二槽面构成，所述第一槽面、所述第二槽面、所述籽晶盖和所述石墨环的围合区域以共同形成沉晶空间。
7、作为本专利技术的一种改进方案，所述第一空隙和所述第二空隙为0.2-2mm。
8、作为本专利技术的一种改进方案，所述石墨环的内壁还设有凸起平台，所述凸起平台的一侧与所述导流环的第一端相靠。
9、作为本专利技术的一种改进方案，所述石墨桶的腔室内壁形成有金属材料或金属氧化物材料所形成的隔离层，所述隔离层用于防止所述石墨桶的表面原料进入所述腔室内，所述隔离层的熔点高于所述的碳化硅的结晶温度。
10、作为本专利技术的一种改进方案，所述隔离层的材质为钽、氧化钽、铌或氧化铌中的一种。
11、作为本专利技术的一种改进方案，所述隔离层的厚度为10-50μm。
12、作为本专利技术的一种改进方案，所述石墨环与所述石墨桶通过螺纹进行连接。
13、作为本专利技术的一种改进方案，所述石墨环与所述紫荆盖板通过所述螺进行连接。
14、本申请还提供了一种长晶装置，包括主壳体、所述主壳体内设有任一上述坩埚，所述坩埚的外周绕设有加热线圈。
15、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碳化硅长晶用的坩埚及晶体生长装置，坩埚包括石墨桶、石墨环和导流环，其中，石墨环的一面用于盖合石墨桶的开口，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；导流环的第一端外缘与石墨环的内壁贴合，第二端开设有环槽，且第二端的端面与籽晶盖形成有第一空隙；导流环的第一端内缘为用于将气相导流至籽晶方向的斜面；导流环的第二端内缘于籽晶之间具有第二空隙；通过第一空隙和第二空隙共同构成气流通道，原料高温形成气相后，部分与籽晶的边缘接触发生反应作为晶体生长的原料，另一部分则进入气流通道中并沉积下来，防止多晶的积累，进而不会对籽晶的边缘形多晶，有效提高晶体的形成质量。
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1.一种碳化硅长晶用的坩埚，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅长晶用的坩埚，其特征在于，所述环槽由第一槽面和第二槽面构成，所述第一槽面、所述第二槽面、所述籽晶盖和所述石墨环的围合区域以共同形成沉晶空间。
3.根据权利要求1所述的一种碳化硅长晶用的坩埚，其特征在于，所述第一空隙和所述第二空隙为0.2-2mm。
4.根据权利要求1所述的一种碳化硅长晶用的坩埚，其特征在于，所述石墨环的内壁还设有凸起平台，所述凸起平台的一侧与所述导流环的第一端相靠。
5.根据权利要求1所述的一种碳化硅长晶用的坩埚，其特征在于，所述石墨桶的腔室内壁形成有金属材料或金属氧化物材料所形成的隔离层，所述隔离层用于防止所述石墨桶的表面原料进入所述腔室内，所述隔离层的熔点高于所述的碳化硅的结晶温度。
6.根据权利要求5所述的一种碳化硅长晶用的坩埚，其特征在于，所述隔离层的材质为钽、氧化钽、铌或氧化铌中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种碳化硅长晶用的坩埚，其特征在于，所述隔离层的厚度为10-50μm。
8.根据
9.根据权利要求1所述的一种碳化硅长晶用的坩埚，其特征在于，所述石墨环与所述紫荆盖板通过螺纹进行连接。
10.一种长晶装置，其特征在于，包括主壳体、所述主壳体内设有权利要求1-9任一所述坩埚，所述坩埚的外周绕设有加热线圈。
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅长晶用的坩埚，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅长晶用的坩埚，其特征在于，所述环槽由第一槽面和第二槽面构成，所述第一槽面、所述第二槽面、所述籽晶盖和所述石墨环的围合区域以共同形成沉晶空间。
3.根据权利要求1所述的一种碳化硅长晶用的坩埚，其特征在于，所述第一空隙和所述第二空隙为0.2-2mm。
4.根据权利要求1所述的一种碳化硅长晶用的坩埚，其特征在于，所述石墨环的内壁还设有凸起平台，所述凸起平台的一侧与所述导流环的第一端相靠。
5.根据权利要求1所述的一种碳化硅长晶用的坩埚，其特征在于，所述石墨桶的腔室内壁形成有金属材料或金属氧化物材料所形成的隔离层，所述隔离层用于防止所述石墨...
【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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