【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶体生长装置领域，尤其涉及一种具有籽晶固定结构的晶体生长装置及该装置的使用方法。
技术介绍
1、sic单晶材料因为具有宽禁带、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度和极好的化学稳定性等特点, 成为第三代半导体材料的优秀代表，其制造的器件已在高压电力传输、5g通信、电动汽车等领域获得广泛应用。碳化硅晶体生长主流的方法是物理气相传输法，即pvt法，在进行单晶生长时，通常将籽晶固定在坩埚盖底部，石墨坩埚内装有作为料源的sic粉末，生长温度控制在2000～2300℃之间，通过调整加热线圈的位置，使sic粉料处于高温区，籽晶处于低温区。sic粉料在高温下升华分解，并和热场内部的石墨反应生成以si、si2c、sic2为主的气相组分，在温度梯度的作用下，通过对流或扩散，传输到位于低温区的籽晶表面，在这里沉积生成sic单晶。
2、在上述生长过程中，籽晶处于坩埚生长腔体顶部的坩埚盖下方，它和坩埚盖的固定方式对单晶质量的影响很大。商业化生产中，通常用石墨胶或者胶将籽晶和坩埚盖粘接在一起，但是在sic单晶生长时2000℃以上的高温下，胶水碳化收缩会在籽晶背面产生气泡，导致籽晶局部温度梯度过大，容易使籽晶背面升华产生六方空洞，而且在涂胶不均匀时，六方空洞的情况会更加突出。另一方面，胶水粘接后，由于籽晶和石墨的热膨胀系数不同，高温下二者之间会产生热应力，晶体生长时产生的位错容易在应力下增殖，使得sic单晶的质量下降。中国专利为cn114686984公开了一种无应力的sic籽晶固定装置，将籽晶和籽晶盖装入籽晶托，不使用胶水
3、
技术实现思路
1、针对上述技术中籽晶布置方案不够合理，导致结晶品质和良率都无法保证的技术问题，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具有籽晶固定结构的晶体生长装置，包括：
3、坩埚主体，所述坩埚主体内部形成有用于容置碳化硅原料的原料腔；
4、石墨环，所述石墨环的一面与所述的坩埚主体的开口端连接，另一面可拆卸连接有籽晶盖；
5、固定棒，所述固定棒设有多组，多组间隔设置的所述固定棒的第一端与所述石墨环的内壁固定连接，第二端的预留空隙则共同形成避让区域；相邻的两根所述固定棒之间
6、籽晶，所述籽晶的边缘承托于所述固定棒的第二端。
7、作为本申请的一种改进方案，所述石墨环的内壁设有多个固定孔，多组所述固定棒的第一端对应插接在所述固定孔内。
8、作为本申请的一种改进方案，还包括导流环，所述导流环的第一端外缘与所述石墨环的内壁贴合且该端的内缘为用于将气相导流至所述籽晶方向的斜面，第二端的外缘开设有环槽，且第二端的端面与所述固定棒相抵，使得所述导流环的第二端的端面与所述籽晶之间形成第一空隙；所述第一空隙与所述环槽连通以形成气流通道。
9、作为本申请的一种改进方案，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。
10、作为本申请的一种改进方案，所述第一空隙的距离为0.2-2mm。
11、作为本申请的一种改进方案，多组所述固定棒以所述坩埚主体的轴线中线呈对称分布设置。
12、作为本申请的一种改进方案，所述固定棒与所述籽晶的抵接长度为1-3mm。
13、作为本申请的一种改进方案，所述坩埚主体的外壁面还绕设有多组加热线圈。
14、作为本申请的一种改进方案，所述坩埚主体还套设有保温毛毡，所述保温毛毡覆盖多组所述加热线圈。
15、本申请的还提供了一种具有籽晶固定结构的晶体生长装置的使用方法，包括以下步骤：
16、a、获取所述石墨环和所述籽晶盖处于分离状态的上述任一晶体生长装置；
17、b、将所述籽晶搭放在多组所述固定棒的第二端，盖合所述籽晶盖，以使得所述籽晶位于所述固定棒与所述籽晶盖之间，即完成对所述籽晶的布置。
18、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具有籽晶固定结构的晶体生长装置和该装置的使用方法，装置包括坩埚主体、石墨环、固定棒和籽晶；其中，坩埚主体内部形成有用于容置碳化硅原料的原料腔；石墨环的一面与的坩埚主体的开口端连接，另一面可拆卸连接有籽晶盖；固定棒设有多组，多组间隔设置的固定棒的第一端与石墨环的内壁固定连接，第二端的预留空隙则共同形成避让区域；相邻的两根固定棒之间；籽晶的边缘承托于固定棒的第二端；相较于整体式的支撑来说，由固定棒对籽晶支撑能够有效减少支撑结构与籽晶的接触面积，使得籽晶的边缘与内部保持一致的温度分布，从而防止籽晶边缘因为温度梯度骤变而造成的多晶生长，降低了晶体开裂的风险。
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1.一种具有籽晶固定结构的晶体生长装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的具有籽晶固定结构的晶体生长装置，其特征在于，所述石墨环的内壁设有多个固定孔，多组所述固定棒的第一端对应插接在所述固定孔内。
3.根据权利要求1所述的具有籽晶固定结构的晶体生长装置，其特征在于，还包括导流环，所述导流环的第一端外缘与所述石墨环的内壁贴合且该端的内缘为用于将气相导流至所述籽晶方向的斜面，第二端的外缘开设有环槽，且第二端的端面与所述固定棒相抵，使得所述导流环的第二端的端面与所述籽晶之间形成第二空隙；所述第一空隙、所述第二空隙与所述环槽连通以形成气流通道。
4.根据权利要求3所述的具有籽晶固定结构的晶体生长装置，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。
5.根据权利要求3所述的具有籽晶固定结构的晶体生长装置，其特征在于，所述第二空隙的距离为0.2-2mm。
6.根据权利要求1所述的具有籽晶固定结构的晶体生长装置，其特征在于，多组所述固定棒以所述坩
7.根据权利要求1所述的具有籽晶固定结构的晶体生长装置，其特征在于，所述固定棒与所述籽晶的抵接长度为1-3mm。
8.根据权利要求1所述的具有籽晶固定结构的晶体生长装置，其特征在于，所述坩埚主体的外壁面还绕设有多组加热线圈。
9.根据权利要求8所述的具有籽晶固定结构的晶体生长装置，其特征在于，所述坩埚主体还套设有保温毛毡，所述保温毛毡覆盖多组所述加热线圈。
10.一种具有籽晶固定结构的晶体生长装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种具有籽晶固定结构的晶体生长装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的具有籽晶固定结构的晶体生长装置，其特征在于，所述石墨环的内壁设有多个固定孔，多组所述固定棒的第一端对应插接在所述固定孔内。
3.根据权利要求1所述的具有籽晶固定结构的晶体生长装置，其特征在于，还包括导流环，所述导流环的第一端外缘与所述石墨环的内壁贴合且该端的内缘为用于将气相导流至所述籽晶方向的斜面，第二端的外缘开设有环槽，且第二端的端面与所述固定棒相抵，使得所述导流环的第二端的端面与所述籽晶之间形成第二空隙；所述第一空隙、所述第二空隙与所述环槽连通以形成气流通道。
4.根据权利要求3所述的具有籽晶固定结构的晶体生长装置，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...
【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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