CN111041553A - 一种晶体生长的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种晶体生长的装置及方法，该装置包括：上坩埚，其用于晶体的生长，上坩埚的底部设置有多个上筛孔；下坩埚，其位于上坩埚的下方，下坩埚的底部封闭，顶部设置有多个下筛孔，下筛孔与上筛孔错位设置；升降装置，包括控制上坩埚移动的第一升降装置及控制下坩埚移动的第二升降装置。本发明装置能保证粉料碳化均匀彻底，还能随时收集碳化后的粉料，大大减少了包裹体、微管、位错等缺陷。本发明方法通过控制上坩埚的升降，使上坩埚和下坩埚贴合对接，达到晶体生长用粉料碳化均匀彻底，晶体生长缺陷少；且通过控制下坩埚的升降，使上坩埚和下坩埚分离，下坩埚收集碳化后的粉料，达到上下筛孔的定时开关、闭合，实现高品质晶体生长。

Description

一种晶体生长的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种晶体生长装置及方法，属于晶体生长的技术领域。

背景技术

碳化硅(SiC)单晶具有高导热率、高击穿电压、载流子迁移率极高、化学稳定性很高等优良的半导体物理性质，可以制作成在高温、强辐射条件下工作的高频、高功率电子器件和光电子器件，在国防、高科技、工业生产、供电、变电领域有巨大的应用价值，被看作是极具发展前景的第三代宽禁带半导体材料。

PVT法生长碳化硅单晶的生长过程是在密闭的石墨坩埚中进行，因此在高温下生长环境处于富碳气氛下。晶体生长初期，由于硅组分的蒸气分压较高，因此晶体生长界面处于硅组分和碳组分相对平衡的状态。随着晶体生长的进行，碳化硅原料中的硅组分不断地升华减少，硅的流失将逐渐严重，粉料逐渐碳化，导致生长腔室内的气相组分逐渐失衡成为富碳状态。在富碳的生长环境下，晶体生长的前沿界面会有碳的富集并形成碳包裹体缺陷。包裹体缺陷会诱生微管、位错、层错等缺陷，严重影响碳化硅单晶质量。因此，如何在碳化硅单晶生长过程中，阻止中后期粉料中的碳颗粒进入晶体中，减少单晶中的碳包覆体，是目前碳化硅单晶生长过程中急需解决的一个技术难题。

CN207498521U公开了一种提升质量的碳化硅单晶生长装置，包括石墨坩埚、石墨盖和石墨软毡保温层，所述石墨盖位于石墨坩埚顶部封闭所述石墨坩埚，所述石墨盖内侧中心突出区域粘合有籽晶片，所述石墨软毡保温层包覆所述石墨坩埚的周围、顶部、底部，所述石墨坩埚内放置有碳化硅粉末，所述石墨坩埚内碳化硅粉末与籽晶片之间的区域架设石墨支撑环，所述石墨支撑环上安装有导流筒，所述导流筒内固定一层或多层的金属过滤片，所述金属过滤片内均匀分布有通孔。该专利在坩埚内原料与籽晶之间的空间装设耐高温的金属过滤片与导流筒，可以有效过过滤掉碳杂质，避免在晶体生长过程中形成碳包裹物；但该专利的装置过滤碳杂质又进入坩埚原料中，粉料将不断碳化，碳化粉料会随着坩埚原料再次升华，影响了长晶效率和晶体的质量。

CN107059130B公开了一种减少碳化硅单晶中包裹体的新型坩埚及利用坩埚生长单晶的方法，包括外坩埚和坩埚盖，在外坩埚内设置有内坩埚，所述的内坩埚包括底部和侧壁，侧壁为双层侧壁，双层侧壁包括内壁和外壁，内壁上设置有贯穿内壁的小孔，双层侧壁上端口设置有密封内壁与外壁之间夹层的环形端盖。该发明的内坩埚将处于高温位置容易碳化的SiC粉料封闭于内坩埚的内壁与外壁之间的夹层中，粉料碳化后的微小碳颗粒不能输运到籽晶表面，同时内腔中的粉料对夹层中热解的气相起到过滤作用，避免了碳颗粒传输到SiC单晶表面，从而大大减少SiC单晶中的碳包裹体。但是该专利只能阻止坩埚侧壁碳化后的微小碳颗粒不能输运到籽晶表面，坩埚底部也有大量碳化后的粉料生成，不能阻止坩埚底部碳化后的微小碳颗粒不能输运到籽晶表面，且该专利SiC粉料在该装置内不同位置的温度差非常大，碳化不均匀，导致气相组分中成分不均匀，也会影响长晶的质量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种晶体生长装置及长晶方法，通过设置上坩埚和下坩埚，上坩埚底部设置筛孔，将碳化后的粉料从晶体生长原料中过滤掉，且通过设置升降装置使得长晶过程中晶体生长原料碳化均匀，避免碳包裹体的缺陷。

本申请采用的技术方案如下：

本发明提供了一种晶体生长的装置，所述装置包括：

上坩埚，其用于晶体的生长，上坩埚的底部设置有多个上筛孔；

下坩埚，其位于上坩埚的下方，下坩埚的底部封闭，顶部设置有多个下筛孔，所述下筛孔与上筛孔错位设置；

升降装置，包括控制上坩埚移动的第一升降装置及控制下坩埚移动的第二升降装置。

进一步的，所述上筛孔为圆柱形通孔，和/或所述下筛孔为圆柱形通孔；

所述圆柱形通孔的直径为5～10mm，相邻圆柱形通孔的距离为2～10mm。

进一步的，所述上筛孔为圆台形通孔，和/或所述下筛孔为倒圆台形通孔；

所述圆台形通孔的上直径为2～8mm，下直径为9～15mm，相邻圆台形通孔的距离为2～10mm；

所述倒圆台形通孔的上直径为9～15mm，下直径为2～8mm，相邻倒圆台形通孔的距离为2～10mm；

进一步的，所述上坩埚的底部设置有上凸柱，上凸柱与下筛孔区配设置；所述下坩埚的顶部设置有下凸柱，下凸柱与上筛孔区配设置。

进一步的，所述上坩埚和下坩埚均为筒状结构，下坩埚的直径与上坩埚的直径相同，下坩埚的高度小于上坩埚的高度。

进一步的，所述上坩埚的底部设置有向下延伸的边沿挡板，所述下坩埚的侧壁顶端上设置有向下延伸的凹槽导轨，所述边沿挡板在凹槽导轨中上下移动

进一步的，所述装置还包括保温结构、炉体、加热装置，上坩埚和下坩埚均设置在保温结构的腔内，保温结构设置在炉体内，加热装置环绕设置在炉体外侧；上坩埚的顶部粘结有籽晶。

进一步的，所述第一升降装置包括第一支柱及由第一丝杠传动机构驱动的第一升降台，第一支柱的一端固定在上坩埚的顶部，另一端依次穿过保温结构和炉体与第一升降台连接；所述第二升降装置包括第二支柱及由第二丝杠传动机构驱动的第二升降台，第二支柱的一端固定在下坩埚的底部，另一端依次穿过保温结构和炉体与第二升降台连接。

优选的，所述第一丝杠传动机构和第二丝杠传动机构均包括滚珠丝杆、丝杆螺母、支架和电机，滚珠丝杆与丝杆螺母螺纹配合，丝杆螺母与第一升降台或第二升降台固定连接，滚珠丝杆转动支撑在所述支架上，电机通过联轴器带动滚珠丝杆转动。

本发明还提供了使用所述的装置进行晶体生长的方法，该方法包括以下步骤：

在长晶阶段，将上坩埚在高温区上下移动，下坩埚也同步移动以将上坩埚的底部与下坩埚的顶部紧密贴合，使得粉料碳化均匀；

当上坩埚生长腔内硅碳比小于1时，将下坩埚单独向下移动，使得碳化后的粉料从上坩埚中过滤掉。

其中，上坩埚的长晶压力为5～800mbar，长晶温度为2000～2500℃，长晶时间为20～120h；

优选的，上坩埚和下坩埚上下移动的速率均为0.5～5mm/h，下坩埚单独向下移动的距离为10～50mm。

本发明的有益效果为：

(1)本发明装置通过设置上坩埚和下坩埚，上坩埚底部设有上筛孔，能将晶体生长过程中碳化后的粉料过滤掉；且下坩埚顶部设有下筛孔，用于收集碳化后的粉料，减少了碳化后的粉料进入气相组分中；上筛孔和下筛孔设置实现了将碳化后的粉料按要求隔离；且通过控制上坩埚的升降，使得晶体生长用粉料碳化均匀，保证了气相组分的均匀性，有效减少了包裹体、微管、位错等缺陷。

(2)本发明装置的结构简单，不仅能保证粉料碳化均匀彻底，还能随时收集碳化后的粉料，大大提高了晶体生长的质量。

(3)本发明方法通过控制上坩埚的升降，使上坩埚和下坩埚贴合对接，达到晶体生长用粉料碳化均匀彻底，气相组分中碳和硅比例均匀，晶体生长缺陷少；通过控制下坩埚的升降，使上坩埚和下坩埚分离，下坩埚收集碳化后的粉料，达到上下筛孔的定时开关、闭合，实现高品质晶体生长。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明晶体生长装置的结构示意图；

图2为本发明晶体生长装置一使用状态示意图；

图3为本发明涉及到的晶体生长装置的示意图；

图4为本发明装置中上坩埚的示意图；

图5为本发明装置中下坩埚的示意图；

其中，1、炉体；2、保温结构；3、上坩埚；31、上筛孔；32、上凸柱；33、边沿挡板；4、下坩埚；41、下筛孔；42、下凸柱；43、凹槽导轨；5、第一升降装置；51、第一支柱；52、第一升降台；53、第一丝杠传动机构；6、第二升降装置；61、第二支柱；62、第二升降台；63、第二丝杠传动机构。

具体实施方式

下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如无特别说明，本申请实施例中的原料和试剂均通过商业途径购买。

本申请的晶体生长装置可用于碳化硅单晶的生长，但不限于生长碳化硅单晶，本申请以碳化硅单晶为例进行说明该长晶装置的结构和使用方法。

参考图1～3，本申请的一个实施例公开了一种晶体生长装置，该装置包括：保温结构2、上坩埚3、下坩埚4和升降装置；上坩埚3、下坩埚4均设置在保温结构2的腔内，保温结构2设置在炉体1内，炉体1外环绕设置有加热装置；上坩埚3用于长晶，其内部放置有碳化硅粉料，上坩埚3的底部设置有多个上筛孔31；下坩埚4位于上坩埚3的下方，下坩埚4的底部封闭，顶部设置有多个下筛孔41，所述下筛孔41与上筛孔31错位设置。下坩埚4用于收集碳化后的粉料；升降装置包括控制上坩埚上下移动的第一升降装置5及控制下坩埚上下移动的第二升降装置6。当上坩埚3的底部与下坩埚4的顶部紧密贴合，上坩埚3内晶体生长过程中，随着加热过程的进行，会逐渐生成碳化的粉料；当上坩埚3的底部与下坩埚4的顶部分离时，上坩埚3内碳化的粉料通过设置的上坩埚3的上筛孔31和下坩埚4的下筛孔41掉落到下坩埚4内部，使得上坩埚3碳化的粉料从晶体生长所需的粉料中滤除掉。且通过设置控制上坩埚3上下移动的第一升降装置5，使得长晶过程中，上坩埚3在高温区能够上下移动，达到粉料碳化均匀、彻底，晶体生长碳和硅的比例均匀，晶体生长缺陷少。

在一个实施方式中，所述上筛孔31为圆柱形通孔，和/或所述下筛孔41为圆柱形通孔；优选的，圆柱形通孔的直径为5～10mm，相邻圆柱形通孔的距离为2～10mm。所述圆柱形通孔的设置，保证了当上坩埚3与下坩埚4分离时，碳化后的生成的碳单质颗粒从长晶用粉料中过滤掉。所述上筛孔31和下筛孔41也可以选择方孔、多边形孔，只要能将碳单质颗粒过滤掉即可。在长晶过程中，坩埚内轴向上存在温度差，从底部向顶部的温度是逐渐降低的，长晶用的粉料在气相传输过程中，易聚集，长晶用的粉料的粒径远大于碳单质颗粒，掉落下来的粉料中大部分是碳单质颗粒。

结合参考图4～5，在优选实施方式中，为了防止掉落的碳单质颗粒回飞，所述上筛孔31设置为圆台形通孔，和/或所述下筛孔41为倒圆台形通孔；所述圆台形通孔的上直径为2～8mm，下直径为9～15mm，相邻圆台形通孔的距离为2～10mm；所述倒圆台形通孔的上直径为9～15mm，下直径为2～8mm，相邻圆台形通孔的距离为2～10mm；上筛孔31设置为上窄下宽的圆台形状，或下筛孔41设置为上宽下窄的倒圆台形，对掉落的碳单质颗粒有一定的阻挡作用，有效阻止了碳单质颗粒向上回分，大大降低了气相组分中碳组分出现的概率。

在优选实施方式中，所述上坩埚3的底部设置有上凸柱32，上凸柱32与下筛孔41区配设置；所述下坩埚4的顶部设置有下凸柱42，下凸柱42与上筛孔31区配设置。当上筛孔31和下筛孔41的形状为圆柱形时，上凸柱32和下凸柱42为圆柱。当上筛孔31的形状为圆台形时，下筛孔41的形状为倒圆台形时，上凸柱32的形状为倒圆台形，下凸柱32的形状为圆台形。在长晶过程中，下筛孔31和上筛孔41错位排列，且设置上凸柱32和下凸柱42实现了上下坩埚闭合时无缝对接，保证了晶体生长过程中气相环境的稳定性。

在优选实施方式中，所述上坩埚3的底部设置有向下延伸的边沿挡板33；所述下坩埚4的侧壁顶端上设置有向下延伸的凹槽导轨43，边沿挡板33在凹槽导轨43中上下移动。优选的，可将所述上坩埚3的底部设置为开设有上筛孔31的上筛盘，上筛盘的边沿向下延伸形成边沿挡板33；所述下坩埚4的顶部为开设有下筛孔41的下筛盘，下筛盘边沿轴向延伸与下坩埚的底部抵接，下筛盘的边沿与下坩埚的侧壁形成供所述边沿挡板33移动的凹槽导轨43。进一步优选的，也可以将现有的坩埚一分为二，上部的设置为上坩埚3，下部的设置为下坩埚4。在上坩埚3底部开口处可拆卸安装上筛盘，上筛盘边沿向下延伸形成边沿挡板33；在下坩埚4顶部开口处可拆卸安装下筛盘，下筛盘边沿轴向延伸与下坩埚4的底部抵接，下筛盘的边沿与下坩埚的侧壁形成供所述边沿挡板33移动的凹槽导轨43。通过边沿挡板33在凹槽导轨43中上下移动，使得下坩埚4与上坩埚3分离，由于边沿挡板33的存在，使得碳化后的粉料在掉落过程中，不会分溅到生长腔室外部。具体优选的，下坩埚4与上坩埚3分离的距离不大于边沿挡板33的高度。

在具体实施方式中，所述上坩埚3和下坩埚4均为筒状结构，下坩埚4的直径与上坩埚3的直径相同，下坩埚4的高度小于上坩埚3的高度，优选的下坩埚4的高度为上坩埚3高度的1/5～1/2。上坩埚3主要用于长晶，下坩埚4主要用于收集滤除掉的碳化粉料。

在具体实施方式中，所述装置的上坩埚3和下坩埚4均设置在保温结构2的腔内，保温结构2设置在炉体1内，加热装置环绕设置在炉体1外侧；上坩埚3的顶部放置籽晶；保温机构2顶部开设有测温孔。所述上坩埚3与下坩埚4均为石墨坩埚；上坩埚3顶部的坩埚盖上粘结有籽晶。

结合参考图3，在具体实施方式中，所述第一升降装置5包括第一支柱51及由第一丝杠传动机构53驱动的第一升降台52，第一支柱51的一端固定在上坩埚3的顶部，另一端依次穿过保温结构2和炉体1与第一升降台52连接；所述第二升降装置6包括第二支柱61及由第二丝杠传动机构63驱动的第二升降台62，第二支柱61的一端固定在下坩埚4的底部，另一端依次穿过保温结构2和炉体1与第二升降台62连接。通过第一/第二丝杠传动机构驱动第一/第二升降台上升或下降，第一/第二升降台的上升或下降带动上坩埚/下坩埚的上升或下降。

优选的，所述第一丝杠传动机构53和第二丝杠传动机构63均包括滚珠丝杆、丝杆螺母、支架和电机，滚珠丝杆与丝杆螺母螺纹配合，丝杆螺母与第一升降台或第二升降台固定连接，滚珠丝杆转动支撑在所述支架上，电机通过联轴器带动滚珠丝杆转动。丝杠传动机构的具体结构并不仅限于上述方式，只要能实现丝杠传动机带动升降台和上坩埚/下坩埚的上下移动即可。

本申请晶体生长装置的使用方法可以为：在长晶阶段，将上坩埚3在高温区上下移动，下坩埚4也同步移动以将上坩埚3的底部与下坩埚4的顶部紧密贴合，使得粉料碳化均匀；当上坩埚3生长腔内硅碳比小于1时，将下坩埚4单独向下移动，使得碳化后的粉料从上坩埚3中过滤掉。

在一个具体实施例中，提供了一种使用参考图3的长晶装置制备碳化硅单晶的方法：

(1)组装阶段：将上坩埚3与下坩埚4紧闭贴合，安装于保温结构2内，保温结构2置于炉体1内，将上坩埚3移动到高温区；

(2)加热升温阶段，上坩埚3内装入碳化硅原料，将上坩埚3移动到高温区内，将炉体1腔内压力抽真空，控制炉体压力为5～800mbar，炉温上升到2000～2500℃，通入惰性气体；

(3)长晶一阶段：将上坩埚3在高温区上下移动，下坩埚4也同步移动以将上坩埚3的底部与下坩埚4的顶部紧密贴合，使得粉料碳化均匀；上下坩埚同步移动的速率均为0.5～5mm/h；压力和温度保持不变，完成长晶一阶段晶体生长，时间为10-70h；

(4)长晶二阶段：当上坩埚3生长腔内硅碳比小于1时，将下坩埚4单独向下移动10～50mm，下移时间为2-5h，下坩埚4与上坩埚3分离，使得碳化后的粉料从上坩埚中过滤掉；压力和温度保持不变，完成长晶二阶段晶体生长，时间为10-50h；

(5)将炉体冷却至室温，打开坩埚即可得到高质量碳化硅晶体。

按照上述方法制备碳化硅单晶1#～3#，分别改变上下坩埚同步移动的速率和下坩埚单独移动的距离制得碳化硅单晶4#～7#，所述样品的具体工艺参数如表1所示。

表1

结合表1对制备的碳化硅单晶1#-7#的宏观缺陷、凹坑、凸起进行检测，宏观缺陷是具有10μm以上的平面尺寸并且具有几十nm以上的垂直尺寸(例如高度或深度)的缺陷，并对碳化硅单晶1#-7#的产率、微管、多型、位错包括螺旋位错(简称TSD)和平面位错(简称BPD)、包裹体能结构性缺陷进行检测，检测结果如表2所示。

表2

由表2可知，本发明通过控制上下坩埚移动的速率，以及下坩埚的单独移动来减少制得的碳化硅晶体的各种缺陷。通过将碳化硅单晶4#与碳化硅单晶1#进行比较，不将下坩埚单独移动，制得的碳化硅晶体的各种缺陷比较严重。通过将碳化硅单晶4#、5#、6#与碳化硅单晶1#进行比较，不将上下坩埚同步移动或将移动速率设置的过快或过慢，对碳化硅晶体的各种缺陷影响也比较大。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的实施例而已，本申请的保护范围并不受这些具体实施例的限制，而是由本申请的权利要求书来确定。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的技术思想和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶体生长的装置，其特征在于，所述装置包括：

上坩埚，其用于晶体的生长，上坩埚的底部设置有多个上筛孔；

下坩埚，其位于上坩埚的下方，下坩埚的底部封闭，顶部设置有多个下筛孔，所述下筛孔与上筛孔错位设置；

升降装置，包括控制上坩埚移动的第一升降装置及控制下坩埚移动的第二升降装置。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上筛孔为圆柱形通孔，和/或所述下筛孔为圆柱形通孔；

所述圆柱形通孔的直径为5～10mm，相邻圆柱形通孔的距离为2～10mm。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上筛孔为圆台形通孔，和/或所述下筛孔为倒圆台形通孔；

所述圆台形通孔的上直径为2～8mm，下直径为9～15mm，相邻圆台形通孔的距离为2～10mm；

所述倒圆台形通孔的上直径为9～15mm，下直径为2～8mm，相邻倒圆台形通孔的距离为2～10mm。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述上坩埚的底部设置有上凸柱，上凸柱与下筛孔区配设置；所述下坩埚的顶部设置有下凸柱，下凸柱与上筛孔区配设置。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上坩埚的底部设置有向下延伸的边沿挡板，所述下坩埚的侧壁顶端上设置有向下延伸的凹槽导轨，所述边沿挡板在凹槽导轨中上下移动。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上坩埚和下坩埚均为筒状结构，下坩埚的直径与上坩埚的直径相同，下坩埚的高度小于上坩埚的高度。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括保温结构、炉体和加热装置，上坩埚和下坩埚均设置在保温结构的腔内，保温结构设置在炉体内，加热装置环绕设置在炉体外侧；上坩埚的顶部粘结有籽晶。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一升降装置包括第一支柱及由第一丝杠传动机构驱动的第一升降台，第一支柱的一端固定在上坩埚的顶部，另一端依次穿过保温结构和炉体与第一升降台连接；所述第二升降装置包括第二支柱及由第二丝杠传动机构驱动的第二升降台，第二支柱的一端固定在下坩埚的底部，另一端依次穿过保温结构和炉体与第二升降台连接。

优选的，所述第一丝杠传动机构和第二丝杠传动机构均包括滚珠丝杆、丝杆螺母、支架和电机，滚珠丝杆与丝杆螺母螺纹配合，丝杆螺母与第一升降台或第二升降台固定连接，滚珠丝杆转动支撑在所述支架上，电机通过联轴器带动滚珠丝杆转动。

9.使用权利要求1所述的装置进行晶体生长的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

在长晶阶段，将上坩埚在高温区上下移动，下坩埚也同步移动以将上坩埚的底部与下坩埚的顶部紧密贴合，使得粉料碳化均匀；

当上坩埚生长腔内硅碳比小于1时，将下坩埚单独向下移动，使得碳化后的粉料从上坩埚中过滤掉。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，上坩埚内的长晶压力为5～800mbar，长晶温度为2000～2500℃，长晶时间为20～120h；

优选的，上坩埚和下坩埚上下移动的速率均为0.5～5mm/h，下坩埚单独向下移动的距离为10～50mm。

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