CN112981531A - 一种生长高质量SiC单晶的装置及生长方法 - Google Patents
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Abstract
一种生长高质量SiC单晶的装置及生长方法，它属于碳化硅晶体生长技术领域。本发明要解决的是SiC单晶有瑕疵的问题。本发明装置包括坩埚主体，所述的坩埚主体外侧设置有保温层，坩埚主体的坩埚上盖粘贴籽晶，坩埚主体的中部设置有上层石墨板，坩埚主体的下部设置有下层石墨板，坩埚主体的底部装有硅粉，保温层的外侧设置有石英管，石英管外侧上部环绕上部感应线圈，石英管外侧中部环绕中部感应线圈，石英管外侧下部环绕下部感应线圈。生长原料由纯度不低于10ppm的硅粉以及石墨片组成，实现了无其他杂质掺杂可能，配合新热场以及坩埚能够得到质量较高，生长均匀的SiC单晶。
Description
技术领域
本发明属于碳化硅晶体生长技术领域；具体涉及一种生长高质量SiC单晶的装置及生长方法。
背景技术
由于SiC在常压下在加热到熔点之前就会分解，无法直接使用类似于硅晶体生长的方法。目前大尺寸碳化硅晶体生长方法主要有两种：一种是加入助熔剂形成含有碳化硅的熔液，并利用该熔液生长晶体。另一种是PVT法，该方法是将碳化硅粉料放入坩埚底部，将碳化硅籽晶(碳化硅单晶晶片，作为晶体生长的种子)粘贴于坩埚顶部，之后对反应容器抽真空，并加热到1000℃左右，期间保持真空度。之后充入适量的氩气，进一步加热到2000℃左右，在此高温与惰性气氛的条件下使原料发生分解制备晶体。
在晶体制备过程中的由于热场以及原料承载装置的问题导致晶体质量不佳、生长不够均匀、厚度达不到市场需求等问题。
发明内容
本发明目的是提供了一种生长高质量SiC单晶的装置及生长方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的一种生长高质量SiC单晶的装置包括坩埚主体，所述的坩埚主体外侧设置有保温层，坩埚主体的坩埚上盖粘贴籽晶，坩埚主体的中部设置有上层石墨板，坩埚主体的下部设置有下层石墨板，坩埚主体的底部装有硅粉，保温层的外侧设置有石英管，石英管外侧上部环绕上部感应线圈，石英管外侧中部环绕中部感应线圈，石英管外侧下部环绕下部感应线圈。
本发明所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的上部感应线圈给籽晶加热。
一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的中部感应线圈给坩埚主体的气体上升通道加热。
一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的下部感应线圈给硅粉加热。
一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的上层石墨板的层数为1层，厚度为15-20mm，所述的上层石墨板上开孔孔径5-10mm，开孔角度45-60°，所述的上层石墨板的纯度不低于10ppm。
一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的下层石墨板的层数为4-5层，每个下层石墨板的厚度为2-3mm，所述的下层石墨板上开孔孔径3-5mm，开孔角度45-60°，所述的下层石墨板的纯度不低于10ppm。
一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的保温层为保温材料缠绕在坩埚主体外部，所述的上部感应线圈、中部感应线圈、下部感应线圈分别由三个电源控制。
一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，包括如下步骤：
步骤1、按照次序将硅粉、下层石墨板、上层石墨板放入坩埚主体，将籽晶固定于坩埚上盖，密封坩埚主体后，坩埚主体外侧包裹保温材料，调整坩埚主体在石英管内的位置，待用；
步骤2、密封坩埚主体，对坩埚主体抽真空到2-15Torr，然后保持坩埚主体的真空度在2-15Torr的条件下，控制下部感应线圈开始加热，然后控制上部感应线圈以及中部感应线圈开始加热，进入SiC单晶的生长阶段；
步骤3、SiC单晶的生长阶段结束后，逐步降低线圈加热功率，坩埚进入降温阶段，然后充入氩气到常压，自然冷却后，取出SiC单晶。
一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，步骤2中控制下部感应线圈温度为2000-2200℃，中部感应线圈温度为1800-2000℃，上部感应线圈温度为1700-1800℃，开始晶体生长，保持反应容器内的温度，生长时间为20～50h。
一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，逐步降低线圈加热功率为每小时降1.5KW，直到功率降低为0KW，而后等待炉体自然冷却。
本发明的有益效果：
一种生长高质量SiC单晶的装置，坩埚主体采用两段分离式，坩埚主体上端为籽晶粘贴部分，坩埚主体下端为原料承载部分。原料承载部分下部由硅粉以及石墨片组成。石墨片分为两部分，下部石墨片较薄，存在3-5mm小孔，为硅融化蒸发提供上升通道，上部石墨片较厚，开孔呈45-60度，通道较大，可以将上升的气体整流后导流，在加大反应表面的同时，使晶体生长更加均匀；坩埚主体内部整体存在的石墨片较多，能够达到富碳的效果，使硅粉与碳充分反应，在籽晶上形成高质量的碳化硅单晶。
一种生长高质量SiC单晶的装置，坩埚上盖采用高导热石墨片制成，能够使籽晶受热更加均匀，有效减小热应力。
一种生长高质量SiC单晶的装置，原料由纯度低于10ppm的硅粉以及石墨片组成，实现了反应过程中未出坩埚以外，这样原料更加纯净，无其他杂质掺杂可能。
一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，配合新热场以及坩埚可以得到质量较高，生长均匀的SiC单晶。
附图说明
图1为本发明一种生长高质量SiC单晶的装置的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：
一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的一种生长高质量SiC单晶的装置包括坩埚主体4，所述的坩埚主体外侧设置有保温层3，坩埚主体的坩埚上盖2粘贴籽晶1，坩埚主体的中部设置有上层石墨板5，坩埚主体的下部设置有下层石墨板6，坩埚主体的底部装有硅粉7，保温层的外侧设置有石英管11，石英管外侧上部环绕上部感应线圈8，石英管外侧中部环绕中部感应线圈9，石英管外侧下部环绕下部感应线圈10。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的上部感应线圈给籽晶加热。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的中部感应线圈给坩埚主体的气体上升通道加热。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的下部感应线圈给硅粉加热。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的上层石墨板的层数为1层，厚度为15-20mm，所述的上层石墨板上开孔孔径5-10mm，开孔角度45-60°，所述的上层石墨板的纯度不低于10ppm。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的下层石墨板的层数为4-5 层，每个下层石墨板的厚度为2-3mm，所述的下层石墨板上开孔孔径3-5mm，开孔角度45-60°，所述的下层石墨板的纯度不低于10ppm。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的保温层为保温材料缠绕在坩埚主体外部，所述的上部感应线圈、中部感应线圈、下部感应线圈分别由三个电源控制。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，坩埚主体采用两段分离式，坩埚主体上端为籽晶粘贴部分，坩埚主体下端为原料承载部分。原料承载部分下部由硅粉以及石墨片组成。石墨片分为两部分，下部石墨片较薄，存在3-5mm小孔，为硅融化蒸发提供上升通道，上部石墨片较厚，开孔呈45-60度，通道较大，可以将上升的气体整流后导流，在加大反应表面的同时，使晶体生长更加均匀；坩埚主体内部整体存在的石墨片较多，能够达到富碳的效果，使硅粉与碳充分反应，在籽晶上形成高质量的碳化硅单晶。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，坩埚上盖采用高导热石墨片制成，能够使籽晶受热更加均匀，有效减小热应力。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，原料由纯度低于10ppm的硅粉以及石墨片组成，实现了反应过程中未出坩埚以外，这样原料更加纯净，无其他杂质掺杂可能。
具体实施方式二：
根据具体实施方式一所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，包括如下步骤：
步骤1、按照次序将硅粉、下层石墨板、上层石墨板放入坩埚主体，将籽晶固定于坩埚上盖，密封坩埚主体后，坩埚主体外侧包裹保温材料，调整坩埚主体在石英管内的位置，待用；
步骤2、密封坩埚主体，对坩埚主体抽真空到2-15Torr，然后保持坩埚主体的真空度在2-15Torr的条件下，控制下部感应线圈开始加热，然后控制上部感应线圈以及中部感应线圈开始加热，进入SiC单晶的生长阶段；
步骤3、SiC单晶的生长阶段结束后，逐步降低线圈加热功率，坩埚进入降温阶段，然后充入氩气到常压，自然冷却后，取出SiC单晶。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，步骤2中控制下部感应线圈温度为2000-2200℃，中部感应线圈温度为1800-2000℃，上部感应线圈温度为1700-1800℃，开始晶体生长，保持反应容器内的温度，生长时间为20～50h。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，逐步降低线圈加热功率为每小时降1.5KW，直到功率降低为0KW，而后等待炉体自然冷却。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，配合新热场以及坩埚可以得到质量较高，生长均匀的SiC单晶。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，采用纯硅粉，与石墨板加热后反应，而后生成的SiC气体上升到籽晶面上，进而沉积生成SiC单晶，未用到 SiC粉末原料，无杂质，生长的SiC单晶纯度高，无瑕疵。
具体实施方式三：
一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的一种生长高质量SiC单晶的装置包括坩埚主体，所述的坩埚主体外侧设置有保温层，坩埚主体的坩埚上盖粘贴籽晶，坩埚主体的中部设置有上层石墨板，坩埚主体的下部设置有下层石墨板，坩埚主体的底部装有硅粉，保温层的外侧设置有石英管，石英管外侧上部环绕上部感应线圈，石英管外侧中部环绕中部感应线圈，石英管外侧下部环绕下部感应线圈。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，坩埚主体采用两段分离式，坩埚主体上端为籽晶粘贴部分，坩埚主体下端为原料承载部分。原料承载部分下部由硅粉以及石墨片组成。石墨片分为两部分，下部石墨片较薄，存在3-5mm小孔，为硅融化蒸发提供上升通道，上部石墨片较厚，开孔呈45-60度，通道较大，可以将上升的气体整流后导流，在加大反应表面的同时，使晶体生长更加均匀；坩埚主体内部整体存在的石墨片较多，能够达到富碳的效果，使硅粉与碳充分反应，在籽晶上形成高质量的碳化硅单晶。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，坩埚上盖采用高导热石墨片制成，能够使籽晶受热更加均匀，有效减小热应力。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，原料由纯度低于10ppm的硅粉以及石墨片组成，实现了反应过程中未出坩埚以外，这样原料更加纯净，无其他杂质掺杂可能。
具体实施方式四：
根据具体实施方式三所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的上部感应线圈给籽晶加热。
具体实施方式五：
根据具体实施方式三所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的中部感应线圈给坩埚主体的气体上升通道加热。
具体实施方式六：
根据具体实施方式三所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的下部感应线圈给硅粉加热。
具体实施方式七：
根据具体实施方式三所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的上层石墨板的层数为1层，厚度为15-20mm，所述的上层石墨板上开孔孔径5-10mm，开孔角度45-60°，所述的上层石墨板的纯度不低于10ppm。
具体实施方式八：
根据具体实施方式三所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的下层石墨板的层数为4-5层，每个下层石墨板的厚度为2-3mm，所述的下层石墨板上开孔孔径3-5mm，开孔角度45-60°，所述的下层石墨板的纯度不低于10ppm。
具体实施方式九：
根据具体实施方式三所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的保温层为保温材料缠绕在坩埚主体外部，所述的上部感应线圈、中部感应线圈、下部感应线圈分别由三个电源控制。
具体实施方式十：
根据具体实施方式三所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，包括如下步骤：
步骤1、按照次序将硅粉、下层石墨板、上层石墨板放入坩埚主体，将籽晶固定于坩埚上盖，密封坩埚主体后，坩埚主体外侧包裹保温材料，调整坩埚主体在石英管内的位置，待用；
步骤2、密封坩埚主体，对坩埚主体抽真空到2-15Torr，然后保持坩埚主体的真空度在2-15Torr的条件下，控制下部感应线圈开始加热，然后控制上部感应线圈以及中部感应线圈开始加热，进入SiC单晶的生长阶段；
步骤3、SiC单晶的生长阶段结束后，逐步降低线圈加热功率，坩埚进入降温阶段，然后充入氩气到常压，自然冷却后，取出SiC单晶。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，配合新热场以及坩埚可以得到质量较高，生长均匀的SiC单晶。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，采用纯硅粉，与石墨板加热后反应，而后生成的SiC气体上升到籽晶面上，进而沉积生成SiC单晶，未用到 SiC粉末原料，无杂质，生长的SiC单晶纯度高，无瑕疵。
具体实施方式十一：
根据具体实施方式十所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，步骤2中控制下部感应线圈温度为2000-2200℃，中部感应线圈温度为1800-2000℃，上部感应线圈温度为1700-1800℃，开始晶体生长，保持反应容器内的温度，生长时间为20～50h。
具体实施方式十二：
根据具体实施方式十所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，逐步降低线圈加热功率为每小时降1.5KW，直到功率降低为0KW，而后等待炉体自然冷却。
具体实施方式十三：
一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的一种生长高质量SiC单晶的装置包括坩埚主体4，所述的坩埚主体外侧设置有保温层3，坩埚主体的坩埚上盖2粘贴籽晶1，坩埚主体的中部设置有上层石墨板5，坩埚主体的下部设置有下层石墨板6，坩埚主体的底部装有硅粉7，保温层的外侧设置有石英管11，石英管外侧上部环绕上部感应线圈8，石英管外侧中部环绕中部感应线圈9，石英管外侧下部环绕下部感应线圈10。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的上部感应线圈给籽晶加热。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的中部感应线圈给坩埚主体的气体上升通道加热。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的下部感应线圈给硅粉加热。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的上层石墨板的层数为1层，厚度为15mm，所述的上层石墨板上开孔孔径5mm，开孔角度45°，所述的上层石墨板的纯度不低于10ppm。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的下层石墨板的层数为4层，每个下层石墨板的厚度为2mm，所述的下层石墨板上开孔孔径3mm，开孔角度45°，所述的下层石墨板的纯度不低于10ppm。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的保温层为保温材料缠绕在坩埚主体外部，所述的上部感应线圈、中部感应线圈、下部感应线圈分别由三个电源控制。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，坩埚主体采用两段分离式，坩埚主体上端为籽晶粘贴部分，坩埚主体下端为原料承载部分。原料承载部分下部由硅粉以及石墨片组成。石墨片分为两部分，下部石墨片较薄，存在3mm小孔，为硅融化蒸发提供上升通道，上部石墨片较厚，开孔呈45度，通道较大，可以将上升的气体整流后导流，在加大反应表面的同时，使晶体生长更加均匀；坩埚主体内部整体存在的石墨片较多，能够达到富碳的效果，使硅粉与碳充分反应，在籽晶上形成高质量的碳化硅单晶。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，坩埚上盖采用高导热石墨片制成，能够使籽晶受热更加均匀，有效减小热应力。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，原料由纯度低于10ppm的硅粉以及石墨片组成，实现了反应过程中未出坩埚以外，这样原料更加纯净，无其他杂质掺杂可能。
具体实施方式十四：
根据具体实施方式十三所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，包括如下步骤：
步骤1、按照次序将硅粉、下层石墨板、上层石墨板放入坩埚主体，将籽晶固定于坩埚上盖，密封坩埚主体后，坩埚主体外侧包裹保温材料，调整坩埚主体在石英管内的位置，待用；
步骤2、密封坩埚主体，对坩埚主体抽真空到15Torr，然后保持坩埚主体的真空度在 15Torr的条件下，控制下部感应线圈开始加热，然后控制上部感应线圈以及中部感应线圈开始加热，进入SiC单晶的生长阶段；
步骤3、SiC单晶的生长阶段结束后，逐步降低线圈加热功率，坩埚进入降温阶段，然后充入氩气到常压，自然冷却后，取出SiC单晶。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，步骤2中控制下部感应线圈温度为2000℃，中部感应线圈温度为1800℃，上部感应线圈温度为1700℃，开始晶体生长，保持反应容器内的温度，生长时间为30h。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，逐步降低线圈加热功率为每小时降1.5KW，直到功率降低为0KW，而后等待炉体自然冷却。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，配合新热场以及坩埚可以得到质量较高，生长均匀的SiC单晶。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，采用纯硅粉，与石墨板加热后反应，而后生成的SiC气体上升到籽晶面上，进而沉积生成SiC单晶，未用到 SiC粉末原料，无杂质，生长的SiC单晶纯度高，无瑕疵。
具体实施方式十五：
一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的一种生长高质量SiC单晶的装置包括坩埚主体4，所述的坩埚主体外侧设置有保温层3，坩埚主体的坩埚上盖2粘贴籽晶1，坩埚主体的中部设置有上层石墨板5，坩埚主体的下部设置有下层石墨板6，坩埚主体的底部装有硅粉7，保温层的外侧设置有石英管11，石英管外侧上部环绕上部感应线圈8，石英管外侧中部环绕中部感应线圈9，石英管外侧下部环绕下部感应线圈10。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的上部感应线圈给籽晶加热。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的中部感应线圈给坩埚主体的气体上升通道加热。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的下部感应线圈给硅粉加热。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的上层石墨板的层数为1层，厚度为20mm，所述的上层石墨板上开孔孔径10mm，开孔角度60°，所述的上层石墨板的纯度不低于10ppm。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的下层石墨板的层数为5层，每个下层石墨板的厚度为3mm，所述的下层石墨板上开孔孔径5mm，开孔角度60°，所述的下层石墨板的纯度不低于10ppm。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，所述的保温层为保温材料缠绕在坩埚主体外部，所述的上部感应线圈、中部感应线圈、下部感应线圈分别由三个电源控制。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，坩埚主体采用两段分离式，坩埚主体上端为籽晶粘贴部分，坩埚主体下端为原料承载部分。原料承载部分下部由硅粉以及石墨片组成。石墨片分为两部分，下部石墨片较薄，存在5mm小孔，为硅融化蒸发提供上升通道，上部石墨片较厚，开孔呈60度，通道较大，可以将上升的气体整流后导流，在加大反应表面的同时，使晶体生长更加均匀；坩埚主体内部整体存在的石墨片较多，能够达到富碳的效果，使硅粉与碳充分反应，在籽晶上形成高质量的碳化硅单晶。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，坩埚上盖采用高导热石墨片制成，能够使籽晶受热更加均匀，有效减小热应力。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，原料由纯度低于10ppm的硅粉以及石墨片组成，实现了反应过程中未出坩埚以外，这样原料更加纯净，无其他杂质掺杂可能。
具体实施方式十六：
根据具体实施方式一所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，包括如下步骤：
步骤1、按照次序将硅粉、下层石墨板、上层石墨板放入坩埚主体，将籽晶固定于坩埚上盖，密封坩埚主体后，坩埚主体外侧包裹保温材料，调整坩埚主体在石英管内的位置，待用；
步骤2、密封坩埚主体，对坩埚主体抽真空到2Torr，然后保持坩埚主体的真空度在2Torr的条件下，控制下部感应线圈开始加热，然后控制上部感应线圈以及中部感应线圈开始加热，进入SiC单晶的生长阶段；
步骤3、SiC单晶的生长阶段结束后，逐步降低线圈加热功率，坩埚进入降温阶段，然后充入氩气到常压，自然冷却后，取出SiC单晶。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，步骤2中控制下部感应线圈温度为2200℃，中部感应线圈温度为2000℃，上部感应线圈温度为1800℃，开始晶体生长，保持反应容器内的温度，生长时间为20h。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，逐步降低线圈加热功率为每小时降1.5KW，直到功率降低为0KW，而后等待炉体自然冷却。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，配合新热场以及坩埚可以得到质量较高，生长均匀的SiC单晶。
本实施方式所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，采用纯硅粉，与石墨板加热后反应，而后生成的SiC气体上升到籽晶面上，进而沉积生成SiC单晶，未用到 SiC粉末原料，无杂质，生长的SiC单晶纯度高，无瑕疵。
Claims (10)
1.一种生长高质量SiC单晶的装置，其特征在于：所述的一种生长高质量SiC单晶的装置包括坩埚主体(4)，所述的坩埚主体(4)外侧设置有保温层(3)，坩埚主体(4)的坩埚上盖(2)粘贴籽晶(1)，坩埚主体(4)的中部设置有上层石墨板(5)，坩埚主体(4)的下部设置有下层石墨板(6)，坩埚主体(4)的底部装有硅粉(7)，保温层(3)的外侧设置有石英管(11)，石英管(11)外侧上部环绕上部感应线圈(8)，石英管(11)外侧中部环绕中部感应线圈(9)，石英管(11)外侧下部环绕下部感应线圈(10)。
2.根据权利要求1所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，其特征在于：所述的上部感应线圈(8)给籽晶(1)加热。
3.根据权利要求1或2所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，其特征在于：所述的中部感应线圈(9)给坩埚主体(4)的气体上升通道加热。
4.根据权利要求3所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，其特征在于：所述的下部感应线圈(10)给硅粉(7)加热。
5.根据权利要求4所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，其特征在于：所述的上层石墨板(5)的层数为1层，厚度为15-20mm，所述的上层石墨板(5)上开孔孔径5-10mm，开孔角度45-60°，所述的上层石墨板(5)的纯度不低于10ppm。
6.根据权利要求5所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，其特征在于：所述的下层石墨板(6)的层数为4-5层，每个下层石墨板(6)的厚度为2-3mm，所述的下层石墨板(6)上开孔孔径3-5mm，开孔角度45-60°，所述的下层石墨板(6)的纯度不低于10ppm。
7.根据权利要求6所述的一种生长高质量SiC单晶的装置，其特征在于：所述的保温层(3)为保温材料缠绕在坩埚主体(4)外部，所述的上部感应线圈(8)、中部感应线圈(9)、下部感应线圈(10)分别由三个电源控制。
8.一种权利要求1-8之一所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、按照次序将硅粉、下层石墨板、上层石墨板放入坩埚主体，将籽晶固定于坩埚上盖，密封坩埚主体后，坩埚主体外侧包裹保温材料，调整坩埚主体在石英管内的位置，待用；
步骤2、密封坩埚主体，对坩埚主体抽真空到2-15Torr，然后保持坩埚主体的真空度在2-15Torr的条件下，控制下部感应线圈开始加热，然后控制上部感应线圈以及中部感应线圈开始加热，进入SiC单晶的生长阶段；
步骤3、SiC单晶的生长阶段结束后，逐步降低线圈加热功率，坩埚进入降温阶段，然后充入氩气到常压，自然冷却后，取出SiC单晶。
9.根据权利要求8所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，其特征在于：步骤2中控制下部感应线圈温度为2000-2200℃，中部感应线圈温度为1800-2000℃，上部感应线圈温度为1700-1800℃，开始晶体生长，保持反应容器内的温度，生长时间为20～50h。
10.根据权利要求9所述的一种生长高质量SiC单晶的装置的生长方法，其特征在于：逐步降低线圈加热功率为每小时降1.5KW，直到功率降低为0KW，而后等待炉体自然冷却。
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