CN115652438A - 用于制备碳化硅粉末的坩埚组件、装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制备碳化硅粉末的坩埚组件、装置及方法，其包括堆叠设置的多个碳化硅粉末合成单元，碳化硅粉末合成单元包括：第一容室；第二容室，其设在第一容室的上方；以及多个渗液孔，其设在第一容室和第二容室之间且连通第一容室和第二容室。用于制备碳化硅粉末的坩埚组件、装置及方法不需要将纯度高、粒径大的硅粉研磨为纯度高、粒径小的硅粉，可以直接可以直接使用高纯度、粒径大的硅粉和纯度高、粒径小的碳粉作为原料，并以低成本的方式制得高纯度的碳化硅粉末。

Description

用于制备碳化硅粉末的坩埚组件、装置及方法

技术领域

本发明属于碳化硅粉末制备领域。更具体地，本发明涉及用于制备碳化硅粉末的坩埚组件、用于制备碳化硅粉末的装置及用于制备碳化硅粉末的方法。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述可包括可以探究的概念，但不一定是之前已经想到或者已经探究的概念。因此，除非在此指出，否则在本部分中描述的内容对于本申请的说明书和权利要求书而言不是现有技术，并且并不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

碳化硅(SiC)具有宽禁带、高热导率、高击穿场强、高载流子饱、高抗辐射能力及良好的化学稳定性等的优越特性，被认为是目前具有较好发展前景的半导体材料之一。近年来，物理气相传输法(PVT)在制备大尺寸、高质量碳化硅单晶衬底方面取得了重大突破，推进了碳化硅单晶在高温、高压、高频电子器件领域的应用。

碳化硅粉末是物理气相传输法生长碳化硅单晶所需的原料，其纯度直接影响碳化硅单晶的质量及性能，所以提高碳化硅粉末的纯度是人们的持续追求。已知的用于制造碳化硅粉末的装置包括坩埚组件、加热炉和抽气组件(例如真空泵)等，在使用时将硅粉和碳粉混合并加入到坩埚组件内，然后再将坩埚组件放入加热炉的炉腔内，通过抽气组件对加热炉的炉腔进行抽真空，最后通过加热炉对硅粉和碳粉进行加热，促使二者进行反应并生成碳化硅粉末。

然而，该装置只能使用纯度低、粒径小的硅粉与纯度高、粒径小的碳粉制备纯度偏低的碳化硅粉末。原因是在制备工艺的影响和限制下，硅粉纯度越高，其粒径就会越大，当径粒大、纯度高的硅粉在坩埚组件中与粒径小的碳粉进行反应时，碳粉会优先与硅粉的表面进行反应并在表面形成碳化硅材质的阻断层，使内部的残余硅粉无法与碳粉继续反应，得到不合规的碳化硅粉末。此外，如果要将硅粉研磨为粒径小且纯度高的硅粉，硅粉会因研磨设备而产生一定的损失，且额外增加的研磨工艺也会提高碳化硅粉末的制备成本。

发明内容

为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题，本发明提供了一种用于制备碳化硅粉末的坩埚组件、装置及方法，其可以直接使用纯度高、粒径大的硅粉和纯度高、粒径小的碳粉作为原料，并以低成本的方式制得高纯度的碳化硅粉末。

根据本发明的第一方面，其提供了一种用于制备碳化硅粉末的坩埚组件，其包括堆叠设置的多个碳化硅粉末合成单元，碳化硅粉末合成单元包括：第一容室；第二容室，其设在第一容室的上方；以及多个渗液孔，其设在第一容室和第二容室之间且连通第一容室和第二容室。

根据本发明的第二方面，其提供了一种用于制备碳化硅粉末的坩埚组件，其包括堆叠设置的多个碳化硅粉末合成单元，碳化硅粉末合成单元包括：锅体；盖体，设在锅体上；隔板，其可拆卸地设在锅体内并将锅体的内腔分隔为第一容室和第二容室。其中，在隔板上设有多个渗液孔。

根据本发明的第三方面，其提供了一种用于制备碳化硅粉末的装置，其特征在于，装置包括：加热炉；抽气组件，其与加热炉相连，用于将加热炉的炉腔抽成真空；坩埚组件，其能装入加热炉的炉腔内并包括堆叠设置的多个碳化硅粉末合成单元，碳化硅粉末合成单元包括：第一容室；第二容室，其设在第一容室的上方；多个渗液孔，其设在第一容室和第二容室之间且连通第一容室和第二容室。

根据本发明的第四方面，其提供了一种用于制备碳化硅粉末的装置，其特征在于，装置包括：加热炉，其包括炉腔；抽气组件，其与加热炉相连，用于将加热炉的炉腔抽成真空；坩埚组件，其包括堆叠设置在炉腔内的多个碳化硅粉末合成单元，碳化硅粉末合成单元包括：锅体；盖体，设在锅体上；隔板，其可拆卸地设在锅体内并将锅体的内腔分隔为第一容室和第二容室；其中，在隔板上设有多个渗液孔。

根据本发明的第五方面，其提供了一种用于制备碳化硅粉末的方法，其包括以下步骤：提供用于制备碳化硅粉末的坩埚组件，其包括堆叠设置的多个碳化硅粉末合成单元，碳化硅粉末合成单元包括：第一容室；第二容室，其设在第一容室的上方；多个渗液孔，其设在第一容室和第二容室之间且连通第一容室和第二容室；向各个碳化硅粉末合成单元的第一容室内装入碳粉，再向各个碳化硅粉末合成单元的第二容室内装入硅粉，得到多个碳化硅粉末合成单元；将多个碳化硅粉末合成单元堆叠而得到坩埚组件；在真空条件下对坩埚组件进行加热，使硅粉熔化为硅液后通过渗液孔滴入第一容室内与碳粉反应生成碳化硅粉末。

在本发明各个方面提供的用于制备碳化硅粉末的坩埚组件、装置及方法中，其在制备碳化硅粉末时，没有将碳粉和硅粉直接混合并加热得到碳化硅粉末，而是向坩埚组件的各个碳化硅粉末合成单元的第一容室内装入碳粉，再向坩埚组件的各个碳化硅粉末合成单元的第二容室内装入硅粉，得到多个碳化硅粉末合成单元，然后将多个碳化硅粉末合成单元堆叠而得到坩埚组件，并在真空条件下对坩埚组件进行加热，使硅粉熔化为硅液后通过渗液孔滴入第一容室内与碳粉反应生成碳化硅粉末。这种方式不限制硅粉的粒径大小，即便使用纯度高、粒径大的硅粉，其依旧可以变成硅液滴入纯度高且粒径小的碳粉中并与之充分反应，进而得到高纯度的碳化硅粉末。也正是因为本发明不需要研磨工艺来将纯度高、粒径大的硅粉研磨为纯度高、粒径小的硅粉，所以在制备高纯度的碳化硅粉末时不会因此而增加成本。因此，上述坩埚组件、装置及方法可以直接使用纯度高、粒径大的硅粉和纯度高、粒径小的碳粉作为原料，并以低成本的方式制得高纯度的碳化硅粉末。

在现有技术中，坩埚组件的体积比较大，在加热时所产生的温度梯度对于碳化硅粉末的粒径影响较大，使得碳化硅粉末的粒径大小沿着坩埚组件的底部到坩埚组件的顶部的方向逐渐递增，处于坩埚组件的顶部的碳化硅粉末因粒径过大而需要进行研磨处理，并且只有在研磨后才可应用于碳化硅单晶的制备。但是在本申请中，坩埚组件包括多个碳化硅粉末合成单元，多个碳化硅粉末合成单元需要堆叠在一起，以保证加热炉可以对各个碳化硅粉末合成单元及其内容物(硅粉与碳粉)进行加热。在堆叠的多个碳化硅粉末合成单元中，各个碳化硅粉末合成单元均可独立创建制备碳化硅粉末用的反应环境，且各个碳化硅粉末合成单元相比于传统坩埚组件的体积要小，所以其更易制备出粒径更小且更均匀的碳化硅粉末。

另外，现有坩埚组件的体积比较大，其在使用过程中会与硅进行轻微反应并产生损耗，且由于坩埚组件内部一般存在温度梯度，使得坩埚组件在不同温度梯度下各个部位损耗程度不同，所以使用一体坩埚组件在损耗最严重的位置超出标准后即需要报废。但在本申请的坩埚组件中，当多个碳化硅粉末合成单元中的一部分出现严重的使用损耗时，也不需要像现有技术那样更换整个坩埚组件，仅需更换损耗严重的碳化硅粉末合成单元，由此可以降低碳化硅粉末的制造成本。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的多个实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1为本发明实施例一的用于制备碳化硅粉末的坩埚组件的剖视图；

图2为图1所示坩埚组件的碳化硅粉末合成单元的立体图；

图3为本发明实施例二的用于制备碳化硅粉末的坩埚组件的剖视图；

图4为本发明实施例三的用于制备碳化硅粉末的装置的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

下面结合附图来详细描述本公开的具体实施方式。

实施例一

如图1所示，本发明实施例实施例提供了一种用于制备碳化硅粉末的坩埚组件及方法。其中该坩埚组件及其内装物(硅粉与碳粉)一般需要在真空环境下由加热炉等加设备来加热，然后才能促使内装物反应并制得碳化硅粉末。

如图1和图2所示，该坩埚组件包括堆叠设置的多个碳化硅粉末合成单元10。碳化硅粉末合成单元10包括第一锅体1和第二锅体2。第一锅体1和第二锅体2的制造材料皆优选为石墨。其中，第一锅体1包括底壁11、与底壁11相连的侧壁12以及由底壁11和侧壁12围合成的第一容室1a。第一容室1a用于容纳碳粉、尤其是纯度高、粒径小的碳粉。该第一容室1a除了具有容纳碳粉作用之外也可以在其被关闭后作为反应室，保证被加热的碳粉与硅液可以在其内顺利进行反应并得到碳化硅粉末。第二锅体2具有盖体23、底壁21、与底壁21相连的侧壁22以及由盖体23、底壁21和侧壁22围合成的第二容室2a。其中，盖体23与侧壁22之间的连接为可拆卸连接，以便敞开第二容室2a并实施加料。第二容室2a用于容纳硅粉，尤其是纯度高、粒径大的硅粉。第二锅体2设在第一锅体1上以关闭第一锅体1的顶部开口。第二容室2a除了具有容纳硅粉的作用之外也可在其被关闭后作为熔化室，保证被加热的硅粉可以在其内顺利进行熔化并形成为硅液。在第二锅体2的底壁21上设有多个渗液孔2a，渗液孔2a的孔径优选为0.1mm～0.9mm，用于将硅液引入到第一容室1a内并与碳粉进行反应。

在本实施例中，为了有效提高各容室的使用率，第一锅体1的第一容室1a的深度比第二锅体2的第二容室2a的深度深20～30mm，以保证第一锅体1有充足空间可以接收来自第二锅体2内的硅液，并留出一定的富余空间。

在现有技术中，坩埚组件的体积比较大，在加热时所产生的温度梯度对于碳化硅粉末的粒径影响较大，使得碳化硅粉末的粒径大小沿着坩埚组件的底壁到坩埚组件的顶部的方向逐渐递增，处于坩埚组件的顶部的碳化硅粉末因粒径过大而需要进行研磨处理，并且只有在研磨后才可应用于碳化硅单晶的制备。但是在图1所示的优选实施例中，坩埚组件包括多个碳化硅粉末合成单元10，多个碳化硅粉末合成单元10堆叠在一起，可以保证加热炉对各个碳化硅粉末合成单元10及其内容物(硅粉与碳粉)进行加热。在堆叠的多个碳化硅粉末合成单元10中，各个碳化硅粉末合成单元10均可独立创建制备碳化硅粉末用的反应环境，且各个碳化硅粉末合成单元10相比于传统坩埚组件的体积要小，所以其更易制备出粒径更小且更均匀的碳化硅粉末。事实上，碳化硅粉末合成单元10的数量越多，成品良率尤其是粒径均匀性越好，但是碳化硅粉末合成单元10的数量越多，制造成本却越高，同时使用方便性也越差，因此从制造成本、使用方便性及成品良率等方面综合考量，碳化硅粉末合成单元10的数量最好为4～5个，保证最终得到的碳化硅粉末粒径均匀较好，几乎不需要处理便可直接应用于碳化硅单晶的制备，同时制造成本不算高，使用也比较方便。另外，现有坩埚组件的体积比较大，其在使用过程中会与硅进行轻微反应，且由于坩埚组件内部一般存在温度梯度，使得坩埚组件在不同温度梯度下各个部位损耗程度不同，使用一体坩埚组件在损耗最严重的位置超出标准后即需要报废。但在本申请的坩埚组件中，当多个碳化硅粉末合成单元10中的一部分出现严重的使用损耗时，也不需要像现有技术那样更换整个坩埚组件，仅需更换损耗严重的碳化硅粉末合成单元10，由此可以降低碳化硅粉末的制造成本。

在第二锅体2的底壁21和第一锅体1的侧壁11的顶部中的一个上设有第一插接结构，在第二锅体2的底壁21和第一锅体1的侧壁11的顶部中的另一个上设有与第一插接结构相配合的第二插接结构。第一插接结构和第二插接结构的配合可以提高第二锅体2在装于第一锅体1时的稳定性。第一插接结构和第二插接结构中的一个可选为凸起结构，而另一个则可选为与之配合的凹槽结构。但在本实施例中为了节约制造成本而直接利用开口结构作为一个插接结构，具体是第一插接结构为设在第二锅体2的底壁21上的定位凸起，而第二插接结构为形成第一锅体1的侧壁11的顶边上的且能匹配接收定位凸起的开口结构。同理，在盖体23上也可设有能够匹配插入第二锅体2的侧壁22的顶边开口内的限位凸起，以提高盖体23在盖合第二锅体2后的稳定性和密封性。

接下来介绍一种用于制备碳化硅粉末的方法，即使用上述坩埚组件制备碳化硅粉末的方法。该方法的步骤包括：将碳粉装入坩埚组件的第一锅体1的第一容室1a内；将坩埚组件的第二锅体2放置在第一锅体1上，并通过第二锅体2关闭第一锅体1的顶部开口；将硅粉装入第二锅体2的第二容室2a内；将坩埚组件的盖体23扣在第二锅体2上，并通过盖体23关闭第二锅体2的顶部开口，得到一个碳化硅粉末合成单元10；重复前述步骤，直至得到多个碳化硅粉末合成单元；将多个碳化硅粉末合成单元10堆叠而得到坩埚组件；将坩埚组件装入加热炉中，通过抽气组件对加热炉进行抽真空；通过加热炉坩埚组件进行加热以将碳粉和硅粉的温度提升到1400℃～1600℃，使第二容室2a内的硅粉熔化为硅液并通过渗液孔2a滴入第一容室1a内与碳粉反应生成碳化硅粉末。

由此可知，本发明实施例一提供的用于制备碳化硅粉末的坩埚组件和方法不需要将纯度高、粒径大的硅粉研磨为纯度高、粒径小的硅粉，可以直接使用纯度高、粒径大的硅粉和纯度高、粒径小的碳粉作为原料，并以低成本的方式制得高纯度的碳化硅粉末。

实施例二

如图3所示，本发明实施例二提供了一种用于制备碳化硅粉末的坩埚组件及方。该坩埚组件及其内装物(硅粉与碳粉)一般需要在真空环境下由加热炉等加设备来加热，然后才能促使内装物反应并制得碳化硅粉末。该坩埚组件包括堆叠设置的多个碳化硅粉末合成单元10。碳化硅粉末合成单元10包括锅体12。锅体12包括底壁、与底壁相连的侧壁及由底壁和侧壁围合成的内腔。碳化硅粉末合成单元10还包括设在锅体12上的盖体5，以及可拆卸地设在锅体12内并将锅体12的内腔分隔为第一容室1a和第二容室2a的隔板6。隔板6与锅体12的腔壁之间的连接可选为搭接或螺纹连接，但建议优选为易于制造的搭接，即腔壁上设有阶梯或凸起，利用阶梯或凸起来承载隔板6实现搭接。其中，锅体12、盖体5和隔板6的制造材料皆为石墨。

在第一容室1a和第二容室2a中，处于高位的容室为第二容室2a，其用于容纳硅粉，尤其是纯度高、粒径大的硅粉。第二容室2a除了具有容纳硅粉的作用之外也可在其被关闭后作为熔化室，保证被加热的硅粉可以在其内顺利进行熔化并形成为硅液。处于低位的容室为第一容室1a，第一容室1a用于容纳碳粉，尤其是纯度高、粒径小的碳粉。第一容室1a除了具有容纳碳粉作用之外也可以在其被关闭后作为反应室，保证被加热的碳粉与硅液可以在其内顺利进行反应并得到碳化硅粉末。其中，在隔板6上也设有多个渗液孔6a，该渗液孔6a的孔径优选为0.1mm～0.9mm，也用于将硅液引入第一容室1a内并与碳粉进行反应。

为了有效提高各容室的使用率，第一锅体1的第一容室1a的深度比第二锅体2的第二容室2a的深度深20～30mm，以保证第一锅体1有充足空间可以接收来自第二锅体2内的硅液，并留出一定的富余空间。

在图3所示的优选实施例中，坩埚组件包括多个碳化硅粉末合成单元10，多个碳化硅粉末合成单元10需要堆叠，以保证加热炉可以对各个碳化硅粉末合成单元10及其内容物(硅粉与碳粉)进行加热。在堆叠的多个碳化硅粉末合成单元10中，各个碳化硅粉末合成单元10均可独立创建制备碳化硅粉末用的反应环境，且各个碳化硅粉末合成单元10相比于传统坩埚组件的体积要小，所以其更易制备出粒径更小且更均匀的碳化硅粉末。事实上，碳化硅粉末合成单元10的数量越多，成品良率尤其是粒径均匀性越好，但是碳化硅粉末合成单元10的数量越多，制造成本越高，同时使用方便性也越差，因此从制造成本、使用方便性及成品良率等方面考量，碳化硅粉末合成单元10的数量最好为4～5个，保证最终得到的碳化硅粉末粒径均匀较好，几乎不需要处理便可直接应用于碳化硅单晶的制备，同时制造成本不算高，使用也比较方便。另外，现有坩埚组件的体积比较大，其在使用过程中会与硅进行轻微反应，其由于坩埚组件内部一般存在温度梯度，使得坩埚组件在不同温度梯度下各个部位损耗程度不同，使用一体坩埚组件在损耗最严重的位置超出标准后即需要报废。但在本申请的坩埚组件中，当多个碳化硅粉末合成单元10中的一部分出现严重的使用损耗时，也不需要像现有技术那样更换整个坩埚组件，仅需更换损耗严重的碳化硅粉末合成单元10，由此可以降低碳化硅粉末的制造成本。

优选地，在盖体5上可设有能够匹配插入锅体12的顶部开口的限位凸起，以提高盖体5在盖合锅体12后的稳定性和密封性。

接下来介绍一种用于制备碳化硅粉末的方法，即使用上述坩埚组件制备碳化硅粉末的方法。该方法的步骤包括：将碳粉装入坩埚组件的锅体12内；将坩埚组件的隔板6放置在锅体12内并将锅体12的内腔分隔为第二容室2a和已容纳碳粉的第一容室1a；将硅粉装入锅体12的第二容室2a内；将坩埚组件的盖体5扣在锅体12上，并通过盖体5关闭锅体12的顶部开口，得到一个碳化硅粉末合成单元10；重复前述步骤，直至得到多个碳化硅粉末合成单元10；将多个碳化硅粉末合成单元10堆叠而得到坩埚组件；将坩埚组件装入加热炉中，利用抽气组件对加热炉进行抽真空，然后通过加热炉对坩埚组件进行加热以将碳粉和硅粉的温度提高到1400℃～1600℃，使第二容室2a的硅粉熔化为硅液并通过渗液孔6a滴入第一容室1a内与碳粉反应生成碳化硅粉末。

由此可知，本发明实施例二提供的用于制备碳化硅粉末的坩埚组件和方法不需要将纯度高、粒径大的硅粉研磨为纯度高、粒径小的硅粉，可以直接使用纯度高、粒径大的硅粉和纯度高、粒径小的碳粉作为原料，并以低成本的方式制得高纯度的碳化硅粉末。

实施例三

如图4所示，本发明的实施例三提供了一种用于制备碳化硅粉末的装置。其中，该装置包括具有炉腔的加热炉9、与加热炉9相连的抽气组件8及设置在加热炉9的炉腔10内的坩埚组件。坩埚组件包括堆叠设置在加热炉9的炉腔10内的多个碳化硅粉末合成单元10，碳化硅粉末合成单元10包括第一容室、设在第一容室的上方的第二容室，以及设在第一容室和第二容室之间且连通第一容室和第二容室的多个渗液孔。其中，上述坩埚组件优选为实施例一或实施例二所述的坩埚组件。

接下来介绍上述装置的使用方法，其步骤包括：向各个碳化硅粉末合成单元10的第一容室内装入碳粉，再向各个碳化硅粉末合成单元10的第二容室内装入硅粉，得到多个碳化硅粉末合成单元10；将多个碳化硅粉末合成单元10堆叠而得到坩埚组件；将坩埚组件装入加热炉9中，并利用抽气组件(例如真空泵)对加热炉9进行抽真空；通过加热炉9对坩埚组件进行加热以将碳粉和硅粉的温度提高到1400℃～1600℃，使第二容室2a的硅粉熔化为硅液并通过渗液孔滴入第一容室内与碳粉反应生成碳化硅粉末。

在本实施例中，该加热炉9包括具有炉盖91a和炉腔的炉体91，在炉体91上设有与抽气组件8相连通的接口。该加热炉9还包括保温结构94，保温结构94可由碳毡材料等保温材料制成，并包括用于容纳坩埚组件的保温箱体941和关闭保温箱体941的保温盖体942。该加热炉9还包括设在炉体91的炉腔中并与炉体91的炉腔的底壁相连的支架95。该支架95用于支撑放置在炉体91内腔内的保温结构94和坩埚组件。该加热炉9还包括感应线圈92，感应线圈92套设在保温结构94外且用于加热坩埚组件。使用时，需要打开炉盖91a和保温结构94的保温盖体942，将包括多个碳化硅粉末合成单元的坩埚组件装入炉体91的炉腔内并放置在支架85上，然后关闭保温盖体942和炉盖91a，通过抽气组件8对加热炉9的炉腔进行抽真空，由于坩埚组件是石墨材料制成并存在空隙，所以当加热炉9内处于真空状态时，坩埚组件的各个碳化硅粉末合成单元10的各个容室内也是真空状态。最后，将感应线圈92通电，使得其可以对坩埚组件进行加热，以促使碳粉和硅粉在坩埚组件的各个碳化硅粉末合成单元内反应并生成碳化硅粉末。

由此可知，本发明实施例三提供的用于制备碳化硅粉末的装置不需要将纯度高、粒径大的硅粉研磨为纯度高、粒径小的硅粉，可以直接使用纯度高、粒径大的硅粉和纯度高、粒径小的碳粉作为原料，并以低成本的方式制得高纯度的碳化硅粉末。

在本申请的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本申请另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明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”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

虽然本文已经示出和描述了本发明的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式来提供。本领域技术人员可以在不偏离本发明思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过程中，可以采用对本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本发明的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的等同或替代方案。

Claims (20)

1.一种用于制备碳化硅粉末的坩埚组件，其特征在于，包括堆叠设置的多个碳化硅粉末合成单元，所述碳化硅粉末合成单元包括：

第一容室；

第二容室，其设在所述第一容室的上方；以及

多个渗液孔，其设在所述第一容室和第二容室之间且连通所述第一容室和第二容室。

2.根据权利要求1所述的坩埚组件，其特征在于，所述碳化硅粉末合成单元还包括：

第一锅体，所述第一锅体包括底壁、侧壁以及由所述底壁和侧壁围合成的所述第一容室；

第二锅体，所述第二锅体包括盖体、底壁、侧壁以及由所述盖体、底壁和侧壁围合成的所述第二容室，所述第二锅体设在所述第一锅体上；

其中，多个所述渗液孔设在所述第二锅体的底壁上。

3.根据权利要求2所述的坩埚组件，其特征在于，所述渗液孔的孔径为0.1mm～0.9mm。

4.根据权利要求2所述的坩埚组件，其特征在于，所述第一容室的深度比所述第二容室的深度深20～30mm。

5.根据权利要求2所述的坩埚组件，其特征在于，所述第一锅体和第二锅体的材质为石墨。

6.根据权利要求2所述的坩埚组件，其特征在于，在所述第二锅体的底壁和第一锅体的侧壁顶部中的一个上设有第一插接结构，在所述第二锅体的底壁和第一锅体的侧壁顶部中的另一个上设有与所述第一插接结构相配合的第二插接结构。

7.根据权利要求6所述的坩埚组件，其特征在于，所述第一插接结构为设在所述第二锅体的底壁上的定位凸起，所述第二插接结构为形成所述第一锅体的侧壁顶部上的且能匹配接收所述定位凸起的开口结构。

8.根据权利要求2所述的坩埚组件，其特征在于，在所述盖体上设有能够匹配插入所述第二锅体的侧壁的顶部开口的限位凸起。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的坩埚组件，其特征在于，所述碳化硅粉末合成单元的数量为4～5个。

10.根据权利要求1到8中任一项所述的坩埚组件，其特征在于，所述第一容室用于容纳碳粉，所述第二容室用于容纳硅粉。

11.一种用于制备碳化硅粉末的坩埚组件，其特征在于，包括堆叠设置的多个碳化硅粉末合成单元，所述碳化硅粉末合成单元包括：

锅体；

盖体，设在所述锅体上；

隔板，其可拆卸地设在所述锅体内并将所述锅体的内腔分隔为第一容室和第二容室；

其中，在所述隔板上设有多个渗液孔。

12.根据权利要求11所述的坩埚组件，其特征在于，所述渗液孔的孔径为0.1mm～0.9mm。

13.根据权利要求11所述的坩埚组件，其特征在于，所述第一容室的深度比所述第二容室的深度深20～30mm。

14.根据权利要求11所述的坩埚组件，其特征在于，所述锅体、盖体和隔板的材质为石墨。

15.根据权利要求11所述的坩埚组件，其特征在于，所述碳化硅粉末合成单元的数量为4～5个。

16.根据权利要求11所述的坩埚组件，其特征在于，所述第一容室用于容纳碳粉，所述第二容室用于容纳硅粉。

17.一种用于制备碳化硅粉末的装置，其特征在于，所述装置包括：

加热炉，其包括炉腔；

抽气组件，其与所述加热炉相连，用于将所述加热炉的炉腔抽成真空；

坩埚组件，包括堆叠设置在炉腔内的多个碳化硅粉末合成单元，所述碳化硅粉末合成单元包括：第一容室；第二容室，其设在所述第一容室的上方；多个渗液孔，其设在所述第一容室和第二容室之间且连通所述第一容室和第二容室。

18.根据权利要求17所述的用于制备碳化硅粉末的装置，其特征在于，所述碳化硅粉末合成单元还包括：

第一锅体，所述第一锅体包括底壁、侧壁以及由所述底壁和侧壁围合成的所述第一容室；

第二锅体，所述第二锅体包括盖体、底壁、侧壁以及由所述盖体、底壁和侧壁围合成的所述第二容室，所述第二锅体设在所述第一锅体上；

其中，多个所述渗液孔设在所述第二锅体的底壁上。

19.一种用于制备碳化硅粉末的装置，其特征在于，所述装置包括：

加热炉，其包括炉腔；

抽气组件，其与所述加热炉相连，用于将所述加热炉的炉腔抽成真空；

坩埚组件，其包括堆叠设置在炉腔内的多个碳化硅粉末合成单元，所述碳化硅粉末合成单元包括：

锅体；

盖体，设在所述锅体上；

隔板，其可拆卸地设在所述锅体内并将所述锅体的内腔分隔为第一容室和第二容室；

其中，在所述隔板上设有多个渗液孔。

20.一种用于制备碳化硅粉末的方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供用于制备碳化硅粉末的坩埚组件，其包括堆叠设置的多个碳化硅粉末合成单元，所述碳化硅粉末合成单元包括：第一容室；第二容室，其设在所述第一容室的上方；多个渗液孔，其设在所述第一容室和第二容室之间且连通所述第一容室和第二容室；

向各个所述碳化硅粉末合成单元的所述第一容室内装入碳粉，再向各个所述碳化硅粉末合成单元的所述第二容室内装入硅粉，得到多个所述碳化硅粉末合成单元；

将多个所述碳化硅粉末合成单元堆叠而得到所述坩埚组件；

在真空条件下对所述坩埚组件进行加热，使所述硅粉熔化为硅液后通过所述渗液孔滴入所述第一容室内与所述碳粉反应生成碳化硅粉末。

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