CN205711045U - 一种减少Sic晶体生长中碳包裹物产生的热场结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种减少Sic晶体生长中碳包裹物产生的热场结构，包括坩埚、石墨环、发热体、顶保温层、侧保温层和底保温层；所述的发热体位于坩埚外周、包围住坩埚的侧面和底面；所述的顶保温层位于坩埚上方，所述的石墨环设置在所述坩埚的Sic原料重洁净区的Sic原料上方，所述石墨环覆盖Sic原料最外侧环状区域；所述的侧保温层和底保温层分别位于发热体外围和底部。本实用新型的有益效果是：稳定生长低碳包裹物的Sic单晶，阻挡靠近坩埚边缘碳化硅粉料升华严重产生的碳随着生长室内保护气体与生长组分气体由于温度梯度，沉积在晶体生长面，从而形成碳包裹物，减少碳包裹物的产生。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种减少碳包裹物产生的结构，具体的涉及一种减少Sic晶体生长中碳包裹物产生的热场结构，属于Sic晶体生产领域。
背景技术
在Sic晶体制备领域中，最为成熟的生长方法是物理气相传输法（PVT）。所谓PVT法就是将Sic 粉料加热到2200－2400°C，由于生长室内原料与籽晶存在一定的稳定梯度，使其升华传输到冷端籽晶上结晶成块状晶体。其处在高温区的Sic原料发生的主要分解反应的方程式为：2Sic(s)=Sic2(g)+Si(g)和2Sic(s)=Si2C(g)+C(S)。生长室内的温度由坩埚壁向内传递，随着反应的进行，靠近石墨坩埚壁的Sic 粉料比内部Sic 粉料碳化严重，生长体系内部存在游离的固态碳，温度梯度及气体浓度差作用推动下，进入晶体生长面进而形成碳包裹物。从而在晶体内部形成碳包裹物，其也是产生微管的重要原因之一，进而降低Sic晶体结晶质量。
为此，如何提供一种减少Sic晶体生长中碳包裹物产生的热场结构，是本实用新型研究的目的。
发明内容
为克服现有技术不足，本实用新型提供一种减少Sic晶体生长中碳包裹物产生的热场结构，可以稳定生长低碳包裹物的Sic单晶。在Sic晶体生长填料的石墨坩埚内部填装Sic原料，在原料的顶部使用本专利设计的石墨零件进行覆盖，以阻挡靠近坩埚边缘碳化硅粉料升华严重产生的碳随着生长室内保护气体与生长组分气体由于温度梯度，沉积在晶体生长面，从而形成碳包裹物，进而减少碳包裹物的产生。
为解决现有技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种减少Sic晶体生长中碳包裹物产生的热场结构，包括坩埚、石墨环、发热体、顶保温层、侧保温层和底保温层；所述的发热体位于坩埚外周、包围住坩埚的侧面和底面；所述的顶保温层位于坩埚上方，所述的石墨环设置在所述坩埚的Sic原料重洁净区的Sic原料上方，所述石墨环覆盖Sic原料最外侧环状区域；所述的侧保温层和底保温层分别位于发热体外围和底部。
进一步的，所述的石墨环的厚度为0.5-5mm。
进一步的，石墨环的内径外径相差10-30mm。
本实用新型的有益效果是：稳定生长低碳包裹物的Sic单晶，阻挡靠近坩埚边缘碳化硅粉料升华严重产生的碳随着生长室内保护气体与生长组分气体由于温度梯度，沉积在晶体生长面，从而形成碳包裹物，减少碳包裹物的产生。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中：坩埚1、石墨环2、发热体3、顶保温层4、侧保温层5、底保温层6、Sic原料重洁净区7、Sic原料8、Sic晶体9、感应线圈10。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能够更加理解本技术方案，下面结合附图1对本实用新型做进一步分析。
如图1所示，一种减少Sic晶体生长中碳包裹物产生的热场结构，包括坩埚1、石墨环2、发热体3、顶保温层4、侧保温层5和底保温层6；所述的发热体3位于坩埚1外周、包围住坩埚1的侧面和底面；所述的顶保温层4位于坩埚1上方，所述的石墨环2设置在所述坩埚1的Sic原料重洁净区7的Sic原料8上方，所述石墨环2覆盖Sic原料8最外侧环状区域；所述的侧保温层5和底保温层6分别位于发热体3外围和底部。
本实用新型采用的是常用的物理气相传输法（PhySical Vapor TransportMethod）。在坩埚1内部，Sic原料8上方放一个石墨环2将原料覆盖，将坩埚1内的温度升至2200～2400℃，使得Sic原料8升华，升华产生气相Si2C、Sic2和Si，将籽晶置于比Sic原料8温度低的坩埚1上部，升华所产生的气相在温度梯度的作用下从原料的表面传输到温度较低的籽晶处,并在籽晶上结晶形成块状Sic晶体9。
晶体生长过程中，由于石墨环2的阻挡作用，使边缘Sic原料8升华严重产生的碳不能随升华产生气相Si2C、Sic2、Si和保护气体在温度梯度作用下传输到温度较低的Sic晶体9生长面结晶；部分从固态碳从生长原料中部通过时，中间粉料有结晶颗粒，粉料的阻挡也避免了固态碳粉进入晶体生长面结晶，从而减少Sic晶体生长过程中夹杂碳包裹物。石墨本身具有多孔特性，原料上方的石墨环2厚度可根据原料的颗粒度与蒸发量来调节，一般情况下石墨环2的厚度取0.5-5mm，其内径外径相差度取10-30mm。Sic晶体包括3C-Sic、4H-Sic、6H-Sic和15R-Sic。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了实施例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (3)
1.一种减少Sic晶体生长中碳包裹物产生的热场结构，其特征在于：包括坩埚、石墨环、发热体、顶保温层、侧保温层和底保温层；所述的发热体位于坩埚外周、包围住坩埚的侧面和底面；所述的顶保温层位于坩埚上方，所述的石墨环设置在所述坩埚的Sic原料重洁净区的Sic原料上方，所述石墨环覆盖Sic原料最外侧环状区域；所述的侧保温层和底保温层分别位于发热体外围和底部。
2.根据权利要求1所述的一种减少Sic晶体生长中碳包裹物产生的热场结构，其特征在于：所述的石墨环的厚度为0.5-5mm。
3.根据权利要求1所述的一种减少Sic晶体生长中碳包裹物产生的热场结构，其特征在于：石墨环的内径外径相差10-30mm。
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108560054A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-09-21 | 山东大学 | 一种低应力可重复的SiC单晶生长用热场结构及其应用 |
| CN109280977A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-29 | 山东天岳先进材料科技有限公司 | 碳化硅长晶剩料的综合利用方法 |
| CN109576792A (zh) * | 2019-02-02 | 2019-04-05 | 福建北电新材料科技有限公司 | 碳化硅单晶生长装置及碳化硅单晶制备设备 |
| CN109943887A (zh) * | 2018-08-02 | 2019-06-28 | 山东大学 | 一种用于生长接近平衡态SiC单晶的坩埚及SiC单晶的生长方法 |
| WO2020087719A1 (zh) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | 山东天岳先进材料科技有限公司 | 碳化硅长晶剩料制备的高纯碳材料及其制备方法和应用 |
| WO2020087722A1 (zh) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | 山东天岳先进材料科技有限公司 | 一种碳化硅单晶的制备方法及其生长装置 |
| CN111218716A (zh) * | 2018-11-26 | 2020-06-02 | 昭和电工株式会社 | SiC单晶锭的制造方法 |
| CN111321468A (zh) * | 2018-12-14 | 2020-06-23 | 昭和电工株式会社 | SiC单晶的制造装置及SiC单晶制造用构造体 |
| CN113215660A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-08-06 | 哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司 | 一种减少加热器损耗的碳化硅单晶生长方法 |
| CN113445121A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-28 | 哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司 | 一种减少石墨包裹物的碳化硅晶体的生长方法 |
-
2016
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Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108560054A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-09-21 | 山东大学 | 一种低应力可重复的SiC单晶生长用热场结构及其应用 |
| CN109943887B (zh) * | 2018-08-02 | 2021-09-24 | 山东大学 | 一种用于生长接近平衡态SiC单晶的坩埚及SiC单晶的生长方法 |
| CN109943887A (zh) * | 2018-08-02 | 2019-06-28 | 山东大学 | 一种用于生长接近平衡态SiC单晶的坩埚及SiC单晶的生长方法 |
| CN109280977A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-29 | 山东天岳先进材料科技有限公司 | 碳化硅长晶剩料的综合利用方法 |
| WO2020087719A1 (zh) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | 山东天岳先进材料科技有限公司 | 碳化硅长晶剩料制备的高纯碳材料及其制备方法和应用 |
| WO2020087722A1 (zh) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | 山东天岳先进材料科技有限公司 | 一种碳化硅单晶的制备方法及其生长装置 |
| CN111218716A (zh) * | 2018-11-26 | 2020-06-02 | 昭和电工株式会社 | SiC单晶锭的制造方法 |
| US11761114B2 (en) | 2018-11-26 | 2023-09-19 | Resonac Corporation | Method of producing SiC single crystal ingot |
| CN111218716B (zh) * | 2018-11-26 | 2022-04-26 | 昭和电工株式会社 | SiC单晶锭的制造方法 |
| CN111321468B (zh) * | 2018-12-14 | 2022-04-26 | 昭和电工株式会社 | SiC单晶的制造装置及SiC单晶制造用构造体 |
| US11427927B2 (en) | 2018-12-14 | 2022-08-30 | Showa Denko K.K. | SiC single crystal manufacturing apparatus and structure having container and filler for manufacturing SiC single crystal |
| CN111321468A (zh) * | 2018-12-14 | 2020-06-23 | 昭和电工株式会社 | SiC单晶的制造装置及SiC单晶制造用构造体 |
| CN109576792A (zh) * | 2019-02-02 | 2019-04-05 | 福建北电新材料科技有限公司 | 碳化硅单晶生长装置及碳化硅单晶制备设备 |
| CN113215660A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-08-06 | 哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司 | 一种减少加热器损耗的碳化硅单晶生长方法 |
| CN113445121A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-28 | 哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司 | 一种减少石墨包裹物的碳化硅晶体的生长方法 |
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