CN216514245U - 一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚 - Google Patents
一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚，所述石墨坩埚包括石墨坩埚主体；所述石墨坩埚还包括若干石墨封闭环，所有石墨封闭环均放置于石墨坩埚主体内，或与石墨坩埚主体固定连接，共同作为SiC单晶生长装置中的加热元件，所述石墨坩埚主体内所有石墨封闭环以外空间即其他空间；硅源置于石墨坩埚的其他空间内，由加热元件加热，石墨坩埚主体与封闭环中的碳进入硅溶液中，形成SiC溶液。可以提高加热效率，改善SiC溶液温度分布，同时在多方位提供碳源，使得SiC溶液组分分布的也更加均匀。避免由于温度和组分分布不均对SiC单晶的生长造成的不利影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及SiC单晶生长，具体涉及一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚。
背景技术
SiC作为第三代半导体，具有高频率、高禁带宽度、高功率、高的热导率和热稳定性等优点，在新能源、通讯、军工等领域具有重要应用。
SiC晶体的制备方法有高温气相运输法、高温化学气相沉积法和液相法。虽然高温气相运输法是目前应用最广的是高温气相运输法，但是该方法生产出的SiC单晶容易存在大量的位错和缺陷。而液相法由于晶体生长发生在在热力学平衡附近，能够生长出缺陷密度小的SiC单晶。
SiC溶液生成方法为感应线圈对石墨坩埚进行感应加热，使得坩埚中Si原料发生熔融变成熔体，石墨中的碳进入熔体中，从而形成SiC溶液。SiC溶液温度和组分分布不均匀容易形成多晶SiC，附着在SiC单晶生长面，阻碍单晶生长。传统坩埚加热硅原料时，热量从坩埚筒部向坩埚中心处传递，物料外围的温度要大于中心温度，造成温度分布不均匀。此外，碳源只能从坩埚的筒部向中心方向扩散，扩撒航程长，容易造成组分分布不均匀问题。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提出了一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚。
本实用新型的技术方案：
一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚，所述石墨坩埚包括石墨坩埚主体；所述石墨坩埚还包括若干石墨封闭环，所有石墨封闭环均放置于石墨坩埚主体内，或与石墨坩埚主体固定连接，共同作为SiC单晶生长装置中的加热元件，所述石墨坩埚主体内所有石墨封闭环以外空间即其他空间。
硅源（优选，包括硅粉和硅合金）置于石墨坩埚的其他空间内，由加热元件加热，石墨坩埚主体与封闭环中的碳进入硅溶液中，形成SiC溶液。
所有石墨封闭环与石墨坩埚主体一体成型。
所述石墨封闭环的高度低于石墨坩埚主体的高度；这样设计，不会妨碍籽晶浸入SiC溶液中生长。
所述石墨封闭环的数量大于等于2个，其直径大小不一；所有石墨封闭环互套，其直径从外向内依次递减。
所有石墨封闭环均与石墨坩埚主体同中心轴；使得坩埚内温度分布更加均匀。
形成的SiC溶液，其液面高度高于石墨封闭环的高度。
与现有技术相比，本实用新型提供的石墨坩埚装置可以提高加热效率，改善SiC溶液温度分布，同时在多方位提供碳源，使得SiC溶液组分分布的也更加均匀。避免由于温度和组分分布不均对SiC单晶的生长造成的不利影响。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明提供的SiC单晶生长装置结构示意图。
图2是图1坩埚的立体图。
图3是图1坩埚的铅垂直方向的剖视图。
具体实施方式
为了本技术领域的技术人员更好的理解本实用新型，以下结合参考附图对本实用新型作进一步的清楚和完整的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
液相法制备SiC单晶，生长温度较低，且制备出SiC单晶质量高，但由于SiC溶液组分和温度分布不均匀，容易生成多晶SiC，对SiC单晶的生成造成影响。在此基础上，本实用新型改进石墨坩埚来可以提高加热效率同时，改善了SiC溶液组分和温度分布不均匀的情况。所述的SiC单晶生长装置包括有感应加热炉的炉体10、炉体中有反应腔1，反应腔1的外围设有绝热构件2，绝热构件2外围是感应加热装置3，炉体的顶部和底部分别设有同轴且反向转动的籽晶杆5和旋转轴7，籽晶杆5和旋转轴7的一端均通过炉体10延伸到反应腔1中，一端连接着电机4，其中籽晶杆5的一端固定有籽晶8，旋转轴7的一端与石墨坩埚主体9固定，石墨坩埚主体内部放置有低于石墨封闭环11，石墨坩埚主体内装有为SiC溶液6。
石墨坩埚立体图和垂直剖面图如下图1和2所示：S91-是石墨坩埚主体的外壁，S92是石墨坩埚主体的内壁，S93-石墨封闭环的外部，S94-石墨封闭环的内壁，S95-石墨坩埚主图的底部，其中封闭环的底部与石墨坩埚主体的底部固定，石墨封闭环和石墨坩埚主体拥有同个中心轴。
以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚，所述石墨坩埚包括石墨坩埚主体；其特征在于，所述石墨坩埚还包括若干石墨封闭环，所有石墨封闭环均放置于石墨坩埚主体内，或与石墨坩埚主体固定连接，共同作为SiC单晶生长装置中的加热元件，所述石墨坩埚主体内所有石墨封闭环以外空间即其他空间；
硅源置于石墨坩埚的其他空间内，由加热元件加热，石墨坩埚主体与封闭环中的碳进入硅溶液中，形成SiC溶液。
2.根据权利要求1所述的一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚，其特征在于，所有石墨封闭环与石墨坩埚主体一体成型。
3.根据权利要求1所述的一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚，其特征在于，所述石墨封闭环的高度低于石墨坩埚主体的高度。
4.根据权利要求1所述的一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚，其特征在于，所述石墨封闭环的数量大于等于2个，其直径大小不一；所有石墨封闭环互套，其直径从外向内依次递减。
5.根据权利要求4所述的一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚，其特征在于，所有石墨封闭环均与石墨坩埚主体同中心轴。
6.根据权利要求1所述的一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚，其特征在于，形成的SiC溶液，其液面高度高于石墨封闭环的高度。
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| CN116334737A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-06-27 | 通威微电子有限公司 | 一种碳化硅废料液相法回收用坩埚、回收装置及回收方法 |
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| CN116334737B (zh) * | 2023-04-11 | 2023-12-05 | 通威微电子有限公司 | 一种碳化硅废料液相法回收用坩埚、回收装置及回收方法 |
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