CN220788874U - 液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，用以解决现有的热场结构无法保证在液相池外向上旋转拉伸过程中的晶种托的温度稳定的缺陷。该热场结构包括炉体、炉体保温筒、内炉、加热座、第一保温筒、第二保温筒、保温盖、第三保温筒、密封盖。其中，设置在第三保温筒的加热装置，用于为第三保温筒内腔的晶种托通行区域提供加热热源。该热场结构通过炉体保温筒减少炉体内腔的热量向外散失；通过加热座向内炉和炉体内腔提供加热热源，在内炉内腔及炉体内腔形成基本的温度场分布；通过设置有加热装置的第三保温筒，在晶种托通行区域建立独立的稳定温度场；从而在内炉内和晶种托通行区域均形成稳定温度场，有利于制备过程中形成稳定的晶型。

Description

液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构

技术领域

本实用新型涉及材料学和半导体制造技术领域，尤其是一种液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构。

背景技术

液相法生长碳化硅单晶技术的实现原理是：在高于碳化硅的熔点的温度，在适当的压力条件下，利用超临界流体作为传质介质，将液态含硅原料运送到晶种表面，使硅原子有序排列生长出碳化硅单晶。

液相法碳化硅单晶生长炉通常包括晶种托、液相池、加热装置、温度控制系统、液相循环系统、真空泵系统、气体供气系统。其中，液相法碳化硅单晶生长炉通常包括晶种托、液相池、加热装置、温度控制系统、液相循环系统、气体供气系统、真空泵系统、气体供气系统。其中，晶种托用于放置和夹持碳化硅籽晶；液相池用于提供熔融态碳化硅原料；加热装置用于提供热能使炉膛内温度保持在设定温度；温度控制系统用于实现单晶晶体生长过程温度测量和控制；液相循环系统用于使液态含硅原料保持均匀性和稳定性；气体供气系统用于提供惰性保护气体以在炉膛内形成碳化硅单晶生长气氛；真空泵系统用于通过抽真空以在炉膛内形成真空环境。

热场是指炉膛内的温度分布情况。合理的热场对获得完整、无裂纹的碳化硅单晶晶体十分重要。用于形成热场的结构，也即热场结构，包括加热结构和保温结构。其中，加热结构用于提供热场所需的加热功率，控制炉膛内不同区域的温度分布，形成稳定的热场，以利于碳化硅单晶晶体的生长；保温结构用于减少热量向外的散失以将热量控制在炉膛内。

形成稳定的晶型是采用液相法生长碳化硅单晶晶体工艺目的。晶种托所处区域的热场的稳定性和有效性直接关系到碳化硅单晶晶体的生长质量。

中国实用新型专利CN 217757749 U公开一种热场结构及单晶炉，其中，热场结构包括沿热场结构的高度方向依次设置的第一保温结构、第二保温结构、加热件、隔热件，其中，隔热件位于加热件的下方，隔热件上设置有用于避让加热件的电连接部的避让缺口。通过这种设置方式，可以有效降低加热件所产生的热量向热场结构的底部空间传播的可能，以及减低炉膛内的空气对流，进而减少生成的单晶晶棒的含氧量，提高单晶晶棒的生成质量。

然而，发明人在实现本实用新型施例中的技术方案的过程中发现，上述热场结构至少存在如下技术问题：

现有的碳化硅单晶生长炉，其晶种托旋转拉伸装置通常设置在单晶生长炉的上方。液相法生长碳化硅单晶晶体的过程包括晶种托浸没在液相池中静置的过程和晶种托向上旋转拉伸的过程。现有的热场结构只能确保浸没在液相池中的晶种托的温度稳定，无法保证在液相池外向上旋转拉伸过程中的晶种托的温度稳定。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，用以解决现有的热场结构无法保证在液相池外向上旋转拉伸过程中的晶种托的温度稳定的缺陷。本实用新型实施例通过炉体保温筒减少炉体内腔的热量向外散失；通过加热座向内炉和炉体内腔提供加热热源，在内炉内腔及炉体内腔形成基本的温度场分布。通过第一保温筒和可拆卸连接在第一保温筒上方的第二保温筒，在炉体内腔中间区域建立稳定的温度场；通过设置有加热装置的第三保温筒，在第三保温筒内的晶种托通行区域建立可精确控制和调整的稳定温度场；从而在内炉内和晶种托通行区域均形成稳定温度场，有利于碳化硅单晶晶体制备过程中形成稳定的晶型。

为了实现上述目的，本实用新型实施例中采用的技术方案如下：

本实用新型实施例中提供一种液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，包括：

炉体；所述炉体的壁体内设置有炉体保温腔；

炉体保温筒；所述炉体保温筒通过所述炉体保温腔嵌设在所述炉体中；

内炉；所述内炉设置在炉体内腔底部，用于存放固态和/或液态含硅原料；

加热座；所述加热座设置在所述内炉下方的炉体内腔底部，用于为所述内炉和炉体内腔提供加热热源；

第一保温筒；所述第一保温筒设置在所述加热座上方的内炉外侧，与所述内炉、所述炉体内壁之间分别留有间隙，与所述加热座可拆卸连接；

第二保温筒；所述第二保温筒通过可拆卸连接设置在所述第一保温筒上方，与所述炉体内壁之间留有间隙；

保温盖；所述保温盖盖合所述内炉的上端开口，所述保温盖中间部位开设有晶种托通行孔；

第三保温筒；所述第三保温筒设置在晶种托通行孔外侧的所述保温盖上方，与所述保温盖可拆卸连接；所述第三保温筒的筒体内设置有加热装置，用于为第三保温筒内腔的晶种托通行区域提供加热热源；

密封盖；所述密封盖固定设置在所述炉体上端，所述第三保温筒上端穿过所述密封盖；

顶盖：所述顶盖设置在所述第三保温筒上端。

可选地，所述第二保温筒的筒体内设置有加热装置，用于沿着所述第三保温筒的高度方向对所述第二保温筒与所述第三保温筒之间的炉体内腔进行分段温度补偿加热。

可选地，所述第二保温筒为倒阶梯结构；所述热场结构还包括阶梯型保温凸台；所述阶梯型保温凸台与所述第二保温筒相适配，以使所述阶梯型保温凸台能够嵌设在所述第二保温筒与所述第三保温筒之间的炉体内腔。

可选地，设置在所述第三保温筒的筒体内和设置在所述第二保温筒的筒体内的加热装置为电阻丝。

可选地，所述第三保温筒外侧的所述保温盖上设置有环形限位凸台。

可选地，所述内炉外侧的所述加热座上设置有用于插接所述第一保温筒的环形插槽，所述第一保温筒通过所述环形插槽可拆卸连接所述加热座。

可选地，所述第一保温筒与所述第二保温筒之间的可拆卸连接为卡扣连接。

可选地，所述顶盖通过卡扣连接设置在所述第三保温筒上端。

基于上述技术方案，本实用新型实施例中的液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，采用多层次分区域隔热方式，有效阻止区域内的热量向区域外散失，确保区域内建立的温度分布的稳定性。在晶种托浸没液态含硅原料中静置的内炉内腔区域，以及晶种托旋转拉伸的内炉外的晶种托通行区域，分别设置对应的加热结构，分区独立加热，建立对应的、可调整和控制的稳定的热场，实现分区热场精确控制。精确控制的稳定热场，可使运送到晶种表面的液态碳化硅有序排列生长出碳化硅单晶晶体，形成了稳定的晶型。通过该热场结构制备的碳化硅单晶晶体具有均匀一致的晶体结构，较好的晶体完整性，其电学性能或光学性能的均一性得到提升，这可促进基于碳化硅单晶晶体制备的电子器件或光学器件的性能。

因此，相较于只能提供基本的温度场分布的现有的液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，本实用新型实施例中的液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，为晶种托浸没液态含硅原料中静置的内炉内腔区域，以及晶种托旋转拉伸的内炉外的晶种托通行区域分别通过独立的加热结构对它们进行分区独立加热，建立对应的、可调整和控制的稳定的热场，实现分区热场精确控制，进而不论晶种托存在于哪个区域，晶种托都能保持适宜的温度，碳化硅都能有序排列生长，形成稳定的晶型，生长出质量优良的碳化硅单晶晶体。进而有效解决了现有的液相法生长碳化硅单晶的热场结构存在的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例中的液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构的示意性结构图；

图2示出了本实用新型实施例中的液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构的示意性爆炸图；

图3是图1的A-A剖视图；

图4示出了本实用新型实施例中的液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构的内部示意性结构图。

其中，图中的附图标记与部件名称之间的对应关系如下：

炉体100，炉体保温腔110，密封盖120，炉体保温筒200，内炉300，保温盖310，加热座400，第一保温筒500，第二保温筒600，第三保温筒700，顶盖710，阶梯型保温凸台800，环形限位凸台900。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实际应用，参照本实用新型实施例附图，对本实用新型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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例中的液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，可广泛应用于高功率半导体器件、光伏产业、新能源汽车、石墨烯产业、LED产业等领域，以生产高质量碳化硅晶棒。当然，本实用新型实施例中的热场结构，也可用于生长与碳化硅单晶晶体类似的其他单晶晶体。

下面将结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案进行说明。

现参照图2，同时结合图1、图3、图4所示，本实用新型实施例中提供一种液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，包括：

炉体100；所述炉体100的壁体内设置有炉体保温腔110；

炉体保温筒200；所述炉体保温筒200通过所述炉体保温腔110嵌设在所述炉体100中；

内炉300；所述内炉300设置在炉体内腔底部，用于存放固态和/或液态含硅原料；

加热座400；所述加热座400设置在所述内炉300下方的炉体内腔底部，用于为所述内炉300和炉体内腔提供加热热源；

第一保温筒500；所述第一保温筒500设置在所述加热座400上方的内炉外侧，与所述内炉300、所述炉体内壁之间分别留有间隙，与所述加热座400可拆卸连接；

第二保温筒600；所述第二保温筒600通过可拆卸连接设置在所述第一保温筒500上方，与所述炉体内壁之间留有间隙；

保温盖310；所述保温盖310盖合所述内炉300的上端开口，所述保温盖310中间部位开设有晶种托通行孔；

第三保温筒700；所述第三保温筒700设置在晶种托通行孔外侧的所述保温盖310上方，与所述保温盖310可拆卸连接；所述第三保温筒700的筒体内设置有加热装置，用于为第三保温筒内腔的晶种托通行区域提供加热热源；

密封盖120；所述密封盖120固定设置在所述炉体100上端，所述第三保温筒700上端穿过所述密封盖120；

顶盖710：所述顶盖710设置在所述第三保温筒700上端。

本实用新型实施例，将实现碳化硅单晶晶体生长的温度控制技术功能逐级分解成炉体内腔的整体温度控制，整体温度控制下的直接相关区域的温度控制，直接相关区域的温度控制下的核心区域的温度控制。其中，直接相关区域为内炉所处的炉体内腔中间区域，核心区域为内炉内腔区域和内炉外的晶种托通行区域。在炉体内腔、内炉所处的炉体内腔中间区域、内炉内腔区域、内炉外的晶种托通行区域的外围设置对应的保温结构，实现多层次分区域隔热保温，逐级提高核心区域的温度分布的稳定性。对两个核心区域采用不同的加热结构形成相互关联但又相对独立的稳定温度场，分别实现晶种托浸没液态含硅原料中的静置过程和晶种托在内炉外旋转拉过程的晶种托温度的精确控制，进而能够更好地促使碳化硅有序排列生长，形成稳定的晶型，生长出质量优良的碳化硅单晶晶体。也即，本实用新型实施例采用多层次分区域保温，核心区域的温度场独立规划和控制的技术构思。

本实用新型实施例中，所述炉体100，作为整个热场结构的主体框架，具有内部腔体，用于安装热场结构的其他功能部件。

具体的，所述炉体100采用高温合金材料或不锈钢等耐高温、抗腐蚀的金属材料制成，通过机加工制成腔体结构，并进行抛光处理。考虑不同部件的安装位置和热膨胀问题，通常会在炉体内腔的内壁预留安装孔和连接槽，以实现其他部件的精确定位。所述炉体100与固定在其上端密封盖120结合，在所述炉体100内部形成封闭的高温腔室，其能够承受高温惰性气氛和加热产生的各种化学反应，为碳化硅单晶晶体生长过程提供与外界环境隔绝的单晶晶体生长环境。所述炉体100的壁体内设置有炉体保温腔110。

本实用新型实施例中，所述炉体保温筒200通过所述炉体保温腔110嵌设在所述炉体100的壁体内，与所述炉体100成为一个整体，阻止炉体内腔的热量向所述炉体外散失，维持炉体内腔的温度分布的稳定性。

具体的，所述炉体保温筒200采用低导热系数材料制成筒体。低导热系数材料包括但不限于二氧化硅绝热砖、硅酸钙绝热板、碳化硅保温砖、碳化硅棉、岩棉、硅酸铝毡、石墨。通过所述炉体100的壁体内设置所述炉体保温筒200，可以有效阻止炉体内腔的热量向炉体外传递和散失，维持炉体内腔的温度分布的稳定性。

本实用新型实施例中，所述内炉300设置在炉体内腔底部，用于存放固态或液态含硅原料和生长碳化硅单晶晶体。

具体的，所述内炉300为采用不与硅反应的耐高温材料制成的容器结构，预留有原料储存腔。不与硅反应的耐高温材料包括但不限于石墨材料、石英材料、陶瓷材料。如果本实用新型实施例中的热场结构，用于生长碳化硅碳化硅单晶晶体，那么，通常地，所述内炉300具体为能够耐高温并且耐腐蚀的石墨坩埚，特别是高纯度石墨坩埚。如果用于生长与碳化硅单晶晶体类似的其他单晶晶体，那么，所述内炉300首选为能够耐高温并且耐腐蚀的石墨坩埚，当然，也可以是采用前述材料制成的坩埚。

本实用新型实施例中，所述保温盖310盖合所述内炉300的上端开口，中间开设有晶种托通行孔。

具体的，所述保温盖310采用与所述内炉300相容的隔热材料制成，通过机加工制成盖体结构，其可完全覆盖住所述内炉300上端开口。所述保温盖310的中间位置开设有晶种托通行孔，晶种托通过晶种托通行孔进出所述内炉300。

本实用新型实施例中，所述加热座400设置在所述内炉300下方的所述炉体100的内腔底部，用于为内炉和炉体内腔提供加热。

具体的，所述加热座400为输出功率可调和可控的电加热器。所述加热座400的座体上均匀布设加热部件，例如采用钼丝或钨丝等抗高温材料制成的石墨加热部件。

本实用新型实施例中，所述第一保温筒500设置在所述加热座400上方的内炉外侧，与可拆卸连接在其上方的所述第二保温筒600配合，用于在所述内炉300所处的炉体内腔中间区域建立物理隔热屏障，阻止该区域的热量向区域外传递和散失，维持该区域的温度分布的稳定性。

具体的，所述第一保温筒500和所述第二保温筒600均采用低导热系数材料制成筒体。低导热系数材料包括但不限于二氧化硅绝热砖、硅酸钙绝热板、碳化硅保温砖、碳化硅棉、岩棉、硅酸铝毡、石墨。所述第一保温筒500和所述第二保温筒600，通过机加工制成筒体结构，它们内径大于所述内炉300外径。设置在所述内炉300外侧的所述第一保温筒500与所述内炉300之间留有间隙，所述第一保温筒500和所述第二保温筒600与炉体内壁之间留有间隙。间隙既起到隔热的作用，防止热量的横向传导，也起到防止所述炉体100、所述第一保温筒500、所述第二保温筒600因热应力过大带来的不利影响。

本实用新型实施例中，所述第三保温筒700设置在晶种托通行孔外侧的所述保温盖310上方，所述第三保温筒内腔作为内炉外的晶种托通行区域。设置在所述第三保温筒700的筒体内的加热装置，用于为晶种托通行区域提供加热热源，所述第三保温筒700用于为晶种托通行区域建立物理隔热屏障，阻止该区域的热量向区域外传递和散失，维持该区域的温度分布的稳定性。

具体的，所述第三保温筒700采用与所述第一保温筒500或所述第二保温筒600一样的低导热系数材料制成筒体，通过机加工制成筒体结构，它的内径大于晶种托通行孔的孔径。所述第三保温筒700的筒体内设置有加热装置。基于晶种托的运动轨迹出发，所述加热装置具体可以是螺旋分布的电加热丝，其按照一定的螺距缠绕设置于所述第三保温筒700的筒体内腔。通过调节给加热装置供电的电源的输出功率，可精确控制所述内炉300外的晶种托通行区域的温度分布，具体温度可高于内炉内腔的液态含硅原料的温度。所述第三保温筒700的筒体内设置的加热装置的布置方式和为其供电的电源的输出功率，可以根据晶种托运动轨迹进行优化，以实现晶种托通行区域的温度场的精确控制，本实用新型实施例中不做具体限定。

本实用新型实施例中，所述密封盖120固定在所述炉体100上端，第三保温筒700从所述密封盖120中穿过，用于实现所述炉体100的气密性封闭。

具体的，所述密封盖120，采用所述炉体100一样的耐高温、抗腐蚀的金属材料制成盖体，再通过机加工制作所述密封盖120。所述密封盖120的盖体边缘与所述炉体100上端开口处密封配合，采用合适的连接和密封方式。所述密封盖120的中间位置开孔，供所述第三保温筒700插入。

本实用新型实施例中，所述顶盖710设置在所述第三保温筒700上端，用于封闭所述第三保温筒700顶部。

具体的，所述顶盖710的制作材料、制作工艺与所述密封盖120相同。所述顶盖710在结构上与所述第三保温筒700的顶部开口相适配。所述顶盖710具体可以是晶种托旋转拉伸装置的一个连接件。

由此可见，本实用新型实施例中的液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，通过在炉体内腔的所述内炉300下方设置所述加热座400，以所述加热座400为加热结构，在炉体内腔建立基本的温度分布；通过在所述炉体100的壁体内嵌设所述炉体保温筒200，所述炉体保温筒200与将所述炉体100上端封闭的所述密封盖120相配合，构成炉体内腔的保温结构，阻止炉体内腔的热量向炉体外散失，维持炉体内腔的温度分布的稳定性。

所述内炉300的上端开口通过所述保温盖310盖合，构成所述内炉内腔的保温结构，阻止内炉内腔的热量向内炉外散失，维持用于储存液态含硅原料的内炉内腔的温度分布的稳定性。所述加热座400设置在所述内炉300的底部，以其作为内炉内腔区域的加热结构，在内炉内腔区域建立独立、可调整和控制的稳定的温度分布。

通过在所述内炉300外侧的所述加热座400上设置所述第一保温筒500，以及通过可拆卸连接在所述第一保温筒500上设置所述第二保温筒600，所述第一保温筒500与所述第二保温筒600配合，将与碳化硅单晶晶体生长直接相关的所述内炉300所处的炉体内腔中间区域分隔出来。所述内炉所处的炉体内腔中间区域在基于所述加热座400为加热结构建立基本的温度分布的基础上，以所述第一保温筒500和所述第二保温筒600为保温结构，阻止热量向区域外散失，提高该区域温度分布的稳定性。

通过在所述保温盖310的晶种托通行孔外侧设置所述第三保温筒700，所述第三保温筒700的内腔为内炉外的晶种托通行区域。内炉外的晶种托通行区域以所述第三保温筒700为保温结构，阻止热量向区域外散失，进一步提高内炉外的晶种托通行区域的温度分布的稳定性。通过在所述第三保温筒700的筒体内设置加热装置，以其作为内炉外的晶种托通行区域的加热结构，在内炉外的晶种托通行区域建立独立、可调整和控制的稳定的温度分布。

基于以上技术手段，晶种托浸没液态含硅原料中静置的内炉内腔区域，以及晶种托旋转拉伸的内炉外的晶种托通行区域，分别具有对应的加热结构，分区独立加热，建立对应的、可调整和控制的稳定的热场，实现分区热场精确控制。精确控制的稳定热场，可使运送到晶种表面的液态含硅原料有序排列生长出碳化硅单晶晶体，形成了稳定的晶型。通过该热场结构制备的碳化硅单晶晶体具有均匀一致的晶体结构，较好的晶体完整性，其电学性能或光学性能的均一性得到提升，这可促进基于碳化硅单晶晶体制备的电子器件或光学器件的性能。

因此，相较于只能提供基本的温度场分布的现有的液相法生长碳化硅单晶的热场结构，本实用新型实施例中的液相法生长碳化硅单晶的热场结构，采用多层次分区域隔热方式，有效阻止区域内的热量向区域外散失，确保区域内建立的温度分布的稳定性。为晶种托浸没液态含硅原料中静置的内炉内腔区域，以及晶种托旋转拉伸的内炉外的晶种托通行区域分别通过独立的加热结构对它们进行分区独立加热，建立对应的、可调整和控制的稳定的热场，实现分区热场精确控制，进而不论晶种托存在于哪个区域，晶种托都能保持适宜的温度，碳化硅都能有序排列生长，形成稳定的晶型，生长出质量优良的碳化硅单晶晶体。也就是说，本实用新型实施例中的液相法生长碳化硅单晶的热场结构，不仅解决了现有的热场结构无法保证在液相池外向上旋转拉伸过程中的晶种托的温度稳定的技术问题，还能更好地促使碳化硅有序排列生长，形成稳定的晶型，生长出质量优良的碳化硅单晶晶体。

热量总是自发地从高温区域传递到低温区域，造成高温区域的热量散失。本实用新型实施例中的所述内炉区域、晶种托通行区域为形成稳定的晶型和生成高质量碳化硅单晶晶体的高温区域，所述第二保温筒600与所述第三保温筒700之间的炉体内腔为低温区域。为了尽量阻止所述内炉区域、晶种托通行区域的热量散失到所述第二保温筒600与所述第三保温筒700之间的炉体内腔，本实用新型实施例中，可选地，所述第二保温筒600的筒体内设置有加热装置，用于沿着所述第三保温筒700的高度方向对所述第二保温筒600与所述第三保温筒700之间的炉体内腔进行分段温度补偿加热。

具体的，所述第二保温筒600的筒体内设置的加热装置为多条沿着所述第二保温筒600周向布置的电加热丝，每一条电加热丝进行一段温度补偿加热，从而在所述第二保温筒600与所述第三保温筒700之间的炉体内腔建立可精确控制和调整的独立的温度场，确保所述内炉区域、晶种托通行区域的热量很少自发地散失到该区域，进一步确保晶种托浸没在所述内炉300的液态含硅原料中静置时和晶种托在所述内炉300外的晶种托通行区域通行时均能形成稳定的晶型。

为了降低热量在所述第二保温筒600与所述第三保温筒700之间的炉体内腔的流动性，可选地，所述第二保温筒600为倒阶梯结构；所述热场结构还包括阶梯型保温凸台800；所述阶梯型保温凸台800与所述第二保温筒600相适配，以使所述阶梯型保温凸台800能够嵌设在所述第二保温筒600与所述第三保温筒700之间的炉体内腔。

具体的，第二保温筒600为倒阶梯结构，阶梯型保温凸台800为阶梯结构结合，两者相适配，以使所述阶梯型保温凸台800能够嵌设在所述第二保温筒600与所述第三保温筒700之间的炉体内腔。所述阶梯型保温凸台800采用所述第一保温筒500、所述第二保温筒600或所述第三保温筒700一样的低导热系数材料制成台体，通过机加工制成阶梯结构。通过在所述第二保温筒600与所述第三保温筒700之间的炉体内腔填充所述阶梯型保温凸台800，能够有效降低热量在该区域的流动性，进而在该区域建立可精确控制和调整的独立的温度场。

为了提高所述第三保温筒700和所述第二保温筒600所形成的温度分布的均匀性，本实用新型实施例中，可选地，设置在所述第三保温筒700的筒体内和设置在所述第二保温筒600的筒体内的加热装置为电阻丝。

具体的，所述第三保温筒700内和所述第二保温筒600内的加热装置均选择采用电阻丝的形式，如碳化硅增强电加热丝等，具体可以根据碳化硅单晶晶体生长的工艺技术路线，确定电阻丝的布置方式，例如可以采用螺旋分布的方式在所述第二、第三保温筒的筒体内或者筒体内壁布置电阻丝。

为了提高所述第三保温筒700固定连接的所述保温盖310的稳定性，以提供稳定的晶种托通行区域，本实用新型实施例中，可选地，所述第三保温筒700外侧的所述保温盖310上设置有环形限位凸台900。

具体的，在所述第三保温筒700外侧的所述保温盖310上设置突起的所述环形限位凸台900，所述环形限位凸台900的高度略高于所述保温盖310，以实现所述第三保温筒700的限位。

为了提高所述第一保温筒500与所述加热座400之间的可拆卸连接易实现性，本实用新型实施例中，可选地，所述内炉300外侧的所述加热座400上设置有用于插接所述第一保温筒500的环形插槽，所述第一保温筒500通过所述环形插槽可拆卸连接所述加热座400。

具体的，所述加热座400作为所述内炉300的承托和加热部件。在所述内炉300外侧的所述加热座400上设置与所述第一保温筒500底部结构匹配的环形插槽，通过所述环形插槽将所述第一保温筒500插接在所述加热座400上，实现所述第一保温筒500的快速拆装。

为了提高所述第一保温筒500与所述第二保温筒600之间的可装配性，本实用新型实施例中，可选地，所述第一保温筒500与所述第二保温筒600之间的可拆卸连接为卡扣连接。

具体的，所述第一保温筒500顶端和所述第二保温筒600底端均设置有相匹配的卡扣结构，通过卡扣的插拔可以实现两者的可拆卸连接装配。

为了提高所述顶盖710与所述第三保温筒700之间的可装配性，本实用新型实施例中，可选地，所述顶盖710通过卡扣连接设置在所述第三保温筒700上端。

具体的，所述顶盖710边缘设置有向下的卡扣结构，与所述第三保温筒700上端的卡扣结构相匹配，实现两者的可拆装配。

Claims (8)

1.液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，其特征在于，包括：

炉体(100)；所述炉体(100)的壁体内设置有炉体保温腔(110)；

炉体保温筒(200)；所述炉体保温筒(200)通过所述炉体保温腔(110)嵌设在所述炉体(100)中；

内炉(300)；所述内炉(300)设置在炉体内腔底部，用于存放固态和/或液态含硅原料；

加热座(400)；所述加热座(400)设置在所述内炉(300)下方的炉体内腔底部，用于为所述内炉(300)和炉体内腔提供加热热源；

第一保温筒(500)；所述第一保温筒(500)设置在所述加热座(400)上方的内炉(300)外侧，与所述内炉(300)、所述炉体内壁之间分别留有间隙，与所述加热座(400)可拆卸连接；

第二保温筒(600)；所述第二保温筒(600)通过可拆卸连接设置在所述第一保温筒(500)上方，与所述炉体内壁之间留有间隙；

保温盖(310)；所述保温盖(310)盖合所述内炉(300)的上端开口，所述保温盖(310)中间部位开设有晶种托通行孔；

第三保温筒(700)；所述第三保温筒(700)设置在晶种托通行孔外侧的所述保温盖(310)上方，与所述保温盖(310)可拆卸连接；所述第三保温筒(700)的筒体内设置有加热装置，用于为第三保温筒内腔的晶种托通行区域提供加热热源；

密封盖(120)；所述密封盖(120)固定设置在所述炉体(100)上端，所述第三保温筒(700)上端穿过所述密封盖(120)；

顶盖(710)；所述顶盖(710)设置在所述第三保温筒(700)上端。

2.根据权利要求1所述的液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，其特征在于，所述第二保温筒(600)的筒体内设置有加热装置，用于沿着所述第三保温筒(700)的高度方向对所述第二保温筒(600)与所述第三保温筒(700)之间的炉体内腔进行分段温度补偿加热。

3.根据权利要求2所述的液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，其特征在于，所述第二保温筒(600)为倒阶梯结构；所述热场结构还包括阶梯型保温凸台(800)；所述阶梯型保温凸台(800)与所述第二保温筒(600)相适配，以使所述阶梯型保温凸台(800)能够嵌设在所述第二保温筒(600)与所述第三保温筒(700)之间的炉体内腔。

4.根据权利要求1-3任一项所述的液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，其特征在于，设置在所述第三保温筒(700)的筒体内和设置在所述第二保温筒(600)的筒体内的加热装置为电阻丝。

5.根据权利要求1-3任一项所述的液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，其特征在于，所述第三保温筒(700)外侧的所述保温盖(310)上设置有环形限位凸台(900)。

6.根据权利要求1-3任一项所述的液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，其特征在于，所述内炉(300)外侧的所述加热座(400)上设置有用于插接所述第一保温筒(500)的环形插槽，所述第一保温筒(500)通过所述环形插槽可拆卸连接所述加热座(400)。

7.根据权利要求1-3任一项所述的液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，其特征在于，所述第一保温筒(500)与所述第二保温筒(600)之间的可拆卸连接为卡扣连接。

8.根据权利要求1-3任一项所述的液相法生长碳化硅单晶晶体的热场结构，其特征在于，所述顶盖(710)通过卡扣连接设置在所述第三保温筒(700)上端。