CN220918518U - 过滤装置和晶体生长设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及晶体生长技术领域，具体而言，涉及一种过滤装置和晶体生长设备。过滤装置包括过滤管和过滤件；过滤管的第一端设有第一开口，过滤管的第二端设有第二开口，过滤管内设有过滤区，过滤区位于第一开口与第二开口之间，过滤区具有入口和出口，入口朝向过滤管的内壁设置并向第一开口倾斜，入口与第一开口连通，出口朝向过滤区管的内壁设置并向第二开口倾斜，出口与第二开口连通；过滤件设置在过滤区，过滤件分别与入口和出口连通；过滤管用于设置在晶体生长区，第一开口用于朝向原料堆放区设置，第二开口用于朝向籽晶连接区设置。如此能够较少晶体碳包裹物的产生，从而保障碳化硅晶体的生长速度和产品品质。

Description

过滤装置和晶体生长设备

技术领域

本实用新型涉及晶体生长技术领域，具体而言，涉及一种过滤装置和晶体生长设备。

背景技术

随着现代电子电力产业的不断发展，第一代半导体Si和第二代半导体GaAs受限于材料本身的固有属性，逐渐不能满足高温、高频、大功率和强辐射器件的需求，而碳化硅材料因其具有宽禁带、高击穿电场、高热导率和高饱和电子迁移速率等优异的理化性能，而被视作为半导体领域最有前景的材料之一，成为国内外研究的重点。

物理气相传输法(physical vapor transport method,PVT法)是目前制备SiC单晶最为成熟的方法。主要是利用碳化硅粉末在2200℃左右发生分解升华后产生大量的气相混合物Si_mC_n并在轴向温度梯度的驱动下扩散至晶体生长界面，在生长界面发生吸附、迁移、结晶等过程，使生长界面向原料区稳定的推移，制备碳化硅单晶。

然而，在晶体生长过程中，经常能观察到碳化硅原料粉末的石墨化现象，即碳化硅粉体颗粒发生非化学计量比的分解，更多的硅原子以各种气相富硅组分(m＞n)的形式进入气相中，从而导致生长原料中的碳过量。

因此，在发生分解升华的碳化硅颗粒表面存在两个凝聚相，分别是固态的碳与固态的碳化硅。其中，较小的碳颗粒可能在温度梯度和气相组分的驱动下，附着在生长面，从而在晶体中形成碳包裹物等缺陷，影响晶体质量。

实用新型内容

本实用新型的目的包括，例如，提供了一种过滤装置和晶体生长设备，其能够较少晶体碳包裹物的产生，从而保障碳化硅晶体的生长速度和产品品质。

本实用新型的实施例可以这样实现：

第一方面，本实用新型提供一种过滤装置，应用于坩埚，所述坩埚包括坩埚体和坩埚盖，所述坩埚体具有一腔室，所述坩埚盖盖设于所述坩埚体的一端以封闭所述腔室，所述腔室被配置为相互连通的原料堆放区和晶体生长区，所述晶体生长区位于所述原料堆放区与所述坩埚盖之间，所述坩埚盖的内表面设籽晶连接区。

所述过滤装置包括过滤管和过滤件；

所述过滤管包括相对设置的第一端和第二端，所述过滤管的第一端设有第一开口，所述过滤管的第二端设有第二开口，所述过滤管内设有过滤区，所述过滤区位于所述第一开口与所述第二开口之间，所述过滤区具有入口和出口，所述入口朝向所述过滤管的内壁设置并向所述第一开口倾斜，所述入口与所述第一开口连通，所述出口朝向所述过滤区管的内壁设置并向所述第二开口倾斜，所述出口与所述第二开口连通；

所述过滤件设置在所述过滤区，所述过滤件分别与所述入口和所述出口连通；

其中，所述过滤管用于设置在所述晶体生长区，所述第一开口用于朝向所述原料堆放区设置，所述第二开口用于朝向所述籽晶连接区设置。

本方案的过滤装置包括过滤管和过滤件，过滤管的第一开口和第二开口之间具有过滤区，过滤件设置在过滤区。因为坩埚中具有原料堆放区和晶体生长区，过滤管用于设置在晶体生长区，第一开口用于朝向原料堆放区设置，第二开口用于朝向籽晶连接区设置。当坩埚受热时，SiC粉料分解升华后产生大量的气相混合物，该气相混合物能够顺着过滤管朝向籽晶连接区的方向上升。而过滤管中设置有过滤件，气相混合物通过过滤件时，气相混合物中的碳颗粒能够被过滤件进行过滤吸附，而气态的生长气氛则通过过滤件后最终到达晶体生长面，以实现制成高质量的无碳包裹物的碳化硅单晶。进一步的，因为过滤件所处的过滤区为倾斜布置，如此使得气相混合物的移动方向并不是沿过滤管高度方向直上直下，而是会偏转预设角度后再上升至籽晶连接区处。这样的好处能够使得改变气相组分改变传输方向，从而使得气相混合物的移动行程变长，保障气相混合物能够与过滤件充分接触，进而将气相混合物中的碳颗粒充分吸附。综上，这样的过滤装置能够将SiC粉料升华后形成气相混合物中的碳颗粒充分吸附，以现有抑制晶体生长前沿界面碳包裹缺陷物的产生。

在可选地实施方式中，所述过滤装置还包括导流筒，所述导流筒包括相对设置的第一端和第二端，所述导流筒的第一端与所述过滤管的第一开口处连接并与所述第一开口连通，所述导流筒的内径由所述导流筒的第一端向所述导流筒的第二端增大；

其中，所述导流筒用于设置在所述第一开口与所述原料堆放区之间。

在可选地实施方式中，所述导流筒的第二端的端部的周缘用于与所述坩埚体的内壁密闭连接；

和/或，所述导流筒的内壁面为平面或者弧面。

在可选地实施方式中，所述过滤管包括主管和支管；

所述主管包括相对设置的第一端和第二端，所述第一开口设置于所述主管的第一端，所述第二开口设置于所述主管的第二端，所述主管的侧壁上设有一通孔；

所述支管的第一端与所述主管的所述通孔处连接并通过所述通孔与所述主管连通，在从所述主管的第一端至所述主管的第二端的方向上，所述支管的第一端相较于所述支管的第二端更靠近所述第一开口设置；

所述主管的内壁上设有凸起部，所述凸起部朝向所支管延伸并与所述支管的内壁间隔设置，所述凸起部与所述通孔的孔壁间隔设置，且所述凸起部的靠近所述支管的第一端在所述主管的侧壁上的正投影位于所述通孔在所述主管的侧壁上的正投影内；

所述支管的内壁与所述凸起部的第一端之间设置所述过滤区；所述凸起部的第一端的第一侧与所述通孔之间形成所述出口；所述凸起部的第一端的第二侧与所述通孔之间形成所述入口。

在可选地实施方式中，在所述主管的长度延伸方向上，所述凸起部的厚度由远离所述支管的第二端向靠近所述支管的第一端减小。

在可选地实施方式中，在所述通孔的径向方向上，所述凸起部的第一端与所述通孔的孔壁间隔设置；所述入口大于所述出口；

在所述通孔的中轴线方向上，所述凸起部与所述通孔间隔设置。

在可选地实施方式中，所述支管的第二端的端部设第三开口；

所述过滤管还包括盖体，所述盖体可拆卸连接于所述支管的第二端的所述第三开口处，以打开或封堵所述第三开口；

所述过滤区位于所述盖体、所述支管的内壁以及所述凸起部的第一端之间。

在可选地实施方式中，所述过滤件可拆卸地安装于所述盖体的内表面。

在可选地实施方式中，所述主管的长度延伸方向与所述支管的长度延伸方向之间形成第一夹角α，所述第一夹角α为锐角。

在可选地实施方式中，所述过滤件的材质为多孔石墨；

和/或，所述过滤件上设有陶瓷涂层。

第二方面，本实用新型提供一种晶体生长设备，包括：

坩埚，所述坩埚包括坩埚体和坩埚盖，所述坩埚体具有一腔室，所述坩埚盖盖设于所述坩埚体的一端以封闭所述腔室，所述腔室被配置为相互连通的原料堆放区和晶体生长区，所述晶体生长区位于所述原料堆放区与所述坩埚盖之间，所述坩埚盖的内表面设籽晶连接区；

过滤装置，所述过滤装置包括过滤管和过滤件；所述过滤管包括相对设置的第一端和第二端，所述过滤管的第一端设有第一开口，所述过滤管的第二端设有第二开口，所述过滤管内设有过滤区，所述过滤区位于所述第一开口与所述第二开口之间，所述过滤区具有入口和出口，所述入口朝向所述过滤管的内壁设置并向所述第一开口倾斜，所述入口与所述第一开口连通，所述出口朝向所述过滤管的内壁设置并向所述第二开口倾斜，所述出口与所述第二开口连通；所述过滤件设置在所述过滤区，所述过滤件分别与所述入口和所述出口连通；其中，所述过滤管设置在所述晶体生长区，所述第一开口朝向所述原料堆放区设置，所述第二开口朝向所述籽晶连接区设置；

加热装置，设置在所述坩埚的外侧，用于对所述坩埚进行加热。

在可选地实施方式中，晶体生长设备还包括籽晶，所述籽晶安装于所述籽晶连接区；所述过滤管的第二端的端部设置所述第二开口，所述籽晶位于所述过滤管内且位于所述第二开口处。

本实用新型实施例的有益效果包括，例如：

这样的过滤装置通过在储存SiC粉料的原料堆放区上方放置一过滤管，当升华的气相组分进入内置有一定规格过滤件的过滤管后，使得气相组分中微小碳颗粒被阻挡，清洁的气相混合物Si_mC_n可以正常通过该过滤装置，最终到达晶体生长面，从而制备出无碳包裹物的高质量碳化硅单晶。且当过滤件使用一定次数后，当需要清洗时，只需将过滤件拿出清洗，处理后重新装入即可。因此，此装置使用和维护较为方便，寿命高、单炉成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例的过滤装置的使用示意图；

图2为本实用新型实施例的过滤装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的过滤装置的局部示意图。

图标：100-坩埚；110-坩埚盖；120-坩埚体；121-原料堆放区；122-晶体生长区；123-籽晶连接区；200-过滤管；201-第一开口；202-第二开口；210-过滤区；211-入口；212-出口；220-主管；222-通孔；230-凸起部；231-第一侧；232-第二侧；240-支管；243-第三开口；250-盖体；300-过滤件；400-导流筒；20-粉料。

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，下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

在SiC晶体气相组分从碳化硅颗粒表面向生长界面输运，可能将某些颗粒度较小、重量较轻的碳颗粒带入生长界面，从而导致晶体中碳包裹物的产生，本实用新型将针对物理气相沉积法(PVT)的碳化硅单晶生长装置进行改进。

现有技术中，多以改进坩埚结构或者在制作过程中补充补充硅气氛等方式减少碳包裹物的产生，进而提升碳化硅晶体的质量。然而，现有的改进方法操作复杂繁琐，且对碳化硅质量提升效果并不显著，不利于大规模工业化生产。

为改善上述技术问题，在下面的实施例中提供一种过滤装置和晶体生长装置。

请参考图1，本实施例提供了一种过滤装置，应用于坩埚100，坩埚100包括坩埚体120和坩埚盖110，坩埚体120具有一腔室，坩埚盖110盖设于坩埚体120的一端以封闭腔室，腔室被配置为相互连通的原料堆放区121和晶体生长区122，晶体生长区122位于原料堆放区121与坩埚盖110之间，坩埚盖110的内表面设籽晶连接区123。

过滤装置包括过滤管200和过滤件300；

过滤管200包括相对设置的第一端和第二端，过滤管200的第一端设有第一开口201，过滤管200的第二端设有第二开口202，过滤管200内设有过滤区210，过滤区210位于第一开口201与第二开口202之间，过滤区210具有入口211和出口212，入口211朝向过滤管200的内壁设置并向第一开口201倾斜，入口211与第一开口201连通，出口212朝向过滤区210管的内壁设置并向第二开口202倾斜，出口212与第二开口202连通；

过滤件300设置在过滤区210，过滤件300分别与入口211和出口212连通；

其中，过滤管200用于设置在晶体生长区122，第一开口201用于朝向原料堆放区121设置，第二开口202用于朝向籽晶连接区123设置。

本方案的坩埚100包括相互连通的原料堆放区121和晶体生长区122，晶体生长区122位于原料堆放区121与坩埚盖110之间，坩埚盖110的内表面设有用于布置籽晶的籽晶连接区123。过滤装置的过滤管200设置在晶体生长区122，且过滤管200的第一开口201用于朝向原料堆放区121设置，过滤管200的第二开口202用于朝向籽晶连接区123设置。当坩埚100受热时，SiC粉料20分解升华后产生大量的气相混合物，该气相混合物能够顺着过滤管200朝向籽晶连接区123的方向上升。而过滤管200上设置有过滤件300，气相混合物通过过滤件300时，气相混合物中的碳颗粒能够被过滤件300进行过滤吸附，而气态的生长气氛则通过过滤件300后最终到达晶体生长面，以实现制成高质量的无碳包裹物的碳化硅单晶。

进一步，因为过滤区210的入口211和出口212均与过滤管200保持倾斜，如此使得气相混合物的移动方向并不是沿过滤管200高度方向直上直下，而是会偏转预设角度后再上升至籽晶连接区123处。这样的好处能够改变气相组分改变传输方向，从而增加气相混合物的移动行程，保障气相混合物能够与过滤件300充分接触，进而将气相混合物中的碳颗粒充分吸附。综上，这样的过滤装置能够将SiC粉料20升华后形成气相混合物中的碳颗粒充分吸附，以实现抑制晶体生长前沿界面碳包裹缺陷物的产生。需要说明的是，过滤件300的材质可以为多孔石墨；和/或，过滤件300上可以设有陶瓷涂层。

在本实施例中，过滤件300的材质为多孔石墨的过滤网。且过滤件300上沉积有超高温陶瓷涂层。可选地，超高温陶瓷涂层的材料可以是碳化铌、碳化铪、碳化钽等，如此使得过滤件300具有较好的高温抗腐蚀性能。

关于过滤件300的具体结构，本领域技术人员应当能够根据实际需求进行合理的选择和设计，这里不作具体限制，示例地，过滤件300可采用过滤球、过滤棉等以适用于不同的实际情况，这里仅仅是个示例，具体不做限定。

请参阅图1、图2和图3，以了解过滤装置的更多结构细节。

从图中可以看出，坩埚100包括坩埚体120和坩埚盖110；坩埚盖110盖设于坩埚体120。

可选地，坩埚体120可以为圆柱形结构。坩埚体120的底部封闭，顶部敞开。坩埚盖110可以为圆盘形，且坩埚盖110盖设在坩埚体120的顶部开口处以封闭坩埚体120。可选地，坩埚体120为石墨材质制成。籽晶连接区123设置在坩埚盖110的底面中心位置。

具体的，过滤管200的第二端抵持在坩埚盖110的内壁面，籽晶连接区123的外边缘与过滤管200顶部的内壁贴和。如此保障粉料20能够在升华上升过程中能够全部进入过滤管200中。

在本实施例中，过滤管200可以为圆柱形的直管，过滤管200的高度方向与坩埚体120的中轴线重合。即第二开口202正对籽晶连接区123，且与籽晶连接区123抵紧。

在本实施例中，过滤装置还包括导流筒400，导流筒400包括相对设置的第一端和第二端，导流筒400的第一端与过滤管200的第一开口201处连接并与第一开口201连通，导流筒400的内径由导流筒400的第一端向导流筒400的第二端增大；其中，导流筒400用于设置在第一开口201与原料堆放区121之间。即沿坩埚100顶部到坩埚100底部的方向，导流筒400的内径具有增大趋势。

这里的导流筒400能够引导升华的气相混合物在轴向温度梯度的驱动下聚拢并朝向过滤件300向上扩散。从而使得气相混合物能够高效快捷地进入过滤件300。

可选地，导流筒400的第二端的端部的周缘用于与坩埚体120的内壁密闭连接；和/或，导流筒400的内壁面为平面或者弧面。

在本实施例中，导流筒400的第二端的端部、坩埚体120底部的内壁和坩埚体120底部围合形成用于容纳SiC粉料20的密闭区域。即气相混合物的移动范围被限定在过滤管200中，从而形成了从原料堆放区121至导流筒400再到过滤管200的密封输送通道，进而确保了所有的气相混合物都能够被过滤管200中的过滤件300过滤后而得到洁净的生长气氛。

具体的，在本实施例中，导流筒400可以为圆锥形，且导流筒400的内壁面可以为完整的平面。即导流筒400的纵截面为梯形形状。这样的导流筒400具有平滑的内壁面，从而使得气相混合物能够顺畅、高效地进入过滤管200中。

从图中还可以看出，可选地，过滤管200可以包括主管220和支管240；

主管220包括相对设置的第一端和第二端，第一开口201设置于主管220的第一端，第二开口202设置于主管220的第二端，主管220的侧壁上设有一通孔222；

支管240包括相对设置的第一端和第二端，支管240的第一端与主管220的通孔222处连接并通过通孔222与主管220连通，在从主管220的第一端至主管220的第二端的方向上，支管240的第一端相较于支管240的第二端更靠近第一开口201设置；

主管220的内壁上设有凸起部230，凸起部230朝向所支管240延伸并与支管240的内壁间隔设置，凸起部230与通孔222的孔壁间隔设置，且凸起部230的靠近支管240的第一端在主管220的侧壁上的正投影位于通孔222在主管220的侧壁上的正投影内；

凸起部230包括相对设置的第一端和第二端；凸起部230的第一端包括相对的第一侧231和第二侧232；

支管240的内壁与凸起部230的第一端之间设置过滤区210；凸起部230的第一端的第一侧231与通孔222之间形成出口212；凸起部230的第一端的第二侧232与通孔222之间形成入口211。

不难理解，过滤管200包括主管220和支管240的设置方式能够使得过滤区210能够方便地设置，同时凸起部230与通孔222的协同配合能够确保过滤区210的入口211、出口212的密闭性，从而保障过滤件300的过滤效果。

可选地，主管220的长度延伸方向与支管240的长度延伸方向之间形成第一夹角α。可选地，第一夹角α为锐角。

从图中还可以看出，在本实施例中，支管240为柱状直管，即支管240远离通孔222的一端朝向坩埚盖110方向向上倾斜。支管240的设置一方面能够便于过滤件300的安装和布置；另一方面，倾斜的支管240使得过滤管200形成了Y型结构，如此能够在保障气相混合物顺畅流通的同时还能够使得混合物得到充分地过滤。

可选地，在主管220的长度延伸方向上，凸起部230的厚度由远离支管240的第二端向靠近支管240的第一端减小。这样的布置方式能够保障凸起部230的第一端具有更小接触面积，从而在保障通气效率的同时使得入口211和出口212具有更大的开口面积，进而保障过滤效果。另一方面，这样的布置还能够减小凸起部230在主管220内的空间占用，减小凸起部230的体积，提高了主管220的空间利用率。

从图中可以看出，凸起部230的长度大于主管220半径、小于主管220的直径。如此使得凸起部230能够更好地限定入口211和出口212，并保障入口211的口径大于出口212的口径。

可选地，如图2和图3所示，凸起部230既可以是的第一侧231或第二侧232的侧壁呈坡面设置，也可以是凸起部230的第一侧231和第二侧232均呈坡面设置。这样坡面布置方式有利于过滤部的进气和出气。

可选地，在通孔222的径向方向上，凸起部230的第一端与通孔222的孔壁间隔设置；入口211大于出口212；在通孔222的中轴线方向上，凸起部230与通孔222间隔设置。如此使得过滤区210具有更大通气量，从而有利于来自原料堆放区121的升华的气相混合物在轴向温度梯度的驱动下充分迅速地进入过滤件300中，便于气相混合物能够高效地过滤。

从图中还可以看出，可选地，支管240的第二端的端部设第三开口243；过滤管200还包括盖体250，盖体250可拆卸连接于支管240的第二端的第三开口243处，以打开或封堵第三开口243；过滤区210位于盖体250、支管240的内壁以及凸起部230的第一端之间。

在本实施例中，支管240远离过滤管200的端部为贯通的第三开口243，盖体250与支管240连接以密闭第三开口243。盖体250的设置能够便于支管240的加工制作，同时便于过滤件300的安装和拆卸维护作业。

具体的，在本实施例中，盖体250与过滤筒壁为螺纹连接，螺纹连接结构可尽可能减少生长气氛泄露。

可选地，过滤件300可拆卸地安装于盖体250的内表面。如此便于过滤件300的装配、维护和更换。

使用时，在坩埚100内部的料面上放置过滤装置，过滤装置的锥形导流筒400外径与坩埚体120的内径相适应，最后盖上坩埚盖110，组装完成。

当坩埚100温度升高至2200℃左右时，SiC粉料20发生分解升华，生成大量的气相混合物Si_mC_n,在轴向温度梯度的驱动下向上扩散，升华的气相组分沿底座锥形导流筒400进入气流主管220，而后进入装有滤网的支管240，将大多颗粒度较小、重量较轻的碳颗粒停留在Y型气体过滤装置的过滤件300上。同时气相组分在盖体250的阻挡后，气相组分改变传输方向，使得部分碳颗粒沉积在盖体250上，而后气相组分轴向温度梯度的作用下向上再次通过上述支管240上的过滤件300，汇入主管220，得到洁净的生长气氛，继续向上传播，到达籽晶生长面，从而生长出高质量、无碳包裹物的碳化硅单晶。

本实施例还设置了两组对比例，以验证过滤装置的效果。

对比例一、组装时，粉料20上方不放置Y型气体过滤装置，盖上籽晶连接区123后，装炉生长。起始阶段，腔室气相压强降至10-5～10-4Torr,并保压一段时间，然后向腔室内输入惰性气体，使气相压强升高至预设值，调节感应线圈的电流强度，使腔室内轴向低端区域温度逐渐升高，达到预设值1620℃后，保压一段时间。再使温度逐渐升高到2200℃，保持温度不变的前提下，将腔室内气相压强降至8Torr，保持此温度和压力不变，进行晶体生长8-15天的稳定生长。取出晶体后，正常加工成衬底，衬底中能检测到大量碳包裹物。

对比例二、组装时，粉料20上方放置Y型气体过滤装置，盖上籽晶连接区123后，装炉生长。起始阶段，腔室气相压强降至10-5～10-4Torr,并保压一段时间，然后向腔室内输入惰性气体，使气相压强升高至预设值，调节感应线圈的电流强度，使腔室内轴向低端区域温度逐渐升高，达到预设值1620℃后，保压一段时间。再使温度逐渐升高到2200℃，保持温度不变的前提下，将腔室内气相压强降至8Torr，保持此温度和压力不变，进行晶体生长8-15天的稳定生长。取出晶体后，正常加工成衬底，衬底中均没有检测到碳包裹物。

综上，可以看出在坩埚本体结构、生产参数、生产工序等不便，仅改变是否放置过滤装置的情况下，设置过滤装置能够显著改善晶体出现碳包裹物的情形。

第二方面，本实用新型提供一种晶体生长设备，包括：

坩埚100，坩埚100包括坩埚体120和坩埚盖110，坩埚体120具有一腔室，坩埚盖110盖设于坩埚体120的一端以封闭腔室，腔室被配置为相互连通的原料堆放区121和晶体生长区122，晶体生长区122位于原料堆放区121与坩埚盖110之间，坩埚盖110的内表面设籽晶连接区123；

过滤装置，过滤装置包括过滤管200和过滤件300；过滤管200包括相对设置的第一端和第二端，过滤管200的第一端设有第一开口201，过滤管200的第二端设有第二开口202，过滤管200内设有过滤区210，过滤区210位于第一开口201与第二开口202之间，过滤区210具有入口211和出口212，入口211朝向过滤管200的内壁设置并向第一开口201倾斜，入口211与第一开口201连通，出口212朝向过滤管200的内壁设置并向第二开口202倾斜，出口212与第二开口202连通；过滤件300设置在过滤区210，过滤件300分别与入口211和出口212连通；其中，过滤管200设置在晶体生长区122，第一开口201朝向原料堆放区121设置，第二开口202朝向籽晶连接区123设置；

加热装置，设置在坩埚100的外侧，用于对坩埚100进行加热。

可选地，晶体生长设备还包括籽晶，籽晶安装于籽晶连接区123；过滤管200的第二端的端部设置第二开口202，籽晶位于过滤管200内且位于第二开口202处。如此使得过滤后的生长气氛能够及时到达籽晶连接区123，以高效地完成籽晶生长。

综上，本实用新型实施例提供了一种过滤装置和晶体生长设备，至少具有以下优点：

通过在热场中放置一个Y型气体过滤装置，使得升华气相组分在轴向梯度的驱动力下，沿粉料20中心气路向上传输，通过Y型气体过滤装置底座锥形导流筒400，进入滤网后，将大多颗粒度较小、重量较轻的碳颗粒停留在Y型气体过滤装置的滤网上，洁净的气相组分通过滤网，由Y型过滤装置出口212流出，而使得碳颗粒物难以传播至晶体生长表面，进一步抑制晶体生长前沿界面碳包裹缺陷物的产生。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种过滤装置，应用于坩埚，所述坩埚包括坩埚体和坩埚盖，所述坩埚体具有一腔室，所述坩埚盖盖设于所述坩埚体的一端以封闭所述腔室，所述腔室被配置为相互连通的原料堆放区和晶体生长区，所述晶体生长区位于所述原料堆放区与所述坩埚盖之间，所述坩埚盖的内表面设籽晶连接区，其特征在于：

所述过滤装置包括过滤管(200)和过滤件(300)；

所述过滤管(200)包括相对设置的第一端和第二端，所述过滤管(200)的第一端设有第一开口(201)，所述过滤管(200)的第二端设有第二开口(202)，所述过滤管(200)内设有过滤区(210)，所述过滤区(210)位于所述第一开口(201)与所述第二开口(202)之间，所述过滤区(210)具有入口(211)和出口(212)，所述入口(211)朝向所述过滤管(200)的内壁设置并向所述第一开口(201)倾斜，所述入口(211)与所述第一开口(201)连通，所述出口(212)朝向所述过滤区(210)管的内壁设置并向所述第二开口(202)倾斜，所述出口(212)与所述第二开口(202)连通；

所述过滤件(300)设置在所述过滤区(210)，所述过滤件(300)分别与所述入口(211)和所述出口(212)连通；

其中，所述过滤管(200)用于设置在所述晶体生长区(122)，所述第一开口(201)用于朝向所述原料堆放区(121)设置，所述第二开口(202)用于朝向所述籽晶连接区(123)设置。

2.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于：

所述过滤装置还包括导流筒(400)，所述导流筒(400)包括相对设置的第一端和第二端，所述导流筒(400)的第一端与所述过滤管(200)的第一开口(201)处连接并与所述第一开口(201)连通，所述导流筒(400)的内径由所述导流筒(400)的第一端向所述导流筒(400)的第二端增大；

其中，所述导流筒(400)用于设置在所述第一开口(201)与所述原料堆放区(121)之间。

3.根据权利要求2所述的过滤装置，其特征在于：

所述导流筒(400)的第二端的端部的周缘用于与所述坩埚体(120)的内壁密闭连接；

和/或，所述导流筒(400)的内壁面为平面或者弧面。

4.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于：

所述过滤管(200)包括主管(220)和支管(240)；

所述主管(220)包括相对设置的第一端和第二端，所述第一开口(201)设置于所述主管(220)的第一端，所述第二开口(202)设置于所述主管(220)的第二端，所述主管(220)的侧壁上设有一通孔(222)；

所述支管(240)的第一端与所述主管(220)的所述通孔(222)处连接并通过所述通孔(222)与所述主管(220)连通，在从所述主管(220)的第一端至所述主管(220)的第二端的方向上，所述支管(240)的第一端相较于所述支管(240)的第二端更靠近所述第一开口(201)设置；

所述主管(220)的内壁上设有凸起部(230)，所述凸起部(230)朝向所支管(240)延伸并与所述支管(240)的内壁间隔设置，所述凸起部(230)与所述通孔(222)的孔壁间隔设置，且所述凸起部(230)的靠近所述支管(240)的第一端在所述主管(220)的侧壁上的正投影位于所述通孔(222)在所述主管(220)的侧壁上的正投影内；

所述支管(240)的内壁与所述凸起部(230)的第一端之间设置所述过滤区(210)；所述凸起部(230)的第一端的第一侧(231)与所述通孔(222)之间形成所述出口(212)；所述凸起部(230)的第一端的第二侧(232)与所述通孔(222)之间形成所述入口(211)。

5.根据权利要求4所述的过滤装置，其特征在于：

在所述主管(220)的长度延伸方向上，所述凸起部(230)的厚度由远离所述支管(240)的第二端向靠近所述支管(240)的第一端减小。

6.根据权利要求5所述的过滤装置，其特征在于：

在所述通孔(222)的径向方向上，所述凸起部(230)的第一端与所述通孔(222)的孔壁间隔设置；所述入口(211)大于所述出口(212)；

在所述通孔(222)的中轴线方向上，所述凸起部(230)与所述通孔(222)间隔设置。

7.根据权利要求4所述的过滤装置，其特征在于：

所述支管(240)的第二端的端部设第三开口(243)；

所述过滤管(200)还包括盖体(250)，所述盖体(250)可拆卸连接于所述支管(240)的第二端的所述第三开口(243)处，以打开或封堵所述第三开口(243)；

所述过滤区(210)位于所述盖体(250)、所述支管(240)的内壁以及所述凸起部(230)的第一端之间。

8.根据权利要求4所述的过滤装置，其特征在于：

所述主管的长度延伸方向与所述支管的长度延伸方向之间形成第一夹角α，所述第一夹角α为锐角。

9.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于：

所述过滤件(300)的材质为多孔石墨；

和/或，所述过滤件(300)上设有陶瓷涂层。

10.一种晶体生长设备，其特征在于，包括：

坩埚(100)，所述坩埚(100)包括坩埚体(120)和坩埚盖(110)，所述坩埚体(120)具有一腔室，所述坩埚盖(110)盖设于所述坩埚体(120)的一端以封闭所述腔室，所述腔室被配置为相互连通的原料堆放区(121)和晶体生长区(122)，所述晶体生长区(122)位于所述原料堆放区(121)与所述坩埚盖(110)之间，所述坩埚盖(110)的内表面设籽晶连接区(123)；

过滤装置，所述过滤装置包括过滤管(200)和过滤件(300)；所述过滤管(200)包括相对设置的第一端和第二端，所述过滤管(200)的第一端设有第一开口(201)，所述过滤管(200)的第二端设有第二开口(202)，所述过滤管(200)内设有过滤区(210)，所述过滤区(210)位于所述第一开口(201)与所述第二开口(202)之间，所述过滤区(210)具有入口(211)和出口(212)，所述入口(211)朝向所述过滤管(200)的内壁设置并向所述第一开口(201)倾斜，所述入口(211)与所述第一开口(201)连通，所述出口(212)朝向所述过滤管(200)的内壁设置并向所述第二开口(202)倾斜，所述出口(212)与所述第二开口(202)连通；所述过滤件(300)设置在所述过滤区(210)，所述过滤件(300)分别与所述入口(211)和所述出口(212)连通；其中，所述过滤管(200)设置在所述晶体生长区(122)，所述第一开口(201)朝向所述原料堆放区(121)设置，所述第二开口(202)朝向所述籽晶连接区(123)设置；

加热装置，设置在所述坩埚(100)的外侧，用于对所述坩埚(100)进行加热。