[發明專利]一種籽晶溫度梯度方法生長碳化硅單晶的裝置

有效

• 申請號: 201210169399.7
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102703966A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 陳啟生;顏君毅;姜燕妮
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/36
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 王藝

1.一種籽晶溫度梯度方法生長碳化硅單晶的裝置，其特征在于，包括感應加熱裝置、真空腔和晶體生長單元，其中，

所述感應加熱裝置包括感應線圈以及為所述感應線圈供電的中頻電源，所述感應線圈位于所述真空腔的外部；

所述晶體生長單元包括位于真空腔內的石墨感應器、保溫材料、石墨坩堝和籽晶托；所述保溫材料位于所述石墨感應器的外部；所述石墨坩堝位于所述石墨感應器的內部，所述籽晶托位于所述石墨坩堝的頂部。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，

所述感應線圈具有獨立的冷卻水通道。

3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，

所述感應線圈為空心紫銅管線圈，其中心為冷卻水通道；或者，所述感應線圈為實心紫銅板線圈，沿著該實心紫銅板線圈焊接空心紫銅管，作為所述感應線圈的冷卻水通道。

4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，

所述感應加熱裝置還包括隔離變壓器和電容，所述中頻電源與所述隔離變壓器的初級側相連，所述電容和感應線圈與所述隔離變壓器的次級側相連，所述隔離變壓器用于降低所述感應線圈兩端的電壓，同時提高通過所述感應線圈的電流。

5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，

所述真空腔包括石英管、位于所述石英管上部的上法蘭和位于所述石英管下部的下法蘭等，所述石英管、上法蘭和下法蘭分別具有冷卻水通道。

6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，

所述石英管為雙層石英管結構或局部雙層石英管結構，所述石英管的中空部分為冷卻水通道；或者，空心紫銅管繞制在所述石英管上，作為所述石英管的冷卻水通道；

所述上法蘭為雙層不銹鋼結構或局部雙層不銹鋼結構，所述上法蘭的中空部分為冷卻水通道；或者，空心紫銅管繞制在所述上法蘭上，作為所述上法蘭的冷卻水通道；

所述下法蘭為雙層不銹鋼結構或局部雙層不銹鋼結構，所述下法蘭的中空部分為冷卻水通道；或者，空心紫銅管繞制在所述下法蘭上，作為所述下法蘭的冷卻水通道。

7.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，

所述上法蘭和下法蘭分別連接真空泵及進氣裝置，用于所述真空腔獲得不同的真空度。

8.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，

所述石墨感應器除下表面的中心點及上表面的中心點外，均被碳保溫材料包裹，石墨感應器的下表面的中心點及上表面的中心點暴露在外，可通過測溫儀測量下表面及上表面中心點溫度。

9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，

覆蓋在石墨感應器上表面的碳保溫材料的厚度隨著離上表面中心點的徑向距離增加而增加，以在籽晶內部獲得正的徑向溫度梯度。

10.如權利要求1中所述的裝置，其特征在于，

碳化硅原料放置在所述石墨坩堝的底部；籽晶位于所述籽晶托的下部，所述籽晶的溫度分布由籽晶托控制。