[發(fā)明專(zhuān)利]生產(chǎn)大塊硅碳化物的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480049097.3
• 申請(qǐng)日: 2014-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105518187B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·V·德切夫;P·薩坦納日哈瓦;A·M·安德凱威;D·S·李特爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: GTAT公司
• 主分類(lèi)號(hào): C30B23/00
• 分類(lèi)號(hào): C30B23/00;C30B29/36
• 代理公司: 北京戈程知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉

1.一種形成硅碳化物的方法，包含下列步驟i)提供升華爐，該升華爐包含爐殼、至少一個(gè)置于該爐殼外的加熱元件、以及置于該爐殼內(nèi)通過(guò)絕緣物圍繞的熱區(qū)，其中，該絕緣物包含多層纖維狀熱絕緣材料，該熱區(qū)包含

a)具有上部區(qū)、下部區(qū)及一或多個(gè)通氣孔的坩堝；

b)將該坩堝密封的坩堝蓋；

c)置于該坩堝的該下部區(qū)中的實(shí)質(zhì)固態(tài)硅碳化物先驅(qū)物，其中，該實(shí)質(zhì)固態(tài)硅碳化物先驅(qū)物具有多孔性；

d)懸掛于該坩堝蓋和該下部區(qū)之間的該坩堝的該上部區(qū)中的單獨(dú)的獨(dú)立式晶種模塊，該晶種模塊包含晶種保持器，該晶種保持器具有多個(gè)蒸汽釋離開(kāi)口和置于該晶種保持器內(nèi)的硅碳化物晶種，該硅碳化物晶種具有頂部表面及底部表面，其中，該頂部表面曝露至該坩堝的該上部區(qū)，以及該底部表面面向該實(shí)質(zhì)固態(tài)硅碳化物先驅(qū)物和該坩堝的該下部區(qū)，以及其中該多個(gè)蒸汽釋離開(kāi)口形成為在該晶種保持器上，如同該晶種保持器的中心軸周?chē)亩鄠€(gè)孔洞，該中心軸垂直于該硅碳化物晶種的該底部表面，以及

該多個(gè)孔洞形成在該晶種保持器中在該硅碳化物晶種的該底部表面下方；以及

e)一含有一或多個(gè)孔洞的蒸汽釋離環(huán)，以及其中該蒸汽釋離環(huán)置于該晶種保持器內(nèi)或該晶種保持器的外側(cè)與該坩堝之間，該孔洞的至少一者對(duì)準(zhǔn)該坩堝的該通氣孔的至少一者，

ii)以至少一該加熱元件加熱該熱區(qū)，以使該實(shí)質(zhì)固態(tài)硅碳化物先驅(qū)物升華，以及

iii)在該硅碳化物晶種的該底部表面上形成該硅碳化物。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該實(shí)質(zhì)固態(tài)硅碳化物先驅(qū)物被包含于來(lái)源模塊內(nèi)，以及其中，該來(lái)源模塊置于該坩堝的該下部區(qū)中。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，該來(lái)源模塊包含先驅(qū)物腔室，以及其中，該實(shí)質(zhì)固態(tài)硅碳化物先驅(qū)物被包含于該先驅(qū)物腔室內(nèi)。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該實(shí)質(zhì)固態(tài)硅碳化物先驅(qū)物的密度小于硅碳化物的密度。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該硅碳化物的上表面包含有晶種保護(hù)層，該晶種保護(hù)層的厚度小于250微米。

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，該晶種保護(hù)層的厚度小于100微米。

7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，該晶種保護(hù)層包含至少兩個(gè)涂層。

8.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，該晶種保護(hù)層包含至少一個(gè)硬化涂層。

9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該硅碳化物晶種具有硅面及碳面，以及其中，該頂部表面為該硅面。

10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該硅碳化物晶種具有硅面及碳面，以及其中，該頂部表面為該碳面。

11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該熱區(qū)沿著該爐殼內(nèi)的中心軸而置。

12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該纖維狀熱絕緣材料為石墨氈。

13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該坩堝具有實(shí)質(zhì)圓柱狀。

14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該坩堝的該上部區(qū)具有含上直徑的實(shí)質(zhì)圓柱狀，以及該坩堝的該下部區(qū)具有含下直徑的實(shí)質(zhì)圓柱狀，以及其中，該上直徑大于該下直徑。

15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該加熱元件為感應(yīng)加熱器。

16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成的該硅碳化物為順著平行于該硅碳化物晶種的方向，具有實(shí)質(zhì)圓形截面形狀的硅碳化物梨晶。

17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，該硅碳化物梨晶包含具有至少兩種碳質(zhì)涂料的平坦表面。

18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該硅碳化物具有小于8000/cm²的總?cè)毕輸?shù)。