[發(fā)明專利]一種低應(yīng)力可重復(fù)的SiC單晶生長(zhǎng)用熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810411141.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-02
• 公開（公告）號(hào): CN108560054A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭燕;楊祥龍;胡小波;徐現(xiàn)剛;陳玉峰;張磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué);國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): C30B29/36
• 分類號(hào): C30B29/36;C30B23/00
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 顏洪嶺

1.一種低應(yīng)力可重復(fù)的SiC單晶生長(zhǎng)用熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括坩堝、側(cè)保溫層、上保溫層和下保溫層；坩堝的上端設(shè)置所述的上保溫層，坩堝的下端設(shè)置所述的下保溫層，在坩堝、上保溫層、下保溫層的外部設(shè)置所述的側(cè)保溫層。

2.如權(quán)利要求1所述的SiC單晶生長(zhǎng)用熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述側(cè)保溫層與坩堝之間留有1-2mm的間隙。

3.如權(quán)利要求1或2所述的SiC單晶生長(zhǎng)用熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述側(cè)保溫層包括多個(gè)由上而下依次連接的側(cè)保溫單元，側(cè)保溫單元為中空?qǐng)A柱體，側(cè)保溫單元選用縱向的石墨纖維材料制作而成。

4.如權(quán)利要求3所述的SiC單晶生長(zhǎng)用熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述側(cè)保溫單元的高度為10-50mm、內(nèi)徑為250-350mm、外徑為500-800mm。

5.如權(quán)利要求3所述的SiC單晶生長(zhǎng)用熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，相鄰側(cè)保溫單元之間通過(guò)石墨膠或石墨繩粘結(jié)。

6.如權(quán)利要求4所述的SiC單晶生長(zhǎng)用熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上保溫層包括多個(gè)由上而下依次疊放的上保溫單元，上保溫單元為空心圓柱體，空心圓柱體的中心開有直徑為10-40mm的測(cè)溫孔，上保溫單元選用橫向的石墨纖維材料制作而成；

所述上保溫單元的高度為10-40mm、外徑與側(cè)保溫單元的內(nèi)徑相同。

7.如權(quán)利要求4所述的SiC單晶生長(zhǎng)用熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述下保溫層包括多個(gè)由上而下依次疊放的下保溫單元，下保溫單元為圓柱體，下保溫單元選用橫向的石墨纖維材料制作而成；

所述下保溫單元的高度為10-40mm、外徑與側(cè)保溫單元的內(nèi)徑相同。

8.一種如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的低應(yīng)力可重復(fù)的SiC單晶生長(zhǎng)用熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的建造方法，包括以下步驟：

(1)選取石墨纖維為水平方向的保溫材料，截成高度為10-40mm的圓柱體，將多個(gè)圓柱體疊放在一起形成下保溫層；

(2)將坩堝底端坐放在下保溫層上；

(3)選取石墨纖維為豎直方向的側(cè)保溫材料，截成高度為10-30mm的中空?qǐng)A柱體，將多個(gè)中空?qǐng)A柱體從下而上依次套裝在下保溫層和坩堝上并累加形成高于坩堝頂端30-60mm的側(cè)保溫層，相鄰中空?qǐng)A柱體之間通過(guò)石墨膠或石墨繩粘結(jié)，側(cè)保溫層與坩堝外徑之間留有1-2mm的間隙；

(4)選取石墨纖維為水平方向的保溫材料，中心形成直徑為10-40mm測(cè)溫孔并截成高度為10-40mm的圓柱體，將多個(gè)圓柱體依次從側(cè)保溫層頂部放入與坩堝頂端連接形成上保溫層；

(5)經(jīng)過(guò)高溫過(guò)程后，將側(cè)保溫層靠近坩堝且重量損耗超過(guò)50％的側(cè)保溫單元替換為新的側(cè)保溫單元；將下保溫層貼近坩堝且重量損耗超過(guò)50％的下保溫單元去掉，在下保溫層底部增加新的下保溫單元，保持下保溫層總高度不變；將上保溫層貼近坩堝且重量損耗超過(guò)50％的上保溫單元去掉，在上保溫層上部增加新的上保溫單元，保持上保溫層總高度不變。

9.如權(quán)利要求8所述的SiC單晶生長(zhǎng)用熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的建造方法，其特征在于，步驟(4)中，可根據(jù)軸向溫度梯度要求逐段地調(diào)節(jié)測(cè)溫孔的直徑。

10.如權(quán)利要求8所述的SiC單晶生長(zhǎng)用熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的建造方法，其特征在于，步驟(5)中，當(dāng)側(cè)保溫單元、下保溫單元、上保溫單元各自的重量損耗在10-30％時(shí)替換為新的側(cè)保溫單元、下保溫單元、上保溫單元。