[發明專利]碳化硅單晶的制備裝置及其應用

有效

• 申請號: 201911032080.8
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110904508B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 方帥;高超;高宇晗;王路平;王宗玉;張九陽;潘亞妮;寧秀秀;李霞;舒天宇;許曉林;薛傳藝
• 申請（專利權）人: 山東天岳先進科技股份有限公司
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B23/00
• 代理公司: 北京君慧知識產權代理事務所(普通合伙) 11716
• 代理人: 王寬

1.一種碳化硅單晶的制備裝置，其包括加熱單元、保溫結構和坩堝，其特征在于，還包括裝料桶和旋轉升降單元；

所述坩堝包括上部坩堝和下部坩堝，所述上部坩堝的坩堝蓋內側面設置籽晶；

所述加熱單元包括電阻加熱體組和感應加熱線圈；和

所述電阻加熱體組直接加熱所述上部坩堝，所述感應加熱線圈感應加熱所述下部坩堝；

所述裝料桶包括桶身和開口部，所述桶身設置在所述下部坩堝內，所述桶身與所述下部坩堝之間形成隔離空腔，所述開口部與所述上部坩堝轉動連接；所述裝料桶和所述上部坩堝形成物理氣相傳輸法制備碳化硅單晶的生長腔，所述生長腔包括氣相傳輸區和所述裝料桶內的原料區；所述生長腔為密封結構；

所述旋轉升降單元驅動所述裝料桶相對于所述上部坩堝旋轉升降。

2.根據權利要求1所述的制備裝置，其特征在于，所述轉動連接包括螺紋連接。

3.根據權利要求1所述的制備裝置，其特征在于，所述上部坩堝的內徑小于所述下部坩堝的內徑。

4.根據權利要求3所述的制備裝置，其特征在于，所述裝料桶的開口部的內徑小于或等于所述桶身內徑。

5.根據權利要求1所述的制備裝置，其特征在于，所述保溫結構包括保溫側壁，所述電阻加熱體組設置在所述上部坩堝與所述保溫側壁之間，所述保溫側壁設置在所述感應加熱線圈和所述下部坩堝之間。

6.根據權利要求5所述的制備裝置，其特征在于，所述上部坩堝對應的上部保溫側壁沿籽晶至原料的方向設置多個側部測溫孔。

7.根據權利要求6所述的制備裝置，其特征在于，所述多個側部測溫孔包括沿自籽晶至原料的方向均勻設置的第一測溫孔至第n測溫孔，所述n不小于2；

所述第n測溫孔到所述籽晶面的第一距離為30-200mm；

所述裝料桶升降時，原料區的頂面相對于所述籽晶面的第二距離為20-200mm。

8.根據權利要求6所述的制備裝置，其特征在于，所述電阻加熱體組中的每個電阻加熱體對應設置一個側部測溫孔；

所述保溫結構還包括設置在坩堝頂部的保溫頂壁，所述保溫頂壁設置頂部測溫孔。

9.根據權利要求8所述的制備裝置，其特征在于，所述側部測溫孔的孔徑不大于20mm，所述頂部測溫孔的孔徑不大于70mm。

10.根據權利要求1所述的制備裝置，其特征在于，所述加熱單元還包括測溫器組和控制器，所述測溫器組包括分別與所述電阻加熱體組和感應加熱線圈對應設置的多個測溫器；所述控制器比較所述測溫器的測試溫度值與已儲存的設定溫度值，以控制所述電阻加熱體組中的電阻加熱體和感應加熱線圈的加熱功率。

11.根據權利要求10所述的制備裝置，其特征在于，所述電阻加熱體設為圍繞所述上部坩堝的環狀結構，所述加熱單元包括沿所述上部坩堝軸向排布的多個電阻加熱體。

12.根據權利要求10所述的制備裝置，其特征在于，所述控制器分別獨立控制所述電阻加熱體和所述感應加熱線圈的加熱功率。