[發明專利]一種N型碳化硅單晶生長用坩堝、裝置及應用

有效

• 申請號: 202011344171.8
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112609238B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 方帥;高宇晗;高超;石志強;楊世興;宗艷民
• 申請（專利權）人: 山東天岳先進科技股份有限公司
• 主分類號: C30B23/00
• 分類號: C30B23/00;C30B29/36
• 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: 王振南

1.一種N型碳化硅單晶生長用坩堝，其特征在于，所述坩堝包括側壁、底部和由所述側壁和底部圍成的內腔，所述坩堝還包括用于密封所述內腔的上蓋，

所述內腔用于物理氣相傳輸法生長N型碳化硅單晶，所述側壁中設環繞所述坩堝內腔的通道，

所述通道靠近所述內腔一側的所述側壁材質為第一石墨材料，所述第一石墨材料為透氣性石墨材料，所述通道遠離所述內腔一側的所述側壁材質為第二石墨材料，

所述第一石墨材料的氣體滲透能力高于所述第二石墨材料；

所述通道包括進氣口和出氣口，所述進氣口與所述出氣口通過所述通道相連通，所述物理氣相傳輸法生長碳化硅單晶包括長晶階段1和長晶階段2，其中，在長晶階段1中，使氮氣在所述通道中的流量為75ml/min，控制溫度為2500K，控制絕對壓強在3000Pa，生長碳化硅單晶50小時；在長晶階段2中，把氮氣進氣口和出氣口調換，長晶階段1的進氣口變成出氣口，出氣口變成進氣口，使氮氣在所述通道中的流量為75ml/min，控制溫度為2500K，控制絕對壓強在3000Pa，生長50小時。

2.如權利要求1所述的坩堝，其特征在于，所述第一石墨材料的密度小于所述第二石墨材料的密度，和/或

所述第一石墨材料的厚度小于所述第二石墨材料的厚度。

3.如權利要求2所述的坩堝，其特征在于，所述第一石墨材料的密度小于所述第二石墨材料的密度的差值為0.05-1.0g/cm3，和/或

所述第一石墨材料的厚度小于所述第二石墨材料的厚度的差值為0.05-50mm。

4.如權利要求3所述的坩堝，其特征在于，所述第一石墨材料的密度小于所述第二石墨材料的密度的差值為0.2-0.4g/cm3，和/或

所述第一石墨材料的厚度小于所述第二石墨材料的厚度的差值為0.5-30mm。

5.如權利要求4所述的坩堝，其特征在于，所述第一石墨材料的密度為1.0-2.0g/cm3；和/或，

所述第一石墨材料的厚度為1-20mm。

6.如權利要求5所述的坩堝，其特征在于，所述第一石墨材料的密度為1.6-1.9g/cm3，和/或

所述第一石墨材料的厚度為3-8mm。

7.如權利要求1-6任一項所述的坩堝，其特征在于，所述內腔包括放置原料的第一部分和生長碳化硅單晶的第二部分，所述通道位于所述第一部分所在的所述內腔外和/或所述第二部分所在的所述內腔外。

8.如權利要求1-6中任一所述的坩堝，其特征在于，所述通道環繞所述坩堝內腔的形狀為螺旋形、筒形、環形、或鏈條狀。

9.如權利要求8所述的坩堝，其特征在于，所述通道環繞所述坩堝內腔的形狀為螺旋形；和/或

所述進氣口和所述出氣口位于所述坩堝的下部。

10.如權利要求1-6中任一所述的坩堝，其特征在于，所述坩堝包括內桶和外桶，所述內桶設于所述外桶內，所述內桶外側壁和/或所述外桶內側壁設凹陷，所述內桶置于所述外桶內時，所述凹陷形成所述通道。

11.如權利要求1-6中任一所述的坩堝，其特征在于，所述內腔的直徑為100-200mm。

12.如權利要求1-6中任一所述的坩堝，其特征在于，所述通道為螺旋形，所述通道的直徑為0.5-1.5cm，螺距為0.3-3cm。

13.一種N型碳化硅單晶生長用裝置，其特征在于，所述裝置包括：權利要求1-12中任一所述的坩堝、設于所述坩堝外周的保溫結構、設于保溫結構外的真空隔離罩、設于保溫結構頂部的散熱孔、設于真空隔離罩外的加熱線圈、和/或用于監控所述上蓋處溫度的溫度計。