[發(fā)明專利]一種生長(zhǎng)高質(zhì)量SiC單晶的裝置及生長(zhǎng)方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110177439.1 | 申請(qǐng)日： | 2021-02-07 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112981531A | 公開（公告）日： | 2021-06-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 不公告發(fā)明人 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 趙麗麗 |
| 主分類號(hào)： | C30B29/36 | 分類號(hào)： | C30B29/36;C30B25/00 |
| 代理公司： | 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23209 | 代理人： | 趙君 |
| 地址： | 150000 黑龍江省哈爾濱市松北區(qū)智谷二街3*** | 國(guó)省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 生長(zhǎng) 質(zhì)量 sic 裝置 方法 | ||
1.一種生長(zhǎng)高質(zhì)量SiC單晶的裝置，其特征在于：所述的一種生長(zhǎng)高質(zhì)量SiC單晶的裝置包括坩堝主體(4)，所述的坩堝主體(4)外側(cè)設(shè)置有保溫層(3)，坩堝主體(4)的坩堝上蓋(2)粘貼籽晶(1)，坩堝主體(4)的中部設(shè)置有上層石墨板(5)，坩堝主體(4)的下部設(shè)置有下層石墨板(6)，坩堝主體(4)的底部裝有硅粉(7)，保溫層(3)的外側(cè)設(shè)置有石英管(11)，石英管(11)外側(cè)上部環(huán)繞上部感應(yīng)線圈(8)，石英管(11)外側(cè)中部環(huán)繞中部感應(yīng)線圈(9)，石英管(11)外側(cè)下部環(huán)繞下部感應(yīng)線圈(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生長(zhǎng)高質(zhì)量SiC單晶的裝置，其特征在于：所述的上部感應(yīng)線圈(8)給籽晶(1)加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種生長(zhǎng)高質(zhì)量SiC單晶的裝置，其特征在于：所述的中部感應(yīng)線圈(9)給坩堝主體(4)的氣體上升通道加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種生長(zhǎng)高質(zhì)量SiC單晶的裝置，其特征在于：所述的下部感應(yīng)線圈(10)給硅粉(7)加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種生長(zhǎng)高質(zhì)量SiC單晶的裝置，其特征在于：所述的上層石墨板(5)的層數(shù)為1層，厚度為15-20mm，所述的上層石墨板(5)上開孔孔徑5-10mm，開孔角度45-60°，所述的上層石墨板(5)的純度不低于10ppm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種生長(zhǎng)高質(zhì)量SiC單晶的裝置，其特征在于：所述的下層石墨板(6)的層數(shù)為4-5層，每個(gè)下層石墨板(6)的厚度為2-3mm，所述的下層石墨板(6)上開孔孔徑3-5mm，開孔角度45-60°，所述的下層石墨板(6)的純度不低于10ppm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種生長(zhǎng)高質(zhì)量SiC單晶的裝置，其特征在于：所述的保溫層(3)為保溫材料纏繞在坩堝主體(4)外部，所述的上部感應(yīng)線圈(8)、中部感應(yīng)線圈(9)、下部感應(yīng)線圈(10)分別由三個(gè)電源控制。
8.一種權(quán)利要求1-8之一所述的一種生長(zhǎng)高質(zhì)量SiC單晶的裝置的生長(zhǎng)方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟1、按照次序?qū)⒐璺邸⑾聦邮濉⑸蠈邮宸湃脎釄逯黧w，將籽晶固定于坩堝上蓋，密封坩堝主體后，坩堝主體外側(cè)包裹保溫材料，調(diào)整坩堝主體在石英管內(nèi)的位置，待用；
步驟2、密封坩堝主體，對(duì)坩堝主體抽真空到2-15Torr，然后保持坩堝主體的真空度在2-15Torr的條件下，控制下部感應(yīng)線圈開始加熱，然后控制上部感應(yīng)線圈以及中部感應(yīng)線圈開始加熱，進(jìn)入SiC單晶的生長(zhǎng)階段；
步驟3、SiC單晶的生長(zhǎng)階段結(jié)束后，逐步降低線圈加熱功率，坩堝進(jìn)入降溫階段，然后充入氬氣到常壓，自然冷卻后，取出SiC單晶。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種生長(zhǎng)高質(zhì)量SiC單晶的裝置的生長(zhǎng)方法，其特征在于：步驟2中控制下部感應(yīng)線圈溫度為2000-2200℃，中部感應(yīng)線圈溫度為1800-2000℃，上部感應(yīng)線圈溫度為1700-1800℃，開始晶體生長(zhǎng)，保持反應(yīng)容器內(nèi)的溫度，生長(zhǎng)時(shí)間為20～50h。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種生長(zhǎng)高質(zhì)量SiC單晶的裝置的生長(zhǎng)方法，其特征在于：逐步降低線圈加熱功率為每小時(shí)降1.5KW，直到功率降低為0KW，而后等待爐體自然冷卻。
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