[实用新型]一种SiC体单晶的生长装置

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体材料制备技术领域，涉及晶体的生长装置，具体涉及一种SiC体单晶的生长装置。

背景技术

SiC体单晶具有禁带宽度大、抗辐射能力强、热导率大、击穿场强高和化学稳定性好等优点，被称为第三代半导体材料。用于高频、大功率及抗辐射等电子元件的制造，广泛应用于航空、航天、地质钻探、火箭、雷达等重要领域。SiC体单晶是在高温状态下采用升华法生长得到的，其生长过程难以稳定控制，目前，在SiC体单晶的生长过程中，由于抽真空的作用，SiC粉粒堆积于SiC籽晶附近，导致单晶表面衍生出SiC多晶体，影响了SiC体单晶的生长及其品质。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种SiC体单晶的生长装置，解决了抽真空时，SiC籽晶附近容易产生SiC粉料堆积的问题，保证了SiC体单晶的正常生长。

本实用新型所采用的技术方案是，一种SiC体单晶的生长装置，包括工作室，工作室内竖直设置有托杆，托杆的下端自工作室的底部伸出，托杆的上端固接有石墨坩埚，石墨坩埚上端面的内腔加工有凹台，石墨坩埚的上面固接有SiC籽晶座，SiC籽晶座的下端面加工有凸台，SiC籽晶座的凸台端面与石墨坩埚内腔凹台的底面之间设置有接口，石墨坩埚与SiC籽晶座的外侧包裹有保温层，工作室与抽真空装置相连接。

本实用新型的特征还在于，

石墨坩埚和SiC籽晶座通过螺纹固接。

螺纹由石墨坩埚的内螺纹和SiC籽晶座的外螺纹构成。

接口为SiC籽晶座凸台端面与石墨坩埚凹台底面之间的空隙。

本实用新型装置通过改变石墨坩埚与SiC籽晶座的结构，使得抽真空时，产生的SiC粉料不会堆积在SiC籽晶附近，避免了SiC多晶体的衍生，保证了SiC体单晶的正常生长，得到高品质的SiC体单晶。

附图说明

图1是本实用新型装置的结构示意图。

图中，1.石墨坩埚，2.接口，3.螺纹，4.SiC籽晶，5.籽晶座，6.工作室，7.SiC体单晶，8.感应线圈，9.SiC粉料，10.SiC原料，11.保温层，12.托杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型生长装置的结构，如图1所示。包括工作室6，工作室6内竖直设置有托杆12，托杆12的下端自工作室7的底部伸出，托杆12的上端与石墨坩埚1的底部固接，石墨坩埚1的开口朝上，石墨坩埚1上端面的内腔加工有凹台，该凹台的侧壁加工有内螺纹，石墨坩埚1的上沿设置有开口朝下的SiC籽座5，SiC籽晶座5的下端面加工有凸台，该凸台的侧壁加工有外螺纹，该SiC籽晶座5的外螺纹与石墨坩埚1的内螺纹配合构成螺纹3，石墨坩埚1和SiC籽晶座5通过螺纹3固接。SiC籽晶座5凸台的端面与石墨坩埚1凹台底面之间留有空隙，该空隙为接口2，石墨坩埚1的内腔与SiC籽晶座5的内腔形成一密闭腔体，该密闭腔体用于硅单晶的生长，SiC籽晶4放置在SiC籽晶座5内腔的顶面。石墨坩埚1和SiC籽晶座5的外侧包裹有保温层11。工作室6侧壁的外围环绕设置有感应线圈8。工作室6与工作室6外的抽真空装置相连接。

本实用新型生长装置中的石墨坩埚1和SiC籽晶座5通过螺纹3相连接后，在石墨坩埚体1的内表面形成接口2，接口2远离SiC籽晶4。在对硅单晶生长的密闭腔体抽真空时，SiC粉粒堆积在接口2附近，而不会在SiC籽晶4附近堆积，保证了SiC体单晶7的理想生长。

本实用新型装置的工作过程：

将SiC原料10装入石墨坩埚1内，SiC籽晶4安装于SiC籽晶座5内。将石墨坩埚1与SiC籽晶座5通过螺纹3连接，并在石墨坩埚1和SiC籽晶座5的外围包裹保温层11，形成反应器，将该反应器放入工作室7内，并将石墨坩埚1底部固接于托杆12的顶端。密闭工作室7后，进行抽真空，在此过程中，产生的SiC粉料9堆积于接口2附近。然后，接通感应线圈8的电源，感应线圈12对石墨坩埚1、SiC籽晶座4和SiC原料10进行加热，通过加热使石墨坩埚1中SiC原料10发生升华，升华后的SiC原料10附着于SiC籽晶4的表面生长成SiC体单晶7。

本实用新型装置结构简单、装料方便，采用石墨坩埚1上端面和SiC籽晶座4下端面之间设置接口2的结构，在抽真空状态下晶体的生长过程中，使产生的SiC粉粒9堆积在接口2附近，不至于堆积于SiC籽晶4附近，避免了SiC粉粒9对SiC体单晶7生长的影响，满足了高品质SiC体单晶7生长的要求。

本实用新型装置适用于SiC等高温晶体的生长。