[发明专利]一种提高碳化硅单晶生长过程中温度场分布均匀度的方法

权利要求书

1.一种提高碳化硅单晶生长过程中温度场分布均匀度的方法，所述方法包括利用单晶生长装置和保温装置进行碳化硅单晶生长的步骤，其特征在于，在单晶生长过程中通过旋转保温装置以提高温度场分布的均匀度；并且，在单晶生长过程中单晶生长装置保持静止状态；

所述保温装置包括设在单晶生长装置侧部的外部保温层、设在单晶生长装置顶部的顶部保温层、以及设在单晶生长装置底部的底部保温层，所述外部保温层外侧设有加热装置，所述外部保温层与所述加热装置固连设置，所述外部保温层下设有一用于外部保温层旋转的旋转机构，所述外部保温层与所述加热装置一起旋转，所述顶部保温层中部设有通孔；

所述碳化硅单晶生长方法，包括如下步骤：

1）放置原料于单晶生长装置内，即石墨单晶生长装置，将单晶生长装置内的气氛置换为氩气气氛，所述原料占单晶生长装置的体积分数为50%；

2）单晶生长装置在保温装置的作用下加热至第一温度并在保护气装置的作用下将气氛压力维持在第一压力，保温装置保持旋转；

3）所述保温装置发生动作为单晶生长装置提供稳定环境；

4）在保温装置的作用下加热至第二温度并在保护气装置的作用下将第一压力减压至第二压力，并保持至原料转化生长阶段完毕；保温装置保持旋转；

5）在保温装置的作用下，并在保护气装置的作用下将第二压力增压至第三压力，完成晶体的最后生长阶段；保温装置保持旋转；

6）将压力温度回归至常压室温；保温装置保持旋转；取出晶体；

所述第一温度为1500℃，所述第一压力为800mbar，保温装置的转速为6 r/min；所述第二温度为2400℃，所述第二压力为35mbar，保温装置的转速为14r/min；所述第二压力增至第三压力的转化时间为50h；所述第三压力为90mbar，保温装置的转速为6r/min；所述步骤6）中将压力温度回归至常压室温的时间为2h，保温装置的转速为3r/min。

2.根据权利要求1所述的提高碳化硅单晶生长过程中温度场分布均匀度的方法，其特征在于，所述保温装置完全包裹住单晶生长装置，所述加热装置包括用于原料加热的第一加热装置和/或用于籽晶加热的第二加热装置。

3.根据权利要求1所述的提高碳化硅单晶生长过程中温度场分布均匀度的方法，其特征在于，所述单晶生长装置固定设置，所述保温装置可围绕单晶生长装置进行旋转。

4.根据权利要求1所述的提高碳化硅单晶生长过程中温度场分布均匀度的方法，其特征在于，所述单晶生长装置为石墨坩埚。

5.根据权利要求2所述的提高碳化硅单晶生长过程中温度场分布均匀度的方法，其特征在于，所述保温装置包括设在单晶生长装置侧部的外部保温层、设在单晶生长装置顶部的顶部保温层、以及设在单晶生长装置底部的底部保温层，所述外部保温层外侧设有加热装置，所述外部保温层与加热装置固连设置，所述外部保温层、顶部保温层以及底部保温层固连设置，所述外部保温层下设有一用于保温装置旋转的旋转机构。

6.根据权利要求4所述的提高碳化硅单晶生长过程中温度场分布均匀度的方法，其特征在于，所述旋转机构包括与外部保温层相连的若干保温支架，在保温支架外设有一环形外齿轮，一与动力机构相连的主动齿轮与环形外齿轮啮合相连；还包括一法兰盘，在法兰盘上固设一单晶生长装置支架，所述保温装置设在单晶生长装置支架上；所述动力机构包括设在法兰盘下的电机，电机的主动轴通过磁流体密封装置与主动齿轮相连，在法兰盘下部电机的主动轴上设有一接触式密封机构；所述保温支架为石墨材料，所述主动齿轮与环形外齿轮为镀钨或镀钽或钨或钽材料。