[发明专利]一种双温区独立控制的碳化硅单晶生长装置和生长方法

权利要求书

1.一种双温区独立控制的碳化硅单晶生长装置，包括双线圈感应加热装置、真空腔室和晶体生长单元；所述晶体生长单元位于所述真空腔室的内部；所述双线圈感应加热装置位于所述真空腔室的外部；

所述双线圈感应加热装置包括上感应加热线圈和下感应加热线圈；所述上感应加热线圈分别与第一电源和第一线圈移动电机连接；所述下感应加热线圈分别与第二电源和第二线圈移动电机连接；

所述真空腔室包括石英管以及设置于所述石英管两端的上密封法兰和下密封法兰；

所述晶体生长单元包括密闭坩埚以及设置于所述密闭坩埚外表面的保温材料；使用时，所述密闭坩埚的顶部设置有碳化硅籽晶，所述密闭坩埚的底部设置碳化硅粉料。

2.根据权利要求1所述的碳化硅单晶生长装置，其特征在于，所述第一电源和第二电源为感应加热电源；所述上感应加热线圈与第一电源电连接；所述下感应加热线圈与第二电源电连接。

3.根据权利要求1所述的碳化硅单晶生长装置，其特征在于，所述第一线圈移动电机和第二线圈移动电机为步进电机；所述上感应加热线圈与第一线圈移动电机机械连接，所述下感应加热线圈与第二线圈移动电机机械连接。

4.根据权利要求3所述的碳化硅单晶生长装置，其特征在于，所述第一线圈移动电机和第二线圈移动电机的移动范围独立为0～100mm，精度为0.05mm。

5.根据权利要求1所述的碳化硅单晶生长装置，其特征在于，所述密闭坩埚的材质为石墨。

6.根据权利要求1或5所述的碳化硅单晶生长装置，其特征在于，所述密闭坩埚的顶部设置有上测温孔，所述密闭坩埚的底部设置有下测温孔。

7.根据权利要求1所述的碳化硅单晶生长装置，其特征在于，还包括PID控制器，所述PID控制器与所述第一电源、第二电源、第一线圈移动电机和第二线圈移动电机信号连接。

8.基于权利要求1～7任一项所述装置的碳化硅单晶生长方法，包括以下步骤：

在真空腔室内通入氩气，达到第一压力，利用上感应加热线圈和下感应加热线圈对密闭坩埚进行加热，使密闭坩埚顶部的温度为2000～2300℃，底部的温度为2200～2500℃；

将体系的压力降至第二压力，进行晶体生长，得到碳化硅单晶；

所述第一压力为100～900mbar；所述第二压力为5～50mbar。

9.根据权利要求8所述的碳化硅单晶生长方法，其特征在于，由第一压力降至第二压力的降压时间为1～20h。

10.根据权利要求8所述的碳化硅单晶生长方法，其特征在于，所述晶体生长的时间为20～150h。