[实用新型]一种碳化硅晶体生长装置

说明书

本实用新型提供了一种碳化硅晶体生长装置，包括：坩埚，所述坩埚内底部放置碳化硅原料；侧部感应线圈，其围绕设置于所述坩埚的侧部，所述侧部感应线圈包括上下独立设置的第一侧部感应线圈和第二侧部感应线圈；底部感应线圈，其设置于所述坩埚的底部外侧。本实用新型采用独立控制的侧部上下感应线圈和底部感应线圈，分别对坩埚的不同部位进行加热，通过调整第一侧部感应线圈、第二侧部感应线圈和底部感应线圈的设置和加热频率，可以实现晶体不同阶段所需的温度梯度，从而实现轴向温度的精确和动态控制。

技术领域

本实用新型涉及一种碳化硅晶体生长装置，属于晶体生长设备制造的技术领域。

背景技术

碳化硅(SiC)单晶材料具有高导热率、高击穿电压、载流子迁移率极高、化学稳定性很高等优良的半导体物理性质，可以制作成在高温、强辐射条件下工作的高频、高功率电子器件和光电子器件，在国防、高科技、工业生产、供电、变电领域有巨大的应用价值，被看作是极具发展前景的第三代宽禁带半导体材料。

目前碳化硅晶体主要通过物理气相传输(PVT)法制备获得，通常在石墨坩埚的底部和顶部分别装入高纯原料和籽晶，在坩埚外部采用保温毡裹绕，然后在合适的温度(2000～2400℃)和压强下通过气相组分挥发生长碳化硅晶体。在碳化硅晶体生长过程中，轴向温度梯度是控制晶体质量很重要的一个参数，合适的温度梯度才能带来晶体的快速生长，而在碳化硅晶体生长的不同阶段需要不同的温度梯度。

现有技术中，使用一段均匀分布的感应线圈对石墨坩埚进行加热，温度控制主要通过石墨坩埚在感应线圈中的位置来调节，有的通过在石墨坩埚上部的保温材料中心处开一个小孔进行温度控制。开孔直径大，对应的温度梯度就较大，开孔直径小，对应的温度梯度就较小，对温度梯度只能粗略控制，不能精确控制。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种碳化硅晶体生长装置，该装置通过设置底部感应线圈，及在坩埚侧部设置独立控制的上下感应线圈，来准确控制坩埚内的轴向温度梯度。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供了一种碳化硅晶体生长装置，所述装置包括：

坩埚，所述坩埚内底部放置碳化硅原料；

侧部感应线圈，其围绕设置于所述坩埚的侧部，所述侧部感应线圈包括上下独立设置的第一侧部感应线圈和第二侧部感应线圈；

底部感应线圈，其设置于所述坩埚的底部外侧。

优选的，所述底部感应线圈为螺旋平面线圈，螺旋平面线圈的中心位于所述坩埚的轴向上。

优选的，所述底部感应线圈包括第一底部感应线圈和第二底部感应线圈，所述第二底部感应线圈设置于第一底部感应线圈的下侧。

优选的，所述第一底部感应线圈与第二底部感应线圈的线圈匝数不同。

和/或所述第一底部感应线圈与第二底部感应线圈的线圈匝距不同。

优选的，所述第一侧部感应线圈与第二侧部感应线圈的线圈匝数不同。

和/或所述第一侧部感应线圈与第二侧部感应线圈的线圈匝距不同。

和/或所述第一侧部感应线圈与第二侧部感应线圈至坩埚的垂直距离不同。

优选的，所述侧部感应线圈还包括第三侧部感应线圈，第三侧部感应线圈设置于第一侧部感应线圈和第二侧部感应线圈的内侧。

优选的，所述装置还包括调温管路，所述调温管路设置于侧部感应线圈和底部感应线圈的外侧，所述调温管路内通有冷却介质。