[发明专利]一种保护型异型石墨坩埚及其使用方法

权利要求书

1.一种保护型异型石墨坩埚，其特征在于该石墨坩埚包括上盖(1)、坩埚主体(2)、子坩埚(3)和外螺纹石墨管(4)；

上盖(1)由圆筒状盖身(1-1)和位于盖身中部的隔层(1-2)组成，在隔层(1-2)上设置内螺纹孔(1-3)，隔层(1-2)上部与盖身形成上腔(1-4)、隔层(1-2)下部与盖身形成下腔(1-5)；

坩埚主体(2)由壳体(2-1)、至少3个呈阶梯状降低的立柱(2-2)和保护槽(2-3)组成；

壳体(2-1)的外壁为圆筒形；

壳体(2-1)的内壁为圆筒形，壳体(2-1)的内部的底为圆弧形；在底和内壁相交处有一个环状凸台(2-4)，在凸台(2-4)上均布呈阶梯状降低的立柱(2-2)，且立柱(2-2)与壳体的内壁连接成一体或固定连接在一起；

在壳体(2-1)的筒壁中均布气孔(2-1-1)；气孔(2-1-1)的上部开口设置在壳体(2-1)的上端面，气孔(2-1-1)的下部开口在环状凸台(2-4)的侧壁；

子坩埚(3)的底和壁上由筛板制成，子坩埚(3)放在立柱(2-2)的阶梯上；以立柱(2-2)做为子坩埚(3)的支撑体；

保护槽(2-3)沿壳体(2-1)上口外沿一圈设置，保护槽(2-3)的上口高于上盖(1)与壳体(2-1)的接触面；

壳体(2-1)的筒壁中气孔(2-1-1)的上部开口处设置有内螺纹，气孔(2-1-1)上部开口与上盖(1)内螺纹孔(1-3)的位置相对应，且均与外螺纹石墨管(4)的外螺纹相配合。

2.根据权利要求1所述的一种保护型异型石墨坩埚，其特征在于呈阶梯状降低的立柱(2-2)的个数为3～6个。

3.根据权利要求1或2所述的一种保护型异型石墨坩埚，其特征在于呈阶梯状降低的立柱(2-2)的阶梯个数为2～6个。

4.根据权利要求1或2所述的一种保护型异型石墨坩埚，其特征在于气孔(2-1-1)的个数为3～6个。

5.根据权利要求1或2所述的一种保护型异型石墨坩埚，其特征在于立柱(2-2)与气孔(2-1-1)在壳体(2-1)的圆周上相间布置。

6.根据权利要求1或2所述的一种保护型异型石墨坩埚，其特征在于子坩埚(3)是用蜂窝状多孔结构的筛板制成。

7.根据权利要求1或2所述的一种保护型异型石墨坩埚，其特征在于子坩埚(3)的侧壁及底部厚度为5mm～10mm。

8.根据权利要求1或2所述的一种保护型异型石墨坩埚，其特征在于子坩埚(3)的蜂窝状孔的孔径为0.01～0.5mm。

9.权利要求1所述的一种保护型异型石墨坩埚的使用方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：

一、将7N～9N硅颗粒或硅块放在壳体的底部；

二、将碳粉放在子坩埚中，再将子坩埚放在立柱的阶梯上；立柱起到固定子坩埚作用，且使壳体的内壁与子坩埚之间有一定空间，便于硅蒸汽扩散；

三、将上盖盖在壳体上，并保持壳体的气孔的上部开口与上盖的内螺纹孔位置相对应，再用外螺纹石墨管旋紧；

四、保护型异型石墨坩埚放在高温炉中；

五、将外螺纹石墨管与气源相连接；气源为氩气或氢气；

六、将硅碳混合保护料放入坩埚主体的保护槽和上盖的上腔中；

七、打开气源阀门通过外螺纹石墨管向壳体的底部通入气体，将高温炉温度升到1600～2100℃，保持6～12h，得到高纯碳化硅多晶粉料。

10.根据权利要求9所述的一种保护型异型石墨坩埚的使用方法，其特征在于气源的纯度≥6N。