[发明专利]一种PVT法单晶扩径生长装置及生长方法

权利要求书

1.一种PVT法单晶扩径生长装置，其特征在于：包括坩埚下盖(3)，所述的坩埚下盖(3)上安装有坩埚本体(2)，所述的坩埚本体(2)内放置有多孔石墨筒(4)，第一个圆台结构(7)通过固定结构(6)固定在所述的坩埚下盖(3)的中心位置，所述的第一个圆台结构(7)上放置第一个晶棒(8)，第一个晶棒(8)上倒置第二个圆台结构(7)，所述的第二个圆台结构(7)通过固定结构(6)对心连接第三个圆台结构(7)，第三个圆台结构(7)上放置第二个晶棒(8)，第二个晶棒(8)上倒置第四个圆台结构(7)，圆台结构(7)和晶棒(8)相间布置，根据坩埚本体(2)的尺寸设置晶棒(8)数量，坩埚本体(2)上部安装有坩埚上盖(1)，坩埚上盖(1)与其相邻的圆台结构(7)通过固定结构(6)固定连接，所述的圆台结构(7)的底面中心位置设置有柱状孔。

2.根据权利要求1所述的一种PVT法单晶扩径生长装置，其特征在于：所述的固定结构(6)为柱状结构，所述的固定结构(6)的直径与所述的圆台结构(7)的柱状孔的直径尺寸相同，固定结构(6)的材料为石墨或钽或钨或钼，所述的多孔石墨筒(4)外壁和所述的坩埚本体(2)内壁之间的空间填充原料(5)，所述的圆台结构(7)的材质为石墨或钽或钨或钼。

3.根据权利要求2所述的一种PVT法单晶扩径生长装置，其特征在于：所述的坩埚本体(2)的高径比≦1.5，所述的坩埚本体(2)的直径为100-300mm，所述的坩埚下盖(3)内侧中心位置设置有柱状孔，所述的坩埚上盖(1)内侧中心位置设置有柱状孔。

4.根据权利要求3所述的一种PVT法单晶扩径生长装置，其特征在于：所述的多孔石墨筒(4)的直径为坩埚本体(2)直径的1/3-3/4，所述的多孔石墨筒(4)的孔径为5-5000μm、直径为70-260mm，所述的多孔石墨筒(4)比坩埚本体(2)的直径小20-140mm，所述的多孔石墨筒(4)的高度与坩埚本体(2)相同，所述的多孔石墨筒(4)的内部空间为反应室(9)。

5.一种权利要求1-4之一所述的一种PVT法单晶扩径生长装置的生长方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、选取晶体平磨滚圆得到晶棒，对晶棒侧面进行抛光处理，待用；

步骤2、将原料装载在多孔石墨筒和坩埚本体内侧，原料为纯度5N以上的碳化硅粉或碳化硅多晶；

步骤3、将圆台结构通过固定结构固定在坩埚下盖中心位置，其上方放置圆柱型晶棒，其间根据尺寸放置多个晶棒；

步骤4、将坩埚上盖固定在坩埚上，通过旋拧或者镶嵌的方式固定，得到装配好的一种PVT法单晶扩径生长装置；

步骤5、将步骤4装配好的一种PVT法单晶扩径生长装置加装保温材料放置到PVT长晶炉内，温度控制在2000-2300℃，反应时长为50-200h，气压为100-5000Pa，进行长晶反应；

步骤6、反应结束后自然冷却至室温，取出晶体，对晶棒进行定向、滚圆、平磨，切割、研磨、抛光加工、表面清洗，得到大尺寸晶体。

6.根据权利要求5所述的一种PVT法单晶扩径生长装置的生长方法，其特征在于：将步骤6得到的大尺寸晶体重复进行步骤1至步骤6的生长，多次迭代生长得到高质量单晶。

7.根据权利要求6所述的一种PVT法单晶扩径生长装置的生长方法，其特征在于：所述的多次迭代生长次数为2-20次。