[发明专利]一种生长高纯碳化硅单晶的方法及装置

说明书

本发明公开了一种生长高纯碳化硅单晶的装置，包括：依次连接构成循环的单晶炉体、净化系统和循环系统；净化系统包括：溶剂吸附器；溶剂吸附器包括：水气吸附机构、氧气吸附机构和/或氮气吸附机构；循环系统能够使单晶炉体与净化系统进行气体交换。有益效果在于：在晶体生长之前，通过该装置，能够快速且有效的去除生长气氛中的氮、氧、水分等成分，从而制备出了氮含量低的高纯SiC单晶体，提高了碳化硅晶体生长过程中环境气氛的纯度，从而解决了晶体电阻率不稳等问题。与现有技术相比，具有装置结构简单、晶体生长环境稳定性高和晶体成品纯度高的特点。本发明还公开了一种应用于上述生长高纯碳化硅单晶的装置的方法。

技术领域

本发明涉及碳化硅晶体制备技术领域，特别涉及一种生长高纯碳化硅单晶的方法及装置。

背景技术

目前SiC单晶特别是高纯SiC晶体生长现有的技术中，为了去除生长环境中的氮、氧、水分等杂质成分，大多是在晶体生长之前，通过多次重复洗炉的方法，来维持晶体生长环境的稳定，进而来获得符合特定电阻率要求的SiC晶体。

但这一过程重复率低、稳定性差，有一定的偶然因素，无法100％的有效解决该问题，而且在一定程度上延长了生长周期。

因此，如何提供一种制备高质量SiC晶体的装置，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种生长高纯碳化硅单晶的装置，通过降低炉腔内的氮、氧、水分等杂质成分，制备纯度高且生长周期短的晶体，具有操作简便、晶体生长环境稳定性高和工作气体重复使用率高的特点。

本发明还提供了一种应用于上述生长高纯碳化硅单晶的装置的生长高纯碳化硅单晶的方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种生长高纯碳化硅单晶的装置，包括：依次连接构成循环的单晶炉体、净化系统和循环系统；

所述净化系统包括：溶剂吸附器；所述溶剂吸附器包括：水气吸附机构、氧气吸附机构和/或氮气吸附机构；

所述循环系统能够使所述单晶炉体与所述净化系统进行气体交换。

作为优选，所述溶剂吸附器包括：所述水气吸附机构；

所述水气吸附机构包括：分子筛。

作为优选，所述溶剂吸附器包括：所述氧气吸附机构；

所述氧气吸附机构包括：铜触媒。

作为优选，所述溶剂吸附器包括：所述氮气吸附机构；

所述氮气吸附机构包括：锆铝合金。

作为优选，所述溶剂吸附器包括：所述水气吸附机构、所述氧气吸附机构和所述氮气吸附机构中的至少两种，且为并联或串联。

作为优选，所述溶剂吸附器包括：沿气体流动方向依次设置的所述水气吸附机构、所述氧气吸附机构和所述氮气吸附机构。

作为优选，所述溶剂吸附器还包括：用于为所述水气吸附机构、氧气吸附机构和/或氮气吸附机构脱附的加热装置。

作为优选，所述循环系统包括：杂质分析仪和控制模块；

所述控制模块能够在所述杂质分析仪的杂质含量下降到预设指标时，停止所述单晶炉体与所述净化系统的气体交换，关闭净化系统和循环系统与单晶炉体的通道。

作为优选，所述杂质分析仪包括：水分析仪、氧分析仪和/或氮分析仪。

一种生长高纯碳化硅单晶的方法，应用如上述所述的生长高纯碳化硅单晶的装置，包括：