[实用新型]一种有利于生长碳化硅单晶的石墨加热器

说明书

本实用新型公开了一种有利于生长碳化硅单晶的石墨加热器，包括侧部加热器与顶部加热器，所述侧部加热器设置于坩埚的外围，所述顶部加热器设置于坩埚的顶部，所述顶部加热器的加热片沿着径向背离中心宽度呈减小趋势，所述侧部加热器的加热片的宽度从底部到顶部呈增大趋势。通过本实用新型的加热器，整个温场的高温线会下移，相比传统的加热器，本实用新型的加热器由于高温线下移会对粉料的利用率更高，也避免了气氛逆流在底部结晶的现象，晶体生长区的径向温度梯度更容易控制，对晶体的形状和质量都有很大的改善。

技术领域

本实用新型属于碳化硅生长领域，涉及加热器，尤其涉及一种有利于生长碳化硅单晶的石墨加热器。

背景技术

目前，碳化硅晶体生长最主流的方法是采用物理气相法进行，这种生长方法所需的轴向温度梯度就是底部温度高，上面温度低。这样气氛在梯度的动力下才会到籽晶表明沉积并结晶。对于晶体生长所需的径向温度梯度就是中心低，边缘高。

传统的加热器一般都是单独的侧部U型回绕加热器，而且加热器的石墨片都是均匀分布，虽然这样也能提供PVT法所需的热场梯度，但是热场的高温线并不是在底部，而是偏向坩埚的中部，这导致粉料底部的温度较粉料中部的温度低，也就导致正常生长过程中有一部分的气氛会反向逆流到粉料底部结晶，造成不必要的浪费。另外就是单独的侧部U型回绕加热器对顶部生长区的径向温度梯度不好控制。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型首先提供了一种有利于生长碳化硅单晶的石墨加热器，相比传统的加热器，本实用新型的加热器由于高温线下移会对粉料的利用率更高，也避免了气氛逆流在底部结晶的现象。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型首先提供了一种有利于生长碳化硅单晶的石墨加热器，包括侧部加热器与顶部加热器，所述侧部加热器设置于坩埚的外围，所述顶部加热器设置于坩埚的顶部，所述顶部加热器的加热片沿着径向背离中心宽度呈减小趋势，所述侧部加热器的加热片的宽度从底部到顶部呈增大趋势。

在本技术方案中，侧部加热器属于U型回绕加热器，顶部加热器属于中心对外辐射型形加热器，两个加热器均是采用尺寸的变化来控制相应的热场。其中侧部加热器是底部的尺寸较细，上部的尺寸较宽，顶部加热器是沿着径向背离中心越来越细。这样根据电学原理可以知道，尺寸小的地方温度高，尺寸大的地方温度低，形成生长碳化硅所需的合理的轴向、径向热场梯度。而且，通过本实用新型的加热器，整个温场的高温线会下移，相比传统的加热器，本实用新型的加热器由于高温线下移会对粉料的利用率更高，也避免了气氛逆流在底部结晶的现象。晶体生长区的径向温度梯度更容易控制，对晶体的形状和质量都有很大的改善。

作为本实用新型的一种优选方案，所述侧部加热器的加热片上设有用于与电极相连接的支脚。

作为本实用新型的一种优选方案，所述顶部加热器的加热片上设有用于与电极相连接的支脚。

作为本实用新型的一种优选方案，所述侧部加热器的加热片底部宽度与顶部宽度的比值为1/2～2/3。

作为本实用新型的一种优选方案，所述侧部加热器的轴向尺寸为300mm～500mm。

作为本实用新型的一种优选方案，所述顶部加热器的中心具有圆形测温孔，所述顶部加热器的加热片沿圆形测温孔向外辐射设置。

作为本实用新型的一种优选方案，所述圆形测温孔的直径为10mm～25mm。

作为本实用新型的一种优选方案，所述顶部加热器的加热片的径向末端宽度和中心处的宽度比值为1/2～2/3。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：