[发明专利]一种高效率制备高纯半绝缘碳化硅单晶生长装置及方法

摘要

本发明公开了一种高效率制备高纯半绝缘碳化硅单晶生长装置及方法。本方法通过设计带有惰性气体石墨导流管和石墨限流罩结构的碳化硅单晶生长装置而实现。惰性气体在该结构作用下产生强制对流，石墨坩埚外壁形成强制对流层；当气体对流的流速和流量较大时，可以抑制扩散作用对浓度分布的影响。在本方法中，强制对流层的定向运动可以抑制石墨坩埚外部的氮气分子扩散进入石墨坩埚。因此，保温系统中的吸附氮作为污染源的问题得到了解决。该方法不需要使用惰性气体大气隔离室系统，也不需要进行很长时间的炉体抽真空的除氮气工艺处理。本发明具有高效率、设备简易的两个特点。可在目前本领域的多数碳化硅单晶炉系统中推广使用。

主权项

一种高效率制备高纯半绝缘碳化硅单晶生长装置，包括由石墨保温毡（1）构成的保温系统，由感应加热线圈（2）和石墨加热器（3）构成的加热系统，由石墨坩埚（4）、SiC粉源（5）、石墨吊杆（8）、石墨籽晶托（9）、SiC籽晶（10）、SiC晶锭（11）构成的生长系统，其特征在于，所述的生长系统还包括石墨限流罩（6）和石墨导流管（7）；作为由感应加热线圈（2）和石墨加热器（3）构成的加热系统通过热辐射的方式对所述的石墨限流罩（6）加热；石墨限流罩（6）作为第二热源同样以热辐射方式对石墨坩埚（4）加热；石墨限流罩（6）壁厚为2‑3mm，其底部预留与石墨导流管（7）连接的进气孔，石墨导流管（7）壁厚为2‑3mm，其内壁分布有多层的肋板结构，用以增加气流与石墨导流管壁接触面积，对进入石墨导流管的惰性气体加热，减小对石墨坩埚热场的冲击和温度波动。