一種減少Sic晶體生長中碳包裹物產生的熱場結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種減少Sic晶體生長中碳包裹物產生的熱場結構，包括坩堝、石墨環、發熱體、頂保溫層、側保溫層和底保溫層；所述的發熱體位于坩堝外周、包圍住坩堝的側面和底面；所述的頂保溫層位于坩堝上方，所述的石墨環設置在所述坩堝的Sic原料重潔凈區的Sic原料上方，所述石墨環覆蓋Sic原料最外側環狀區域；所述的側保溫層和底保溫層分別位于發熱體外圍和底部。本實用新型的有益效果是：穩定生長低碳包裹物的Sic單晶，阻擋靠近坩堝邊緣碳化硅粉料升華嚴重產生的碳隨著生長室內保護氣體與生長組分氣體由于溫度梯度，沉積在晶體生長面，從而形成碳包裹物，減少碳包裹物的產生。
【專利說明】
一種減少S i C晶體生長中碳包裹物產生的熱場結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種減少碳包裹物產生的結構，具體的涉及一種減少Sic晶體生長中碳包裹物產生的熱場結構，屬于SiC晶體生產領域。
【背景技術】
[0002]在Sic晶體制備領域中，最為成熟的生長方法是物理氣相傳輸法(PVT)。所謂PVT法就是將Sic粉料加熱到2200 — 2400° C，由于生長室內原料與籽晶存在一定的穩定梯度，使其升華傳輸到冷端籽晶上結晶成塊狀晶體。其處在高溫區的Sic原料發生的主要分解反應的方程式為:2Sic(s)=Sic2(g)+Si(g)和2Sic(s)=Si2C(g)+C(S)。生長室內的溫度由坩禍壁向內傳遞，隨著反應的進行，靠近石墨坩禍壁的Sic粉料比內部Sic粉料碳化嚴重，生長體系內部存在游離的固態碳，溫度梯度及氣體濃度差作用推動下，進入晶體生長面進而形成碳包裹物。從而在晶體內部形成碳包裹物，其也是產生微管的重要原因之一，進而降低Sic晶體結晶質量。
[0003]為此，如何提供一種減少Sic晶體生長中碳包裹物產生的熱場結構，是本實用新型研究的目的。
【發明內容】
[0004]為克服現有技術不足，本實用新型提供一種減少Sic晶體生長中碳包裹物產生的熱場結構，可以穩定生長低碳包裹物的Sic單晶。在Sic晶體生長填料的石墨坩禍內部填裝Sic原料，在原料的頂部使用本專利設計的石墨零件進行覆蓋，以阻擋靠近坩禍邊緣碳化硅粉料升華嚴重產生的碳隨著生長室內保護氣體與生長組分氣體由于溫度梯度，沉積在晶體生長面，從而形成碳包裹物，進而減少碳包裹物的產生。
[0005]為解決現有技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:
[0006]—種減少Sic晶體生長中碳包裹物產生的熱場結構，包括坩禍、石墨環、發熱體、頂保溫層、側保溫層和底保溫層;所述的發熱體位于坩禍外周、包圍住坩禍的側面和底面;所述的頂保溫層位于坩禍上方，所述的石墨環設置在所述坩禍的Sic原料重潔凈區的Sic原料上方，所述石墨環覆蓋Sic原料最外側環狀區域;所述的側保溫層和底保溫層分別位于發熱體外圍和底部。
[0007]進一步的，所述的石墨環的厚度為0.5_5mm。
[0008]進一步的，石墨環的內徑外徑相差10-30mm。
[0009]本實用新型的有益效果是:穩定生長低碳包裹物的Sic單晶，阻擋靠近坩禍邊緣碳化硅粉料升華嚴重產生的碳隨著生長室內保護氣體與生長組分氣體由于溫度梯度，沉積在晶體生長面，從而形成碳包裹物，減少碳包裹物的產生。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0011]其中:坩禍1、石墨環2、發熱體3、頂保溫層4、側保溫層5、底保溫層6、Sic原料重潔凈區7、Sic原料8、Sic晶體9、感應線圈10。
【具體實施方式】
[0012]為了使本領域技術人員能夠更加理解本技術方案，下面結合附圖1對本實用新型做進一步分析。
[0013]如圖1所示，一種減少Sic晶體生長中碳包裹物產生的熱場結構，包括坩禍1、石墨環2、發熱體3、頂保溫層4、側保溫層5和底保溫層6;所述的發熱體3位于坩禍I外周、包圍住坩禍I的側面和底面;所述的頂保溫層4位于坩禍I上方，所述的石墨環2設置在所述坩禍I的Sic原料重潔凈區7的Sic原料8上方，所述石墨環2覆蓋Sic原料8最外側環狀區域;所述的側保溫層5和底保溫層6分別位于發熱體3外圍和底部。
[OOM] 本實用新型采用的是常用的物理氣相傳輸法(PhySical Vapor TransportMethod)。在坩禍I內部，Sic原料8上方放一個石墨環2將原料覆蓋，將坩禍I內的溫度升至2200?2400 °C，使得Sic原料8升華，升華產生氣相Si2C、Sic2和Si，將籽晶置于比Sic原料8溫度低的坩禍I上部，升華所產生的氣相在溫度梯度的作用下從原料的表面傳輸到溫度較低的籽晶處，并在籽晶上結晶形成塊狀Sic晶體9。
[0015]晶體生長過程中，由于石墨環2的阻擋作用，使邊緣Sic原料8升華嚴重產生的碳不能隨升華產生氣相Si2C、Sic2、Si和保護氣體在溫度梯度作用下傳輸到溫度較低的Sic晶體9生長面結晶；部分從固態碳從生長原料中部通過時，中間粉料有結晶顆粒，粉料的阻擋也避免了固態碳粉進入晶體生長面結晶，從而減少Sic晶體生長過程中夾雜碳包裹物。石墨本身具有多孔特性，原料上方的石墨環2厚度可根據原料的顆粒度與蒸發量來調節，一般情況下石墨環2的厚度取0.5-5mm，其內徑外徑相差度取1-SOmmt3Sic晶體包括3C-Sic、4H-Sic、6H-Sic和15R-Sic0
[0016]以上對本申請所提供的技術方案進行了詳細介紹，本文中應用了實施例對本申請的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本申請的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本申請的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本申請的限制。
【主權項】
1.一種減少Sic晶體生長中碳包裹物產生的熱場結構，其特征在于:包括坩禍、石墨環、發熱體、頂保溫層、側保溫層和底保溫層;所述的發熱體位于坩禍外周、包圍住坩禍的側面和底面;所述的頂保溫層位于坩禍上方，所述的石墨環設置在所述坩禍的Sic原料重潔凈區的Sic原料上方，所述石墨環覆蓋Sic原料最外側環狀區域;所述的側保溫層和底保溫層分別位于發熱體外圍和底部。2.根據權利要求1所述的一種減少Sic晶體生長中碳包裹物產生的熱場結構，其特征在于:所述的石墨環的厚度為0.5-5_。3.根據權利要求1所述的一種減少Sic晶體生長中碳包裹物產生的熱場結構，其特征在于:石墨環的內徑外徑相差10-30mm。
【文檔編號】C30B23/00GK205711045SQ201620568409
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月14日
【發明人】鄭清超, 李霄, 李堅, 楊坤
【申請人】河北同光晶體有限公司