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生长坩埚及碳化硅晶体生长装置的制作方法

2022-09-07 08:06:09 来源:中国专利 TAG:


1.本实用新型涉及晶体制备技术领域,尤其是涉及一种生长坩埚及碳化硅晶体生长装置。


背景技术:

2.碳化硅(sic)衬底可以分为导电型碳化硅衬底和半绝缘碳化硅衬底。其中,导电型碳化硅衬底片主要用于高功率、高压领域,如新能源汽车、高铁运输、电网逆变器等,而物理气相传输(pvd)制备导电型碳化硅晶体是最常用的方法之一。
3.相关技术中,通过加热碳化硅粉末,当生长坩埚内的温度达到预设温度以上时,碳化硅粉末会受热升华并在碳化硅籽晶上沉积、生长,从而生长出碳化硅晶体。但是在高温条件下,由于碳与硅的升华温度不同,使得气相中的碳硅原子比过高,导致生长中的碳化硅晶体内易形成碳包裹等杂质,造成晶锭缺陷。


技术实现要素:

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型在于提出一种生长坩埚,可收集碳包裹等颗粒杂质,经纯化后的碳化硅气体通过通气口运输到籽晶位置结晶,有利于减少碳化硅晶锭的生长缺陷。
5.本实用新型还提出一种具有上述生长坩埚的碳化硅晶体生长装置。
6.根据本实用新型实施例生长坩埚,包括:坩埚本体,所述坩埚本体限定出顶部敞开的原料腔,所述原料腔用于盛放碳化硅原料;坩埚盖,所述坩埚盖设于所述原料腔的敞开口处,且所述坩埚本体适于相对所述坩埚盖转动;收集模块,所述收集模块用于收集颗粒杂质,所述收集模块设于所述原料腔且位于所述碳化硅原料的上方,所述收集模块的中心设有贯穿所述收集模块的通气口,所述收集模块的底壁具有环绕所述通气口设置收集室,所述收集室限定出收集腔,在朝向所述收集室的中心轴线的方向上,所述收集室的底壁倾斜向上延伸,所述收集室的底壁设有与所述收集腔连通的进气孔,所述收集室的邻近所述通气口的侧壁设有与所述收集腔连通的出气孔,所述进气孔的孔径大于所述出气孔的孔径。
7.根据本实用新型实施例的生长坩埚,通过设置用于收集颗粒杂质的收集模块,且坩埚本体相对坩埚盖可转动,当生长坩埚的温度达到2100℃以上时,在轴向温度梯度和过程气的驱动下,碳化硅受热升华为包含碳颗粒等颗粒杂质的碳化硅混合气体,此时可通过控制坩埚本体的转速,在离心力的作用下,颗粒杂质可从混合气体中分离出来,接着通过进气孔进入收集腔内,且由于进气孔的孔径大于出气孔的孔径,即进气孔的过流面积大于出气孔的过流面积,因而颗粒杂质不易通过出气孔排出,从而收集室可以实现收集颗粒杂质,经纯化后的碳化硅混合气体经过通气口运输到籽晶表面,并在籽晶上沉积、生长,由此,可减少碳化硅晶锭中的杂质含量,从而减少碳化硅晶锭的生长缺陷,提高产品质量。
8.在本实用新型的一些实施例中,所述收集模块包括:顶板,所述顶板形成为圆板状,所述通气口设于所述顶板的中心位置;第一侧板,所述第一侧板的上侧与所述顶板的径
向外侧连接,所述第一侧板的下侧沿竖直方向延伸,且所述第一侧板沿所述顶板的周向方向延伸成环形;第二侧板,所述第二侧板与所述第一侧板平行间隔设置,且所述第二侧板位于所述第一侧板的径向内侧,在所述顶板的径向方向上,所述第二侧板位于所述通气口外侧,所述第二侧板的轴向尺寸小于所述第一侧板的轴向尺寸,所述第二侧板上形成有多个所述出气孔,多个所述出气孔均匀间隔开设置,所述出气孔的孔径为1mm-3mm;环形斜板,所述环形斜板的上侧与所述第二侧板的下侧相连,所述环形斜板的下侧与所述第一侧板的下侧相连,所述顶板、所述第一侧板、所述第二侧板和所述环形斜板限定出所述收集腔,所述进气孔设于所述环形斜板,所述进气孔为多个,多个所述进气孔均匀间隔开设置,所述进气孔的孔径为2mm-10mm。
9.在本实用新型的一些实施例中,所述收集腔内设有导流件,所述导流件的一端与所述第一侧板相连,所述导流件的另一端朝向靠近所述第二侧板的方向倾斜向上延伸且与所述第二侧板间隔开,所述导流件和所述第一侧板之间限定出顶部敞开的第一收集子腔。
10.在本实用新型的一些实施例中,所述导流件包括:导流板,所述导流板的一端与所述第一侧板相连,所述导流板的另一端朝向靠近所述第二侧板的方向倾斜向上延伸,所述导流板和所述第一侧板之间限定出顶部敞开的第一收集子腔;弧形板,所述弧形板的一端与所述导流板的另一端相连,所述弧形板的中心线位于所述导流板的另一端的下方,所述弧形板与所述第二侧板间隔开;挡板,所述挡板与所述弧形板的另一端相连,所述挡板的另一端向上延伸,所述挡板和所述弧形板限定出朝向所述导流板敞开的第二收集子腔。
11.在本实用新型的一些实施例中,所述导流件为多个,多个导流件在上下方向平行间隔开排布。
12.在本实用新型的一些实施例中,所述顶板还设有导流孔,所述导流孔在所述顶板的厚度方向上贯穿所述顶板,在所述顶板的径向方向上,所述导流孔间隔在所述第二侧板和所述通气口之间,所述导流孔设有多个,多个导流孔沿所述通气口的周向上均匀间隔开排布。
13.在本实用新型的一些实施例中,多个所述出气孔分为多个出气孔组,多个所述出气孔组在上下方向上间隔开排布,每个所述出气孔组的所述出气孔的形状尺寸相同且在所述第二侧板的周向上均间隔开排布,在从下到上的方向上,多个所述出气孔组的所述出气孔的孔径逐渐减小。
14.在本实用新型的一些实施例中,所述坩埚本体相对所述坩埚盖的转动速度为m,且满足:1r/min≤m≤10r/min。
15.在本实用新型的一些实施例中,所述坩埚本体的内周壁设有第一环形凸起,所述收集模块的外周壁设有第二环形凸起,所述第一环形凸起和所述第二环形凸起抵接配合。
16.根据本实用新型实施例的碳化硅晶体生长装置,包括:生长坩埚,所述生长坩埚为上述的生长坩埚;驱动装置,所述驱动装置设于所述坩埚本体的下方,所述驱动装置适于驱动所述坩埚本体相对所述坩埚盖转动。
17.根据本实用新型实施例的碳化硅晶体生长装置,通过设置上述的生长坩埚,当生长坩埚的温度达到2100℃以上时,在轴向温度梯度和过程气的驱动下,碳化硅受热升华为包含碳颗粒等颗粒杂质的碳化硅混合气体,此时可通过控制坩埚本体的转速,在离心力的作用下,颗粒杂质可从混合气体中分离出来,接着通过进气孔进入收集腔内,且由于进气孔
的孔径大于出气孔的孔径,即进气孔的过流面积大于出气孔的过流面积,因而颗粒杂质不易通过出气孔排出,从而收集室可以实现收集颗粒杂质,经纯化后的碳化硅混合气体经过通气口运输到籽晶表面,并在籽晶上沉积、生长,由此,可减少碳化硅晶锭中的杂质含量,从而减少碳化硅晶锭的生长缺陷,提高产品质量。
18.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.图1是根据本实用新型实施例一的碳化硅晶体生长装置的示意图;
20.图2是根据本实用新型实施例一的坩埚本体和收集模块的结构示意图;
21.图3是根据本实用新型实施例一的坩埚本体和收集模块的爆炸示意图;
22.图4是根据本实用新型实施例一的坩埚本体和收集模块的剖视示意图;
23.图5是图4中a处的放大示意图;
24.图6是根据本实用新型实施例二的坩埚本体和收集模块的剖视示意图;
25.图7是图6中b处的放大示意图;
26.图8是根据本实用新型实施例三的坩埚本体和收集模块的剖视示意图;
27.图9是图8中c处的放大示意图;
28.图10是根据本实用新型实施例四的坩埚本体和收集模块的剖视示意图;
29.图11是图10中d处的放大示意图;
30.图12是根据本实用新型实施例五的坩埚本体和收集模块的结构示意图。
31.附图标记:
32.碳化硅晶体生长装置1000;
33.生长坩埚100;
34.坩埚本体10;原料腔11;第一环形凸起12;碳化硅原料13;
35.坩埚盖20;第一环形壁21;第二环形壁22;配合腔23;生长腔24;籽晶25;
36.收集模块30;收集室30a;收集腔30b;顶板31;通气口311;导流孔312;第一侧板32;第二侧板33;出气孔331;环形斜板34;进气孔341;第二环形凸起35;
37.导流件40;第一收集子腔41;导流板42;弧形板43;挡板44;第二收集子腔45;
38.第一导流件40a;第二导流件40b;第三导流件40c;第四导流件40d;第一隔腔40e;第二隔腔40f;第三隔腔40g;
39.发热桶200;驱动装置300;驱动杆301;升降电机400;升降杆401;保温桶500;加热装置600。
具体实施方式
40.下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
41.下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为
了简化本实用新型的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本实用新型。此外,本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外,本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
42.下面参考图1-图12描述根据本实用新型实施例的生长坩埚100及碳化硅晶体生长装置1000。参照图1所示,在本实用新型的一个示例中,碳化硅晶体生长装置1000还包括发热桶200和驱动装置300,生长坩埚100设在发热桶200内,驱动装置300设于发热桶200的下方,驱动装置300的驱动杆301穿过发热桶200与生长坩埚100相连,发热桶200的外部设有加热装置600,加热装置600环绕发热桶200设置,加热装置600通过加热发热桶200以对生长坩埚100进行加热,其中加热装置600为感应线圈,感应线圈环绕在发热桶200的外侧,通过感应线圈使得发热桶200内部产生涡流,从而产生热量。
43.参照图1-图3所示,根据本实用新型实施例生长坩埚100,可以包括:坩埚本体10、坩埚盖20和收集模块30,坩埚本体10限定出顶部敞开的原料腔11,原料腔11用于盛放碳化硅原料13,坩埚盖20设于原料腔11的敞开口处,且坩埚本体10适于相对坩埚盖20转动。
44.例如,如图2-图3所示,坩埚本体10的形成为顶部敞开的圆筒形结构,碳化硅原料13盛放于原料腔11的底部,坩埚盖20的底壁设有第一环形壁21和第二环形壁22,第一环形壁21环绕第二环形壁22设置,第一环形壁21和第二环形壁22之间限定出配合腔23,坩埚本体10敞开端的外周壁插入配合腔23以与第一环形壁21和第二环形壁22配合,驱动装置300的驱动杆301与坩埚本体10相连,驱动杆301可以驱动坩埚本体10相对坩埚盖20转动,第二环形壁22和坩埚盖20之间限定出生长腔24,籽晶25粘贴于生长腔24的顶壁,碳化硅原料13在受热升华后在籽晶25上沉积生长。
45.参照图1和图4所示,收集模块30用于收集颗粒杂质,收集模块30设于原料腔11且位于碳化硅原料13的上方,收集模块30的中心设有贯穿收集模块30的通气口311,收集模块30的底壁具有环绕通气口311设置收集室30a,收集室30a限定出收集腔30b,在朝向收集室30a的中心轴线的方向上,收集室30a的底壁倾斜向上延伸,例如,参照图4和图5所示,收集腔30b的竖截面形成为两个关于收集腔30b的中心轴线对称设置的直角梯形,在朝向收集室30a的中心轴线的方向上,下述的环形斜板34倾斜向上延伸。
46.参照图4和图5所示,收集室30a的底壁设有与收集腔30b连通的进气孔341,收集室30a的邻近通气口311的侧壁设有与收集腔30b连通的出气孔331,进气孔341的孔径大于出气孔331的孔径,换言之,进气孔341的过流面积大于出气孔331的过流面积。
47.可以理解的是,当生长坩埚100的温度达到2100℃以上时,在轴向温度梯度和过程气的驱动下,碳化硅受热升华为包含碳颗粒等颗粒杂质的碳化硅混合气体,在一些示例中,混合气体向上的流速为1sccm-30sccm,此时可通过控制驱动杆301的转速以控制坩埚本体10的转速,在离心力的作用下,颗粒杂质可从混合气体中分离出来,接着颗粒杂质沿坩埚本体10的内周壁上升以通过进气孔341进入到收集腔30b,且由于进气孔341的孔径大于出气孔331的孔径,即进气孔341的过流面积大于出气孔331的过流面积,因而颗粒杂质不易通过出气孔331排出,从而收集室30a可以实现收集颗粒杂质,经纯化后的碳化硅混合气体经过通气口311运输到籽晶25表面,并在籽晶25上沉积、生长,由此,可减少碳化硅晶锭中的杂质
含量,从而减少碳化硅晶锭的生长缺陷,提高产品质量。
48.有鉴于此,根据本实用新型实施例的生长坩埚100,通过设置用于收集颗粒杂质的收集模块30,且坩埚本体10相对坩埚盖20可转动,当生长坩埚100的温度达到2100℃以上时,在轴向温度梯度和过程气的驱动下,碳化硅受热升华为包含碳颗粒等颗粒杂质的碳化硅混合气体,此时可通过控制坩埚本体10的转速,在离心力的作用下,颗粒杂质可从混合气体中分离出来,接着颗粒杂质通过进气孔341进入到收集腔30b,且由于进气孔341的孔径大于出气孔331的孔径,即进气孔341的过流面积大于出气孔331的过流面积,因而颗粒杂质不易通过出气孔331排出,从而收集室30a可以实现收集颗粒杂质,经纯化后的碳化硅混合气体经过通气口311运输到籽晶25表面,并在籽晶25上沉积、生长,由此,可减少碳化硅晶锭中的杂质含量,从而减少碳化硅晶锭的生长缺陷,提高产品质量。
49.在本实用新型的一些实施例中,参照图3-图5所示,收集模块30包括:顶板31、第一侧板32、第二侧板33和环形斜板34,顶板31形成为圆板状,通气口311设于顶板31的中心位置,第一侧板32的上侧与顶板31的径向外侧连接,第一侧板32的下侧沿竖直方向延伸,且第一侧板32沿顶板31的周向方向延伸成环形,第二侧板33与第一侧板32平行间隔设置,且第二侧板33位于第一侧板32的径向内侧,在顶板31的径向方向上,第二侧板33位于通气口311外侧,第二侧板33的轴向尺寸小于第一侧板32的轴向尺寸,换言之,第二侧板33在上下方向上的尺寸小于第一侧板32在上下方向上的尺寸。
50.参照图5所示,第二侧板33上形成有多个出气孔331,例如,出气孔331的中心轴线的延伸方向平行于水平面,多个出气孔331均匀间隔开设置,出气孔331的孔径为1mm-3mm,换言之,出气孔331的孔径可以取1mm-3mm中的任一值,例如,出气孔331的孔径可以为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm。
51.可以理解的是,通过使得出气孔331为1mm-3mm,一方面可以使得出气孔331的过流面积不至于过大,有利于保证对颗粒杂质的收集效果,另一方面可以使得出气孔331的过流面积不不至于过小,有利于保证自出气孔331流出的气流量,使得收集腔30b内的气压不至于过大,从而保证碳化硅晶锭的生长效率和生长质量。
52.进一步地,参照图5所示,环形斜板34的上侧与第二侧板33的下侧相连,环形斜板34的下侧与第一侧板32的下侧相连,顶板31、第一侧板32、第二侧板33和环形斜板34限定出收集腔30b,进气孔341设于环形斜板34,进气孔341为多个,例如,多个进气口在环形斜板34的厚度方向上贯穿环形斜板34,多个进气孔341均匀间隔开设置,进气孔341的孔径为2mm-10mm,例如,进气孔341的孔径可以为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。
53.当然,需要说明的是,进气孔341的孔径始终大于出气孔331的孔径,例如,在一个具体示例中,进气孔341的孔径为2mm,出气孔331的孔径为1mm。
54.可以理解的是,通过使得出气孔331和进气孔341的组合作用,一方面可以保证收集室30a对颗粒杂质的收集效果,另一方面可以保证自收集室30a流出的气体量,使得收集腔30b内的气压不至于过大,从而保证碳化硅晶锭的生长效率和生长质量。
55.在本实用新型的一些可选的实施例中,参照图6和图7所示,收集腔30b内设有导流件40,导流件40的一端与第一侧板32相连,导流件40的另一端朝向靠近第二侧板33的方向倾斜向上延伸且与第二侧板33间隔开,导流件40和第一侧板32之间限定出顶部敞开的第一收集子腔41。
56.可以理解的是,通过设置导流件40,生长坩埚100的温度达到2100℃以上时,在轴向温度梯度和过程气的驱动下,进入到收集室30a内的颗粒杂质,会沿着导流件40爬升到导流件40的顶端,接着在离心力的作用下进入导流件40的上方,此时由于导流件40的阻挡,颗粒杂质收到的上升力减少了,并且颗粒杂质会发生聚集,当聚集的颗粒杂质的重量大于上升力时,聚集的颗粒杂质就会被收集在第一收集子腔41内,从而可以提高收集室30a对颗粒杂质的收集效果,有利于保证碳化硅晶锭的生长质量。
57.可选地,导流件40可以由石墨、钼、钽、铌或钨中的一种或多种材料制成,可以理解的是石墨、钼、钽、铌或钨均具有耐高温以及稳定性强的特征,从而有利于提高导流件40工作的可靠性。
58.在本实用新型的一些实施例中,参照图8和图9所示,导流件40包括:导流板42、弧形板43和挡板44,导流板42的一端与第一侧板32相连,导流板42的另一端朝向靠近第二侧板33的方向倾斜向上延伸,导流板42和第一侧板32之间限定出顶部敞开的第一收集子腔41,弧形板43的一端与导流板42的另一端相连,弧形板43的中心线位于导流板42的另一端的下方,弧形板43与第二侧板33间隔开,挡板44与弧形板43的另一端相连,挡板44的另一端向上延伸,挡板44和弧形板43限定出朝向导流板42敞开的第二收集子腔45。
59.可以理解的是,生长坩埚100的温度达到2100℃以上时,在轴向温度梯度和过程气的驱动下,进入收集室30a内的一部分颗粒杂质会先沿着导流板42爬升到弧形板43的内周壁以留在第二收集子腔45内,进入收集室30a内的另一部分颗粒杂质会沿着弧形板43的外周壁进入第一收集子腔41,从而可以增大对颗粒杂质的收集量,提高对混合气体的纯化效果,进而可提高碳化硅晶锭的生长质量。
60.在一些示例中,参照图9所示,导流板42、弧形板43和挡板44为一体件。可以理解的是,一体件的结构不仅可以保证导流板42、弧形板43和挡板44的结构、性能稳定性,并且方便成型、制造简单,而且省去了多余的装配件以及连接工序,大大提高了导流板42、弧形板43和挡板44的装配效率,保证导流板42、弧形板43和挡板44连接的可靠性,再者,一体形成的结构的整体强度和稳定性较高,组装更方便,寿命更长。
61.在本实用新型的另一些可选的实施例中,参照图10-图11所示,导流件40为多个,多个导流件40在上下方向平行间隔开排布。需要说明的是,在本技术中,多个指的是两个及两个以上,例如,参照图10-图11所示,导流件40为四个且分别为从上到下依次设置第一导流件40a、第二导流件40b、第三导流件40c和第四导流件40d,第一导流件40a和第一侧板32之间限定出顶部敞开的第一收集子腔41,第一导流件40a、第二导流件40b和第一侧板32之间限定出用于收集颗粒杂质的第一隔腔40e,第二导流件40b、第三导流件40c和第一侧板32之间限定出用于收集颗粒杂质的第二隔腔40f,第三导流件40c、第四导流件40d和第一侧板32限定出用于收集颗粒杂质的第三隔腔40g。由此,有利于进一步提高收集室30a对颗粒杂质的收集效果和收集量,有利于提高对混合气体的纯化效果,进而可提高碳化硅晶锭的生长质量。
62.在本实用新型的一些可选的实施例中,参照图2-图4所示,顶板31还设有导流孔312,导流孔312在顶板31的厚度方向上贯穿顶板31,在顶板31的径向方向上,导流孔312间隔在第二侧板33和通气口311之间,导流孔312设有多个,多个导流孔312沿通气口311的周向上均匀间隔开排布。可以理解的是,通过设置多个导流孔312,导流孔312可对流经其的碳
化硅气体起到分散导流的作用,有利于保证碳化硅晶锭的生长质量。当然,本实用新型不限于此,参照图12所示,顶板31上也可以不设置导流孔312。
63.在本实用新型的一些可选的实施例中,参照图6和图7所示,多个出气孔331分为多个出气孔组,多个出气孔组在上下方向上间隔开排布,每个出气孔组的出气孔331的形状尺寸相同且在第二侧板33的周向上均间隔开排布,在从下到上的方向上,多个出气孔组的出气孔331的孔径逐渐减小。例如,参照图5所示,多个出气孔331分为三个出气孔组,三个出气孔组在上下方向上间隔开排布,在从下到上的方向上,三个出气孔组的出气孔331的孔径逐渐减小。
64.可以理解的是,通过使得在下到上的方向上,多个出气孔331组的出气孔331的孔径逐渐减小,可使得自第二侧板33的下部的出气孔组流出的气流的流速快,自第二侧板33的上部的出气孔组流出的气流的流速慢,从而有利于减少因坩埚本体10的转动对气流流动的影响,进而保证流向籽晶25的气流的均匀性,有利于提高生长出的碳化硅晶锭的均匀性。
65.在本实用新型的一些实施例中,参照图1所示,坩埚本体10相对坩埚盖20的转动速度为m,且满足:1r/min≤m≤10r/min。换言之,坩埚本体10的相对坩埚盖20的转速m可以取1r/min-10r/min中的任一值,例如,坩埚本体10的相对坩埚盖20的转速m为1r/min、2r/min、3r/min、4r/min、5r/min、6r/min、7r/min、8r/min、9r/min或10r/min。
66.可以理解的是,通过使得坩埚本体10相对坩埚盖20的转动速度m为1r/min-10r/min,一方面可以保证坩埚本体10相对坩埚盖20的转动速度m不至于过小,从而可以保证颗粒杂质受到的离心力不至于过小,从而保证大部分的颗粒杂质可以进入收集腔30b内,保证对混合气体的纯化效果,另一方面可以使得坩埚本体10相对坩埚盖20的转动速度m不至于过大,从而有利于减少因坩埚本体10转动而对气体流动产生的不良影响,从而有利于保证碳化硅晶锭生长的均匀性。
67.在本实用新型的一些实施例中,参照图2-图4所示,坩埚本体10的内周壁设有第一环形凸起12,收集模块30的外周壁设有第二环形凸起35,第一环形凸起12和第二环形凸起35抵接配合。可以理解的是,通过第一环形凸起12和第二环形凸起35抵接配合,便于收集模块30的安装和固定,且结构简单,有利于降低生产成本。
68.参照图1所示,根据本实用新型实施例的碳化硅晶体生长装置1000,包括:生长坩埚100和驱动装置300,生长坩埚100为根据本实用新型上述实施例的生长坩埚100,驱动装置300设于坩埚本体10的下方,驱动装置300适于驱动坩埚本体10相对坩埚盖20转动。
69.在一个示例中,碳化硅晶体生长装置1000还包括发热桶200,生长坩埚100设于发热桶200内,在碳化硅晶体生长装置1000的工作过程中,发热桶200内通有氩气、氦气等惰性气体,驱动装置300设于发热桶200的下方,驱动装置300的驱动杆301穿过发热桶200与坩埚本体10相连,驱动装置300适于驱动坩埚本体10相对坩埚盖20转动。
70.根据本实用新型实施例的碳化硅晶体生长装置1000,通过设置根据本实用新型上述实施例的生长坩埚100,当生长坩埚100的温度达到2100℃以上时,在轴向温度梯度和过程气的驱动下,碳化硅受热升华为包含碳颗粒等颗粒杂质的碳化硅混合气体,此时可通过控制坩埚本体10的转速,使颗粒杂质可从混合气体中分离出来,接着颗粒杂质沿坩埚本体10的内周壁上升以进入到收集腔30b,且由于进气孔341的孔径大于出气孔331的孔径,因而颗粒杂质不易通过出气孔331排出,从而部分颗粒杂质会被收集在收集腔30b内,经纯化后
的碳化硅混合气体经过通气口311运输到籽晶25表面,并在籽晶25上沉积、生长,由此,可减少碳化硅晶锭中的杂质含量,从而减少碳化硅晶锭的生长缺陷,提高产品质量。
71.可选地,在一些示例中,参照图1所示,驱动装置300不仅可以驱动坩埚本体10相对坩埚盖20转动,驱动装置300还可以驱动坩埚本体10相对坩埚盖20沿轴向上移动,由此,通过控制驱动装置300还可以调节坩埚盖20和坩埚本体10之间的相对位置,有利于保证碳化硅晶锭生长的均匀性。
72.在本实用新型的一些示例中,参照图1所示,碳化硅晶体生长装置1000还包括:升降电机400、升降杆401、保温桶500和加热装置600,升降电机400设于坩埚盖20的上方,升降电机400通过升降杆401与坩埚盖20相连以控制坩埚盖20相对坩埚本体10的上下移动,发热桶200设置在保温桶500内,加热装置600环绕保温桶500设置以对保温桶500进行加热,可以理解的是,在碳化硅晶体生长装置1000的长晶过程中,升降电机400可控制坩埚盖20上下移动,同时驱动装置300可控制坩埚本体10的转动,从而在减少碳化硅晶锭中的杂质含量的同时,还可以保证碳化硅在籽晶25上均匀沉积、生长,有利于进一步保证碳化硅晶锭的生长质量。
73.根据本实用新型实施例的碳化硅晶体生长装置1000的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
74.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
75.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
76.在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接,还可以是通信;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
77.在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
78.在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表
述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
79.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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