[发明专利]一种增加碳化硅晶体生长长度的石墨坩埚

说明书

本发明公开了一种增加碳化硅晶体生长长度的石墨坩埚，包括石墨盖和石墨底槽，石墨盖和石墨底槽之间还设置有石墨环，石墨盖位于石墨环的上部封口处，石墨盖下方依次还有碳化硅籽晶、碳化硅粉源，石墨环和石墨底槽之间增加了石墨连接环，石墨连接环与石墨环和石墨底槽之间通过卡槽嵌套连接，石墨盖、石墨环和石墨底槽、石墨连接环均由相同材料的高纯石墨制作而成，高纯石墨是指碳含量大于99.999％的石墨，碳化硅粉源的装料高度低于石墨连接环的位置，避免碳化硅粉的结晶导致石墨连接环与石墨底槽粘结在一起，造成拆卸困难，本发明解决了现有技术中存在的碳化硅生长长度短和生长成本过高的问题。

技术领域

本发明属于碳化硅晶体技术领域，具体涉及一种增加碳化硅晶体生长长度的石墨坩埚。

背景技术

碳化硅是继第一代硅和第二代砷化镓之后的第三代新型半导体材料，它具有宽禁带、高热导、高电子饱和迁移速率、高击穿电场等优良的性质，不仅可被用作基于GaN的蓝色发光二极管的衬底材料，而且特别适合于制造高温、高频、高功率、抗辐射、抗腐蚀的电子器件，可广泛应用于固体照明、航空航天、通讯、海洋勘探、地震预报、石油钻井、汽车电子化等重要领域。

目前，生长碳化硅普遍的方法是物理气象传输法(PVT法)，即将碳化硅籽晶粘贴在石墨坩埚盖上，装有碳化硅粉源的石墨坩埚放置在感应加热炉中，将粉源加热到2000℃左右，使碳化硅粉升华并在浓度与温度梯度的驱动下到达冷端的籽晶再次结晶成单晶。但由于物理气象传输法本身的最大生长速率不快、粉料的石墨化和由于晶体的生长长度的增加导致晶体表面温场的改变等不良因素限制其长长，尤其在生长大尺寸、大长度单晶时，坩埚直径较大，粉料的温场也难达到均匀，降低粉料的使用效率，大大降低生长速率，想要得到大长度的碳化硅单晶非常困难，严重影响碳化硅单晶的生产效率。由于传统的石墨坩埚在生长完成后需要更换新的石墨坩埚和籽晶，导致生长成本高，制约碳化硅的产品推广率。

发明内容

本发明的目的是提供一种增加碳化硅晶体生长长度的石墨坩埚，解决了现有技术中存在的碳化硅生长长度短和生长成本过高的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种增加碳化硅晶体生长长度的石墨坩埚，包括石墨盖和石墨底槽，石墨盖和石墨底槽之间还设置有石墨环，石墨盖位于石墨环的上部封口处，石墨盖下方依次还有碳化硅籽晶、碳化硅粉源，石墨环和石墨底槽之间增加了石墨连接环。

本发明的特点还在于，

石墨连接环与石墨环和石墨底槽之间通过卡槽嵌套连接。

石墨盖、石墨环和石墨底槽、石墨连接环均由相同材料的高纯石墨制作而成。

高纯石墨是指碳含量大于99.999％的石墨。

碳化硅粉源的装料高度低于石墨连接环的位置，避免碳化硅粉的结晶导致石墨连接环与石墨底槽粘结在一起，造成拆卸困难。

石墨环、石墨底槽和石墨连接环的截面均为圆形。

石墨连接环高度不超过石墨环的高度。

本发明的有益效果是，一种增加碳化硅晶体生长长度的石墨坩埚，通过在传统单环坩埚结构第一次生长的基础上，通过在石墨环和石墨底槽之间添加合适高度的石墨连接环，石墨连接环上下嵌套在石墨环和石墨底槽上，起到调节晶体生长环境的作用，即在第一次生长完成后由于晶体的增长导致温场变化，不适合晶体继续生长，通过添加连接环调节籽晶与粉源之间的温场分布，利用第一次生长的晶体为籽晶，大大的降低了碳化硅晶体的生长成本。

附图说明

图1是传统石墨坩埚的正视剖面图；

图2是本发明一种增加碳化硅晶体生长长度的石墨坩埚的结构示意图。

图中，1石墨盖、2碳化硅籽晶、3石墨环、4石墨底槽、5碳化硅粉源，6.石墨连接环。