[发明专利]一种高纯半绝缘碳化硅晶体生长装置及其方法

权利要求书

1.一种高纯半绝缘碳化硅晶体生长装置，其特征在于，包括生长坩埚（6）；所述生长坩埚（6）底部插有气管（7）；所述生长坩埚（6）顶部设置有生长坩埚盖（5）；所述生长坩埚（6）内部放置有碗状结构的原料坩埚（2）；所述原料坩埚（2）上部设置有挡板（1）；所述原料坩埚（2）底部设置有环状支撑的原料坩埚底脚（3）；所述原料坩埚底脚（3）的直径为原料坩埚（2）直径的1/8；所述原料坩埚底脚（3）上设置有均匀分布的8个~36个气孔（4）；所述原料坩埚（2）的材质为高纯高密度石墨；所述原料坩埚（2）表面设有Nb镀层、Ta镀层中的任一种；所述挡板（1）表面设有Nb镀层、Ta镀层中的任一种；所述的高纯半绝缘碳化硅晶体生长装置的碳化硅晶体生长方法，包括如下步骤：

步骤S10，将纯度为5N~6N的碳化硅粉末（8）装入原料坩埚（2）中，盖上挡板（1），并将其装入生长坩埚（6）底部的凹槽内，将带有籽晶（9）的生长坩埚盖（5）装入生长坩埚（6），在生长坩埚盖（5）及生长坩埚（6）底部周围包裹保温层；

步骤S20，将生长坩埚（6）内部抽真空到压力小于5×10^-2mbar，充入氩气并控制压力在600mbar~800mbar，打开水冷式感应线圈通电感应加热原料坩埚（2），并通过气管（7）通入200sccm~800sccm的气体进行吹淋，加热到1950°C~2050°C，保温1小时~5小时；

步骤S30，调小气管通入气体的流量，使流量控制在5sccm~30sccm，持续向气管（7）通气，调节充入腔内气体的流量使压力控制在5mbar~100mbar，温度继续加热到2050°C~2250°C，沉积结晶5天~10天，得到高纯半绝缘碳化硅晶体；

步骤S20中，所述气体选自惰性气体、氢气中的任一种或两种的混合气体。

2.根据权利要求1所述的高纯半绝缘碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述挡板（1）的材质选自多孔石墨、多孔石墨纤维中的一种。

3.根据权利要求1所述的高纯半绝缘碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述气孔（4）的尺寸为：高1mm~5mm，宽5mm~10mm。

4.根据权利要求1所述的高纯半绝缘碳化硅晶体生长装置，其特征在于，步骤S10中，所述保温层为1~4层厚度为5mm~10mm的石墨软毡。

5.根据权利要求1所述的高纯半绝缘碳化硅晶体生长装置，其特征在于，所述气体为惰性气体氩气和氢气的混合气体。