[发明专利]一种碳化硅电阻法生长晶体的退火装置及方法

权利要求书

1.一种碳化硅电阻法生长晶体的退火装置，包括保温罩(1)、上加热板(2)、中加热板(3)、碳化硅晶体(4)、籽晶槽(5)、坩埚(6)、坩埚托(7)、下加热板(8)、固定台(9)、凸块(10)、第一凹槽(11)、托架(12)和第二凹槽(13)，其特征在于：所述保温罩(1)内侧底部安置有固定台(9)，且固定台(9)下方搭架上安置有下加热板(8)，所述固定台(9)上方安装有坩埚托(7)，且坩埚托(7)内部底面上设置有第一凹槽(11)，所述第一凹槽(11)内卡有坩埚(6)底部的凸块(10)，所述坩埚托(7)上方安置有坩埚(6)，所述坩埚(6)顶部安置有籽晶槽(5)，且坩埚(6)顶部两侧边缘设置有第二凹槽(13)，所述籽晶槽(5)两侧边缘的托架(12)卡在第二凹槽(13)内，所述籽晶槽(5)内安放有碳化硅晶体(4)，所述籽晶槽(5)外侧安置有中加热板(3)，且中加热板(3)上方安置有上加热板(2)；

所述上加热板(2)和中加热板(3)均设置为左右分离式结构，且上加热板(2)俯视呈“()”形的两个扇形；上加热板(2)俯视呈“()”形的两个圆台外壳形。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅电阻法生长晶体的退火装置，其特征在于：所述上加热板(2)、中加热板(3)和下加热板(8)是整块的中空钨合金板，或者是按规律排列的空心钨合金加热管的阵列，二者中任意一种组成。

3.根据权利要求1或2所述的一种碳化硅电阻法生长晶体的退火装置，其特征在于：所述籽晶槽(5)和坩埚(6)的材质设置为耐高温的陶瓷。

4.根据权利要求3所述的一种碳化硅电阻法生长晶体的退火装置，其特征在于：所述坩埚托(7)材质设置为耐高温且韧性强的陶瓷。

5.根据权利要求4所述的一种碳化硅电阻法生长晶体的退火装置，其特征在于：所述下加热板(8)俯视呈“+”形结构。

6.根据权利要求5所述的一种碳化硅电阻法生长晶体的退火装置，其特征在于：所述固定台(9)设置为四条腿凳子形，且固定台(9)下方设置有空槽，前后左右设置有供“+”形的下加热板四面伸出的开口。

7.根据权利要求6所述的一种碳化硅电阻法生长晶体的退火装置，其特征在于：所述凸块(10)和第一凹槽(11)均设置有配套的两组，且凸块(10)的横截面设置为正五角星形。

8.一种碳化硅电阻法生长晶体的退火方法，其依据权利要求7所述的一种碳化硅电阻法生长晶体的退火装置以进行，其特征在于，包括以下步骤：

1)晶体生长步骤：装设好下加热板(8)，在所述籽晶槽(5)内放置籽晶，装设好上加热板(2)、中加热板(3)，将上加热板(2)、中加热板(3)和下加热板(8)加热至在500-800℃之间的某恒定温度下，打开保温罩(1)的上盖，从上加热板(2)的上方开口处垂直向下伸入引晶装置，封闭保温罩(1)，使引晶装置接触籽晶，将上加热板(2)、中加热板(3)和下加热板(8)加热至1500-1800℃之间的某恒定温度下，开始引晶过程；

2)退火准备步骤：引晶结束后，保持上加热板(2)、中加热板(3)和下加热板(8)加热温度恒定，脱离并撤出引晶装置，关闭保温罩(1)的上盖，将上加热板(2)、中加热板(3)和下加热板(8)以不少于1h的时间降温至1500℃；

3)退火步骤：将样品从1500℃开始退火，上加热板(2)、中加热板(3)和下加热板(8)统一地以50-60℃/h的速率降温，降温至50°以下；

4)晶体拆出步骤：打开保温罩(1)的所有开口，停止加热，自然冷却整个装置至室温，拆出晶体，设为晶体A；

5)晶体检测与比较：将上加热板(2)、中加热板(3)，将上加热板(2)换成左右分立的两个矩形平行加热板，其他条件完全相同，重复步骤(1)-(4)，得到晶体B；将晶体A和B进行从圆柱侧面入射的拉曼光谱检测，根据入射的角度不同得到各至少5-10组谱图的谱图A组和谱图B组，将谱图A组和谱图B组进行对比，检测退火方法的有效度。