[发明专利]一种碳化硅单晶生长装置

说明书

本发明公开了一种碳化硅单晶生长装置，包括工作腔体、可升降的穿设于工作腔体中的连接杆、用于驱动连接杆升降的第一驱动机构、设于工作腔体中的坩埚和用于为坩埚加热的加热机构；坩埚包括固设于连接杆底部的坩埚盖、可拆卸的连接在坩埚盖下方的坩埚本体；连接杆包括杆本体、开设于杆本体上的用于通入通出冷媒的第一通道、开设于杆本体上的用于通入工艺气体的第二通道；第一通道与第二通道相互隔断，第二通道与工作腔体连通；连接杆用于通过冷媒和/或工艺气体为坩埚盖降温；工作腔体还包括出气口。本发明一种碳化硅单晶生长装置，优化了热传导路径，使热量只通过坩埚盖传输，更易实现下高上低的温度场要求，提高了碳化硅单晶的生长质量。

技术领域

本发明涉及一种碳化硅单晶生长装置。

背景技术

物理气相输运法（PVT法）已成为碳化硅单晶生长的主要技术方法，该方法是将碳化硅多晶原料装在石墨坩埚本体底部，用石墨坩埚盖将石墨坩埚本体盖上，形成一个密闭空间，石墨坩埚盖下表面安装有碳化硅籽晶，通过对石墨坩埚本体、石墨坩埚盖组成的系统进行加热，使石墨坩埚本体内的碳化硅多晶原料升华，并维持碳化硅多晶原料与碳化硅籽晶间具有合适的温度梯度，升华后的碳化硅粒子就会在碳化硅籽晶上沉积生长，从而获得碳化硅单晶。这种技术方法要求石墨坩埚本体底部的温度要高于石墨坩埚本体上部坩埚盖的温度，以获得下高上低的温度场，满足碳化硅单晶生长需要。

现有的用于碳化硅单晶生长用的坩埚，一般是将石墨坩埚本体安装在坩埚托杆上，这样由于坩埚托杆的热传导就会将石墨坩埚底部的热量传导耗散掉，要维持石墨坩埚底部工艺温度就要增加加热功率浪费能源，更主要的是难以实现石墨坩埚底部温度的均匀性，影响碳化硅单晶的生长。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳化硅单晶生长装置，优化了石墨坩埚的热传导路径，使石墨坩埚中易于获得下高上低的温度场，有利于碳化硅单晶的生长，节能降耗，提高了碳化硅单晶的生长质量。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种碳化硅单晶生长装置，包括工作腔体、可升降的穿设于所述工作腔体中的连接杆、用于驱动所述连接杆升降的第一驱动机构、设于所述工作腔体中的坩埚和用于为所述坩埚加热的加热机构；

所述坩埚包括固设于所述连接杆底部的坩埚盖、可拆卸的连接在所述坩埚盖下方的坩埚本体；

所述连接杆包括杆本体、开设于所述杆本体上的用于通入通出冷媒的第一通道、开设于所述杆本体上的用于通入工艺气体的第二通道；所述第一通道与所述第二通道相互隔断，所述第二通道与所述工作腔体连通；所述连接杆，用于通过所述冷媒和/或所述工艺气体为所述坩埚盖降温；

所述工作腔体还包括出气口。

优选地，所述第一通道为环形腔体，所述环形腔体的上端开设有进料口和出料口。

更优选地，所述第二通道为柱形腔体，所述柱形腔体的底端侧部开设有与所述工作腔体连通的工艺气孔。

更进一步优选地，所述连接杆、所述环形腔体、所述柱形腔体均同轴延伸。

更进一步优选地，所述工艺气孔有多个，多个所述工艺气孔间隔均匀的沿圆周方向环绕排列。

更进一步优选地，所述坩埚盖设于所述柱形腔体的底端，所述装置还包括用于沿所述柱形腔体的轴心线方向测量所述坩埚盖温度的红外测温计。

优选地，所述连接杆可绕自身轴心线方向转动的穿设于所述工作腔体中，所述装置还包括用于驱动所述连接杆转动的第二驱动机构。

优选地，所述加热机构包括环设于所述坩埚外侧周部的加热筒体、套设于所述加热筒体外侧周部且开口向上的保温罩，所述加热筒体的加热温度从上往下逐渐增大。

更优选地，所述加热筒体与所述坩埚同轴延伸。