[实用新型]一种大尺寸碳化硅晶体生长装置

说明书

本实用新型公开了一种大尺寸碳化硅晶体生长装置，包括第一腔体和第二腔体、可沿上下方向活动的穿设于第一腔体和第二腔体中的坩埚、下端连接在坩埚顶部且上端穿出第二腔体的坩埚轴、设于第一腔体中的加热机构和保温机构、开设于第一腔体上和/或第二腔体上的抽气口和充气口；加热机构机构包括上下间隔分布的上加热电阻和下加热电阻；上加热电阻由设于坩埚上方的第一圆盘和围设于坩埚上侧周部的第一筒体组成；下加热电阻为设于坩埚下方的第二圆盘或由第二圆盘和围设于坩埚下侧周部的第二筒体组成。本实用新型大尺寸碳化硅晶体生长装置，坩埚上部和下部不仅可以获得均匀的横向温度，还能够获得精确的纵向温度梯度，满足大尺寸晶体生长工艺温度要求。

技术领域

本实用新型涉及一种大尺寸碳化硅晶体生长装置。

背景技术

物理气相输运法（PVT法）是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筒形石墨坩埚本体底部，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。

现有的用于碳化硅单晶生长装置，是采用中频感应加热的方式通过一个感应加热线圈对石墨坩埚进行加热的，由于中频感应加热的趋肤效应特性，不能保证大尺寸石墨坩埚横向温度的均匀度，也难以控制石墨坩埚纵向温度梯度的精确度，不利于大尺寸碳化硅单晶的生长。

针对上述情况，也有采用电阻加热的方式对石墨坩埚进行加热的。现有技术中，对石墨坩埚顶部（籽晶位置处）的加热电阻一般位于坩埚顶部，用于使坩埚顶部能够获得均匀的横向温度。但是籽晶在长晶过程中，还需要控制其纵向温度梯度，才能够生长得到较好质量的碳化硅单晶。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种大尺寸碳化硅晶体生长装置，采用上、下两个加热电阻分别对坩埚的上部和下部进行加热，上部和下部不仅可以获得均匀的横向温度，上部还能够获得精确的纵向温度梯度，从而保证满足大尺寸晶体的生长工艺温度要求。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种大尺寸碳化硅晶体生长装置，包括第一腔体、设于所述第一腔体上方的第二腔体、可沿上下方向活动的穿设于所述第一腔体和所述第二腔体中的坩埚、下端连接在所述坩埚顶部且上端穿出所述第二腔体的坩埚轴、设于所述第一腔体中的加热机构和保温机构、开设于所述第一腔体上和/或所述第二腔体上的抽气口、开设于所述第一腔体和/或所述第二腔体上的充气口；

所述加热机构机构包括上下间隔分布的上加热电阻和下加热电阻；

所述上加热电阻由设于所述坩埚上方的第一圆盘和围设于所述坩埚上侧周部的第一筒体组成；所述下加热电阻为设于所述坩埚下方的第二圆盘或由所述第二圆盘和围设于所述坩埚下侧周部的第二筒体组成。

优选地，所述第一圆盘、所述第一筒体、所述第二圆盘、所述第二筒体同轴延伸，且均与所述坩埚间隙分布。

优选地，所述第一圆盘和所述第一筒体同轴延伸且相互抵接。

优选地，所述下加热电阻同时包括所述第二圆盘和所述第二筒体时，两者同轴延伸且相互抵接。

优选地，所述装置还包括机架，所述第一腔体包括固设于所述机架上的底板、可上下活动的设于所述底板上的筒体、可上下活动的设于所述筒体顶部的盖体，所述保温机构设于所述底板上，所述加热机构设于所述保温机构中。

更优选地，所述装置还包括设于所述盖体与所述第二腔体之间的隔离阀，所述隔离阀与所述第二腔体均连接在所述盖体上。

更优选地，所述装置还包括设于所述机架上的立柱、设于所述立柱和所述筒体之间的第一升降机构、设于所述立柱和所述盖体之间的第二升降机构。