[发明专利]一种制备大厚度单晶的装置和方法

权利要求书

1.一种制备大厚度单晶的装置，其特征在于该装置包括坩埚加热器主体(1)、石墨加热器上盖(2)、籽晶托(3)、多孔支撑板(4)、保温外层(5)、主感应线圈(6)和至少2个分感应线圈(7)；

其中石墨加热器上盖(2)设置在坩埚加热器主体(1)之上；

籽晶托(3)设置在坩埚加热器主体(1)内的顶部，用来固定籽晶；多孔支撑板(4)设置在坩埚加热器主体(1)内的中部；

在坩埚加热器主体(1)和石墨加热器上盖(2)的外表面设置保温外层(5)；

在坩埚加热器主体(1)上部的保温外层(5)外环绕设置主感应线圈(6)；并且主感应线圈(6)可上、下移动；

在坩埚加热器主体(1)下部的保温外层(5)外环绕设置分感应线圈(7)；

坩埚加热器主体(1)的长径比为(1～5)：1。

2.根据权利要求1所述的一种制备大厚度单晶的装置，其特征在于所述的分感应线圈(7)的个数为2～5个。

3.利用权利要求1所述的装置制备大厚度单晶的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：

一、将原料( 10) 装入坩埚加热器主体(1)内，放上多孔支撑板(4)，再将与籽晶( 8)为同种物质的多晶块状原料( 9) 放置在多孔支撑板(4)上表面，将籽晶( 8) 固定在籽晶托(3)的下表面，盖上石墨加热器上盖(2)；

二、调节主感应线圈(6)的高度，使坩埚加热器主体(1)内籽晶( 8) 的高度位于主感应线圈(6)从下往上计的1/2～1/5高度范围内；

三、使主感应线圈(6)和最上方的分感应线圈(7)进入工作状态，逐渐提高功率提升坩埚加热器主体(1)内温度至2100～2500℃保持2～30h；

四、原料在高温下变成气相组分，气相组分在籽晶表面逐层沉积，进而晶体随着时间越来越厚；晶体生长10～50小时后，主感应线圈(6)以0.05～0.3mm/小时的速度向下移动至终止位置；再按照从上到下的顺序，逐个开启下面的分感应线圈(7)，使其工作，进行晶体生长；

五、控制晶体稳定生长时长为120～300小时，生长结束后，停止分感应线圈(7)工作，使坩埚加热器主体(1)的温度以不超过300℃/小时的速率，降至1000℃以下，再自然冷却至室温后，取出晶体。

4.根据权利要求3所述的制备大厚度单晶的方法，其特征在于生长晶体为碳化硅晶体时，步骤三中的温度为2100～2300℃。

5.根据权利要求3所述的制备大厚度单晶的方法，其特征在于生长晶体为氮化铝晶体时，步骤三中的温度为2200～2500℃。