[发明专利]一种用于同时碳化不同尺寸钽坩埚的石墨加热器及使用方法

说明书

一种用于同时碳化不同尺寸钽坩埚的石墨加热器及使用方法，本发明涉及石墨加热器及使用方法。本发明是要解决现有的钽坩埚的碳化过程周期时间长、碳化效率低的技术问题。本发明的用于同时碳化不同尺寸钽坩埚的石墨加热器包括上盖、中间体、至少一个中盖和下盖；其中中间体上设置至少一个连接体；每个连接体与一个中盖连接。用法：向中盖底部加入碳粉，再放入待碳化的钽坩埚，填满碳粉，连接到连接体上，同样将待碳化的钽坩埚埋在下盖的碳粉中；继续填入碳粉，将上盖、中间体与下盖连接，再将组装完毕的石墨加热器，放入炉中碳化，得到碳化完全的碳化钽坩埚。本发明可以在一次碳化两个或两个以上不同尺寸的钽坩埚，提高了碳化效率，节约生产成本。

技术领域

本发明涉及石墨加热器及使用方法。

背景技术

氮化铝属于第三代半导体材料，具有高禁带宽度，高热导率，高电子漂移速率、高化学稳定性等特点。由于其具有良好的物理性能，所以在高温、高频、高功率器件和深紫外光电子器件等方面均具有广阔的应用前景。

常用的制备氮化铝单晶晶体的方法是物理气相传输法。在制备过程中，在使用感应加热炉生长氮化铝单晶的方法中，通常是用钽坩埚和钽片作为长晶用的坩埚组合。由于氮化铝长晶时所用的温度高，氮化铝原料也会分解出气态组分，纯钽材质的坩埚会在高温下变形，也会与氮化铝原料气态组分反应而影响长晶的结果，所以在长晶前要先将钽坩埚和钽片碳化，使钽材质变成更加稳定的碳化钽材质。

在生长氮化铝单晶实验过程中，钽坩埚属于易耗材料，通常在2～3次实验后，钽坩埚会在坩埚侧壁和坩埚底之间出现裂纹。通常在一次碳化过程中可以碳化多个钽片，却只能碳化一个钽坩埚。钽坩埚的碳化过程周期时间长，碳化效率不高。

发明内容

本发明是要解决现有的钽坩埚的碳化过程周期时间长、碳化效率低的技术问题，而提供一种用于同时碳化不同尺寸钽坩埚的石墨加热器及使用方法。

本发明的用于同时碳化不同尺寸钽坩埚的石墨加热器包括上盖1、中间体2、至少一个中盖3和下盖4；

其中中间体2由筒体2-1、承载板2-2、至少一个连接体2-3、落碳孔2-4组成；承载板2-2固定在筒体2-1内，在承载板2-2的底面上连接有连接体2-3，在承载板2-2上设置通透的落碳孔2-4；中盖3与连接体2-3连接；上盖1与筒体2-1的上端连接；下盖4与筒体2-1的下端连接；

更进一步地，中盖3与连接体2-3采用螺纹连接；

更进一步地，上盖1与筒体2-1的上端采用螺纹连接；

更进一步地，下盖4与筒体2-1的下端采用螺纹连接。

更进一步地，连接体2-3和中盖3的个数相同，均为1～5个。

本发明的用于同时碳化不同尺寸钽坩埚的石墨加热器的使用方法，按以下步骤进行：

一、向中盖3底部加入碳粉，再将待碳化的钽坩埚放入中盖3内的碳粉上，再继续填加碳粉填满中盖3，使钽坩埚埋入碳粉中，再将中盖3连接到连接体2-3上；

二、向下盖4底部加入碳粉，再将待碳化的钽坩埚放入下盖4内的碳粉上，再继续填加碳粉填满下盖4，使钽坩埚埋入碳粉中，再将下盖4连接到筒体2-1的下端；

三、从中间体2的落碳孔2-4继续填入碳粉，填满中盖3和下盖4内缺少碳粉的空间和中间体2的上方空间，再将上盖1与中间体2连接，得到组装完毕的石墨加热器；

四、将组装完毕的石墨加热器包裹保温材料，放入感应加热炉中，进行碳化，得到碳化完全的碳化钽坩埚。