[实用新型]一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚

说明书

本实用新型涉及一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚，所述石墨坩埚包括石墨坩埚主体；所述石墨坩埚还包括若干石墨封闭环，所有石墨封闭环均放置于石墨坩埚主体内，或与石墨坩埚主体固定连接，共同作为SiC单晶生长装置中的加热元件，所述石墨坩埚主体内所有石墨封闭环以外空间即其他空间；硅源置于石墨坩埚的其他空间内，由加热元件加热，石墨坩埚主体与封闭环中的碳进入硅溶液中，形成SiC溶液。可以提高加热效率，改善SiC溶液温度分布，同时在多方位提供碳源，使得SiC溶液组分分布的也更加均匀。避免由于温度和组分分布不均对SiC单晶的生长造成的不利影响。

技术领域

本实用新型涉及SiC单晶生长，具体涉及一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚。

背景技术

SiC作为第三代半导体，具有高频率、高禁带宽度、高功率、高的热导率和热稳定性等优点，在新能源、通讯、军工等领域具有重要应用。

SiC晶体的制备方法有高温气相运输法、高温化学气相沉积法和液相法。虽然高温气相运输法是目前应用最广的是高温气相运输法，但是该方法生产出的SiC单晶容易存在大量的位错和缺陷。而液相法由于晶体生长发生在在热力学平衡附近，能够生长出缺陷密度小的SiC单晶。

SiC溶液生成方法为感应线圈对石墨坩埚进行感应加热，使得坩埚中Si原料发生熔融变成熔体，石墨中的碳进入熔体中，从而形成SiC溶液。SiC溶液温度和组分分布不均匀容易形成多晶SiC，附着在SiC单晶生长面，阻碍单晶生长。传统坩埚加热硅原料时，热量从坩埚筒部向坩埚中心处传递，物料外围的温度要大于中心温度，造成温度分布不均匀。此外，碳源只能从坩埚的筒部向中心方向扩散，扩撒航程长，容易造成组分分布不均匀问题。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提出了一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚。

本实用新型的技术方案：

一种用于SiC单晶生长装置中的石墨坩埚，所述石墨坩埚包括石墨坩埚主体；所述石墨坩埚还包括若干石墨封闭环，所有石墨封闭环均放置于石墨坩埚主体内，或与石墨坩埚主体固定连接，共同作为SiC单晶生长装置中的加热元件，所述石墨坩埚主体内所有石墨封闭环以外空间即其他空间。

硅源（优选，包括硅粉和硅合金）置于石墨坩埚的其他空间内，由加热元件加热，石墨坩埚主体与封闭环中的碳进入硅溶液中，形成SiC溶液。

所有石墨封闭环与石墨坩埚主体一体成型。

所述石墨封闭环的高度低于石墨坩埚主体的高度；这样设计，不会妨碍籽晶浸入SiC溶液中生长。

所述石墨封闭环的数量大于等于2个，其直径大小不一；所有石墨封闭环互套，其直径从外向内依次递减。

所有石墨封闭环均与石墨坩埚主体同中心轴；使得坩埚内温度分布更加均匀。

形成的SiC溶液，其液面高度高于石墨封闭环的高度。

与现有技术相比，本实用新型提供的石墨坩埚装置可以提高加热效率，改善SiC溶液温度分布，同时在多方位提供碳源，使得SiC溶液组分分布的也更加均匀。避免由于温度和组分分布不均对SiC单晶的生长造成的不利影响。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明提供的SiC单晶生长装置结构示意图。

图2是图1坩埚的立体图。

图3是图1坩埚的铅垂直方向的剖视图。

具体实施方式