[发明专利]碳化硅晶体生长装置、系统及方法

权利要求书

1.一种碳化硅晶体生长装置，包括坩埚组件(1)，所述坩埚组件(1)内设置有籽晶组件；其特征在于：所述坩埚组件(1)内还设置有筒状的过滤组件(12)，所述过滤组件(12)的外壁与所述坩埚组件(1)的内壁之间形成有用于放置碳化硅原料(13)的环形原料腔(A1)，所述环形原料腔(A1)的顶部设置有防止碳化硅气相组分泄漏的密封组件；所述过滤组件(12)能够对所述碳化硅原料(13)进行阻挡，并允许所述碳化硅原料(13)加热后产生的碳化硅气相组分穿过；所述密封组件上设置有导流环(9)，所述导流环(9)的顶部设置有所述籽晶组件，底部搭接于所述密封组件上，所述导流环(9)的内壁向内凸出所述过滤组件(12)的内壁，所述导流环(9)的下表面形成有平面阻挡区(F)，其中，所述导流环(9)为石墨导流环。

2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述过滤组件(12)为圆筒状的过滤网，所述坩埚组件(1)为圆筒状的坩埚组件(1)，所述过滤网与所述坩埚组件(1)同轴设置，且所述过滤网的底部与所述坩埚组件(1)的底部密封抵接。

3.根据权利要求2所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述过滤网的气孔率为20％-80％，所述过滤网的过滤孔孔径为1μm-1000μm，所述过滤网的过滤孔平均孔径为40μm-60μm。

4.根据权利要求2或3所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述过滤网的材质为高温陶瓷材料、复合材料或石墨材料。

5.根据权利要求2所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述过滤组件(12)的外壁与所述坩埚组件(1)的内壁之间的距离为d，d≤1/3D；其中，D为所述坩埚组件(1)的直径。

6.根据权利要求2所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述密封组件为径向导热环，所述径向导热环由上至下设置有多个。

7.根据权利要求6所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述径向导热环的下表面上与所述环形原料腔(A1)接触的位置处还涂覆有密封涂层。

8.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述导流环(9)的顶部设置有向内凸出于所述导流环(9)内壁的收口凸起，所述收口凸起构成承载所述籽晶组件的承载环，所述籽晶组件包括：

放置于所述承载环上的籽晶托环(8)；

放置于所述籽晶托环(8)上的碳化硅籽晶(10)；

放置于所述碳化硅籽晶(10)上的石墨环垫片(7)；

螺纹连接于所述导流环(9)上的上压盖(6)，所述上压盖(6)将所述石墨环垫片(7)、所述碳化硅籽晶(10)和所述籽晶托环(8)压紧在所述承载环上。

9.根据权利要求8所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述密封组件包括由上至下设置的第一径向导热环(2)和第二径向导热环(3)，所述导流环(9)的外壁与所述第二径向导热环(3)的内壁以及所述上压盖(6)之间形成有隔离腔。

10.根据权利要求9所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述密封组件的厚度为c，c＞2a，其中，a为所述隔离腔的厚度，3mm≤a≤12mm；所述导流环(9)的壁厚为b，3mm≤b≤10mm。

11.根据权利要求8所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述碳化硅籽晶(10)上还涂覆有保护涂层。

12.根据权利要求1或8所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述籽晶组件的上方还设置有石墨纸(5)，所述石墨纸(5)覆盖所述坩埚组件(1)的腔体的横截面。

13.根据权利要求12所述的碳化硅晶体生长装置，其特征在于：所述石墨纸(5)的外缘通过碳毡(4)夹持固定，所述碳毡(4)包括上碳毡和下碳毡，所述上碳毡和所述下碳毡分别位于所述石墨纸(5)的上方和下方。