[发明专利]高效制备高质量碳化硅单晶的生长装置

权利要求书

1.一种高效制备高质量碳化硅单晶的生长装置，其特征在于，包括：

生长坩埚，所述生长坩埚包括第一坩埚和第二坩埚，籽晶纵向安装在所述第一坩埚内，且籽晶初始生长台阶端靠近第一坩埚顶壁；所述第二坩埚限定出原料腔，所述原料腔与所述第一坩埚内部连通；

过滤部，所述过滤部限定出容纳腔，所述容纳腔内设置有气氛调节件，所述气氛调节件包括碳框架和硅颗粒，所述硅颗粒内置在所述碳框架内部；所述过滤部安装在所述第二坩埚的出气口处，并对所述第二坩埚出气口形成遮挡，所述第二坩埚的出气口位于籽晶下方，所述第二坩埚内的原料升华为气体后经所述过滤部过滤后进入到所述第一坩埚内。

2.根据权利要求1所述的一种高效制备高质量碳化硅单晶的生长装置，其特征在于，所述第一坩埚顶壁开设有第一气流通道，用于加快气体的流速，所述第一气流通道的直径为3mm-5mm。

3.根据权利要求2所述的一种高效制备高质量碳化硅单晶的生长装置，其特征在于，所述第一坩埚外侧壁设置有保温毡，所述第一坩埚外侧顶壁的保温毡限定出第二气流通道，所述第一气流通道通过所述第二气流通道与石英罩内部连通。

4.根据权利要求3所述的一种高效制备高质量碳化硅单晶的生长装置，其特征在于，所述第一坩埚包括气体疏散室和生长室，所述气体疏散室位于所述生长室上部，且所述气体疏散室与所述生长室连通，所述籽晶纵向安装在所述生长室内，所述第一气流通道设置在气体疏散室顶壁，所述气体疏散室的体积大于生长室的体积；

所述第一坩埚连接在所述第二坩埚上方，所述第二坩埚的出气口开设在所述第二坩埚上部；所述过滤部安装在所述第二坩埚的出气口端，并向下延伸至所述第二坩埚的内侧底部。

5.根据权利要求4所述的一种高效制备高质量碳化硅单晶的生长装置，其特征在于，所述籽晶纵向安装在所述生长室内侧壁，所述生长室侧壁在由上而下的方向上其纵截面面积逐渐减小。

6.根据权利要求4或5所述的一种高效制备高质量碳化硅单晶的生长装置，其特征在于，所述气体疏散室内侧顶壁安装有第一发热体，并延伸至所述籽晶初始生长台阶端；所述第一发热体与所述生长室同轴设置，且所述第一发热体与所述籽晶之间具有设定距离。

7.根据权利要求6所述的一种高效制备高质量碳化硅单晶的生长装置，其特征在于，所述第一坩埚外侧顶壁的保温毡的厚度，以所述第一发热体的轴线延长线与所述第一坩埚顶壁交点为中心，向所述第一坩埚顶壁边缘处逐渐减小；所述第二坩埚外侧壁设置有保温毡。

8.根据权利要求4所述的一种高效制备高质量碳化硅单晶的生长装置，其特征在于，所述气体疏散室顶壁安装有支撑件，并延伸至所述生长室内部，所述支撑件下部的纵截面呈倒“V”字型。

9.根据权利要求8所述的一种高效制备高质量碳化硅单晶的生长装置，其特征在于，还包括导流件，所述导流件上连接有环形部件，所述环形部件向上延伸至所述支撑件底部，并与所述支撑件底部相连，所述环形部件的直径与所述支撑件的直径相同，所述导流件上还限定出多个导流孔。

10.根据权利要求8或9所述的一种高效制备高质量碳化硅单晶的生长装置，其特征在于，所述第一坩埚外侧顶部的所述保温毡内部设置有散热腔体，所述散热腔体与所述支撑件同轴设置，所述散热腔体的底部为所述第一坩埚的顶部，在由上而下的方向上，所述散热腔体的纵截面面积逐渐增大。

11.根据权利要求3所述的一种高效制备高质量碳化硅单晶的生长装置，其特征在于，所述第二坩埚同轴设置于所述第一坩埚内，所述第二坩埚的出气口开设在所述第二坩埚的侧壁，所述过滤部环绕在所述第二坩埚外侧壁，并紧贴在所述第二坩埚侧壁对所述出气口形成遮挡；所述第二坩埚内部设置有第二发热体，所述第二坩埚外侧顶壁设置有保温毡，所述籽晶设置在所述第二坩埚外侧顶壁的所述保温毡侧壁。