本實(shí)用新型屬于碳化硅晶體生長(zhǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液相生長(zhǎng)碳化硅的裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的液相法生長(zhǎng)碳化硅晶體技術(shù)，都是通過(guò)加熱的方式將硅在高純石墨坩堝中融化，形成碳在硅中的溶液，再將頭部貼付有籽晶的石墨軸伸入到溶液中進(jìn)行生長(zhǎng)。由于此種生長(zhǎng)方法，其所使用的坩堝為開(kāi)放式設(shè)計(jì)，就造成熔融狀態(tài)下的硅出現(xiàn)揮發(fā)現(xiàn)象，并通過(guò)上部開(kāi)孔揮發(fā)到保溫材料中，并在外部保溫材料中結(jié)晶，造成保溫材料的損壞，致使加工成本的增加。

現(xiàn)有技術(shù)中為了防止硅蒸汽與保溫材料反應(yīng)，會(huì)在坩堝上加入石墨的坩堝蓋。雖然帶開(kāi)孔的石墨坩堝蓋一定程度上保護(hù)了保溫層，但坩堝與坩堝蓋之間，由于加工公差的存在，會(huì)存在一定的間隙，不能保證坩堝與坩堝蓋之間完全的貼合。如果加工誤差大的情況下，硅蒸汽會(huì)大量的從坩堝與坩堝蓋之間的空隙中逸出，使包圍在坩堝外圍的保溫層內(nèi)部結(jié)晶，導(dǎo)致保溫性能的嚴(yán)重惡化。另外，從現(xiàn)有碳化硅生長(zhǎng)技術(shù)可以看出，控制溶液溫度和溶液溫度梯度是晶體生長(zhǎng)的必要條件之一。但現(xiàn)有液相法生長(zhǎng)設(shè)備中，控制溫度梯度只能通過(guò)控制溫場(chǎng)分布或ACRT來(lái)實(shí)現(xiàn)，是從加熱方面和促進(jìn)溶液內(nèi)循環(huán)方面進(jìn)行干預(yù)，方法單一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種液相生長(zhǎng)碳化硅的裝置，既可以有效避免硅蒸汽的逸出，又能夠?qū)囟忍荻纫约皽貓?chǎng)進(jìn)行有效控制，保證了而晶體的高質(zhì)量穩(wěn)定生長(zhǎng)。

本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種液相生長(zhǎng)碳化硅的裝置，包括坩堝和坩堝蓋，坩堝蓋上設(shè)有籽晶桿，坩堝壁頂部設(shè)有至少一個(gè)凹槽，坩堝蓋上設(shè)有至少一個(gè)與凹槽相適應(yīng)的凸起，凹槽和相應(yīng)凸起之間形成曲折通道；所述的坩堝具有真空夾層；所述的籽晶桿為U字型空心管。

采用上述結(jié)構(gòu)，坩堝和坩堝蓋之間，即凹槽和凸起之間會(huì)形成一條彎折的通道。在碳化硅的生長(zhǎng)過(guò)程中，通過(guò)公差的配合，可以保證這條彎折的通道足夠的小?；蛘咄耆灰蠊钆浜?，只要有一個(gè)這樣彎折的通道，在碳化硅的生長(zhǎng)過(guò)程中，硅蒸汽揮發(fā)，在通過(guò)折彎通道的過(guò)程中會(huì)逐漸冷卻，并在通道內(nèi)凝結(jié)，在凝結(jié)過(guò)程中與石墨反應(yīng)生成碳化硅，將折彎通道封堵，使硅蒸汽不能通過(guò)坩堝和坩堝蓋之間的空隙泄漏到保溫層中。進(jìn)而保證了高純保溫層的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本。

所述的坩堝具有真空夾層，使得坩堝本體具有遮熱作用，當(dāng)溫場(chǎng)發(fā)生波動(dòng)時(shí)，內(nèi)部熔體感知溫場(chǎng)變化的能力大大延遲和削弱，具有屏蔽熱場(chǎng)波動(dòng)的能力，更利于晶體的穩(wěn)定成長(zhǎng)。

所述的籽晶桿為U字型空心管。在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，可以向其中通入冷卻氣體或者冷卻水。晶體生長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力，是籽晶和溶液之間的固液界面的溫度梯度。在生長(zhǎng)過(guò)程中，冷的氣體/水從U字型空心管一端進(jìn)入，然后從另一端排出，可控制氣體/水的流動(dòng)速度和種類，控制對(duì)籽晶的冷卻作用。因?yàn)檫M(jìn)出管路和中空結(jié)構(gòu)的存在，籽晶表面的熱量可以快速的被氣體/水帶走，從而在籽晶和溶液之間形成較大的溫度梯度，使晶體的生長(zhǎng)速度增大，同時(shí)又能避免了溶液中過(guò)大的溫度梯度造成的雜晶影響。

所述的籽晶桿上部設(shè)有旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)籽晶桿的旋轉(zhuǎn)提升。

進(jìn)一步的，所述的凹槽內(nèi)設(shè)有密封柔性材料，用于達(dá)到更加密封的效果。所述的密封柔性材料可以選用銅片或者本領(lǐng)域常用的可以與硅蒸汽進(jìn)行反應(yīng)的材料。

經(jīng)過(guò)發(fā)明人實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所述的凹槽為3個(gè)，所述的凸起為3個(gè)時(shí)，可以保證凹槽和凸起之間形成的彎折通道足夠長(zhǎng)，使硅蒸汽能夠完全在通道內(nèi)冷卻凝結(jié)，與石墨生成碳化硅。

綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不僅可以通過(guò)特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免了硅蒸汽的外逸，進(jìn)而保護(hù)了外面的保溫材料，降低了生產(chǎn)成本。而且又能夠?qū)囟忍荻纫约皽貓?chǎng)進(jìn)行有效控制，保證了而晶體的高質(zhì)量穩(wěn)定生長(zhǎng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中A部分局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、坩堝，2、坩堝蓋，3、籽晶桿，4、凹槽，5、凸起，6、曲折通道，7、真空夾層，8、旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)，9、密封柔性材料，10、籽晶。

具體實(shí)施方式

一種液相生長(zhǎng)碳化硅的裝置，包括坩堝1和坩堝蓋2，坩堝蓋2上設(shè)有籽晶桿3，坩堝壁頂部設(shè)有至少一個(gè)凹槽4，坩堝蓋2上設(shè)有至少一個(gè)與凹槽4相適應(yīng)的凸起5，凹槽4和相應(yīng)凸起5之間形成曲折通道6；所述的坩堝1具有真空夾層7；所述的籽晶桿3為U字型空心管。

所述的籽晶桿3上部設(shè)有旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)8。

所述的凹槽4內(nèi)設(shè)有密封柔性材料9。

所述的凹槽4為3個(gè)，所述的凸起5為3個(gè)。