阅读说明：本技术 一种改进pvt法生长碳化硅单晶的热场结构 (Thermal field structure for growing silicon carbide single crystal by improved pvt method ) 是由 不公告发明人 于 2021-09-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种生长大尺寸碳化硅单晶的热场结构,具体涉及一种PVT法生长大尺寸化硅单晶的改进热场结构。该结构整体由侧面保温结构、底部保温结构、籽晶固定结构、感应线圈两个、si原料用的坩埚、c原料用的坩埚、升华气体输送管道构成,其特征在于：侧面保温结构呈圆环形,是由多层纤维砖结构搭接而成,底部保温结构边缘与侧面保温结构相连接,该结构呈圆台形,籽晶固定结构位于热场顶部,si坩埚位于保温材料内部左侧,c坩埚位于保温材料内部右侧,两个感应线圈分别环绕与两个坩埚的外壁,升华气体管道分别连接两坩埚顶部的中心位置,气体出口位于籽晶固定装置底部,该热场结构,设计合理,温度分布均匀,实现了sic单晶生长过程的si和c气体饱和浓度的合理比例输送,降低晶体内部缺陷。(The invention relates to a thermal field structure for growing large-size silicon carbide single crystals, in particular to an improved thermal field structure for growing large-size silicon carbide single crystals by a PVT (physical vapor transport) method. This structure is whole by side insulation construction, bottom insulation construction, seed crystal fixed knot construct, induction coil two, crucible that si raw materials were used, crucible, sublimation gas pipeline that c raw materials was used constitute its characterized in that: side insulation construction is ring shape, it is formed by the overlap joint of multilayer fibrous brick structure, bottom insulation construction edge is connected with side insulation construction, this structure is the round platform shape, seed crystal fixed knot constructs to be located the thermal field top, the si crucible is located the inside left side of insulation material, the c crucible is located the inside right side of insulation material, two induction coil encircle respectively with the outer wall of two crucibles, the central point that two crucible tops were connected respectively to the sublimation gas pipeline puts, gas outlet is located seed crystal fixing device bottom, this thermal field structure, and reasonable in design, the temperature distribution is even, the reasonable proportion of si and the gaseous saturated concentration of c that has realized the single crystal growth process of sic is carried, reduce crystal internal defect.)

一种改进pvt法生长碳化硅单晶的热场结构

技术领域

本发明涉及一种生长大尺寸碳化硅单晶的热场结构，具体涉及一种PVT法生长大尺寸化硅单晶的改进热场结构

背景技术

碳化硅作为第三代半导体材料，具有高出传统硅材料数倍的禁带的优良特性，并且击穿电场强度高、热稳定性好等特点，在高温、高压、大功率、光电、微波性等电子应用领域和航天、军工、核能等极端环境应用领域体现出重要意义。

Sic单晶生长方式主要有两类HTCVD和PVT，然而PVT工艺方法因良率高，成本低等诸多优势，成为当代商业化生产的首选技术，随着市场需求量的增加sic生产技术显示出广阔的市场前景，然而要想进入产业化阶段，各大厂商需要克服sic单晶生长过程中，si与c气体饱和浓度和比例均匀性等一系列难题，其中si与c熔点差异带来升华气体比例失调问题，成为了当下的首要研究课题。

发明内容

一种PVT法生长大尺寸化硅单晶的改进热场结构。该结构整体由侧面保温结构、底部保温结构、籽晶固定结构、感应线圈两个、si原料用的坩埚、c原料用的坩埚、升华气体输送管道构成。

本发明还有这样一些特征：

1、所述的一种PVT法生长大尺寸化硅单晶的改进热场结构，其特征在于侧面保温结构为圆环形，材质为硬质石墨；

2、所述的一种PVT法生长大尺寸化硅单晶的改进热场结构，其特征在于底部保温结构呈圆台形，为封装的石墨碳毡；

3、所述的一种PVT法生长大尺寸化硅单晶的改进热场结构，其特征在于圆台形籽晶固定结构，铜材质感应线圈环绕于两坩埚的外壁；

4、所述的一种PVT法生长大尺寸化硅单晶的改进热场结构，其特征在于，每个坩埚顶部安置升华气体的输送管道，两管道在籽晶底部交汇，管道材质为石墨。

有益效果：

1.分体式坩埚结构的合理设计，有效解决了，si与c熔点差异带来的升华气体比例失调问题，保证了碳化硅生长过程的si与c的合理比例，提高晶体质量。

2.该装置可实现分别控制两坩埚的加热温度，进而实现对升华气体的输送量及饱和浓度合理配置，克服了sic单晶的生长过程，两者比例难以控制问题，降低晶体内部缺陷。

3.该装置操作简洁，自动化程度高，减少人员劳动力，有效降低生产制造成本。

附图说明

及

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

图1一种PVT法生长大尺寸化硅单晶的改进热场结构示意图，圆环形侧面保温结构2，安置在热场外层，在其里层底部安装一层底部保温结构5，装si原料的坩埚结构8，在热场内部的左侧，坩埚边缘环绕线圈结构7，右侧为装c原料的坩埚结构3，外层也同样环绕线圈结构4，两坩埚连接管道9，位于坩埚顶部，在籽晶底部管道交汇，籽晶固定结构1位于热场顶部中心位置，在该装置底部安装籽晶6，该装置使用时，将两坩埚分别加热至原料熔点，原料生化后气体从管道上升，至管道交汇处，可通过加热温度来控制si和c的饱和量，进而实现sic单晶的稳定生长。