【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及晶體生長，具體而言，涉及一種坩堝。
技術(shù)介紹
1、物理氣相輸運(pvt)法是常用的商業(yè)化生長碳化硅晶體的方法。然而，由于存在長晶溫度高、周期長、氣相組分c/si比不易控制等問題，導(dǎo)致目前生長出的碳化硅晶體還存在許多缺陷，例如：多型夾雜、包裹物、位錯、層錯等。獲得高品質(zhì)大尺寸碳化硅晶體的關(guān)鍵是實現(xiàn)對pvt法長晶過程的精確控制，其中固相-氣相-固相的相變和輸運過程是工藝控制的難點。從固相碳化硅粉料高溫升華為si(g)、si2c(g)以及sic2(g)等氣相組分，再將這些氣相組分通過軸向溫梯的控制輸運到晶體生長的界面。
2、在整個晶體生長的過程中，始終維持氣相組分c/si比以及這些組分輸運的穩(wěn)定性，有利于實現(xiàn)碳硅分子在碳化硅籽晶表面的持續(xù)穩(wěn)定堆積，并維持4h晶型的層間堆垛方式，穩(wěn)定晶型并減少由于氣相組分波動產(chǎn)生的晶體結(jié)構(gòu)缺陷和包裹物缺陷。
3、pvt法長晶所用的石墨坩堝一般具有圓柱體型的空腔，加熱形成的溫場會在空腔中形成高溫區(qū)，碳化硅粉料受熱不均易導(dǎo)致局部的碳化嚴(yán)重，從而擾亂了固相-氣相轉(zhuǎn)變過程中的c/si比，造成長晶過程中氣相組分波動和碳源的富集。
4、因此，如何實現(xiàn)在相同溫場的條件下，對固相碳化硅粉料的均勻加熱升華，避免局部過熱碳化，是實現(xiàn)高品質(zhì)碳化硅單晶生長的關(guān)鍵技術(shù)難題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本技術(shù)的目的包括，例如，提供了一種坩堝，其能夠使得碳化硅粉料處于更加均勻的受熱狀態(tài)，能夠有效減輕長晶過程中粉料的局部碳化。
2、本技術(shù)
3、第一方面，本技術(shù)提供一種坩堝，所述坩堝包括坩堝體和坩堝蓋，所述坩堝體具有一腔室，所述坩堝蓋設(shè)于所述坩堝體的一端以封閉所述腔室，包括：
4、原料筒，位于所述腔室內(nèi)；所述原料筒具有靠近所述腔室的底壁的底部和遠(yuǎn)離所述腔室的底壁的頂部，所述原料筒的底部封閉設(shè)置且頂部設(shè)置開口，沿所述原料筒的底部至頂部的方向，所述原料筒的內(nèi)徑具有增大趨勢；
5、所述原料筒的底部設(shè)置在所述腔室的底壁上，所述原料筒的頂部的開口朝向所述坩堝蓋設(shè)置，且所述原料筒的頂部的側(cè)壁抵持所述腔室的內(nèi)側(cè)壁。
6、在可選的實施方式中，沿所述原料筒的底部至頂部的方向，所述原料筒的內(nèi)徑逐漸增大；所述原料筒的內(nèi)側(cè)壁的坡度為40-50°。
7、在可選的實施方式中，所述原料筒包括支撐塊和第一筒體；所述支撐塊設(shè)置于所述腔室的底壁上；所述第一筒體具有靠近所述腔室的底壁的底部和遠(yuǎn)離所述腔室的底壁的頂部，所述第一筒體的底部和頂部均具有開口；所述第一筒體的底部與所述支撐塊的靠近所述第一筒體的頂部連接，所述支撐塊的頂部封堵所述第一筒體的底部的開口，所述第一筒體的頂部的開口朝向所述坩堝蓋設(shè)置，所述第一筒體的頂部的側(cè)壁抵持所述腔室的內(nèi)側(cè)壁；沿所述腔室的底壁至所述坩堝蓋的方向，所述第一筒體的內(nèi)徑具有增大趨勢。
8、在可選的實施方式中，沿所述腔室的底壁至所述坩堝蓋的方向，所述第一筒體的內(nèi)徑逐漸增大；所述第一筒體的內(nèi)側(cè)壁的坡度為40-50°。
9、在可選的實施方式中，所述第一筒體在所述腔室的底壁至所述坩堝蓋的方向上的高度為3-5cm；
10、和/或，所述支撐塊在所述腔室的底壁至所述坩堝蓋的方向上的高度為2-3cm。
11、在可選的實施方式中，所述支撐塊的頂部與所述第一筒體的底部的開口卡接。
12、在可選的實施方式中，還包括底板，位于所述腔室內(nèi)，且設(shè)置在所述腔室的底壁上，所述底板覆蓋所述腔室的底壁且與所述腔室的底壁貼合；所述原料筒的底部設(shè)置在所述底板上；
13、和/或，
14、還包括第二筒體，套設(shè)于所述腔室內(nèi)，所述第二筒體具有靠近所述坩堝蓋的頂部和遠(yuǎn)離所述坩堝蓋的底部，所述第二筒體的頂部和底部均設(shè)置開口，所述第二筒體的外側(cè)壁與所述腔室的內(nèi)側(cè)壁貼合；所述原料筒的頂部的側(cè)壁抵持所述第二筒體的內(nèi)側(cè)壁。
15、在可選的實施方式中，所述坩堝包括所述底板和所述第二筒體，所述第二筒體的底部與所述底板連接，且所述底板封堵所述第二筒體的底部的開口，以與所述第二筒體共同圍合形成一底部封閉且頂部敞開的筒狀結(jié)構(gòu)。
16、在可選的實施方式中，所述第二筒體的頂部與所述坩堝蓋間隔設(shè)置；
17、所述坩堝還包括導(dǎo)流筒，所述導(dǎo)流筒位于所述腔室內(nèi)，且設(shè)置于所述第二筒體的頂部與所述坩堝蓋之間；所述坩堝蓋的內(nèi)表面設(shè)籽晶連接區(qū)；所述導(dǎo)流筒具有靠近所述坩堝蓋的頂部和遠(yuǎn)離所述坩堝蓋的底部，所述導(dǎo)流筒的頂部設(shè)有導(dǎo)流出口，所述導(dǎo)流筒的底部設(shè)有導(dǎo)流入口；沿所述導(dǎo)流入口至所述導(dǎo)流出口的方向，所述導(dǎo)流筒的內(nèi)徑具有減小趨勢；所述導(dǎo)流筒的底部與所述第二筒體的頂部抵接，且所述導(dǎo)流入口與所述第二筒體的頂部的開口連通；所述導(dǎo)流筒的頂部抵持所述坩堝蓋，且所述導(dǎo)流出口朝向所述籽晶連接區(qū)。
18、在可選的實施方式中，所述原料筒、所述底板、所述第二筒體和所述導(dǎo)流筒中的至少一者的材質(zhì)為石墨材料；和/或，所述底板、所述第二筒體和所述導(dǎo)流筒中的至少一者的表面設(shè)置有碳化鉭涂層；所述碳化鉭涂層厚度為2-3毫米。
19、本技術(shù)實施例的有益效果包括，例如：
20、一種坩堝的原料筒設(shè)置于坩堝的腔室內(nèi)，原料筒的底部封閉設(shè)置在腔室的底壁上且頂部設(shè)置朝向坩堝蓋的開口，如此使得原料筒能夠作為承載碳化硅粉料的場所。在現(xiàn)有技術(shù)中，晶體生長過程中，相較于坩堝的其他部位，坩堝底部附近區(qū)域的溫度最高，加熱時間也最長，從而容易造成底部區(qū)域的粉料過熱碳化。原料筒能夠?qū)⑻蓟璺哿吓c坩堝底部隔絕，以及將碳化硅粉料與坩堝側(cè)壁靠近底部的區(qū)域隔絕，使得長晶過程中粉料的整體受熱更加均勻，有利于提高碳化硅粉料升華過程的穩(wěn)定性和一致性，從而減少了晶體的結(jié)構(gòu)缺陷和包裹物。沿所述原料筒的底部至頂部的方向，原料筒的內(nèi)徑具有增大趨勢，一方面使得原料筒與坩堝底部具有更小的接觸面積而減少過熱，使長晶過程中粉料的整體受熱更加均勻，另一方面能夠保障粉料裝料過程中的穩(wěn)定性，以及提高原料的利用率。綜上，這樣的一種坩堝具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，且晶體生長效果出色的優(yōu)點。
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1.一種坩堝，所述坩堝包括坩堝體和坩堝蓋，所述坩堝體具有一腔室，所述坩堝蓋設(shè)于所述坩堝體的一端以封閉所述腔室，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種坩堝，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種坩堝，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種坩堝，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種坩堝，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種坩堝，其特征在于：
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的一種坩堝，其特征在于：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種坩堝，其特征在于：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種坩堝，其特征在于：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種坩堝，其特征在于：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種坩堝，所述坩堝包括坩堝體和坩堝蓋，所述坩堝體具有一腔室，所述坩堝蓋設(shè)于所述坩堝體的一端以封閉所述腔室，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種坩堝，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種坩堝，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種坩堝，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：唐宏鑫，
申請(專利權(quán))人：湖南三安半導(dǎo)體有限責(zé)任公司，
類型：新型
國別省市：
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