CN117646279A - 一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及晶体生长技术领域,具体涉及一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置及其方法;本发明提供了一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,包括:反应仓、坩埚、第一加热单元、第二加热单元和测温件,所述反应仓内部中空,所述坩埚固定在所述反应仓内;所述测温件可拆卸的设置在所述反应仓上,所述测温件适于监测坩埚内的温度;所述第一加热单元固定在所述坩埚的外壁上部;所述第二加热单元固定在所述坩埚的外壁下部,且所述第一加热单元设置在所述第二加热单元的上方;其中,装配时,第二加热单元先固定在坩埚外部,再将第二第一加热单元固定在坩埚外部;所述第一加热单元和所述第二加热单元能够单独对坩埚进行加热。
Description
技术领域
本发明涉及晶体生长技术领域,具体涉及一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置及其方法。
背景技术
碳化硅(SiC)为代表的第三代半导体大功率电力电子器件是目前在电力电子领域发展最快的功率半导体器件之一。碳化硅作为第三代半导体材料的典型代表,也是目前晶体生产技术和器件制造水平最成熟,应用最广泛的宽禁带半导体材料之一,目前在已经形成了全球的材料、器件和应用产业链。是高温、高频、抗辐射、大功率应用场合下极为理想的半导体材料。
在电阻法液相法生长SiC晶体时,将硅和助溶剂装入石墨坩埚中,通过石墨电阻加热单元进行加热熔化,硅溶液溶解石墨中的碳形成含碳的硅溶液,再SiC籽晶浸入溶液中,使得籽晶附近过冷获得碳过饱和状态,碳析出在籽晶上外延生长SiC单晶。
常规的单加热单元电阻法单晶生长过程中:
一方面电阻加热单元无法进行上下升降去使单晶籽晶附近过冷获得碳过饱和状态,如果通过升降坩埚到加热单元的不同位置来达到单晶籽晶附近过冷的目的,同时不可避免的液面出现波动以及溶液温场的不稳定,造成溶液波动,生长界面不稳定,以及溶液内部出现温场,造成溶液出现浮晶,单晶生长出现包裹物或者多晶,杂晶的情况;
另一方面生长过程中,上下保温层的重复利用,保温性能下降,无法使之温度梯度满足我们的使用需求,重复性方面难以保障。因此需要找到一种液相电阻法碳化硅单晶生长期间操作简单,安全性高,高效寻找温度梯度且能保持生长界面温度稳定,溶液稳定,满足SiC单晶高效率,高稳定性,高重复性的长时间生长的要求。因此,研发一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置及其方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置及其方法。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,包括:
反应仓、坩埚、第一加热单元、第二加热单元和测温件,所述反应仓内部中空,所述坩埚固定在所述反应仓内;
所述测温件可拆卸的设置在所述反应仓上,所述测温件适于监测坩埚内的温度;
所述第一加热单元固定在所述坩埚的外壁上部;
所述第二加热单元固定在所述坩埚的外壁下部,且所述第一加热单元设置在所述第二加热单元的上方;
其中,装配时,第二加热单元先固定在坩埚外部,再将第一加热单元固定在坩埚外部;
所述第一加热单元和所述第二加热单元能够单独对坩埚进行加热。
作为优选,所述第一加热单元包括:第一加热器、第一支撑脚、第一电极柱和第一反射板,所述第一电极柱竖直设置,所述第一支撑脚固定在所述第一电极柱上端,
所述第一加热器固定在所述第一支撑脚上,所述第一加热器与所述第一电极柱电连接,且所述第一加热器设置在所述坩埚外壁上部;
所述第一反射板固定在所述坩埚的上方,所述第一反射板适于将坩埚内散出的热量反射回到坩埚内溶液表面。
作为优选,所述第二加热单元包括:第二加热器、第二支撑脚、第二电极柱和第二反射板,所述第二电极柱竖直设置,且所述第二电极柱设置在所述第一电极柱的内侧;
所述第二支撑脚固定在所述第二电极柱的上,所述第二加热器固定在所述第二支撑脚上,所述第二加热器设置在所述坩埚的外壁下部;
所述第二反射板固定在所述坩埚的下方,所述第二反射板适于将坩埚散发的热量反射至坩埚底部。
作为优选,所述反应仓上端滑动设置有一固定筒,所述固定筒内部中空,所述固定筒竖直设置。
作为优选,所述固定筒外壁开设有若干限位槽,所述限位槽内滑动设置有若干联动清理件,所述联动清理件与所述测温件联动;
其中,测温件适于推动所述固定筒竖直向下滑动。
作为优选,所述反应仓上端开设有一锥形槽,所述锥形槽与所述联动清理件下端抵接。
作为优选,所述测温件内开设有一固定槽,所述联动清理件上端滑动设置在所述固定槽内。
作为优选,所述测温件内沿轴向方向开设有一升降槽,所述固定筒滑动设置在所述升降槽内。
作为优选,所述联动清理件上端设置有清理毛刷,所述清理毛刷朝向测温件的感光片,且所述联动清理件上端与感光片抵接。
作为优选,相邻两联动清理件之间固定有一连接件,所述连接件为柔性件。
作为优选,所述反应仓内转动设置有一驱动轴,所述驱动轴固定在所述坩埚下端,所述驱动轴适于驱动所述坩埚周向转动。
另一方面,本发明还提供了一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置的工作方法,包括如下步骤:
拆卸测温件时,按压所述测温件,测温件推动联动清理件和固定筒同步向下移动;
联动清理件向下移动至与升降槽侧壁抵接后,升降槽适于推动联动清理件使其向固定筒的轴心方向移动;
各联动清理件移动至内端抵接后,周向所述测温件,所述清理毛刷适于清理感光片底壁的杂质,
所述测温件适于与所述联动清理件脱离,以便于对测温件进行检测,以保证测温件测量的准确性;
工作时,将5000g硅与助溶剂依次放入坩埚中,此过程需要保证没有杂质进入坩埚内;
将坩埚放入反应仓内,调整坩埚位置,使得第一加热器对准坩埚上部,第二加热器对准坩埚下部,
对反应仓抽真空并用氩气置换,流动氩气下控制氩气流量10L,反应仓内压力在600mbar-800mbar,压力稳定后开始加热,第一加热器功率设定为5-10kw进行辅助化料,第二加热器功率设定为10-18kw进行主要化料;
完全化料后,调整第一加热器和第二加热器功率,测温件开始工作,温度稳定后,传动轴驱动坩埚周向转动,坩埚转速为20-30rpm,使溶液充分混合均匀,时长1h;
充分均匀后,籽晶进行接触,通过调整第一加热器和第二加热器功率,使坩埚下部温度为2000±10℃,坩埚上部温度为1950±10℃,籽晶托旋转速度为50-100rpm,并以0.25mm/h速度上升,碳和硅结合在籽晶上外延生长SiC单晶。
本发明的有益效果是,本发明的一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,通过第一加热单元和第二加热单元的设置,可以精确的调控轴向温度,保障径向梯度,有利于长时间增大单晶厚度以及提高单晶质量;减小了对于热场保温的决定性依赖,降低了保温毡的使用成本,提升了单晶生长的质量。而测温件和联动清理件的配合,不仅便于拆卸测温件,同时,在测温过程中,能够调节对坩埚内的测温范围,以使得测温件测温平均值更加准确。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置的优选实施例的立体图;
图2是本发明的反应仓的立体图;
图3是本发明的测温件的立体图;
图4是本发明的固定筒的立体图;
图5是本发明的固定筒和联动清理件的立体图;
图6是本发明的测温件和联动清理件的剖视示意图。
图中:
1、反应仓;11、固定筒;110、限位槽;12、联动清理件;121、上定位片;122、下定位片;123、圆弧板;13、锥形槽;14、连接件;15、驱动轴;
2、坩埚;
3、第一加热单元;31、第一加热器;32、第一支撑脚;33、第一电极柱;34、第一反射板;
4、第二加热单元;41、第二加热器;42、第二支撑脚;43、第二电极柱;44、第二反射板;
5、测温件;51、升降槽;52、固定槽。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一,如图1至图6所示,本发明提供了一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,包括:反应仓1、坩埚2、第一加热单元3、第二加热单元4和测温件5,所述反应仓1内部中空,所述坩埚2固定在所述反应仓1内;所述测温件5可拆卸的设置在所述反应仓1上,所述测温件5适于监测坩埚2内的温度;坩埚2可拆卸的设置在反应仓1内;所述第一加热单元3固定在所述坩埚2的外壁上部;所述第二加热单元4固定在所述坩埚2的外壁下部,且所述第一加热单元3设置在所述第二加热单元4的上方;其中,为了避免装配干涉,装配时,先将第二加热单元4先固定在坩埚2外部,再将第二加热单元4固定在坩埚2外部;所述第一加热单元3和所述第二加热单元4能够单独对坩埚2进行加热。第二加热单元4和第一加热单元3根据晶体生长需要,对坩埚2的下部和上部的加热温度会有不同。通过第一加热单元3和第二加热单元4的设置,可以精确的调控轴向温度,保障径向梯度,有利于长时间增大单晶厚度以及提高单晶质量;减小了对于热场保温的决定性依赖,降低了保温毡的使用成本,提升了单晶生长的质量。
参考附图1,所述第一加热单元3包括:第一加热器31、第一支撑脚32、第一电极柱33和第一反射板34,所述第一电极柱33竖直设置,所述第一电极柱33固定在反应仓1内,且所述第一电极柱33沿所述反应仓1的轴向设置。所述第一支撑脚32固定在所述第一电极柱33上端,所述第一支撑脚32适于支撑固定所述第一加热器31;所述第一加热器31固定在所述第一支撑脚32上,所述第一加热器31与所述第一电极柱33电连接,且所述第一加热器31设置在所述坩埚2外壁上部;所述第一加热器31环所述坩埚2周向设置,所述第一反射板34固定在所述坩埚2的上方,所述第一反射板34适于将坩埚2内散出的热量反射回到坩埚2内溶液表面。第一加热器31适于对坩埚2上部进行加热,为避免溶液表层热量散失过快导致浮晶或单晶上出现包裹物或多晶出现以及避免功率损耗过大,所述第一反射板34为碳化钽反射板,所述第一反射板34能够将坩埚2上端散失的热量反射到坩埚2内的溶液表面,保证了溶液温度的稳定性。
参考附图1,所述第二加热单元4包括:第二加热器41、第二支撑脚42、第二电极柱43和第二反射板44,所述第二电极柱43竖直设置,且所述第二电极柱43设置在所述第一电极柱33的内侧;所述第二支撑脚42固定在所述第二电极柱43的上,所述第二加热器41固定在所述第二支撑脚42上,所述第二加热器41设置在所述坩埚2的外壁下部;所述第二加热器41环所述坩埚2周向设置。所述第二反射板44固定在所述坩埚2的下方,所述第二反射板44适于将坩埚2散发的热量反射至坩埚2底部。为了避免坩埚2底部热量散失过快导致溶液温度的不均匀以及避免功率损耗过大,所述第二反射板44为碳化钽反射板,所述第二反射板44能够将坩埚2散失的热量反射回坩埚2底部,保障溶液均匀性,提升晶体质量以及保障长时间生长的稳定性。
参考附图3和图4,为了便于固定测温件5,所述反应仓1上端滑动设置有一固定筒11,所述固定筒11内部中空,所述固定筒11竖直设置。所述反应仓1上开设有一与所述固定筒11相适配的通孔,所述固定筒11能够在相对所述反应仓1竖直上下移动。而通过固定筒11的上下移动,能够调节测温件5与坩埚2之间的间距,以调节测温件5测量检测的范围。
参考附图4,所述固定筒11外壁开设有若干限位槽110,所述限位槽110内滑动设置有若干联动清理件12,所述联动清理件12与所述测温件5联动;其中,测温件5适于推动所述固定筒11竖直向下滑动。所述联动清理件12适于相对所述固定筒11径向滑动,初始状态时,所述联动清理件12外端与所述锥形槽13内壁抵接,此时,各联动清理件12内端形成的空间范围最大,同步的,测温件5能够测量检测到的坩埚2范围也最大。所述联动清理件12包括:上定位片121、下定位片122和圆弧板123,所述上定位片121和所述下定位片122互相平行,所述上定位片121和所述下定位片122分别垂直固定在所述圆弧板123的两端,所述圆弧板123竖向设置,且所述圆弧板123适于在所述限位槽110内水平滑动;所述上定位片121设置在所述下定位片122的上方。
参考附图6,所述反应仓1上端开设有一锥形槽13,所述锥形槽13与所述联动清理件12下端抵接。所述下定位片122适于与锥形槽13抵接。测温件5推动固定筒11和联动清理件12同步向下移动,锥形槽13侧壁适于推动所述下定位片122向固定筒11的轴心方向移动,以使上定位片121逐渐远离固定槽52。
进一步的,所述测温件5内开设有一固定槽52,所述联动清理件12上端滑动设置在所述固定槽52内。所述上定位片121适于***所述固定槽52内。固定测温件5时,推动所述联动清理件12向固定筒11轴心方向移动,至各上定位片121外壁能够与升降槽51侧壁抵接,按压所述测温件5,以使上定位片121与固定槽52相对应,向外拉动所述联动清理件12,以使所述上定位片121***所述固定槽52内,此时,测温件5的感光片底壁与上定位片121的上表面贴近。
参考附图6,为了适配固定筒11,所述测温件5内沿轴向方向开设有一升降槽51,所述固定筒11滑动设置在所述升降槽51内。所述固定筒11适于***所述升降槽51内。
为了便于清理测温件5,所述联动清理件12上端设置有清理毛刷,所述清理毛刷朝向测温件5的感光片,且所述联动清理件12上端与感光片抵接。按压所述测温件5,以使固定筒11向反应仓1内收缩,锥形槽13侧壁适于推动下定位片122向内收缩,下定位片122同步带动上定位片121向内收缩,至上定位片121子固定槽52内脱离,此时,上定位片121与测温件5底壁的感光片接触范围最大,周向转动所述测温件5,清理毛刷适于清理感光片上的杂质。
进一步的,相邻两联动清理件12之间固定有一连接件14,所述连接件14为柔性件。所述连接件14具有弹性,在联动清理件12***固定槽52内后,所述连接件14适于推动两联动清理件12向外滑动,以使各下定位片122能够与锥形槽13内壁抵接。
为了驱动坩埚2周向转动,所述反应仓1内转动设置有一驱动轴15,所述驱动轴15固定在所述坩埚2下端,所述驱动轴15适于驱动所述坩埚2周向转动。所述驱动轴15与所述坩埚2可拆卸连接,所述反应仓1底部固定有一驱动件,所述驱动轴15与所述驱动件传动连接,所述驱动件适于驱动所述坩埚2周向转动。
实施例二,本实施例在实施例一的基础上,还提供了一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置的工作方法,使用如实施例一所述的一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,具体机构与实施例一相同,此处不再赘述,具体的一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置的工作方法如下:
拆卸测温件5时,按压所述测温件5,测温件5推动联动清理件12和固定筒11同步向下移动;
联动清理件12向下移动至与升降槽51侧壁抵接后,升降槽51适于推动联动清理件12使其向固定筒11的轴心方向移动;
各联动清理件12移动至内端抵接后,周向所述测温件5,所述清理毛刷适于清理感光片底壁的杂质,
所述测温件5适于与所述联动清理件12脱离,以便于对测温件5进行检测,以保证测温件5测量的准确性;
工作时,将5000g硅与助溶剂依次放入坩埚2中,此过程需要保证没有杂质进入坩埚2内;
将坩埚2放入反应仓1内,调整坩埚2位置,使得第一加热器31对准坩埚2上部,第二加热器41对准坩埚2下部,
对反应仓1抽真空并用氩气置换,流动氩气下控制氩气流量10L,反应仓1内压力在600mbar-800mbar,压力稳定后开始加热,第一加热器31功率设定为5-10kw进行辅助化料,第二加热器41功率设定为10-18kw进行主要化料;
完全化料后,调整第一加热器31和第二加热器41功率,测温件5开始工作,温度稳定后,传动轴驱动坩埚2周向转动,坩埚2转速为20-30rpm,使溶液充分混合均匀,时长1h;
充分均匀后,籽晶进行接触,通过调整第一加热器31和第二加热器41功率,使坩埚2下部温度为2000±10℃,坩埚2上部温度为1950±10℃,籽晶托旋转速度为50-100rpm,并以0.25mm/h速度上升,碳和硅结合在籽晶上外延生长SiC单晶。
本申请中选用的各个器件(未说明具体结构的部件)均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件,其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。并且,本申请所涉及的软件程序均为现有技术,本申请不涉及对软件程序作出任何改进。
在本发明实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的***、装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (11)
1.一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,其特征在于,包括:
反应仓(1)、坩埚(2)、第一加热单元(3)、第二加热单元(4)和测温件(5),所述反应仓(1)内部中空,所述坩埚(2)固定在所述反应仓(1)内;
所述测温件(5)可拆卸的设置在所述反应仓(1)上,所述测温件(5)适于监测坩埚(2)内的温度;
所述第一加热单元(3)固定在所述坩埚(2)的外壁上部;
所述第二加热单元(4)固定在所述坩埚(2)的外壁下部,且所述第一加热单元(3)设置在所述第二加热单元(4)的上方;
其中,装配时,第二加热单元(4)先固定在坩埚(2)外部,再将第二加热单元固定在坩埚(2)外部;
所述第一加热单元(3)和所述第二加热单元(4)能够单独对坩埚(2)进行加热;
所述第一加热单元(3)包括:第一加热器(31)、第一支撑脚(32)、第一电极柱(33)和第一反射板(34),所述第一电极柱(33)竖直设置,所述第一支撑脚(32)固定在所述第一电极柱(33)上端,
所述第一加热器(31)固定在所述第一支撑脚(32)上,所述第一加热器(31)与所述第一电极柱(33)电连接,且所述第一加热器(31)设置在所述坩埚(2)外壁上部;
所述第一反射板(34)固定在所述坩埚(2)的上方,所述第一反射板(34)适于将坩埚(2)内散出的热量反射回到坩埚(2)内溶液表面。
2.如权利要求1所述的一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,其特征在于:
所述第二加热单元(4)包括:第二加热器(41)、第二支撑脚(42)、第二电极柱(43)和第二反射板(44),所述第二电极柱(43)竖直设置,且所述第二电极柱(43)设置在所述第一电极柱(33)的内侧;
所述第二支撑脚(42)固定在所述第二电极柱(43)的上,所述第二加热器(41)固定在所述第二支撑脚(42)上,所述第二加热器(41)设置在所述坩埚(2)的外壁下部;
所述第二反射板(44)固定在所述坩埚(2)的下方,所述第二反射板(44)适于将坩埚(2)散发的热量反射至坩埚(2)底部。
3.如权利要求2所述的一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,其特征在于:
所述反应仓(1)上端滑动设置有一固定筒(11),所述固定筒(11)内部中空,所述固定筒(11)竖直设置。
4.如权利要求3所述的一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,其特征在于:
所述固定筒(11)外壁开设有若干限位槽(110),所述限位槽(110)内滑动设置有若干联动清理件(12),所述联动清理件(12)与所述测温件(5)联动;
其中,测温件(5)适于推动所述固定筒(11)竖直向下滑动。
5.如权利要求4所述的一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,其特征在于:
所述反应仓(1)上端开设有一锥形槽(13),所述锥形槽(13)与所述联动清理件(12)下端抵接。
6.如权利要求5所述的一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,其特征在于:
所述测温件(5)内开设有一固定槽(52),所述联动清理件(12)上端滑动设置在所述固定槽(52)内。
7.如权利要求6所述的一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,其特征在于:
所述测温件(5)内沿轴向方向开设有一升降槽(51),所述固定筒(11)滑动设置在所述升降槽(51)内。
8.如权利要求7所述的一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,其特征在于:
所述联动清理件(12)上端设置有清理毛刷,所述清理毛刷朝向测温件(5)的感光片,且所述联动清理件(12)上端与感光片抵接。
9.如权利要求8所述的一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,其特征在于:
相邻两联动清理件(12)之间固定有一连接件(14),所述连接件(14)为柔性件。
10.如权利要求9所述的一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,其特征在于:
所述反应仓(1)内转动设置有一驱动轴(15),所述驱动轴(15)固定在所述坩埚(2)下端,所述驱动轴(15)适于驱动所述坩埚(2)周向转动。
11.一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置的工作方法,其特征在于,使用如权利要求10所述的一种液相法生长碳化硅单晶的双加热器装置,包括如下步骤:
拆卸测温件(5)时,按压所述测温件(5),测温件(5)推动联动清理件(12)和固定筒(11)同步向下移动;
联动清理件(12)向下移动至与升降槽(51)侧壁抵接后,升降槽(51)适于推动联动清理件(12)使其向固定筒(11)的轴心方向移动;
各联动清理件(12)移动至内端抵接后,周向所述测温件(5),所述清理毛刷适于清理感光片底壁的杂质,
所述测温件(5)适于与所述联动清理件(12)脱离,以便于对测温件(5)进行检测,以保证测温件(5)测量的准确性;
工作时,将5000g硅与助溶剂依次放入坩埚(2)中,此过程需要保证没有杂质进入坩埚(2)内;
将坩埚(2)放入反应仓(1)内,调整坩埚(2)位置,使得第一加热器(31)对准坩埚(2)上部,第二加热器(41)对准坩埚(2)下部,
对反应仓(1)抽真空并用氩气置换,流动氩气下控制氩气流量10L,反应仓(1)内压力在600mbar-800mbar,压力稳定后开始加热,第一加热器(31)功率设定为5-10kw进行辅助化料,第二加热器(41)功率设定为10-18kw进行主要化料;
完全化料后,调整第一加热器(31)和第二加热器(41)功率,测温件(5)开始工作,温度稳定后,传动轴驱动坩埚(2)周向转动,坩埚(2)转速为20-30rpm,使溶液充分混合均匀,时长1h;
充分均匀后,籽晶进行接触,通过调整第一加热器(31)和第二加热器(41)功率,使坩埚(2)下部温度为2000±10℃,坩埚(2)上部温度为1950±10℃,籽晶托旋转速度为50-100rpm,并以0.25mm/h速度上升,碳和硅结合在籽晶上外延生长SiC单晶。
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