CN220057112U - 一种坩埚盖结构及碳化硅生长坩埚 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种坩埚盖结构及碳化硅生长坩埚，涉及碳化硅生长设备技术领域。该坩埚盖结构包括盖体、籽晶结构、导流环和固定环。盖体用于与坩埚主体连接；盖体上设有装配槽，装配槽的内侧壁上设置有螺纹。籽晶结构设置于装配槽内部。导流环的部分伸入装配槽且通过螺纹装配于装配槽的内侧壁；导流环和盖体共同夹持籽晶结构。固定环设置在导流环的外周，且被夹持于盖体和坩埚主体之间。本实用新型提供的碳化硅生长坩埚采用了上述的坩埚盖结构。本实用新型提供的坩埚盖结构及碳化硅生长坩埚可以改善现有技术中籽晶结构容易脱落且不易拆卸导致成本增加的技术问题。

Description

一种坩埚盖结构及碳化硅生长坩埚

技术领域

本实用新型涉及碳化硅生长设备技术领域，具体而言，涉及一种坩埚盖结构及碳化硅生长坩埚。

背景技术

在现有技术中，通过物理气相法进行晶体的制作来制作碳化硅晶体；但是，用于长晶的籽晶结构通常采用粘接的方式固定在坩埚盖上，但是在高温的环境下，容易使得籽晶结构的背面形成气泡和间隙，设置造成籽晶结构掉落；并且粘胶也容易造成籽晶结构的腐蚀，影响长晶品质。在完成长晶之后，通常需要破坏坩埚盖来取下晶体，从而造成成本的增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种坩埚盖结构及碳化硅生长坩埚，其能够改善现有技术中籽晶结构容易脱落且不易拆卸导致成本增加的技术问题。

本实用新型的实施例可以这样实现：

本实用新型的实施例提供了一种坩埚盖结构，应用于碳化硅生长坩埚，所述坩埚盖结构包括：

盖体，用于与坩埚主体连接；所述盖体上设有装配槽，所述装配槽的内侧壁上设置有螺纹；

籽晶结构，设置于所述装配槽内部；

导流环，部分伸入所述装配槽且通过螺纹装配于所述装配槽的内侧壁；所述导流环和所述盖体共同夹持所述籽晶结构；以及，

固定环，所述固定环设置在所述导流环的外周，且被夹持于所述盖体和所述坩埚主体之间。

可选地，所述导流环包括第一导流部和第二导流部；所述第二导流部连接在所述第一导流部下方；所述第一导流部的外周设置有螺纹，且所述第一导流部伸入所述装配槽且通过螺纹装配于所述装配槽的内侧壁；所述固定环设置在所述第二导流部的外周。

可选地，所述第一导流部的外周壁和所述第二导流部的外周壁共同形成圆柱形曲面。

可选地，所述第一导流部的内周壁围成直筒型的第一导流通道，所述第二导流部的内周壁围成自下而上内径逐渐减小的第二导流通道；所述第一导流通道的内径与所述第二导流通道的最小内径相等。

可选地，所述第二导流通道的最大直径大于所述籽晶结构的直径。

可选地，所述第一导流部的外周壁和所述第二导流部的顶面形成阶梯型，所述第二导流部的顶面抵持于所述盖体。

可选地，所述第一导流部的内周壁围成自下而上内径逐渐减小的第三导流通道；所述第二导流部的内周壁围成直筒型的第四导流通道；所述第三导流通道的最大内径等于所述第四导流通道的内径。

可选地，所述第三导流通道的最大内径大于所述籽晶结构的直径。

可选地，所述盖体包括主体和凸设于所述主体的连接部；所述连接部的内周壁围成所述装配槽，所述连接部的外周壁与所述主体形成阶梯型，且所述连接部的外周用于与所述坩埚主体连接，且所述连接部与所述坩埚主体夹持所述固定环。

一种碳化硅生长坩埚，包括坩埚主体和上述的坩埚盖结构；所述坩埚主体顶部内侧形成环形槽，所述盖体装配于所述环形槽，且所述固定环被夹持于所述环形槽中。

本实用新型提供的坩埚盖结构及碳化硅生长坩埚相对于现有技术的有益效果包括：

在导流环通过螺纹装配在装配槽的内周壁的情况下，伸入装配槽中的部分导流环可以和盖体共同夹持籽晶结构，从而实现籽晶结构的固定安装，可以避免由于籽晶结构粘接导致的容易脱落的问题。并且，在完成籽晶生长之后，可以直接拆下导流环，取消对籽晶结构的限制，便能轻易地完成籽晶结构和生长于籽晶结构上晶体的拆卸，从而不需要破坏盖体，降低了成本。另外，由于在该坩埚盖结构装配在坩埚主体上的情况下，盖体和坩埚主体共同夹持固定环，从而可以进一步提升导流环的稳定性，由此可以确保碳化硅晶体生长的稳定进行。基于此，该坩埚盖结构及碳化硅生长坩埚可以达到改善现有技术中籽晶结构容易脱落且不易拆卸导致成本增加的技术问题。

另外，由于第二导流通道的最大直径大于籽晶结构的直径，或者，由于第三导流通道的最大直径大于籽晶结构的直径，在碳化硅晶体的生长过程中，可以方便实现晶体的扩径，满足大尺寸晶体生长的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例中提供的一种碳化硅生长坩埚局部的***结构示意图；

图2为本申请实施例中提供的另一种碳化硅生长坩埚局部的***结构示意图。

图标：10-碳化硅生长坩埚；11-坩埚盖结构；12-坩埚主体；13-环形槽；100-盖体；110-主体；120-连接部；121-装配槽；200-籽晶结构；300-导流环；310-第一导流部；311-第一导流通道；312-第三导流通道；320-第二导流部；321-第二导流通道；322-第四导流通道；400-固定环。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

本申请实施例中提供了一种碳化硅生长坩埚10，该碳化硅生长坩埚10应用于碳化硅晶体生长工艺中，碳化硅生长坩埚10用于装盛碳化硅原料，在被加热的情况下，可以实现碳化硅原料的升华，且能使得升华的碳化硅气氛在籽晶结构200上生长形成碳化硅晶体。其中，该碳化硅生长坩埚10可以改善现有技术中籽晶结构容易脱落且不易拆卸导致成本增加的技术问题。

其中，碳化硅生长坩埚10包括坩埚主体12和坩埚盖结构11；坩埚盖结构11装配在坩埚主体12上。坩埚主体12内部设置有容置空间(图未示)，该容置空间用于装盛碳化硅原料。坩埚该结构装配在坩埚主体12上的情况下，坩埚盖结构11遮盖容置空间，且坩埚盖结构11上的籽晶结构200位于容置空间中，以方便容置空间中的碳化硅原料受热升华之后，能在籽晶结构200上实现碳化硅晶体的生长。

值得说明的是，该坩埚盖结构11可以改善现有技术中籽晶结构容易脱落且不易拆卸导致成本增加的技术问题；基于此，采用该坩埚盖结构11的碳化硅生长坩埚10便可以改善现有技术中籽晶结构容易脱落且不易拆卸导致成本增加的技术问题。

在本实施例中，请参阅图1，坩埚盖结构11包括盖体100、籽晶结构200、导流环300和固定环400。盖体100用于与坩埚主体12连接。并且，盖体100上设有装配槽121，装配槽121的内侧壁上设置有螺纹。籽晶结构200设置于装配槽121内部。导流环300的部分伸入装配槽121且通过螺纹装配于装配槽121的内侧壁。以此同时，导流环300和盖体100共同夹持籽晶结构200；也就是说，籽晶结构200被夹持在导流环300的顶面和装配槽121的底壁之间。另外，固定环400设置在导流环300的外周，且被夹持于盖体100和坩埚主体12之间。

以上所述，在导流环300通过螺纹装配在装配槽121的内周壁的情况下，伸入装配槽121中的部分导流环300可以和盖体100共同夹持籽晶结构200，从而实现籽晶结构200的固定安装，可以避免由于籽晶结构200粘接导致的容易脱落的问题。并且，在完成籽晶生长之后，可以直接拆下导流环300，取消对籽晶结构200的限制，便能轻易地完成籽晶结构200和生长于籽晶结构200上晶体的拆卸，从而不需要破坏盖体100，降低了成本。另外，由于在该坩埚盖结构11装配在坩埚主体12上的情况下，盖体100和坩埚主体12共同夹持固定环400，从而可以进一步提升导流环300的稳定性，由此可以确保碳化硅晶体生长的稳定进行。基于此，该坩埚盖结构11及碳化硅生长坩埚10可以达到改善现有技术中籽晶结构容易脱落且不易拆卸导致成本增加的技术问题。

值得说明的是，在本实施例中，坩埚主体12的顶部内侧开设有环形槽13，且形成阶梯型结构。在坩埚盖结构11装配于坩埚主体12的情况下，固定环400设置在坩埚主体12的环形槽13中，由此不仅可以通过盖体100和坩埚主体12向固定环400提供夹持加固作用，还能通过环形槽13的内周壁向固定环400提供沿固定环400的径向方向的限制作用，进一步提升固定环400的稳定性。由此，便能进一步提升导流环300的稳定性，确保碳化硅生长工艺稳定地进行。

在本实施例中，导流环300包括第一导流部310和第二导流部320；第二导流部320连接在第一导流部310下方；第一导流部310的外周设置有螺纹，且第一导流部310伸入装配槽121且通过螺纹装配于装配槽121的内侧壁；固定环400设置在第二导流部320的外周或设置在第一导流部310的外周。

第一导流部310在伸入装配槽121中之后，便与装配槽121的底壁共同夹持籽晶结构200。另外，第一导流部310和第二导流部320均呈环形，便能通过第一导流部310的内周壁和第二导流部320的内周壁向碳化硅气氛提供导流作用，以将碳化硅气氛引导至露出于第一导流部310中部的籽晶结构200上，方便碳化硅晶体的生长。

值得说明的是，在本实施例中，第一导流部310、第二导流部320和固定环400采用一体成型的方式制作。当然，在本申请的另一写实施例中，也可以采用其他的方式实现三者的连接。例如，通过粘接的方式实现第一导流部310、第二导流部320和固定环400的连接；又例如，通过卡接的方式实现第一导流部310、第二导流部320和固定环400之间的连接等。

可选地，请参阅图1，在本申请的一种实施例中，第一导流部310的外周壁和第二导流部320的外周壁共同形成圆柱形曲面。也就是说，在该实施例中，第二导流部320沿其轴向在盖体100上的投影位于装配槽121内部。此时，固定环400可以设置在第一导流部310的外周，也可以设置在第二导流部320的外周。

其中，第一导流部310的内周壁围成直筒型的第一导流通道311，第二导流部320的内周壁围成自下而上内径逐渐减小的第二导流通道321；第一导流通道311的内径与第二导流通道321的最小内径相等。值得说明的是，第一导流通道311的内周壁和第二导流通道321的内周壁平滑连接，可以方便碳化硅气氛的导流。

进一步地，第二导流通道321的最大直径大于籽晶结构200的直径。可以使得导流环300围成的通道的最大内径大于籽晶结构200的直径，有利于实现籽晶结构200上生长碳化硅晶体的扩径，满足大尺寸晶体的生长需求。

当然，在本申请的其他实施例中，第一导流通道311的内径也可以设置为自下而上逐渐减小的方式，以提升生长碳化硅晶体的扩径效果。另外，第一导流部310和第二导流部320的外周也可以形成锥面形，由此可以进一步增加导流环300内部围成的通道的最大直径，提升生长碳化硅晶体的扩径效果。

可选地，请参阅图2，在本申请的另一种实施例中，第一导流部310的外周壁和第二导流部320的顶面形成阶梯型，第二导流部320的顶面抵持于盖体100。也就是说，第二导流部320沿其轴向的投影位于装配槽121的外部。

其中，第一导流部310的内周壁围成自下而上内径逐渐减小的第三导流通道312；第二导流部320的内周壁围成直筒型的第四导流通道322；第三导流通道312的最大内径等于第四导流通道322的内径。

进一步地，第三导流通道312的最大内径大于籽晶结构200的直径。同理，将第三导流通道312的最大内径设置为大于籽晶结构200的直径，可以有利于实现碳化硅晶体的扩径，满足大尺寸碳化硅晶体的生长需求。

当然，在本申请的其他实施例中，第四导流通道322的内径也可以设置为自下而上逐渐减小的方式，以提升碳化硅晶体扩径的效果。

在本实施例中，盖体100包括主体110和凸设于主体110的连接部120；连接部120的内周壁围成装配槽121，连接部120的外周壁与主体110形成阶梯型，且连接部120的外周用于与坩埚主体12连接，且连接部120与坩埚主体12夹持固定环400。在盖体100和坩埚主体12装配的情况下，主体110和连接部120之间形成的阶梯型结构与坩埚主体12上环形槽13形成的阶梯型结构契合，且连接部120和环形槽13的底壁夹持固定环400。

通过主体110和连接部120上形成的阶梯型结构与坩埚主体12上的阶梯型结构的装配，可以提升盖体100装配在坩埚主体12上的稳定性，有利于碳化硅晶体生长工艺的稳定进行。

另外，在本实施例中，连接部120的外周设置有外螺纹，环形槽13的内周壁设置有内螺纹，连接部120通过螺纹连接的方式装配在环形槽13内部，由此可以进一步提升盖体100的装配稳定性。并且，通过螺纹连接的方式，可以方便在螺纹连接的位置设置密封结构，方便密封坩埚的内部空间。

当然，在本申请的其他实施例中，连接部120和坩埚主体12也可以采用其他的方式连接，例如通过连接部120和环形槽13的过盈配合实现插接等。

综上所述，在导流环300通过螺纹装配在装配槽121的内周壁的情况下，伸入装配槽121中的部分导流环300可以和盖体100共同夹持籽晶结构200，从而实现籽晶结构200的固定安装，可以避免由于籽晶结构200粘接导致的容易脱落的问题。并且，在完成籽晶生长之后，可以直接拆下导流环300，取消对籽晶结构200的限制，便能轻易地完成籽晶结构200和生长于籽晶结构200上晶体的拆卸，从而不需要破坏盖体100，降低了成本。另外，由于在该坩埚盖结构11装配在坩埚主体12上的情况下，盖体100和坩埚主体12共同夹持固定环400，从而可以进一步提升导流环300的稳定性，由此可以确保碳化硅晶体生长的稳定进行。基于此，该坩埚盖结构11及碳化硅生长坩埚10可以达到改善现有技术中籽晶结构容易脱落且不易拆卸导致成本增加的技术问题。另外，由于第二导流通道321的最大直径大于籽晶结构200的直径，或者，由于第三导流通道312的最大直径大于籽晶结构200的直径，在碳化硅晶体的生长过程中，可以方便实现晶体的扩径，满足大尺寸晶体生长的需求。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种坩埚盖结构，应用于碳化硅生长坩埚(10)，其特征在于，所述坩埚盖结构(11)包括：

盖体(100)，用于与坩埚主体(12)连接；所述盖体(100)上设有装配槽(121)，所述装配槽(121)的内侧壁上设置有螺纹；

籽晶结构(200)，设置于所述装配槽(121)内部；

导流环(300)，部分伸入所述装配槽(121)且通过螺纹装配于所述装配槽(121)的内侧壁；所述导流环(300)和所述盖体(100)共同夹持所述籽晶结构(200)；以及，

固定环(400)，所述固定环(400)设置在所述导流环(300)的外周，且被夹持于所述盖体(100)和所述坩埚主体(12)之间。

2.根据权利要求1所述的坩埚盖结构，其特征在于，所述导流环(300)包括第一导流部(310)和第二导流部(320)；所述第二导流部(320)连接在所述第一导流部(310)下方；所述第一导流部(310)的外周设置有螺纹，且所述第一导流部(310)伸入所述装配槽(121)且通过螺纹装配于所述装配槽(121)的内侧壁；所述固定环(400)设置在所述第二导流部(320)的外周或所述第一导流部(310)的外周。

3.根据权利要求2所述的坩埚盖结构，其特征在于，所述第一导流部(310)的外周壁和所述第二导流部(320)的外周壁共同形成圆柱形曲面。

4.根据权利要求3所述的坩埚盖结构，其特征在于，所述第一导流部(310)的内周壁围成直筒型的第一导流通道(311)，所述第二导流部(320)的内周壁围成自下而上内径逐渐减小的第二导流通道(321)；所述第一导流通道(311)的内径与所述第二导流通道(321)的最小内径相等。

5.根据权利要求4所述的坩埚盖结构，其特征在于，所述第二导流通道(321)的最大直径大于所述籽晶结构(200)的直径。

6.根据权利要求2所述的坩埚盖结构，其特征在于，所述第一导流部(310)的外周壁和所述第二导流部(320)的顶面形成阶梯型，所述第二导流部(320)的顶面抵持于所述盖体(100)；所述固定环(400)设置于所述第二导流部(320)的外周。

7.根据权利要求6所述的坩埚盖结构，其特征在于，所述第一导流部(310)的内周壁围成自下而上内径逐渐减小的第三导流通道(312)；所述第二导流部(320)的内周壁围成直筒型的第四导流通道(322)；所述第三导流通道(312)的最大内径等于所述第四导流通道(322)的内径。

8.根据权利要求7所述的坩埚盖结构，其特征在于，所述第三导流通道(312)的最大内径大于所述籽晶结构(200)的直径。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的坩埚盖结构，其特征在于，所述盖体(100)包括主体(110)和凸设于所述主体(110)的连接部(120)；所述连接部(120)的内周壁围成所述装配槽(121)，所述连接部(120)的外周壁与所述主体(110)形成阶梯型，且所述连接部(120)的外周用于与所述坩埚主体(12)连接，且所述连接部(120)与所述坩埚主体(12)夹持所述固定环(400)。

10.一种碳化硅生长坩埚，其特征在于，包括坩埚主体(12)和如权利要求1-9中任意一项所述的坩埚盖结构(11)；所述坩埚主体(12)顶部内侧形成环形槽(13)，所述盖体(100)装配于所述环形槽(13)，且所述固定环(400)被夹持于所述环形槽(13)中。