【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳化硅材料，尤其涉及一种sic粉体的制备装置和sic粉体的制备方法。
技术介绍
1、sic是具有宽禁带、高热导率、高击穿场强、高饱和漂移速度及抗辐射能力的第三代半导体材料，是制造高温、高频、大功率、抗辐射和超高压电力电子器件的关键材料。sic粉末作为碳化硅单晶生长、压电晶体片和碳化硅陶瓷等领域所需的原材料，其质量直接关系到制成品的质量和性能。目前主要通过碳热还原法或者溶胶凝胶法制备sic粉末。但是这些制备方法在制备碳化硅粉体过程中容易引入其他杂质，导致sic粉体的纯度不高，无法满足sic单晶的生长要求。
2、化学气相沉积法(cvd)是通过高温气相反应制备sic粉体，其粉体纯度极高，尤其是n元素的杂质含量很低，可用于生长半绝缘sic单晶。然而，传统的cvd法制备的sic粉体具有产量低、粒径小(纳米级)的缺点，难以满足工业化制备sic半导体器件的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种sic粉体的制备装置和sic粉体的制备方法，用于解决现有cvd装置难以制备高纯度且大粒径的sic粉体的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术首先提供一种sic粉体的制备装置，包括：
3、立式生长炉；
4、籽晶放置室，安装于立式生长炉的内部顶端，用于装载纳米级sic粉体作为籽晶；
5、第一气体预备室，安装于立式生长炉的外部底端，用于将第一载气和/或物料气体混合并通入至立式生长炉的内部；
6、第二气体
7、多个加热组件，固定于立式生长炉的外侧壁，加热组件用于将位于立式生长炉内的籽晶加热到预设的生长温度，以使籽晶与物料气体反应后异相形核成毫米级sic粉体；以及
8、粉体收集器，安装于立式生长炉的内部底端且远离加热组件设置，粉体收集器用于收集毫米级sic粉体。
9、优选地，籽晶放置室通过与第二气体预备室连接的管路悬空于立式生长炉的内部顶端，籽晶放置室包括底板，底板具有多个漏料孔，漏料孔的孔径为1μm～5μm。
10、优选地，籽晶放置室的一侧部固定于立式生长炉的内壁上，籽晶放置室的另一侧部为一开口，开口与设置于第二气体预备室的第二出气口对应设置。
11、优选地，制备装置还包括布气盘，布气盘内嵌于立式生长炉的底端且位于粉体收集器的下方；
12、其中，布气盘与第一气体预备室的第一出气口对应连接，布气盘具有多个第一出气孔，第一出气孔的孔径为5mm～10mm。
13、优选地，粉体收集器具有多个第二出气孔，第二出气孔的孔径为0.1mm～1mm。
14、优选地，籽晶放置室的上方还依次设置有气布以及出气通道，气布用于阻挡籽晶并使立式生长炉内的混合气体经出气通道流出。
15、优选地，加热组件包括高频加热用感应线圈、电阻加热用加热器或加热用灯中的任意一种。
16、相应地，本专利技术还提供一种sic粉体的制备方法，包括：
17、s10，提供如上任一项的sic粉体的制备装置；
18、s20，在籽晶放置室中装载籽晶；
19、s30，通过立式生长炉的上部腔体外侧壁安装的多个加热组件将上部腔体的温度加热至生长温度；
20、s40，通过第一气体预备室将第一载气和/或物料气体通入至上部腔体中；
21、s50，将第二载气通入至籽晶放置室内，以使籽晶呈自由落体运动至上部腔体中，并与物料气体反应后异相形核成毫米级sic粉体；
22、s60，通过粉体收集器收集毫米级sic粉体。
23、优选地，s30步骤中，生长温度范围为1200～1800℃；s40步骤中，第一气体预备室通入立式生长炉内的混合气体压强范围为5～50kpa。
24、优选地，s40步骤以及s50步骤中，第一载气和第二载气均包括h2、ar以及n2中的至少一种；物料气体包括(ch3)2sicl2、si(ch3)4以及sicl3ch3中的任意一种。
25、本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术提供了一种sic粉体的制备装置和sic粉体的制备方法，本专利技术首先在立式生长炉的内部顶端装载籽晶，其次，将立式生长炉的上部腔体的温度加热至预设的生长温度，再次，通过第一气体预备室将第一载气和/或物料气体通入至上部腔体中，再次，通过第二载气将籽晶呈自由落体运动至上部腔体中，使籽晶与物料气体反应后异相形核成高纯度的毫米级sic粉体，最终，通过粉体收集器收集上述毫米级sic粉体，从而能够满足工业化制备高纯度sic单晶的需求。
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1.一种SiC粉体的制备装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的SiC粉体的制备装置，其特征在于，所述籽晶放置室通过与所述第二气体预备室连接的管路悬空于所述立式生长炉的内部顶端，所述籽晶放置室包括底板，所述底板具有多个漏料孔，所述漏料孔的孔径为1μm～5μm。
3.根据权利要求1所述的SiC粉体的制备装置，其特征在于，所述籽晶放置室的一侧部固定于所述立式生长炉的内壁上，所述籽晶放置室的另一侧部为一开口，所述开口与设置于所述第二气体预备室的第二出气口对应设置。
4.根据权利要求1所述的SiC粉体的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括布气盘，所述布气盘内嵌于所述立式生长炉的底端且位于所述粉体收集器的下方；
5.根据权利要求1所述的SiC粉体的制备装置，其特征在于，所述粉体收集器具有多个第二出气孔，所述第二出气孔的孔径为0.1mm～1mm。
6.根据权利要求1所述的SiC粉体的制备装置，其特征在于，所述籽晶放置室的上方还依次设置有气布以及出气通道，所述气布用于阻挡所述籽晶并使所述立式生长炉内的混合气体经所述出气通
7.根据权利要求1所述的SiC粉体的制备装置，其特征在于，所述加热组件包括高频加热用感应线圈、电阻加热用加热器或加热用灯中的任意一种。
8.一种SiC粉体的制备方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的SiC粉体的制备方法，其特征在于，所述S30步骤中，所述生长温度范围为1200～1800℃；所述S40步骤中，所述第一气体预备室通入所述立式生长炉内的混合气体压强范围为5～50KPa。
10.根据权利要求8所述的SiC粉体的制备方法，其特征在于，所述S40步骤以及所述S50步骤中，所述第一载气和所述第二载气均包括H2、Ar以及N2中的至少一种；所述物料气体包括(CH3)2SiCl2、Si(CH3)4以及SiCl3CH3中的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种sic粉体的制备装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的sic粉体的制备装置，其特征在于，所述籽晶放置室通过与所述第二气体预备室连接的管路悬空于所述立式生长炉的内部顶端，所述籽晶放置室包括底板，所述底板具有多个漏料孔，所述漏料孔的孔径为1μm～5μm。
3.根据权利要求1所述的sic粉体的制备装置，其特征在于，所述籽晶放置室的一侧部固定于所述立式生长炉的内壁上，所述籽晶放置室的另一侧部为一开口，所述开口与设置于所述第二气体预备室的第二出气口对应设置。
4.根据权利要求1所述的sic粉体的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括布气盘，所述布气盘内嵌于所述立式生长炉的底端且位于所述粉体收集器的下方；
5.根据权利要求1所述的sic粉体的制备装置，其特征在于，所述粉体收集器具有多个第二出气孔，所述第二出气孔的孔径为0.1mm～1mm。
6.根据权利要求1所述的sic...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾瑞涛，刘宁宁，
申请(专利权)人：吉盛微武汉新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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