【技术实现步骤摘要】
本技术涉及生长碳化硅单晶，尤其涉及一种pvt法生长碳化硅单晶的设备。
技术介绍
1、碳化硅(sic)是第三代宽带隙半导体材料，具有宽禁带、高热导率、高电子饱和迁移速率、高击穿电场等性质，与以硅为代表的第一代半导体材料和以gaas为代表的第二代半导体材料相比有着明显的优越性，加之其具有与gan相似的晶格结构，因此其被认为是制造光电子器件、高频大功率器件、高温电子器件等的理想半导体材料。在白光照明、屏幕显示、光存储、高压输电、石油勘探、自动化、雷达与通信、电动汽车、高铁动车等方面有广泛应用。因此生产高质量、大尺寸的碳化硅晶体是迫在眉睫的任务。
2、目前碳化硅生长的方法主要有气相传输法(pvt)、液相外延法(lpe)、化学气相沉积法(cvd)等。其中pvt法是应用最成熟的方法，也是目前唯一的一种可以提供商用碳化硅衬底需求的生长方法。pvt法生长碳化硅单晶的生长炉一般都采用感应加热的方式，即在感应线圈中通中高频交流电，通过坩埚的感应发热对生长室内的原料进行加热，使原料分解，在温度较低的籽晶处结晶生长，从而实现晶体的生长。
3、感应加热装置的优点是加热速度快，效率较高，但是其劣势也比较明显。其体积大，热场不均匀，线圈精度难以实现，因此，就必须研制出一种体积小且可精准控制线圈的pvt法生长碳化硅单晶的设备，经检索，未发现与本技术相同的技术方案。
技术实现思路
1、本技术主要解决的技术问题是提供一种体积小且可精准控制线圈的pvt法生长碳化硅单晶的设备，解决上述现有技术问题
2、为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：一种pvt法生长碳化硅单晶的设备，其创新点在于：包括
3、机架；
4、炉腔；该炉腔设置在机架上，所述炉腔的顶部设有抽真空管道；
5、热场结构；该热场结构设置在炉腔内；
6、加热结构；该加热结构环绕在炉腔的外部；
7、进气结构；该进气结构包括进气口、出气口以及进气通道，所述进气口设置在炉腔的顶部，所述出气口设置在炉腔的底部的外侧壁上，所述进气通道自进气口向下延伸并穿过热场结构至炉腔的底部；
8、所述热场结构包括坩埚，所述坩埚内设有筒状隔板，所述筒状隔板将坩埚的内腔分隔成外腔室和内腔室，所述桶状隔板上设有若干个均匀分布的气相孔，所述坩埚的上沿设有衔接环，所述外腔室的顶部盖有第一分隔环，所述第一分隔环的顶部设有第一垫环，所述第一垫环的外侧面与衔接环的内壁之间的间隙形成环形腔室，所述环形腔室的顶部盖有第二分隔环，所述内腔室的顶部盖有生长板，所述生长板的外延支撑在第二分隔环的顶部，所述生长板的顶部第二垫环，所述第二垫环顶部设有上保温毡，所述坩埚的顶部设有下保温毡；
9、所述热场结构还包括外保温毡，所述外保温毡呈筒状，所述外保温毡将上保温毡、坩埚、下保温毡包覆在内。
10、在一些实施方式中，坩埚的顶部的内沿设有第一衔接阶梯，所述衔接环的底部的外延设有与第一衔接阶梯配合定位的第二衔接阶梯，所述衔接环的顶部的内沿设有第三衔接阶梯，所述第二分隔环的外侧下沿设有可与第三衔接阶梯配合定位的第四衔接阶梯，所述第二分隔环的内侧上沿设有第五衔接阶梯，所述生长板的外沿设有可与第五衔接阶梯配合定位的第六衔接阶梯。
11、在一些实施方式中，衔接环的底部位于第二衔接阶梯的背面还设有延伸圆环，所述延伸圆环的顶部设有可供第一分隔环的外沿安装的第七衔接阶梯。
12、在一些实施方式中，炉腔呈筒状，所述炉腔的顶部封闭，底部开口，所述机架上设有可供炉腔安装的环形安装座，所述环形安装座的内侧壁底部设有斜坡，所述斜坡的底部设有可供炉腔的下沿支撑的支撑环，所述环形安装座的内侧壁与炉腔外壁之间的间隙内设有第一限位环，所述第一限位环的宽度与斜坡的底面的宽度相等，所述第一限位环位于斜坡的上沿，所述环形安装座的顶部还设有第二限位环，所述第二限位环的内径与炉腔的外径一致，所述第二限位环的底部设有可嵌插在环形安装座的内侧壁与炉腔外壁之间的间隙内的环形插销；所述炉腔还包括底板，所述底板的顶部表面设有支撑件，所述热场结构安装在支撑件的顶部，所述炉腔还包括延伸段，所述延伸段呈筒状，所述延伸段的上沿与环形安装座的底部固定，所述延伸段的下沿与底板的顶部外沿连接，所述底板的顶部外沿设有可供延伸段的下沿插装的连接槽，所述延伸段的下沿与连接槽之间通过钩头螺丝固定；所述出气口位于延伸段的外侧壁上。
13、在一些实施方式中，加热结构包括升降组件和加热组件，所述升降组件包括两个呈镜像对称设置在炉腔外侧的第一升降单元、第二升降单元和用于同步驱动第一升降单元和第二升降单元上下行进的升降电机，所述升降单元设置在机架上，所述加热组件套在热场结构外部且加热组件的底部安装在升降单元上。
14、在一些实施方式中，第一升降单元包括竖直设置在机架上的第一丝杆、设置在第一丝杆的侧面且与第一丝杆平行设置的第一导柱以及同时套在在第一丝杆和第一导柱上的第一导套，所述第一丝杆的底部设有第一同步轮，所述第一导套上设有第一连接桥，所述第一连接桥的延伸方向与第一丝杆的延伸方向垂直，所述第一连接桥的前端设有第一升降座；所述第二升降单元包括竖直设置在机架上的第二丝杆、设置在第二丝杆的侧面且与第二丝杆平行设置的第二导柱以及同时套在在第二丝杆和第二导柱上的第二导套，所述第二丝杆的底部设有第二同步轮，所述第二导套上设有第二连接桥，所述第二连接桥的延伸方向与第二丝杆的延伸方向垂直，所述第二连接桥的前端设有第二升降座；所述升降电机竖直向下的安装在机架上且与第一升降单元和第二升降单元形成三角阵型，所述升降电机的输出端设有第三同步轮，所述升降组件还包括将第一同步轮、第二同步轮和第三同步轮连接起来同步传动的同步传动带。
15、在一些实施方式中，加热组件包括
16、支撑框架；该支撑框架的底部两侧分别固定在第一升降座和第二升降座上；
17、主体线圈；该主体线圈安装在支撑框架上。
18、在一些实施方式中，支撑框架包括下环、上环以及用于将上环和下环连接的连接柱体；所述主体线圈由若干个“c”字形线圈上下组合而成，上层的所述“c”字形线圈的尾端与相邻的下层所述的“c”字形线圈的头部连接，所述“c”字形线圈的上沿和下沿均设有“c”字形金属板，所述“c”字形线圈的外侧面设有若干个连接耳，所述连接耳的位置与连接主体的位置对应，上下相邻的所述连接耳之间设有柱状隔环，所述连接耳和柱状隔环均套在连接主体的中部，所述连接柱体的顶部与上环固定连接，底部与下环固定连接。
19、在一些实施方式中，主体线圈为的中心设有从主体线圈头端延伸至主体线圈尾端的水冷管路。
20、在一些实施方式中，pvt法生长碳化硅单晶的设备还包括屏蔽结构，所述屏蔽结构包括安装在机架上且将加热结构覆盖在内的屏蔽罩，所述屏蔽罩的外侧表面设有用于给屏蔽罩降温的水冷管道。
21、本技术的有益效果是：本技术方案结构紧凑本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种PVT法生长碳化硅单晶的设备，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的一种PVT法生长碳化硅单晶的设备，其特征在于：所述坩埚(310)的顶部的内沿设有第一衔接阶梯，所述衔接环(320)的底部的外延设有与第一衔接阶梯配合定位的第二衔接阶梯，所述衔接环(320)的顶部的内沿设有第三衔接阶梯，所述第二分隔环(324)的外侧下沿设有可与第三衔接阶梯配合定位的第四衔接阶梯，所述第二分隔环(324)的内侧上沿设有第五衔接阶梯，所述生长板(325)的外沿设有可与第五衔接阶梯配合定位的第六衔接阶梯。
3.根据权利要求2所述的一种PVT法生长碳化硅单晶的设备，其特征在于：所述衔接环(320)的底部位于第二衔接阶梯的背面还设有延伸圆环，所述延伸圆环的顶部设有可供第一分隔环(321)的外沿安装的第七衔接阶梯。
4.根据权利要求1所述的一种PVT法生长碳化硅单晶的设备，其特征在于：所述炉腔(200)呈筒状，所述炉腔(200)的顶部封闭，底部开口，所述机架(100)上设有可供炉腔(200)安装的环形安装座(210)，所述环形安装座(210)的内侧壁底部设有斜坡
5.根据权利要求1所述的一种PVT法生长碳化硅单晶的设备，其特征在于：所述加热结构(400)包括升降组件和加热组件，所述升降组件包括两个呈镜像对称设置在炉腔(200)外侧的第一升降单元、第二升降单元和用于同步驱动第一升降单元和第二升降单元上下行进的升降电机(440)，所述升降单元设置在机架(100)上，所述加热组件套在热场结构外部且加热组件的底部安装在升降单元上。
6.根据权利要求5所述的一种PVT法生长碳化硅单晶的设备，其特征在于：所述第一升降单元包括竖直设置在机架(100)上的第一丝杆(410)、设置在第一丝杆(410)的侧面且与第一丝杆(410)平行设置的第一导柱(411)以及同时套在第一丝杆(410)和第一导柱(411)上的第一导套(412)，所述第一丝杆(410)的底部设有第一同步轮(414)，所述第一导套(412)上设有第一连接桥(413)，所述第一连接桥(413)的延伸方向与第一丝杆(410)的延伸方向垂直，所述第一连接桥(413)的前端设有第一升降座(415)；所述第二升降单元包括竖直设置在机架(100)上的第二丝杆(420)、设置在第二丝杆(420)的侧面且与第二丝杆(420)平行设置的第二导柱(421)以及同时套在第二丝杆(420)和第二导柱(421)上的第二导套(422)，所述第二丝杆(420)的底部设有第二同步轮(424)，所述第二导套(422)上设有第二连接桥(423)，所述第二连接桥(423)的延伸方向与第二丝杆(420)的延伸方向垂直，所述第二连接桥(423)的前端设有第二升降座(425)；所述升降电机(440)竖直向下的安装在机架(100)上且与第一升降单元和第二升降单元形成三角阵型，所述升降电机(440)的输出端设有第三同步轮(441)，所述升降组件还包括将第一同步轮(414)、第二同步轮(424)和第三同步轮(441)连接起来同步传动的同步传动带。
7.根据权利要求5或6中的任一所述的一种PVT法生长碳化硅单晶的设备，其特征在于：所述加热组件包括
8.根据权利要求7所述的一种PVT法生长碳化硅单晶的设备，其特征在于：所述支撑框架包括下环(430)、上环(431)以及用于将上环(431)和下环(430)连接的连接柱体(432)；所述主体线圈由若干个”C”字形线圈(433)上下组合而成，上层的所述”C”字形线圈(433)的尾端与相邻的下层所述的”C”字形线圈(433)的头部连接，所述”C”...
【技术特征摘要】
1.一种pvt法生长碳化硅单晶的设备，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的一种pvt法生长碳化硅单晶的设备，其特征在于：所述坩埚(310)的顶部的内沿设有第一衔接阶梯，所述衔接环(320)的底部的外延设有与第一衔接阶梯配合定位的第二衔接阶梯，所述衔接环(320)的顶部的内沿设有第三衔接阶梯，所述第二分隔环(324)的外侧下沿设有可与第三衔接阶梯配合定位的第四衔接阶梯，所述第二分隔环(324)的内侧上沿设有第五衔接阶梯，所述生长板(325)的外沿设有可与第五衔接阶梯配合定位的第六衔接阶梯。
3.根据权利要求2所述的一种pvt法生长碳化硅单晶的设备，其特征在于：所述衔接环(320)的底部位于第二衔接阶梯的背面还设有延伸圆环，所述延伸圆环的顶部设有可供第一分隔环(321)的外沿安装的第七衔接阶梯。
4.根据权利要求1所述的一种pvt法生长碳化硅单晶的设备，其特征在于：所述炉腔(200)呈筒状，所述炉腔(200)的顶部封闭，底部开口，所述机架(100)上设有可供炉腔(200)安装的环形安装座(210)，所述环形安装座(210)的内侧壁底部设有斜坡，所述斜坡的底部设有可供炉腔(200)的下沿支撑的支撑环(211)，所述环形安装座(210)的内侧壁与炉腔(200)外壁之间的间隙内设有第一限位环(212)，所述第一限位环(212)的宽度与斜坡的底面的宽度相等，所述第一限位环(212)位于斜坡的上沿，所述环形安装座(210)的顶部还设有第二限位环(213)，所述第二限位环(213)的内径与炉腔(200)的外径一致，所述第二限位环(213)的底部设有可嵌插在环形安装座(210)的内侧壁与炉腔(200)外壁之间的间隙内的环形插销(214)；所述炉腔(200)还包括底板(220)，所述底板(220)的顶部表面设有支撑件(221)，所述热场结构安装在支撑件(221)的顶部，所述炉腔(200)还包括延伸段(222)，所述延伸段(222)呈筒状，所述延伸段(222)的上沿与环形安装座(210)的底部固定，所述延伸段(222)的下沿与底板(220)的顶部外沿连接，所述底板(220)的顶部外沿设有可供延伸段(222)的下沿插装的连接槽(223)。
5.根据权利要求1所述的一种pvt法生长碳化硅单晶的设备，其特征在于：所述加热结构(400)包括升降组件和加热组件，所述升降组件包括两个呈镜像对称设置在炉腔(200)外侧的第一升降单元、第二升降单元和用于同步驱动第一升降单元和第二升降单元上下行进的升降电机(440)，所述升降单元设置在机架(100)上，所述加热组件套在热场结构外部且加热组件的底部安装在升降单元上。
6.根据权利要求5所述的一种pvt法生长碳化硅单晶的设备，其特征在于：所述第一升降单元包括竖直设置在机架(100)上的第一丝杆(410...
【专利技术属性】
技术研发人员：张新峰，黄杰，杜陈，黄宏嘉，帝玛，陈善亮，李国平，
申请(专利权)人：江苏卓远半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：
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