一种用于碳化硅单晶生长的多晶原料的制作方法

1.本实用新型涉及人工晶体生长技术领域，特别涉及一种用于碳化硅单晶生长的多晶原料。


背景技术：

2.目前，物理气相输运法（pvt法）已成为生长碳化硅单晶的主流工艺技术，此技术的特点是将碳化硅多晶原料装在石墨坩埚底部，将碳化硅籽晶片粘接在石墨籽晶座上，并将石墨籽晶座安装在石墨坩埚上部，通过加热石墨坩埚底部的碳化硅多晶原料使其升华，从而在碳化硅籽晶上生长碳化硅单晶。而石墨坩埚内装入碳化硅多晶原料的多少、利用率、以及装料形式直接影响生长碳化硅单晶的长度。同等工艺参数下，装入的原料越多，原料利用率越高，则生长的碳化硅单晶就越长，生产效率就越高。
3.现有技术中，一般是将粉状碳化硅多晶原料直接装入石墨坩埚底部的。由于粉状原料比较疏松，导致装料量较少。同时，在原料升华过程中，由于原料底部温度高于原料顶部温度，容易在粉状原料顶部形成一层烧结硬化层，阻止深层原料的顺利升华和碳化硅单晶的持续生长。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种用于碳化硅单晶生长的多晶原料，致密度较高，通透性较好，晶体生长过程中，底层原料能够顺利升华。
5.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种用于碳化硅单晶生长的多晶原料，包括由粉状多晶原料压制而成的块状本体、沿上下方向开设于所述块状本体中的管孔，所述管孔的上端贯穿所述块状本体的顶部。
7.优选地，所述块状本体具有沿周向抵设于坩埚内侧周部的外侧周部。
8.优选地，所述管孔的下端贯穿所述块状本体的底部。
9.优选地，所述管孔沿竖直方向延伸。
10.优选地，所述管孔沿上下方向倾斜延伸。
11.优选地，所述管孔为柱形孔或锥形孔。
12.更优选地，所述柱形孔的横截面为圆形、椭圆形、或多边形。
13.更优选地，所述锥形孔自下而上逐渐张开。
14.由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型一种用于碳化硅单晶生长的多晶原料，将粉状多晶原料压制成块状多晶原料，大幅提高了原料的致密度，在相同容积的坩埚中，装料量显著增加；通过在块状多晶原料中开设管孔，提高了原料的通透性，在晶体生长过程中，底层原料能够通过该管孔向上顺利升华，有利于大尺寸单晶的生长。
附图说明
15.附图1为多晶原料置于石墨坩埚中的结构示意图。
16.其中：1、块状本体；2、管孔；3、石墨坩埚；4、石墨籽晶座；5、碳化硅籽晶；6、碳化硅单晶。
具体实施方式
17.下面结合附图来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
18.参见图1所示，一种用于碳化硅单晶生长的多晶原料，包括由粉状多晶原料压制而成的块状本体1、沿上下方向开设于块状本体1中的管孔2，管孔2的上端贯穿块状本体1的顶部。晶体生长时，将该块状本体1置于石墨坩埚3底部。在本实施例中，多晶原料为碳化硅多晶。
19.在本实施例中，上述块状本体1具有沿周向抵设于石墨坩埚3内侧周部的外侧周部。参见图1所示，石墨坩埚3的内侧周部呈圆柱形，块状本体1同样为圆柱形，两者直径相同，圆柱形的块状本体1沿圆周方向环抵于石墨坩埚3的内侧周部。
20.通过将粉状多晶原料压制成块状多晶原料，大幅提高了原料的致密度，在相同容积的坩埚中，装料量显著增加。而通过设置块状本体1的形状，使其沿周向与石墨坩埚3内侧周部相贴合，进一步提高了装料量。
21.参见图1所示，碳化硅籽晶5粘接在石墨籽晶座4上，石墨籽晶座4则盖设于石墨坩埚3顶部，在多晶原料加热升华过程中，通过碳化硅籽晶5长出碳化硅单晶6。
22.在其他实施例中，上述管孔2的下端贯穿块状本体1的底部。
23.通过在块状多晶原料中开设管孔2，管孔2向上贯穿块状原料，提高了原料的通透性。在晶体生长过程中，底层原料能够通过该管孔2向上顺利升华，有利于大尺寸单晶的生长。而通过设置管孔2同时向下贯穿块状原料，进一步提高了原料的通透性。也就是说，即便块状本体1顶部由于温度梯度形成了烧结硬化层，原料还是能够从管孔2的侧壁处向上顺利升华。
24.在本实施例中，管孔2沿竖直方向延伸。管孔2有多条，两两之间间隔排列。
25.在其他实施例中，管孔2沿上下方向倾斜延伸。管孔2有多条，相互平行排列，或从上往下锥形发散式排列，或从上往下锥形收缩式排列。
26.上述管孔2为柱形孔或锥形孔。在本实施例中，管孔2为圆柱形。
27.当管孔2为柱形孔时，柱形孔的横截面为圆形、椭圆形、或多边形。
28.当管孔2为锥形孔时，锥形孔自下而上逐渐张开。
29.实际生产时，根据块状本体1的大小、以及工艺要求来设计管孔2的直径、形状、数量、以及分布形式。
30.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种用于碳化硅单晶生长的多晶原料，其特征在于：包括由粉状多晶原料压制而成的块状本体、沿上下方向开设于所述块状本体中的管孔，所述管孔的上端贯穿所述块状本体的顶部；所述管孔的下端贯穿所述块状本体的底部。2.根据权利要求1所述的一种用于碳化硅单晶生长的多晶原料，其特征在于：所述块状本体具有沿周向抵设于坩埚内侧周部的外侧周部。3.根据权利要求1所述的一种用于碳化硅单晶生长的多晶原料，其特征在于：所述管孔沿竖直方向延伸。4.根据权利要求1所述的一种用于碳化硅单晶生长的多晶原料，其特征在于：所述管孔沿上下方向倾斜延伸。5.根据权利要求1所述的一种用于碳化硅单晶生长的多晶原料，其特征在于：所述管孔为柱形孔或锥形孔。6.根据权利要求5所述的一种用于碳化硅单晶生长的多晶原料，其特征在于：所述柱形孔的横截面为圆形、椭圆形、或多边形。7.根据权利要求5所述的一种用于碳化硅单晶生长的多晶原料，其特征在于：所述锥形孔自下而上逐渐张开。

技术总结
本实用新型公开了一种用于碳化硅单晶生长的多晶原料，包括由粉状多晶原料压制而成的块状本体、沿上下方向开设于块状本体中的管孔，管孔的上端贯穿块状本体的顶部。本实用新型一种用于碳化硅单晶生长的多晶原料，将粉状多晶原料压制成块状多晶原料，大幅提高了原料的致密度，在相同容积的坩埚中，装料量显著增加；通过在块状多晶原料中开设管孔，提高了原料的通透性，在晶体生长过程中，底层原料能够通过该管孔向上顺利升华，有利于大尺寸单晶的生长。生长。生长。


技术研发人员：李留臣 周正星 徐建明
受保护的技术使用者：延安星特亮科创有限公司
技术研发日：2021.01.29
技术公布日：2021/12/16