一种碳化硅单晶生长坩埚的制作方法

本发明涉及半导体制备，具体涉及一种碳化硅单晶生长坩埚。

背景技术：

1、碳化硅是继第一代半导体si、第二代半导体gaas之后发展起来的重要的第三代半导体材料，它具有宽禁带、高热导率、高击穿场强、高载流子饱、高抗辐射能力及良好的化学稳定性等的优越特性，因其本身具有的特性，第三代半导体技术在新能源汽车、汽车灯照、通用照明、电动车、5g通讯应用等领域有着广泛的应用。

2、相关技术提供的碳化硅单晶生长以物理气相沉积法(pvt)为主要生长方式；通常将si c粉料加热到2200～2500℃，在一定保护气氛下，使其升华到冷端籽晶上，结晶成为块状晶体。pvt生长方法，通常采用中频电源线圈感应加热，通中频电源的线圈在石墨坩埚上产生感应电流进而发热达到加热升温目的，能够精确加热，且使用较小的功率就能达到加热效果。

3、针对现有技术存在以下问题：

4、1、现有的碳化硅单晶生长坩埚,在使用中，密封效果较差，导致原料生长时产生的蒸汽泄露会对坩埚造成腐蚀；

5、2、现有的碳化硅单晶生长坩埚,在使用中，原料分布不均匀，导致在生长过程中受热不均匀就会导致产出的产品不对称；

6、3、现有的碳化硅单晶生长坩埚,在使用中，碳化硅原料与掺杂物质没有经过充分的融化，在生长成晶体后，整面的电阻率高低不同，会呈现很大的差异性。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

2、一种碳化硅单晶生长坩埚，包括主体，所述主体的前端设置有外架，所述主体的内腔安装有坩埚，所述坩埚的上端安装有密封机构，所述外架的外部顶端安装有搅拌机构，所述坩埚的内层设置有保温层，所述坩埚的内腔上端设置有晶体，所述晶体的下方安装有融合机构，所述融合机构的下方设置有生长物料，所述密封机构包括密封盖，所述密封盖的下端与坩埚的上端活动连接，所述密封盖的两侧设置有螺杆，所述密封盖的两侧内层安装有通孔，所述通孔的下端设置有固定孔，所述通孔的上端安装有贯穿孔，所述密封盖的下端两侧设置有盖台，所述搅拌机构包括支架，所述支架的底端与外架的两端活动连接，所述支架的上端设置有连板，所述连板的中间安装有圆孔，所述圆孔的下端设置有搅拌杆，所述搅拌杆的底端两侧安装有搅拌叶，所述连板的上端一侧设置有电机，所述电机的顶端安装有主动轮，所述主动轮的一侧设置有驱动带，所述驱动带的底端安装有从动轮，所述从动轮的底端设置有转轴。

3、本发明技术方案的进一步改进在于：所述密封盖的两端与螺杆的表面贯穿活动连接。

4、本发明技术方案的进一步改进在于：所述螺杆的表面与固定孔的内腔活动连接，且固定孔的表面与坩埚的上端内层固定连接。

5、本发明技术方案的进一步改进在于：所述连板的上端一侧与电机的底端固定连接。

6、本发明技术方案的进一步改进在于：所述搅拌杆的顶端贯穿圆孔与转轴的底端固定连接。

7、本发明技术方案的进一步改进在于：所述融合机构包括环形台，所述环形台的外侧与坩埚的内腔中间固定连接，所述环形台的上端设置有挡流板，所述挡流板的下端安装有混合融腔，所述混合融腔的下端设置有导流板，所述导流板的正面安装有导流通道。

8、本发明技术方案的进一步改进在于：所述环形台的上端与挡流板的表面固定连接，所述导流板的正面内层与导流通道的表面贯穿固定连接。

9、本发明技术方案的进一步改进在于：所述外架的内侧与坩埚的表面固定连接，所述坩埚的内层与保温层的表面固定连接。

10、由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：

11、1、本发明提供一种碳化硅单晶生长坩埚，通过密封盖、螺杆、通孔、固定孔、贯穿孔、盖台的共同作用下，改进后提高坩埚的密封效果，防止原料生长时产生的蒸汽泄露对坩埚造成腐蚀，通过密封盖安装在坩埚的上端，在使用时，将螺杆通过贯穿孔与通孔下端坩埚中的固定孔紧固连接，且密封盖下端两侧有盖台，与坩埚的端口面密封，可以使紧固部件完全暴露在坩埚外部，这样坩埚内部的蒸气不会对紧固部件产生侵蚀作用，进而可以坩埚的使用寿命延长。

12、2、本发明提供一种碳化硅单晶生长坩埚，通过支架、连板、圆孔、搅拌杆、搅拌叶、电机、主动轮、驱动带、从动轮、转轴的共同作用下，改进后可使坩埚内的原料分布均匀，进而在生长过程中受热均匀就不会使产品不对称，通过支架安装在外架的两端，在使用时，驱动上端的电机，带动顶端的主动轮顺时针转动，从而在通过驱动带带动一侧的从动轮进行转动，带动下端转轴带动贯穿圆孔的搅拌杆转动，使得底端搅拌叶对下方物料进行均匀搅拌，使得物料受热均匀，使得生长后的单晶质量对称。

13、3、本发明提供一种碳化硅单晶生长坩埚，通过环形台、挡流板、混合融腔、导流板、导流通道的共同作用下，改进后的坩埚可使碳化硅原料与掺杂物质充分的混合融化，在生长成晶体后，不会出现差异性，通过环形台安装在坩埚的内部中间，在使用时，挡流板和导流板将混合融腔分隔多个融腔，且导流板具备多个导流通道，再融腔中的物料为碳化硅原料及掺杂物质时，在坩埚被加热后，碳化硅原料及掺杂物质开始升华成气态，并且生成的气体在经过多个导流通道进入下方的生长物料里，进行最后的生长反应，从而保证了碳化硅晶体掺杂的均匀性。

技术特征：

1.一种碳化硅单晶生长坩埚，包括主体(1)，所述主体(1)的前端设置有外架(2)，其特征在于：所述主体(1)的内腔安装有坩埚(3)，所述坩埚(3)的上端安装有密封机构(4)，所述外架(2)的外部顶端安装有搅拌机构(5)，所述坩埚(3)的内层设置有保温层(6)，所述坩埚(3)的内腔上端设置有晶体(7)，所述晶体(7)的下方安装有融合机构(8)，所述融合机构(8)的下方设置有生长物料(9)；

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅单晶生长坩埚，其特征在于：所述密封盖(41)的两端与螺杆(42)的表面贯穿活动连接。

3.根据权利要求2所述的一种碳化硅单晶生长坩埚，其特征在于：所述螺杆(42)的表面与固定孔(44)的内腔活动连接，且固定孔(44)的表面与坩埚(3)的上端内层固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种碳化硅单晶生长坩埚，其特征在于：所述连板(52)的上端一侧与电机(511)的底端固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种碳化硅单晶生长坩埚，其特征在于：所述搅拌杆(54)的顶端贯穿圆孔与转轴(515)的底端固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种碳化硅单晶生长坩埚，其特征在于：所述融合机构(8)包括环形台(81)，所述环形台(81)的外侧与坩埚(3)的内腔中间固定连接，所述环形台(81)的上端设置有挡流板(82)，所述挡流板(82)的下端安装有混合融腔(83)，所述混合融腔(83)的下端设置有导流板(84)，所述导流板(84)的正面安装有导流通道(85)。

7.根据权利要求6所述的一种碳化硅单晶生长坩埚，其特征在于：所述环形台(81)的上端与挡流板(82)的表面固定连接，所述导流板(84)的正面内层与导流通道(85)的表面贯穿固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种碳化硅单晶生长坩埚，其特征在于：所述外架(2)的内侧与坩埚(3)的表面固定连接，所述坩埚(3)的内层与保温层(6)的表面固定连接。

技术总结
本发明公开了一种碳化硅单晶生长坩埚，涉及半导体制备技术领域，包括主体，所述主体的前端设置有外架，所述主体的内腔安装有坩埚，所述坩埚的上端安装有密封机构，所述外架的外部顶端安装有搅拌机构，所述坩埚的内层设置有保温层，所述坩埚的内腔上端设置有晶体，所述晶体的下方安装有融合机构，所述融合机构的下方设置有生长物料。本发明通过支架安装在外架的两端，在使用时，驱动上端的电机，带动顶端的主动轮顺时针转动，从而在通过驱动带带动一侧的从动轮进行转动，带动下端转轴带动贯穿圆孔的搅拌杆转动，使得底端搅拌叶对下方物料进行均匀搅拌，使得物料受热均匀，使得生长后的单晶质量对称。

技术研发人员：陈启生,陈启书
受保护的技术使用者：德清州晶新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13