一种掺杂碳化硅单晶制备设备的制作方法

本技术涉及单晶硅，具体为一种掺杂碳化硅单晶制备设备。

背景技术：

1、大直径碳化硅晶体制备常用方法是物理气相传输法。将碳化硅料放在密闭的石墨坩埚底部，坩埚顶部固定一个籽晶，坩埚外部放置石墨保温材料。采用中频感应将坩埚加热，粉料达到升华点，其在轴向温度梯度的驱动下从源料表面传输到籽晶表面，在籽晶表面凝结，缓慢结晶，达到生长晶体的目的。

2、pvt生长方法常用的掺杂方式包括粉料掺杂和气体掺杂，其中气体掺杂是将掺杂气体通到炉子里面，在坩埚的外部，掺杂气体通过坩埚壁上的微孔渗入进去。不论是粉料掺杂还是气体掺杂，都存在可控性及均匀性差的问题，影响碳化硅衬底的杂质浓度分布，增加电阻率不均匀性，进而影响后续使用。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种掺杂碳化硅单晶制备设备，用于克服现有技术中的上述缺陷。

2、根据本实用新型的一种掺杂碳化硅单晶制备设备，包括下保温层，所述下保温层上端滑动配合有上保温层，所述下保温层以及所述上保温层内均设置有保温腔，两个所述保温腔相互连通，所述保温腔内设置有坩埚体，所述坩埚体上端滑动配合有坩埚盖，所述坩埚盖下端面固定有周向分布的夹块座，所述夹块座内侧面均固定有夹块，所述坩埚体内设置有导流管，周向分布的所述夹块可快速固定籽晶。

3、优选地，所述坩埚体内设有开口向上的晶体生长腔，所述导流管固定于所述晶体生长腔底壁上，上侧的所述保温腔上侧连通设有开口向上的测温口。

4、优选地，所述导流管内设有插管腔，所述插管腔下端开口设置，所述插管腔上侧连通设有导流口，所述导流口上端与开口设置。

5、优选地，所述坩埚盖内设有周向分布的排气口，所述排气口上下两端开口设置。

6、优选地，下侧的所述保温腔底壁上固定有定位环，所述定位环与所述坩埚体下端滑动配合，所述定位环可快速定位所述坩埚体，并固定所述坩埚体。

7、优选地，下侧的所述保温腔下侧连通设有进气口，所述进气口下端开口设置。

8、优选地，下侧的所述保温腔底壁上固定有进气插管，所述进气插管与所述插管腔滑动配合，通过所述进气插管和所述插管腔，可将掺杂气体导入所述晶体生长腔内，进而获得高掺杂均匀性的单晶。

9、优选地，所述进气插管下端与所述进气口连通设置，所述进气插管上端与所述插管腔连通设置。

10、本实用新型的有益效果是：本实用新型通过定位环定位坩埚体，从而便于进气插管插入导流管内，并将掺杂气体通过进气插管以及导流管直接导入晶体生长腔内，使掺杂气体同生长组分一起生长，实现均匀可控掺杂，进而获得高掺杂均匀性的单晶，同时周向分布的夹块座以及夹块，可快速固定籽晶，而且在晶体生长结束后可通过夹块座与夹块座之间的缺口快速取下晶体，以此提高晶体制备效率。

技术特征：

1.一种掺杂碳化硅单晶制备设备，包括下保温层（10），其特征在于：所述下保温层（10）上端滑动配合有上保温层（11），所述下保温层（10）以及所述上保温层（11）内均设置有保温腔（13），两个所述保温腔（13）相互连通，所述保温腔（13）内设置有坩埚体（17），所述坩埚体（17）上端滑动配合有坩埚盖（14），所述坩埚盖（14）下端面固定有周向分布的夹块座（15），所述夹块座（15）内侧面均固定有夹块（24），所述坩埚体（17）内设置有导流管（22）。

2.根据权利要求1所述的一种掺杂碳化硅单晶制备设备，其特征在于：所述坩埚体（17）内设有开口向上的晶体生长腔（21），所述导流管（22）固定于所述晶体生长腔（21）底壁上，上侧的所述保温腔（13）上侧连通设有开口向上的测温口（12）。

3.根据权利要求2所述的一种掺杂碳化硅单晶制备设备，其特征在于：所述导流管（22）内设有插管腔（25），所述插管腔（25）下端开口设置，所述插管腔（25）上侧连通设有导流口（23），所述导流口（23）上端与开口设置。

4.根据权利要求1所述的一种掺杂碳化硅单晶制备设备，其特征在于：所述坩埚盖（14）内设有周向分布的排气口（16），所述排气口（16）上下两端开口设置。

5.根据权利要求1所述的一种掺杂碳化硅单晶制备设备，其特征在于：下侧的所述保温腔（13）底壁上固定有定位环（20），所述定位环（20）与所述坩埚体（17）下端滑动配合。

6.根据权利要求3所述的一种掺杂碳化硅单晶制备设备，其特征在于：下侧的所述保温腔（13）下侧连通设有进气口（19），所述进气口（19）下端开口设置。

7.根据权利要求6所述的一种掺杂碳化硅单晶制备设备，其特征在于：下侧的所述保温腔（13）底壁上固定有进气插管（18），所述进气插管（18）与所述插管腔（25）滑动配合。

8.根据权利要求7所述的一种掺杂碳化硅单晶制备设备，其特征在于：所述进气插管（18）下端与所述进气口（19）连通设置，所述进气插管（18）上端与所述插管腔（25）连通设置。

技术总结
本技术公开了一种掺杂碳化硅单晶制备设备，包括下保温层，下保温层上端滑动配合有上保温层，下保温层以及上保温层内均设置有保温腔，两个保温腔相互连通，保温腔内设置有坩埚体，坩埚体上端滑动配合有坩埚盖，坩埚盖下端面固定有周向分布的夹块座，本技术通过定位环定位坩埚体，从而便于进气插管插入导流管内，并将掺杂气体通过进气插管以及导流管直接导入晶体生长腔内，使掺杂气体同生长组分一起生长，实现均匀可控掺杂，进而获得高掺杂均匀性的单晶，同时周向分布的夹块座以及夹块，可快速固定籽晶，而且在晶体生长结束后可通过夹块座与夹块座之间的缺口快速取下晶体，以此提高晶体制备效率。

技术研发人员：魏汝省,李天,毛栋梁,李斌,毛开礼,靳霄曦
受保护的技术使用者：山西烁科晶体有限公司
技术研发日：20230530
技术公布日：2024/1/15