一种用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置及设备的制作方法

本技术涉及碳化硅晶体生长领域，具体而言，涉及一种用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置及设备。

背景技术：

1、碳化硅作为第三代半导体材料的代表，因具有禁带宽度大、饱和电子迁移率高、击穿场强大、热导率高等优异性质，而被广泛应用于电力电子、射频器件、光电子器件等领域。

2、目前，用于碳化硅晶体生长的生长设备一般有感应加热和电阻加热两种形式，但是无论是感应加热还是电阻加热，都存在坩埚内的碳化硅粉末因为加热不均而利用率低的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置及设备，其能够有效提高对碳化硅粉末的加热均匀性，从而提高碳化硅粉末的利用率，进而提高碳化硅晶体的生长速率。

2、本实用新型的实施例是这样实现的：

3、第一方面，本实用新型提供一种用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置，包括坩埚盖和坩埚体，所述坩埚体包括底壁和侧壁，所述底壁连接于所述侧壁的底端，所述坩埚盖可拆卸连接于所述侧壁的顶端；

4、所述底壁包括环形部和凸设部，所述环形部的外周壁与所述侧壁的底端连接，所述凸设部连接于所述环形部的内周壁且向所述坩埚盖延伸。

5、在可选的实施方式中，所述凸设部包括筒体和顶板，所述筒体竖直设置且顶端设置有第一开口，底端设置有第二开口，所述顶板设置于所述筒体顶端且封闭所述第一开口，所述环形部的内周壁连接于所述筒体的底端。

6、在可选的实施方式中，所述筒体的轴线与所述侧壁的轴线重合。

7、在可选的实施方式中，所述筒体的厚度与所述顶板的厚度相同。

8、在可选的实施方式中，所述筒体的顶端和底端之间的距离大于所述顶板与所述坩埚盖之间的距离。

9、在可选的实施方式中，所述环形部的外周壁高于所述环形部的内周壁，以使沿从下到上的方向，所述环形部与所述筒体之间的距离逐渐增大。

10、第二方面，本实用新型提供一种用于提高碳化硅粉末利用率的生长设备，包括保温结构、加热结构以及前述实施方式任一项所述的用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置，所述保温结构和所述加热结构均设置于所述用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置的外侧。

11、在可选的实施方式中，所述保温结构与所述用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置之间具有空腔，所述加热结构包括电阻加热环，所述电阻加热环位于所述空腔内且围绕所述用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置设置。

12、在可选的实施方式中，所述加热结构还包括电阻加热棒，所述电阻加热棒位于所述空腔内且至少部分伸入所述凸设部的内部。

13、在可选的实施方式中，所述保温结构包裹于所述用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置的侧壁，所述加热结构为感应线圈且围绕所述保温结构设置。

14、本实用新型实施例的有益效果包括：

15、本用于提高碳化硅粉末利用率的生长设备包括保温结构、加热结构以及用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置，用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置包括坩埚盖和坩埚体，坩埚体包括底壁和侧壁，底壁连接于侧壁的底端，坩埚盖可拆卸连接于侧壁的顶端。底壁包括环形部和凸设部，环形部的外周壁与侧壁的底端连接，凸设部连接于环形部的内周壁且向坩埚盖延伸。通过在坩埚体的底壁设置凸设部，可以有效增大坩埚体的底壁与中心位置的碳化硅粉末的接触面积，从而提高对中心位置的碳化硅粉末的加热效果，促进中心位置的碳化硅粉末的升华，使得不同位置的碳化硅粉末能被均匀地加热，进而提高碳化硅粉末的利用率，降低晶体生长的成本。随着晶体生长过程中边缘外侧的碳化硅粉末的石墨化，对附近碳化硅粉末的热传导减弱，碳化硅粉末高温区向中心位置转移，同时有利于维持晶体生长过程中气相长晶组分供给的稳定性，提高晶体的生长质量。

技术特征：

1.一种用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置，其特征在于，包括坩埚盖(12)和坩埚体(10)，所述坩埚体(10)包括底壁(200)和侧壁(100)，所述底壁(200)连接于所述侧壁(100)的底端，所述坩埚盖(12)可拆卸连接于所述侧壁(100)的顶端；

2.根据权利要求1所述的用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置，其特征在于，所述凸设部(220)包括筒体(222)和顶板(224)，所述筒体(222)竖直设置且顶端设置有第一开口，底端设置有第二开口，所述顶板(224)设置于所述筒体(222)顶端且封闭所述第一开口，所述环形部(210)的内周壁连接于所述筒体(222)的底端。

3.根据权利要求2所述的用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置，其特征在于，所述筒体(222)的轴线与所述侧壁(100)的轴线重合。

4.根据权利要求2所述的用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置，其特征在于，所述筒体(222)的厚度与所述顶板(224)的厚度相同。

5.根据权利要求2所述的用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置，其特征在于，所述筒体(222)的顶端和底端之间的距离大于所述顶板(224)与所述坩埚盖(12)之间的距离。

6.根据权利要求2所述的用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置，其特征在于，所述环形部(210)的外周壁高于所述环形部(210)的内周壁，以使沿从下到上的方向，所述环形部(210)与所述筒体(222)之间的距离逐渐增大。

7.一种用于提高碳化硅粉末利用率的生长设备，其特征在于，包括保温结构(20)、加热结构(30)以及权利要求1-6任一项所述的用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置，所述保温结构(20)和所述加热结构(30)均设置于所述用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置的外侧。

8.根据权利要求7所述的用于提高碳化硅粉末利用率的生长设备，其特征在于，所述保温结构(20)与所述用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置之间具有空腔(40)，所述加热结构(30)包括电阻加热环(32)，所述电阻加热环(32)位于所述空腔(40)内且围绕所述用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置设置。

9.根据权利要求8所述的用于提高碳化硅粉末利用率的生长设备，其特征在于，所述加热结构(30)还包括电阻加热棒(34)，所述电阻加热棒(34)位于所述空腔(40)内且至少部分伸入所述凸设部(220)的内部。

10.根据权利要求7所述的用于提高碳化硅粉末利用率的生长设备，其特征在于，所述保温结构(20)包裹于所述用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置的侧壁(100)，所述加热结构(30)为感应线圈且围绕所述保温结构(20)设置。

技术总结
本技术提供了一种用于提高碳化硅粉末利用率的生长装置及设备，属于碳化硅晶体生长领域，本生长设备的生长装置包括坩埚盖和坩埚体，坩埚体包括底壁和侧壁，底壁连接于侧壁的底端，坩埚盖可拆卸连接于侧壁的顶端。底壁包括环形部和凸设部，环形部的外周壁与侧壁的底端连接，凸设部连接于环形部的内周壁且向坩埚盖延伸。通过在坩埚体的底壁设置凸设部，可以有效增大坩埚体的底壁与中心位置的碳化硅粉末的接触面积，从而提高对中心位置的碳化硅粉末的加热效果，促进中心位置的碳化硅粉末的升华，提高碳化硅粉末的利用率。

技术研发人员：林育仪,刘曦,何海,侯磊,孙露
受保护的技术使用者：通威微电子有限公司
技术研发日：20230602
技术公布日：2024/1/14