一种用于生长碳化硅单晶的热场的制作方法

1.本实用新型涉及人工晶体生长技术领域，特别涉及一种用于生长碳化硅单晶的热场。


背景技术：

2.在碳化硅单晶生长工艺中，加热温度和上低下高的温度梯度是两个关键的参数，直接关系到碳化硅单晶的生长速度和生长品质。
3.现有技术中，一般将坩埚通过托杆安放在一个保温环境中，温度梯度较难实现。也有通过在坩埚侧部设置多段式加热器来实现温度梯度的，但是具有以下缺点：
4.多段加热器两两之间会相互影响，以致于温度梯度的实现较为困难；
5.坩埚顶部和坩埚底部的温度难以控制，会影响碳化硅单晶的生长速度和生长品质。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种用于生长碳化硅单晶的热场，能够实现碳化硅单晶生长工艺要求的加热温度和温度梯度，提高碳化硅单晶的生长速度和生长品质。
7.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
8.一种用于生长碳化硅单晶的热场，包括保温筒、设于所述保温筒中的坩埚、设于所述保温筒中的且沿上下方向间隔排列的上加热器和下加热器、设于所述保温筒中的且用于隔开所述上加热器和所述下加热器的隔热板；
9.所述下加热器包括环设于所述坩埚外侧的下周侧部、盖设于所述坩埚底部的下底部，所述上加热器包括盖设于所述坩埚顶部的上顶部，所述下周侧部、所述下底部和所述上顶部分别与所述坩埚间隔排列；
10.所述隔热板为环形，所述隔热板的内径小于所述下周侧部的内径。
11.优选地，所述上加热器还包括环设于所述坩埚外侧的上周侧部，所述上周侧部的内径大于所述隔热板的内径。
12.优选地，所述保温筒包括相互连接的上筒体和下筒体，所述隔热板设于所述上筒体和所述下筒体之间，并用于分隔所述上筒体和所述下筒体。
13.优选地，所述热场还包括设于所述保温筒中的且用于承载所述坩埚的支撑筒，所述下底部上设有用于被所述支撑筒穿过的第一通孔。
14.更优选地，所述保温筒底部设有与所述第一通孔沿上下方向对齐的第二通孔。
15.更进一步优选地，所述第一通孔、所述第二通孔和所述坩埚同轴心线排列。
16.优选地，所述上顶部上设有第三通孔，所述保温筒顶部设有与所述第三通孔沿上下方向对齐的第四通孔。
17.更优选地，所述第三通孔、所述第四通孔和所述坩埚同轴心线排列。
18.优选地，所述隔热板的内径大于所述坩埚的外径。
19.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：本实用新型用于生长碳化硅单晶的热场，在保温筒中设置沿上下方向间隔排列的上加热器和下加热器，并在上加热器和下加热器之间设置隔热板，能够避免上加热器和下加热器相互影响，保证了温度梯度的实现；下加热器包括盖设于坩埚底部的下底部，上加热器包括盖设于坩埚顶部的上顶部，通过设置下底部和上顶部能够精确地控制坩埚顶部和坩埚底部的温度。本实用新型用于生长碳化硅单晶的热场，能够实现碳化硅单晶生长工艺要求的加热温度和温度梯度，提高碳化硅单晶的生长速度和生长品质。
附图说明
20.附图1为根据本实用新型具体实施例用于生长碳化硅单晶的热场的结构示意图。
21.其中：1、保温筒；11、上筒体；111、第四通孔；12、下筒体；121、第二通孔；2、坩埚；3、上加热器；31、上顶部；311、第三通孔；4、下加热器；41、下周侧部；42、下底部；421、第一通孔；5、隔热板；6、支撑筒。
具体实施方式
22.下面结合具体实施例和附图来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
23.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
24.在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。
25.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
26.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
27.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
28.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型实施例的不
同结构。为了简化本实用新型实施例的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型实施例。此外，本实用新型实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
29.参见图1所示，本实施例提供一种用于生长碳化硅单晶的热场，包括保温筒1、设于保温筒1中的坩埚2、设于保温筒1中的且沿上下方向间隔排列的上加热器3和下加热器4、设于保温筒1中的且用于隔开上加热器3和下加热器4的隔热板5，上加热器3整体位于隔热板5的上方，下加热器4则整体位于隔热板5的下方。
30.上述下加热器4包括环设于坩埚2外侧的下周侧部41、盖设于坩埚2底部的下底部42，上加热器3则包括盖设于坩埚2顶部的上顶部31。下周侧部41、下底部42和上顶部31分别与坩埚2间隔排列。通过这个设置，上顶部31用于为坩埚2顶部加热，下周侧部41用于为坩埚2侧部加热，下底部42则用于为坩埚2底部加热，上加热器3和下加热器4被隔热板5相互隔开，不仅能够实现对坩埚2的全方位加热，同时能够避免两者的相互影响。
31.在另一个实施例中，当下周侧部41的高度较低时，上加热器3还包括环设于坩埚2外侧的上周侧部，上周侧部位于下周侧部41的上方，上周侧部和下周侧部41用于相互配合地为坩埚2侧部进行加热。
32.在本实施例中，隔热板5为环形，下周侧部41和上周侧部的内径分别大于隔热板5的内径，以更好地避免两者相互影响。显然，隔热板5的内径应大于坩埚2的外径。
33.在本实施例中，上述保温筒1包括相互连接的上筒体11和下筒体12，隔热板5设于上筒体11和下筒体12之间，并用于分隔上筒体11和下筒体12，上筒体11和下筒体12分别安装在隔热板5上。
34.上述用于生长碳化硅单晶的热场还包括设于保温筒1中的且用于承载坩埚2的支撑筒6，下底部42上设有用于被支撑筒6穿过的第一通孔421。保温筒1底部设有与第一通孔421沿上下方向对齐的第二通孔121。在本实施例中，第一通孔421、第二通孔121和坩埚2同轴心线排列。
35.通过设置第一通孔421和第二通孔121，两者共同组成下测温孔，能够通过下测温计(图中未示出)随时对坩埚2底部进行测温，以对应调节下加热器4的加热功率来调节坩埚2底部的温度。
36.通过设置支撑筒6，不仅能够留出坩埚2底部的测温通道，还能够避免直接设置托杆承载坩埚2导致散热较为严重的问题，能够节省能耗。
37.上述上顶部31上设有第三通孔311，保温筒1顶部设有与第三通孔311沿上下方向对齐的第四通孔111。在本实施例中，第三通孔311、第四通孔111和坩埚2同轴心线排列。
38.通过设置第三通孔311和第四通孔111，两者共同组成上测温孔，能够通过上测温计(图中未示出)随时对坩埚2顶部进行测温，以对应调节上加热器3的加热功率来调节坩埚2顶部的温度。
39.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：
1.一种用于生长碳化硅单晶的热场，其特征在于：包括保温筒、设于所述保温筒中的坩埚、设于所述保温筒中的且沿上下方向间隔排列的上加热器和下加热器、设于所述保温筒中的且用于隔开所述上加热器和所述下加热器的隔热板；所述下加热器包括环设于所述坩埚外侧的下周侧部、盖设于所述坩埚底部的下底部，所述上加热器包括盖设于所述坩埚顶部的上顶部，所述下周侧部、所述下底部和所述上顶部分别与所述坩埚间隔排列；所述隔热板为环形，所述隔热板的内径小于所述下周侧部的内径。2.根据权利要求1所述的用于生长碳化硅单晶的热场，其特征在于：所述上加热器还包括环设于所述坩埚外侧的上周侧部，所述上周侧部的内径大于所述隔热板的内径。3.根据权利要求1所述的用于生长碳化硅单晶的热场，其特征在于：所述保温筒包括相互连接的上筒体和下筒体，所述隔热板设于所述上筒体和所述下筒体之间，并用于分隔所述上筒体和所述下筒体。4.根据权利要求1所述的用于生长碳化硅单晶的热场，其特征在于：所述热场还包括设于所述保温筒中的且用于承载所述坩埚的支撑筒，所述下底部上设有用于被所述支撑筒穿过的第一通孔。5.根据权利要求4所述的用于生长碳化硅单晶的热场，其特征在于：所述保温筒底部设有与所述第一通孔沿上下方向对齐的第二通孔。6.根据权利要求5所述的用于生长碳化硅单晶的热场，其特征在于：所述第一通孔、所述第二通孔和所述坩埚同轴心线排列。7.根据权利要求1所述的用于生长碳化硅单晶的热场，其特征在于：所述上顶部上设有第三通孔，所述保温筒顶部设有与所述第三通孔沿上下方向对齐的第四通孔。8.根据权利要求7所述的用于生长碳化硅单晶的热场，其特征在于：所述第三通孔、所述第四通孔和所述坩埚同轴心线排列。9.根据权利要求1所述的用于生长碳化硅单晶的热场，其特征在于：所述隔热板的内径大于所述坩埚的外径。

技术总结
本实用新型公开了一种用于生长碳化硅单晶的热场，包括保温筒、设于保温筒中的坩埚、设于保温筒中的且沿上下方向间隔排列的上加热器和下加热器、设于保温筒中的且用于隔开上加热器和下加热器的隔热板；下加热器包括环设于坩埚外侧的下周侧部、盖设于坩埚底部的下底部，上加热器包括盖设于坩埚顶部的上顶部，下周侧部、下底部和上顶部分别与坩埚间隔排列；隔热板为环形，隔热板的内径小于下周侧部的内径。本实用新型用于生长碳化硅单晶的热场，能够实现碳化硅单晶生长工艺要求的加热温度和温度梯度，提高碳化硅单晶的生长速度和生长品质。质。质。


技术研发人员：李留臣 程绪高 周洁 周正星
受保护的技术使用者：江苏星特亮科技有限公司
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/7/21