本發(fā)明屬于改善晶體邊緣質(zhì)量領(lǐng)域，具體為一種改善晶體邊緣質(zhì)量的裝置。

背景技術(shù)：

1、4h型碳化硅作為第三代半導(dǎo)體材料，具有禁帶寬度大、導(dǎo)通電阻低、散熱好以及高飽和電子漂移速度等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高功率、高頻、高溫電子器件，具有良好的發(fā)展。目前主流上制備大尺寸商業(yè)化碳化硅單晶主要以物理氣相傳輸法為主。這種方法的制備過程是將籽晶被固定在石墨坩堝的頂部，碳化硅原料放置于石墨坩堝的下方，多數(shù)為碳化硅粉末或者多晶碳化硅，通過加熱使底部原料分解升華。在軸向溫差的驅(qū)動(dòng)下，隨后升華的氣相組分隨著氣流輸運(yùn)到籽晶表面，并在籽晶生長(zhǎng)面發(fā)生沉積和結(jié)晶，隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，生長(zhǎng)界面逐漸向原料區(qū)域推進(jìn)，最終形成碳化硅晶錠。

2、中國(guó)專利申請(qǐng)cn117904718a提供了一種生長(zhǎng)碳化硅晶體的裝置和方法，通過在生長(zhǎng)坩堝上方設(shè)置熱解石墨塊材質(zhì)的中繼環(huán)來避免石墨件表面腐蝕顆粒進(jìn)入晶體中，從而減少碳包裹等缺陷。采用的中繼環(huán)為等靜壓石墨，具有很強(qiáng)的抗腐蝕性能。這種方法雖然能減少生長(zhǎng)區(qū)域石墨件自身腐蝕帶來的碳包裹物，但無(wú)法避免因坩堝側(cè)壁高溫區(qū)粉末石墨化原因產(chǎn)生的漂浮到晶體中的碳粒子。并且如果沒有額外的碳源，前期過量的富硅氣相組分不能與石墨件充分反應(yīng)，很容易跑到籽晶區(qū)，與籽晶反應(yīng)。

3、與中國(guó)專利申請(qǐng)cn113622016?a提供一種裝置將石墨環(huán)放置在近料面處以過濾原料石墨化產(chǎn)生雜質(zhì)粒子不同，本發(fā)明因?yàn)橐肓朔栏g環(huán)，將石墨環(huán)7放置在防腐蝕環(huán)上，可進(jìn)一步額外過濾石墨件(主要是防腐蝕環(huán))腐蝕產(chǎn)生的異質(zhì)顆粒，并且放置在高位，具有更厚的可調(diào)厚度，避免離碳化硅原料距離太近，造成底部結(jié)晶，影響晶體長(zhǎng)速。中國(guó)專利申請(qǐng)cn?102534763?a、cn?113622016b分別報(bào)道了通過多孔石墨板或者多孔石墨網(wǎng)來過濾粉末產(chǎn)生的顆粒物，但石墨本身也是一種碳源，產(chǎn)生額外的碳粒子，盡管在一些其他的策略中使用碳化鉭涂層作為擋板來避免新的碳雜質(zhì)的產(chǎn)生，但一方面，這類涂層結(jié)構(gòu)對(duì)坩堝內(nèi)部溫場(chǎng)影響較大，并且具有較高的生產(chǎn)成本。與大多數(shù)用于過濾原料高溫產(chǎn)生碳顆粒的石墨板或石墨網(wǎng)不同，本裝置還充分考慮到其他碳源，如石墨件腐蝕可能產(chǎn)生的顆粒物。同時(shí)在設(shè)計(jì)上，為了減少碳顆粒產(chǎn)生，在非生長(zhǎng)區(qū)域引入了防腐蝕作為額外碳源，以減少生長(zhǎng)區(qū)域石墨件的腐蝕，避免在晶體內(nèi)部產(chǎn)生碳包裹。材料上，本文采取1.9g/cm3的體積密度、10μm粒徑的等靜壓石墨用于制成石墨環(huán)。密度大、粒徑小的石墨材料不容易被富硅氣氛組分腐蝕，增大在晶體生長(zhǎng)處碳顆粒聚集成包裹物的難度。并且石墨環(huán)具有熱解碳涂層，避免引入新的碳雜質(zhì)，同時(shí)增大了初期通量，有效規(guī)避了前期常因氣氛通量不足引起的腐蝕缺陷，由此提出一種改善晶體邊緣質(zhì)量的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本技術(shù)的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

2、鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在以下技術(shù)問題：密度大、粒徑小的石墨材料不容易被富硅氣氛組分腐蝕，增大在晶體生長(zhǎng)處碳顆粒聚集成包裹物的難度。并且石墨環(huán)具有熱解碳涂層，避免引入新的碳雜質(zhì)，同時(shí)增大了初期通量，有效規(guī)避了前期常因氣氛通量不足引起的腐蝕缺陷。

3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種改善晶體邊緣質(zhì)量的裝置，包括石墨坩堝，所述石墨坩堝的頂部套接有旋桿，所述石墨坩堝頂部的內(nèi)側(cè)設(shè)置有籽晶托，所述籽晶托的內(nèi)側(cè)設(shè)置有籽晶，所述籽晶托的底端通過等徑環(huán)連接有熱解碳涂層的多孔石墨，所述石墨坩堝內(nèi)側(cè)的中部設(shè)置有防腐蝕環(huán)，所述防腐蝕環(huán)的頂部與熱解碳涂層的多孔石墨抵接。

4、作為一種改善晶體邊緣質(zhì)量的裝置的優(yōu)選技術(shù)方案，所述石墨坩堝安設(shè)在加熱部件的內(nèi)側(cè)，所述加熱部件包括支撐架、伸縮線圈、活動(dòng)腔、線圈槽和外筒，所述外筒的中部開設(shè)有活動(dòng)腔，所述活動(dòng)腔的里側(cè)設(shè)置有支撐架，所述外筒的邊緣部分開設(shè)有線圈槽，所述線圈槽的里側(cè)設(shè)置有伸縮線圈，所述石墨坩堝位于活動(dòng)腔的里側(cè)；

5、活動(dòng)腔可減少石墨坩堝內(nèi)的溫度流失。

6、作為一種改善晶體邊緣質(zhì)量的裝置的優(yōu)選技術(shù)方案，所述活動(dòng)腔內(nèi)側(cè)的底部設(shè)置有底架，所述底架的中部設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力輸出端通過連接軸與石墨坩堝的底端連接，所述石墨坩堝的底端與支撐架之間設(shè)置有多個(gè)承載球體；

7、石墨坩堝內(nèi)容納著sic原料

8、承載球體可承載石墨坩堝的重量，并使石墨坩堝的旋轉(zhuǎn)更加順滑，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過絲桿帶著石墨坩堝轉(zhuǎn)動(dòng)。

9、作為一種改善晶體邊緣質(zhì)量的裝置的優(yōu)選技術(shù)方案，所述加熱部件還包括伺服電機(jī)、底架、絲接架、底部支架和限位桿，所述外筒的底部圓周陣列有若干個(gè)伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)的動(dòng)力輸出端設(shè)置有絲桿，所述線圈槽內(nèi)豎直設(shè)置有限位桿，所述限位桿的上滑動(dòng)連接有活動(dòng)架，所述活動(dòng)架的一端設(shè)置有絲接架，所述絲接架與對(duì)應(yīng)的絲桿螺紋連接，所述活動(dòng)架的另一端開設(shè)有凹槽，所述凹槽與伸縮線圈卡接，所述活動(dòng)架另一端的底部設(shè)置有底部支架，所述底部支架托著伸縮線圈，所述伸縮線圈內(nèi)部中心處設(shè)置有聚乙烯條；

10、伺服電機(jī)帶著絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿帶著多個(gè)絲接架一同上行和下降，彈性繩縮短，彈性繩的彈力拉著伸縮線圈靠攏，而位于兩個(gè)供電組件的伸縮線圈被壓縮、圈數(shù)增加，使得磁場(chǎng)強(qiáng)度變大。

11、作為一種改善晶體邊緣質(zhì)量的裝置的優(yōu)選技術(shù)方案，所述承載球體的內(nèi)側(cè)為空腔，所述空腔的內(nèi)壁貼合著耐磨層，所述耐磨層的里側(cè)容納著碳化鉭，所述承載球體為蛋形；

12、所述碳化鉭粒徑為80～200目。

13、承載球體的形狀可以提供更大的承載面積，承載球體的形狀也能更好的分散壓力，使承載球體不易發(fā)生大的形變，從而提高裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

14、作為一種改善晶體邊緣質(zhì)量的裝置的優(yōu)選技術(shù)方案，所述線圈槽的頂部和中部均設(shè)置有供電組件，所述供電組件包括石墨接觸層、連接板、連接柱、彈簧和活動(dòng)槽二，所述外筒靠近線圈槽的內(nèi)壁開設(shè)有兩個(gè)活動(dòng)槽二，所述活動(dòng)槽二內(nèi)活動(dòng)插接有連接柱，所述連接柱兩個(gè)一組并連接于同一個(gè)連接板上，所述連接柱上設(shè)置有彈簧，所述彈簧伸入活動(dòng)槽二；

15、石墨接觸層與伸縮線圈接觸，連接板接入電路，可使伸縮線圈部分接入通路，從而可以通過伸縮線圈產(chǎn)生穩(wěn)定變化的磁場(chǎng)。

16、作為一種改善晶體邊緣質(zhì)量的裝置的優(yōu)選技術(shù)方案，所述外筒的頂部開設(shè)有頂槽，所述頂槽的頂部插接有蓋板；

17、蓋板使頂槽和活動(dòng)腔被封閉。

18、作為一種改善晶體邊緣質(zhì)量的裝置的優(yōu)選技術(shù)方案，所述石墨坩堝的底部和保溫筒的內(nèi)底壁均凹設(shè)著貼合溝槽，所述貼合溝槽與承載球體對(duì)應(yīng)活動(dòng)連接；

19、貼合溝槽于承載球體的外周形狀相匹配，承載球體的內(nèi)壁能夠與石墨坩堝完美貼合，使石墨坩堝的重量能夠不被集中的分布在各個(gè)承載球體上。

20、作為一種改善晶體邊緣質(zhì)量的裝置的優(yōu)選技術(shù)方案，所述支撐架的中部設(shè)置有導(dǎo)向筒，所述導(dǎo)向筒與連接軸活動(dòng)連接，所述連接軸的材料為非金屬；

21、線圈槽能夠使連接軸穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)。

22、作為一種改善晶體邊緣質(zhì)量的裝置的優(yōu)選技術(shù)方案，所述伸縮線圈上設(shè)置有拉環(huán)，上下相鄰的兩個(gè)拉環(huán)通過彈性繩連接。

23、本發(fā)明的一種改善晶體邊緣質(zhì)量的裝置的有益效果：通過伺服電機(jī)和絲桿可調(diào)控伸縮線圈接入電路的有效圈數(shù)，絲桿帶著多個(gè)絲接架一同上行和下降，彈性繩縮短，彈性繩的彈力拉著伸縮線圈靠攏，而位于兩個(gè)供電組件的伸縮線圈被壓縮、圈數(shù)增加，使得磁場(chǎng)強(qiáng)度變大，即使變化的磁場(chǎng)極值之差變大，如此使坩堝更加快速的被加熱；

24、通過在防腐蝕環(huán)上方放置熱解碳涂層的多孔石墨環(huán)，多孔石墨環(huán)的空隙尺寸小于碳顆粒尺寸，能有效過濾防腐蝕環(huán)以及坩堝近壁側(cè)邊緣高溫區(qū)域粉料優(yōu)先升華石墨化產(chǎn)生過的碳顆粒，且因?yàn)槎嗫资h(huán)具有熱解碳涂層，對(duì)硅化腐蝕具有阻滯作用，不會(huì)因?yàn)樽陨硎牧隙纬尚碌奶碱w粒污染，從而提高晶體邊緣質(zhì)量。