[发明专利]一种新型等离子升华结晶炉及碳化硅晶体棒的制备方法

说明书

本发明公开一种新型等离子升华结晶炉及碳化硅晶体棒的制备方法，其中，所述新型等离子升华结晶炉包括密封腔体，设置在所述密封腔体内的结晶模具以及等离子加热器，所述等离子加热器用于对放置在密封腔体内的碳化硅进行加热生成气化碳化硅，所述结晶模具用于将所述气化碳化硅聚集并结晶生成碳化硅晶体棒。本发明采用等离子加热器直接对碳化硅进行加热使其气化，能够提升热能利用效率，使得碳化硅晶体棒的制备效率更高，更节能；所述等离子加热器可根据不同的材质调节不同的温度，操作方便；且所述等离子加热器的加热区域可调。

技术领域

本发明涉及碳化硅晶体棒的制备领域，特别涉及一种新型等离子升华结晶炉及碳化硅晶体棒的制备方法。

背景技术

碳化硅(俗称金刚砂)半导体材料已经被广泛应用，由于其耐高压、可以承受大电流以及高频率开关等特性，新型二极管、MOS或者IGBT都在开发以碳化硅为衬底的半导体材料。碳化硅的结晶过程尤其复杂繁琐，它是以碳化硅粉体或者颗粒为原料，在保护气体的保护下高温加热到2700℃左右的时候，碳化硅会气化，在加热碳化硅的上方放置一个温度较低的冷却物体，则所述碳化硅气体会在所述冷却物体的表面重新结晶形成完整的晶体结构。

然而，传统加热通常是通过电阻丝加热炉子底部，整个炉子都要升高温度后，被加热的碳化硅才会温度升高，且远离加热电阻丝的金刚砂需要经过其他金刚砂的传导才能升温，这种加热方式热能利用率低，且结晶效率低下，通过需要经过7天左右的加热以及重新结晶，才可长成一根碳化硅晶体棒。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型等离子升华结晶炉及碳化硅晶体棒的制备方法，旨在解决现有制备碳化硅晶体棒的方法存在效率低、耗能大的问题。

本发明的技术方案如下：

一种新型等离子升华结晶炉，其中，包括密封腔体，设置在所述密封腔体内的结晶模具以及等离子加热器，所述等离子加热器用于对放置在密封腔体内的碳化硅进行加热生成气化碳化硅，所述结晶模具用于将所述气化碳化硅聚集并结晶生成碳化硅晶体棒。

所述的新型等离子升华结晶炉，其中，所述结晶模具为棒状结构。

所述的新型等离子升华结晶炉，其中，所述密封腔体内还设置有通入惰性气体的充气孔。

一种基于新型等离子升华结晶炉的碳化硅晶体棒的制备方法，其中，包括步骤：

向密封空间内通入惰性气体；

采用等离子加热器对放置在所述密封腔体内的碳化硅进行加热，得到气化碳化硅；

通过所述结晶模具使气化碳化硅重新结晶，形成完整的碳化硅晶体棒。

所述碳化硅晶体棒的制备方法，其中，所述惰性气体为氮气、氩气、氦气或氖气中的一种。

所述碳化硅晶体棒的制备方法，其中，所述等离子加热器的加热温度为2000-3000℃。

有益效果：本发明提供了一种新型等离子升华结晶炉，其包括密封腔体，设置在所述密封腔体内的结晶模具以及等离子加热器，所述等离子加热器用于对放置在密封腔体内的碳化硅进行加热生成气化碳化硅，所述结晶模具用于将所述气化碳化硅聚集并结晶生成碳化硅晶体棒。本发明通过等离子加热器直接对碳化硅进行加热使其气化，能够提升热能利用效率，使得碳化硅晶体棒的制备效率更高，更节能。

附图说明

图1为本发明一种新型等离子升华结晶炉较佳实施例的结构示意图。

图2为本发明一种碳化硅晶体棒的制备方法较佳实施例的流程图。

具体实施方式