[发明专利]一种高质量大直径SiC单晶的制备装置及方法

权利要求书

1.一种高质量大直径SiC单晶的制备装置，包括：坩埚、保温层和加热装置，其特征在于，还包括多孔石墨桶；其中，

所述坩埚位于保温层内；所述加热装置位于所述保温层的外侧；

所述多孔石墨桶位于坩埚内，与所述坩埚同轴，且所述多孔石墨桶的多孔桶体与所述坩埚的内壁形成中空夹层。

2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述坩埚的顶盖下表面固定设有籽晶。

3.根据权利要求2所述的制备装置，其特征在于，所述籽晶为圆棒状，与所述坩埚同轴。

4.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述加热装置为感应线圈。

5.根据权利要求4所述的制备装置，其特征在于，所述感应线圈为分立的多股线圈组合。

6.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述保温层为石墨硬毡或石墨软毡。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的制备装置，其特征在于，所述坩埚为等静压石墨材质。

8.一种利用权利要求1-7中任一项所述的制备装置制备高质量大直径SiC单晶的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将籽晶固定到坩埚的顶盖下表面和坩埚底部的上表面之间；

（2）将SiC原料填装于坩埚和多孔石墨桶之间的中空夹层中；

（3）抽真空，使坩埚内真空度小于等于10^-4Pa，通入惰性气体至压力为100Kpa；

（4）启动加热装置，以籽晶与坩埚的顶盖的接触点为测温点，加热升温至测温点温度为1800-2200℃，降低压力至500-2000Pa，SiC原料升华气化的生长组分在径向温度梯度的驱动下穿过多孔石墨桶的多孔桶体到达籽晶处开始生长；

（5）生长100-150h后，通入惰性气体使压力升高至100KPa，使晶体停止生长，降温至室温，取出完成生长的晶体。

9.根据权利要求8所述的一种制备高质量大直径SiC单晶的方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气。

10.根据权利要求8所述的一种制备装置制备高质量大直径SiC单晶的方法，其特征在于，步骤（5）中，所述生长时间为130h。