[实用新型]碳化硅晶体退火坩埚及退火装置

说明书

本实用新型提供一种碳化硅晶体退火坩埚及退火装置，该退火坩埚包括底部坩埚，底部坩埚；若干环形坩埚，依次叠置于所述底部坩埚上，位于最底部的所述环形坩埚的底端与所述底部坩埚的顶端螺纹连接，相邻的两个所述环形坩埚之间通过螺纹连接；顶盖，所述顶盖与最顶部的所述环形坩埚的顶端；所述底部坩埚、所述若干环形坩埚及所述顶盖共同限定出多个独立的退火腔体。利用本实用新型进行碳化硅晶体二次退火时，可以减小位于下方的晶体会受到上方晶体的压迫而产生外应力,降低碳化硅晶体在退火过程中因应力过大而造成晶体开裂的破损率，提高碳化硅晶体产率。

技术领域

本实用新型涉及大尺寸碳化硅晶体二次退火技术领域，特别是涉及碳化硅晶体退火坩埚及退火装置。

背景技术

碳化硅晶体拥有大禁带宽度、高电子饱和漂移速率、高临界击穿场强和高导热率等优异物理性质，同时具备较高的化学稳定性和抗辐射等化学性质，这些特殊的物理化学性质使得碳化硅材料在高温、高频、高功率、抗辐射、抗腐蚀器件以和光电集成器件等方面具有广阔的应用场景。

在碳化硅晶体生长过程中，为了扩大单晶尺寸、提高单晶质量和减少晶体缺陷等目的，可以使生长界面呈现微凸状。由于需要生长界面微凸，所以导致生长区域中心的生长速率要大于边缘区域，即中心区域的轴向温度梯度大于边缘区域的轴向温度梯度，结果导致了与籽晶同一平面的晶体的生长时间和生长速度不同，进而造成了晶体内部的应力产生，并且晶体越凸，晶体内部的应力就越大，晶体生长过程中，需要通过经常调整保温层结构来改变晶体生长区域的轴向温度梯度，来保证晶体生长界面的外形。

由于晶体生长过程中需要界面微凸状，为了降低晶体内部的应力，在生长结束后，一般需要于生长炉中进行的第一次原位退火来在一定程度上降低晶体内部应力，但是仍不能完全避免晶体在后续加工中出现开裂现象，通过需要将经过一次退火的碳化硅晶体取出后进行二次退火，以达到进一步降低晶体应力的目的。然而在实际生产过程中，出于成本的考虑，往往不是单独进行一块晶体的退火，通常同时会进行2-4块晶体的退火，这就导致了退火坩埚中，位于下方的晶体会受到上方晶体的压迫而产生外应力，从而导致晶体在退火过程和后续加工中出现开裂现象。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种碳化硅晶体退火坩埚及退火装置，用于解决现有技术中在进行多块碳化硅晶体退火时，位于下方的晶体会受到上方晶体的压迫而产生外应力，从而导致晶体在退火过程和后续加工中出现开裂现象的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种碳化硅晶体退火坩埚，所述碳化硅晶体退火坩埚包括：

底部坩埚；

若干环形坩埚，依次叠置于所述底部坩埚上，位于最底部的所述环形坩埚的底端与所述底部坩埚的顶端螺纹连接，相邻的两个所述环形坩埚之间通过螺纹连接；

顶盖，所述顶盖与最顶部的所述环形坩埚的顶端；

所述底部坩埚、所述若干环形坩埚及所述顶盖共同限定出多个独立的退火腔体。

在一可选实施例中，所述顶盖包括圆盘形盖体以及自该圆盘形盖体向下凸出的凸出连接部，所述顶盖通过所述凸出连接部与最顶部的所述环形坩埚的顶端螺纹连接。

在一可选实施例中，所述底部坩埚的高度介于50mm-80mm之间。

在一可选实施例中，所述环形坩埚的高度介于60mm-95mm之间。

在一可选实施例中，所述环形坩埚包括坩埚主体部和自所述坩埚主体部的底部向下凸出的底部连接部，所述环形坩埚通过自身的所述底部连接部与所述底部坩埚的顶端或位于该环形坩埚下方的另一个环形坩埚的顶端螺纹连接。

在一可选实施例中，所述底部连接部的高度介于10mm-15mm之间。

在一可选实施例中，所述环形坩埚和所述底部坩埚的内径相同。