电阻法碳化硅单晶生长设备的制作方法

本发明属于碳化硅单晶生长，尤其涉及一种电阻法碳化硅单晶生长设备。

背景技术：

1、碳化硅是一种重要的半导体材料，具有高熔点、优异的电学特性和热学性能，因此在功率电子、光电子、半导体器件等领域有着广泛的应用。电阻法碳化硅长晶是一种常见的制备大尺寸碳化硅单晶的方法，其原理是将含有目标材料的源块（通常为多晶源）和底块（用于接收生长的单晶）放入反应室中加热，产生气态物质，这些气态物质会被惰性气体（如氩气）带到目标地。在目标地，气相物质会冷却凝结形成单晶，并通过精密的温度控制系统调节电阻炉内的温度，以确保适合碳化硅单晶生长的温度条件。

2、现在的碳化硅晶体大部分是利用感应法碳化硅设备进行制得，在使用时存在一定的弊端：1）电感炉主要通过感应加热原理实现加热，容易导致被加热物料表面温度升高较快，而内部温度升高较慢，可能导致温度不均匀；2）在电感炉中，由于感应加热是通过电磁感应产生的涡流加热，会产生一定的能量损耗，影响了热效率；3）电感炉对被加热物料的特性有一定要求，通常要求被加热物料是导电性良好的金属材料，对于非金属材料或者不良导电性材料的加热效果不佳；4）电感炉内部由于高温和电磁场的存在，维护和清洁较为困难，需要专业人员进行维护和保养；5）电感炉的制造和安装成本相对较高，尤其是对于需要定制设计的大型电感炉来说。

3、因此，亟需设计一种电阻法碳化硅单晶生长设备，解决以上提到的现有技术中利用感应加热，使得加热不均匀、加热效率低、成本高、不便于专业人员进行维护和保养的问题。

技术实现思路

1、为解决背景技术中提及的现有技术中利用感应加热，使得加热不均匀、加热效率低、成本高、不便于专业人员进行维护和保养的技术问题，提供一种电阻法碳化硅单晶生长设备，以解决上述的问题。

2、为实现上述目的，本发明的电阻法碳化硅单晶生长设备的具体技术方案如下：

3、一种电阻法碳化硅单晶生长设备，包括支架，支架上设置有真空腔室，真空腔室内设置有石墨发热体，真空腔室上设置有加热组件，加热组件穿过真空腔室与石墨发热体连接，加热组件将石墨发热体竖直悬挂在真空腔室内部，加热组件通过电流使石墨发热体发热，以对真空腔室的内部进行加热。

4、进一步，加热组件包括直流电源柜，直流电源柜设置在支架上，直流电源柜上水平设置有第一铜排连接板和第二铜排连接板，第一铜排连接板远离直流电源柜的一端竖直连接有第一铜棒，第二铜排连接板远离直流电源柜的一端竖直连接有第二铜棒，第一铜棒和第二铜棒穿过真空腔室分别与第一水冷电极和第二水冷电极连接，第一水冷电极远离第一铜棒的一面和第二水冷电极远离第二铜棒的一面均与石墨发热体连接。

5、进一步，石墨发热体一端设置有凸台，凸台与第一水冷电极和第二水冷电极通过螺栓固定连接。

6、进一步，石墨发热体外周设置有多个切割槽，多个切割槽沿石墨发热体的轴向方向间隔设置。

7、进一步，还包括冷水组件，真空腔室包括内壳和外壳，内壳套设在外壳内，真空腔室顶部设置有上盖，上盖上设置有顶盖，真空腔室底部设置有底盖，真空腔室的内壳和外壳之间、上盖、顶盖和底盖均与冷水组件连接。

8、进一步，还包括升降模组，升降模组设置在支架上，升降模组上设置有旋转组件，旋转组件上旋转设置有旋转轴，旋转轴穿过真空腔室底盖与真空腔室内的晶体盘连接，以驱动晶体盘旋转和升降。

9、进一步，还包括一次抽真空组件和二次抽真空组件，真空腔室侧壁开设有第一真空孔和第二真空孔，一次抽真空组件与第一真空孔连接，一次抽真空组件用于对真空腔室内进行预抽真空，二次抽真空组件与第二真空孔连接，二次抽真空组件用于将真空腔室内部抽真空至预定真空值。

10、进一步，还包括高温红外测温仪，高温红外测温仪设置在真空腔室顶部，真空腔室顶盖开设有感温孔，高温红外测温仪与感温孔对准，以对真空腔室内部温度进行测温。

11、进一步，还包括通气组件，真空腔室侧壁开设有工艺气接口，通气组件通过工艺气接口与真空腔室内部连接，以将惰性气体通入到真空腔室内部。

12、进一步，真空腔室侧壁还开设有检修口，用于检修。

13、本发明的电阻法碳化硅单晶生长设备具有以下优点：

14、通过在真空腔室内设置有石墨发热体，真空腔室上设置有加热组件，加热组件穿过真空腔室与石墨发热体连接，加热组件将石墨发热体竖直悬挂在真空腔室内部，加热组件通过电流使石墨发热体发热，以对真空腔室的内部进行加热，通过电阻加热原理，能够实现较为均匀的加热效果，避免了温度不均匀导致的质量问题，相比其它加热方式，石墨发热体加热能够将电能高效转化为热能，减少能量损耗，提高能源利用效率，而且石墨发热体的加热功率和加热时间可以通过调节电流和电压等参数来控制，操作简单。

技术特征：

1.一种电阻法碳化硅单晶生长设备，其特征在于，包括支架，支架上设置有真空腔室，真空腔室内设置有石墨发热体，真空腔室上设置有加热组件，加热组件穿过真空腔室与石墨发热体连接，加热组件将石墨发热体竖直悬挂在真空腔室内部，加热组件通过电流使石墨发热体发热，以对真空腔室的内部进行加热。

2.根据权利要求1所述的电阻法碳化硅单晶生长设备，其特征在于，加热组件包括直流电源柜，直流电源柜设置在支架上，直流电源柜上水平设置有第一铜排连接板和第二铜排连接板，第一铜排连接板远离直流电源柜的一端竖直连接有第一铜棒，第二铜排连接板远离直流电源柜的一端竖直连接有第二铜棒，第一铜棒和第二铜棒穿过真空腔室分别与第一水冷电极和第二水冷电极连接，第一水冷电极远离第一铜棒的一面和第二水冷电极远离第二铜棒的一面均与石墨发热体连接。

3.根据权利要求2所述的电阻法碳化硅单晶生长设备，其特征在于，石墨发热体一端设置有凸台，凸台与第一水冷电极和第二水冷电极通过螺栓固定连接。

4.根据权利要求1所述的电阻法碳化硅单晶生长设备，其特征在于，石墨发热体外周设置有多个切割槽，多个切割槽沿石墨发热体的轴向方向间隔设置。

5.根据权利要求1所述的电阻法碳化硅单晶生长设备，其特征在于，还包括冷水组件，真空腔室包括内壳和外壳，内壳套设在外壳内，真空腔室顶部设置有上盖，上盖上设置有顶盖，真空腔室底部设置有底盖，真空腔室的内壳和外壳之间、上盖、顶盖和底盖均与冷水组件连接。

6.根据权利要求1所述的电阻法碳化硅单晶生长设备，其特征在于，还包括升降模组，升降模组设置在支架上，升降模组上设置有旋转组件，旋转组件上旋转设置有旋转轴，旋转轴穿过真空腔室底盖与真空腔室内的晶体盘连接，以驱动晶体盘旋转和升降。

7.根据权利要求1所述的电阻法碳化硅单晶生长设备，其特征在于，还包括一次抽真空组件和二次抽真空组件，真空腔室侧壁开设有第一真空孔和第二真空孔，一次抽真空组件与第一真空孔连接，一次抽真空组件用于对真空腔室内进行预抽真空，二次抽真空组件与第二真空孔连接，二次抽真空组件用于将真空腔室内部抽真空至预定真空值。

8.根据权利要求1所述的电阻法碳化硅单晶生长设备，其特征在于，还包括高温红外测温仪，高温红外测温仪设置在真空腔室顶部，真空腔室顶盖开设有感温孔，高温红外测温仪与感温孔对准，以对真空腔室内部温度进行测温。

9.根据权利要求1所述的电阻法碳化硅单晶生长设备，其特征在于，还包括通气组件，真空腔室侧壁开设有工艺气接口，通气组件通过工艺气接口与真空腔室内部连接，以将惰性气体通入到真空腔室内部。

10.根据权利要求1所述的电阻法碳化硅单晶生长设备，其特征在于，真空腔室侧壁还开设有检修口，用于检修。

技术总结本发明公开了一种电阻法碳化硅单晶生长设备，该电阻法碳化硅单晶生长设备包括支架，支架上设置有真空腔室，真空腔室内设置有石墨发热体，真空腔室上设置有加热组件，加热组件穿过真空腔室与石墨发热体连接，加热组件将石墨发热体竖直悬挂在真空腔室内部，加热组件通过电流使石墨发热体发热，以对真空腔室的内部进行加热。本发明提供的电阻法碳化硅单晶生长设备，通过电阻加热原理，能够实现较为均匀的加热效果，避免了温度不均匀导致的质量问题，相比其它加热方式，石墨发热体加热能够将电能高效转化为热能，减少能量损耗，提高能源利用效率，而且石墨发热体的加热功率和加热时间可以通过调节电流和电压等参数来控制，操作简单。技术研发人员：夏海洋,张旭,梅世界,方宏,陈智利,吴峰,刘少晗受保护的技术使用者：合肥高纳半导体科技有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/17