一种碳化硅生长装置和生长方法

摘要

本发明提供了一种碳化硅生长装置和生长方法，涉及碳化硅晶体生长技术领域，该碳化硅生长装置包括生长坩埚、加热装置、籽晶定位盖、定位架、称重装置和承载连接件，将籽晶定位盖通过承载连接件与称重装置连接，并且籽晶定位盖与生长坩埚间隙配合，从而避免了生长坩埚对籽晶定位盖的支撑，并且称重装置能够通过承载连接件吊装籽晶定位盖，使得籽晶定位盖、籽晶和生长的碳化硅晶体能够仅仅作用在称重装置上，通过称重装置实时对籽晶定位盖、籽晶和碳化硅晶体的重量进行测量，而籽晶定位盖和籽晶的重量固定，进而实现了对碳化硅晶体的重量的实时精准测量，并能够借此实现工艺调整，提升碳化硅晶体生长质量。

权利要求

1.一种碳化硅生长装置，其特征在于，包括：

生长坩埚（110），所述生长坩埚（110）具有一开口（111），并用于容纳碳化硅粉料；

加热装置（120），所述加热装置（120）设置在所述生长坩埚（110）周围，用于加热所述生长坩埚（110）；

籽晶定位盖（130），所述籽晶定位盖（130）设置在所述开口（111）处，并与所述开口（111）的边缘间隙配合，所述籽晶定位盖（130）的底侧粘接有籽晶（131），所述籽晶（131）用于生长碳化硅晶体；

定位架（140），所述定位架（140）至少部分延伸至所述生长坩埚（110）上方；

称重装置（150），所述称重装置（150）固定设置在所述定位架（140）延伸至所述生长坩埚（110）上方的部分；

承载连接件（160），所述承载连接件（160）的一端与所述籽晶定位盖（130）的顶侧连接，另一端与所述称重装置（150）连接；

其中，所述称重装置（150）用于通过所述承载连接件（160）吊装所述籽晶定位盖（130），并实时对所述籽晶定位盖（130）、所述籽晶（131）和所述碳化硅晶体的重量进行测量；

所述籽晶定位盖（130）与所述开口（111）的边缘之间的间隙在0.1mm‑10mm之间；所述籽晶定位盖（130）的边缘还设置有折弯挡帘（132），所述折弯挡帘（132）遮挡所述籽晶定位盖（130）与所述开口（111）的边缘之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述折弯挡帘（132）的边缘与所述生长坩埚（110）密封接合，并能够相对所述生长坩埚（110）滑动。

3.根据权利要求1所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述籽晶定位盖（130）的直径大于所述开口（111）的内径，且所述籽晶定位盖（130）设置在所述开口（111）上方，所述籽晶定位盖（130）的边缘与所述开口（111）的边缘对应且间隙配合，所述折弯挡帘（132）罩设在所述生长坩埚（110）的顶端外侧，并与所述生长坩埚（110）的外壁间隙配合。

4.根据权利要求1所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述籽晶定位盖（130）的直径小于所述开口（111）的内径，且所述籽晶定位盖（130）设置在所述开口（111）内，所述籽晶定位盖（130）的边缘与所述开口（111）的边缘对应且间隙配合，所述折弯挡帘（132）与所述开口（111）的边缘对应设置，并遮挡所述籽晶定位盖（130）和所述生长坩埚（110）之间的间隙，且所述折弯挡帘（132）与所述生长坩埚（110）的顶端间隙配合。

5.根据权利要求3或4所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述承载连接件（160）包括螺杆（161）、螺套（162）和套筒（163），所述螺杆（161）的顶端与所述称重装置（150）连接，且所述螺杆（161）的外周面设置有外螺纹，所述螺套（162）设置在所述螺杆（161）上，并与所述螺杆（161）螺纹连接，所述套筒（163）套设在所述螺杆（161）外，且所述套筒（163）的一端与所述螺套（162）连接，另一端连接至所述籽晶定位盖（130），所述螺套（162）用于调整所述螺杆（161）和所述套筒（163）的相对位置，以调整所述籽晶定位盖（130）与所述生长坩埚（110）之间的相对位置。

6.根据权利要求3或4所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述承载连接件（160）包括第一连接杆（165）、电动推杆（166）、第二连接杆（167）和导向筒（168），所述第一连接杆（165）的顶端与所述称重装置（150）连接，所述电动推杆（166）设置在所述第一连接杆（165）的另一端，所述第二连接杆（167）的一端与所述电动推杆（166）连接，另一端连接至所述籽晶定位盖（130），所述导向筒（168）设置在所述第一连接杆（165）上，并套设在所述电动推杆（166）和所述第二连接杆（167）外。

7.一种碳化硅生长方法，适用于如权利要求1‑6任一项所述的碳化硅生长装置，其特征在于，所述生长方法包括：由生长坩埚（110）的开口（111）向内装入碳化硅粉料；

将带有籽晶（131）的籽晶定位盖（130）设置在开口（111）处，其中所述籽晶定位盖（130）与所述开口（111）的边缘间隙配合；

利用加热装置（120）加热所述生长坩埚（110），并设置工艺参数；

通过称重装置（150）实时对所述籽晶定位盖（130）、所述籽晶（131）和碳化硅晶体的重量进行测量，以实时获取所述碳化硅晶体的重量；

根据所述碳化硅晶体的重量调整所述工艺参数。

说明书

一种碳化硅生长装置和生长方法

技术领域

[0001] 本发明涉及碳化硅晶体生长技术领域，具体而言，涉及一种碳化硅生长装置和生长方法。

背景技术

[0002] 碳化硅(SiC)作为新兴的第三代半导体核心材料，具有宽禁带、高临界击穿电场强度、高电子迁移率以及良好的抗辐照性和化学稳定性等优异性，这使其成为一种广泛应用的重要衬底晶片材料，在航空器件、新能源汽车、轨道交通和家用电器等领域展现了良好的应用前景。

[0003] 目前主要用物理气相输运法（PVT）生长碳化硅晶体，然而，经发明人研究发现，现有技术中的生长装置，多是采用坩埚盖粘接籽晶后将坩埚盖固定在坩埚上，从而形成封闭的“黑盒”结构，难以获取内部晶体的生长情况，对于长晶的速率和重量难以监控。

发明内容

[0004] 本发明的目的包括，例如，提供了一种碳化硅生长装置和生长方法，其能够直接对生长晶体的重量进行测量，对于长晶的速率和重量实现精准监控，并能够借此实现工艺调整，提升碳化硅晶体生长质量。

[0005] 本发明的实施例可以这样实现：

[0006] 第一方面，本发明提供一种碳化硅生长装置，包括：

[0007] 生长坩埚，所述生长坩埚具有一开口，并用于容纳碳化硅粉料；

[0008] 加热装置，所述加热装置设置在所述生长坩埚周围，用于加热所述生长坩埚；

[0009] 籽晶定位盖，所述籽晶定位盖设置在所述开口处，并与所述开口的边缘间隙配合，所述籽晶定位盖的底侧粘接有籽晶，所述籽晶用于生长碳化硅晶体；

[0010] 定位架，所述定位架至少部分延伸至所述生长坩埚上方；

[0011] 称重装置，所述称重装置固定设置在所述定位架延伸至所述生长坩埚上方的部分；

[0012] 承载连接件，所述承载连接件的一端与所述籽晶定位盖的顶侧连接，另一端与所述称重装置连接；

[0013] 其中，所述称重装置用于通过所述承载连接件吊装所述籽晶定位盖，并实时对所述籽晶定位盖、所述籽晶和所述碳化硅晶体的重量进行测量。

[0014] 在可选的实施方式中，所述籽晶定位盖与所述开口的边缘之间的间隙在0.1mm‑10mm之间。

[0015] 在可选的实施方式中，所述籽晶定位盖的边缘还设置有折弯挡帘，所述折弯挡帘遮挡所述籽晶定位盖与所述开口的边缘之间的间隙。

[0016] 在可选的实施方式中，所述折弯挡帘的边缘与所述生长坩埚密封接合，并能够相对所述生长坩埚滑动。

[0017] 在可选的实施方式中，所述籽晶定位盖的直径大于所述开口的内径，且所述籽晶定位盖设置在所述开口上方，所述籽晶定位盖的边缘与所述开口的边缘对应且间隙配合，所述折弯挡帘罩设在所述生长坩埚的顶端外侧，并与所述生长坩埚的外壁间隙配合。

[0018] 在可选的实施方式中，所述籽晶定位盖的直径小于所述开口的内径，且所述籽晶定位盖设置在所述开口内，所述籽晶定位盖的边缘与所述开口的边缘对应且间隙配合，所述折弯挡帘与所述开口的边缘对应设置，并遮挡所述籽晶定位盖和所述生长坩埚之间的间隙，且所述折弯挡帘与所述生长坩埚的顶端间隙配合。

[0019] 在可选的实施方式中，所述承载连接件包括螺杆、螺套和套筒，所述螺杆的顶端与所述称重装置连接，且所述螺杆的外周面设置有外螺纹，所述螺套设置在所述螺杆上，并与所述螺杆螺纹连接，所述套筒套设在所述螺杆外，且所述套筒的一端与所述螺套连接，另一端连接至所述籽晶定位盖，所述螺套用于调整所述螺杆和所述套筒的相对位置，以调整所述籽晶定位盖与所述生长坩埚之间的相对位置。

[0020] 在可选的实施方式中，所述承载连接件包括第一连接杆、电动推杆、第二连接杆和导向筒，所述第一连接杆的顶端与所述称重装置连接，所述电动推杆设置在所述第一连接杆的另一端，所述第二连接杆的一端与所述电动推杆连接，另一端连接至所述籽晶定位盖，所述导向筒设置在所述第一连接杆上，并套设在所述电动推杆和所述第二连接杆外。

[0021] 第二方面，本发明提供一种碳化硅晶体生长方法，适用于如前述实施方式任一项所述的碳化硅生长装置，所述生长方法包括：

[0022] 由生长坩埚的开口向内装入碳化硅粉料；

[0023] 将带有籽晶的籽晶定位盖设置在开口处，其中所述籽晶定位盖与所述开口的边缘间隙配合；

[0024] 利用加热装置加热所述生长坩埚，并设置工艺参数；

[0025] 通过称重装置实时对所述籽晶定位盖、所述籽晶和碳化硅晶体的重量进行测量，以实时获取所述碳化硅晶体的重量；

[0026] 根据所述碳化硅晶体的重量调整所述工艺参数。

[0027] 第三方面，本发明提供了一种碳化硅晶体，其采用前述的碳化硅生长方法制备而成。

[0028] 本发明实施例的有益效果包括，例如：

[0029] 本发明实施例提供的碳化硅生长装置，将籽晶定位盖通过承载连接件与称重装置连接，并且籽晶定位盖与生长坩埚间隙配合，从而避免了生长坩埚对籽晶定位盖的支撑，并且称重装置能够通过承载连接件吊装籽晶定位盖，使得籽晶定位盖、籽晶和生长的碳化硅晶体能够仅仅作用在称重装置上，通过称重装置实时对籽晶定位盖、籽晶和碳化硅晶体的重量进行测量，而籽晶定位盖和籽晶的重量固定，进而实现了对碳化硅晶体的重量的实时精准测量。相较于现有技术，本发明提供的碳化硅生长装置，能够直接对生长晶体的重量进行测量，对于长晶的速率和重量实现精准监控，并能够借此实现工艺调整，提升碳化硅晶体生长质量。

附图说明

[0030] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0031] 图1为本发明第一实施例提供的碳化硅生长装置的整体结构示意图；

[0032] 图2为本发明第一实施例提供的碳化硅生长装置的局部结构示意图；

[0033] 图3为本发明其他较佳的实施例中碳化硅生长装置的局部结构示意图；

[0034] 图4为图2中籽晶定位盖与套筒的连接结构示意图；

[0035] 图5为本发明第二实施例提供的碳化硅生长装置的结构示意图；

[0036] 图6为本发明第二实施例提供的碳化硅生长装置的另一种结构的示意图；

[0037] 图7为本发明第三实施例提供的碳化硅生长装置的结构示意图；

[0038] 图8为本发明第四实施例提供的碳化硅生长方法的步骤框图。

[0039] 图标：100‑碳化硅生长装置；110‑生长坩埚；111‑开口；120‑加热装置；130‑籽晶定位盖；131‑籽晶；132‑折弯挡帘；1321‑柔性抵持件；133‑凸台；134‑装配槽；135‑贯穿槽；136‑卡持环槽；137‑卡持块；140‑定位架；150‑称重装置；160‑承载连接件；161‑螺杆；162‑螺套；163‑套筒；164‑止挡块；165‑第一连接杆；166‑电动推杆；167‑第二连接杆；168‑导向筒；169‑阻尼杆；1691‑第一阻尼筒；1693‑第二阻尼筒；200‑炉体。

具体实施方式

[0040] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0041] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0042] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0043] 在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0044] 此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0045] 正如背景技术中所公开的，在利用PVT法生长碳化硅晶体的领域，现有技术中通常是采用固定式坩埚来实现的，即坩埚盖通常通过螺纹或者扣合等方式盖合在坩埚本体上，并在坩埚盖内侧粘接籽晶，此时坩埚本体对坩埚盖起到支撑作用。这种方案会形成封闭的“黑盒”结构，无法从外部直观地对内部晶体生长情况进行监控。

[0046] 进一步地，出现了对坩埚进行称重的方案，或者对于底部剩余粉料进行称重，即通过粉料剩余量来计算晶体生长量，而由于晶体生长过程中粉料会产生损耗，因此导致通过粉料来计算晶体重量的方式并不准确，得到的晶体生长量也并不精准，同样对于长晶的速率和重量难以监控。

[0047] 为了解决上述问题，本发明提供了一种碳化硅生长装置、碳化硅晶体生长方法和碳化硅晶体，需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

[0048] 第一实施例

[0049] 参见图1，本实施例提供了一种碳化硅生长装置100，其能够直接对生长晶体的重量进行测量，对于长晶的速率和重量实现精准监控，并能够借此实现工艺调整，提升碳化硅晶体生长质量。

[0050] 本实施例提供的碳化硅生长装置100，包括生长坩埚110、加热装置120、籽晶定位盖130、定位架140、称重装置150和承载连接件160，生长坩埚110具有一开口111，并用于容纳碳化硅粉料；加热装置120设置在生长坩埚110周围，用于加热生长坩埚110；籽晶定位盖130设置在开口111处，并与开口111的边缘间隙配合，籽晶定位盖130的底侧粘接有籽晶
131，籽晶131用于生长碳化硅晶体；定位架140至少部分延伸至生长坩埚110上方；称重装置
150固定设置在定位架140延伸至生长坩埚110上方的部分；承载连接件160的一端与籽晶定位盖130的顶侧连接，另一端与称重装置150连接；其中，称重装置150用于通过承载连接件
160吊装籽晶定位盖130，并实时对籽晶定位盖130、籽晶131和碳化硅晶体的重量进行测量。

[0051] 在本实施例中，碳化硅生长装置100可以是生长炉，生长坩埚110设置在炉体200内部，而定位架140设置在炉体200的顶部，并延伸至生长坩埚110的正上方，称重装置150固定设置在定位架140上，从而能够对下方的部件进行称重。其中生长炉的内部其他部件可以参考现有的碳化硅生长炉，在此不做详细介绍。

[0052] 需要说明的是，本实施例将籽晶定位盖130通过承载连接件160与称重装置150连接，并且籽晶定位盖130与生长坩埚110间隙配合，从而避免了生长坩埚110对籽晶定位盖130的支撑，并且称重装置150能够通过承载连接件160吊装籽晶定位盖130，使得籽晶定位盖130、籽晶131和生长的碳化硅晶体能够仅仅作用在称重装置150上，通过称重装置150实时对籽晶定位盖130、籽晶131和碳化硅晶体的重量进行测量，而籽晶定位盖130和籽晶131的重量固定，进而实现了对碳化硅晶体的重量的实时精准测量，从而能够对于长晶的速率和重量实现精准监控，并能够借此实现工艺调整，提升碳化硅晶体生长质量。

[0053] 在本实施中，称重装置150包括电子称和显示屏（图未示），电子称固定设置在定位架140上，并与承载连接件160连接，显示屏与电子称通信连接。具体地，该电子称的称重精度可以小于1克，精度高。显示屏可以设置在定位架140的外侧，并裸露在生长炉外部，电子称的称重数据可以直接通过显示屏展现，方便工作人员对电子称的读数进行实时监控。

[0054] 进一步地，显示屏上还可以显示生长速率，具体地，通过对电子称的读数和时间的分析，能够计算出碳化硅晶体的重量生长速率，并显示在显示屏上，便于更好地进行工艺参数的调整。例如，若显示屏显示出碳化硅晶体的重量生长速率较低时，则可以调整利于生长的工艺参数，例如调高加热温度或调整温度梯度，以进一步提升晶体生长速率。

[0055] 在本实施例中，籽晶定位盖130与开口111的边缘之间的间隙L1在0.1mm‑10mm之间。优选地，籽晶定位盖130与开口111的边缘之间的间隙L1为1mm，此处通过对间隙L1的合理控制，使得碳化硅粉料损耗量和称重精度之间得以平衡。如若间隙过小，例如小于0.1mm，则会导致籽晶定位盖130与生长坩埚110之间的距离过小而产生干涉，生长坩埚110会影响籽晶定位盖130的吊装状态，进而影响称重精度；如若间隙过大，例如大于10mm，则会造成粉料损耗过多，影响结晶速度和品质。

[0056] 参见图2和图4，在本实施例中，籽晶定位盖130的直径大于开口111的内径，且籽晶定位盖130设置在开口111上方，籽晶定位盖130的边缘与开口111的边缘对应且间隙配合。具体地，籽晶定位盖130的直径与生长坩埚110的外径相适配，从而在竖直方向上籽晶定位盖130能够完全遮挡生长坩埚110的开口111，从而保证籽晶131有足够的粘接空间。

[0057] 在本实施例中，承载连接件160包括螺杆161、螺套162和套筒163，螺杆161的顶端与称重装置150连接，且螺杆161的外周面设置有外螺纹，螺套162设置在螺杆161上，并与螺杆161螺纹连接，套筒163套设在螺杆161外，且套筒163的一端与螺套162连接，另一端连接至籽晶定位盖130，螺套162用于调整螺杆161和套筒163的相对位置，以调整籽晶定位盖130与生长坩埚110之间的相对位置。具体地，螺套162一体设置在套筒163的顶端，套筒163的底端固定连接于籽晶定位盖130的顶侧，在实际安装时，可以通过转动籽晶定位盖130的方式带动套筒163和螺套162相对螺杆161转动，进而调整籽晶定位盖130与生长坩埚110之间的相对位置，保证籽晶定位盖130与生长坩埚110之间的间隙在0.1mm‑10mm之间。

[0058] 值得注意的是，本实施例中为了保证籽晶定位盖130与生长坩埚110之间的间隙精准地控制在1mm，可以通过转动圈数确定。具体地，螺杆161上的外螺纹的螺距可以为0.5mm，因此，籽晶定位盖130转动一圈所调整的距离即为0.5mm。在实际安装时，可以首先将籽晶定位盖130正向转动，并将籽晶定位盖130朝下调整至极限位置，即籽晶定位盖130与生长坩埚110抵持的状态，此时再反向转动籽晶定位盖130两圈，就可以保证籽晶定位盖130与生长坩埚110之间的间隙精准控制在1mm。

[0059] 在本实施例中，螺杆161的底端还设置有止挡块164，止挡块164的尺寸大于螺套162的内径，从而能够防止套筒163和螺套162从螺杆161上脱落。

[0060] 在本实施例中，籽晶定位盖130的周缘还设置有折弯挡帘132，折弯挡帘132罩设在生长坩埚110的顶端外侧，并与生长坩埚110的外壁间隙配合。具体地，折弯挡帘132的材料可以与籽晶定位盖130的材料一致，并且由籽晶定位盖130的周缘朝外伸出并向下折弯，在籽晶定位盖130调整到位后，折弯挡帘132能够恰好遮挡在籽晶定位盖130与生长坩埚110的间隙处，从而阻挡生长坩埚110内部的气态物质大量溢出，进一步减少碳化硅粉料的损耗。

[0061] 需要说明的是，本实施例中折弯挡帘132一体设置在籽晶定位盖130的周缘，并能够在籽晶定位盖130的内侧围设形成一凹槽，该凹槽的尺寸能够与生长坩埚110的尺寸相适配，并略大于生长坩埚110的外径，在实际组装时，可以利用折弯挡帘132对生长坩埚110进行导向对位，从而保证生长坩埚110和籽晶定位盖130能够对位，保证装配精度。

[0062] 进一步地，本实施例中折弯挡帘132与生长坩埚110的外壁之间的间隙L2也可以在0.1mm‑10mm之间，一方面能够避免生长坩埚110对籽晶定位盖130的干涉，另一方面能够避免气态物质大量溢出，降低了碳化硅粉料的损耗。

[0063] 在本发明其他较佳的实施例中，参见图3，折弯挡帘132的边缘与所述生长坩埚110密封接合，并能够相对所述生长坩埚110滑动。具体地，折弯挡帘132的底侧边缘可以设置柔性抵持件1321，该柔性抵持件1321可以是石墨纸，并抵持在生长坩埚110的外壁上，从而进一步防止气态物质溢出。并且，由于石墨纸重量轻、质地柔软，可以认定其与生长坩埚110之间能够自由滑动，其不会对称重装置150的精度造成影响。

[0064] 在本实施例中，由于籽晶定位盖130失去了生长坩埚110的支撑，因此籽晶定位盖130、籽晶131和碳化硅晶体的重量均集中在了承载连接件160上，因此螺套162与籽晶定位盖130的连接处需要补强，优选地，可以在籽晶定位盖130的顶侧中心局部隆起形成凸台
133，凸台133上设置有装配槽134，将套筒163装配在螺纹槽中，从而实现套筒163和籽晶定位盖130之间的固定。具体地，此处可以在装配槽134的侧壁上开设贯穿槽135，并在贯穿槽
135的底侧设置卡持环槽136，在套筒163的底端周缘设置卡持块137，卡持块137能够沿贯穿槽135插入至卡持环槽136中，从而实现套筒163和装配槽134之间的固定。并且，为了避免转动籽晶定位盖130的过程中造成卡持块137的松动，此处卡持环槽136与卡持块137之间能够保证过盈配合。

[0065] 进一步地，为了避免凸台133对籽晶定位盖130的热均匀性造成影响，此处可以在凸台133周围设置保温层，通过调整保温层的厚度，能够使得籽晶定位盖130各处的热传导性能近似，从而保证均热性。

[0066] 综上所述，本实施例提供了一种碳化硅生长装置100，将籽晶定位盖130通过承载连接件160与称重装置150连接，并且籽晶定位盖130与生长坩埚110间隙配合，从而避免了生长坩埚110对籽晶定位盖130的支撑，并且称重装置150能够通过承载连接件160吊装籽晶定位盖130，使得籽晶定位盖130、籽晶131和生长的碳化硅晶体能够仅仅作用在称重装置150上，通过称重装置150实时对籽晶定位盖130、籽晶131和碳化硅晶体的重量进行测量，而籽晶定位盖130和籽晶131的重量固定，进而实现了对碳化硅晶体的重量的实时精准测量，并能够借此实现工艺调整，提升碳化硅晶体生长质量。

[0067] 第二实施例

[0068] 参见图5，本实施例提供了一种碳化硅生长装置100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

[0069] 在本实施例中，承载连接件160包括第一连接杆165、电动推杆166、第二连接杆167和导向筒168，第一连接杆165的顶端与称重装置150连接，电动推杆166设置在第一连接杆165的另一端，第二连接杆167的一端与电动推杆166连接，另一端连接至籽晶定位盖130，导向筒168设置在第一连接杆165上，并套设在电动推杆166和第二连接杆167外。具体地，通过设置电动推杆166，能够自动地对第二连接杆167进行上下位置调整，从而调整籽晶定位盖
130与生长坩埚110之间的距离，十分方便。并且，通过设置导向筒168，第二连接杆167能够装配在导向筒168中，能够对第二连接杆167进行导向限位，从而避免电动推杆166产生的水平力矩对第二连接杆167的运动轨迹造成影响，保证籽晶定位盖130的装配精度。

[0070] 在本实施例中，为了保证籽晶定位盖130和生长坩埚110之间的间隙L1在0.1‑10mm之间，例如将间隙精确控制在1mm，同样可以利用电动推杆166首先将第二连接杆167向下推动至极限位置，即籽晶定位盖130与生长坩埚110相抵持的状态，然后利用电动推杆166将第二连接杆167向上推动1mm，利用电动推杆166的精确推进，能够保证籽晶定位盖130与生长坩埚110之间的间隙精准控制在1mm。

[0071] 需要说明的是，本实施例中电动推杆166的基本构造可以参考现有技术，并且其可以通过导线穿过第一连接杆165后与外部电源连接，从而实现供电。此处可以标定电动推杆166的启动动作，例如在电动推杆166启动后，其总是会将第二连接杆167推动至最下端后向上回复1mm，实现对籽晶定位盖130的精准控制。当然，此处间隙数值可以根据实际情况进行调整，则电动推杆166的回复数值也可以适应性进行调整。

[0072] 参见图6，进一步地，由于碳化硅晶体在生长过程中会导致重量增加，进而使得承载连接件160受力增加，为了避免对电动推杆166的过分拉扯影响电动推杆166的正常运作，在本发明其他较佳的实施例中，可以在承载连接件160周围均匀设置多个阻尼杆169，多个阻尼杆169能够在籽晶定位盖130移动过程中提供一定的阻尼，并在籽晶定位盖130固定后持续提供阻尼，为承载连接件160分担一定的作用力。

[0073] 在本实施例中，称重装置150可以设置一承载板，利用承载板来连接下方的承载连接件160，阻尼杆169包括第一阻尼筒1691和第二阻尼筒1693，第一阻尼筒1691的一端与承载板连接，另一端朝下伸出，第二阻尼筒1693的一端套设在第一阻尼筒1691上，另一端与籽晶定位盖130连接，第一阻尼筒1691的外壁和第二阻尼筒1693的内壁直接接触，并且在第一阻尼筒1691的外部和第二阻尼筒1693的内壁均设置有微小凸起，从而增大第一阻尼筒1691和第二阻尼筒1693之间的摩擦力，进而提供一定的阻尼。通过设置第一阻尼筒1691和第二阻尼筒1693，能够在籽晶定位盖130固定位置后提供移动的连接摩擦力，使得承载连接件160受到的拉应力得以分散，此外，第一阻尼筒1691和第二阻尼筒1693还可以起到一定的导向作用，进一步避免电动推杆166产生的水平力矩对第二连接杆167的运动轨迹造成影响，保证籽晶定位盖130的装配精度。

[0074] 需要说明的是，此处第一阻尼筒1691和第二阻尼筒1693之间的摩擦力远小于电动推杆166提供的推动力，因此在电动推杆166作用时，第一阻尼筒1691和第二阻尼筒1693之间的摩擦力并不会影响电动推杆166和籽晶定位盖130。

[0075] 本实施例提供的碳化硅生长装置100，通过电动推杆166的结构来实现籽晶定位盖130位置的调整，精度高且调整准确，并且能够保证籽晶定位盖130的装配精度。

[0076] 第三实施例

[0077] 参见图7，本实施例提供了一种碳化硅生长装置100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

[0078] 在本实施例中，籽晶定位盖130的直径小于开口111的内径，且籽晶定位盖130设置在开口111内，籽晶定位盖130的边缘与开口111的边缘对应且间隙配合。具体地，籽晶定位盖130可以恰好装配在生长坩埚110的开口111内侧，并且，籽晶定位盖130的顶侧可以与生长坩埚110的顶端相平齐，此时籽晶定位盖130的周缘与生长坩埚110的内壁间隙配合，同样能够避免生长坩埚110对籽晶定位盖130的支撑限位。

[0079] 在本实施例中，籽晶定位盖130的周缘与生长坩埚110的内壁之间的间隙L1也可以是0.1mm‑10mm，优选为1mm。由于本实施例中籽晶定位盖130与生长坩埚110的尺寸固定，因此在实际装配时只需要保证籽晶定位盖130精准装入开口111即可保证间隙在预设范围内，因此无需复杂的精确定位方式，使得籽晶定位盖130和生长坩埚110之间的装配精度更高。此处通过对间隙的合理控制，使得碳化硅粉料损耗量和称重精度之间得以平衡。

[0080] 在本实施例中，籽晶定位盖130的顶侧边缘还设置有折弯挡帘132，折弯挡帘132与开口111的边缘对应设置，并遮挡籽晶定位盖130和生长坩埚110之间的间隙，且折弯挡帘132与生长坩埚110的顶端间隙配合。具体地，折弯挡帘132一体设置在籽晶定位盖130的顶侧边缘，并向上且向外折弯。优选地，折弯挡帘132层环状分布在籽晶定位盖130的边缘，且折弯挡帘132的外径与生长坩埚110的外径相同，从而保证折弯挡帘132能够完全遮挡住籽晶定位盖130与生长坩埚110内壁之间的间隙。通过设置折弯挡帘132，能够阻挡生长坩埚
110内部的气态物质大量溢出，进一步减少碳化硅粉料的损耗。

[0081] 需要说明的是，本实施例中由于籽晶定位盖130与生长坩埚110之间的间隙为竖直向设置，并直接与生长坩埚110内部相连通。而生长坩埚110内部的碳化硅粉料在高温作用下升华后，在温度梯度的作用下会竖直向上运动至籽晶131，因此生长坩埚110内的气流方向也是区域竖直向上，会直接从间隙处溢出，且溢出速率较大，进而造成粉料的大量损耗。因此，本实施例中通过设置折弯挡帘132，能够将竖直向上的气流阻挡，实现缓流，避免大量气态物质向外快速流出，有效减少了粉料的损耗。

[0082] 在本实施例中，折弯挡帘132与生长坩埚110的顶端之间的间隙L2也可以在0.1mm‑10mm之间，优选为1mm。具体地，此处折弯挡帘132与生长坩埚110之间的间隙控制方式可以参考第一实施例中的定位后反转的方式，在此不再赘述。相对地，此处折弯挡帘132与生长坩埚110之间的间隙要求精度较低，也可以直接通过目视的方式进行定位。

[0083] 本实施例提供的碳化硅生长装置100，通过采用内嵌式的籽晶定位盖130，保证了籽晶定位盖130与生长坩埚110之间始终精准地存在间隙，无需复杂的定位方案，更加简单便捷。

[0084] 第四实施例

[0085] 参见图8，本实施例提供了一种碳化硅生长方法，其适用于如第一实施例、第二实施例或第三实施例中的碳化硅生长装置100，该生长方法包括以下步骤：

[0086] S1：由生长坩埚110的开口111向内装入碳化硅粉料。

[0087] 具体地，可以通过开口111装入碳化硅粉料，碳化硅粉料的用量可以参考常规的碳化硅生长方案。

[0088] S2：将带有籽晶131的籽晶定位盖130设置在开口111处。

[0089] 具体地，可以提前将籽晶131粘接在籽晶定位盖130上，其中籽晶定位盖130与开口111的边缘间隙配合。在实际装配时，可以通过承载连接件160来调整间隙，使得间隙设定在
0.1mm‑10mm之间，优选间隙设定在1mm左右。

[0090] S3：利用加热装置120加热生长坩埚110，并设置工艺参数。

[0091] 具体地，可以通过加热装置120加热生长坩埚110，并设置温度、压强等工艺参数。‑6
其中，在加热前，可以将生长炉和生长坩埚110抽真空达到5×10 mpar以下，然后充入工艺气体，该工艺气体可以是氩气、氮气、氢气、氦气等气体的一种或多种。再将生长坩埚110内的压强保持在1～800mbar，然后利用加热装置120加热生长坩埚110，温度达到1800～2300℃后，碳化硅粉料升华变成气体，沿着温度梯度从高温区域流向低温区域，在籽晶131的生长表面上沉积形成碳化硅单晶。

[0092] S4：通过称重装置150实时对籽晶定位盖130、籽晶131和碳化硅晶体的重量进行测量，以实时获取碳化硅晶体的重量。

[0093] 具体地，在生长过程中，能够通过称重装置150实时获取碳化硅晶体的重量，从而对碳化硅晶体的生长速率实时监控。

[0094] S5：根据碳化硅晶体的重量调整工艺参数。

[0095] 具体地，在监控过程中，可以根据碳化硅晶体的重量变化情况和生长速率来反馈调节对应的工艺参数，例如温度或压强，从而使得碳化硅晶体生长更加趋于稳定和高效。

[0096] 本实施例还提供了一种碳化硅晶体，其采用前述的碳化硅晶体生长方法制备而成，制备效率高，晶体质量好。

[0097] 综上所述，本实施例提供的碳化硅生长方法，将籽晶定位盖130与生长坩埚110间隙配合，从而避免了生长坩埚110对籽晶定位盖130的支撑，并且称重装置150能够通过承载连接件160吊装籽晶定位盖130，使得籽晶定位盖130、籽晶131和生长的碳化硅晶体能够仅仅作用在称重装置150上，通过称重装置150实时对籽晶定位盖130、籽晶131和碳化硅晶体的重量进行测量，而籽晶定位盖130和籽晶131的重量固定，进而实现了对碳化硅晶体的重量的实时精准测量，并对于长晶的速率和重量实现精准监控，从而能够借此实现工艺调整，提升碳化硅晶体生长质量。

[0098] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。