1.本实用新型涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种生长碳化硅晶体的坩埚装置。


背景技术：

2.sic晶体不会出现在大自然中，只能通过合成的方法来获得sic晶体。目前碳化硅单晶的方法主要有物理气相传输法、高温化学气相沉积法、液相外延法等。其中物理气相传输法是发展最成熟的，在物理气相传输法中，生长气氛在垂直方向上主要以平流为主，轴向温梯主导气氛的传输速率，浓度梯度主导气体的流动方向；如果要提高晶体产能，即增加晶体的有效厚度，不可避免要加快生长气氛的传输速率。
3.而目前加快其生长气氛的传输速率大多采用调节坩埚与线圈的相对位置来加大坩埚整体的轴向温梯，然而调节坩埚与线圈的相对位置会导致原料高温区也跟着变化，容易导致原料上层碳化严重，下层无法得到有效利用，影响原料利用率。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种生长碳化硅晶体的坩埚装置，其包括坩埚与叶轮，且叶轮包括叶轮本体和设置在叶轮本体上的多个叶片，叶轮本体与坩埚内侧壁具有用于供气氛传输的通道，气氛传输通道包括气氛通道入口与气氛通道出口，当坩埚被加热时伴随坩埚进行自旋，挤压坩埚内的空气，以加快碳化硅晶体的生长气氛的传输，避免了坩埚整体上轴向温度的提高使得原料碳化严重的情况，从而也避免了原料利用率低下的情况。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：
6.本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型提供的生长碳化硅晶体的坩埚装置，其包括坩埚及叶轮，坩埚包括坩埚锅体及坩埚盖，坩埚锅体用于放置碳化硅粉末，坩埚盖位于坩埚锅体内部的一侧用于放置仔晶，叶轮设置于坩埚锅体内，叶轮包括叶轮本体和设置在叶轮本体上的多个叶片，叶轮本体与坩埚内侧壁具有用于供气氛传输的气氛传输通道，气氛传输通道包括气氛通道入口与气氛通道出口，当坩埚被加热时伴随坩埚进行自旋，叶轮和叶片会挤压坩埚内的空气，以加快碳化硅晶体的生长气氛的传输，避免了坩埚整体上轴向温度的提高使得原料碳化严重的情况，从而也避免了原料利用率低下的情况。
附图说明
7.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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。
8.图1为本实用新型实施例提供的生长碳化硅晶体的坩埚装置结构示意图；
9.图2为本实用新型实施例提供的生长碳化硅晶体的坩埚装置的剖视图；
10.图3为本实用新型实施例提供的叶轮的结构示意图。
11.图标:1000-生长碳化硅晶体的坩埚装置；100-坩埚；110-坩埚锅体；120-坩埚盖；121-第一盖体；122-第二盖体；200-叶轮；210-第一端部；211-气氛通道出口；220-第二端部；221-气氛通道入口；230-叶轮盖体；240-叶片；243-第三端部；244-第四端部；250-连接结构；260-叶轮本体；300-聚气件。
具体实施方式
12.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
13.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
14.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。
15.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
16.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
17.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
18.下面结合附图详细介绍本实用新型实施例提供的一种生长碳化硅晶体的坩埚装置的具体构造及取得的技术效果。
19.请参考图1-2，本实施例提供的一种生长碳化硅晶体的坩埚装置1000包括坩埚100及叶轮200，坩埚100包括坩埚锅体110及坩埚盖120，坩埚锅体110用于放置碳化硅粉末，坩埚盖120位于所述坩埚锅体110内部的一侧用于放置籽晶，坩埚盖120与坩埚锅体110可拆卸连接。在本实施例中，上述坩埚盖120与坩埚锅体110盖合连接，当然在其它实施例中，坩埚盖120与坩埚锅体110可以采用其它方式进行可拆卸连接，例如螺纹连接，在此对其连接方式不作具体限定，只要能够实现坩埚盖120与坩埚锅体110能够顺利可拆卸装配即可。
20.其中，叶轮200设置于坩埚锅体110内，叶轮200包括叶轮本体260和设置于叶轮本体上的多个叶片240，并且叶轮200设置于坩埚锅体110内，叶轮本体与坩埚100侧壁具有用于供气氛传输的通道，所述气氛传输通道包括气氛通道入口与气氛通道出口。该叶轮200用于当坩埚100被加热且伴随坩埚100进行自旋时，挤压坩埚100内的空气，进而来加快碳化硅晶体的生长气氛的在气氛传输通道中的传输。
21.详细的，请参考图3，叶轮本体260具有靠近坩埚盖120的第一端部210与靠近坩埚锅体110底部的第二端部220，第一端部210与坩埚100的内侧壁之间形成气氛通道出口211，第二端部220与坩埚100内侧壁之间形成气氛通道入口221，且气氛通道入口221的面积大于气氛通道出口211的面积，其能够加快坩埚100内的生长气氛的在气氛传输通道内的传输。
22.在本实施例中，气氛通道入口221的面积s1与气氛通道出口211的面积s2之比为s1/s2，其中，1.2≤s1≤1.8之间，气氛通道入口221的面积与气氛通道出口211的面积之比在1.2-1.8之间能够更好的在生长碳化硅晶体的坩埚装置1000工作时加快碳化硅晶体的生长气氛的传输。
23.可以理解的，在一些实施例中，对气氛通道入口221的面积与气氛通道出口211的面积之比也可以不再1.2-1.8之间，在此不做具体限定，只要能够实现加快碳化硅晶体的生长气氛的传输即可。
24.进一步的，在一些实施例中，气氛传输通道从气氛通道入口至气氛通道出口的用于气氛传输的横截面积呈均匀递减趋势。
25.可选的，多个叶片240间隔设置于叶轮200，该叶片240在垂直与叶轮200转轴的平面上的正投影呈螺旋线型。在本实施例中，多个叶片240间隔设置于叶轮200外壁，且叶片240在垂直与叶轮200转轴的平面上的正投影呈螺旋线型以使得在叶轮200伴随坩埚100进行自旋时能够对坩埚锅体110内的碳化硅粉末生长气氛进行引流，进而来加快碳化硅晶体的生长气氛的传输。
26.在本实施例中，叶片240具有第三端部243，第三端部243被配置为从第一端部210开始逐渐向坩埚锅体110的内侧壁和底部延伸的一端，且第三端部243靠近第一端部210，叶片240的第三端部243呈锯齿状或波浪状。在本实施例中，叶片240的第三端部243低于叶轮200的第一端部210长度1-10mm，以使得碳化硅晶体的生长气氛能够更有效率的通过气氛通道的出口。
27.进一步地，在一些实施例中，叶片240的第三端部243低于叶轮200的第一端部210并不仅限于1-10mm，只要能够实现加快碳化硅晶体的生长气氛的传输即可。对此不做具体限定。
28.在本实施例中，该叶片240具有叶尾，叶尾为从第二端部220向靠近坩埚锅体110的底部延伸的一段，叶尾具有靠近坩埚锅体110的第四端部244，第三端部243与第四端部244远离叶轮本体260的一侧的连线呈弧线。在本实施例中，叶片240的第四端部244低于叶轮200的第二端部220长度10-20mm以确保碳化硅晶体的生长气氛进入的空间足够大，保证气氛运输的顺畅。
29.可选的，上述叶轮本体包括第一端部210、第二端部220和连接第一端部和第二端部的侧壁，叶片240设置在该侧壁上，且该侧壁为弧面。
30.在本实施例中，该叶轮本体260为有第一端部210、第二端部220和上述侧壁围成的
中空盒状结构，叶轮200还设置有叶轮盖体230，该叶轮盖体230与叶轮200进行可拆卸连接。在本实施例中，叶轮盖体230通过与叶轮200进行盖合。在生长碳化硅晶体的坩埚装置1000准备工作时，具有多个叶片240的中空叶轮200设置于坩埚锅体110内，将保温毡覆盖于叶轮200中空部分进而增加叶轮200表面的温度，避免生长气氛在叶轮200表面结晶，接着将叶轮盖体230与叶轮200进行盖合。
31.可选的，在一些实施例中，生长碳化硅晶体的坩埚装置1000还包括连接结构250，该连接结构250一端与叶轮本体260的第二端部220连接，另一端用于插入碳化硅晶体的生长原料中，固定于坩埚锅体110内，且该连接结构250的材料为石墨；和或，叶轮的材料为石墨。
32.可选的，该连接结构250在本实施例中材料与叶轮200的材料均为石墨材料，当然在其它实施例中，该连接结构250的材料并不仅限与石墨材料，例如也可以是其它耐高温材料，只要能够承受住该生长碳化硅晶体的坩埚装置1000工作时的温度即可，可以理解的，在一些实施例中，也可以是该连接结构250的材料为石墨，叶轮200的材料并不仅限于石墨也可以是其它耐高温材料，只要能够承受住该生长碳化硅晶体的坩埚装置1000工作时的温度即可。
33.该连接结构250为螺栓或插销。在本实施例中，该连接结构250为螺栓，在装配过程中，首先将碳化硅粉末原料填装于坩埚锅体110内，进而将该连接结构250一端埋入原料中，进而将碳化硅粉末原料凝结成块使得连接结构250固定于原料中，接着将连接结构250另一端于叶轮200进行螺栓连接。可以理解的，在其它实施例中，该连接结构250也可通过其它连接方式与叶轮200进行可拆卸连接，只要能够实现该连接结构250与叶轮200顺利进行装配即可，在此不做具体限定。
34.可选的，坩埚盖体120包括一体成型的第一盖体121与第二盖体122，第二盖体122用于与坩埚锅体110可拆卸连接，第一盖体121位于坩埚锅体110内且用于放置仔晶晶体，第一盖体122在垂直于第二盖体122的轴线的平面是的正投影被第二盖体122在该平面上的正投影完全覆盖，第一盖体121设置有用于聚集坩埚锅体110内气氛的聚气件300，所述聚气件300完全包围第一盖体121。
35.本实用新型提供的生长碳化硅晶体的坩埚装置，其包括坩埚100与叶轮，且叶轮200包括叶轮本体260和设置在叶轮本体260上的多个叶片，叶轮本体260与坩埚100内侧壁具有用于供气氛传输的气氛传输通道，气氛传输通道包括气氛通道入口221与气氛通道出口211，当坩埚被加热时伴随坩埚进行自旋，且在本实施例中，气氛通道入口221的面积大于所述气氛通道出口211的面积，叶轮和叶片会挤压坩埚内的空气，以加快碳化硅晶体的生长气氛的传输以使得碳化硅晶体的生长速率增加，避免了坩埚整体上轴向温度的提高使得原料碳化严重的情况，从而也避免了原料利用率低下的情况。
36.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。