本技术涉及半导体制备,特别涉及一种合成电子级碳化硅粉料的反应器。
背景技术:
1、碳化硅是继si和gaas(砷化镓)之后发展起来的具有宽禁带、高热导率、高击穿场强、高载流子饱及高抗辐射特性的第三代半导体材料,近年来迅速渗透到照明、电子电力器件等领域的各个角落,市场规模快速提升,在新能源汽车、汽车灯照、通用照明、电动车、5g通讯应用等领域有着广泛的应用市场,将成为未来新能源发展的方向之一。
2、目前普遍采用自蔓延法以高纯石墨粉及高纯硅粉为原料进行高纯碳化硅粉料的合成,然而,由于高纯石墨粉及高纯硅粉粒度均较小,在微米级别,在粉料合成过程中的导热率不高,造成各部分温度存在较大温差现象,导致合成的粉料粒径大小不均匀,获得的粉料需要进行破碎处理,在这过程中不可避免的造成外部杂质的污染,难以获得高纯度粉料。如中国专利文件cn211620665u公开了一种用于制备高纯碳化硅粉料的反应器,该反应器是用多个带孔的石墨板将合成腔中的粉料进行隔开,粉料区上方与多孔石墨板设置间隙,在加热炉加热使得硅原料升华至与石墨板反应生成高纯碳化硅粉料;该方式虽可以得到纯度较高的碳化硅粉料,但粉料需要进一步破碎处理,引入杂质,并且该结构获得的粉料的产量受到限制,同时,升华上来的硅气氛会在多孔石墨板与坩埚壁接触的地方形成结晶,造成取料难度,并降低坩埚的使用寿命。
技术实现思路
1、本实用新型目的是:提供一种合成电子级碳化硅粉料的反应器,以解决现有技术中合成碳化硅粉料的反应器生成的碳化硅粉料带有大粒径粉料,需要进一步破碎,会引入杂质;以及现有技术中的合成碳化硅粉料的反应器获得的粉料的产量受到限制,取料难度,降低坩埚的使用寿命的问题。
2、本实用新型的技术方案是:一种合成电子级碳化硅粉料的反应器,石墨坩埚,所述石墨坩埚包括直筒状的锅体、盖设在锅体上的盖体;所述锅体内部的底面和侧壁均满铺第一石墨纸,所述盖体朝向锅体的内表面满铺第二石墨纸;所述第一石墨纸和第二石墨纸围合形成原料腔,通过至少一张第三石墨纸将原料腔分隔成多个独立的反应腔,每个反应腔内放置有混合均匀的碳硅粉料。
3、优选的,通过至少一张所述第三石墨纸将原料腔分隔成多个沿水平向或者竖直向独立的反应腔。
4、优选的,多张所述第三石墨纸沿水平向等间距平行铺设,且每张石墨纸的边缘贴合第一石墨纸的竖直部分;每张所述第三石墨纸上均匀开始有通气孔,所述通气孔的直径为2-5㎜。
5、优选的,多张所述第三石墨纸沿竖直向等间距平行铺设,且每张石墨纸的边缘贴合第一石墨纸的竖直部分和水平部分。
6、优选的,多张所述第三石墨纸沿竖直向交叉铺设呈网格状,且每张石墨纸的边缘贴合第一石墨纸的竖直部分和水平部分。
7、优选的,所述第一石墨纸、第二石墨纸、第三石墨纸的厚度为0.15-2㎜,所述第一石墨纸、第二石墨纸、第三石墨纸的密度为0.7g/cm3~1.3g/cm3;所述第一石墨纸和第二石墨纸在锅体内部和盖体的内表面的铺设厚度为0.15-3㎜。
8、优选的,相邻两张所述第三石墨纸的间距为20-100㎜。
9、优选的,相邻两张所述第三石墨纸的间距为10-50㎜。
10、优选的,所述锅体和盖体的厚度均为5-20㎜。
11、与现有技术相比,本实用新型的优点是:
12、(1)本实用新型中的一种合成电子级碳化硅粉料的反应器,用更经济有效的石墨纸将混合均匀的碳硅粉料分成多组份,并对坩埚锅体内部的底面和侧壁用石墨纸使其与碳硅粉料进行隔开,有效防止碳硅粉料与坩埚反应造成碳化硅粉料不利于取出和坩埚使用寿命下降的情况;同时,利用石墨纸隔离碳硅粉料,可以利于热量通过石墨纸传递到各部分,使温度场更均匀;石墨纸相对于现有技术中的石墨块或石墨板较薄,使得石墨纸的热容较石墨块和石墨板的热容小,对温度场的稳定分布影响较小,石墨纸能很好的避免温度不均匀的问题。
13、(2)本实用新型中一种合成电子级碳化硅粉料的反应器,获得的碳化硅粉料在粒径上比较均匀,不存在较大的粒径出现,不用考虑后面破碎或研磨造成外部杂质污染;同时石墨纸对坩埚整个内壁进行有效保护,能较好避免坩埚使用寿命降低,石墨纸的成本相较于石墨块或者石墨板成本较低,在整体上本技术方案在成本上相对较低。
1.一种合成电子级碳化硅粉料的反应器,其特征在于,包括:石墨坩埚,所述石墨坩埚包括直筒状的锅体、盖设在锅体上的盖体;所述锅体内部的底面和侧壁均满铺第一石墨纸,所述盖体朝向锅体的内表面满铺第二石墨纸;所述第一石墨纸和第二石墨纸围合形成原料腔,通过至少一张第三石墨纸将原料腔分隔成多个独立的反应腔,每个反应腔内放置有混合均匀的碳硅粉料。
2.根据权利要求1所述的一种合成电子级碳化硅粉料的反应器,其特征在于:通过至少一张所述第三石墨纸将原料腔分隔成多个沿水平向或者竖直向独立的反应腔。
3.根据权利要求2所述的一种合成电子级碳化硅粉料的反应器,其特征在于:多张所述第三石墨纸沿水平向等间距平行铺设,且每张石墨纸的边缘贴合第一石墨纸的竖直部分;每张所述第三石墨纸上均匀开始有通气孔,所述通气孔的直径为2-5㎜。
4.根据权利要求2所述的一种合成电子级碳化硅粉料的反应器,其特征在于:多张所述第三石墨纸沿竖直向等间距平行铺设,且每张石墨纸的边缘贴合第一石墨纸的竖直部分和水平部分。
5.根据权利要求2所述的一种合成电子级碳化硅粉料的反应器,其特征在于:多张所述第三石墨纸沿竖直向交叉铺设呈网格状,且每张石墨纸的边缘贴合第一石墨纸的竖直部分和水平部分。
6.根据权利要求1所述的一种合成电子级碳化硅粉料的反应器,其特征在于:所述第一石墨纸、第二石墨纸、第三石墨纸的厚度为0.15-2㎜,所述第一石墨纸、第二石墨纸、第三石墨纸的密度为0.7g/cm3~1.3g/cm3;所述第一石墨纸和第二石墨纸在锅体内部和盖体的内表面的铺设厚度为0.15-3㎜。
7.根据权利要求3所述的一种合成电子级碳化硅粉料的反应器,其特征在于:相邻两张所述第三石墨纸的间距为20-100㎜。
8.根据权利要求4所述的一种合成电子级碳化硅粉料的反应器,其特征在于:相邻两张所述第三石墨纸的间距为10-50㎜。
9.根据权利要求1所述的一种合成电子级碳化硅粉料的反应器,其特征在于:所述锅体和盖体的厚度均为5-20㎜。
