一種碳化硅的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種碳化硅的制備方法，屬于于半導(dǎo)體制備【技術(shù)領(lǐng)域】。它解決了現(xiàn)有簡單露天碳化硅制備設(shè)備大量生產(chǎn)純度較低的碳化硅導(dǎo)致會對環(huán)境造成很大的污染和價格低廉的問題。本碳化硅的制備方法，在真空環(huán)境或者惰性氣體保護(hù)下的爐體內(nèi)，將生產(chǎn)碳化硅的硅原材料在超過1300℃的高溫環(huán)境中熔解或者蒸發(fā)并將熔解或者蒸發(fā)的硅原材料與含有碳元素的氣體或液體反應(yīng)生成碳化硅。本發(fā)明采用不含金屬雜質(zhì)的含碳?xì)怏w來代替現(xiàn)有制備方法中的石油焦、樹脂、瀝青、墨、碳纖維、石炭、木炭等碳素原料，在進(jìn)行碳化反應(yīng)時硅原材料為熔化或者蒸發(fā)氣化的狀態(tài)以及在空中進(jìn)行反應(yīng)，不需要載體，減少了雜質(zhì)的混入，制備的碳化硅純度較高。
【專利說明】一種碳化硅的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種作為半導(dǎo)體器件襯底原材料的高純度碳化娃制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的碳化硅制備方法是將硅石原料和碳素原料按比例混合，用艾奇遜電爐加熱的方法來制備；碳素原料是指含有碳元素的石油焦、樹脂、浙青、墨、碳纖維、石炭、木炭等。硅石中的二氧化硅和碳源中的碳反應(yīng)形成碳化硅，但是這些硅石和碳源中含有較多的金屬雜質(zhì)灰分，在高溫加熱環(huán)境下這些雜質(zhì)也發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，對碳化硅本身的純度也有較大影響，使碳化硅的純度不高，滿足不了高純度化碳化硅的市場需求，而反應(yīng)產(chǎn)生的廢氣對環(huán)境造成較大污染，現(xiàn)有的制備方法存在很多急需解決的問題。
[0003]另外，原來的碳化硅是由簡單的設(shè)備來生產(chǎn)的，這種簡單露天的設(shè)備大量生產(chǎn)純度較低的碳化硅，會對環(huán)境造成很大的污染，價格低廉，不符合環(huán)保要求，滿足不了市場的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在上述問題，提出了一種碳化硅的制備方法，本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供另外一種不采用石油焦、樹脂、浙青、墨、碳纖維、石炭、木炭等碳素原料制備高純度碳化硅的制備方法；本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供該制備方法的制備裝置。
[0005]本發(fā)明通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種碳化硅的制備方法，其特征在于，在真空環(huán)境或者惰性氣體保護(hù)下的爐體內(nèi)，將生產(chǎn)碳化硅的硅原材料在超過1300°C的高溫環(huán)境中熔解或者蒸發(fā)并將熔解或者蒸發(fā)的硅原材料與含有碳元素的氣體或液體反應(yīng)生成碳化硅。
[0006]熔解熔解含有碳元素的氣體含有碳元素的氣體熔解本發(fā)明的工作原理如下:本發(fā)明采用含有碳元素的氣體與硅原材料進(jìn)行反應(yīng)，因為含有碳元素的氣體可以做到很高的純度，避免了采用石油焦、樹脂、浙青、墨、碳纖維、石炭、木炭等碳素原料的雜質(zhì)影響，而硅原材料也可以做成很高的純度，在保證這兩者純度的基礎(chǔ)上，硅原材料在超過1300°C高溫環(huán)境中熔解或者進(jìn)一步蒸發(fā)氣化，同時在高溫環(huán)境中含有碳元素的氣體或者液體分解或者裂解出碳元素與熔解或者進(jìn)一步蒸發(fā)氣化的硅原材料進(jìn)行反應(yīng)，生成高純度的碳化硅。
[0007]在上述的碳化硅的制備方法中，所述的硅原材料為硅。硅為高純度的金屬硅，或者為半導(dǎo)體硅，又稱結(jié)晶硅。
[0008]在上述的碳化硅的制備方法中，所述的硅原材料為純度高于99.99%的硅。硅原材料純度在99.99%時就能使用，而這種純度的半導(dǎo)體硅是市場上普通的材料，不需要進(jìn)行進(jìn)一步的提純，使本發(fā)明的實施為市場所能接受。如果想得到純度更高的碳化硅，也可以使用純度高達(dá)99.9999999999%的半導(dǎo)體級別硅。
[0009]在上述的碳化硅的制備方法中，硅原材料與含有碳元素的氣體反應(yīng)生成碳化硅的位置處于爐體內(nèi)的空中。將硅原材料和含有碳元素的氣體在空中反應(yīng)，就能避免坩堝等載體對反應(yīng)的污染，進(jìn)一步減少了雜質(zhì)混入的可能，提高了生成碳化硅的純度。
[0010]在上述的碳化硅的制備方法中，將硅原材料加入到爐體內(nèi)使其熔解或者蒸發(fā)氣化，并噴射到含有碳元素的氣體中，反應(yīng)生成碳化硅。采用這種方式可以使硅原材料擁有充足的能量進(jìn)行充分的反應(yīng)，提高硅原材料的利用率。并且采用噴射方式能夠增加硅原材料與含有碳元素的氣體的接觸面積和距離以及提高兩者的混合均勻度。
[0011]在上述的碳化硅的制備方法中，將含有碳元素的氣體或者液體噴射到熔解或者蒸發(fā)氣化的硅原材料中，反應(yīng)生成碳化硅。采用這種方式除了含有碳元素的氣體外，還可以是采用含有碳元素的高純度的液體，如酒精、乙醚等。硅原材料可以在點火加熱前放入，其后加熱使硅原材料熔解或蒸發(fā)。
[0012]在上述的碳化硅的制備方法中，把硅原材料與含有碳元素的氣體或液體混合后加入到上述的爐體內(nèi)使硅原材料與含有碳元素的氣體反應(yīng)生成碳化硅。硅原材料可以做成粉末狀，由氣體吹動后與氣體混合一起或者與液體混合后一起加入到爐體內(nèi)，這種方式可以是精確控制配比，減少廢氣的產(chǎn)生。
[0013]在上述的碳化硅的制備方法中，所述的硅原材料為含硅的化合物。除了直接使用硅外，還可以使用石英砂、硅石等含硅的化合物。
[0014]在上述的碳化硅的制備方法中，熔解或者蒸發(fā)氣化所述硅原材料的高溫環(huán)境的熱源發(fā)生器為等離子發(fā)生器、可燃?xì)怏w燃燒爐、激光器或者石墨電加熱器。這四種加熱設(shè)備都能提供2500攝氏度以上的溫度，滿足硅原材料的熔解或者蒸發(fā)氣化的需求。在常溫常壓下，硅的熔點1410°C，沸點2355°C，但是在真空環(huán)境下，硅的熔點與沸點會降低。而等離子高溫?zé)嵩串a(chǎn)生的溫度能夠到達(dá)10000度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于硅的沸點。
[0015]在上述的碳化硅的制備方法中，硅原材料與含有碳元素的氣體反應(yīng)生成碳化硅的位置處于等離子發(fā)生器、可燃?xì)怏w燃燒爐或者石墨電加熱器的內(nèi)部。
[0016]在上述的碳化硅的制備方法中，所述的含有碳元素的氣體為碳氧化合物、碳?xì)浠衔?、碳氟化合物、碳氯化合物或者是含碳?xì)浞氐臍怏w化合物中的一種或者幾種混
口 ο
[0017]在上述的碳化硅的制備方法中，以所述熱源發(fā)生器提供的熱源為中心，以同心圓的方式將上述含有碳元素的氣體提供到碳化硅的制備裝置中。
[0018]在上述的碳化硅的制備方法中，所述含有碳元素的氣體提供到碳化硅的制備裝置中為成分相同或者不同的幾種氣體。其具體方式可以為同一個同心圓范圍內(nèi)提供不同成分的氣體，也可以是同一個同心圓只提供一種成分氣體，不同的同心圓提供不同成分的氣體。后一種情況能夠根據(jù)熱源的溫度向外輻射減弱的分布趨勢提供不同成分氣體以便最大程度的實現(xiàn)硅原材料的碳化反應(yīng)，高效率的生成碳化硅。
[0019]在上述的碳化硅的制備方法中，所述氣體的流速依據(jù)與熱源中心點的距離不同而調(diào)整。距離中心點的距離越遠(yuǎn)的氣體流速越慢，距離中心點距離越近氣體的流速越快。
[0020]在上述的碳化硅的制備方法中，所述的硅原材料中混有含重量百分比為0.1~10%的碳化硅。硅原材料中加入碳化硅能夠起到防止新生成的碳化硅相互粘結(jié)的作用。
[0021]一種碳化硅的制備裝置，包括爐體和位于爐體內(nèi)的坩堝，在爐體的底部設(shè)有升降座，上述的坩堝放置在升降座上，其特征在于，所述的爐體頂部設(shè)有噴射口正對著坩堝的熱源發(fā)生器，所述熱源發(fā)生器的內(nèi)部具有連通熱源發(fā)生器出口的內(nèi)腔，在內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)氣管，在熱源發(fā)生器上設(shè)置若干以導(dǎo)氣管為軸線的環(huán)形隔板從而在熱源發(fā)生器出口形成若個同心圓出口，在熱源發(fā)生器上還設(shè)有與各個出口相連通的進(jìn)口，在爐體的底部設(shè)有排氣口。
[0022]碳化硅的制備裝置的工作原理如下:熱源發(fā)生器為等離子發(fā)生器或者激光發(fā)生器。等離子發(fā)生器或者激光發(fā)生器的導(dǎo)氣管通入氬氣后其出口產(chǎn)生了等離子火焰或激光，等離子發(fā)生器或者激光發(fā)生器通過隔板形成了若干個同心圓出口，由于以導(dǎo)氣管為軸線，該等離子火焰或激光處于各個同心圓出口的中心，含有碳元素的氣體可以從進(jìn)口預(yù)先加入并保持輸出，硅原材料的顆粒可以從進(jìn)口加入或者從導(dǎo)氣管加入，在落入等離子火焰或激光中時熔化或者進(jìn)一步蒸發(fā)氣化與同心圓上的含碳?xì)怏w產(chǎn)生碳化反應(yīng)，而生成的高純度碳化硅落入坩堝中。
[0023]在上述碳化硅的制備裝置中，與所述內(nèi)腔相連通的進(jìn)口為硅原材料進(jìn)口。
[0024]在上述碳化硅的制備裝置中，所述的隔板為兩個，依次套設(shè)在內(nèi)腔壁的外側(cè)，分別形成含有碳元素的氣體進(jìn)口和輔助進(jìn)口。輔助進(jìn)口可用于含有碳元素的氣體或者以及保護(hù)氣體的進(jìn)口。
[0025]在上述碳化硅的制備裝置中，所述的坩堝外側(cè)壁上還設(shè)有將生成的碳化硅吸入坩堝中的吸氣口。所述的吸氣口通過導(dǎo)管與外界的真空泵連接。
[0026]在上述碳化硅的制備裝置中，所述的爐體頂部設(shè)有保護(hù)氣體進(jìn)口。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本碳化硅的制備方法采用不含金屬雜質(zhì)的含碳?xì)怏w來代替現(xiàn)有制備方法中的石油焦、樹脂、浙青、墨、碳纖維、石炭、木炭等碳素原料，由于氣體的純度可到99.99999%以上，即7個9以上，硅等硅原材料的純度可以達(dá)到12個9以上，在進(jìn)行碳化反應(yīng)時硅原材料為熔化或者蒸發(fā)氣化的狀態(tài)以及在空中進(jìn)行反應(yīng)，不需要載體，減少了雜質(zhì)的混入，制備的碳化硅純度較高，達(dá)到99.9999%，這種制備方法不產(chǎn)生金屬灰分，避免了對環(huán)境的污染，具有較大的市場前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是碳化硅的制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2是圖1中A-A的剖視示意圖。
[0030]圖3是實施例1中設(shè)定的參數(shù)的等離子火焰溫度和流速圖譜。
[0031]圖中，1、等離子發(fā)生器；11、導(dǎo)氣管進(jìn)口與電極端；12、含有碳元素的氣體進(jìn)口 ；
13、輔助進(jìn)口 ；14、隔板；15、同心圓出口 ；151、硅原材料出口 ；152、含有碳元素的氣體出口 ；153、輔助出口 ；16、硅原材料進(jìn)口 ；17、等離子火焰；18、內(nèi)腔；19、導(dǎo)氣管；20、冷卻水進(jìn)出水口與電極端；2、保護(hù)氣體進(jìn)口 ；3、反應(yīng)爐；31、爐體；311、爐體上部；312、爐體中部；313、爐體下部；32、滑動軸承；33、驅(qū)動桿；4、坩堝；41、吸氣口 ；5、升降座；6、排氣口。
【具體實施方式】
[0032]以下是本發(fā) 明的具體實施例，并結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0033]實施例1:
[0034]本碳化硅的制備方法采用圖1中的制備裝置來實現(xiàn)，圖1是制備碳化硅的反應(yīng)爐，在惰性氣體氬氣保護(hù)下的爐體內(nèi)，將生產(chǎn)碳化硅的硅原材料在超過1300°C的高溫環(huán)境中熔解或者蒸發(fā)并將熔解或者蒸發(fā)的硅原材料與含有碳元素的氣體或液體反應(yīng)生成碳化硅，其具體步驟如下:
[0035]A、連接以及設(shè)置制備裝置的參數(shù):將產(chǎn)生等離子的氬氣源接入等離子發(fā)生器I的導(dǎo)氣管進(jìn)口 11，導(dǎo)氣管進(jìn)口 11同時也為等離子發(fā)生器的電極接口，設(shè)定氬氣的流量為10~30L/分鐘，本實施例設(shè)定為20L/分鐘，等離子發(fā)生器I接通電源并設(shè)定等離子的電流為200A、電弧點火電壓為20000V。將含有碳元素的氣體源接入到含有碳元素的氣體進(jìn)口 12和輔助進(jìn)口 13上，含有碳元素的氣體的流量根據(jù)進(jìn)程在0.3~30L/分鐘內(nèi)調(diào)整，輔助進(jìn)口 13上的含有碳元素的氣體流量為0.5~50L/分鐘內(nèi)調(diào)整，該氣體除了提供碳元素外，還可以作為保護(hù)氣體使用。保護(hù)氣體氬氣源接入到保護(hù)氣體進(jìn)口 2，并保持反應(yīng)爐3的氬氣流量為10~30L/分鐘，本實施例設(shè)定為20L/分鐘。通過隔板14形成的等離子發(fā)生器I的同心圓出口 15為硅原材料出口 151、含有碳元素的氣體出口 152和輔助出口 153，為保證硅原材料和含有碳元素的氣體有充分的反應(yīng)，硅原材料出的直徑為10~20mm，本實施例為15mm，含有碳元素的氣體出口 152的直徑45~55mm，本實施例為50mm，輔助出口 153的直徑為5~15mm,本實施例為IOmm,而?甘禍下方的升降座的直徑為200mm。
[0036]B、硅原材料投入:完成A步驟后，以直徑為1mm以下的高純度的金屬硅為硅原材料，硅原材料為純度高于99.99%，將硅原材料以10克/分鐘的速度從硅原材料進(jìn)口 16加入。硅原材料為硅，除了硅還可以用含硅的化合物代替，如硅石、石英砂等。硅原材料的投入量是指等離子發(fā)生器I產(chǎn)生的等離子火焰17能夠?qū)⒐柙牧铣浞秩芙饣蛘哒舭l(fā)的量，與原材料的的大小無關(guān)。含有碳元素的氣體的流量是指與硅原材料混合投入后，在含有碳元素的氣體的成分中含有 的碳能夠足夠?qū)⒐柙牧咸蓟牧髁?。輔助進(jìn)口 13的保護(hù)氣體流量是指為了使原材料充分高效率的進(jìn)行反應(yīng)，對含有碳元素的氣體流的擴(kuò)大進(jìn)行壓制的氣體。
[0037]在等離子火焰17產(chǎn)生的高溫環(huán)境中，等離子火焰17所產(chǎn)生的溫度如圖3所示，距離出口越近溫度越高，有12000度，并且向外逐漸減弱。并且火焰的噴射速度可以看出火焰中心的速度是400m/s，而越到外側(cè)火焰速度越慢，因此，在硅原材料落入到等離子火焰17中時，是從12000度向下落去，在下落過程中把硅原材料熔解或者進(jìn)一步蒸發(fā)并隨火焰一起噴射，將熔解或者蒸發(fā)的硅原材料提供到含有碳元素的氣體中，含有碳元素的氣體預(yù)先已經(jīng)通入，在本實施例中可以從含有碳元素的氣體出口 152和輔助出口 153都可以，因此，反應(yīng)是在爐體內(nèi)的空中進(jìn)行的，減少了雜質(zhì)混入的可能性，反應(yīng)生成碳化硅會落入下方的坩堝中；還可以將反應(yīng)的位置設(shè)定在等離子發(fā)生器的內(nèi)部，即火焰出口上方一段的腔體內(nèi)，設(shè)置在內(nèi)部能進(jìn)一步減少雜質(zhì)的混入，并且落入爐體中后具有一些熱擾動效果。將硅原材料噴射到含有碳元素的氣體中能夠保證硅原材料有充足的碳元素進(jìn)行反應(yīng)，并且采用噴射方式能夠增加硅原材料與含有碳元素的氣體的接觸距離以及提高兩者的混合均勻度。除了本例中使用的等離子發(fā)生器1，還可以用可燃?xì)怏w燃燒爐、石墨電加熱器或者激光器來代替。
[0038]含有碳元素的氣體為碳氧化合物、碳?xì)浠衔?、碳氟化合物、碳氯化合物或者是含碳?xì)浞氐臍怏w化合物中的一種或者幾種混合。具體來說，碳氧化合物可以是C0、C02，碳?xì)浠衔锟梢允荂H4、C2H2、C3H6等氣體，碳氟化合物可以是CF4、C2F2、C3F6等氣體，碳氯化合物可以是CC14、C2C12、C3C16等氣體，還可以是含碳?xì)浞氐臍怏w化合物，如CH2F2等。將這些氣體按比例進(jìn)行混合也是可以的，只要滿足含有碳元素的氣體的成分中含有的碳能夠足夠?qū)⒐柙牧咸蓟?。除了氣體外，還可以采用含有碳元素的液體，如酒精、乙醚等，加入的量為成分中含有的碳能夠足夠?qū)⒐柙牧咸蓟?br> [0039]在通入含有碳元素的氣體時，以熱源發(fā)生器提供的熱源為中心，本例熱源為等離子火焰17，以同心圓的方式將含有碳元素的氣體提供到碳化硅的制備裝置即反應(yīng)爐3中。含有碳元素的氣體提供到碳化硅的制備裝置中為成分不同的幾種氣體。其具體為同一個同心圓范圍內(nèi)提供不同成分的氣體。氣體的流速依據(jù)與熱源中心點的距離不同而調(diào)整。也可以是成分相同的一種氣體。
[0040]為了能夠起到防止新生成的碳化硅相互粘結(jié)的作用，在硅原材料中混有含重量百分比為0.1~10%的碳化硅。另外，不管硅原材料的大小，即使納米級別的程度，將相對于硅原材料10倍大小以上的碳化硅混入可以使反應(yīng)生成物可以順利的噴出，不會互相粘連，按重量百分比混有I~5%的碳化硅為最佳。
[0041]另外，硅原材料的大小在以上所述范圍內(nèi)，如果以上任意的氣體流量在以上所述范圍以下時，氣體起不到充分反應(yīng)的作用；如果以上任意氣體的流量超過以上所述范圍時，就會產(chǎn)生多余與浪費。
[0042]為了進(jìn)一步提高純度，防止二次污染，將爐體31的內(nèi)側(cè)進(jìn)行拋光或者增加涂層，涂層為高分子聚四氟乙烯涂層，并且將保護(hù)氣體的流量設(shè)定在含有碳元素的氣體流量的2倍以上。
[0043]本發(fā)明的工作原理如下:硅原材料落入到等離子火焰17中并在等離子火焰17中熔解或者進(jìn)一步蒸發(fā)氣化，并隨著等離子火焰17噴射到含有碳元素的氣體中，在等離子火焰17中含有碳元素的氣體分解出碳元素，該碳元素與熔解或者蒸發(fā)氣化的硅原材料產(chǎn)生碳化反應(yīng)從而生成碳化硅，將生成的碳化硅收集起來就能得到高純度的碳化硅。因為含有碳元素的氣體具有很高的純度，不含有金屬雜質(zhì)，因此能夠得到高純度的碳化硅，而沒有金屬雜質(zhì)因此不會造成金屬灰分的空氣污染。
[0044]如下表一所示，該表為半導(dǎo)體級硅的成分含量分析表，以高純度硅為原材料，用上述的工藝條件，進(jìn)行了試驗，得到了碳化娃，在去除Ta對純度的影響之后，分析后，得到純度為99.9995%的碳化硅。
【權(quán)利要求】
1.一種碳化硅的制備方法，其特征在于，在真空環(huán)境或者惰性氣體保護(hù)下的爐體內(nèi)，將生產(chǎn)碳化硅的硅原材料在超過1300°c的高溫環(huán)境中熔解或者蒸發(fā)并將熔解或者蒸發(fā)的硅原材料與含有碳元素的氣體或液體反應(yīng)生成碳化娃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅的制備方法，其特征在于，所述的硅原材料為硅。
3.根據(jù)權(quán)力要求2所述的碳化硅的制備方法，其特征在于，所述的硅原材料為純度高于99.99%的硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅的制備方法，其特征在于，硅原材料與含有碳元素的氣體反應(yīng)生成碳化硅的位置處于爐體內(nèi)的空中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅的制備方法，其特征在于，將硅原材料加入到爐體內(nèi)使其熔解或者蒸發(fā)氣化，并噴射到含有碳元素的氣體中，反應(yīng)生成碳化硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅的制備方法，其特征在于，將含有碳元素的氣體或者液體噴射到熔解或者蒸發(fā)氣化的硅原材料中，反應(yīng)生成碳化硅。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅的制備方法，其特征在于，把硅原材料與含有碳元素的氣體或液體混合后加入到上述的爐體內(nèi)使硅原材料與含有碳元素的氣體反應(yīng)生成碳化硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4或5或6或7所述的碳化硅的制備方法，其特征在于，所述的硅原材料為含硅的化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所述的碳化硅的制備方法，其特征在于，熔解或者蒸發(fā)氣化所述硅原材料的高溫環(huán)境的熱源發(fā)生器為等離子發(fā)生器(I)、可燃?xì)怏w燃燒爐或者激光器或者石墨電加熱器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9任意一項所述的碳化娃的制備方法,其特征在于,娃原材料與含有碳元素的氣體反應(yīng)生成碳化硅的位置處于等離子發(fā)生器(I)、可燃?xì)怏w燃燒爐或者石墨電加熱器的內(nèi)部。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所述的碳化硅的制備方法，其特征在于，所述的含碳元素氣體為碳氧化合物、碳?xì)浠衔?、碳氟化合物、碳氯化合物或者是含碳?xì)浞氐臍怏w化合物中的一種或者幾種混合。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的碳化硅的制備方法，其特征在于，以所述熱源發(fā)生器提供的熱源為中心，以同心圓的方式將上述含碳元素氣體提供到碳化硅的制備裝置中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的碳化硅的制備方法，其特征在于，所述含碳元素氣體提供到碳化硅的制備裝置中為成分相同或者不同的幾種氣體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的碳化硅的制備方法，其特征在于，所述氣體的流速依據(jù)與熱源中心點的距離不同而調(diào)整。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所述的碳化硅的制備方法，其特征在于，所述的硅原材料中混有含重量百分比為0.1~10%的碳化硅。
16.一種碳化硅的制備裝置，包括爐體(31)和位于爐體(31)內(nèi)的坩堝(4)，在爐體(31)的底部設(shè)有升降座(5)，上述的坩堝(4)放置在升降座(5)上，其特征在于，所述的爐體(31)頂部設(shè)有噴射口正對著坩堝(4)的等離子發(fā)生器(I )，所述等離子發(fā)生器(I)的內(nèi)部具有連通等離子發(fā)生器(I)出口的內(nèi)腔(18)，在內(nèi)腔(18)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)氣管(19)，在等離子發(fā)生器(I)上設(shè)置若干以導(dǎo)氣管(19)為軸線的環(huán)形隔板(14)從而在等離子發(fā)生器(I)出口形成若個同心圓出口(15)，在等離子發(fā)生器(I)上還設(shè)有與各個出口相連通的進(jìn)口，在爐體(31)的底部設(shè)有排氣口(6)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的碳化硅的制備裝置，其特征在于，與所述內(nèi)腔(18)相連通的進(jìn)口為硅原材料進(jìn)口( 16)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的碳化硅的制備裝置，其特征在于，所述的隔板(14)為兩個，依次套設(shè)在內(nèi)腔(18)壁的外側(cè)，分別形成含碳元素氣體進(jìn)口( 12)和輔助進(jìn)口( 13)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的碳化硅的制備裝置，其特征在于，所述的坩堝(4)外側(cè)壁上還設(shè)有將生成的碳化硅吸入坩堝(4)中的吸氣口(41)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的碳化硅的制備裝置，其特征在于，所述的爐體(31)頂部設(shè)有保護(hù)氣體進(jìn)口(2)。
【文檔編號】C01B31/36GK103833035SQ201410081038
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】星野政宏, 張樂年 申請人:臺州市一能科技有限公司, 星野政宏