一種液相生長碳化矽的裝置的製作方法

2023-07-18 19:18:56

本實用新型涉及碳化矽籽晶生長技術領域，具體為一種液相生長碳化矽的裝置。

背景技術：

碳化矽(SiC)是繼矽、鍺、砷化鎵等之後的第三代半寬禁帶半導體材料，其在禁帶寬度、熱導率、臨界擊穿場強、飽和電子漂移速率等方面具有明顯的優勢。4H-SiC和6H-SiC的禁帶寬度分別為3.26eV和3.08eV，3C-SiC的禁帶最窄，其禁帶寬度也在2.39eV左右。SiC的禁帶寬度是Si的2-3倍，熱導率是Si的2.6-3.3倍，臨界擊穿場強是Si的7-13倍，飽和電子漂移速率是Si的2-2.7倍。使用寬禁帶材料可以大幅提高器件的工作溫度，採用SiC襯底的功率器件，最高工作溫度有可能超過600℃。更高的臨界擊穿場強可以使減少器件的體積，因此可以使器件小型化的同時省去大量的散熱裝置，減少能源的消耗。更高的飽和電子漂移速率可提高器件的開關速度，降低開關損耗。所以與Si相比，SiC更適合用於製造高溫、高頻、大功率的功率器件。但是目前市場上的碳化矽生長裝置，需要花費較大力氣才能將坩堝的中心與籽晶的中軸線準確對準，比較費時費力，而且目前裝置中採用的是實心籽晶軸，當所受溫度較高時，變形較大，使用壽命縮短。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種液相生長碳化矽的裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。本實用新型具有結構簡單，使用方便優點。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種液相生長碳化矽的裝置，包括殼體，所述殼體的內部設置有保溫層，所述保溫層的內側下方固定安裝有加熱裝置，所述加熱裝置的上方通過支架固定安裝有坩堝，所述保溫層的左右兩側均開設有槽孔，所述槽孔的底部固定安裝有第一液壓伸縮杆，所述第一液壓伸縮杆之間設有連接板，所述連接板的內部開設有滑槽，所述滑槽的內部滑動安裝有滑塊，所述滑塊的下方固定安裝有連接件，所述連接件的下方連接有空心管狀籽晶軸，籽晶軸下端連接有中心線與坩堝中心線重合的籽晶託架；所述滑槽的內腔對稱設有第二液壓伸縮杆且第二液壓伸縮杆之間的中心線與坩堝中心線重合。

工作原理：當人們需要培養籽晶時，通過第一液壓伸縮杆帶動連接板上升，然後同時同步調節第二液壓伸縮杆，使其壓緊滑塊，從而使籽晶處於坩堝的正上方，使得坩堝的中心與籽晶的中軸線對齊。由於籽晶軸為空心管狀，管壁較薄，在高溫情況下，熱膨脹尺寸小，因而減少了籽晶軸的變形尺寸，延長了使用壽命。

進一步的，所述的籽晶託架包括石墨板和石墨手臂，石墨手臂固定連接在石墨板下方，所述的石墨板通過機械連接或者通過粘合劑與籽晶軸固定連接，石墨手臂下方有開口，用於容納籽晶。生長過程中，不使用任何的粘合劑固定籽晶，只通過籽晶託架來承載籽晶。籽晶在晶體生長過程中，由於籽晶與籽晶託架之間存在空隙，在溶液流動的作用下，籽晶不受籽晶託架的束縛，這樣可有效避免在晶體中產生應力，避免使用粘合劑時固化不均勻時造成晶體內局部應力大造成開裂、缺陷多等情況。通過使用籽晶託架，可以生長出高質量的SiC晶體。

所述開口的高度大於籽晶的厚度。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：結構簡單，由於滑槽的內腔對稱設有第二液壓伸縮杆且第二液壓伸縮杆之間的中心線以及籽晶託架的中心線與坩堝中心線重合，保證了籽晶中心軸線與坩堝中心的快速對齊，節省操作時間，大大提高了工作效率；同時，籽晶軸採用空心管狀結構，減少了形變，延長了使用壽命；通過使用籽晶託架，避免了晶體內局部應力大造成開裂、缺陷多等情況，可以生長出高質量的SiC晶體。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖；

圖2為本實用新型俯視結構示意圖；

圖3為本實用新型所述的籽晶託架的結構示意圖；

圖中：圖中：1殼體、2保溫層、3加熱裝置、4支架、5坩堝、6槽孔、7第一液壓伸縮杆、8連接板、9滑槽、10滑塊、11連接件、12空腔、13籽晶軸、14第二液壓伸縮杆、15籽晶託架、16石墨板、17石墨手臂、18開口、19籽晶。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

一種液相生長碳化矽的裝置，包括殼體1，所述殼體1的內部設置有保溫層2，所述保溫層2的內側下方固定安裝有加熱裝置3，所述加熱裝置3的上方通過支架4固定安裝有坩堝5，所述保溫層2的左右兩側均開設有槽孔6，所述槽孔6的底部固定安裝有第一液壓伸縮杆7，所述第一液壓伸縮杆7之間設有連接板8，所述連接板8的內部開設有滑槽9，所述滑槽9的內部滑動安裝有滑塊10，所述滑塊10的下方固定安裝有連接件11，所述連接件11的下方連接有空心管狀籽晶軸13，籽晶軸13下端連接有中心線與坩堝中心線重合的籽晶託架15；所述滑槽9的內腔對稱設有第二液壓伸縮杆14且第二液壓伸縮杆14之間的中心線與坩堝中心線重合。

所述的籽晶託架15包括石墨板16和石墨手臂17，石墨手臂17固定連接在石墨板16下方，所述的石墨板16通過機械連接或者通過粘合劑與籽晶軸13固定連接，石墨手臂17下方有開口18。

所述開口18的高度大於籽晶19的厚度。

儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由所附權利要求及其等同物限定。