[实用新型]一种碳化硅单晶生长中的籽晶固定装置

说明书

一种碳化硅单晶生长中的籽晶固定装置，属于碳化硅材料技术领域。本实用新型包括上盖、上旋转定位机构、下旋转支撑机构和反应室，反应室的内壁上设置有支撑台，上旋转定位机构安装在下旋转支撑机构上，旋转定位机构置于支撑台上，上盖与反应室螺纹连接，上旋转定位机构与下旋转支撑机构之间安装有支撑杆，且旋转定位机构均包括旋转圆环、旋转夹片和旋转平板，旋转圆环与旋转平板之间设置有旋转夹片，旋转夹片通过圆杆与旋转圆环配合安装，旋转夹片通过滑块还与旋转平板滑动配合安装。本实用新型的结构简单，方便拆卸和更换，不需要使用粘接剂就可实现对籽晶片的固定，而且在晶体生长完成后便于分离。

技术领域

本实用新型涉及一种碳化硅单晶生长中的籽晶固定装置，属于碳化硅材料技术领域。

背景技术

碳化硅(SiC)单晶材料具有禁带宽度大、热导率高、电子饱和漂移速率大、临界击穿电场高、介电常数低、化学稳定性好等优点，被认为是制造光电子器件、高频大功率器件、电力电子器件理想的半导体材料，在白光照明、光存储、屏幕显示、航天航空、高温辐射环境、石油勘探、自动化、雷达与通信、汽车电子化等方面有广泛应用。

目前生长碳化硅晶体最有效的方法是物理气相传输PVT法，首先在石墨坩埚的底部填入高纯原料，石墨盖顶部粘贴籽晶，在坩埚外部采用保温石墨毡裹绕，然后在合适的温度1800～2000℃和高真空下0～10^-4Torr通过气相挥发生长碳化硅晶体。

碳化硅材料是弹性模量很大的晶体，一般晶体生长是籽晶直接粘接在石墨盖上，进行生长，这样的结构在冷却中因为石墨和碳化硅单晶的膨胀系数的不同产生严重的应力，晶体直径越大、晶体厚度越厚、籽晶粘接石墨板越厚，晶体应力越大，特别是4英寸以上的大尺寸晶体，经常会产生晶体裂问题。并且由于碳化硅生长温度很高，对籽晶粘接剂的要求也十分苛刻，高温极易导致粘接剂的融化，甚至直接升华，导致籽晶脱落。另外一种粘接方法如国内专利文献CN105696069A，将硅粉和碳粉均匀混合，混合后的粉末覆于石墨坩埚盖上，将碳化硅籽晶置于坩埚盖的粉末上，然后一同放入加热炉中加热，使硅粉、碳粉、碳化硅籽晶和石墨坩埚盖相互反应，最终将碳化硅籽晶粘合在石墨坩埚盖上。但这种方法存在一个严重的缺点，生长完成后难以将晶体与坩埚盖分离，即使用切割的方法分离，切割过程中产生的振动也可能导致晶体断裂，破坏成品。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，进而提供一种碳化硅单晶生长中的籽晶固定装置。

本实用新型的技术方案：

一种碳化硅单晶生长中的籽晶固定装置，包括上盖、上旋转定位机构、下旋转支撑机构和反应室，上旋转定位机构安装在下旋转支撑机构上，反应室的内壁上设置有支撑台，上旋转定位机构与下旋转支撑机构置于反应室内的支撑台上，上盖与反应室螺纹连接。

进一步，上旋转定位机构包括第一旋转圆环、第一旋转夹片和第一旋转基板，第一旋转圆环上加工有多个弧形孔I，第一旋转夹片上设置有第一圆杆和第一滑块，第一旋转基板上加工有第一通孔，第一旋转圆环与第一旋转基板之间设置有第一旋转夹片，第一旋转夹片通过第一圆杆与第一旋转圆环配合安装，第一旋转夹片通过第一滑块与第一旋转基板滑动配合安装。

进一步，下旋转支撑机构包括第二旋转圆环、第二旋转夹片和第二旋转基板，第二旋转圆环上加工有多个弧形孔II，第二旋转夹片上设置有第二圆杆和第二滑块，第二旋转基板上加工有第二通孔，第二旋转圆环与第二旋转基板之间设置有第二旋转夹片，第二旋转夹片通过第二圆杆与第二旋转圆环配合安装，第二旋转夹片通过第二滑块还与第二旋转基板滑动配合安装；第一旋转基板与第二旋转基板之间的边缘处设置有支撑杆。

进一步，第一圆杆与第二圆杆的端部均设置有限位圆台，限位圆台的直径大于弧形孔I和弧形孔II的宽度。

进一步，第一滑块与第二滑块上均加工有限位孔，旋转夹片与旋转基板通过限位圆钉进行纵向限位。