[发明专利]用于涂覆粘合剂的丝网结构以及使用其固定SiC籽晶的方法

说明书

本发明涉及一种用于涂覆粘合剂的丝网结构，该丝网结构通过环形涂胶挡板和丝网来限定粘合剂层的厚度，使得粘合剂层厚度均匀，从而使得籽晶和坩埚盖之间存在均匀间隙，保证籽晶各个区域温度受热均匀，使碳化硅能够均匀生长，同时能够抑制籽晶背面多晶生长升华，避免带来微管缺陷。另外，均匀间隙的存在还能够满足籽晶在加热生长过程中释放内应力的需求，避免随着籽晶上的单晶生长，表面机械应力和热应力增加而造成籽晶变形甚至破裂。此外，本发明还涉及使用上述丝网结构固定SiC籽晶的方法，该方法通过丝网将粘合剂均匀涂刷于坩埚盖上并且在所得粘合剂层的上表面高度大于或等于丝网的下表面高度时停止涂刷，去除丝网结构后得到厚度均匀的粘合剂层。

技术领域

本发明涉及碳化硅新材料技术领域，具体涉及一种用于涂覆粘合剂的丝网结构以及使用其固定SiC籽晶的方法。

背景技术

以SiC为代表的第三代宽带隙半导体材料，是发展大功率、高频高温、抗强辐射蓝光激光器和紫外探测器等技术的核心。SiC晶体具有禁带宽度大、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、化学稳定性好等特点，是电力电子领域Si的首选替代品，在通信、汽车、航空、航天、石油开采以及国防等方面有着广泛的应用前景。

目前生长碳化硅普遍采用物理气相运输法，即原料在热场加热升华成气相物质，在温度梯度的作用下向上运动直到碰到温度较低、晶格适配的籽晶表面，从而在籽晶表面上结晶生长晶体。石墨具有良好的高温性能和机械加工性能且价格适宜，被广泛用于制作碳化硅晶体。

通常，采用粘合剂将SiC籽晶粘结在石墨坩埚盖上来固定籽晶。籽晶的粘结固定对SiC晶体生长影响显著。现有的利用粘合剂固定SiC籽晶的方法通常存在籽晶粘结效果差的问题。其原因主要在于粘合剂层厚度不均匀，使得籽晶不同区域的受热温度不均匀，从而影响晶体均匀生长。此外，粘结剂固化后会产生机械应力并作用于籽晶，粘结剂的分布均匀性直接影响机械应力在籽晶不同区域的分布均匀性，在粘合剂层厚度不均匀的情况下，在从室温升至晶体生长温度的过程中，粘结剂产生的不均匀的热应力和机械应力容易使籽晶发生变形，从而影响结晶质量，严重时易导致籽晶开裂破坏。

因此，需要开发一种用于涂覆粘合剂的结构以及使用其固定SiC籽晶的方法，以提高粘合剂层厚度的均匀性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种用于涂覆粘合剂的丝网结构，该丝网结构通过环形涂胶挡板和丝网来限定粘合剂层的厚度，使得粘合剂层厚度均匀。

本发明的另一目的是提供一种使用上述丝网结构固定SiC籽晶的方法，该方法通过丝网将粘合剂均匀涂刷于坩埚盖上并且在所得粘合剂层的上表面高度大于或等于丝网的下表面高度时停止涂刷，去除丝网结构后得到厚度均匀的粘合剂层。

为了实现以上目的，本发明提供如下技术方案。

一种用于涂覆粘合剂的丝网结构，包括：

丝网，所述丝网的形状和尺寸大小与SiC籽晶相同；以及

环形涂胶挡板，所述环形涂胶挡板套接在所述丝网外围，所述环形涂胶挡板的内环形状和尺寸大小与所述丝网相同，并且所述环形涂胶挡板的高度大于所述丝网的厚度。

一种使用上述丝网结构固定SiC籽晶的方法，包括以下步骤：

将丝网结构放置在坩埚盖的朝向坩埚本体的一侧；

通过丝网将粘合剂均匀涂刷于坩埚盖上，从而形成粘合剂层，在所述粘合剂层的上表面高度大于或等于所述丝网的下表面高度时，停止涂刷；

去掉丝网结构后，将SiC籽晶平放于所述粘合剂层上，再加热使所述粘合剂固化。

相比现有技术，本发明的有益效果：