一种石墨纸籽晶承载装置及其制备工艺的制作方法

本发明涉及碳化硅生产，尤其涉及一种石墨纸籽晶承载装置及其制备工艺。

背景技术：

1、碳化硅（sic）单晶材料具有热导率大、介电常数小、抗辐射能力强等优点，广泛应用于新能源汽车、航空航天、智能电网、半导体照明等领域，被视为支撑能源、交通、信息、国防等产业发展的核心技术；其中物理气相传输（pvt）是生产碳化硅晶体的常见生产方式，被广泛采用。

2、在物理气相传输法制备碳化硅晶体生长过程中，碳化硅籽晶通过粘结剂直接粘到石墨籽晶托上，由于不同的材料之间热膨胀系数存在一定的差异，在晶体降温过程中，端面无法容纳形变，其造成的应力将在晶体内部积聚，造成晶体微观位错缺陷以及晶体后续加工过程中的开裂；在端面制造缺陷凹槽，能够让晶体在降温收缩的过程中能够具有形变的位错位置，能够克服晶体材料内部引力集中的问题；但是存在间隙的贴合面会导致籽晶发生背升华，这将极大地提高碳化硅晶体生长的成品率，影响碳化硅生产的速率以及成品晶体的质量。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种石墨纸籽晶承载装置及其制备工艺，该发明能够解决降温的过程中晶体内部应力释放的问题，提高成品碳化硅晶体的质量。

2、为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种石墨纸籽晶承载装置，包括：

4、生长腔室；

5、承载托，安装于生长腔室的上端，且与生长腔室内的原料腔室位置相对应，所述承载托包括承载底座，所述承载底座下端间隔设置有若干个第一承载组件，相邻的两个所述第一承载组件之间形成容纳间隙，所述容纳间隙内设置有第二承载组件；

6、位控组件，设置于承载托表面，用于控制第二承载组件的位置，在降温过程中，控制第二承载组件底端端面远离第一承载组件底端端面以让二者错开。

7、优选地，所述第一承载组件包括位于外侧的承载环，所述承载环内壁固定连接有间隔设置的第一承载主体，所述第一承载主体表面朝着内侧倾斜，相邻的两个第一承载主体之间形成倒梯形的容纳间隙。

8、优选地，所述第二承载组件包括位于承载环内壁的承载盘，所述承载盘侧壁固定连接有若干个第二承载主体，所述第二承载主体位置与容纳间隙相对应，且为与之适配的倒梯形。

9、优选地，所述第一承载主体、第二承载主体相邻位置倒有圆弧贴合面，所述圆弧贴合面之间粘接有平整条。

10、优选地，在第一承载主体、第二承载主体底端端面齐平后，在圆弧贴合面之间黏结平整条。

11、优选地，所述第一承载主体包括并列设置的第一承载部以及第二承载部，所述第一承载部与承载环固定连接，第二承载部与承载环活动连接，所述第二承载部侧壁与第二承载组件侧壁之间设置有联动凸起。

12、优选地，所述第二承载部底端端面宽度尺寸大于第一承载部底端端面宽度尺寸。

13、优选地，所述位控组件包括与第二承载组件上端转动连接的位控螺杆，所述位控螺杆表面螺纹连接有位控环，所述位控螺杆外侧套设有位于位控环以及承载底座之间的密封套管。

14、一种石墨纸籽晶承载装置的制备工艺，包括如下步骤：

15、s1、将第二承载组件放置于第一承载组件内部，且控制第二承载组件末端位置与容纳间隙位置相对应，完成组装预备；

16、s2、通过位控组件控制第二承载组件朝着第一承载组件方向移动，直至第二承载组件底端表面与第一承载组件底端端面齐平，完成承载装置组装。

17、优选地，第二承载组件底端表面与第一承载组件底端端面齐平后，在第一承载主体、第二承载主体相邻位置的圆弧贴合面之间粘接有平整条。

18、本发明的有益效果为：

19、通过设置第一承载组件以及第二承载组件，在安装碳化硅籽晶的过程中，控制二者齐平，能够便于碳化硅晶体安装以及避免升华后原料的泄露，保证成品质量以及晶体生长速率；在降温冷却的过程中，控制第一承载组件以及第二承载组件相互错开，能够在晶体上端留存间隙，以让晶体内部应力能够持续释放，保证了成品碳化硅晶体的质量。

技术特征：

1.一种石墨纸籽晶承载装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种石墨纸籽晶承载装置，其特征在于，所述第一承载组件（310）包括位于外侧的承载环（311），所述承载环（311）内壁固定连接有间隔设置的第一承载主体（312），所述第一承载主体（312）表面朝着内侧倾斜，相邻的两个第一承载主体（312）之间形成倒梯形的容纳间隙。

3.根据权利要求2所述的一种石墨纸籽晶承载装置，其特征在于，所述第二承载组件（320）包括位于承载环（311）内壁的承载盘（321），所述承载盘（321）侧壁固定连接有若干个第二承载主体（322），所述第二承载主体（322）位置与容纳间隙相对应，且为与之适配的倒梯形。

4.根据权利要求3所述的一种石墨纸籽晶承载装置，其特征在于，所述第一承载主体（312）、第二承载主体（322）相邻位置倒有圆弧贴合面，所述圆弧贴合面之间粘接有平整条（500）。

5.根据权利要求4所述的一种石墨纸籽晶承载装置，其特征在于，在第一承载主体（312）、第二承载主体（322）底端端面齐平后，在圆弧贴合面之间黏结平整条（500）。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的一种石墨纸籽晶承载装置，其特征在于，所述第一承载主体（312）包括并列设置的第一承载部（3121）以及第二承载部（3122），所述第一承载部（3121）与承载环（311）固定连接，第二承载部（3122）与承载环（311）活动连接，所述第二承载部（3122）侧壁与第二承载组件（320）侧壁之间设置有联动凸起（600）。

7.根据权利要求6所述的一种石墨纸籽晶承载装置，其特征在于，所述第二承载部（3122）底端端面宽度尺寸大于第一承载部（3121）底端端面宽度尺寸。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种石墨纸籽晶承载装置，其特征在于，所述位控组件（400）包括与第二承载组件（320）上端转动连接的位控螺杆（410），所述位控螺杆（410）表面螺纹连接有位控环（420），所述位控螺杆（410）外侧套设有位于位控环（420）以及承载底座（330）之间的密封套管（430）。

9.一种石墨纸籽晶承载装置的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种石墨纸籽晶承载装置的制备工艺，其特征在于，第二承载组件（320）底端表面与第一承载组件（310）底端端面齐平后，在第一承载主体（312）、第二承载主体（322）相邻位置的圆弧贴合面之间粘接有平整条（500）。

技术总结
本发明提供一种石墨纸籽晶承载装置及其制备工艺，包括生长腔室、承载托、位控组件等组件，其中承载托包括可以相互分离的第一承载组件以及第二承载组件，在高温制备碳化硅晶体的过程中，控制第一承载组件以及第二承载组件底端端面平齐，能够以平整密封的端面来安装碳化硅籽晶，以避免籽晶发生背升华，避免引起晶体缺陷的形成；在降温的过程中，控制第二承载组件抬升远离第一承载组件，此时能够形成交替的间隙，能够在降温的过程中让晶体内部的应力能够释放。该发明能够解决降温的过程中晶体内部应力释放的问题，提高成品碳化硅晶体的质量。

技术研发人员：忻隽,贺贤汉,孔海宽,陈建军,涂小牛
受保护的技术使用者：安徽微芯长江半导体材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14