用于碳化硅晶体硅面的定向装置的制作方法

本技术涉及碳化硅晶体领域，尤其是涉及一种用于碳化硅晶体硅面的定向装置。

背景技术：

1、碳化硅晶体生长后，为满足晶片要求，需要对晶体进行定向的平磨、滚磨、开边等加工处理。具体地，为满足下游器件厂商的生产需求，需要通过xrd单晶定向仪对晶体几个重要晶面进行定向，以标定晶体的si面(0001)和c面同时，确定晶体的主定位边副定位边即，通过xrd单晶定向仪定位面和面；其中，碳化硅晶体需要通过定向确定的几个重要参数及加工示意图如图11所示。定向平磨后的晶体依次再经滚磨、开边后，方可进入下一步线切工序。

2、一般而言，使用xrd单晶定向仪对晶体(0001)面和面的定向尤为重要。这是因为，外延和器件只有沿晶片的si面(0001)面和晶向，才能具有特定的某些物理性能。此外，si面(0001)的确定更为重要，因为，适用于阶梯流生长的某些晶体，例如碳化硅晶体，研究已证明，籽晶在加工的过程中必须采用偏角加工，以满足生长所需的台阶流。目前，处理好的晶体一般是将si面(0001)晶面偏向主定位边加工，制作偏4°籽晶。因此，为获得更加精确的4°籽晶，si面(0001)晶面的定向较为重要。

3、对于pvt法制备碳化硅晶体，目前成熟的工艺一般采用籽晶粘接法，即通过将籽晶与坩埚盖粘接在一起，以实现籽晶的固定，故籽晶与坩埚盖之间不可避免的存在粘接层。最直接的，该粘接层由高温有机胶组成。其它的，为填充籽晶与坩埚盖之间的缝隙，或降低籽晶与坩埚盖之间存在的热膨胀系数不匹配问题，一般会在籽晶与坩埚盖之间填充石墨纸或碳化硅多晶板等。此外，因为高温下有机胶、石墨纸或其它填充物的烧结，或籽晶背面的反应(例如，背面腐蚀等情况)以及由工艺造成的背部结晶和多晶的出现，甚至晶体靠近籽晶初始端边缘沉积的多晶等都会改变晶体c面一端的平整性。从而使得生长后的晶体si面(0001)偏离水平面，为后续的定向带来误差。现有解决此类问题的方法是：制作金属模具，将晶体禁锢于模具中，利用xrd单晶定向仪，转动模具中的晶体，调整晶体位置，确定si面。然后，将模具连通晶体移动至磨床，磨平si面。接着，以si面为修整面，再次利用模具夹持晶体修平c面；再者，进行定位边的定向与开槽。上述步骤中，显而易见的是，该加持模具的精确性直接影响晶体定向的精度，同时，该模具的加工，制作及保养、矫正等都需要时间成本和经济成本。最严重的是，为保证晶体在磨平过程中的稳定性，晶体必须加持在模具中，有增加晶体崩边，开裂的风险。还有人采用胶粘法将晶体通过粘接，烧结在模具上，从而避免加持机械应力。但是粘接和烧结的成本都相对较高，此外，粘接工艺的不稳定性(例如脱胶和位移等)易造成晶体在平磨中的位移和脱落，进而导致晶体直接报废。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型在于提出一种用于碳化硅晶体硅面的定向装置，能够用于碳化硅晶体硅面的精确定向，定位准确性高，无需采用夹具或机械固定，对晶体损伤较小，进而降低晶体在后续滚磨、开主定位边时出现应力、开裂等情况的风险。

2、根据本实用新型用于碳化硅晶体硅面的定向装置，包括：支撑架、炉体、坩埚、施压组件、调角组件和加热组件；所述炉体安装在所述支撑架上，所述炉体限定出顶部、底部均敞开的安装腔；所述坩埚设于所述安装腔内，所述坩埚限定出顶部敞开的第一容纳腔，所述第一容纳腔的底部装有支撑板；所述施压组件能够上下移动地设于所述第一容纳腔内；所述调角组件设于所述安装腔内所述坩埚的下方，所述调角组件的顶端贯穿所述坩埚的底壁伸至所述第一容纳腔；所述加热组件设于所述炉体的侧壁内，且正对所述第一容纳腔的下部布置。

3、根据本实用新型用于碳化硅晶体硅面的定向装置，通过各个部件间的配合，能够用于碳化硅晶体硅面的定向，定位准确，无需采用夹具或机械固定，对晶体损伤较小，进而降低晶体在后续滚磨、开主定位边时出现应力、开裂等情况的风险。

4、在本实用新型的一些实施例中，所述施压组件包括：施压块和驱动机构，所述施压块设于所述第一容纳腔内，所述施压块的底部形成有与待定向晶体相配合的第二容纳腔；所述驱动机构设于所述炉体的上方，所述驱动机构与所述施压块的顶部连接，用于带动所述施压块上下移动。

5、在本实用新型的一些实施例中，所述施压块为上窄下宽的结构，所述施压块的中段的外径由下至上逐渐递减，所述施压块的下段的外径相等。

6、在本实用新型的一些实施例中，还包括供液组件，所述供液组件包括供液泵和供液管；所述施压块的中段的外侧壁上设有储液槽，所述施压块内设有输液通道，所述输液通道的进液端与所述储液槽连通，所述输液通道的出液端设于所述施压块的下段的外侧壁上；所述供液管的一端与所述供液泵连接，另一端与所述储液槽连接。

7、在本实用新型的一些实施例中，所述调角组件包括：箱体、齿轮、升降杆和摇杆，所述箱体设于所述炉体内位于所述坩埚的下方，所述箱体内限定出第三容纳腔；所述齿轮能够转动地安装在所述第三容纳腔内；所述升降杆的下端装于所述第三容纳腔内，并与所述齿轮相啮合；所述升降杆的顶端穿过所述坩埚的底壁伸至所述第一容纳腔内；所述摇杆的一端穿过所述箱体与所述齿轮连接；其中，所述箱体上正对所述升降杆的位置设有螺栓，用于对所述升降杆所处位置的定位。

8、在本实用新型的一些实施例中，所述支撑板的底部设有连杆，所述连杆能够转动地安装在所述坩埚的底壁上，所述连杆的下端连接有电机。

9、在本实用新型的一些实施例中，还包括侧部施压组件，所述侧部施压组件包括：卡接单元和紧固组件，所述卡接单元有两个，两个所述卡接单元对称布置，两个所述卡接单元的一端铰接，另一端均向外延伸出限位柄；两个所述卡接单元中的一个所述卡接单元靠近所述限位柄的一侧设有挡料板，另一个所述卡接单元靠近所述限位柄的一侧设有与所述板相配合的限位槽；两个所述卡接单元具有第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态，两个所述卡接单元的非铰接端敞开，所述挡料板可挡住主敞口；在所述第二工作状态，两个所述卡接单元的非铰接端完全合拢，两个所述卡接单元的内侧壁与所述施压组件的外侧壁相接触，所述挡料板完全插入所述限位槽内；所述紧固组件与两个所述限位柄连接，以使两个所述卡接单元在第一工作状态和第二工作状态之间切换。

10、在本实用新型的一些实施例中，所述紧固组件包括：定位杆和转盘，所述定位杆的一端设有外螺纹；所述转盘的中心处设有与外螺纹相配合的内螺纹，所述转盘螺接在所述定位杆上；所述定位杆与两个所述限位柄中的一个所述限位柄铰接，与另一个所述限位柄活动连接，活动连接的所述限位柄位于铰接连接的所述限位柄和转盘之间。

11、在本实用新型的一些实施例中，还包括多个脚杯，多个所述脚杯对称安装在所述支撑架的底部。

12、在本实用新型的一些实施例中，所述炉体的外部设有外壳，所述支撑架上设有基座，所述外壳与所述基座连接。

13、本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。