[發明專利]碳化硅籽晶粘接裝置

無效

• 申請號: 201310610983.6
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103603037A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 陶瑩;高宇;鄧樹軍;趙梅玉;段聰
• 申請（專利權）人: 河北同光晶體有限公司
• 主分類號: C30B23/00
• 分類號: C30B23/00;C30B29/36
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及一種晶體生長領域，特別涉及一種碳化硅籽晶粘接裝置。

背景技術

作為第三代半導體材料，碳化硅具有非常優異的物理、化學性能，這就決定了碳化硅在高端光電、大功率、微波射頻等領域具有廣闊的應用前景和市場空間。但是碳化硅單晶襯底中含有的高密度缺陷會極大地影響碳化硅基各類器件的實際性能，甚至導致器件失效。因此對碳化硅單晶襯底存在的缺陷進行研究是非常必要和重要的。

碳化硅材料是彈性模量很大的晶體，PVT（物理氣相傳輸方法）法生長碳化硅晶體需在2000℃以上，一般晶體生長是籽晶直接粘接在石墨蓋上，進行生長，這樣的結構在冷卻中因為石墨和碳化硅單晶的膨脹系數的不同產生嚴重的應力，晶體直徑越大、晶體厚度越厚厚、籽晶粘接石墨板越厚，晶體應力越大，特別是4英寸以上的大尺寸晶體，經常會產生晶體裂的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種碳化硅籽晶粘接裝置，解決在晶體生長的冷卻過程中因為石墨和碳化硅單晶的膨脹系數的不同，產生嚴重的應力，造成晶體裂的問題。

為解決上述技術問題，一種碳化硅籽晶粘接裝置，包括石墨蓋和籽晶粘接板，籽晶與所述籽晶粘接板粘接，所述石墨蓋和所述籽晶粘接板固定連接，所述籽晶粘接板厚度小于等于2mm。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進：

進一步的，籽晶粘接板厚度為0.5mm。

進一步的，籽晶粘接板材質為石墨。

進一步的，所述石墨為模壓石墨或等靜壓石墨。

進一步的，所述石墨蓋和所述籽晶粘接板粘接或螺紋連接。

本發明不同之處在于把原籽晶粘接石墨板分成兩個部分，一是石墨蓋，二為籽晶粘接板；使用厚度較小的籽晶粘接板粘接籽晶，晶體生長完成降溫后，因籽晶粘接板薄，且可以產生變形，可以有效釋放晶體中的應力。

附圖說明

圖1為本發明一種籽晶粘接裝置第一種具體實施方式的結構示意圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1、石墨蓋，2、籽晶粘接板，3、籽晶，4、石墨坩堝，5、原料。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

圖1為本發明一種籽晶粘接裝置的第一種具體實施方式的結構示意圖，如圖1所示，在第一種具體實施方式中，本發明提供的籽晶粘接裝置，包括包括石墨蓋（1）和籽晶粘接板（2），籽晶（3）與所述籽晶粘接板（2）粘接，石墨蓋（1）和籽晶粘接板（2）粘接，籽晶粘接板（2）厚度等于2mm，籽晶粘接板（2）材質為石墨，在本實施例中，籽晶粘接板（2）為模壓石墨，在其它實施例中，籽晶粘接板（2）可以為等靜壓石墨。

應用所述碳化硅籽晶粘接裝置進行碳化硅籽晶生長，具體操作如下：

步驟一，把厚度2mm的籽晶粘接板（2）粘接在石墨蓋（1）上；

步驟二，把籽晶（3）粘接在籽晶粘接板（2）；

步驟三，把原料（5）裝在石墨坩堝（4）；

步驟四，把步驟1、2粘接的整體蓋在坩堝上；

步驟五，把整套裝置放置在2000℃以上高溫、10000Pa以下低壓環境下進行晶體生長；

步驟六，生長完成后降溫。

實施結果：晶體與晶片的破碎率降低10%，能夠實現本發明的目的。

第二種具體實施方式提供的碳化硅籽晶粘接裝置與上述第一種具體實施方式基本相同，不同之處在于籽晶粘接板（2）厚度等于1mm，實施結果：晶體與晶片的破碎率降低30%，能夠實現本發明的目的。

第三種具體實施方式提供的碳化硅籽晶粘接裝置與上述第一種具體實施方式基本相同，不同之處在于籽晶粘接板（2）厚度等于0.5mm，實施結果：晶體與晶片的破碎率降低36%，達到了有效降低晶體與晶片破碎率的目的。

本發明將原籽晶粘接石墨板分成兩個部分，使用厚度較小的籽晶粘接板（小于等于2mm）粘接籽晶，晶體生長完成降溫后，因籽晶粘接板薄，且可以產生變形，可以有效釋放晶體中的應力，降低晶體與晶片的破碎率。

以上所述實施步驟和方法僅僅表達了本發明的一種實施方式，描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。在不脫離本發明專利構思的前提下，所作的變形和改進應當都屬于本發明專利的保護范圍。