[實用新型]一種用于消除晶錠內應力的裝置

有效

• 申請號: 202021885273.6
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN213835629U
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 李帥;趙建國;李乃慶
• 申請（專利權）人: 山東天岳先進科技股份有限公司
• 主分類號: C30B33/00
• 分類號: C30B33/00;C30B29/36;C30B30/06
• 代理公司: 北京君慧知識產權代理事務所(普通合伙) 11716
• 代理人: 劉曉佳

本申請公開了一種用于消除晶錠內應力的裝置，包括：振動臺，所述振動臺上設置有低頻振動區和超聲振動區，所述低頻振動區的振動頻率小于500Hz，所述超聲振動區的振動頻率大于20kHz，所述晶錠依次在所述低頻振動區和所述超聲振動區進行振動處理。本申請提供的用于消除晶錠內應力的裝置，使得晶錠依次經過低頻共振時效處理和超聲波處理，其中低頻共振時效處理在起到釋放晶錠內部分殘存應力的同時，還能使殘存于晶錠內部的應力得到均化，以減少晶錠內應力較大的點位或減輕該點位處的應力，有效防止因晶錠內部存在應力較大點位而造成的晶錠開裂。與現有技術相比，本申請提供的裝置操作簡單，處理快速，并能夠顯著提升碳化硅晶錠內應力的消除效果。

技術領域

本申請屬于晶錠處理裝置技術領域，具體涉及一種用于消除晶錠內應力的裝置。

背景技術

在利用物理氣相傳輸(PVT)法制備碳化硅晶錠時，由于長晶溫度、壓力等相關參數設定的差異性，以及長晶過程中產生的非人為變化，往往會導致晶體內的分子取向發生變化，進而導致了晶體內部應力的出現。而當內應力達到極限時，晶體便會出現開裂現象，給后續的機械加工造成很大的障礙。

目前消除碳化硅晶錠內應力的方法是通過在長晶完成后控制生長爐室中的溫度緩慢下降實現晶錠的退火，或待晶錠出爐后進行二次退火。然而，采用退火處理的方法不僅耗時長，能耗大，并且對應力的消除效果也有限。

現有技術中提供了一些消除內應力的其他方法，例如，專利CN103290482A提供了一種去除大直徑碳化硅單晶應力的方法，該方法將碳化硅晶體置于空氣、水或碳化硅粉末中使用頻率大于20kHz的超聲波進行超聲處理，然而，這種直接使用如此大頻率的超聲波處理的方式容易造成晶錠開裂。此外，在機械領域多采用振動時效設備對一些大型金屬構件進行振動消除應力，但在實踐中發現直接使用現有的振動時效設備對碳化硅晶錠進行處理，周期較長，消除效果也不理想，并且由于碳化硅晶錠相比于大型的金屬構件體積小質量輕，因此振動時易發生移動，操作起來十分不便。

實用新型內容

為了解決上述問題，本申請提供了一種操作簡單、能夠快速消除晶錠的內應力，且消除效果顯著，同時不會造成晶錠開裂的裝置，該裝置包括：

振動臺，所述振動臺上設置有低頻振動區和超聲振動區，所述低頻振動區的振動頻率小于500Hz，所述超聲振動區的振動頻率大于20kHz，所述晶錠依次在所述低頻振動區和所述超聲振動區進行振動處理。

可以理解的是，所述低頻振動區采用的是低頻振動時效處理，所述超聲振動區采用超聲振動時效處理。而本申請提供的晶錠內應力消除裝置，使得晶錠在進行超聲波處理之前先通過具有較低頻率范圍的低頻振動區進行低頻振動時效處理，而低頻共振時效處理在起到釋放晶錠內部分殘存應力的同時，更重要的是還能使殘存于晶錠內部的應力得到均化，以減少晶錠內應力較大的點位或減輕該點位處的應力，相當于對晶錠進行預處理，相較于直接用超聲波處理的方式，可以有效防止因晶錠內部存在應力較大點位而造成的晶錠開裂。與此同時，本申請所述裝置中超聲振動區的設置，使得裝置起到了超聲波振動時效顯著的消除內應力的效果，特別是在經低頻振動區進行了預處理和內應力均化后，超聲振動處理的效果得到了進一步提高。

進一步地，所述低頻振動區包括第一振動墊塊，所述超聲振動區包括具有超聲波發生器的超聲波水浴槽，所述超聲波水浴槽底部設有第二振動墊塊，所述第一振動墊塊和所述第二振動墊塊分別與振動發生器連接。

進一步地，所述振動發生器是激振器。

可以理解的是，第一振動墊塊和第二振動墊塊被構造成可以用于承載和振動晶錠，并且在使用時具有可控制或調節的振動頻率。

其中，具有上述設置的裝置可以通過振動墊塊實現對晶錠進行低頻振動時效處理，以及通過超聲波發生器對放置于超聲波水浴槽的晶錠進行超聲振動時效處理。而在超聲波水浴槽內設置第二振動墊塊，使得晶錠內應力同時在被均化過程中被超聲消除，進一步提高內應力的消除效果。