[发明专利]碳化硅籽晶粘接装置和方法

说明书

本发明提供了一种碳化硅籽晶粘接装置和方法，涉及碳化硅晶体生长技术领域，该碳化硅籽晶粘接装置包括坩埚、籽晶支架、籽晶载具和加热装置，籽晶支架设置在坩埚内；籽晶载具设置在坩埚的顶端，用于与籽晶的表面间隔相对设置，并形成粘接沉积间隙；加热装置设置在坩埚的周缘，其中，籽晶支架与坩埚的内侧壁之间形成有原料容纳腔，原料容纳腔连通至粘接沉积间隙，并容纳有粘接原材料，粘接原材料用于在加热到预设温度后升华，并沉积在粘接沉积间隙中，以使籽晶和籽晶粘接面粘接在一起。相较于现有技术，本发明通过沉积的方式实现籽晶的粘接，粘接均匀性更好，并且沉积方式可以使得粘接效果更好，籽晶的位置可控性更好，有利于提升晶体生长质量。

技术领域

本发明涉及碳化硅晶体生长技术领域，具体而言，涉及一种碳化硅籽晶粘接装置和方法。

背景技术

物理气相传输法(physical vapor transport-pvt)是目前较为成熟的大尺寸碳化硅晶体生长技术，即将碳化硅晶片贴在石墨坩埚盖上用作籽晶，石墨坩埚内装有作为生长原料的碳化硅粉末，生长温度控制在2100℃到2400℃之间，生长原料分解成气相组分后在石墨坩埚内部轴向温度梯度的驱动下输运到籽晶处结晶生长碳化硅晶体。

经发明人调研发现，现有的籽晶粘接技术，通常是利用有机胶直接将籽晶粘接在石墨盖上，粘接效果差，粘接均匀性较低，影响晶体生长。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种碳化硅籽晶粘接装置和方法，其能够通过沉积方式实现籽晶的粘接，粘接效果好，且粘接均匀性好，有利于提升晶体生长质量。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种碳化硅籽晶粘接装置，包括：

坩埚；

籽晶支架，所述籽晶支架设置在所述坩埚内，并用于承载籽晶；

籽晶载具，所述籽晶载具设置在所述坩埚的顶端，并具有与所述籽晶支架相对设置的籽晶粘接面，所述籽晶粘接面用于与所述籽晶的表面间隔相对设置，并形成粘接沉积间隙；

加热装置，所述加热装置设置在所述坩埚的周缘，用于加热所述坩埚；

其中，所述籽晶支架与所述坩埚的内侧壁之间形成有原料容纳腔，所述原料容纳腔连通至所述粘接沉积间隙，并容纳有粘接原材料，所述粘接原材料用于在加热到预设温度后升华，并沉积在所述粘接沉积间隙中，以使所述籽晶和所述籽晶粘接面粘接在一起。

在可选的实施方式中，所述籽晶支架包括支撑筒和籽晶保护套，所述支撑筒安装在所述坩埚的底壁上，且所述支撑筒的外侧壁与所述坩埚的内侧壁之间容纳有所述粘接原材料，所述籽晶保护套设置在所述支撑筒的顶端，用于承载所述籽晶。

在可选的实施方式中，所述籽晶保护套的顶侧设置有容纳槽，所述容纳槽用于放置所述籽晶。

在可选的实施方式中，所述容纳槽的边缘设置有第一保护膜，所述第一保护膜延伸覆盖在所述籽晶的边缘，以防止所述粘接原材料沉积在所述籽晶的边缘区域。

在可选的实施方式中，所述籽晶载具包括承载部和粘接部，所述承载部与所述坩埚的顶端可拆卸连接，所述粘接部设置在所述承载部的底侧，并朝向所述籽晶支架凸起，所述粘接部的底侧表面用于构成所述籽晶粘接面。

在可选的实施方式中，所述承载部的底侧表面设置有第二保护膜，所述第二保护膜延伸覆盖至所述粘接部的周缘。

在可选的实施方式中，所述第二保护膜的表面呈弧面，用于将升华后的所述粘接原材料导流至所述粘接沉积间隙。

在可选的实施方式中，所述粘接沉积间隙的间隙宽度在0.1mm-10mm之间。

在可选的实施方式中，所述粘接原材料为硅或碳化硅。