一种用于SiC生产加工的粘接台面结构的制作方法

一种用于sic生产加工的粘接台面结构
技术领域
1.本实用新型涉及碳化硅晶体生长的辅助领域，更具体地说，涉及一种用于sic生产加工的粘接台面结构。


背景技术：

2.碳化硅是一种常用的磨料，成本低且耐用性好，受到广大用户的青睐，然而自然界中的碳化硅非常罕见，人们通常采用物理气相传输法加工碳化硅原料，碳化硅原料在坩埚的高温区分解，在温度梯度的驱动下，传输至籽晶低温区结晶析出，以制备碳化硅晶体；
3.经专利检索发现，公开号为cn114395803a的中国专利公开了一种减少碳化硅籽晶背向升华的粘接结构与粘接方法，包括籽晶托、籽晶、缓冲层、籽晶托、单晶、多晶、等径环、环形保护层和粘接层，其虽然通过缓冲层将籽晶与坩埚内壁之间分隔，坩埚传递给籽晶的热量部分被缓冲层分流，籽晶边缘温度不会过高，分解升华的概率大大降低，可以有效抑制碳化硅籽晶的背向分解，在不改变籽晶粘接工艺的情况下，仅改变粘接材料的结构布局，就能有效减少sic籽晶边缘烧蚀和晶体中空洞缺陷的出现，简单易行，设用于各种籽晶粘接工艺；
4.但是并未解决现有减少碳化硅籽晶背向升华的粘接结构与粘接方法在加热籽晶的过程中，通过等径环套设在坩埚上，坩埚的热量通过等径环传递给籽晶的边缘，使得籽晶的边缘受热形变，通过缓冲层保护籽晶的边缘，而籽晶中间的区域未能接触到等径环，籽晶中间的区域受热困难，使得籽晶受热不均匀，籽晶靠近籽晶托的一面容易出现气泡，造成籽晶因出现气泡导致报废的问题，为此我们提出一种用于sic生产加工的粘接台面结构。


技术实现要素：

5.1.要解决的技术问题
6.针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于sic生产加工的粘接台面结构，它可以实现方便籽晶中间的区域受热，能够使籽晶的边缘和中间受热均匀，降低籽晶靠近籽晶托的一面因温度不均匀出现气泡的情况发生，来减少因出现气泡导致报废的籽晶。
7.2.技术方案
8.为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
9.一种用于sic生产加工的粘接台面结构，包括等径环，所述等径环的上端插接有籽晶托，所述等径环的内侧沿圆周阵列分布有多个横杆，所述横杆远离等径环的一端固定安装有导热棒，所述导热棒靠近籽晶托的一端设置有浮动机构，所述导热棒通过浮动机构连接有圆环。
10.进一步的，所述导热棒远离籽晶托的一端螺纹安装有螺杆，所述螺杆远离导热棒的一端固定安装有弧形板。
11.进一步的，所述浮动机构包括开设在导热棒一端的气腔，所述气腔的内部插接有
活塞杆，所述活塞杆的一端延伸出气腔内部且固定连接于圆环的一侧。
12.进一步的，所述活塞杆位于气腔内部的一端固定安装有第一密封环，所述第一密封环的外侧紧贴气腔的内侧。
13.进一步的，所述圆环上开设有多个通孔，所述通孔错开活塞杆。
14.进一步的，所述等径环的上端和籽晶托的外侧之间通过设置有凹槽插接，所述凹槽内侧的里边缘固定安装有的第二密封环。
15.3.有益效果
16.相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
17.(1)本方案将等径环套设在坩埚上，再将原料放入坩埚中并高温加热，坩埚的部分热量传递给横杆、等径环以及等径环上端的籽晶托，原料气化，籽晶托边缘的温度升高而中间的温度低，直至气态原料接触籽晶托，籽晶托温度低的中间区域先于其温度高的边缘区域产生结晶，随着籽晶托中间区域结晶的增多，使得结晶增长指定厚度时接触圆环，同时，横杆的热量沿导热棒和圆环传递给籽晶托中间的结晶，籽晶托中间的温度升高，并逐渐趋近其边缘的温度，方便籽晶中间的区域受热，能够使籽晶的边缘和中间受热均匀，从而籽晶托边缘气态的原料逐渐结晶成型，降低籽晶靠近籽晶托的一面因温度不均匀出现气泡的情况发生，来减少因出现气泡导致报废的籽晶。
18.(2)本方案当结晶接触圆环时，结晶挤压圆环，圆环推动活塞杆，活塞杆沿着气腔的内壁向内运动，能够带动圆环的等径环的内部浮动，来卸去圆环上的挤压作用，使得圆环施加给结晶的反作用得到缓解，减少结晶被圆环挤压变形的面积，方便保持籽晶的完整度，能够提高籽晶成品的品质。
附图说明
19.图1为本实用新型的主视的结构示意图；
20.图2为本实用新型的仰视的结构示意图；
21.图3为本实用新型的剖视的结构示意图；
22.图4为本实用新型的图3中a处的放大结构示意图。
23.图中标号说明：
24.1、等径环；2、籽晶托；3、横杆；4、导热棒；5、圆环；6、螺杆；7、弧形板；8、气腔；9、活塞杆；10、第一密封环；11、通孔；12、凹槽；13、第二密封环。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.实施例：
27.请参阅图1-4，一种用于sic生产加工的粘接台面结构，包括等径环1，等径环1的上端插接有籽晶托2，等径环1的内侧沿圆周阵列分布有多个横杆3，横杆3远离等径环1的一端固定安装有导热棒4，导热棒4靠近籽晶托2的一端设置有浮动机构，导热棒4通过浮动机构
连接有圆环5，横杆3、导热棒4和圆环5均为钨铜合金材质，方便横杆3、导热棒4和圆环5耐受物理气相传输法实施时的高温环境，工作时，将等径环1套设在坩埚上，再将原料放入坩埚中并高温加热，坩埚的部分热量传递给横杆3、等径环1以及等径环1上端的籽晶托2，原料气化，籽晶托2边缘的温度升高而中间的温度低，直至气态原料接触籽晶托2，籽晶托2温度低的中间区域先于其温度高的边缘区域产生结晶，随着籽晶托2中间区域结晶的增多，使得结晶增长指定厚度时接触圆环5，同时，横杆3的热量沿导热棒4和圆环5传递给籽晶托2中间的结晶，方便将传输给籽晶托2边缘的热量分流给籽晶托2中间区域，籽晶托2中间的温度升高，并逐渐趋近其边缘的温度，方便籽晶中间的区域受热，能够使籽晶的边缘和中间受热均匀，从而籽晶托2边缘气态的原料逐渐结晶成型，降低籽晶靠近籽晶托2的一面因温度不均匀出现气泡的情况发生，来减少因出现气泡导致报废的籽晶，进一步地，籽晶托2的中轴线和圆环5的中轴线重合，方便圆环5上的热量从籽晶托2的中间周向分散，方便籽晶托2的温度均匀变化。
28.参阅图3和图4，浮动机构包括开设在导热棒4一端的气腔8，气腔8的内部充有惰性气体，气腔8的内部插接有活塞杆9，活塞杆9的一端延伸出气腔8内部且固定连接于圆环5的一侧，当结晶接触圆环5时，结晶挤压圆环5，圆环5推动活塞杆9，活塞杆9沿着气腔8的内壁向内运动，压缩气腔8内部惰性气体，而气腔8内部惰性气体分子间作用增强，来缓解活塞杆9所受的挤压作用，活塞杆9能够带动圆环5的等径环1的内部浮动，来卸去圆环5上的挤压作用，使得圆环5施加给结晶的反作用得到缓解，减少结晶被圆环5挤压变形的面积，方便保持籽晶的完整度，能够提高籽晶成品的品质。
29.参阅图3和图4，圆环5上开设有多个通孔11，通孔11错开活塞杆9，当浮动机构工作时，通过通孔11减小结晶被圆环5阻挡的面积，方便空气沿着结晶的表面流动，使得结晶的散热面扩大，同时通过通孔11错开活塞杆9的结构特性作用，方便增大圆环5和活塞杆9连接处的面积，以提高圆环5和活塞杆9连接处的强度，方便活塞杆9稳定地支撑圆环5。
30.参阅图3和图4，活塞杆9位于气腔8内部的一端固定安装有第一密封环10，第一密封环10的外侧紧贴气腔8的内侧，当浮动机构工作时，通过第一密封环10封堵气腔8内侧和活塞杆9一端之间的缝隙，方便提高气腔8的气密性。
31.参阅图1和图3，等径环1的上端和籽晶托2的外侧之间通过设置有凹槽12插接，凹槽12内侧的里边缘固定安装有的第二密封环13，第一密封环10和第二密封环13均为碳纤维与环氧树脂复合材质，方便第一密封环10和第二密封环13耐受物理气相传输法实施时的高温环境，通过第二密封环13封堵凹槽12内侧和籽晶托2外侧之间的缝隙，减少凹槽12内侧和籽晶托2外侧之间缝隙逸出的气态原料，方便气态原料尽可能地在籽晶托2靠近坩埚的一侧结晶。
32.参阅图1和图2，导热棒4远离籽晶托2的一端螺纹安装有螺杆6，螺杆6远离导热棒4的一端固定安装有弧形板7，螺杆6和弧形板7均为钨铜合金材质，方便螺杆6和弧形板7耐受物理气相传输法实施时的高温环境，当导热棒4传递热量给籽晶托2中间区域时，通过螺杆6和弧形板7接触坩埚的内壁，坩埚的部分热量传递给螺杆6和弧形板7，方便为导热棒4提供热源，而等径环1、籽晶托2、横杆3、导热棒4、圆环5、螺杆6和弧形板7上均有热量损失，所以籽晶托2的温度很难达到坩埚的温度，而当坩埚的形状不同时，通过正转螺杆6，螺杆6从导热棒4上脱落，来换上与坩埚内壁贴合的弧形板7，再反转螺杆6，以将弧形板7固定在导热棒
4的一端，方便增大弧形板7和坩埚的接触面积，以便坩埚的热量传递给弧形板7。
33.工作原理：工作时，将等径环1套设在坩埚上，再将原料放入坩埚中并高温加热，坩埚的部分热量传递给横杆3、等径环1以及等径环1上端的籽晶托2，原料气化，籽晶托2边缘的温度升高而中间的温度低，直至气态原料接触籽晶托2，籽晶托2温度低的中间区域先于其温度高的边缘区域产生结晶，随着籽晶托2中间区域结晶的增多，使得结晶增长指定厚度时接触圆环5，同时，横杆3的热量沿导热棒4和圆环5传递给籽晶托2中间的结晶，籽晶托2中间的温度升高，并逐渐趋近其边缘的温度，方便籽晶中间的区域受热，能够使籽晶的边缘和中间受热均匀，从而籽晶托2边缘气态的原料逐渐结晶成型，降低籽晶靠近籽晶托2的一面出现气泡的情况发生，来减少因出现气泡导致报废的籽晶。
34.当结晶接触圆环5时，结晶挤压圆环5，圆环5推动活塞杆9，活塞杆9沿着气腔8的内壁向内运动，能够带动圆环5的等径环1的内部浮动，来卸去圆环5上的挤压作用，使得圆环5施加给结晶的反作用得到缓解，减少结晶被圆环5挤压变形的面积，方便保持籽晶的完整度，能够提高籽晶成品的品质。
35.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.一种用于sic生产加工的粘接台面结构，包括等径环(1)，其特征在于：所述等径环(1)的上端插接有籽晶托(2)，所述等径环(1)的内侧沿圆周阵列分布有多个横杆(3)，所述横杆(3)远离等径环(1)的一端固定安装有导热棒(4)，所述导热棒(4)靠近籽晶托(2)的一端设置有浮动机构，所述导热棒(4)通过浮动机构连接有圆环(5)。2.根据权利要求1所述的一种用于sic生产加工的粘接台面结构，其特征在于：所述导热棒(4)远离籽晶托(2)的一端螺纹安装有螺杆(6)，所述螺杆(6)远离导热棒(4)的一端固定安装有弧形板(7)。3.根据权利要求1所述的一种用于sic生产加工的粘接台面结构，其特征在于：所述浮动机构包括开设在导热棒(4)一端的气腔(8)，所述气腔(8)的内部插接有活塞杆(9)，所述活塞杆(9)的一端延伸出气腔(8)内部且固定连接于圆环(5)的一侧。4.根据权利要求3所述的一种用于sic生产加工的粘接台面结构，其特征在于：所述活塞杆(9)位于气腔(8)内部的一端固定安装有第一密封环(10)，所述第一密封环(10)的外侧紧贴气腔(8)的内侧。5.根据权利要求3所述的一种用于sic生产加工的粘接台面结构，其特征在于：所述圆环(5)上开设有多个通孔(11)，所述通孔(11)错开活塞杆(9)。6.根据权利要求1所述的一种用于sic生产加工的粘接台面结构，其特征在于：所述等径环(1)的上端和籽晶托(2)的外侧之间通过设置有凹槽(12)插接，所述凹槽(12)内侧的里边缘固定安装有的第二密封环(13)。

技术总结
本实用新型公开了一种用于SiC生产加工的粘接台面结构，属于碳化硅晶体生长的辅助领域，包括等径环，等径环的上端插接有籽晶托，等径环的内侧沿圆周阵列分布有多个横杆，横杆远离等径环的一端固定安装有导热棒，导热棒靠近籽晶托的一端设置有浮动机构，导热棒通过浮动机构连接有圆环，导热棒远离籽晶托的一端螺纹安装有螺杆，螺杆远离导热棒的一端固定安装有弧形板，浮动机构包括开设在导热棒一端的气腔，气腔的内部插接有活塞杆，它可以实现方便籽晶中间的区域受热，能够使籽晶的边缘和中间受热均匀，降低籽晶靠近籽晶托的一面因温度不均匀出现气泡的情况发生，来减少因出现气泡导致报废的籽晶。致报废的籽晶。致报废的籽晶。


技术研发人员：孙晓晓 杨东风 李所福
受保护的技术使用者：无锡弘元半导体材料科技有限公司
技术研发日：2023.02.15
技术公布日：2023/9/16