一种碳化硅籽晶粘接的装置及其方法与流程

本发明涉及碳化硅籽晶粘接，具体涉及一种碳化硅籽晶粘接的装置及其方法。

背景技术：

1、碳化硅作为第三代半导体材料的典型代表，也是目前晶体生产技术和器件制造水平最成熟，应用最广泛的宽禁带半导体材料之一，目前已经形成了全球的材料、器件和应用产业链。但是碳化硅晶体生长良率一直难以提升，其中很大一部分原因在于碳化硅籽晶处理良率参差不齐，而碳化硅籽晶的质量直接影响到碳化硅晶体质量。因此发明一种高良率且操作简单的碳化硅籽晶粘接装置以及方法至关重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种碳化硅籽晶粘接的装置及其方法。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种碳化硅籽晶粘接的装置，其创新点在于：包括密封仓和器械箱，两者上下设置，所述密封仓配置密封门，所述器械箱配置箱门；所述密封仓的侧面设置抽真空管，所述抽真空管外接机械泵，所述密封仓内分别设置石墨压盘和籽晶承载盘，所述石墨压盘的顶部设置下压轴，所述下压轴外接下压机构，所述籽晶承载盘的表面设置真空吸附条，所述籽晶承载盘的底部设置加热盘，所述加热盘的底部设置空心结构的旋转支撑轴，所述旋转支撑轴的下端贯穿至器械箱内，且外部设置轴承和从动齿轮，所述轴承的外部设置轴承座进行固定，所述器械箱内分别设置旋转电机、加热电源和小机械泵，所述旋转电机的输出轴上设置主动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮啮合传动连接，所述加热电源与加热盘电性连接，且两者之间的电源线路穿过旋转支撑轴连接，所述小机械泵通过吸附管道与籽晶承载盘的的真空吸附条连通，且两者之间的吸附管道穿过旋转支撑轴连接。

3、进一步的，所述下压机构为下压缸或电机丝杆组件。

4、进一步的，所述籽晶承载盘材质采用cc材质。

5、一种碳化硅籽晶粘接的装置的工艺方法，其创新点在于，包括以下步骤：

6、s1、籽晶托使用前对籽晶粘接面进行镀膜预处理，使表面镀一层均匀的碳化硅膜；

7、s2、将籽晶放置在籽晶承载盘的真空吸附条内，开启小机械泵将籽晶吸附在籽晶承载盘上；

8、s3、在籽晶中心放置籽晶粘接胶水，胶水为914b胶，开启加热电源，加热至80-120℃；

9、s4、开启旋转电机，使籽晶旋转，转速为500-3000转；

10、s5、关闭加热电源，使碳化硅籽晶以及胶水冷却；

11、s6、将石墨纸压在胶水上，而后通过下压轴施加压力，在石墨压盘和石墨纸中间放置10-20mm硅胶垫，压力50-500kg；30-90min升温至120-220℃，而后降至室温，使籽晶和石墨纸进行粘结；

12、s7、再取出籽晶，将籽晶托放置在籽晶承载盘上，籽晶托镀膜面放胶水，重复3，4，5步骤；

13、s8、将粘结后的籽晶和石墨纸的石墨纸面压在籽晶托上，在石墨压盘和籽晶中间放置10-20mm硅胶垫，压力50-500kg，30-90min升温至120-220℃，而后降至室温，使籽晶、石墨纸和籽晶托三者相互粘结；

14、s9、取出硅胶垫，在籽晶表面垫3-10mm石墨纸，而后通过下压轴施加压力，压力100-500kg；

15、s10、开启加热电源，逐步升温，100-150-200-250-300-400-500-600℃，同时开启机械泵对设备进行抽真空；

16、s11、而后开始逐步降温，降至室温即粘接结束。

17、采用上述结构后，本发明有益效果为：

18、本发明采用籽晶托镀碳化硅膜，可以在长晶期间为籽晶背面提供优质的碳硅比，防止籽晶背面腐蚀严重；采用914b胶机械匀胶，有效提高良品率，且操作简单；粘接期间加入硅胶垫，可更加优秀的包裹籽晶，放置其与籽晶托发生相对滑动。

技术特征：

1.一种碳化硅籽晶粘接的装置，其特征在于：包括密封仓和器械箱，两者上下设置，所述密封仓配置密封门，所述器械箱配置箱门；所述密封仓的侧面设置抽真空管，所述抽真空管外接机械泵，所述密封仓内分别设置石墨压盘和籽晶承载盘，所述石墨压盘的顶部设置下压轴，所述下压轴外接下压机构，所述籽晶承载盘的表面设置真空吸附条，所述籽晶承载盘的底部设置加热盘，所述加热盘的底部设置空心结构的旋转支撑轴，所述旋转支撑轴的下端贯穿至器械箱内，且外部设置轴承和从动齿轮，所述轴承的外部设置轴承座进行固定，所述器械箱内分别设置旋转电机、加热电源和小机械泵，所述旋转电机的输出轴上设置主动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮啮合传动连接，所述加热电源与加热盘电性连接，且两者之间的电源线路穿过旋转支撑轴连接，所述小机械泵通过吸附管道与籽晶承载盘的的真空吸附条连通，且两者之间的吸附管道穿过旋转支撑轴连接。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅籽晶粘接的装置，其特征在于：所述下压机构为下压缸或电机丝杆组件。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅籽晶粘接的装置，其特征在于：所述籽晶承载盘材质采用cc材质。

4.一种根据权利要求1-3任意一项碳化硅籽晶粘接的装置的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种碳化硅籽晶粘接的装置及其方法，包括密封仓和器械箱，两者上下设置，密封仓配置密封门，器械箱配置箱门；密封仓的侧面设置抽真空管，抽真空管外接机械泵，密封仓内分别设置石墨压盘和籽晶承载盘，所述石墨压盘的顶部设置下压轴，所述下压轴外接下压机构，所述籽晶承载盘的表面设置真空吸附条，所述籽晶承载盘的底部设置加热盘，所述加热盘的底部设置空心结构的旋转支撑轴，所述旋转支撑轴的下端贯穿至器械箱内，且外部设置轴承和从动齿轮，所述轴承的外部设置轴承座进行固定。本发明采用籽晶托镀碳化硅膜，可以在长晶期间为籽晶背面提供优质的碳硅比，防止籽晶背面腐蚀严重；采用914B胶机械匀胶，有效提高良品率，且操作简单。

技术研发人员：范国峰,张皓,门振龙
受保护的技术使用者：范国峰
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5