一种液相法生长过程中籽晶保护装置及其工作方法与流程

本发明涉及晶体生长，具体涉及一种液相法生长过程中籽晶保护装置及其工作方法。

背景技术：

1、在液相法生长sic晶体时，在高纯的石墨坩埚中加入助溶剂，主要为过渡族金属或稀土金属，这些助溶剂元素添加会增加体系溶c的能力，会改变高温溶液的密度、粘度、表面张力和凝固点等。在溶液生产原料化料的初始阶段，当熔体温度达到1750度以上时，硅，铝，镉、铈、钛等元素，在一定压力的载气（氩气，氮气，氦气）携带下，会蒸发到溶液上方的籽晶表面，随着化料时间的增加，籽晶表面挥发物会越积越多，潜在影响了籽晶表面单晶层结构。

2、一方面物料在融化阶段，不可避免的会出现，熔点较低的物料或硅出现挥发现象，造成籽晶表面凹凸不平，接触溶液后导致生长界面不稳定，无法完全去除的话，单晶生长会出现包裹物或者多晶，杂晶的情况。

3、另一方面生长过程中，在升温的过程中，挥发物再次融化，还会影响籽晶表面单晶层结构，造成生长缺陷。

4、因此，如何解决化料过程中保持籽晶表面的干净是本领域亟需解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种液相法生长过程中籽晶保护装置及其工作方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种液相法生长过程中籽晶保护装置，包括：

3、坩埚主体，所述坩埚主体适于承载物料；

4、石墨杆，所述石墨杆竖直设置，且所述石墨杆可升降的设置在所述坩埚主体上方；

5、籽晶，所述籽晶固定在所述石墨杆的下端；

6、保护件，所述保护件水平设置在所述坩埚主体上方，所述保护件适于隔绝坩埚主体内的挥发气体；

7、其中，坩埚主体内的物料在熔化过程中，所述保护件内的多孔石墨板适于密封通道孔；

8、完全化料后，两所述多孔石墨板向外滑动以打开所述通道孔，所述籽晶适于穿过所述通道孔与坩埚主体内的溶液接触。

9、作为优选，所述保护件包括：承载板，所述承载板设置在所述坩埚主体的上方；

10、所述通道孔开设在所述承载板上，且所述通道孔设置在所述坩埚主体的正上方；

11、定位轨道件，所述定位轨道件固定在所述承载板上，且所述多孔石墨板适于在所述定位轨道件上水平滑动；

12、两所述多孔石墨板相对设置，且两所述多孔石墨板互相插接；

13、其中，两多孔石墨板相向移动至抵接时，适于密封所述通道孔。

14、作为优选，所述多孔石墨板为半圆形，一个多孔石墨板的径向侧壁开设有一凹槽；

15、另一个多孔石墨板的径向侧壁铰接有一定位块，所述定位块适于插入所述凹槽内。

16、作为优选，所述保护件还包括一引导块，所述引导块沿所述多孔石墨板径向方向设置，所述引导块滑动设置在所述通道孔上方，且所述引导块与所述定位块互相平行。

17、作为优选，所述多孔石墨板侧壁开设有一引导槽，所述定位块顶壁适于与所述引导槽的内顶壁抵接。

18、作为优选，所述引导块上段沿长度方向开设有两放置槽，一个放置槽对应一个多孔石墨板。

19、作为优选，所述引导块呈梯形，两所述多孔石墨板相向移动时，所述引导块的腰边适于引导多孔石墨板向上翘起。

20、作为优选，所述承载板的两侧分别固定有一驱动件，所述驱动件的活动端贯穿所述承载板，且所述驱动件的活动端铰接在所述多孔石墨板侧壁。

21、作为优选，所述定位轨道件呈椭圆形；

22、所述定位轨道件内壁开设有一水平槽，所述水平槽设置在所述多孔石墨板的上方。

23、作为优选，

24、所述多孔石墨板外壁固定有一凸块，所述凸块适于插入所述水平槽内。

25、作为优选，所述承载板上开设有与所述引导块相适配的通槽，所述承载板外壁固定有一调节驱动，所述调节驱动的活动端固定在所述引导块侧壁。

26、另一方面，本发明还提供了一种液相法生长过程中籽晶保护装置的工作方法，包括如下步骤：

27、将固体物料放入坩埚主体内后，将硅和助溶剂依次分别放入坩埚主体内；

28、将坩埚主体装入单晶炉内，单晶炉适于对坩埚主体内的物料进行加热使其熔化；

29、此时，调节驱动适于驱动所述引导块向内移动，以使所述引导块位于通道孔的上方；

30、同步的，驱动件驱动所述多孔石墨板向通道孔的方向移动，至所述定位块适于插入所述凹槽内；此时，所述引导块顶壁适于与引导槽的内顶壁抵接，所述多孔石墨板适于密封所述通道孔；

31、在物料熔化的过程中，所述多孔石墨板能够阻挡挥发性物质与籽晶接触；

32、化料结束后，驱动件继续驱动两多孔石墨板相向移动，所述引导块适于引导所述多孔石墨板向上翻转，以使所述凸块能够滑入水平槽内，此时，所述多孔石墨板呈倾斜状态；

33、驱动件驱动所述多孔石墨板向外移动，以打开所述通道孔，石墨杆竖直向下移动，至籽晶与坩埚主体内的溶液接触。

34、本发明的有益效果是，本发明的一种液相法生长过程中籽晶保护装置，通过保护件的设置，避免籽晶面受到化料阶段挥发物或蒸发物的污染，保证接触前的籽晶面完整性。另一方面多孔石墨板上进行碳化钽镀层，避免高温状态下杂质或者碳的挥发污染籽晶面，同时可以重复利用达到节约成本的效果。

35、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

36、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种液相法生长过程中籽晶保护装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种液相法生长过程中籽晶保护装置，其特征在于：

3.如权利要求2所述的一种液相法生长过程中籽晶保护装置，其特征在于：

4.如权利要求3所述的一种液相法生长过程中籽晶保护装置，其特征在于：

5.如权利要求4所述的一种液相法生长过程中籽晶保护装置，其特征在于：

6.如权利要求5所述的一种液相法生长过程中籽晶保护装置，其特征在于：

7.如权利要求6所述的一种液相法生长过程中籽晶保护装置，其特征在于：

8.如权利要求7所述的一种液相法生长过程中籽晶保护装置，其特征在于：

9.如权利要求8所述的一种液相法生长过程中籽晶保护装置，其特征在于：

10.如权利要求9所述的一种液相法生长过程中籽晶保护装置，其特征在于：

11.一种液相法生长过程中籽晶保护装置的工作方法，其特征在于，使用如权利要求10所述的一种液相法生长过程中籽晶保护装置，包括如下步骤：

技术总结本发明涉及晶体生长技术领域，具体涉及一种液相法生长过程中籽晶保护装置及其工作方法；本发明提供了一种液相法生长过程中籽晶保护装置，包括：坩埚主体，所述坩埚主体适于承载物料；石墨杆，所述石墨杆竖直设置，且所述石墨杆可升降的设置在所述坩埚主体上方；籽晶，所述籽晶固定在所述石墨杆的下端；保护件，所述保护件水平设置在所述坩埚主体上方，所述保护件适于隔绝坩埚主体内的挥发气体；其中，坩埚主体内的物料在熔化过程中，所述保护件内的多孔石墨板适于密封通道孔；完全化料后，两所述多孔石墨板向外滑动以打开所述通道孔，所述籽晶适于穿过所述通道孔与坩埚主体内的溶液接触。技术研发人员：郑红军,王晗,吴信杠,陆敏,胡健涛受保护的技术使用者：常州臻晶半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11