高纯碳化硅大尺寸晶舟的制备方法与流程

本发明涉及中晶舟，特别是涉及高纯碳化硅大尺寸晶舟的制备方法。

背景技术：

1、boat晶舟boat原意是单木舟。在半导体ic制造过程中，常需要用一种工具作芯片传送及加工，这种承载芯片的工具，我们称之为boat。一般boat有两种材质，一是石英(quartz)，另一碳化硅(sic)。sicboat用在温度较高(drivein)及lpsin的场合，晶舟与晶圆配合使用，晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。

2、例如申请号为cn202210467782.4的申请属于半导体技术领域，具体涉及一种晶舟以及具有晶舟的扩散炉，该晶舟包括沿晶舟周向间隔开的至少三个支撑柱和至少一个支撑架。根据发明实施例的晶舟，将晶舟的两侧设置为均可以装载晶圆，先将晶圆装载到第一支撑部上，当加工过程中第一支撑部与晶圆之间发生摩擦产生细小的颗粒影响晶圆品质时，可以将晶舟翻转过来使用，将晶圆装载到第二支撑部上，继续进行加工，节省了晶舟更换清洗的费用，降低了在晶舟上的投入成本，提升了扩散炉的生产效率；现有晶舟利用晶舟上顶板、支撑立柱和晶舟下顶板进行支撑，支撑力度限定，当晶圆多层放置时支撑立柱会因压力增加时导致支撑力不足。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供高纯碳化硅大尺寸晶舟的制备方法，以解决上述背景技术中提出的晶舟利用晶舟上顶板、支撑立柱和晶舟下顶板进行支撑，支撑力度限定，当晶圆多层放置时支撑立柱会因压力增加时导致支撑力不足的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：高纯碳化硅大尺寸晶舟，包括晶舟上顶板和晶圆片，晶舟上顶板的内部环形设置有支撑立柱，且支撑立柱的底部安装有晶舟下顶板，所述支撑立柱的外表面设置有放置卡槽，所述晶圆片设置于放置卡槽的内部。

3、可选的，所述晶舟上顶板和晶舟下顶板之间安装有加固柱，且加固柱的直径小于支撑立柱的直径。

4、可选的，所述放置卡槽与支撑立柱相连接，且放置卡槽呈圆形结构。

5、可选的，所述加固柱设置有两组，且加固柱的长度大于支撑立柱的长度。

6、可选的，所述加固柱的端部设置有加固件，且加固件呈“c”字状结构。

7、可选的，所述高纯碳化硅大尺寸晶舟的制备方法包括以下具体步骤：

8、s1、原料制备；

9、s2、原料合格获取；

10、s3、处理；

11、s4、强度提升；

12、s5、环境净化。

13、可选的，所述高纯碳化硅大尺寸晶舟的制备方法包括以下具体步骤:

14、s1、原料制备

15、高温合成的粉体制备成重结晶要求的颗粒级配粉体；

16、s2、原料合格获取

17、对结晶的颗粒级采用分选设备分选重结晶要求的颗粒级配粉体；

18、s3、处理

19、采用不引入任何烧结助剂的重结晶技术制备晶舟的部件，再通过纯化处理进一步去除其中的金属杂质，提升其纯度水平；

20、s4、强度提升

21、将高纯硅熔渗进入纯化后的重结晶多孔预制体内，提升其强度，同时保证其纯度水平；

22、s5、环境净化

23、将环境控制技术引入到高纯碳化硅陶瓷的制备过程中，避免环境杂质对其纯度的影响。

24、可选的，所述s1采用高纯度的自蔓燃。

25、可选的，所述s2分选设备采用分选机。

26、可选的，所述s4采用熔渗致密-连接一体化技术提升预制体强度，同时保证预制体纯度水平。

27、本发明高纯碳化硅大尺寸晶舟的制备方法具有以下优点：通过将环境控制技术引入到高纯碳化硅陶瓷的制备过程中，避免环境杂质对其纯度的影响，通过原料优选、工艺路线优化和环境控制等三方面的综合运用，可以活动满足晶舟应用需求的高纯度碳化硅基体，也可以为其它半导体领域应用的高纯碳化硅部件制备提供技术制程，从而影响和辐射到整个高端半导体陶瓷制造业，另外在原料合格获取时通过分选机分选出高温合成的粉体制备成重结晶要求的颗粒级配粉体，避免重结晶要求的颗粒级尺寸不符导致制备纯度受到影响；

28、高纯硅熔渗致密过程属于近净尺寸烧结过程，高温过程产生的变形一般可以控制再1‰左右，同时，在致密化的同时，利用晶舟上顶板和晶舟下顶板以及支撑立柱之间的焊料同步连接，实现晶舟的高精度制造，熔渗致密-连接一体化技术在解决基体致密的同时，实现了晶舟上顶板和晶舟下顶板以及支撑立柱的连接，而且不会产生较大的变形，是一种非常理想的大尺寸碳化硅晶舟制造技术；

29、通过加固柱的设计能够从晶舟上顶板和晶舟下顶板之间进行加固支撑保护，避免支撑立柱过度受力变形，且通过加固件的设计能够从加固柱两端进行保护，增加加固柱的支撑力度，增加支撑稳定性。

技术特征：

1.高纯碳化硅大尺寸晶舟，包括晶舟上顶板(1)和晶圆片(4)，其特征在于，晶舟上顶板(1)的内部环形设置有支撑立柱(2)，且支撑立柱(2)的底部安装有晶舟下顶板(5)，所述支撑立柱(2)的外表面设置有放置卡槽(3)，所述晶圆片(4)设置于放置卡槽(3)的内部。

2.根据权利要求1所述的高纯碳化硅大尺寸晶舟，其特征在于：所述晶舟上顶板(1)和晶舟下顶板(5)之间安装有加固柱(6)，且加固柱(6)的直径小于支撑立柱(2)的直径。

3.根据权利要求2所述的高纯碳化硅大尺寸晶舟，其特征在于：所述放置卡槽(3)与支撑立柱(2)相连接，且放置卡槽(3)呈圆形结构。

4.根据权利要求2所述的高纯碳化硅大尺寸晶舟，其特征在于：所述加固柱(6)设置有两组，且加固柱(6)的长度大于支撑立柱(2)的长度。

5.根据权利要求2所述的高纯碳化硅大尺寸晶舟，其特征在于：所述加固柱(6)的端部设置有加固件(7)，且加固件(7)呈“c”字状结构。

6.高纯碳化硅大尺寸晶舟的制备方法，应用于权利要求1所述的高纯碳化硅大尺寸晶舟，其特征在于：所述高纯碳化硅大尺寸晶舟的制备方法包括以下具体步骤：

7.根据权利要求6所述的高纯碳化硅大尺寸晶舟的制备方法，其特征在于，所述高纯碳化硅大尺寸晶舟的制备方法包括以下具体步骤:

8.根据权利要求6所述的高纯碳化硅大尺寸晶舟的制备方法，其特征在于，所述s1采用高纯度的自蔓燃。

9.根据权利要求6所述的高纯碳化硅大尺寸晶舟的制备方法，其特征在于，

10.根据权利要求6所述的高纯碳化硅大尺寸晶舟的制备方法，其特征在于，所述s4采用熔渗致密-连接一体化技术提升预制体强度，同时保证预制体纯度水平。

技术总结本发明公开了高纯碳化硅大尺寸晶舟的制备方法，涉及晶舟技术领域，包括晶舟上顶板和晶圆片，晶舟上顶板的内部环形设置有支撑立柱，且支撑立柱的底部安装有晶舟下顶板，所述支撑立柱的外表面设置有放置卡槽，所述晶圆片设置于放置卡槽的内部。高纯碳化硅大尺寸晶舟的制备方法，高纯硅熔渗致密过程属于近净尺寸烧结过程，高温过程产生的变形一般可以控制再1‰左右，同时，在致密化的同时，利用晶舟上顶板和晶舟下顶板以及支撑立柱之间的焊料同步连接，实现晶舟的高精度制造，熔渗致密‑连接一体化技术在解决基体致密的同时，实现了晶舟上顶板和晶舟下顶板以及支撑立柱的连接，而且不会产生较大变形，是一种非常理想的大尺寸碳化硅晶舟制造技术。技术研发人员：任云,郝岩,周琨,刘长春,赵亚滨受保护的技术使用者：沈阳星光技术陶瓷有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25