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一种碳化硅籽晶片的粘合装置

2021-03-05 04:37:36

一种碳化硅籽晶片的粘合装置

  技术领域

  本实用新型涉及粘合装置,特别涉及一种碳化硅籽晶片的粘合装置,属于晶片加工技术领域

  背景技术

  碳化硅单晶材料属于第三代宽带隙半导体材料的代表,具有宽禁带、高热导率、高击穿电场、高抗辐射能力等特点,将有望突破第一、二代半导体材料应用技术的发展瓶颈,主要应用在半导体照明、电力电子器件、激光器和探测器以及其他等领域,目前碳化硅单晶生长以物理气相沉积法(PVT)为主要生长方式,其难度非常高,必须在2100oC以上温度与低压环境下将碳化硅粉末直接升华成气体,并沿着温度梯度从高温区传输到较低温度区域的籽晶处沉积结晶。

  而籽晶片的固定方式以粘合方式为主,将籽晶片与石墨盖以碳胶黏合在一起,并升温让碳胶固化,以防止籽晶片在晶体生长过程中剥离脱落。籽晶片与石墨盖的粘合面情况也影响着晶体品质,其中包括缺陷的形成,结晶性的好坏。

  实用新型内容

  本实用新型的目的在于提供一种碳化硅籽晶片的粘合装置,以解决上述背景技术中提出的籽晶片的固定方式以粘合方式为主,将籽晶片与石墨盖以碳胶黏合在一起,并升温让碳胶固化,以防止籽晶片在晶体生长过程中剥离脱落。籽晶片与石墨盖的粘合面情况也影响着晶体品质,其中包括缺陷的形成,结晶性的好坏的问题。

  为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种碳化硅籽晶片的粘合装置,包括底板,所述底板的内部开设有腔体,所述腔体的内部固定安装有伺服电机,所述伺服电机的输出轴固定连接有底座,所述底座的顶端设有加热板,所述加热板的顶端设有石墨盖,所述底座的两侧均设有支块,所述支块的两侧均开设有第一滑槽,所述第一滑槽的内部滑动连接有限位杆,所述底板顶端的一侧设有滑轨,所述滑轨上滑动连接有支撑杆,所述支撑杆底部的一侧设有第一支板,所述第一支板的顶端设有液压缸,所述支撑杆的一侧开设有第二滑槽,所述第二滑槽的内部滑动连接有第二支板,所述第二支板的底端与液压缸的输出轴固定连接,所述第二支板的顶端设有光学显微镜,所述底板顶端的另一侧设有箱体,所述箱体的内部开设有碳胶室和压块室。

  作为本实用新型的一种优选技术方案,所述限位杆的一侧设有定位螺杆。

  作为本实用新型的一种优选技术方案,所述底板的一侧设有控制面板,所述控制面板上设有第一开关、第二开关和第三开关,所述伺服电机通过第一电机与外接电源电性连接,所述液压缸通过第二开关与外接电源电性连接,所述加热板通过第三开关与外接电源电性连接。

  作为本实用新型的一种优选技术方案,所述压块室的内部放置有压块,所述碳胶室的内部放置有碳胶。

  与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本实用新型一种碳化硅籽晶片的粘合装置,利用加热板加热放于石墨盖上的碳胶,伺服电机带动底座旋转,使得碳胶能够均匀的分布在石墨盖上,放上籽晶片后,再利用重量加压的方式,把残余空气排掉,让籽晶片能够紧密地与石墨盖粘合在一起,使得热能传递更加均匀,改善因温度不均匀造成的缺陷形成。

  附图说明

  图1为本实用新型正面结构示意图;

  图2为本实用新型的支块的结构示意图。

  图中:1、底板;2、箱体;3、碳胶室;4、压块室;5、底座;6、支块;7、限位杆;8、加热板;9、石墨盖;10、光学显微镜;11、第二支板;12、液压缸;13、支撑杆;14、第一支板;15、腔体;16、滑轨;17、控制面板;18、伺服电机。

  具体实施方式

  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。

  请参阅图1-2,本实用新型提供了一种碳化硅籽晶片的粘合装置,包括底板1,底板1的内部开设有腔体15,腔体15的内部固定安装有伺服电机18,伺服电机18的输出轴固定连接有底座5,底座5的顶端设有加热板8,加热板8的顶端设有石墨盖9,底座5的两侧均设有支块6,支块6的两侧均开设有第一滑槽,第一滑槽的内部滑动连接有限位杆7,底板1顶端的一侧设有滑轨16,滑轨16上滑动连接有支撑杆13,支撑杆13底部的一侧设有第一支板14,第一支板14的顶端设有液压缸12,支撑杆13的一侧开设有第二滑槽,第二滑槽的内部滑动连接有第二支板11,第二支板11的底端与液压缸12的输出轴固定连接,第二支板11的顶端设有光学显微镜10,底板1顶端的另一侧设有箱体2,箱体2的内部开设有碳胶室3和压块室4。

  优选的,限位杆7的一侧设有定位螺杆,转动定位螺杆,将限位杆7固定在支块6上,对石墨盖9进行限位固定。

  优选的,底板1的一侧设有控制面板17,控制面板17上设有第一开关、第二开关和第三开关,伺服电机18通过第一电机与外接电源电性连接,液压缸12通过第二开关与外接电源电性连接,加热板8通过第三开关与外接电源电性连接,伺服电机18带动底座5转动,使得碳胶能够均匀的分布在石墨盖9上。

  优选的,压块室4的内部放置有压块,碳胶室3的内部放置有碳胶,从压块室4内部拿出压块,放置在石墨盖9上,把残余空气排掉,让籽晶片能够紧密地与石墨盖粘合在一起,使得热能传递更加均匀,改善因温度不均匀造成的缺陷形成。

  具体使用时,本实用新型一种碳化硅籽晶片的粘合装置,将石墨盖9放置在加热板8顶端,在支块6上滑动限位杆7,转动定位螺杆,将限位杆7固定在支块6上,对石墨盖9进行限位固定,从碳胶室3内部拿出碳胶,于石墨盖中心处滴上2~4g碳胶,启动加热板8,将石墨9加热到60至120度,持续20至40分钟以增加碳胶的流动性,启动伺服电机18,带动石墨盖9旋转,低速300至500rpm速度旋转10至20秒,再以高速1000至2000rpm速度旋转10至20秒,让碳胶能够均匀分布在石墨盖9上,对准籽晶片与石墨盖9中心点,将籽晶片硅面与石墨盖接触粘合,从压块室4内部拿出压块,并于籽晶片上摆上10至15kg压块,从中心处向外加压,让粘合面内的残余气体能够顺利排出,将支撑杆13在滑轨16上滑动,带动光学显微镜10靠近石墨盖9,且通过液压缸12带动光学显微镜10上下位移,调整光学显微镜10的高度,使用光学显微镜10检查粘合面的情况,确认空孔的尺寸与分布状况,以及其他异常,若粘合面一切正常,进行碳胶固化步骤,将粘合好的籽晶片与石墨盖9在氩气环境下,于800度到1000度之间进行高温固化反应,完成固化的籽晶片与石墨盖9就能正常用于碳化硅晶体生长。

  在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

  此外,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量,由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

  在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

  尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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