[发明专利]装夹装置及晶体加工设备

说明书

本发明提供了一种装夹装置，包括第一夹紧部、第二夹紧部和固定限位环，第一夹紧部和第二夹紧部分别对应在晶体的上表面和下表面上夹紧晶体，固定限位环的一端面上设置有粘结剂，用于粘结固定晶体并通过其外轮廓在晶体的上表面上或下表面上限制出预设区域，预设区域不大于实际所需区域；第一夹紧部的外轮廓形状和固定限位环的内轮廓形状相同；固定限位环可拆卸地贴合套置在第一夹紧部的外侧壁上，且与第一夹紧部同心。本发明提供装夹装置及晶体加工设备，操作简单、对操作人员的要求低；对中时间很短；可适用于晶体生长面凸度较大的场景，而且工艺窗口还增加有第二夹紧部和第二夹紧部偏心加工；可操作性强。

技术领域

本发明属于晶体生长技术领域，具体涉及一种装夹装置及晶体加工设备。

背景技术

碳化硅作为第三代半导体材料，具有宽禁带、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和迁移速度等特点，在高温、高频、大功率以及微电子器件等方面具有巨大的应用潜力。

目前，物理气相传输法(以下简称PVT)是形成生长碳化硅应用最成熟且最普遍的方法。PVT方法的工作原理主要是：将碳化硅原料放置在坩埚底部以及将籽晶固定在坩埚的顶部，在高温(例如2200℃以上)且低压下使碳化硅原料升华，升华气体是利用晶体热场的温度梯度最后在籽晶上结晶，温度梯度包括轴向温度梯度和径向温度梯度。在实际应用中发现：采用PVT生长的碳化硅晶体存在直径不规则等问题，这样，在晶体生长完成需要采用外圆磨工序，将直接不规则的碳化硅晶体磨削为一个规则的圆柱。

现有技术中在外圆磨工序中采用一个装夹装置固定碳化硅晶体，如图1所示，该装夹装置包括固定环1、压紧环2和橡皮垫3，固定环1和压紧环2分别通过橡皮垫3顶紧在碳化硅晶体4的上表面41和下表面42，以夹持固定碳化硅晶体4，且使碳化硅晶体4的侧壁43外露，以便于对其进行打磨。采用该装夹装置固定碳化硅晶体4进行外圆磨工序的主要过程包括：上料过程，采用上述装夹装置将碳化硅晶体固定；对中过程，固定上述固定环1，利用百分表测量碳化硅晶体4整体与固定环1的同心度，反复观察百分表中的指针波动大小，并用锤头敲击压紧环2和碳化硅晶体4的方式进行调整，直至碳化硅晶体4整体与固定环1同心；磨削过程，通过转动手轮来操纵磨头对碳化硅晶体的侧壁43进行磨削，以获得实际所需的成品晶体。

采用上述装夹装置在进行外圆磨工序中存在如下问题：

其一，由于采用锤头敲击压紧环2和碳化硅晶体4来调整碳化硅晶体4和固定环1的同心度，因此，操作难度大、不易控制，因而需要反复进行调整，从而使得对中时间较长，一般在30分钟以上，大大影响了加工效率。

其二，无法应用在上表面41(生长面)的凸度为4mm以上的碳化硅晶体4上，所谓凸度是指晶体的最高点和最低点的差值。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种装夹装置及晶体加工设备。

为解决上述问题之一，本发明提供了一种装夹装置，包括第一夹紧部和第二夹紧部，所述第一夹紧部和所述第二夹紧部分别对应在晶体的上表面和下表面上夹紧所述晶体，还包括固定限位环；所述固定限位环的一端面上设置有粘结剂，用于粘结固定所述晶体并通过其外轮廓在所述晶体的上表面上或下表面上限制出预设区域，所述预设区域不大于实际所需区域；所述第一夹紧部的外轮廓形状和所述固定限位环的内轮廓形状相同；所述固定限位环可拆卸地贴合套置在所述第一夹紧部的外侧壁上，且与所述第一夹紧部同心。

优选地，所述固定限位环包括固定环和限位环；所述限位环，用于通过其外轮廓在所述晶体的上表面上或下表面上限制出预设区域；所述粘结剂设置在所述固定环的一端面；所述第一夹紧部的外轮廓形状和所述固定环的内轮廓形状相同；所述固定环的外轮廓形状和所述限位环的内轮廓形状相同；所述固定环可贴合套置在所述第一夹紧部的外侧壁上，且与所述第一夹紧部同心；所述限位环可拆卸地贴合套置在所述固定环的外侧壁上，且与所述固定环同心。

优选地，所述限位环为可拆合的环体。