[实用新型]一种用于消除晶锭内应力的装置

说明书

本申请公开了一种用于消除晶锭内应力的装置，包括：振动台，所述振动台上设置有低频振动区和超声振动区，所述低频振动区的振动频率小于500Hz，所述超声振动区的振动频率大于20kHz，所述晶锭依次在所述低频振动区和所述超声振动区进行振动处理。本申请提供的用于消除晶锭内应力的装置，使得晶锭依次经过低频共振时效处理和超声波处理，其中低频共振时效处理在起到释放晶锭内部分残存应力的同时，还能使残存于晶锭内部的应力得到均化，以减少晶锭内应力较大的点位或减轻该点位处的应力，有效防止因晶锭内部存在应力较大点位而造成的晶锭开裂。与现有技术相比，本申请提供的装置操作简单，处理快速，并能够显著提升碳化硅晶锭内应力的消除效果。

技术领域

本申请属于晶锭处理装置技术领域，具体涉及一种用于消除晶锭内应力的装置。

背景技术

在利用物理气相传输(PVT)法制备碳化硅晶锭时，由于长晶温度、压力等相关参数设定的差异性，以及长晶过程中产生的非人为变化，往往会导致晶体内的分子取向发生变化，进而导致了晶体内部应力的出现。而当内应力达到极限时，晶体便会出现开裂现象，给后续的机械加工造成很大的障碍。

目前消除碳化硅晶锭内应力的方法是通过在长晶完成后控制生长炉室中的温度缓慢下降实现晶锭的退火，或待晶锭出炉后进行二次退火。然而，采用退火处理的方法不仅耗时长，能耗大，并且对应力的消除效果也有限。

现有技术中提供了一些消除内应力的其他方法，例如，专利CN103290482A提供了一种去除大直径碳化硅单晶应力的方法，该方法将碳化硅晶体置于空气、水或碳化硅粉末中使用频率大于20kHz的超声波进行超声处理，然而，这种直接使用如此大频率的超声波处理的方式容易造成晶锭开裂。此外，在机械领域多采用振动时效设备对一些大型金属构件进行振动消除应力，但在实践中发现直接使用现有的振动时效设备对碳化硅晶锭进行处理，周期较长，消除效果也不理想，并且由于碳化硅晶锭相比于大型的金属构件体积小质量轻，因此振动时易发生移动，操作起来十分不便。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种操作简单、能够快速消除晶锭的内应力，且消除效果显著，同时不会造成晶锭开裂的装置，该装置包括：

振动台，所述振动台上设置有低频振动区和超声振动区，所述低频振动区的振动频率小于500Hz，所述超声振动区的振动频率大于20kHz，所述晶锭依次在所述低频振动区和所述超声振动区进行振动处理。

可以理解的是，所述低频振动区采用的是低频振动时效处理，所述超声振动区采用超声振动时效处理。而本申请提供的晶锭内应力消除装置，使得晶锭在进行超声波处理之前先通过具有较低频率范围的低频振动区进行低频振动时效处理，而低频共振时效处理在起到释放晶锭内部分残存应力的同时，更重要的是还能使残存于晶锭内部的应力得到均化，以减少晶锭内应力较大的点位或减轻该点位处的应力，相当于对晶锭进行预处理，相较于直接用超声波处理的方式，可以有效防止因晶锭内部存在应力较大点位而造成的晶锭开裂。与此同时，本申请所述装置中超声振动区的设置，使得装置起到了超声波振动时效显著的消除内应力的效果，特别是在经低频振动区进行了预处理和内应力均化后，超声振动处理的效果得到了进一步提高。

进一步地，所述低频振动区包括第一振动垫块，所述超声振动区包括具有超声波发生器的超声波水浴槽，所述超声波水浴槽底部设有第二振动垫块，所述第一振动垫块和所述第二振动垫块分别与振动发生器连接。

进一步地，所述振动发生器是激振器。

可以理解的是，第一振动垫块和第二振动垫块被构造成可以用于承载和振动晶锭，并且在使用时具有可控制或调节的振动频率。

其中，具有上述设置的装置可以通过振动垫块实现对晶锭进行低频振动时效处理，以及通过超声波发生器对放置于超声波水浴槽的晶锭进行超声振动时效处理。而在超声波水浴槽内设置第二振动垫块，使得晶锭内应力同时在被均化过程中被超声消除，进一步提高内应力的消除效果。