[发明专利]碳化硅籽晶粘接装置和方法

说明书

本发明提供了一种碳化硅籽晶粘接装置和方法，其中装置包括：加压机构和加热平台；加热平台用于承载并加热粘接件，加热平台可在外力作用下沿自身的竖直中心轴旋转；粘接件包括使用粘结剂粘接好的籽晶与托盘；加压机构，与加热平台同轴设置且位于加热平台上方，包括升降驱动部、加压驱动部、离心驱动部和加压盘；升降驱动部驱动加压盘的升降，当加压盘下降并接触到加热平台承载的粘接件时，利用加压驱动部对加压盘施加压力，以使加压盘对粘接件施加相同压力；利用离心驱动部驱动加压盘沿加压机构的中心轴进行离心旋转运动，使得加压盘带动加热平台进行离心旋转运动。本方案，减少粘接过程中的气泡产生，提高碳化硅单晶的生长质量。

技术领域

本发明实施例涉及籽晶生产技术领域，特别涉及一种碳化硅籽晶粘接装置和方法。

背景技术

碳化硅具有大禁带宽度、高临界击穿场强等特性，是制造高频、大功率、抗辐照及光照集成器件的理想材料，目前已广泛应用在新能源汽车、5G通讯、航空航天等领域。

目前，采用液相法生长碳化硅晶体，需提前用粘结剂将碳化硅籽晶固定在籽晶托盘上，并将托盘通过连接杆与生长炉传动装置连接。现有技术中，将碳化硅籽晶与托盘粘接，需要手工将粘结剂在托盘上进行涂抹，使粘结剂均匀涂覆在托盘上，然后在托盘上放置碳化硅籽晶，利用加压加热工艺将碳化硅籽晶与托盘粘接在一起。但是，现有技术中，由于液体粘结剂的挥发或空气的进入，导致整个过程中籽晶与托盘之间有气泡产生，气泡会影响碳化硅单晶的生长质量。

发明内容

本发明提供了一种碳化硅籽晶粘接装置和方法，减少粘接过程中的气泡产生，提高碳化硅单晶的生长质量。

第一方面，本发明提供了一种碳化硅籽晶粘接装置，包括：加压机构和加热平台；

所述加热平台用于承载并加热粘接件，所述加热平台可在外力作用下沿自身的竖直中心轴旋转；所述粘接件包括使用粘结剂粘接好的籽晶与托盘；

所述加压机构，与所述加热平台同轴设置且位于所述加热平台上方，包括升降驱动部、加压驱动部、离心驱动部和加压盘；所述升降驱动部驱动所述加压盘的升降，当所述加压盘下降并接触到所述加热平台承载的粘接件时，利用所述加压驱动部对所述加压盘施加压力，以使所述加压盘对所述粘接件施加相同压力；利用所述离心驱动部驱动所述加压盘沿所述加压机构的中心轴进行离心旋转运动，使得所述加压盘带动所述加热平台进行离心旋转运动。

优选地，所述加压驱动部和所述离心驱动部同时进行工作。

优选地，所述加压驱动部对所述加压盘施加的压力大小的变化与所述离心驱动部驱动所述加压盘的旋转速度大小的变化呈正相关。

优选地，压力与旋转速度的相关关系如下：

其中，F(t)为所述加压驱动部在t时刻对所述加压盘施加的压力；ω(t)为所述离心驱动部在t时刻驱动所述加压盘的旋转速度；k为中间参数，k1；当所述加热平台上承载的粘接件为一个且所述粘接件位于所述加热平台的中心位置时，r为所述粘接件的半径，m为所述粘接件的质量；当所述加热平台上承载的粘接件为多个时，r为各粘接件中与所述加热平台中心位置的距离中的最大距离，m为所述粘接件的质量；f为静摩擦系数。

优选地，所述加热平台上可承载多个粘接件。

优选地，所述装置还包括：密封罩和真空泵；所述加压机构和所述加热平台均位于所述密封罩内；所述真空泵用于对所述密封罩内的空气进行抽真空处理。

优选地，所述装置还包括：点胶机构和涂胶平台；