CN110528078B

CN110528078B - 一种晶体取出装置

Info

Publication number: CN110528078B
Application number: CN201910770791.9A
Authority: CN
Inventors: 万冠军; 刘星; 柏文文; 张亮; 李斌; 张健; 许登基
Original assignee: SICC Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Shandong Tianyue Advanced Technology Co Ltd
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2039-08-20
Also published as: CN110528078A

Abstract

本发明提供了一种晶体取出装置，包括：筒体，其内侧壁具有向内凸出的台阶，所述台阶用于放置附着晶体装置，所述筒体的顶端对称设置有多个弹性件；压盖，其外侧具有边沿，中部设置有按压晶体的凸台，所述边沿和凸台之间形成凹槽，所述边沿端部对应设置有多个与所述弹性件连接的安装部。本发明通过筒体和压盖中间的弹性件，使凸台的力均匀作用于晶体上，防止晶体取出过程中晶体开裂。本申请的装置结构简单，可方便的取出晶体，能够防止晶体取出过程中晶体开裂，保证取出的晶体的完好性及提高了工作效率。

Description

一种晶体取出装置

技术领域

本发明涉及一种晶体取出装置，属于晶体生产用设备领域。

背景技术

碳化硅(SiC)单晶具有高导热率、高击穿电压、载流子迁移率极高、化学稳定性很高等优良的半导体物理性质，可以制作成在高温、强辐射条件下工作的高频、高功率电子器件和光电子器件，在国防、高科技、工业生产、供电、变电领域有巨大的应用价值，被看作是极具发展前景的第三代宽禁带半导体材料。

目前，物理气相沉积法(PVT)是生长碳化硅晶体通常使用的方法，该方法中以碳化硅粉末为原材料，将坩埚中的碳化硅粉末加热到一定温度就会显著升华，而分解的碳化硅气体会沿着温度梯度输运并在碳化硅籽晶处凝聚。通常，将籽晶放置在中空贯通的籽晶托架上端，籽晶托架放置在坩埚内部，盖上坩埚盖；或者将籽晶直接置于坩埚上端，再盖上坩埚盖，用于籽晶的生长。晶体生长结束后，需要取出晶体，附着在坩埚或籽晶托架上的晶体，目前全靠手工在操作台上撞击坩埚或籽晶托架取出，易造成晶体开裂，效率低。现有技术中，还没有一种将坩埚体或籽晶托架中的晶体取出的装置。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种晶体取出装置，避免了依靠手工在操作台上撞击取出晶体的弊端，防止取晶体过程晶体开裂及提高了工作效率。

本申请采用的技术方案如下：

一种晶体取出装置，包括：筒体，其内侧壁具有向内凸出的台阶，所述台阶用于放置附着晶体装置，所述筒体的顶端对称设置有多个弹性件；压盖，其外侧具有边沿，中部设置有按压晶体的凸台，所述边沿和凸台之间形成凹槽，所述边沿端部对应设置有多个与所述弹性件连接的安装部。

进一步的，所述台阶为L形台阶，L形台阶的宽度等于或小于附着晶体装置的厚度，L形台阶的高度小于附着晶体装置的高度。

进一步的，所述压盖的外径与筒体的外径大致相等，边沿的高度小于凸台的高度，边沿的厚度小于筒体上部的厚度。

进一步的，所述弹性件为弹簧，与所述弹簧拆卸连接的安装部为孔槽。

优选的，所述弹簧的数量为3-6个；优选的，为4个。

进一步的，所述筒体的外部套设有外壳，外壳的高度大致相等于筒体与压盖的高度之和。

进一步的，所述筒体和压盖均由高纯石墨材料或高纯度的有机材料制成。

进一步的，所述筒体的顶部开口，底部铺设有软质材料层；优选的，所述软质材料层为泡沫棉。

进一步的，所述附着晶体装置为坩埚或中空贯通的籽晶托架。

进一步的，所述压盖的顶部设置有手柄；优选的，所述手柄为T形手柄。

本申请的有益效果为：

(1)本申请采用筒体和压盖结构，在筒体台阶处放入附着晶体装置后，压盖的凸台按压作用在晶体上，使晶体松动脱落，可方便的取出晶体。

(2)本申请通过筒体和压盖中间的弹性件，使凸台的力均匀作用于晶体上，防止晶体取出过程中晶体开裂。

(3)本申请的装置结构简单，可方便的取出晶体，能够防止晶体取出过程中晶体开裂，保证取出的晶体的完好性及提高了工作效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明装置的示意图；

图2为使用本发明装置取出的碳化硅晶体照片；

图3为使用现有技术方法取出的碳化硅晶体照片；

其中，1、外壳；2、筒体；3、压盖；4、台阶；5、边沿；6、凸台；7、凹槽；8、弹簧；9、手柄；10、籽晶托架；11、碳化硅晶体。

具体实施方式

下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、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申请和简化描述，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申请的限制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、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，还可以是通信；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。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本申请提供了一种晶体取出装置，适用于在坩埚内部上端的籽晶上生长晶体的取出，尤其适用于使用籽晶托架生长晶体的取出，所述晶体包括但不限于碳化硅、单晶硅、多晶硅等。

如图1所述，本申请提供的晶体取出装置包括筒体2和压盖3。

在一种实施方式中，筒体2的内侧壁具有向内凸出的台阶4，台阶4用于放置附着晶体装置，筒体2的顶端对称设置有多个弹簧8；压盖3的外侧具有边沿5，中部设置有按压晶体的凸台6，边沿5和凸台6之间形成凹槽7，边沿5端部对应设置有安装弹簧8的孔槽。当晶体生长结束后，需要将坩埚内或者籽晶托架上生长附着的晶体取出，将附着晶体装置放入筒体2中的台阶处，通过将弹簧对应安装在孔槽处，均匀用力缓慢向下压压盖3，凸台6作用于晶体上，晶体受到均匀的按压力后，会在坩埚或者籽晶托架上松动，从而使晶体与坩埚或籽晶托架分离，以方便的取出晶体。凹槽7的设置便于凸台6压出晶体，也可以避免在凸台6按压晶体时碰坏籽晶托架，使籽晶托架可以重复使用。

所述台阶为L形台阶，L形台阶的宽度等于或小于附着晶体装置的厚度，L形台阶的高度小于附着晶体装置的高度。L形台阶的具体尺寸可以调整，只要保证凸台6能够按压上晶体，晶体脱落时不会碰到筒体2内壁即可。当附着晶体的籽晶托架放在L形台阶的下表面后，取晶过程中，向下压压盖3，晶体从籽晶托架上松动脱落，晶体不会碰撞到筒体2的内壁。

所述压盖3的外径与筒体2的外径大致相等，边沿5的高度小于凸台6的高度，边沿5的厚度小于筒体2上部的厚度。由于边沿5的高度小于凸台6的高度能增加压盖凸台下压时的行程，保证能相对轻松压出晶体。在取晶时，L形台阶能够置于凹槽7的内部，凸台6能进入到附着晶体装置的腔内。边沿5和凸台6的尺寸可以调整，只要保证凸台6能作用于晶体一段距离。

优选的，边沿5与凸台6的高度差小于L形台阶的高度，凸台6按压晶体时，凸台6伸入到筒体2腔内的最大距离为边沿5与凸台6的高度差，只需使得晶体松动脱落，而不需用力作用于晶体太长距离，以免力矩太多易造成晶体的开裂。

在一种可选实施方式中，弹簧8也可以采用本领域可以实现的其它弹性件，对应的连接所述弹性件的安装部也可以采用本领域可以实现的方式。在取晶过程中，由于弹性件的存在，会对作用于晶体的力有个缓冲作用，防止对晶体用力过猛造成晶体开裂。弹性件与安装部的连接为可拆卸连接，也可采用本领域可以实现的其它任意方式。

优选的，所述弹簧8的数量为3-6个；优选的，为4个。4个对称设置的弹簧8保证了压盖3用力的均匀性，使用拆卸也较方便。

在一种实施方式中，该装置还包括外壳1，外壳1套在筒体2的外部，外壳1的高度大致相等于筒体2与压盖3的高度之和。外壳1、筒体2、压盖3之间仅保留可拆卸的缝隙。外壳1起一定的保护作用，避免了用力下压压盖3时，压盖3的左右晃动，外壳的高度不能太大，以免影响压盖3中弹簧从孔槽中的拆除，不方便压盖取出。

在一种实施方式中，所述筒体2和压盖3均由高纯石墨材料或高纯度的有机材料制成。高纯石墨材料或高纯度的有机材料指的是石墨或有机物的纯度在99.999％以上的材料，以保证与晶体接触的材料不会对晶体造成污染，且也可以避免对籽晶托架的污染，保证籽晶托架的重复使用，节约成本。

所述筒体2的顶部开口，底部铺设有软质材料层；优选的，所述软质材料层为泡沫棉。软质材料层的设置避免了籽晶托架上晶体掉下时，晶体造成破碎。所述筒体2也可以采用中空贯通的圆柱体，只需要在取晶时，圆柱体下面铺上泡沫棉，防止晶体摔碎。

所述附着晶体装置为坩埚或中空贯通的籽晶托架。根据本领域常规，籽晶托架或坩埚体的口径都是圆形，因此，本申请所述筒体2和外壳1为空心的圆柱体或类似形状。

所述压盖3的顶部设置有手柄9；优选的，所述手柄为T形手柄。握住手柄，方便压盖向下用力。

本申请的装置在使用时，将顶部长有碳化硅晶体11的籽晶托架10放入筒体2的台阶4处，对准孔槽装入弹簧，握住手柄将压盖3均匀用力同时缓慢下压，以避免下压时偏斜损坏籽晶托架及用力过猛下压损伤晶体，凸台6作用于晶体上，晶体松动脱落在筒体2的底部。然后拆除压盖3，取出晶体。晶体表面完整，无任何开裂划痕损伤，如图2所示。

对比例1

将上部长有晶体的籽晶托架取出后，靠撞击或碰撞籽晶托架将晶体取出，晶体表面有开裂、划痕和损伤，如图3所示。

以上所述，仅为本申请的实施例而已，本申请的保护范围并不受这些具体实施例的限制，而是由本申请的权利要求书来确定。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的技术思想和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种晶体取出装置，其特征在于，包括：

筒体，其内侧壁具有向内凸出的台阶，所述台阶用于放置附着晶体装置，所述附着晶体装置为中空贯通的籽晶托架，所述筒体的顶端对称设置有多个弹性件；

压盖，其外侧具有边沿，中部设置有按压晶体的凸台，所述边沿和凸台之间形成凹槽，所述边沿端部对应设置有多个与所述弹性件连接的安装部。

2.根据权利要求1所述的晶体取出装置，其特征在于，所述台阶为L形台阶，L形台阶的宽度等于或小于附着晶体装置的厚度，L形台阶的高度小于附着晶体装置的高度。

3.根据权利要求1所述的晶体取出装置，其特征在于，所述压盖的外径与筒体的外径大致相等，边沿的高度小于凸台的高度，边沿的厚度小于筒体上部的厚度。

4.根据权利要求1所述的晶体取出装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧，与所述弹簧拆卸连接的安装部为孔槽。

5.根据权利要求4所述的晶体取出装置，其特征在于，所述弹簧的数量为3-6个。

6.根据权利要求4所述的晶体取出装置，其特征在于，所述弹簧的数量为4个。

7.根据权利要求1所述的晶体取出装置，其特征在于，所述筒体的外部套设有外壳，外壳的高度大致相等于筒体与压盖的高度之和。

8.根据权利要求1所述的晶体取出装置，其特征在于，所述筒体和压盖均由高纯石墨材料或高纯度的有机材料制成。

9.根据权利要求1所述的晶体取出装置，其特征在于，所述筒体的顶端开口，底部铺设有软质材料层。

10.根据权利要求9所述的晶体取出装置，其特征在于，所述软质材料层为泡沫棉。

11.根据权利要求1所述的晶体取出装置，其特征在于，所述压盖的顶部设置有手柄。

12.根据权利要求11所述的晶体取出装置，其特征在于，所述手柄为T形手柄。