【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及单晶生长，具体涉及一种液相法生长碳化硅的称重装置及其工作方法。
技术介绍
1、碳化硅(sic)作为第三代半导体材料的代表具有禁带宽度大、热导率高、抗辐射性能好、化学稳定性好等优点，在高温、高频、高功率电子器件中有广泛应用。
2、顶端籽晶溶液法生长碳化硅晶体的基本原理是将硅和助溶剂装在石墨坩埚中，对石墨坩埚加热，硅和助溶剂受热溶化形成溶体，溶体溶解石墨坩埚，得到碳化硅晶体生长所需要的碳。在石墨坩埚内的原料溶化后，通过运动装置下降籽晶杆，使籽晶与溶液上表面接触；随后以一定速度向上提拉籽晶杆，开始晶体生长；晶体生长结束后，通过运动装置向上提拉籽晶杆，使晶体脱离溶液；对生长得到的碳化硅晶体进行退火降温处理，得到最终晶体。
3、为防止石墨坩埚在高温下氧化，液相法碳化硅生长时需要将石墨坩埚放入设备的密闭空间中，无法判断晶体生长过程中直径的变化，无法及时对生长工艺参数做出相应的调整，从而影响晶体生长质量。而且晶体与籽晶杆端部固定后，不容易将其自籽晶杆上分离。因此，研发一种液相法生长碳化硅的称重装置及其工作方法是很有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种液相法生长碳化硅的称重装置。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种液相法生长碳化硅的称重装置，包括：
3、反应炉、支撑架、升降机构、切断件、籽晶杆和称重装置，所述支撑架竖直固定在反应炉上方，所述升降机构滑动设置在所述支撑架上；
4、所述切断件滑动设置
5、所述籽晶杆竖直设置在升降机构内，所述籽晶杆下端适于插入反应炉内；
6、所述称重装置固定在籽晶杆上端，所述称重装置适于实时称量籽晶杆的重量；
7、其中，升降机构驱动籽晶杆向反应炉内移动时，所述称重装置适于通过重量反馈，以确认籽晶杆与反应炉内的溶液的接触。
8、作为优选，所述升降机构包括：固定柱、限位套和升降杆，所述限位套内部中空，所述限位套滑动设置在所述支撑架侧壁；
9、所述固定柱竖直固定在所述限位套内，所述固定柱内开设有与所述籽晶杆相适配的通孔，所述籽晶杆适于相对所述固定柱上下移动；
10、所述切断件滑动设置在所述固定柱外壁，且所述切断件与所述升降杆抵接；
11、所述升降杆滑动设置在所述支撑架侧壁；
12、其中，升降杆竖直移动时，适于驱动所述固定柱同步竖直上下移动。
13、作为优选，所述支撑架沿竖直方向开设有一竖向槽，所述升降杆滑动设置在所述竖向槽内；
14、所述支撑架外壁固定有一驱动件，所述升降杆固定在所述驱动件的活动端，所述驱动件适于驱动所述升降杆，使其沿竖向槽竖直上下移动。
15、作为优选，所述固定柱的内径小于称重装置的外径，所述固定柱适于支撑称重装置。
16、作为优选，所述支撑架上端水平固定有一定位环，所述定位环的内径大于所述称重装置的外径。
17、作为优选，所述定位环内圈侧壁铰接有若干限位块，所述限位块与所述称重装置联动；
18、其中，称重装置向上移动适于推动限位块向上翻转，所述限位块适于从下端支撑限位称重装置。
19、作为优选，所述限位套上端固定有一旋转电机，所述籽晶杆与所述旋转电机传动连接，所述旋转电机适于驱动所述籽晶杆周向转动。
20、作为优选，所述限位套外壁开设有两滑槽，所述滑槽与所述竖向槽互相平行；
21、所述支撑架内侧壁水平固定有一联动杆，所述联动杆滑动设置在所述滑槽内，且所述联动杆适于与所述切断件抵接。
22、作为优选，所述切断件下端固定有一限位条，所述升降杆内端部与所述限位条抵接。
23、作为优选，所述联动杆下端开设有一斜面，所述斜面与切断件抵接时，适于推动所述切断件向内移动。
24、作为优选，所述切断件外端开设有一与所述斜面相适配的斜坡，斜面与斜坡抵接时，适于推动所述切断件向内移动。
25、另一方面，本专利技术还提供了一种液相法生长碳化硅的称重装置的工作方法，包括如下步骤：
26、将原料按照化学计量比称重，混合均匀后，放入石墨坩埚中；将装有原料的石墨坩埚放入反应炉的密闭空间内，对密闭空间进行抽真空处理；对石墨坩埚进行加热，随着温度的升高，石墨坩埚内的原料溶化成为液态，继续升高温度至碳化硅长晶温度，恒温3h；开启石墨坩埚旋转，设置转速为20-50rpm，使石墨坩埚内的原料充分混合均匀；
27、旋转电机驱动籽晶杆转动，转速为50-100rpm，升降机构驱动籽晶杆向下移动；在下降籽晶杆的过程中，由于籽晶杆接触溶液时会受到溶液向上浮力，使得称重装置的读数发生变化；当称重装置读数发生变化时，停止籽晶杆下降，籽晶杆下端在溶液内稳定30min，使籽晶表面受热均匀；
28、籽晶杆受热稳定结束后，在读数处理系统中设定溶液密度、碳化硅密度和籽晶杆提拉速度，开始进行碳化硅晶体生长；
29、读数处理系统在晶体生长过程中实时计算得到碳化硅晶体直径，根据晶体直径的变化，调整晶体生长工艺参数，使晶体直径在晶体生长过程中保持稳定，提高晶体生长质量；
30、晶体生长一定时间后，结束晶体生长；升降机构快速向上提拉籽晶杆，称重装置读数稳定后，籽晶杆继续向上提拉10mm，停止籽晶杆运动，对晶体进行退火降温处理；温度降至室温后，晶体出炉。
31、本专利技术的有益效果是，本专利技术的一种液相法生长碳化硅的称重装置，通过升降机构、称重装置和切断件的配合，称重装置对籽晶杆进行称重，能够确认籽晶杆与溶液的接触；通过监测籽晶杆重量变化，可以计算得到生长所得碳化硅晶体的直径；根据晶体直径的变化，调整晶体生长工艺参数，提高晶体生长质量。不仅能够降低生长成本，同时还可以提高晶体的生长质量。
32、本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
33、为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
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1.一种液相法生长碳化硅的称重装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种液相法生长碳化硅的称重装置，其特征在于：
3.如权利要求2所述的一种液相法生长碳化硅的称重装置，其特征在于：
4.如权利要求3所述的一种液相法生长碳化硅的称重装置，其特征在于：
5.如权利要求4所述的一种液相法生长碳化硅的称重装置，其特征在于：
6.如权利要求5所述的一种液相法生长碳化硅的称重装置，其特征在于：
7.如权利要求6所述的一种液相法生长碳化硅的称重装置，其特征在于：
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11.如权利要求10所述的一种液相法生长碳化硅的称重装置，其特征在于：
12.一种液相法生长碳化硅的称重装置的工作方法，其特征在于，使用如权利要求11所述的一种液相法生长碳化硅的称重装置，包括
...【技术特征摘要】
1.一种液相法生长碳化硅的称重装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种液相法生长碳化硅的称重装置，其特征在于：
3.如权利要求2所述的一种液相法生长碳化硅的称重装置，其特征在于：
4.如权利要求3所述的一种液相法生长碳化硅的称重装置，其特征在于：
5.如权利要求4所述的一种液相法生长碳化硅的称重装置，其特征在于：
6.如权利要求5所述的一种液相法生长碳化硅的称重装置，其特征在于：
7.如权利要求6所述的一种液相法生...
【专利技术属性】
技术研发人员：王欣，陆敏，王晗，柯尊斌，
申请(专利权)人：常州臻晶半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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