專利名稱：一種單晶隨爐等溫退火工裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于單晶制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種物理氣相傳輸法單晶生長結(jié)束后的退火工裝。
背景技術(shù)：
物理氣相傳輸法單晶生長時，要求有一定的溫度梯度作為結(jié)晶驅(qū)動力，但是生長結(jié)束之后降溫退火時，如果還是保持上述溫度梯度，就容易在單晶內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，嚴(yán)重時會導(dǎo)致單晶出現(xiàn)裂紋。另外，即使得到的單晶沒有宏觀應(yīng)力開裂，另行退火也會增加成本。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的在于避免上述物理氣相傳輸法單晶生長結(jié)束之后降溫退火導(dǎo)致單晶內(nèi)部的熱應(yīng)力并影響單晶品質(zhì)的問題，提供了一種簡化退火工裝，可以大大減少單晶·熱應(yīng)力、降低單晶出現(xiàn)裂紋的風(fēng)險。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了如下的技術(shù)方案一種單晶隨爐等溫退火工裝，包括坩堝，所述坩堝頂部設(shè)散熱通道，在所述散熱通道上方設(shè)置一保溫塞，所述保溫塞或坩堝上下移動。進(jìn)一步地，所述單晶為碳化硅、氮化鋁。在在物理氣相傳輸法單晶生長之時，保溫塞與散熱通道的距離為10mm-400mm。物理氣相傳輸法單晶生長開始之前，先將保溫塞與散熱通道上下分開10mm-400mm,以利于籽晶散熱，使單晶生長時有溫度梯度。生長結(jié)束之后需退火時，降低下保溫塞(或上升坩堝)，以蓋緊散熱通道，并同時適當(dāng)降低加熱功率10-70%，以免所長成的單晶因溫度過高而被升華；然后保溫1-48小時，即可使單晶整體均勻地達(dá)到退火起始溫度，利用單晶在高溫下的范性形變來消除生長時的熱應(yīng)力；最后采用等溫隨爐退火的方法降到室溫，得到?jīng)]有(或具有很小)熱應(yīng)力的單晶。與帶著溫度梯度降溫、另行退火的現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型不但可以大大減少單晶熱應(yīng)力、降低單晶出現(xiàn)裂紋的風(fēng)險，而且單晶生長之后隨爐退火完畢即可直接進(jìn)行加工，從而簡化了工藝、降低了成本。

附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中圖I是本實用新型單晶隨爐等溫退火工裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。物理氣相傳輸法生長單晶的工裝，包括圖I所示的保溫筒I、坩堝2和散熱通道5，坩堝2中放置原料3和籽晶4。實施例I :在用物理氣相傳輸法生長碳化硅單晶之前，預(yù)先將保溫塞6與散熱通道5分開約400mm的距離，使單晶生長時有溫度梯度。生長結(jié)束之后，通過保溫塞6上端的拉桿7降下上述保溫塞6約400mm、蓋緊籽晶上部的散熱通道，并同時降低70%的加熱功率，以免所長成的單晶因溫度過高而被升華，然后保溫48小時，即可使單晶整體均勻地達(dá)到退火起始溫度，最后采用等溫隨爐退火的方法，在24小時內(nèi)降到室溫，得到?jīng)]有熱應(yīng)力的碳化硅單晶。而同樣條件下生長的碳化硅單晶，如果不降下保溫塞、而是帶著溫度梯度退火，得到的單晶則因為熱應(yīng)力太大而開裂。實施例2:在用物理氣相傳輸法生長氮化鋁單晶之前，預(yù)先將保溫塞6與散熱通道5分開約IOmm的距離，使單晶生長時有溫度梯度。生長結(jié)束之后，通過保溫筒I底部的拉桿8上升坩堝2約10mm、蓋緊籽晶上部的散熱通道，并同時降低10%的加熱功率，以免所長成的單晶因溫度過高而被升華，然后保溫I小時，即可使單晶整體均勻地達(dá)到退火起始溫度，最后采用等溫隨爐退火的方法，在24小時內(nèi)降到室溫，得到熱應(yīng)力很小的氮化鋁單晶。而同樣條件下生長的氮化鋁單晶，如果不采用上述等溫隨爐退火、而是帶著溫度梯度退火，得到的單晶則因為熱應(yīng)力太大而開裂。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種單晶隨爐等溫退火工裝，其特征在于包括坩堝，所述坩堝頂部設(shè)散熱通道，在所述散熱通道上方設(shè)置一保溫塞，所述保溫塞或坩堝可上下移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單晶隨爐等溫退火工裝，其特征在于所述單晶為碳化硅、氮化鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單晶隨爐等溫退火工裝，其特征在于在物理氣相傳輸法單晶生長之時，保溫塞與散熱通道的距離為10mm-400mm。
專利摘要一種單晶隨爐等溫退火工裝，屬于單晶制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種物理氣相傳輸法單晶生長結(jié)束后的退火工裝。包括坩堝，所述坩堝頂部設(shè)散熱通道，在所述散熱通道上方設(shè)置一保溫塞，所述保溫塞或坩堝可上下移動。與帶著溫度梯度降溫、另行退火的現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型不但可以大大減少單晶熱應(yīng)力、降低單晶出現(xiàn)裂紋的風(fēng)險，而且單晶生長之后隨爐退火完畢即可直接進(jìn)行加工，從而簡化了工藝、降低了成本。
文檔編號C30B33/02GK202558975SQ201220134778
公開日2012年11月28日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者倪代秦, 吳星, 趙巖, 何麗娟, 王雷, 楊巍, 馬曉亮, 李晉 申請人:北京華進(jìn)創(chuàng)威電子有限公司