CN217809783U - 退火用载具以及退火装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及退火处理技术领域，具体而言，涉及一种退火用载具以及退火装置。退火用载具包括：底座以及用于覆盖于底座上并与底座可拆卸连接的顶盖。底座的上表面和顶盖的下表面均朝向高度方向的同一侧弯设，且底座的上表面和顶盖的下表面之间用于形成放置待退火件的第一容纳腔。将氮化铝材料放置于顶盖和底座之前形成的第一容纳腔内以进行退火处理时，氮化铝材料在退火时能够在顶盖和底座双重定向应力作用下朝向顶盖和底座弯设的方向翘曲，增加氮化铝材料受到的压应力，并使得氮化铝材料的内部产生应力，从而减少氮化铝材料中的位错，提高氮化铝材料的晶体质量。

Description

退火用载具以及退火装置

技术领域

本申请涉及退火处理技术领域，具体而言，涉及一种退火用载具以及退火装置。

背景技术

氮化铝材料以其具有的超宽禁带(6.2eV)，使其在紫外光电领域与高频滤波器件领域具有极大的应用前景。

但是，氮化铝的制备工艺极其困难；特别是在氮化铝晶体的生长过程中，铝原子由于具有相对较低的表面迁移能力导致了氮化铝材料中产生位错现象，进而导致不利于获得高结晶质量的氮化铝单晶材料，极大程度地限制了氮化铝材料的应用。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种退火用载具以及退火装置，其旨在改善现有的氮化铝材料在制备过程中易产生位错现象的技术问题。

第一方面，本申请提供一种退火用载具，包括：底座以及用于覆盖于底座上并与底座可拆卸连接的顶盖。

底座的上表面和顶盖的下表面均朝向高度方向的同一侧弯设，且底座的上表面和顶盖的下表面之间用于形成放置待退火件的第一容纳腔。

本申请提供的退火用载具包括可拆卸连接的底座和顶盖，且底座和顶盖之间形成第一容纳腔；当将氮化铝材料(即待退火件)放置于第一容纳腔中以进行退火处理时，由于底座的上表面和顶盖的下表面均朝向高度方向的同一侧弯设，氮化铝材料在退火时能够在顶盖和底座双重定向应力作用下朝向顶盖和底座弯设的方向翘曲，增加氮化铝材料受到的压应力，并使得氮化铝材料的内部产生应力，从而减少氮化铝材料中的位错，提高氮化铝材料的晶体质量。

在本申请第一方面的一些实施例中，底座的上表面和顶盖的下表面均为弧面，且底座的上表面和顶盖的下表面平行。

由于底座的上表面和顶盖的下表面为相互平行的弧面，当氮化铝材料被放置于第一容纳腔中以进行退火时，有利于使得氮化铝材料的上下表面的翘曲程度一致，提高氮化铝材料受到的压应力均衡性以及氮化铝材料内部产生的应力均衡性，有利于进一步减少氮化铝材料中的位错。

在本申请第一方面的一些实施例中，底座的上表面和顶盖的下表面均朝向高度方向的上方弯设。

底座的上表面和顶盖的下表面均朝向高度方向的上方弯设，使得退火时氮化铝材料受到的底座的上表面和顶盖的下表面的定向应力的方向与重力方向相反，有利于进一步提高氮化铝材料受到的压应力程度以及氮化铝材料内部产生的应力程度，进而有利于进一步减少氮化铝材料中的位错。

在本申请第一方面的一些实施例中，底座的上表面的边缘处设置有第一凸起，顶盖的下表面的边缘处设置有第一凹槽；或，底座的上表面的边缘处设置有第一凹槽，顶盖的下表面的边缘处设置有第一凸起。

第一凸起用于伸入第一凹槽并与第一凹槽的内壁体抵持卡接，且底座的上表面、第一凸起以及顶盖的下表面之间形成用于第一容纳腔。

上述设置方式，可以实现顶盖和底座之间的可拆卸连接，且有利于提高顶盖与底座之间相互连接时整个退火用载具的结构稳定性。

在本申请第一方面的一些实施例中，第一凸起围设于底座的上表面的边缘，第一凹槽围设于顶盖的下表面的边缘；或，第一凹槽围设于底座的上表面的边缘，第一凸起围设于顶盖的下表面的边缘。

上述设置方式，有利于进一步提高顶盖与底座之间相互连接时整个退火用载具的结构稳定性；也可以使得退火时第一凸起能够对氮化铝材料施加周向的挤压力，有利于进一步提高氮化铝材料受到的压应力程度以及氮化铝材料内部产生的应力程度，进而有利于进一步减少氮化铝材料中的位错。

在本申请第一方面的一些实施例中，底座的下表面和顶盖的上表面均朝向高度方向的同一侧弯设，且底座的下表面和顶盖的上表面的弯设方向与底座的上表面的弯设方向相同。

当至少两个退火用载具沿高度方向堆叠放置时，相邻的两个退火用载具之间形成用于放置待退火件的第二容纳腔。

将氮化铝材料(即待退火件)放置于相邻的两个退火用载具之间的形成的第二容纳腔内，由于位于上方的退火用载具的底座的下表面和位于下方的退火用载具的顶盖的上表面朝向同一侧弯设，位于第二容纳腔内氮化铝材料在退火时能够在受到位于上方的退火用载具的底座的下表面和位于下方的退火用载具的顶盖的上表面的双重定向应力作用下发生翘曲，从而减少位于第二容纳腔中的氮化铝材料中的位错，提高氮化铝材料的晶体质量。

将至少两个退火用载具沿高度方向堆叠放置，可以实现同时对多个待退火件(包括第一容纳腔和第二容纳腔中的待退火件)进行同时退火，节省空间也适用于规模化生产，有利于提高生产效率。

在本申请第一方面的一些实施例中，底座的下表面的边缘处设置有第二凹槽，顶盖的上表面的边缘处设置有第二凸起；或，底座的下表面的边缘处设置有第二凸起，顶盖的上表面的边缘处设置有第二凹槽。

当至少两个退火用载具沿高度方向堆叠放置时，一个退火用载具的第二凸起伸入相邻的一个退火用载具的第二凹槽内并与第二凹槽的内壁体抵持卡接。

上述设置方式，可以实现堆叠时相邻的两个退火用载具之间的可拆卸连接，且有利于提高相邻的两个退火用载具之间的堆叠稳定性。

在本申请第一方面的一些实施例中，底座和顶盖的材质均为石墨。

上述设置方式，有利于退火时顶盖与底座能够将热量有效传递至第一容纳腔中的待退火件。

在本申请第一方面的一些实施例中，底座和顶盖的表面均包覆有碳化硅涂层。

底座和顶盖的表面均包覆有碳化硅涂层，有利于避免底座和顶盖的石墨材料在高温状态下氧化与分解消耗，也有利于提高底座和顶盖的硬度、表面平整度以及导热性。

第二方面，本申请提供一种退火装置，包括：退火室、加热元件以及如上述第一方面提供的退火用载具。加热元件用于对退火室内进行加热；退火用载具用于放置于退火室内。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的退火用载具的第一示例的结构示意图。

图2示出了本申请实施例提供的退火用载具的第一示例的剖视图。

图3示出了本申请实施例提供的退火用载具的第二示例的结构示意图。

图4示出了本申请实施例提供的退火用载具的第二示例的剖视图。

图5示出了本申请实施例提供的第一示例的退火用载具沿高度方向堆叠放置的剖视图。

图标：100-退火用载具；101-第一容纳腔；102-第二容纳腔；110-底座；120-顶盖；130-第一凸起；140-第一凹槽；150-第二凸起；160-第二凹槽；200-待退火件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

图1示出了本申请实施例提供的退火用载具100的第一示例的结构示意图，图2示出了本申请实施例提供的退火用载具100的第一示例的剖视图，请参阅图1和图2，本实施例提供了一种退火用载具100，退火用载具100包括底座110以及用于覆盖于底座110上并与底座110可拆卸连接的顶盖120。

退火用载具100中，底座110的上表面和顶盖120的下表面均朝向高度方向的同一侧弯设，且底座110的上表面和顶盖120的下表面之间用于形成放置待退火件200(例如氮化铝材料)的第一容纳腔101。

当将氮化铝材料(即待退火件200)放置于第一容纳腔101中以进行退火处理时，由于底座110的上表面和顶盖120的下表面均朝向高度方向的同一侧弯设，氮化铝材料在退火时能够在顶盖120和底座110的双重定向应力作用下朝向顶盖120和底座110弯设的方向翘曲，增加氮化铝材料受到的压应力，并使得氮化铝材料的内部产生应力，从而减少氮化铝材料中的位错，提高氮化铝材料的晶体质量。

需要说明的是，待退火件200并不属于退火用载具100中的一部分，图中示出待退火件200的目的是为了更加便于描述退火用载具100的结构以及实现方式。

请参阅图1和图2，底座110的上表面和顶盖120的下表面均为弧面，且底座110的上表面和顶盖120的下表面相互平行。

由于底座110的上表面和顶盖120的下表面为相互平行的弧面，当氮化铝材料(即待退火件200)被放置于第一容纳腔101中以进行退火时，有利于使得氮化铝材料的上下表面的翘曲程度一致，提高氮化铝材料受到的压应力均衡性以及氮化铝材料内部产生的应力均衡性，有利于进一步减少氮化铝材料中的位错。

在本实施例中，底座110的上表面的中部区域和顶盖120的下表面的中部区域均为球面，第一容纳腔101的形状为圆形，以容纳圆片型氮化铝样品(即待退火件200)。使用时，圆片型氮化铝样品(即待退火件200)的尺寸应适当小于第一容纳腔101的尺寸，以避免待退火件200受热发生体积膨胀而导致的待退火件200被第一容纳腔101的壁体挤压碎裂情况。

需要说明的是，在其他可行的实施例中，底座110的上表面和顶盖120的下表面的形状以及第一容纳腔101的形状均可以根据氮化铝样品(即待退火件200)的形状进行调整；本申请也不对第一容纳腔101的尺寸进行限定。

在本实施例中，底座110的上表面和顶盖120的下表面均朝向高度方向的上方弯设，即底座110的上表面和顶盖120的下表面的边缘处朝向高度方向的上方延伸，使得底座110的上表面和顶盖120的下表面形成凹设方向朝向高度方向的下方的弧面。上述设置方式，可以使得退火时氮化铝材料(即待退火件200)受到的底座110的上表面和顶盖120的下表面的定向应力的方向与重力方向相反，有利于进一步提高氮化铝材料受到的压应力程度以及氮化铝材料内部产生的应力程度，进而有利于进一步减少氮化铝材料中的位错。

需要说明的是，在其他可行的实施例中，底座110的上表面和顶盖120的下表面也可以均朝向高度方向的下方弯设，但该设置方式不如“底座110的上表面和顶盖120的下表面均朝向高度方向的上方弯设”的方式中氮化铝材料受到的压应力程度以及氮化铝材料内部产生的应力程度。

为了实现顶盖120和底座110之间的可拆卸连接，且有利于提高顶盖120与底座110之间相互连接时整个退火用载具100的结构稳定性，可以如图2所示，底座110的上表面的边缘处设置有第一凸起130，顶盖120的下表面的边缘处设置有第一凹槽140；或，在底座110的上表面的边缘处设置有第一凹槽140，顶盖120的下表面的边缘处设置有第一凸起130。

当顶盖120与底座110相互连接时，第一凸起130用于伸入第一凹槽140并与第一凹槽140的内壁体抵持卡接，且底座110的上表面、第一凸起130以及顶盖120的下表面之间形成用于第一容纳腔101。

进一步地，如图2所示，第一凸起130围设于底座110的上表面的边缘，第一凹槽140围设于顶盖的下表面的边缘；或，第一凹槽140围设于底座110的上表面的边缘，第一凸起130围设于顶盖120的下表面的边缘。

上述设置方式，有利于进一步提高顶盖120与底座110之间相互连接时整个退火用载具100的结构稳定性；也可以使得退火时第一凸起130能够对氮化铝材料(即待退火件200)施加周向的挤压力，有利于进一步提高氮化铝材料受到的压应力程度以及氮化铝材料内部产生的应力程度，进而有利于进一步减少氮化铝材料中的位错。

图3示出了本申请实施例提供的退火用载具100的第二示例的结构示意图，图4示出了本申请实施例提供的退火用载具100的第二示例的剖视图，请参阅图3和图4，第一凸起130也可以间隔设置于底座110的上表面的边缘，第一凹槽140对应地间隔设置于顶盖120的下表面的边缘；或，第一凸起130也可以间隔设置于顶盖120的下表面的边缘，第一凹槽140对应地间隔设置于底座110的上表面的边缘。

在第一示例中和第二示例中，第一凸起130朝向第一凹槽140的表面以及第一凹槽140朝向第一凸起130的表面均与水平方向平行，有利于进一步提高顶盖120与底座110之间的卡接稳定性。

在第一示例和第二示例中，第一凸起130朝向第一容纳腔101的表面与高度方向平行，可以使得氮化铝材料(即待退火件200)的厚度边缘受热均匀。

需要说明的是，在其他可行的实施例中，第一凸起130和第一凹槽140的形状也可以灵活调整，只要第一凸起130能够深入第一凹槽140内以实现顶盖120与底座110之间的可拆卸连接即可。

图5示出了本申请实施例提供的第一示例的退火用载具100沿高度方向堆叠放置的剖视图，请参阅图1、图2和图5，底座110的下表面和顶盖120的上表面均朝向高度方向的同一侧弯设，且底座110的下表面和顶盖120的上表面的弯设方向与底座110的上表面的弯设方向相同。当至少两个退火用载具100沿高度方向堆叠放置时，相邻的两个退火用载具100之间形成用于放置待退火件200的第二容纳腔102。

将氮化铝材料(即待退火件200)放置于相邻的两个退火用载具100之间的形成的第二容纳腔102内，由于位于上方的退火用载具100的底座110的下表面和位于下方的退火用载具100的顶盖120的上表面朝向同一侧弯设，位于第二容纳腔102内氮化铝材料在退火时能够在受到位于上方的退火用载具100的底座110的下表面和位于下方的退火用载具100的顶盖120的上表面的双重定向应力作用下发生翘曲，从而减少位于第二容纳腔102中的氮化铝材料中的位错，提高氮化铝材料的晶体质量。

将至少两个退火用载具100沿高度方向堆叠放置，可以实现同时对多个待退火件200(包括第一容纳腔101和第二容纳腔102中的待退火件200)进行同时退火，节省空间也适用于规模化生产，有利于提高生产效率。

为了实现堆叠时相邻的两个退火用载具100之间的可拆卸连接，且有利于提高相邻的两个退火用载具100之间的堆叠稳定性，如图2和图5所示，顶盖120的上表面的边缘处设置有第二凸起150，底座110的下表面的边缘处设置有第二凹槽160；或，底座110的下表面的边缘处设置有第二凸起150，顶盖120的上表面的边缘处设置有第二凹槽160。

当至少两个退火用载具100沿高度方向堆叠放置时，一个退火用载具100的第二凸起150伸入相邻的另一个退火用载具100的第二凹槽160内并与第二凹槽160的内壁体抵持卡接。

进一步地，如图2和图5所示，第二凸起150围设于顶盖120的上表面的边缘，第二凹槽160围设于底座110的下表面的边缘；或，第二凸起150围设于底座110的下表面的边缘，第二凹槽160围设于顶盖120的上表面的边缘。

上述设置方式，有利于进一步提高堆叠时相邻的两个退火用载具100之间的堆叠稳定性；也可以使得退火时第二凸起150能够对第二容纳腔102中氮化铝材料(即待退火件200)施加周向的挤压力，有利于进一步提高氮化铝材料受到的压应力程度以及氮化铝材料内部产生的应力程度，进而有利于进一步减少氮化铝材料中的位错。

在一些示例中，第二凸起150也可以间隔围设于顶盖120的上表面的边缘，第二凹槽160间隔围设于底座110的下表面的边缘；或，第二凸起150也可以间隔围设于底座110的下表面的边缘，第二凹槽160间隔围设于顶盖120的上表面的边缘。

进一步地，当至少两个退火用载具100沿高度方向堆叠时，第二凸起150朝向第二凹槽160的表面以及第二凹槽160朝向第二凸起150的表面均与水平方向平行，有利于进一步提高相邻的两个退火用载具100之间的堆叠稳定性。

需要说明的是，第二凸起150和第二凹槽160的形状也可以灵活调整，只要至少两个退火用载具100沿高度方向堆叠时，一个退火用载具100的第二凸起150能够深入相邻的另一个退火用载具100的第二凹槽160内以实现相邻的两个退火用载具100之间的稳定堆叠即可。

在本实施例中，底座110和顶盖120的材质均为石墨，有利于退火时顶盖120与底座110能够将热量有效传递至第一容纳腔101中的待退火件200。

进一步地，底座110和顶盖120的表面均包覆有碳化硅涂层，有利于避免底座110和顶盖120的石墨材料在高温状态下氧化与分解消耗，也有利于提高底座110和顶盖120的硬度、表面平整度以及导热性。

作为示例性地，碳化硅涂层的厚度为10-100μm。

本实施例提供的退火用载具100至少具有以下优点：

退火用载具100包括可拆卸连接的底座110和顶盖120，且底座110和顶盖120之间形成第一容纳腔101；当将氮化铝材料(即待退火件200)放置于第一容纳腔101中以进行退火处理时，由于底座110的上表面和顶盖120的下表面均朝向高度方向的同一侧弯设，氮化铝材料在退火时能够在顶盖120和底座110双重定向应力作用下朝向顶盖120和底座110弯设的方向翘曲，增加氮化铝材料受到的压应力，并使得氮化铝材料的内部产生应力，从而减少氮化铝材料中的位错，提高氮化铝材料的晶体质量。

本实施例还提供一种退火装置(未示出)，退火装置包括退火室、加热元件和退火用载具100。退火用载具100的结构、形状以及连接关系请参阅上述内容，此处不再赘述。

加热元件用于对退火室内进行加热；退火用载具100用于放置于退火室内。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，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 (10)

1.一种退火用载具，其特征在于，包括：底座以及用于覆盖于所述底座上并与所述底座可拆卸连接的顶盖；

所述底座的上表面和所述顶盖的下表面均朝向高度方向的同一侧弯设，且所述底座的上表面和所述顶盖的下表面之间用于形成放置待退火件的第一容纳腔。

2.根据权利要求1所述的退火用载具，其特征在于，所述底座的上表面和所述顶盖的下表面均为弧面，且所述底座的上表面和所述顶盖的下表面平行。

3.根据权利要求1或2所述的退火用载具，其特征在于，所述底座的上表面和所述顶盖的下表面均朝向高度方向的上方弯设。

4.根据权利要求1所述的退火用载具，其特征在于，所述底座的上表面的边缘处设置有第一凸起，所述顶盖的下表面的边缘处设置有第一凹槽；或，所述底座的上表面的边缘处设置有第一凹槽，所述顶盖的下表面的边缘处设置有第一凸起；

所述第一凸起用于伸入所述第一凹槽并与所述第一凹槽的内壁体抵持卡接，且所述底座的上表面、所述第一凸起以及所述顶盖的下表面之间形成用于所述第一容纳腔。

5.根据权利要求4所述的退火用载具，其特征在于，所述第一凸起围设于所述底座的上表面的边缘，所述第一凹槽围设于所述顶盖的下表面的边缘；

或，所述第一凹槽围设于所述底座的上表面的边缘，所述第一凸起围设于所述顶盖的下表面的边缘。

6.根据权利要求1所述的退火用载具，其特征在于，所述底座的下表面和所述顶盖的上表面均朝向高度方向的同一侧弯设，且所述底座的下表面和所述顶盖的上表面的弯设方向与所述底座的上表面的弯设方向相同；

当至少两个所述退火用载具沿高度方向堆叠放置时，相邻的两个所述退火用载具之间形成用于放置待退火件的第二容纳腔。

7.根据权利要求6所述的退火用载具，其特征在于，所述底座的下表面的边缘处设置有第二凹槽，所述顶盖的上表面的边缘处设置有第二凸起；或，所述底座的下表面的边缘处设置有第二凸起，所述顶盖的上表面的边缘处设置有第二凹槽；

当至少两个所述退火用载具沿高度方向堆叠放置时，一个所述退火用载具的所述第二凸起伸入相邻的一个所述退火用载具的所述第二凹槽内并与所述第二凹槽的内壁体抵持卡接。

8.根据权利要求1所述的退火用载具，其特征在于，所述底座和所述顶盖的材质均为石墨。

9.根据权利要求8所述的退火用载具，其特征在于，所述底座和所述顶盖的表面均包覆有碳化硅涂层。

10.一种退火装置，其特征在于，包括：退火室、加热元件以及如权利要求1-9中任一项所述的退火用载具；

所述加热元件用于对所述退火室内进行加热；所述退火用载具用于放置于所述退火室内。

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