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。

实施例1

参考图1，本实施例提供了一种用于碳化硅晶锭的初步筛选装置，该装置包括打磨处理单元和检测单元，该打磨处理单元包括放置平台1、打磨转轴2和切割结构9，放置平台1用于放置碳化硅晶锭，打磨转轴2设置于放置平台1上方，打磨转轴2能够旋转，打磨转轴2的内壁设置有打磨面，打磨面能够与碳化硅晶锭的侧面接触，以对碳化硅晶锭的侧面进行打磨。打磨转轴的打磨面对碳化硅晶锭侧面进行打磨处理；打磨转轴2的底端可拆卸安装打磨板5，打磨板5用于对碳化硅晶锭的籽晶面进行打磨。切割结构9用于对碳化硅晶锭的凸面进行切割。该检测单元包括显微镜，显微镜的载物台12用于放置碳化硅晶锭，载物台12的通光孔13下方安装有紫外光源15；载物台上方安装有扫描成像装置16，扫描成像装置16内安装有紫外接收装置；紫外光源15穿透碳化硅晶锭的上表面或下表面，紫外光源15透过碳化硅晶锭后被紫外接收装置接收，通过扫描成像装置16可以获得碳化硅晶锭的紫外吸收光度图。该打磨处理单元增加了碳化硅晶锭表面的可视化程度，然后利用检测单元检测其微管和包裹体，提高了初筛的准确性。

具体的，碳化硅晶锭的表面由侧面、籽晶面和凸面(这里为长晶面)组成，籽晶面和凸面相对设置，籽晶面和凸面之间为侧面；将碳化硅晶锭放置在放置平台后，碳化硅晶锭的上表面可以是碳化硅晶锭的籽晶面或凸面。打磨转轴2的具体结构不做限定，只要使得打磨转轴2的打磨面能够对碳化硅晶锭进行打磨处理即可。打磨转轴2与驱动电机连接，以实现打磨转轴2的旋转。打磨面的材质不做具体限定，只要能实现打磨处理即可；优选的，打磨面为钢制或铁制；更优选的，打磨面为金刚石材质。打磨板5与打磨转轴2的可拆卸安装方式不做具体限定，可采用本领域常规的可拆卸连接方式。例如，打磨转轴2侧壁开有螺栓孔，通过螺栓将打磨板5安装在打磨转轴2的底端；或者打磨板5侧边设置卡扣，打磨转轴2内壁设置与卡扣配合的卡槽，通过卡扣与卡槽的配合，实现打磨板5的安装。

作为本申请的一种实施方式，打磨转轴2的内壁设置为多个凹凸点组成的细糙面，细糙面形成打磨面；凹凸点的直径为1～100nm。该细糙面可与碳化硅晶锭的侧面接触进行打磨，可处理掉碳化硅晶锭侧面形成的碳层，提高碳化硅晶锭侧面的可视化程度，同时可以减少碳化硅晶锭周边应力集中的现象，在一定程度上减少碳化硅晶锭的周边应力。

作为本申请的一种实施方式，打磨转轴2的内壁粘贴有砂纸，砂纸形成打磨面。砂纸的设置，可将对碳化硅晶锭的破坏降至极低，进一步减少了碳化硅晶锭的开裂率，提高初筛的准确性。

作为本申请的一种实施方式，打磨转轴2的内径与碳化硅晶锭的外径相等，以使得碳化硅晶锭正好套在打磨转轴2内部，打磨转轴2旋转，以对碳化硅晶锭四周侧边同时进行打磨，从而提高了打磨处理的效率。

作为本申请的一种实施方式，该打磨处理单元还包括第一固定组件，第一固定组件设置于放置平台1上方，第一固定组件能够接触碳化硅晶锭的上表面并对碳化硅晶锭固定；第一固定组件包括第一伸缩杆3和固定块4，固定块4固定在第一伸缩杆3的底端，固定块4接触碳化硅晶锭的上表面并对碳化硅晶锭固定；打磨转轴2与第一伸缩杆3连接。第一伸缩杆3控制固定块4的移动，以使得固定块4接触固定或远离碳化硅晶锭。通过将打磨转轴2与第一伸缩杆3连接，可实现打磨转轴2的移动，以使得打磨转轴2接触或远离碳化硅晶锭。

作为本申请的一种实施方式，放置平台1的侧边设置可移动的第二固定组件；第二固定组件包括第二伸缩杆6和夹紧结构7，夹紧结构7设置在第二伸缩杆6的顶端，夹紧结构7用于对碳化硅晶锭的侧面进行固定。第二伸缩杆6控制夹紧结构7的移动，使得夹紧结构7夹紧固定或远离碳化硅晶锭。在对碳化硅晶锭籽晶面进行打磨处理时，需要对碳化硅晶锭的侧面进行固定，避免碳化硅晶锭在打磨处理时发生位移，从而提高了打磨处理的效率。

具体的，夹紧结构7不做具体限定，只要能实现对碳化硅晶锭的侧面进行固定即可。例如，夹紧结构7可以为多个夹紧块，夹紧块对碳化硅晶锭的侧面某处进行夹紧固定。

作为本申请的一种实施方式，夹紧结构7为圆环结构，圆环结构设置有充气口，圆环结构充气后用于对碳化硅晶锭的侧面四周进行固定。圆环结构在充气后，对碳化硅晶锭的侧面有挤压力，从而实现对碳化硅晶锭的四周进行固定。该固定方式简单、牢固。

作为本申请的一种实施方式，该装置还包括第三伸缩杆8，第三伸缩杆8的底端安装有切割结构9，切割结构9用于对碳化硅晶锭的凸面进行切割。进一步的，切割结构与驱动电机连接，驱动电机的输出轴通过转轴与切割结构连接。优选的，切割结构9为切割齿轮。第三伸缩杆8可以控制切割结构9的位移，从而实现在选择厚度下，对碳化硅晶锭凸面进行切割。

作为本申请的一种实施方式，放置平台1的底端通过滑块10与滑轨11连接。通过将放置平台1设置为可滑动，从而实现放置平台1的移动，以便于实现分别对碳化硅晶锭的侧面和籽晶面的打磨处理，及对碳化硅晶锭凸面的切割处理。

作为本申请的一种实施方式，为了减少对碳化硅晶锭的破坏，放置平台1至少与碳化硅晶锭接触的表面为橡胶材料。该装置还包括控制系统，控制系统分别与第一伸缩杆3、第二伸缩杆6、第三伸缩杆8和滑块10连接，用于控制第一伸缩杆3、第二伸缩杆6、第三伸缩杆8的伸缩移动及滑块10的移动。

作为本申请的一种实施方式，所述载物台12上位于通光孔13的一侧安装有冷光源17，位于通光孔的另一侧安装有色差处理装置18。优选的，控制冷光源到碳化硅晶锭的距离为8～12cm，同时在照射位置的对立一侧的碳化硅晶锭距离碳化硅晶锭为12～18cm，同时将色差处理装置连接计算机接收波长数据。更优选的，色差处理装置为色差仪。优选的，所述载物台12上方物镜14的转换器处安装扫描成像装置16；优选的，扫描成像装置16为摄像机。

碳化硅晶锭经过打磨和切割处理后，得到透明或半透明的碳化硅晶锭。侧面打磨去除的厚度为0.8～1mm，籽晶面打磨去除的厚度为1～1.2mm，凸面切割去除的厚度1～10mm，使得碳化硅晶锭整体表现为有一定厚度的透明或半透明固体，可视性强；然后利用检测单元检测其微管和包裹体、多型和电阻率，去除不合格产品，保留微管和包裹体、多型和电阻率检测均合格的产品进行后续的加工处理。

实施例2

本实施例提供了一种碳化硅晶锭的初步筛选方法，该方法包括以下步骤：

1、对碳化硅晶锭的侧面进行打磨处理，及去除碳化硅晶锭的籽晶面和凸面：将碳化硅晶锭置于放置平台上，对碳化硅晶锭进行固定后，控制打磨转轴移动，使得碳化硅晶锭位于打磨转轴内部；控制打磨转轴旋转，使得打磨转轴对碳化硅晶锭侧面进行打磨；然后对晶锭侧面进行固定，控制底端安装有打磨板的打磨转轴移动，使得打磨板接触碳化硅晶锭的籽晶面；控制所述打磨转轴旋转，使得打磨板抛光去除籽晶面；将碳化硅晶锭的凸面向上，对碳化硅晶锭的侧面进行固定，控制切割结构移动至所需切割厚度处，控制切割结构旋转，使得切割结构对晶锭凸面进行切割。具体操作如下：

(1)将碳化硅晶锭放置于放置平台1上后，第一伸缩杆3带动第一固定组件开始下降，通过第一固定组件向下的挤压力进行固定，此时打磨板5是未安装的状态，碳化硅晶锭固定完成后，驱动电机控制打磨转轴2开始旋转，转速控制在500～1800r/min，具体根据碳化硅晶锭侧面可视性程度决定；同时可以控制放置平台1转动，将碳化硅晶锭更贴近打磨面处，使其打磨的更加平整；待碳化硅晶锭侧面表现为肉眼可见的光泽平整度后，碳化硅晶锭侧面的打磨处理结束。

(2)在打磨转轴2上安装打磨板5，第二伸缩杆6带动夹紧结构7向上移动，夹紧结构7横向挤压碳化硅晶锭，实现对碳化硅晶锭侧面进行固定，伸缩量依据碳化硅晶锭厚度控制，保证碳化硅晶锭籽晶面裸露即可，打磨转轴2继续转动开始对籽晶面进行打磨抛光，待表现为肉眼可见的光泽平整度后，碳化硅晶锭籽晶面的打磨处理结束。

(3)控制第二伸缩杆6带动夹紧结构7向下移动，翻转碳化硅晶锭凸面向上，第二伸缩杆6带动夹紧结构7向上移动，夹紧结构7夹紧固定住碳化硅晶锭侧面，同时控制放置平台1移动，控制第三伸缩杆8带动切割结构9向下移动，切割厚度自行通过第三伸缩杆8进行调整，距离均在实施过程中依据碳化硅晶锭尺寸做好清零处理，即切割结构9向下切割多少意为对碳化硅晶锭自上部到下部逐层切割的厚度，此处只对碳化硅晶锭进行凸面切割方便观察，不做细加工处理，待横向固定完成，第三伸缩杆8长度控制完成后，切割结构9开始旋转即对碳化硅晶锭进行切割，同时每一步的切割打磨均有冷却水进行冷却，待碳化硅晶锭凸面切割完成，此时即完成了对碳化硅晶锭的初步打磨切割处理。

2、分别检测碳化硅晶锭的多型，微管和包裹体和电阻率，去除不合格产品，保留合格产品进入后续的加工。

(1)多型的检测：使用冷光源照射碳化硅晶锭的侧面，在碳化硅晶锭的另一侧面使用游标卡尺以及细记号笔标记多型的产出位置以及合格厚度即可，碳化硅晶锭厚度为X，多型厚度为Y，X-Y<4mm为不合格产品，直接去除；X-Y≥4mm为合格产品，保留，进行下一步。为了减少多型对后续微管和包裹体的检测，需要将多型切割去除，使用上述打磨处理单元中的切割结构，切割去除多型。

(2)微管和包裹体的检测：将检测单元置于一个不透光的暗室之中，其次打开紫外光源照射晶体的下表面，固定物镜，调好焦距，此时将扫描成像装置随物镜一同固定，完成后，载物台上的移动滑板开始按顺时针移动，直至整个晶面均在目镜中出现，完成后，计算机通过扫描成像装置接收数据，扫描成像装置得到两组数据，第一组为晶面图，也就是忽略光的影响，在显微镜下出现的整个晶体的放大图形，可以清晰观察到微管以及包裹体的位置，但是没有办法辨别强弱，第二组为紫外吸收光度图，通过安装的紫外光接收装置可以得到一个晶面上由于紫外光波长强度不同而出现的颜色不一的晶面区域，此图只能判断晶面位置的强弱，吸收类型无法判断，结合第一组以及第二组图既可以判断出是什么原因导致的紫外光强度的变化，是微管还是包裹物既可以准确判断，基于对于微管以及包裹物判断完成后。

判断微管和包裹体的类型：空心代表微管，实心代表包裹物，同时晶面图划分为面积相等的多个区域，方便位置的标注，待类型确定之后进行紫外晶面图谱分析，同样将紫外吸收光度图以相同的位置相同的方式划分为多个区域进行分析标注，方便位置类型的判断，具体标准为：

据统计数据表明，当晶体无缺陷时，得到的紫外透过波长为385nm的紫外光；当某种物质对紫外光产生影响时，波长范围开始出现较大范围内的浮动变化，观察紫外光波长与缺陷类型的影响关系发现，当紫外透过波长为365～375nm时，同向对比第一组的晶面图，可以发现此处的包裹物较为严重，在该波长范围内的包裹物肉眼可见，且密度较大；当紫外透过波长为393～400nm时，紫外光透过几乎接近没有受到阻拦，同向对比第一组的晶面图，可以发现，此处区域微管空洞现象明显，在396～400nm之间，微管接近半满面，在393～396nm之间，微管密度依旧很高，未达到合格的标准；而在紫外透过波长大于375nm，小于393nm时，出现一定程度上的缺陷，实际检测为合格，可以达到使用的标准。

为了表征微管和包裹体密度合格样品与透光波长的关系，取样进行抽检。选取透过波长为382nm的晶锭进行切片，得到12个晶片，对该12个晶片使用精密仪器检测微管和包裹体密度，检测结果如表1所示。

表1

选取透过波长为398nm的晶锭进行切片，得到11个晶片，对该11个晶片使用精密仪器检测微管和包裹体密度，检测结果如表2所示。

表2

选取透过波长为373nm的晶锭进行切片，得到11个晶片，对该11个晶片使用精密仪器检测微管和包裹体密度，检测结果如表3所示。

表3

由表1的结果可知，透光波长382nm的晶锭中，标号11、12的晶片的微管密度大于0.2根/cm²不合格，微管密度不合格；标号10、11、12的晶片的包裹体单位面积占比大于20％，包裹体密度不合格。如果一块碳化硅晶锭切片后的多个晶片中至少有一个晶片检测合格，则判定该碳化硅晶锭合格；因此，判定透光波长382nm的晶锭合格。由表2的结果可知，透光波长398nm的晶锭中，标号1～11的晶片的微管密度大于0.2根/cm²，微管密度不合格；标号10、11的晶片的包裹体单位面积占比大于20％，包裹体密度不合格；判定该碳化硅晶锭微管密度不合格。由表3的结果可知，透光波长373nm的晶锭中，标号10、11的晶片的微管密度大于0.2根/cm²，微管密度不合格；标号1～11的晶片的包裹体单位面积占比均大于20％，包裹体密度不合格；判定该碳化硅晶锭包裹体密度不合格。

(3)电阻率的检测：使用冷光源照射碳化硅晶锭的侧面，色差处理装置接收透过晶体的波长数据在计算机上显示数值，根据数值判断电阻率是否合格，由于碳化硅晶锭进行了打磨处理，通透性增强，进行波长范围判断时，数据准确性增强；采用的冷光源波长位于560～580nm之间的冷光源。

采用PVT相同的方法和步骤获得相同厚度和纯度的碳化硅晶锭样品100例，并采用上述检测方法分别测得100例碳化硅晶锭样品的透光波长，统计测试结果可得，采用上述方法制备获得的碳化硅晶体的透光波长数值在570～599nm之间，在该范围内每个出现的波长点值处，随机选取一个碳化硅晶锭样品，依次进行切片、割圆、研磨、抛光后，对其电阻率进行测试，其中，每个晶锭样品随机选取3片晶片进行测试，并且，在对晶片进行电阻率测试时，由于一个晶面上的每一个点位均有电阻率且分布不同，故最终电阻率数据均取晶面上电阻率出现的最大数值，即可能最不合格的数值。所得结果见表4。

表4

由表4的结果可知，由于对碳化硅晶锭进行了打磨处理，波长范围即被缩短细致化，可以看出，波长在小于575nm范围内电阻率均大于10^-6表现为不合格；波长在大于等于575nm且小于585nm之间，电阻率表现为合格和不合格同时出现，此种晶锭需要后续的加工切片进一步检测；波长在585～596nm之间电阻率均小于10^-7表现为合格，波长为597nm时出现合格和不合格均有需要进一步检测，波长在大于等于598nm表现为不合格品，此步筛选掉不合格波长内的所有晶锭。

本申请初步筛选方法中，对一块晶锭的打磨切割处理及检测多型、微管和包裹体及电阻率的用时为8～10min，经过本申请初步筛选后进行加工用时为10～12min。如果一块晶锭无经过本申请的初步筛选方法，加工用时为16～18min。一块晶锭加工切片后质量检测用时45～50min，此处对于质量检测表征的为未经任何时间间隔进行检测的时间数据，若计算晶片逐级下传的流程式检测标准，用时将会更长。

采用PVT相同的方法和步骤获得厚度为10mm的碳化硅晶锭样品200例，其中随机抽取100例经过本申请的初步筛选方法，筛选合格的产品进入后续的加工和质量检测(操作1)；另外100例直接进入的加工和质量检测步骤(操作2)，由于加工时需要对碳化硅晶锭切片，如果碳化硅晶锭切片后的多个晶片中至少有一个晶片检测合格，则判定该碳化硅晶锭合格。统计操作1和操作2的用时和合格产品和不合格产品数，结果如表5所示。

表5

由表5的结果可知，经过本申请初步筛选后，能筛选去掉绝大部分甚至全部不合格样品，筛选准确率高。为了进一步验证本申请初步筛选方法的准确性，将上述操作1中经过本申请的初步筛选去掉的42例不合格样品，经过后续的加工和质量检测，检测出42例样品均为不合格，检测结果与本申请初步筛选结果完全一致。且经过本申请初步筛选后，省去了不合格样品后续的加工和质量检测时间，明显降低了后续的加工和质量检测的工作强度。

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。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上，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。