本發(fā)明屬于碳化硅，主要涉及到一種碳化硅籽晶的高強(qiáng)度無(wú)氣泡粘接方法。

背景技術(shù)：

1、碳化硅(sic)是典型的寬禁帶半導(dǎo)體材料，是繼硅、砷化鎵之后的第三代半導(dǎo)體材料。與硅、砷化鎵相比，碳化硅材料具有高熱導(dǎo)率、高擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高飽和電子漂移速率等優(yōu)異性能，在高溫、高頻、高功率及抗輻射器件方面擁有巨大的應(yīng)用前景。由于傳統(tǒng)的硅基電力電子器件已經(jīng)逼近了因寄生效應(yīng)制約而能達(dá)到的硅材料極限，發(fā)展sic等寬帶隙材料的半導(dǎo)體器件成為發(fā)展方向。

2、碳化硅晶體生長(zhǎng)技術(shù)中，籽晶粘接工藝是影響后期晶體生長(zhǎng)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。籽晶粘接技術(shù)一般是指將用于晶體生長(zhǎng)的初始晶種(sic籽晶)與單晶生長(zhǎng)系統(tǒng)相關(guān)部件(一般為石墨材料)相粘合的技術(shù)。其目的是對(duì)籽晶背部進(jìn)行保護(hù)，抑制籽晶背部在高溫下的揮發(fā)進(jìn)而產(chǎn)生燒蝕，在單晶生長(zhǎng)過(guò)程中誘發(fā)孔洞和微管等缺陷。

3、籽晶粘接過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡屬于粘接缺陷，對(duì)應(yīng)位置一般過(guò)熱并產(chǎn)生背底揮發(fā)和燒蝕。誘發(fā)孔洞和微管等缺陷。因此需避免氣泡的產(chǎn)生。同時(shí)，業(yè)內(nèi)sic晶體生長(zhǎng)厚度進(jìn)一步增加，對(duì)粘接強(qiáng)度提出了更高的要求。

4、對(duì)此在發(fā)明專利cn202310767051《碳化硅籽晶粘接方法》中，提出為了增強(qiáng)籽晶粘接強(qiáng)度的方案，即利用偏壓將帶電的離子加速轟擊到籽晶背底上，在其上形成凹陷，增加膠體接觸面積，液體膠干燥固化后會(huì)形成鉤錨、榫接、鉚合等機(jī)械連接力，相當(dāng)于粘接面的粗糙程度高、表面積大，液體膠在粘接面上的附著力就大。上文提到的對(duì)比專利中，為增強(qiáng)籽晶粘接強(qiáng)度，是用離子轟擊的方法在籽晶背底產(chǎn)生足夠的凹陷(粗糙度)增加附著力。該方法能夠增強(qiáng)附著力，但由于轟擊產(chǎn)生的凹陷離散分布且不連續(xù)，均勻性也可能有問(wèn)題

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開了一種碳化硅籽晶的高強(qiáng)度無(wú)氣泡粘接方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案進(jìn)行實(shí)現(xiàn)：

3、一種碳化硅籽晶的高強(qiáng)度無(wú)氣泡粘接方法，其特征在于，包括如下步驟：

4、步驟一、在籽晶7的粘結(jié)面刻蝕出若干縱橫交錯(cuò)的刻蝕槽，所述刻蝕槽為通槽；

5、步驟二、在籽晶7的粘結(jié)面進(jìn)行籽晶粘接。

6、進(jìn)一步的改進(jìn)，所述刻蝕槽的深度為2～5微米，相鄰刻蝕槽間距為5～10微米；任意兩個(gè)刻蝕槽相互平行或相互垂直。

7、進(jìn)一步的改進(jìn)，所述刻蝕槽通過(guò)碳化硅籽晶的高強(qiáng)度無(wú)氣泡粘接預(yù)加工裝置加工得到，所述碳化硅籽晶的高強(qiáng)度無(wú)氣泡粘接預(yù)加工裝置，自上向下依次包括壓塊1、掩膜板2、載物臺(tái)3和加熱臺(tái)4；所述壓塊1內(nèi)插入有熱偶5；所述掩膜板2底面開有若干與刻蝕槽對(duì)應(yīng)的周邊的容納槽6，所述容納槽6內(nèi)填充有腐蝕物質(zhì)，掩膜板2外周向下凸起形成擋邊8。

8、進(jìn)一步的改進(jìn)，所述腐蝕物質(zhì)為氫氧化鉀粉末。

9、進(jìn)一步的改進(jìn)，所述容納槽6的深度為2～4mm，容納槽6為矩形槽。

10、進(jìn)一步的改進(jìn)，所述掩膜板2的表面平整度優(yōu)于1微米。

11、進(jìn)一步的改進(jìn)，所述刻蝕槽的加工步驟如下：

12、1.1將籽晶7放置在掩膜板2和載物臺(tái)3之間，并且籽晶7的粘結(jié)面朝向掩膜板2的底面；

13、1.2加熱熔融腐蝕物質(zhì)，使得腐蝕物質(zhì)在籽晶7的粘結(jié)面腐蝕出刻蝕槽。

14、本發(fā)明與現(xiàn)有方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

15、本發(fā)明通過(guò)刻蝕的方法形成連續(xù)的刻蝕槽，從而在保證粘結(jié)牢固的同時(shí)，通過(guò)刻蝕槽將氣泡導(dǎo)出，降低粘結(jié)過(guò)程中出現(xiàn)氣泡的幾率。

技術(shù)特征：

1.一種碳化硅籽晶的高強(qiáng)度無(wú)氣泡粘接方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的碳化硅籽晶的高強(qiáng)度無(wú)氣泡粘接方法，其特征在于，所述刻蝕槽的深度為2～5微米，相鄰刻蝕槽間距為5～10微米；任意兩個(gè)刻蝕槽相互平行或相互垂直。

3.如權(quán)利要求1所述的碳化硅籽晶的高強(qiáng)度無(wú)氣泡粘接方法，其特征在于，所述刻蝕槽通過(guò)碳化硅籽晶的高強(qiáng)度無(wú)氣泡粘接預(yù)加工裝置加工得到，所述碳化硅籽晶的高強(qiáng)度無(wú)氣泡粘接預(yù)加工裝置，自上向下依次包括壓塊(1)、掩膜板(2)、載物臺(tái)(3)和加熱臺(tái)(4)；所述壓塊(1)內(nèi)插入有熱偶(5)；所述掩膜板(2)底面開有若干與刻蝕槽對(duì)應(yīng)的周邊的容納槽(6)，所述容納槽(6)內(nèi)填充有腐蝕物質(zhì)，掩膜板(2)外周向下凸起形成擋邊(8)。

4.如權(quán)利要求3所述的碳化硅籽晶的高強(qiáng)度無(wú)氣泡粘接方法，其特征在于，所述腐蝕物質(zhì)為氫氧化鉀粉末。

5.如權(quán)利要求3所述的碳化硅籽晶的高強(qiáng)度無(wú)氣泡粘接方法，其特征在于，所述容納槽(6)的深度為2～4mm，容納槽(6)為矩形槽。

6.如權(quán)利要求3所述的碳化硅籽晶的高強(qiáng)度無(wú)氣泡粘接方法，其特征在于，所述掩膜板(2)的表面平整度優(yōu)于1微米。

7.如權(quán)利要求3所述的碳化硅籽晶的高強(qiáng)度無(wú)氣泡粘接方法，其特征在于，所述刻蝕槽的加工步驟如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種碳化硅籽晶的高強(qiáng)度無(wú)氣泡粘接方法，包括如下步驟：步驟一、在籽晶的粘結(jié)面刻蝕出若干縱橫交錯(cuò)的刻蝕槽，所述刻蝕槽為通槽；步驟二、在籽晶的粘結(jié)面進(jìn)行籽晶粘接。本發(fā)明通過(guò)刻蝕的方法形成連續(xù)的刻蝕槽，從而在保證粘結(jié)牢固的同時(shí)，通過(guò)刻蝕槽將氣泡導(dǎo)出，降低粘結(jié)過(guò)程中出現(xiàn)氣泡的幾率。

技術(shù)研發(fā)人員：李丙菊,廖雨舟,廖海濤,吳海源,彭浩波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南金博碳基材料研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21