一种碳化硅籽晶的粘接方法与流程

本发明涉及半导体制造，具体涉及一种碳化硅籽晶的粘接方法。

背景技术：

1、碳化硅材料具有大禁带宽度、高临界击穿场强、高热导率等特性，是制造高频、高压、大功率及抗辐射器件的理想材料，目前已广泛应用。碳化硅单晶一般通过物理气相输运法制备而成，制备方法通常是先将碳化硅粉料放置在石墨坩埚底部，然后将碳化硅籽晶粘接在石墨坩埚顶部的石墨托上，通过感应加热或者电阻加热加热碳化硅粉料使其发生升华，在温度梯度的作用下，气相碳化硅被运输到石墨坩埚顶部，并在碳化硅籽晶上生长，成为碳化硅单晶。其中，碳化硅籽晶的粘接工艺首先是将粘接剂涂布在碳化硅籽晶上，然后将碳化硅籽晶与石墨纸粘接，其次将粘接剂涂布在石墨托上，再将石墨托与带有碳化硅籽晶的石墨纸粘接。

2、然而，粘接碳化硅籽晶时使用的市面上在售的液体粘接剂通常残碳量较低，粘结剂中气泡以及易挥发物质含量较多。在高温碳化下，胶层中氢、氧等元素挥发，而残留的碳含量较少，因此胶层包裹碳化硅籽晶背部的面积也随之减少，致使高温下碳化硅籽晶粘接效果下降；同时胶层在高温下会剧烈析出气泡，导致气泡大且多，胶层分布极不均匀，碳化硅籽晶背部裸露面积较大，热量会在气泡处聚集，从而导致在碳化硅单晶生长过程中，碳化硅籽晶背部容易发生升华，甚至烧穿，使得生长出的碳化硅单晶锭有多晶、多型、微管、位错等缺陷，严重影响碳化硅晶体的质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种碳化硅籽晶的粘接方法，能够提高碳化硅籽晶在高温下的粘接效果，同时能够使得粘接胶水胶层在碳化硅单晶生长过程中的高温下仅能挥发出很小的气泡甚至不挥发气泡，减少或者避免碳化硅籽晶背部的大面积裸露，阻止碳化硅籽晶背部发生升华甚至烧穿，提升碳化硅晶体的质量。

2、为达到上述目的，本发明提供了一种碳化硅籽晶的粘接方法，包括如下步骤：

3、配制粘接胶水，所述粘接胶水的组分包括树脂、填料和添加剂；

4、对配制好的所述粘接胶水进行预热、抽真空以及再加热的预处理；

5、利用所述粘接胶水将碳化硅籽晶粘接在石墨托上并在粘接过程中对所述粘接胶水进行烤胶处理。

6、可选地，所述利用所述粘接胶水将碳化硅籽晶粘接在石墨托上并在粘接过程中对所述粘接胶水进行烤胶处理，包括如下步骤：

7、将所述粘接胶水涂布在所述碳化硅籽晶的粘接面上，并将所述碳化硅籽晶的粘接面朝上置于加热平台上对所述粘接胶水进行烤胶处理；

8、将所述碳化硅籽晶粘接在石墨纸上；

9、将所述粘接胶水涂布在所述石墨托的粘接面上，并将所述石墨托的粘接面朝上置于加热平台上对所述粘接胶水进行烤胶处理；

10、将粘接有所述碳化硅籽晶的所述石墨纸粘接在所述石墨托上。

11、可选地，所述树脂为酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂、聚酰胺树脂中的任一种或几种，所述填料为石墨粉、碳化钽粉末、碳化硅粉末中的任一种或几种；所述添加剂为无水乙醇、甲醇、苯甲醇、异丙醇的任一种或几种。

12、可选地，所述树脂、填料和添加剂的质量比为30-50：30-50：20-40。

13、可选地，所述对配制好的所述粘接胶水进行预热、抽真空以及再加热的预处理的步骤中，对所述粘接胶水进行预处理时的预热温度为范围在50-100℃中任一值，预热时间为范围在5-60min中任一值，抽真空时间为范围在5-60min中任一值，再加热温度为范围在50-100℃中任一值，再加热时间为5-60min中任一值。

14、可选地，所述利用所述粘接胶水将碳化硅籽晶粘接在石墨托上并在粘接过程中对所述粘接胶水进行烤胶处理的步骤中，对所述粘接胶水进行烤胶处理的加热温度为范围80-150℃中任一值，加热时间为范围20-30min中任一值。

15、可选地，所述粘接胶水在常温下的粘度为范围3500-5000mpa·s中任一值。

16、可选地，所述粘接胶水涂布在所述碳化硅籽晶和所述石墨托的粘接面上的方式为匀胶机匀胶或者手刮的任一种。

17、可选地，所述粘接胶水是由所述树脂、填料和添加剂按预设比例混合，经搅拌后进行超声分散制备而成。

18、本发明的有益效果在于：通过单独配制残碳量较高的粘接胶水以提高碳化硅籽晶在高温下的粘接效果，使得后续的碳化硅单晶生长过程更加稳定；同时通过在粘接前对粘接胶水进行预热、抽真空以及再加热的预处理操作，增加粘接胶水的流动性以及致密性，同时减少粘接胶水中的气体和易挥发物质，再通过粘接过程中的烤胶操作，使得粘接胶水胶层中的气体和易挥发物质尽可能挥发，从而使得粘接胶水胶层在碳化硅单晶生长过程中的高温下仅能挥发出很小的气泡甚至不挥发气泡，减少或者避免碳化硅籽晶背部的大面积裸露，阻止碳化硅籽晶背部发生升华甚至烧穿，提升碳化硅单晶的质量。

19、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

技术特征：

1.一种碳化硅籽晶的粘接方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的碳化硅籽晶的粘接方法，其特征在于，所述利用所述粘接胶水将碳化硅籽晶粘接在石墨托上并在粘接过程中对所述粘接胶水进行烤胶处理，包括如下步骤：

3.根据权利要求1所述的碳化硅籽晶的粘接方法，其特征在于，所述树脂为酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂、聚酰胺树脂中的任一种或几种，所述填料为石墨粉、碳化钽粉末、碳化硅粉末中的任一种或几种；所述添加剂为无水乙醇、甲醇、苯甲醇、异丙醇的任一种或几种。

4.根据权利要求3所述的碳化硅籽晶的粘接方法，其特征在于，所述树脂、填料和添加剂的质量比为30-50：30-50：20-40。

5.根据权利要求1所述的碳化硅籽晶的粘接方法，其特征在于，所述对配制好的所述粘接胶水进行预热、抽真空以及再加热的预处理的步骤中，对所述粘接胶水进行预处理时的预热温度为范围在50-100℃中任一值，预热时间为范围在5-60min中任一值，抽真空时间为范围在5-60min中任一值，再加热温度为范围在50-100℃中任一值，再加热时间为5-60min中任一值。

6.根据权利要求1所述的碳化硅籽晶的粘接方法，其特征在于，所述利用所述粘接胶水将碳化硅籽晶粘接在石墨托上并在粘接过程中对所述粘接胶水进行烤胶处理的步骤中，对所述粘接胶水进行烤胶处理的加热温度为范围80-150℃中任一值，加热时间为范围20-30min中任一值。

7.根据权利要求1所述的碳化硅籽晶的粘接方法，其特征在于，所述粘接胶水在常温下的粘度为范围3500-5000mpa·s中任一值。

8.根据权利要求2所述的碳化硅籽晶的粘接方法，其特征在于，所述粘接胶水涂布在所述碳化硅籽晶和所述石墨托的粘接面上的方式为匀胶机匀胶或者手刮的任一种。

9.根据权利要求1所述的碳化硅籽晶的粘接方法，其特征在于，所述粘接胶水是由所述树脂、填料和添加剂按预设比例混合，经搅拌后进行超声分散制备而成。

技术总结本发明涉及一种碳化硅籽晶的粘接方法，该方法包括如下步骤：配制粘接胶水，粘接胶水的组分包括树脂、填料和添加剂；对配制好的粘接胶水进行预热、抽真空以及再加热的预处理；利用粘接胶水将碳化硅籽晶粘接在石墨托上并在粘接过程中对粘接胶水进行烤胶处理。通过单独配制残碳量较高的粘接胶水以提高碳化硅籽晶在高温下的粘接效果，使得后续的碳化硅单晶生长过程更加稳定；同时通过在粘接前对粘接胶水进行预处理操作，并配合粘接过程中的烤胶操作，能够尽可能的减少粘接胶水中的气体和易挥发物质，从而使得胶层在高温下仅能挥发出很小的气泡甚至不挥发气泡，减少或者避免碳化硅籽晶背部的大面积裸露，阻止碳化硅籽晶背部发生升华甚至烧穿。技术研发人员：李汶烩,杨倩倩,李嘉琪受保护的技术使用者：苏州清研半导体科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11