[发明专利]一种氮化镓/金刚石的直接键合方法在审
| 申请号： | 201810732475.8 | 申请日： | 2018-07-05 |
| 公开（公告）号： | CN108597993A | 公开（公告）日： | 2018-09-28 |
| 发明（设计）人： | 王宏兴;刘璋成;吴胜利;胡文波;赵丹;王艳丰 | 申请（专利权）人： | 西安交通大学 |
| 主分类号： | H01L21/18 | 分类号： | H01L21/18;H01L21/02;H01L21/67 |
| 代理公司： | 陕西增瑞律师事务所 61219 | 代理人： | 刘艳霞 |
| 地址： | 710049 陕*** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 氮化镓 金刚石 直接键合 金刚石外延 氮空位 衬底 键合 氮等离子体处理 终端 等离子体轰击 功率电子器件 化学键 表面相对 表面形成 不稳定性 器件表面 散热效率 施加压力 真空条件 氮原子 键合剂 镓原子 热阻 制备 生长 引入 | ||
1.一种氮化镓/金刚石的直接键合方法，其特征在于，由以下方法制备:在金刚石衬底(5)上生长一层金刚石外延层(6)；对该金刚石外延层(6)表面进行氮等离子体处理，在其表面形成一层氮终端(8)；
利用等离子体轰击氮化镓衬底(9)无器件表面，形成氮空位表面(11)；
进行键合：在真空条件下，使金刚石氮终端(8)和氮化镓氮空位表面(11)相对，对两者施加压力，使氮原子和镓原子直接键合，形成Ga-N化学键。
2.根据权利要求1所述的一种氮化镓/金刚石的直接键合方法，其特征在于，所述键合中，使所述金刚石氮终端(8)和氮化镓氮空位表面(11)上下贴合，在金刚石衬底(5)和等离子体轰击氮化镓衬底(9)上同时上下相对施加压力。
3.根据权利要求1或2所述的一种氮化镓/金刚石的直接键合方法，其特征在于，所述金刚石外延层(6)的厚度为30-1000nm。
4.根据权利要求1或2所述的一种氮化镓/金刚石的直接键合方法，其特征在于，所述氮等离子体处理的条件如下：氮气流量10-200sccm，压强2600-8000Pa，功率800-1600W，时间为30-120s。
5.根据权利要求1或2所述的一种氮化镓/金刚石的直接键合方法，其特征在于，所述轰击氮化镓衬底(9)表面的条件为：气体流量20-90sccm，压强为0.5-8Pa，功率50-0W，时间60-300s。
6.根据权利要求1或2所述的一种氮化镓/金刚石的直接键合方法，其特征在于，所述施加的机械压力的大小为：0.1-30MPa。
7.根据权利要求1或2所述的一种氮化镓/金刚石的直接键合方法，其特征在于，所述金刚石衬底(5)是放置在微波等离子体化学气相沉积设备(1)中处理，所述氮化镓衬底(9)是放置在磁控溅射设备(3)中，所述氮原子和镓原子键合的过程是在加压设备(2)中进行，且加压设备(2)中保持真空状态，所述微波等离子体化学气相沉积设备(1)和磁控溅射设备(3)均与加压设备(2)管路连接；处理后的金刚石衬底(5)和氮化镓衬底(9)均通过管路送至加压设备(2)。
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H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
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H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
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