[发明专利]带有结合沟槽的陶瓷铝组件

说明书

一种组件，包括：第一构件，与第一构件相邻的第二构件以及铝材料。第一构件和第二构件中的至少一个定义至少一个沟槽。铝材料设置在沟槽内，并且将第一构件沿着相邻的面结合至第二构件。在一种形式中，沿着相邻的面，第一构件和第二构件之间的间隙小于5μm。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年4月17日提交的美国申请号为15/955431的优先权和权益。上述申请的公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及一种对物体进行接合的方法，并且更具体地，涉及一种对陶瓷材料进行接合的方法以及所得的接合组件。

背景技术

本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

支撑基座通常用于半导体加工中。支撑基座通常包括用于在其上支撑晶片的板构件以及设置在该板构件下方的管状轴。该板构件可包括陶瓷基板和嵌入在陶瓷基板中的多个功能元件，例如加热元件。

陶瓷基板可以通过热压形成。热压是一种高压、低应变的过程，可以增强粉末或紧密的预成型件在高温下的致密化。通常，将粉末或紧密的预成型件放入模具中，并施加高温和高压以致密化和烧结。

嵌入在陶瓷基板中的功能元件在热压过程中必须承受高温和高压。因此，用于形成功能元件的材料受到限制。而且，热压需要高温高压设备，从而增加了制造成本。

在某些情况下，可以通过钎焊将两个或更多个陶瓷基板结合在一起。但是，由于陶瓷材料的润湿性差以及钎焊金属与陶瓷材料之间的热膨胀系数(CTE)不相容，因此钎焊的接头并非没有问题。由于钎焊金属和陶瓷基板的热膨胀差异显著，因此在升高温度的情况下，它们之间可能会出现裂纹或分层。

除其他挑战之外，本公开解决了在制造陶瓷支撑基座中的这些挑战。

发明内容

在本公开的一种形式中，提供了一种组件。该组件包括第一构件和与第一构件相邻设置的第二构件，其中，第一构件和第二构件中的至少一个定义了至少一个沟槽。该组件还包括设置在沟槽内并且将第一构件沿着相邻的面结合至第二构件的铝材料，其中，沿着相邻的面，第一构件和第二构件之间的间隙小于5μm。

在本公开的另一种形式中，第一构件和第二构件的相邻的面的表面粗糙度在5μm至100nm之间。

在本公开的又一种形式中，沟槽限定正方形、矩形、弓形和多边形几何形状中的至少一个。在本公开的至少一种形式中，沟槽限定深度和宽度，并且沟槽的宽度为沟槽的深度的5至20倍。同时，本公开的变型还包括多个沟槽，该多个沟槽的间隔小于2mm。或者，在本公开的其他形式中，多个沟槽彼此平行。

在本公开的若干形式中，第一构件和第二构件选自于由陶瓷、氮化铝(AlN)、氧化铝，氧化锆和碳化硅(SiC)组成的组。

在本公开的另一种形式中，第一构件和第二构件均为氮化铝(AlN)。

在本公开的一种形式中，第一构件是平板，并且，第二构件是平板和空心轴中的至少一者。

在本公开的一些一种形式中，该至少一个沟槽是至少三个沟槽或至少五个沟槽。

在本公开的至少一种形式中，铝材料是铝箔。