[发明专利]碳化硅籽晶粘接方法

说明书

本发明实施例提供一种碳化硅籽晶粘接方法，其包括：在籽晶托的粘接面上形成第一有机层，用以降低籽晶托的孔隙率；在碳化硅籽晶的粘接面上形成第二有机层，用以保护碳化硅籽晶；将柔性阻隔片的两个表面分别与籽晶托上的所述第一有机层和碳化硅籽晶上的第二有机层粘接；采用加热的方式对粘接后的碳化硅籽晶进行固化。本发明实施例提供的碳化硅籽晶粘接方法，可以减少晶体生长过程中的六方空洞缺陷，提升晶体质量。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，具体地，涉及一种碳化硅籽晶粘接方法。

背景技术

碳化硅属于第三代半导体材料，具有宽禁带、高热导率、高临界击穿场度、高电子饱和漂移速率等的优点，因此其在半导体制造领域具有巨大的应用前景。碳化硅单晶一般通过物理气相传输法生成。该方法的具体步骤为：将碳化硅粉料置于石墨坩埚中，并将碳化硅籽晶粘接在石墨坩埚顶部的籽晶托上；加热石墨坩埚中的碳化硅粉料并使其升华成气相碳化硅，气相碳化硅在温度梯度的作用下在籽晶上生长，成为碳化硅单晶。

目前，常用的碳化硅籽晶粘接方法是把籽晶粘接在籽晶托上，并通过加热方式使有机胶发生碳化，完成籽晶粘接。但由于籽晶托的表面机械加工精度和粘接剂涂敷均匀性等的因素，这种直接将籽晶托与籽晶粘接的方式相当于两种较硬的物质硬连接，容易造成粘接处存在气孔的问题。由于气孔和粘接剂的导热性不同，所以气孔区域的温度相对于其周围粘接剂区域较高，这会导致籽晶背面温度分布不均匀，从而加剧晶体背面的热蒸发，且热蒸发优先在气孔区域产生，导致产生六方空洞缺陷。而且，现有碳化硅单晶的制备方法所采用的籽晶托的孔隙率通常大于10％，这会加剧气孔区域的气相物质逸出，从而导致晶体背面因热蒸发产生的气相物质从籽晶托的孔隙中不断逸出，进而形成六方空洞缺陷。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种碳化硅籽晶粘接方法，其可以减少晶体生长过程中的六方空洞缺陷，提升晶体质量。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种碳化硅籽晶粘接方法，包括：

在籽晶托的粘接面上形成第一有机层，用以降低所述籽晶托的孔隙率；

在所述碳化硅籽晶的粘接面上形成第二有机层，用以保护所述碳化硅籽晶；

将柔性阻隔片的两个表面分别与所述籽晶托上的所述第一有机层和所述碳化硅籽晶上的所述第二有机层粘接；

采用加热的方式对粘接后的所述碳化硅籽晶进行固化。

可选的，所述在籽晶托的粘接面上形成第一有机层，用以降低所述籽晶托的孔隙率，具体包括：

在所述籽晶托的粘接面上涂覆第一有机涂料；

将涂覆有所述第一有机涂料的所述籽晶托放入加热炉中；

将所述加热炉的加热温度上升至预设的第一目标温度之后，在第一预设时长内保持所述第一目标温度，并在加热过程中向所述第一有机涂料施加第一预设压力。

可选的，所述第一有机涂料为碳化物粘接剂，且所述第一有机涂料的厚度的取值范围为1μm-5μm，所述第一目标温度的取值范围为200℃-400℃；所述第一预设时长的取值范围为10min-100min；所述第一预设压力的取值范围为500N-2000N。

可选的，所述在所述碳化硅籽晶的粘接面上形成第二有机层，用以保护所述碳化硅籽晶，具体包括：

在所述碳化硅籽晶的粘接面上涂覆第二有机涂料；

将涂覆有所述第二有机涂料的所述碳化硅籽晶放入加热炉中；

将所述加热炉的加热温度上升至预设的第二目标温度之后，在第二预设时长内保持所述第二目标温度，并在加热过程中向所述第二有机涂料施加第二预设压力。