[发明专利]籽晶与石墨盖粘接固定方法

说明书

本发明提供一种籽晶与石墨盖粘接固定方法，包括：粘接步骤，在籽晶的背面粘接预设厚度的石墨层，并将粘接有石墨层的籽晶粘接在石墨盖上，且石墨层位于籽晶与石墨盖之间；碳化步骤，对石墨盖进行加热，以将籽晶固定在石墨盖上。本发明提供的籽晶与石墨盖粘接固定方法，在籽晶与石墨盖之间粘接有石墨层，可以填充石墨盖表面及石墨盖与籽晶之间的孔隙，减少气泡的生成，并可以加快籽晶和石墨盖之间的气泡排出，使籽晶与石墨盖很好地固定在一起，从而降低后续碳化硅晶体生长工艺中,由于气泡引起的碳化硅晶体的微管、六方空洞等缺陷，以提高碳化硅晶体的质量；且石墨层还可以在籽晶和石墨盖之间形成缓冲层，以降低籽晶在粘接过程中的破碎率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体地，涉及一种籽晶与石墨盖粘接固定方法。

背景技术

碳化硅作为第三代宽带隙半导体材料的代表，其具有宽带隙、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和浓度、化学性能稳定、高硬度、抗磨损等特点，是制备高频、高温、抗辐射、大功率及高密度等集成电子器件的首选材料。所以，随着碳化硅基电子器件研究的日益成熟，对于大尺寸、高质量的碳化硅晶体的需求也日趋迫切。

而在碳化硅单晶生长方面，目前主要是采用籽晶的高温升华法，也叫物理气相传输法(PVT)，具体是先将籽晶粘接在石墨坩埚的顶部，将高纯度的碳化硅原料放置于石墨坩埚的底部，然后将碳化硅原料加热到约2200℃的高温，在碳化硅原料和籽晶之间产生一定的温度梯度，处于高温的碳化硅原料发生升华，分解成含硅和碳的气体分子，这些气体分子在低温处的籽晶上凝结生产单晶。由上述可知，PVT法生长得到的碳化硅晶体与籽晶的状态是密切相关的，籽晶高质量粘接是生长高质量晶体的必要基础。

现有技术中，籽晶的粘接是采用有机胶涂在石墨和籽晶背面，通过高温加热的方式将胶中的有机溶剂挥发，随后在更高的温度下把胶进行碳化达到粘接的目的。但是，采用该粘接方法，籽晶底部会产生气泡，容易产生微管和六方空洞等缺陷；籽晶在加热过程中产生偏移，从而影响籽晶单晶区的利用。

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，提出了一种籽晶与石墨盖粘接固定方法。

为实现本发明的目的而提供一种籽晶与石墨盖粘接固定方法，包括：

粘接步骤，在籽晶的背面粘接预设厚度的石墨层，并将粘接有所述石墨层的所述籽晶粘接在所述石墨盖上，且所述石墨层位于所述籽晶与所述石墨盖之间；

碳化步骤，对所述石墨盖进行加热，以将所述籽晶固定在所述石墨盖上。

可选地，在所述粘接步骤之前，还包括预处理步骤，所述预处理步骤包括：

S01，在所述石墨盖的表面涂覆一层含碳有机胶，所述表面用于与所述籽晶粘接；

S02，对涂覆有所述含碳有机胶的所述石墨盖进行加热，以使所述含碳有机胶碳化后填充在所述石墨盖表面的孔隙中；

重复步骤S01和S02，以实现所述石墨盖的孔隙率在10％以下。

可选地，在所述粘接步骤之后、且所述碳化步骤之前，还包括：

排气步骤，对所述籽晶的表面施加指向所述石墨盖的外力，以排出所述籽晶与所述石墨层之间以及所述石墨层与所述石墨盖之间的气泡。

可选地，在所述排气步骤中，利用压块在其自身重力的作用下，对所述籽晶的表面施加指向所述石墨盖的外力。

可选地，在所述排气步骤之后，还包括：

对中步骤，利用设置在所述石墨盖上的定位环，将所述籽晶和所述压块均与所述石墨盖对中。

可选地，所述对中步骤之后，还包括：

紧固步骤，利用沿所述定位环的周向间隔设置在所述定位环上的多个紧固件，将所述压块固定在所述定位环上。