CN106757356A - 一种SiC单晶生长过程中籽晶与石墨托的连接方法 - Google Patents

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杨继胜
杨昆
高宇
郑清超
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    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明属于电子工业和半导体材料技术领域，具体涉及一种SiC单晶生长过程中籽晶与石墨托的连接方法。包括以下步骤：第一步：在石墨托与SiC籽晶之间设置一个固定连接块，在固定连接块的上平面和下平面均旋涂光刻胶；第二步：在石墨托的下表面涂光刻胶，然后将涂有光刻胶的固定连接块的上平面与涂有光刻胶的石墨托下表面相粘接；第三步：在SiC籽晶的上表面涂光刻胶，然后将其与涂有所述光刻胶的所述固定连接块的下表面相互粘接；第四步：将粘结完成的SiC籽晶、固定连接块和石墨托在高温下进行退火，完成粘结过程。该方法采用光刻胶作为粘结材料，且采用了表面具有小孔的固定连接块作为间接连接，避免了SiC直接与石墨托相连，同时具有环保的优点。

Description

一种SiC单晶生长过程中籽晶与石墨托的连接方法
技术领域
本发明属于电子工业和半导体材料技术领域，具体涉及一种SiC单晶生长过程中籽晶与石墨托的连接方法。
背景技术
在SiC晶体制备领域中，最为成熟的生长方法是物理气相传输法（PVT）。这种方法通常是将SiC颗粒装入石墨坩埚的底部，在高温下使SiC颗粒高温升华，形成含有Si、Si2C或者SiC2等种类的蒸汽，这种蒸汽在籽晶的表面凝结，从而生长SiC；PVT方法中，籽晶SiC一般被固定到石墨托上，然后放置在生长炉中进行生长，由于SiC籽晶与石墨托都是刚性材料，它们之间由于热膨胀系数不同，当生长腔室中温度的变化时，会由于热膨胀产生的应力导致石墨托与籽晶的连接度降低，引起籽晶内部的温度均匀性降低，降低生长的SiC单晶质量。传统的连接方法是采用使用蔗糖、葡萄糖、焦糖等材料将籽晶与托盘粘结后进行胶化处理实现的。虽然采用这种方法生长的SiC单晶质量不断提高，然而这些粘结材料不是半导体工艺中的常用材料，不能保证其材料纯度，这就影响了生长的SiC单晶质量。因此如何设计一种环保和使SiC晶体质量高的籽晶与石墨托的连接方法成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种SiC单晶生长过程中籽晶与石墨托的连接方法，该方法采用光刻胶作为粘结材料，且采用了表面具有小孔的固定连接块作为间接连接，避免了SiC直接与石墨托相连，同时解决了现有的SiC单晶制备过程中采用的粘结材料引起的污染性问题。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种SiC单晶生长过程中籽晶与石墨托的连接方法，根据本发明的实施例，包括以下步骤：1)：在石墨托与SiC籽晶之间设置一个固定连接块，在所述固定连接块的上平面和下平面均旋涂光刻胶；2)：在石墨托的下表面涂光刻胶，然后将涂有所述光刻胶的固定连接块的上平面与所述涂有光刻胶的石墨托下表面相粘接；3)：在所述SiC籽晶的上表面涂光刻胶，然后将其与涂有所述光刻胶的所述固定连接块的下表面相互粘接；4)：将粘结完成的SiC籽晶、固定连接块和石墨托在高温下进行退火，完成粘结过程。
根据本发明的实施例，所述固定连接块的上下平面均具有小孔，用于将所述光刻胶涂在所述小孔中，使连接更加牢固。
根据本发明的实施例，所述固定连接块为耐高温材料，承受温度大于1600℃。
本发明至少包括以下有益效果：该方法采用光刻胶作为粘结材料，且采用了表面具有小孔的固定连接块作为间接连接，避免了SiC直接与石墨托相连，很好的保护了SiC单晶的生长表面，提高了SiC单晶的质量，同时解决了现有的SiC单晶制备过程中采用的粘结材料引起的污染性问题。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能让理解为对本发明的限制。
本发明提出了一种SiC单晶生长过程中籽晶与石墨托的连接方法，根据本发明的实施例，包括以下步骤：第一步：在石墨托与SiC籽晶之间设置一个表面具有小孔的固定连接块，避免所述SiC籽晶与所述石墨托直接接触，同时在所述固定连接块的上平面和下平面的小孔内均旋涂光刻胶，使得连接更加牢固。
根据本发明的实施例，由于SiC籽晶与石墨托都是刚性材料，它们之间由于热膨胀系数不同，当生长腔室中温度的变化时，会由于热膨胀产生的应力导致石墨托与籽晶的连接度降低，引起籽晶内部的温度均匀性降低，降低生长的SiC单晶质量。本发明通过光刻胶和固定连接块高温退火处理后，形成的是一种是石墨层，与石墨托盘的材料一样，在高温1600℃以上与SiC表面的粘结性好，很好的保护了SiC表面。
根据本发明的实施例，所述固定连接块的具体材质不受限制，只要能够耐高温和不影响SiC单晶的生长质量即可，所述固定连接块为耐高温材料，承受温度大于1600℃。
第二步：在石墨托的下表面涂光刻胶，然后将涂有所述光刻胶的固定连接块的上平面与所述涂有光刻胶的石墨托下表面相粘接。
第三步：在所述SiC籽晶的上表面涂光刻胶，然后将其与涂有所述光刻胶的所述固定连接块的下表面相互粘接。
第四步：将粘结完成的SiC籽晶、固定连接块和石墨托在高温下进行退火，完成粘结过程。
发明人发现，根据本发明实施例的该方法采用光刻胶作为粘结材料，且采用了表面具有小孔的固定连接块作为间接连接，避免了SiC直接与石墨托相连，很好的保护了SiC单晶的生长表面，提高了SiC单晶的质量，同时解决了现有的SiC单晶制备过程中采用的粘结材料引起的污染性问题，具有环保的优点。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

Claims (3)

1.一种SiC单晶生长过程中籽晶与石墨托的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)：在石墨托与SiC籽晶之间设置一个固定连接块，在所述固定连接块的上平面和下平面均旋涂光刻胶；
2)：在石墨托的下表面涂光刻胶，然后将涂有所述光刻胶的固定连接块的上平面与所述涂有光刻胶的石墨托下表面相粘接；
3)：在所述SiC籽晶的上表面涂光刻胶，然后将其与涂有所述光刻胶的所述固定连接块的下表面相互粘接；
4)：将粘结完成的SiC籽晶、固定连接块和石墨托在高温下进行退火，完成粘结过程。
2.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于，所述固定连接块的上下平面均具有小孔，用于将所述光刻胶涂在所述小孔中，使连接更加牢固。
3.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于，所述固定连接块为耐高温材料，承受温度大于1600℃。
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