CN112420561A - 一种半导体冷却加热复合装置及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体冷却加热复合装置及其制备方法和用途，所述半导体冷却加热复合装置通过在底板内部设置槽孔，使槽孔与盖板以及第一凹槽均不相接，实现了槽孔中加热与第一凹槽中冷却的隔离，大大提高了冷却效率；并且所述半导体冷却加热复合装置的制备方法通过将盖板与第一底板进行真空扩散焊接，确保焊接后无漏气现象，再采用真空钎焊对第二底板进行焊接，能够确保加热丝的固定，减少加热丝烧断的情况，在半导体领域应用前景广阔。

Description

一种半导体冷却加热复合装置及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及半导体晶圆技术领域，特别涉及一种半导体冷却加热复合装置及其制备方法和用途。
背景技术
在半导体晶圆加热中，需要采用一种带有加热丝装置，并且可以实时冷却加热丝的冷却盘体，目前制作冷却盘体的普遍采用氩弧焊或者真空钎焊的方式进行焊接，产品上加热通道和冷却通道相通，影响冷却效果。
CN105374766A公开了半导体晶圆的冷却方法以及半导体晶圆的冷却装置，将处于加热状态的半导体晶圆载置于被加热了的保持台。一边以使半导体晶圆向保持台的上方远离的方式保持该半导体晶圆一边进行冷却。在该冷却过程中，一边利用来自保持台的辐射热对被冷却的半导体晶圆的温度、使半导体晶圆的温度降低的速度以及冷却时间进行调整，一边将半导体晶圆冷却。但该装置并未涉及到装置强度的改进。
CN109817544A公开了半导体设备加热冷却复合盘装置，包括热盘加热区、复合盘框架、冷却盘、冷却区升降机构、冷却盘传送机构、热盘区升降机构及冷却盘区域，其中热盘加热区和冷却盘区域设置于复合盘框架内，热盘区升降机构设置于热盘加热区内，冷却区升降机构和冷却盘传送机构均设置于冷却盘区域内，冷却盘设置于冷却盘传送机构上，冷却盘传送机构用于将冷却盘在冷却盘区域与热盘加热区之间传送，冷却区升降机构用于接取晶圆。但加热区域冷却区之间需要进行传送，无法起到较好的加热冷却效果。
CN109355710A公开了真空腔中半导体晶圆的可控快速冷却系统及方法，真空腔中半导体晶圆的可控快速冷却系统可以在不影响真空腔室正常工作的前提下对真空腔室内待冷却的结构进行快速冷却；且可以根据需要灵活调节冷却速率，但并未意识到与真空腔相连的开口中进行冷却，冷热温差大，且冷却效果较差。
现有的加热器一般只有上下二层结构，通过氩弧焊方式进行焊接，一方面氩弧焊接的焊接面容易漏气，另一方面；产品上加热通道和冷却通道相通，影响冷却效果。而且加热丝与加热底板固定不牢靠，加热过程中加热丝很容易松动，导致加热丝烧断，产品报废。
因此，需要开发一种新的半导体设备冷却加热复合的装置，克服冷却效果差等问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种半导体冷却加热复合装置及其制备方法和用途，所述半导体冷却加热复合装置实现了槽孔中加热与第一凹槽中冷却的隔离，大大提高了冷却效率；并且所述半导体冷却加热复合装置的制备方法能够确保冷却过程中无漏气现象，实现了加热部件的固定，减少加热丝烧断的情况，在半导体领域应用前景广阔。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种半导体冷却加热复合装置，所述半导体冷却加热复合装置包括依次设置的盖板和底板；所述盖板内设置有向底板开口的至少一个第一凹槽；所述底板内部设置有至少1个槽孔，所述槽孔与盖板不相接，所述槽孔与所述第一凹槽不相接。
本发明提供的半导体冷却加热复合装置通过设置与盖板和第一凹槽均不相接的槽孔用于设置加热部件，加热部件从而与用于冷却的第一凹槽不接触，提高了冷却效果，而且加热部件处于槽孔中，加强了加热部件的固定效果，减少了加热部件烧坏的情况。
优选地，所述槽孔为圆形槽孔。
本发明所述槽孔优选为圆形槽孔，便于加热部件的设置。
优选地，所述圆形槽孔的半径为2～2.05mm，例如可以是2.00mm、2.01mm、2.02mm、2.03mm、2.04mm或2.05mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述盖板的平面度≤0.05mm，例如可以是0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm或0.05mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述槽孔内设置有加热部件。
优选地，所述加热部件为加热丝。
优选地，所述加热丝的半径为2～2.05mm，例如可以是2.00mm、2.01mm、2.02mm、2.03mm、2.04mm或2.05mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述圆形槽孔的半径与所述加热丝的半径相同。
通过设置所述圆形槽孔的半径与所述加热丝的半径相同，使加热丝得到良好地固定，不发生松动，减少了加热丝烧断的情况。
优选地，所述底板自盖板依次包括第一底板和第二底板。
优选地，所述第一底板的平面度≤0.05mm，例如可以是0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm或0.05mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二底板的平面度≤0.05mm，例如可以是0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm或0.05mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一底板上设置有朝第二底板开口的至少一个第二凹槽；所述第二底板上设置有朝第一底板开口的至少一个第三凹槽；所述第二凹槽与所述第三凹槽组成所述槽孔。
优选地，所述第二凹槽为第二弧形凹槽，优选为第二半圆槽。
优选地，所述第三凹槽为第三弧形凹槽，优选为第三半圆槽。
本发明中所述第一凹槽、第二凹槽以及第三凹槽的数量不做特殊限定，根据实际情况进行调整即可，且至少一个第一凹槽中的每个凹槽的大小可有所不同，根据半导体冷却加热复合装置的实际需要进行调整即可，每个第二凹槽的大小优选相同，每个第三凹槽的大小也优选相同，有利于加热部件的设置和固定焊接。
本发明第一方面所述的半导体冷却加热复合装置可采用本领域熟知的机械加工方法制得，优选采用本发明第二方面提供的半导体冷却加热复合装置的制备方法进行制备，冷却效果更佳且焊接更牢固，可有效防止加热部件的松动和损坏。
第二方面，本发明提供一种半导体冷却加热复合装置的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)设置有至少一个第一凹槽的盖板与第一底板装配，所述第一凹槽开口朝向所述第一底板，进行第一焊接，得到第一装配组件；
(2)在所述第一装配组件的第一底板上加工开口背离所述盖板的至少一个第二凹槽，并在所述第二凹槽或第三凹槽内设置加热部件，所述第二凹槽与所述第一凹槽不相接，所述第二凹槽与所述盖板不相接，得到加工后的第一装配组件；
(3)步骤(2)加工后的第一装配组件与设置有至少一个第三凹槽的第二底板装配，所述第二凹槽与所述第三凹槽组成槽孔后，进行第二焊接，得到半导体冷却加热复合装置。
本发明通过设置三层，分两次进行焊接，能够得到槽孔与第一凹槽和盖板均不相接的冷却加热复合装置，冷却效果更佳，且盖板与底板的焊接效果更好，底板之间的焊接效果也更佳。优选地，步骤(1)中所述第一焊接为真空扩散焊接。
本发明第一焊接优选采用真空扩散焊接，确保焊接后无漏气现象。
优选地，所述真空扩散焊接的温度为980～1000℃，例如可以是980℃、983℃、985℃、987℃、989℃、992℃、994℃、996℃、998℃或1000℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述真空扩散焊接的压力为15～20MPa，例如可以是15MPa、15.6MPa、16.2MPa、16.7MPa、17.3MPa、17.8MPa、18.4MPa、18.9MPa、19.5MPa或20MPa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述真空扩散焊接的时间为70～90min，例如可以是70min、73min、75min、77min、79min、82min、84min、86min、88min或90min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述真空扩散焊接的相对真空度≤3.0×10-3MPa，例如可以是1.0×10- 3MPa、1.3×10-3MPa、1.5×10-3MPa、1.7×10-3MPa、1.9×10-3MPa、2.2×10-3MPa、2.4×10- 3MPa、2.6×10-3MPa、2.8×10-3MPa或3.0×10-3MPa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中所述第一装配组件与设置有第三凹槽的第二底板装配时，在所述第二凹槽或第三凹槽内设置加热部件。
优选地，步骤(3)中所述第二焊接为真空钎焊。
本发明第二焊接优选采用真空钎焊，能够将加热部件埋入槽孔中，对加热部件起到更佳的固定作用，提高了装置中加热部件的使用寿命。
优选地，所述真空钎焊的焊片包括AgCuInTi片。
优选地，所述焊片的厚度为0.05～0.1mm，例如可以是0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm或0.1mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述AgCuInTi片中包括Ag：60～69.5wt％，Cu：13.5～23wt％；In：14～14.5wt％；Ti：3～3.2wt％。
其中Ag：60～69.5wt％，例如可以是60wt％、62wt％、63wt％、64wt％、65wt％、66wt％、67wt％、68wt％、69wt％或69.5wt％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
Cu：13.5～23wt％，例如可以是13.5wt％、14.6wt％、15.7wt％、16.7wt％、17.8wt％、18.8wt％、19.9wt％、20.9wt％、22wt％或23wt％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
In：14～14.5wt％，例如可以是14wt％、14.1wt％、14.2wt％、14.2wt％、14.3wt％、14.3wt％、14.4wt％、14.4wt％、14.5wt％或14.5wt％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
Ti：3～3.2wt％，例如可以是3wt％、3.02wt％、3.03wt％、3.04wt％、3.05wt％、3.06wt％、3.08wt％、3.09wt％、3.1wt％、3.11wt％、3.12wt％、3.13wt％、3.15wt％、3.16wt％、3.17wt％、3.18wt％或3.2wt％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中所述真空钎焊包括：升温至700～800℃，保温，进行真空钎焊。
其中，升温至700～800℃，例如可以是700℃、712℃、723℃、734℃、745℃、756℃、767℃、778℃、789℃或800℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述升温的速率为5.6～6.7℃/min，例如可以是5.6℃/min、5.8℃/min、5.9℃/min、6℃/min、6.1℃/min、6.3℃/min、6.4℃/min、6.5℃/min、6.6℃/min或6.7℃/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述保温的时间为30～35min，例如可以是30min、31min、32min、33min、33min、34min或35min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述真空钎焊的相对真空度≥1×10-3MPa，例如可以是1×10-3MPa、1.4×10-3MPa、1.7×10-3MPa、2×10-3MPa、2.4×10-3MPa、2.7×10-3MPa、3×10-3MPa、3.4×10-3MPa、3.7×10-3MPa或4×10-3MPa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述真空钎焊的压块质量为100～150kg，例如可以是100kg、106kg、112kg、117kg、123kg、128kg、134kg、139kg、145kg或150kg等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述相对真空度是指大气压强减去绝对压强。
作为本发明优选地技术方案，所述方法包括如下步骤：
(1)设置有至少一个第一凹槽的盖板与第一底板装配，所述第一凹槽开口朝向所述第一底板，温度为980～1000℃，压力为15～20MPa，时间为70～90min，相对真空度≤3.0×10-3MPa条件下进行真空扩散焊接，得到第一装配组件；
(2)在所述第一装配组件的第一底板上加工开口背离所述盖板的至少一个第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽不相接，所述第二凹槽与所述盖板不相接，得到加工后的第一装配组件；
(3)步骤(2)加工后的第一装配组件与设置有至少一个第三凹槽的第二底板装配，并在所述第二凹槽或第三凹槽内设置加热部件，所述第二凹槽与所述第三凹槽组成槽孔后，以5.6～6.7℃/min升温至700～800℃，相对真空度≥1×10-3Pa，压块质量为100～150kg，保温30～35min，进行真空钎焊，得到半导体冷却加热复合装置；
所述真空钎焊的焊片为AgCuInTi片，所述AgCuInTi片中包括Ag：60～69.5wt％，Cu：13.5～23wt％；In：14～14.5wt％；Ti：3～3.2wt％。
本发明结合真空扩散焊接和真空钎焊，针对不同的部位采用不同焊接方法，提高了装置的使用寿命和冷却加热效果，应用前景广阔。
第三方面，本发明提供第一方面所述的半导体冷却加热复合装置在半导体领域中的用途，优选在晶圆制造中的用途。
本发明提供的半导体冷却加热复合装置加热与冷却实现了较好的分离，冷却效率高且加热部件使用寿命长，能够广泛应用于半导体领域中，用于晶圆制造时能够实现晶圆的高效加热和冷却。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的半导体冷却加热复合装置冷却与加热隔离，冷却效果更佳；
(2)本发明提供的半导体冷却加热复合装置的制备方法通过两次焊接方式，真空扩散焊接能够保障第一底板与盖板之间不漏气，真空钎焊能够将加热部件与底板焊接在一起，实现了加热的固定，减少了加热部件烧断和松动的情况；
(3)本发明提供的半导体冷却加热复合装置能够广泛应用在半导体领域中，应用前景广阔。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的半导体冷却加热复合装置图。
图2是本发明实施例1提供的半导体冷却加热复合装置的制备方法流程图。
图3是本发明实施例1提供的半导体冷却加热复合装置图的制备方法中步骤(1)的装配示意图。
图4是本发明实施例1提供的半导体冷却加热复合装置图的制备方法中步骤(2)的加工示意图。
图5是本发明实施例1提供的半导体冷却加热复合装置图的制备方法中步骤(3)的装配示意图。
图6是本发明对比例1提供的半导体冷却加热复合装置图。
图中：1-盖板；101-第一凹槽；2-底板；201-第一底板；202-第二底板；203-槽孔；2031-第二凹槽；2032-第三凹槽；3-加热部件。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
一、实施例
实施例1
本实施例提供一种半导体冷却加热复合装置，如图1所示，所述半导体冷却加热复合装置从上至下依次包括盖板1和底板2，所述盖板1内设置有向第一底板2012开口的至少一个第一凹槽101；所述底板2内部设置有槽孔203，所述槽孔203与所述盖板1不相接，所述槽孔203与所述第一凹槽101不相接。
所述底板2自盖板1向下依次包括第一底板2012和第二底板2022，所述第一底板2012上设置有朝第二底板2022开口的至少一个第二凹槽2031；所述第二底板2022上设置有朝第一底板2012开口的至少一个第三凹槽2032；所述第二凹槽2031与所述第三凹槽2032组成圆形槽孔；所述第二凹槽2031为第二半圆槽；所述第三凹槽2032为第三半圆槽；所述圆形槽孔的半径为2.05mm；所述盖板1的平面度为0.02mm；所述槽孔203内设置有加热部件3；所述加热部件3为加热丝；所述加热丝的半径为2.05mm；所述第一底板2012的平面度为0.02mm；所述第二底板2022的平面度为0.02mm。
本实施例提供的半导体冷却加热复合装置的制备方法如图2所示，所述制备方法包括如下步骤：
(1)如图3所示，设置有至少一个第一凹槽101的盖板1与第一底板2012装配，所述第一凹槽101开口朝向所述第一底板2012，在温度为990℃，压力为18MPa，时间为80min，相对真空度为2.0×10-3MPa条件下进行真空扩散焊接，得到第一装配组件；
(2)如图4所示，在所述第一装配组件的第一底板2012上加工开口背离所述盖板1的至少一个第二凹槽2031，所述第二凹槽2031与所述第一凹槽101不相接，所述第二凹槽2031与所述盖板1不相接，得到加工后的第一装配组件；
(3)如图5所示，步骤(2)加工后的第一装配组件与设置有至少一个第三凹槽2032的第二底板2022装配，并在所述第二凹槽2031或第三凹槽2032内设置加热部件3，所述第一弧形凹槽与所述第二弧形凹槽组成槽孔203后，以5.8℃/min升温至750℃，相对真空度为2×10-3MPa，压块质量为120kg，保温32min，进行真空钎焊，得到半导体冷却加热复合装置；
所述真空钎焊的焊片为AgCuInTi片(长×宽×高＝1100×150×0.08m)，所述AgCuInTi片中包括Ag：65wt％，Cu：17.4wt％；In：14.5wt％；Ti：3.1wt％。
实施例2
本实施例提供一种半导体冷却加热复合装置，所述半导体冷却加热复合装置从上至下依次包括盖板和底板，所述盖板内设置有向第一底板开口的至少一个第一凹槽；所述底板内部设置有槽孔，所述槽孔与所述盖板不相接，所述槽孔与所述第一凹槽不相接。
所述底板自盖板向下依次包括第一底板和第二底板，所述第一底板上设置有朝第二底板开口的至少一个第二凹槽；所述第二底板上设置有朝第一底板开口的至少一个第三凹槽；所述第二凹槽与所述第三凹槽组成圆形槽孔；所述第二凹槽为第二半圆槽；所述第三凹槽为第三半圆槽；所述圆形槽孔的半径为2mm；所述盖板的平面度为0.05mm；所述槽孔内设置有加热部件；所述加热部件为加热丝；所述加热丝的半径为2mm；所述第一底板的平面度为0.05mm；所述第二底板的平面度为0.05mm。
本实施例提供的半导体冷却加热复合装置的制备方法包括如下步骤：
(1)设置有至少一个第一凹槽的盖板与第一底板装配，所述第一凹槽开口朝向所述第一底板，温度为980℃，压力为15MPa，时间为70min，相对真空度为3.0×10-3MPa条件下进行真空扩散焊接，得到第一装配组件；
(2)在所述第一装配组件的第一底板上加工开口背离所述盖板的至少一个第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽不相接，所述第二凹槽与所述盖板不相接，得到加工后的第一装配组件；
(3)步骤(2)加工后的第一装配组件与设置有至少一个第三凹槽的第二底板装配，并在所述第二凹槽或第三凹槽内设置加热部件，所述第二凹槽与所述第三凹槽组成槽孔后，以6.7℃/min升温至800℃，相对真空度为1×10-3MPa，压块质量为150kg，保温35min，进行真空钎焊，得到半导体冷却加热复合装置；
所述真空钎焊的焊片为AgCuInTi片(长×宽×高＝1100×150×0.1m)，所述AgCuInTi片中包括Ag：60wt％，Cu：23wt％；In：14wt％；Ti：3wt％。
实施例3
本实施例提供一种半导体冷却加热复合装置，所述半导体冷却加热复合装置从上至下依次包括盖板和底板，所述盖板内设置有向第一底板开口的至少一个第一凹槽；所述底板内部设置有槽孔，所述槽孔与所述盖板不相接，所述槽孔与所述第一凹槽不相接。
所述底板自盖板向下依次包括第一底板和第二底板，所述第一底板上设置有朝第二底板开口的至少一个第二凹槽；所述第二底板上设置有朝第一底板开口的至少一个第三凹槽；所述第二凹槽与所述第三凹槽组成圆形槽孔；所述第二凹槽为第二半圆槽；所述第三凹槽为第三半圆槽；所述圆形槽孔的半径为2.01mm；所述盖板的平面度为0.04mm；所述槽孔内设置有加热部件；所述加热部件为加热丝；所述加热丝的半径为2mm；所述第一底板的平面度为0.04mm；所述第二底板的平面度为0.04mm。
本实施例提供的半导体冷却加热复合装置的制备方法包括如下步骤：
(1)设置有至少一个第一凹槽的盖板与第一底板装配，所述第一凹槽开口朝向所述第一底板，温度为1000℃，压力为20MPa，时间为90min，相对真空度为2.5×10-3MPa条件下进行真空扩散焊接，得到第一装配组件；
(2)在所述第一装配组件的第一底板上加工开口背离所述盖板的至少一个第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽不相接，所述第二凹槽与所述盖板不相接，得到加工后的第一装配组件；
(3)步骤(2)加工后的第一装配组件与设置有至少一个第三凹槽的第二底板装配，并在所述第二凹槽或第三凹槽内设置加热部件，所述第二凹槽与所述第三凹槽组成槽孔后，以5.6℃/min升温至700℃，相对真空度为2.5×10-3MPa，压块质量为100kg，保温30min，进行真空钎焊，得到半导体冷却加热复合装置；
所述真空钎焊的焊片为AgCuInTi片(长×宽×高＝1100×150×0.05m)，所述AgCuInTi片中包括Ag：69.5wt％，Cu：13.5wt％；In：14wt％；Ti：3wt％。
实施例4
本实施例提供一种半导体冷却加热复合装置，所述半导体冷却加热复合装置与实施例1提供的装置相同。
本实施例提供的半导体冷却加热复合装置的制备方法，所述制备方法除步骤(3)中采用与步骤(1)中相同工艺条件的真空扩散焊接外，其余均与实施例1相同。
实施例1中的制备方法，相较于实施例4中步骤(3)中未采用真空钎焊的方法而言，实施例1中加热丝在槽孔中与槽孔焊接在一起，不存在松动现象，大大减少了烧断的情况。
实施例5
本实施例提供一种半导体冷却加热复合装置，所述半导体冷却加热复合装置与实施例1提供的装置相同。
本实施例提供的半导体冷却加热复合装置的制备方法，所述制备方法除步骤(1)中采用与步骤(3)中相同工艺条件的真空钎焊外，其余均与实施例1相同。
实施例1中的制备方法，相较于实施例4中步骤(1)中未采用真空扩散焊接的方法而言，实施例1制得的冷却加热复合装置的盖板与第一底板之间不存在漏气情况，冷却效果更佳，也不会对晶圆的制造过程产生影响。
二、对比例
对比例1
本对比例提供一种半导体冷却加热复合装置，如图6所示，所述半导体冷却加热复合装置从上至下依次包括盖板1和底板2，所述盖板1内设置有向第一底板2012开口的至少一个第一凹槽101；所述底板2设置有槽孔203，所述槽孔203与所述盖板1相接，所述槽孔203与所述第一凹槽101相接。所述槽孔203为半圆形槽孔和矩形槽的组合，所述半圆形槽孔的半径为2.05mm；所述盖板1的平面度为0.02mm；所述槽孔203内设置有加热部件3；所述加热部件3为加热丝；所述加热丝的半径为2.05mm；所述底板2的平面度为0.02mm。
本对比例提供的半导体冷却加热复合装置的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
设置有至少一个第一凹槽的盖板与设置有槽孔的底板装配，所述第一凹槽开口朝向所述第一底板，所述底板上的槽孔朝向所述盖板，并在所述槽孔内设置有加热丝，经氩弧焊焊接，得到半导体冷却加热复合装置。
对比例2
本对比例提供一种半导体冷却加热复合装置，所述半导体冷却加热复合装置与对比例1相同，其制备方法包括如下步骤：
设置有至少一个第一凹槽的盖板与设置有槽孔的底板装配，所述第一凹槽开口朝向所述第一底板，所述底板上的槽孔朝向所述盖板，并在所述槽孔内设置有加热丝，在温度为990℃，压力为18MPa，时间为80min，相对真空度为2.0×10-3MPa条件下进行真空扩散焊接，得到半导体冷却加热复合装置。
对比例3
本对比例提供一种半导体冷却加热复合装置，所述半导体冷却加热复合装置与对比例1相同，其制备方法包括如下步骤：
设置有至少一个第一凹槽的盖板与设置有槽孔的底板装配，所述第一凹槽开口朝向所述第一底板，所述底板上的槽孔朝向所述盖板，并在所述槽孔内设置有加热丝，以5.8℃/min升温至750℃，相对真空度为2×10-3MPa，压块质量为120kg，保温32min，进行真空钎焊，得到半导体冷却加热复合装置。
对比例1～3提供的装置由于第一凹槽与槽孔相接，一方面存在焊接不牢固的问题，另一方面，冷却的气道即第一凹槽与加热部件接触，冷却效果较差，而且加热部件未得到良好地固定，在使用过程中容易松动从而出现烧断等情况，装置使用寿命短。且对比例1中采用弧焊的方式，容易漏气。
上述实施例和对比例中第一凹槽、第二凹槽以及第三凹槽的数量不做特殊限定，根据实际情况进行调整即可，且至少一个第一凹槽中的每个凹槽的大小可有所不同，根据半导体冷却加热复合装置的实际需要进行调整即可，每个第二凹槽的大小优选相同，每个第三凹槽的大小也优选相同，有利于加热部件的设置和固定焊接。
综上所述，本发明提供的半导体冷却加热复合装置通过在底板内部设置槽孔，使槽孔与盖板以及第一凹槽均不相接，实现了槽孔中加热与第一凹槽中冷却的隔离，大大提高了冷却效率；并且所述半导体冷却加热复合装置的制备方法通过将盖板与第一底板进行真空扩散焊接，确保焊接后无漏气现象，再采用真空钎焊对第二底板进行焊接，能够确保加热丝的固定，减少加热丝烧断的情况，在半导体领域应用前景广阔。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体冷却加热复合装置，其特征在于，所述半导体冷却加热复合装置包括依次设置的盖板和底板；
所述盖板内设置有向底板开口的至少一个第一凹槽；
所述底板内部设置有至少1个槽孔，所述槽孔与所述盖板不相接，所述槽孔与所述第一凹槽不相接；
所述槽孔内设置有加热部件。
2.根据权利要求1所述的半导体冷却加热复合装置，其特征在于，所述槽孔为圆形槽孔；
优选地，所述圆形槽孔的半径为2～2.05mm；
优选地，所述盖板的平面度≤0.05mm；
优选地，所述加热部件为加热丝；
优选地，所述加热丝的半径为2～2.05mm；
优选地，所述圆形槽孔的半径与所述加热丝的半径相同。
3.根据权利要求1或2所述的半导体冷却加热复合装置，其特征在于，所述底板自盖板依次包括第一底板和第二底板；
优选地，所述第一底板的平面度≤0.05mm；
优选地，所述第二底板的平面度≤0.05mm；
优选地，所述第一底板上设置有朝第二底板开口的至少一个第二凹槽；所述第二底板上设置有朝第一底板开口的至少一个第三凹槽；所述第二凹槽与所述第三凹槽组成所述槽孔；
优选地，所述第二凹槽为第二弧形凹槽，优选为第二半圆槽；
优选地，所述第三凹槽为第三弧形凹槽，优选为第三半圆槽。
4.一种半导体冷却加热复合装置的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)设置有至少一个第一凹槽的盖板与第一底板装配，所述第一凹槽开口朝向所述第一底板，进行第一焊接，得到第一装配组件；
(2)在所述第一装配组件的第一底板上加工开口背离所述盖板的至少一个第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽不相接，所述第二凹槽与所述盖板不相接，得到加工后的第一装配组件；
(3)步骤(2)加工后的第一装配组件与设置有至少一个第三凹槽的第二底板装配，并在所述第二凹槽或第三凹槽内设置加热部件，所述第二凹槽与所述第三凹槽组成槽孔后，进行第二焊接，得到半导体冷却加热复合装置。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述第一焊接为真空扩散焊接；
优选地，所述真空扩散焊接的温度为980～1000℃；
优选地，所述真空扩散焊接的压力为15～20MPa；
优选地，所述真空扩散焊接的时间为70～90min；
优选地，所述真空扩散焊接的相对真空度≤3.0×10-3MPa。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述第二焊接为真空钎焊；
优选地，所述真空钎焊的焊片包括AgCuInTi片；
优选地，所述焊片的厚度为0.05～0.1mm；
优选地，所述AgCuInTi片中包括Ag：60～69.5wt％，Cu：13.5～23wt％；In：14～14.5wt％；Ti：3～3.2wt％。
7.根据权利要求4～6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述真空钎焊包括：升温至700～800℃，保温，进行真空钎焊；
优选地，所述升温的速率为5.6～6.7℃/min；
优选地，所述保温的时间为30～35min。
8.根据权利要求4～7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述真空钎焊的相对真空度≥1×10-3MPa；
优选地，所述真空钎焊的压块质量为100～150kg。
9.根据权利要求4～8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)设置有至少一个第一凹槽的盖板与第一底板装配，所述第一凹槽开口朝向所述第一底板，温度为980～1000℃，压力为15～20MPa，时间为70～90min，相对真空度≤3.0×10- 3MPa条件下进行真空扩散焊接，得到第一装配组件；
(2)在所述第一装配组件的第一底板上加工开口背离所述盖板的至少一个第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽不相接，所述第二凹槽与所述盖板不相接，得到加工后的第一装配组件；
(3)步骤(2)加工后的第一装配组件与设置有至少一个第三凹槽的第二底板装配，并在所述第二凹槽或第三凹槽内设置加热部件，所述第二凹槽与所述第三凹槽组成槽孔后，以5.6～6.7℃/min升温至700～800℃，相对真空度≥1×10-3Pa，压块质量为100～150kg，保温30～35min，进行真空钎焊，得到半导体冷却加热复合装置；
所述真空钎焊的焊片为AgCuInTi片，所述AgCuInTi片中包括Ag：60～69.5wt％，Cu：13.5～23wt％；In：14～14.5wt％；Ti：3～3.2wt％。
10.根据权利要求1～3任一项所述的半导体冷却加热复合装置在半导体领域中的用途。
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