CN116613076A - 一种陶瓷-单晶复合衬底的制备方法 - Google Patents

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CN116613076A CN202310615837.6A CN202310615837A CN116613076A CN 116613076 A CN116613076 A CN 116613076A CN 202310615837 A CN202310615837 A CN 202310615837A CN 116613076 A CN116613076 A CN 116613076A
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Abstract

本发明公开了一种陶瓷‑单晶复合衬底的制备方法，所述制备方法包括对氮化铝陶瓷片和砷化镓晶体片进行抛光、超声波清洗、酸洗、等离子清洗活化、光胶、热处理等处理步骤；在热处理过程中采用真空热压炉，真空热压炉包括炉体和传送装置，炉体内分设有加热区和冷却区，物料样品随着传送装置依次通过加热区和冷却区；沿着炉体内壁上侧设置有多个若干等离子风扇和第一热源，第一热源与等离子风扇间隔均匀分布；沿着炉体内壁两侧均匀分布有多个第二热源；在冷却区的等离子风扇与制冷芯片电连接；与各用电器件电连接有控制芯片。本发明的复合衬底，可在低温退火条件下获得键合强度较高的异种基质键合材料，键合面缺陷少，光学均匀性良好。

Description

一种陶瓷-单晶复合衬底的制备方法
技术领域
本发明涉及半导体材料加工领域，尤其涉及一种陶瓷-单晶复合衬底的制备方法。
背景技术
近年来，半导体器件正朝着模块化、智能化的方向发展，以减小设备的体积、降低成本、提高装置的性能。随着材料科学的不断发展、新材料的开发和利用模块的设计、安装更趋简化，模块的热阻得以减小、容量大大提高。同时，集成度的提高又进一步增强了模块的功能。陶瓷-单晶复合衬底正是以此为目的开发出的新型材料，一经出现便以优良的电气、机械性能而广泛用于新一代半导体模块中成为模块封装技术中无可替代的关键材料。
与氧化铝陶瓷材料相比，氮化铝陶瓷不仅具有较高的热导率(70～270W／m.k)和热膨胀系数(4.5×10-6)，与硅匹配良好，而且有着良好的电气性能和机械强度，因此，它在半导体器件封装中有着广阔的应用前景。砷化镓(GaAs)是一种重要的半导体晶体材料，是一种类似硅的半导体，由锗和砷组成；它有相对较高的折射率，较低的拉曼散射系数，这使它具有较低的损耗；砷化镓晶体的热导率和电导率也比硅要高，它是一种非常稳定的晶体，不容易损坏；砷化镓晶体具有较好的非对称特性，使它可以用来制造出具有良好的功率放大器性能的电子器件。砷化镓晶体所具有的特性使它成为一种极为有用的材料，可用于制造电子电路和电子器件。
键合技术是指在无粘合剂的条件下，通过抛光处理，将表面平整度达到光胶要求的材料施加一定的压力使其贴合在一起，通过范德华力或以其它成键方式粘合在一起，实现预键合，在惰性气氛或真空环境中通过高温热处理促使材料表面的分子相互扩散、融合，最终形成更稳定的化学键，从而形成一块整体材料的技术。
在传统的晶体键合方法中，首先将两块经过精密加工的晶体经过一系列表面处理后,紧密地贴在一起，在室温下形成光胶，然后再对晶体进行热处理，在无需其它粘接剂和高压的情况下形成永久性键合。但这种热键合方法存在着键合面内气体难以扩散出来、压力不均匀的问题，容易使得键合面产生裂纹、过高的温度易使晶格结构发生变化等弊端，尤其对于具有不同热膨胀系数的陶瓷和晶体之间的键合，在光胶之后的高温热处理过程中，不同材料热膨胀改变量的差异会在键合面形成应力，不仅可能导致键合面断裂，而且长时间的高温热处理也可能对键合面的性能产生影响，增大传输损耗。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种陶瓷-单晶复合衬底的制备方法，提高氮化铝陶瓷片与砷化镓晶体片复合衬底的加工质量。
技术方案：本发明所述的一种陶瓷-单晶复合衬底的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤S1：制备氮化铝陶瓷片和砷化镓晶体片，所述氮化铝陶瓷片设有第一键合面，所述砷化镓晶体片设有第二键合面，并对第一键合面、第二键合面进行抛光处理；
步骤S2：将抛光处理后的氮化铝陶瓷片和砷化镓晶体片置于超声清洗机中进行超声波清洗，除去抛光过程残留的研磨颗粒、溶解残渣和有机物；并将超声清洗完成的氮化铝陶瓷片和砷化镓晶体片置于烘箱中烘干；
步骤S3：将烘干的氮化铝陶瓷片和砷化镓晶体片置于体积比为 HCl : H2O = 1:1的盐酸溶液中浸泡 2-10 min，除去氮化铝陶瓷片和砷化镓晶体片表面的氧化物；然后，用去离子水冲洗干净后浸泡在环己烷溶液中隔绝空气；
步骤S4：将氮化铝陶瓷片和砷化镓晶体片连同环己烷溶液置于等离子清洗机内，并添加浓度为5mmol/l的乙二胺四乙酸活化剂，清洗并活化所述氮化铝陶瓷片的第一键合面、砷化镓晶体片的第二键合面；
步骤S5：将活化处理的氮化铝陶瓷片和砷化镓晶体片放置在惰性保护气氛或真空手套箱中进行光胶，将光胶后的氮化铝陶瓷片的第一键合面与砷化镓晶体片的第二键合面紧密贴合并固定在石墨夹具，制得物料样品；
步骤S6：将物料样品置于加热装置中进行热处理；
步骤S7：将完成热处理的物料样品自真空热压炉中取出，打开石墨夹具，即可得到氮化铝陶瓷片和砷化镓晶体片键合而成的复合衬底。
优选的，步骤S2中烘干温度为50-200 ℃，烘干时间为2-7 h。
优选的，步骤S6中热处理具体包括以下步骤：
步骤S61：加热装置以2-5℃/min升温速率对物料样品进行加热升温；
步骤S62：物料样品在加热装置中进行600-1500 ℃保温处理，保温时间为7-15 h；在保温过程中对物料样品施加压力载荷0.2-0.6 kgf /mm2；
步骤S63：完成保温过程后，以0.5-0.9 ℃ /min的降温速率对物料样品进行降温处理；
步骤S64：将步骤S63完成降温的物料样品进行退火处理，退火温度为70-600 ℃，退火时间为20-70 h；
步骤S65：将步骤S64中完成退火处理的物料样品以1-4 ℃/min的冷却速度冷却至室温。
优选的，步骤S2中超声清洗溶液为去离子水、无水乙醇和丙酮组成的混合溶液。
优选的，所述加热装置为真空热压炉，包括：
炉体，所述炉体沿着其中央设置有传送通道；沿着所述传送通道长度方向分设有加热区和冷却区；
传送装置，所述传送装置设置在所述传送通道内，物料样品随着传送装置依次通过加热区和冷却区；
若干等离子风扇，所述等离子风扇沿着传送装置上下侧设置在炉体内壁上；
若干第一热源，所述第一热源与等离子风扇间隔均匀分布在炉体内壁上；
若干第二热源，所述第二热源沿着传送装置两侧均匀分布在炉体内壁上；
制冷芯片，所述制冷芯片与设置在冷却区的等离子风扇电连接；
控制芯片，所述控制芯片与传送装置、制冷芯片、第一热源和第二热源电连接。
优选的，所述第一热源为热风热源；所述第二热源为辐射热源。
优选的，所述第一热源为加热电阻丝；第二热源为红外石英灯。
优选的，所述加热区设置有与控制芯片电连接的温度传感器。
优选的，所述传送装置上设置有加热板，所述物料样品放置在加热板上。
优选的，所述第一热源与第二热源供热配比为 (55-80)% : (20-45)%。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的氮化铝陶瓷-砷化镓晶体复合衬底，采用等离子体预处理待键合面，可避免在高温条件下退火导致键合面热应力过大而引起的键合面断裂，能够在低温退火条件下获得键合强度较高的异种基质键合材料；
2、在键合过程中增加酸洗过程，去除键合面可能存在的氧化物，有效减少损耗，提高键合倍频晶体的透过率6% -10%；
3、优化热处理过程工艺参数，复合衬底的多波段透过率仅降低0.2 %，几乎不产生光学损耗；
4、在热处理过程中施加压力载荷，界面间原子距离变短、范德华吸引力增加，可以获得更高的原子扩散速率和更大的界面结合能，加速原子、分子的扩散和迁移，更好地弥补键合界面内的微痕和微隙，增大界面扩散层厚度，减小界面损耗；
5、在热处理过程中采用双热源真空热压炉，实现键合面的无空隙加工，得到的键合界面处无界面缺陷，不存在复合衬底界面空间过渡层，光学均匀性良好。
附图说明
图1为本发明的陶瓷-单晶复合衬底的制备工艺流程示意图；
图2为图1中真空热压炉沿着其高度方向结构剖视图；
图3为图1中真空热压炉沿着其水平方向结构剖视图；
图4为图1中真空热压炉控制系统结构示意图。
附图标记：
1、氮化铝陶瓷片；2、砷化镓晶体片；3、烘箱；4、等离子清洗机；5、石墨夹具；6、真空手套箱；7、真空热压炉；71、炉体；72、加热区；73、冷却区；74、传送装置；75、温度传感器；76、整流桥；77、制冷芯片；78、加热板；79、等离子风扇；710、电源；711、第一热源；712、第二热源；713、控制芯片；714、物料样品；8、复合衬底。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-4，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明公开了一种陶瓷-单晶复合衬底的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1) 制备氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2，氮化铝陶瓷片1设有第一键合面，砷化镓晶体片2设有第二键合面，并对第一键合面、第二键合面进行抛光处理。
(2) 将抛光处理后的氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2置于超声清洗机中进行超声波清洗，超声清洗溶液为去离子水、无水乙醇和丙酮组成的混合溶液，通过超声波清洗可除去抛光过程残留的研磨颗粒、溶解残渣和有机物；将超声清洗完成的氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2置于烘箱3中烘干，烘干温度为50 ℃，烘干时间为7 h，以除去氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2之间键合面之间的水蒸汽。
(3) 将烘干的氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2置于体积比为 HCl : H2O = 1:1的盐酸溶液中浸泡 2 min，除去氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2表面的氧化物；然后，用去离子水冲洗干净后浸泡在环己烷溶液中隔绝空气。
(4) 将氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2连同环己烷溶液置于等离子清洗机4内，并添加浓度为5 mmol/l的乙二胺四乙酸活化剂，清洗并活化氮化铝陶瓷片1的第一键合面、砷化镓晶体片2的第二键合面；键合面活化是通过等离子清洗机4预处理在第一键合面和第二键合面的表面引入极性基团和活性点，使得两个待键合面具有强的吸附能力，在贴合过程中两个键合面的部分悬键结合，形成共价键。
(5) 将活化处理的氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2放置在惰性保护气氛或真空手套箱6中进行光胶，将光胶后的氮化铝陶瓷片1的第一键合面与砷化镓晶体片2的第二键合面紧密贴合并固定在石墨夹具5，制得物料样品714；其中，石墨夹具5垂直于键合面；通过石墨夹具5可调节施加在氮化铝陶瓷片1与砷化镓晶体片2键合面压力。
(6) 将物料样品714置于加热装置中进行热处理，加热装置为真空热压炉7，热处理具体包括以下步骤：
①真空热压炉7以2 ℃/min升温速率对物料样品714进行加热升温；第一热源711与第二热源712供热配比为55% : 45%；在该加热过程中，以保证复合衬底的温差较小，光胶的衬底不产生开裂；
②物料样品在真空热压炉中进行高温保温处理，保温温度为600 ℃，保温时间为15 h；在保温过程中对物料样品施加压力载荷0.2 kgf /mm2，可增强原子、分子的扩散速率，加速原子、分子的扩散和迁移，填充光胶面因加工缺陷形成的微小空隙；
③完成保温过程后，以0.5 ℃ /min的降温速率对物料样品进行降温处理，以保证键合面应力较小；
④将完成降温的物料样品进行退火处理，退火温度为70 ℃，退火时间为70 h；经过退火处理，两个键合面之间的化学键会进一步发生重组，最终形成更加稳定和完善的共价键网络；该方法在解决不同材料间热失配问题的同时能够极大增强异种材料的键合强度，从而实现低温键合；
⑤将完成退火处理的物料样品以1 ℃/min的冷却速度冷却至室温。
(7) 将完成热处理的物料样品714自真空热压炉7中取出，打开石墨夹具5，即可得到氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2键合而成的复合衬底8。
实施例2：
本发明公开了一种陶瓷-单晶复合衬底的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1) 制备氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2，氮化铝陶瓷片1设有第一键合面，砷化镓晶体片2设有第二键合面，并对第一键合面、第二键合面进行抛光处理。
(2) 将抛光处理后的氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2置于超声清洗机中进行超声波清洗，超声清洗溶液为去离子水、无水乙醇和丙酮组成的混合溶液，通过超声波清洗可除去抛光过程残留的研磨颗粒、溶解残渣和有机物；将超声清洗完成的氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2置于烘箱3中烘干，烘干温度为125 ℃，烘干时间为4.5 h，以除去氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2之间键合面之间的水蒸汽。
(3) 将烘干的氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2置于体积比为 HCl : H2O = 1:1的盐酸溶液中浸泡 6 min，除去氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2表面的氧化物；然后，用去离子水冲洗干净后浸泡在环己烷溶液中隔绝空气。
(4) 将氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2连同环己烷溶液置于等离子清洗机4内，并添加浓度为5 mmol/l的乙二胺四乙酸活化剂，清洗并活化氮化铝陶瓷片1的第一键合面、砷化镓晶体片2的第二键合面；键合面活化是通过等离子清洗机4预处理在第一键合面和第二键合面的表面引入极性基团和活性点，使得两个待键合面具有强的吸附能力，在贴合过程中两个键合面的部分悬键结合，形成共价键。
(5) 将活化处理的氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2放置在惰性保护气氛或真空手套箱6中进行光胶，将光胶后的氮化铝陶瓷片1的第一键合面与砷化镓晶体片2的第二键合面紧密贴合并固定在石墨夹具5，制得物料样品714；其中，石墨夹具5垂直于键合面；通过石墨夹具5可调节施加在氮化铝陶瓷片1与砷化镓晶体片2键合面压力。
(6) 将物料样品714置于加热装置中进行热处理，加热装置为真空热压炉7，热处理具体包括以下步骤：
①真空热压炉7以3.5 ℃/min升温速率对物料样品714进行加热升温；第一热源711与第二热源712供热配比为65% :35%；在该加热过程中，以保证复合衬底的温差较小，光胶的衬底不产生开裂；
②物料样品在真空热压炉中进行高温保温处理，保温温度为1100 ℃，保温时间为11 h；在保温过程中对物料样品施加压力载荷0.4 kgf /mm2，可增强原子、分子的扩散速率，加速原子、分子的扩散和迁移，填充光胶面因加工缺陷形成的微小空隙；
③完成保温过程后，以0.7 ℃ /min的降温速率对物料样品进行降温处理，以保证键合面应力较小；
④将完成降温的物料样品进行退火处理，退火温度为330 ℃，退火时间为45 h；经过退火处理，两个键合面之间的化学键会进一步发生重组，最终形成更加稳定和完善的共价键网络；该方法在解决不同材料间热失配问题的同时能够极大增强异种材料的键合强度，从而实现低温键合；
⑤将完成退火处理的物料样品以2.5 ℃/min的冷却速度冷却至室温。
(7) 将完成热处理的物料样品714自真空热压炉7中取出，打开石墨夹具5，即可得到氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2键合而成的复合衬底8。
实施例3：
本发明公开了一种陶瓷-单晶复合衬底的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1) 制备氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2，氮化铝陶瓷片1设有第一键合面，砷化镓晶体片2设有第二键合面，并对第一键合面、第二键合面进行抛光处理。
(2) 将抛光处理后的氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2置于超声清洗机中进行超声波清洗，超声清洗溶液为去离子水、无水乙醇和丙酮组成的混合溶液，通过超声波清洗可除去抛光过程残留的研磨颗粒、溶解残渣和有机物；将超声清洗完成的氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2置于烘箱3中烘干，烘干温度为200 ℃，烘干时间为2 h，以除去氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2之间键合面之间的水蒸汽。
(3) 将烘干的氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2置于体积比为 HCl : H2O = 1:1的盐酸溶液中浸泡10 min，除去氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2表面的氧化物；然后，用去离子水冲洗干净后浸泡在环己烷溶液中隔绝空气。
(4) 将氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2连同环己烷溶液置于等离子清洗机4内，并添加浓度为5 mmol/l的乙二胺四乙酸活化剂，清洗并活化氮化铝陶瓷片1的第一键合面、砷化镓晶体片2的第二键合面；键合面活化是通过等离子清洗机4预处理在第一键合面和第二键合面的表面引入极性基团和活性点，使得两个待键合面具有强的吸附能力，在贴合过程中两个键合面的部分悬键结合，形成共价键。
(5) 将活化处理的氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2放置在惰性保护气氛或真空手套箱6中进行光胶，将光胶后的氮化铝陶瓷片1的第一键合面与砷化镓晶体片2的第二键合面紧密贴合并固定在石墨夹具5，制得物料样品714；其中，石墨夹具5垂直于键合面；通过石墨夹具5可调节施加在氮化铝陶瓷片1与砷化镓晶体片2键合面压力。
(6) 将物料样品714置于加热装置中进行热处理，加热装置为真空热压炉7，热处理具体包括以下步骤：
①真空热压炉7以5 ℃/min升温速率对物料样品714进行加热升温；第一热源711与第二热源712供热配比为80% : 20%；在该加热过程中，以保证复合衬底的温差较小，光胶的衬底不产生开裂；
②物料样品在真空热压炉中进行高温保温处理，保温温度为1500 ℃，保温时间为7 h；在保温过程中对物料样品施加压力载荷0.6 kgf /mm2，可增强原子、分子的扩散速率，加速原子、分子的扩散和迁移，填充光胶面因加工缺陷形成的微小空隙；
③完成保温过程后，以0.9 ℃ /min的降温速率对物料样品进行降温处理，以保证键合面应力较小；
④将完成降温的物料样品进行退火处理，退火温度为600 ℃，退火时间为20 h；经过退火处理，两个键合面之间的化学键会进一步发生重组，最终形成更加稳定和完善的共价键网络；该方法在解决不同材料间热失配问题的同时能够极大增强异种材料的键合强度，从而实现低温键合；
⑤将完成退火处理的物料样品以4 ℃/min的冷却速度冷却至室温。
(7) 将完成热处理的物料样品714自真空热压炉7中取出，打开石墨夹具5，即可得到氮化铝陶瓷片1和砷化镓晶体片2键合而成的复合衬底8。
以上实施例1-3中，真空热压炉7包括炉体71，炉体71沿着其中央设置有传送通道，沿着传送通道长度方向分设有加热区72和冷却区73。在传送通道内设置有传送装置74，物料样品随着传送装置74依次通过加热区72和冷却区73；传送装置采用现有技术实现其功能。沿着传送装置74上下侧的炉体71内壁上设置有多个等离子风扇79，等离子风扇可朝向传送装置74吹风，满足对物料样品714的加热或冷却需求。
在传送装置74上下侧的炉体71内壁上设置有多个第一热源711，在加热区72的第一热源711与等离子风扇79间隔均匀分布在炉体内壁上，第一热源711为热风热源；具体的，第一热源711为加热电阻丝，加热电阻丝在通电后可发热，对等离子风扇79吹风进行加热形成热风。沿着传送装置74两侧的炉体内壁上均匀分布在多个第二热源712，第二热源712为辐射热源；具体的，第二热源712为红外石英灯，红外石英灯可产生辐射热能。第一热源与第二热源的热量配比为(55-80)%: (20-45)%；第一热源711和第二热源712协同作用下，使得炉体内升温快、温度更加均匀，以提高物料样品的加热质量。
真空热压炉7还包括控制芯片713和制冷芯片77，制冷芯片77与设置在冷却区的等离子风扇79电连接，制冷芯片77可控制冷却区的等离子风扇79转速，从而对进入冷却区的物料样品进行降温。控制芯片713分别与传送装置74、制冷芯片77、第一热源711和第二热源712电连接；在加热区72设置有与控制芯片713电连接的温度传感器75；传送装置74上设置有加热板78，物料样品放置在加热板78上。控制芯片713分别控制第一热源和第二热源的发热功率，使得第一热源与第二热源的供热配比为(55-80)% : (20-45)%；并根据温度传感器75反馈的温度信息，控制传送装置的传送速度、第一热源及第二热源的输出功率以及控制等离子风扇的功率，满足对物料样品714加热升温需求。与控制芯片713配合设置有电源710，电源710通过整流桥76与真空热压炉的各用电器件电连接并供电。控制芯片713、制冷芯片77均可采用现有技术实现其功能。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种陶瓷-单晶复合衬底的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤S1：制备氮化铝陶瓷片（1）和砷化镓晶体片（2），所述氮化铝陶瓷片（1）设有第一键合面，所述砷化镓晶体片（2）设有第二键合面，并对第一键合面、第二键合面进行抛光处理；
步骤S2：将抛光处理后的氮化铝陶瓷片（1）和砷化镓晶体片（2）置于超声清洗机中进行超声波清洗，除去抛光过程残留的研磨颗粒、溶解残渣和有机物；并将超声清洗完成的氮化铝陶瓷片（1）和砷化镓晶体片（2）置于烘箱（3）中烘干；
步骤S3：将烘干的氮化铝陶瓷片（1）和砷化镓晶体片（2）置于体积比为 HCl : H2O = 1:1的盐酸溶液中浸泡 2-10 min，除去氮化铝陶瓷片（1）和砷化镓晶体片（2）表面的氧化物；然后，用去离子水冲洗干净后浸泡在环己烷溶液中隔绝空气；
步骤S4：将氮化铝陶瓷片（1）和砷化镓晶体片（2）连同环己烷溶液置于等离子清洗机（4）内，并添加浓度为5 mmol/l的乙二胺四乙酸活化剂，清洗并活化所述氮化铝陶瓷片（1）的第一键合面、砷化镓晶体片（2）的第二键合面；
步骤S5：将活化处理的氮化铝陶瓷片（1）和砷化镓晶体片（2）放置在惰性保护气氛或真空手套箱（6）中进行光胶，将光胶后的氮化铝陶瓷片（1）的第一键合面与砷化镓晶体片（2）的第二键合面紧密贴合并固定在石墨夹具（5），制得物料样品（714）；
步骤S6：将物料样品（714）置于加热装置中进行热处理；
步骤S7：将完成热处理的物料样品（714）自真空热压炉（7）中取出，打开石墨夹具（5），即可得到氮化铝陶瓷片（1）和砷化镓晶体片（2）键合而成的复合衬底（8）。
2.根据权利要求1所述的陶瓷-单晶复合衬底的制备方法，其特征在于，步骤S2中烘干温度为50-200 ℃，烘干时间为2-7 h。
3.根据权利要求1所述的陶瓷-单晶复合衬底的制备方法，其特征在于，步骤S6中热处理具体包括以下步骤：
步骤S61：加热装置以2-5℃/min升温速率对物料样品（714）进行加热升温；
步骤S62：物料样品在加热装置中进行600-1500 ℃保温处理，保温时间为7-15 h；在保温过程中对物料样品施加压力载荷0.2-0.6 kgf /mm2；
步骤S63：完成保温过程后，以0.5-0.9 ℃ /min的降温速率对物料样品进行降温处理；
步骤S64：将步骤S63完成降温的物料样品进行退火处理，退火温度为70-600 ℃，退火时间为20-70 h；
步骤S65：将步骤S64中完成退火处理的物料样品以1-4 ℃/min的冷却速度冷却至室温。
4.根据权利要求1所述的陶瓷-单晶复合衬底的制备方法，其特征在于，步骤S2中超声清洗溶液为去离子水、无水乙醇和丙酮组成的混合溶液。
5.根据权利要求3所述的陶瓷-单晶复合衬底的制备方法，其特征在于，所述加热装置为真空热压炉（7），包括：
炉体（71），所述炉体（71）沿着其中央设置有传送通道；沿着所述传送通道长度方向分设有加热区（72）和冷却区（73）；
传送装置（74），所述传送装置（74）设置在所述传送通道内，物料样品随着传送装置（74）依次通过加热区（72）和冷却区（73）；
若干等离子风扇（79），所述等离子风扇（79）沿着传送装置（74）上下侧设置在炉体（71）内壁上；
若干第一热源（711），所述第一热源（711）与等离子风扇（79）间隔均匀分布在炉体内壁上；
若干第二热源（712），所述第二热源（712）沿着传送装置（74）两侧均匀分布在炉体内壁上；
制冷芯片（77），所述制冷芯片（77）与设置在冷却区的等离子风扇（79）电连接；
控制芯片（713），所述控制芯片（713）与传送装置（74）、制冷芯片（77）、第一热源（711）和第二热源（712）电连接。
6.根据权利要求5所述的陶瓷-单晶复合衬底的制备方法，其特征在于，所述第一热源（711）为热风热源；所述第二热源（712）为辐射热源。
7.根据权利要求6所述的陶瓷-单晶复合衬底的制备方法，其特征在于，所述第一热源（711）为加热电阻丝；第二热源（712）为红外石英灯。
8.根据权利要求5所述的陶瓷-单晶复合衬底的制备方法，其特征在于，所述加热区（72）设置有与控制芯片（713）电连接的温度传感器（75）。
9.根据权利要求5所述的陶瓷-单晶复合衬底的制备方法，其特征在于，所述传送装置（74）上设置有加热板（78），所述物料样品（714）放置在加热板（78）上。
10.根据权利要求5所述的陶瓷-单晶复合衬底的制备方法，其特征在于，所述第一热源（711）与第二热源（712）供热配比为 (55-80) % : (20-45) %。
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