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公开(公告)号：CN113151898B
公开(公告)日：2021-10-15
申请号：CN202110432545.X
申请日：2021-04-21
Applicant: 北京科技大学 , 北京科技大学顺德研究生院
IPC: C30B25/18 , C30B25/04 , C30B25/14 , C30B29/04 , C23C16/01 , C23C16/02 , C23C16/04 , C23C16/27 , C23C16/50
Abstract: 本发明涉及一种嵌入式金刚石基碳化硅复合衬底的制备方法，属于半导体材料制备领域。首先对镀制有Si涂层的碳化硅(SiC)基片粘附临时载体，随后对SiC进行表面图形化及反应离子刻蚀，形成具有图案结构的SiC层。接着在其表面沉积一层金刚石以覆盖SiC，并对金刚石层表面进行研磨抛光。随之在去除SiC基片的临时载体后，在金刚石侧再粘附临时载体。通过反应离子刻蚀去掉原有Si涂层后，将金刚石侧临时载体去除，最终得到嵌入式金刚石基SiC复合衬底。能够实现在高功率、高集成条件下热量的快速排散，同时能够充分发挥SiC和金刚石作为宽禁带半导体的优异性能，提供了一种宽禁带半导体异质材料结构设计的制备基础。
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公开(公告)号：CN112981535B
公开(公告)日：2021-08-24
申请号：CN202110421403.3
申请日：2021-04-20
Applicant: 北京科技大学 , 北京科技大学顺德研究生院
IPC: C30B29/40 , C23C14/02 , C23C14/06 , C23C14/35 , C23C16/27 , C23C16/30 , C23C16/56 , C30B25/18 , C30B33/02
Abstract: 本发明提供一种金刚石基氮化镓（GaN）复合衬底的制备方法，属于半导体材料制备领域。先将金刚石膜通过摩擦抛光使表面粗糙度低于0.5 nm。接着基于真空互联射频磁控溅射和分子束外延技术进行双腔室薄膜镀制。当真空度达到1×10‑5 Pa后通入Ar和N2并保持工作真空度为0.3‑0.5 Pa，金刚石衬底温度在400℃‑600℃，射频功率在400‑500 W条件下沉积高取向c‑AlN薄层10 nm‑200 nm。随后将衬底移至分子束外延腔室，沉积20 nm‑50 nm的GaAlN过渡层后，提高温度至700‑900℃沉积所需厚度的GaN单晶层。最后对所得衬底保温处理，得到高质量金刚石基GaN复合衬底。本发明方法适用于一种金刚石基氮化镓复合衬底。
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公开(公告)号：CN113889411A
公开(公告)日：2022-01-04
申请号：CN202111076539.1
申请日：2021-09-14
Applicant: 北京科技大学 , 北京科技大学顺德研究生院
IPC: H01L21/335 , H01L29/778 , H01L29/10 , H01L23/373 , H01L23/367
Abstract: 一种带金刚石微柱阵列的金刚石基GaN材料制备方法，属于半导体技术与电子器件散热领域。实施步骤为五步，包括：GaN原始硅衬底减薄，硅衬底构建微孔，微孔底部镀至介质层，沉积金刚石微柱阵列，金刚石生长面研抛。最终完成带金刚石微柱阵列的金刚石基GaN材料制备。本发明保留原始衬底的主体结构，显著抑制了制备的GaN‑on‑Diamond晶圆的形变，且不需要反复使用临时载体，可操作性强，通过不连续的结构设计，缓释了由于热膨胀系数失配带来的热应力累积，减小了GaN性能衰减程度，对GaN的保护更全面。采用金刚石与原始衬底硅交替排列的方式及微柱阵列结构，晶格错排和畸变程度降低，增大了导热面积，大幅提高了散热效率，能满足先进电子技术对封装散热材料的要求。
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公开(公告)号：CN112981365B
公开(公告)日：2021-08-20
申请号：CN202110421428.3
申请日：2021-04-20
Applicant: 北京科技大学 , 北京科技大学顺德研究生院
IPC: C23C16/27 , C23C16/511 , C23C16/503 , C23C16/56 , G01N27/30 , C02F1/461 , B32B15/02 , B32B9/00 , B32B9/04 , B32B33/00 , B32B37/00 , B32B37/06 , B32B37/10
Abstract: 本发明涉及一种网笼多层结构硼掺杂金刚石电极的制备方法，属于半导体材料制备领域。首先将TiNb金属网和粒径为1μm‑100μm的硼掺杂金刚石微粉逐层交替放置，并在压力为100‑300MPa、温度在1000‑1400°C条件下通过热等静压成型处理30min‑5h。接着再将该金刚石/TiNb复合电极通过微波等离子体或直流电弧等离子体化学气相沉积技术在该金刚石复合电极上下两侧分别沉积硼掺杂金刚石保护层以增强网笼多层结构硼掺杂金刚石电极的强度。随后对电极进行800‑1000℃热处理2‑10h，最终形成稳定的具有更高有效反应表面积的高性能网笼多层结构硼掺杂金刚石电极。本发明适合于制备金刚石电极。
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公开(公告)号：CN113889411B
公开(公告)日：2023-11-14
申请号：CN202111076539.1
申请日：2021-09-14
Applicant: 北京科技大学 , 北京科技大学顺德研究生院
IPC: H01L21/335 , H01L29/778 , H01L29/10 , H01L23/373 , H01L23/367
Abstract: 一种带金刚石微柱阵列的金刚石基GaN材料制备方法，属于半导体技术与电子器件散热领域。实施步骤为五步，包括：GaN原始硅衬底减薄，硅衬底构建微孔，微孔底部镀至介质层，沉积金刚石微柱阵列，金刚石生长面研抛。最终完成带金刚石微柱阵列的金刚石基GaN材料制备。本发明保留原始衬底的主体结构，显著抑制了制备的GaN‑on‑Diamond晶圆的形变，且不需要反复使用临时载体，可操作性强，通过不连续的结构设计，缓释了由于热膨胀系数失配带来的热应力累积，减小了GaN性能衰减程度，对GaN的保护更全面。采用金刚石与原始衬底硅交替排列的方式及微柱阵列结构，晶格错排和畸变程度降低，增大了导热面积，大幅提高了散热效率，能满足先进电子技术对封装散热材料的要求。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113571409B
公开(公告)日：2022-04-15
申请号：CN202110753116.2
申请日：2021-07-02
Applicant: 北京科技大学 , 北京科技大学顺德研究生院
IPC: H01L21/04 , H01L21/3065 , H01L21/308
Abstract: 一种高导热金刚石增强碳化硅(SiC)衬底的制备方法，属于半导体材料制备领域。本发明在SiC的碳极性面通过涂胶、光刻、显影实现图形化。随后采用电子束蒸发或磁控溅射金属掩膜。去除光刻胶后，将具有周期排列金属掩膜的SiC通过反应离子刻蚀、掩膜去除、二次离子刻蚀得到微柱阵列。接着通过微波等离子体化学气相沉积技术生长金刚石层。待金刚石层完全覆盖微柱并具有一定厚度后采用激光扫描平整化及后续精密抛光，得到高导热金刚石增强的SiC衬底。通过增加金刚石与SiC有效接触界面面积而提高导热效率的同时有效避免单一平面界面结合力不足和局部缺陷扩展。为未来SiC硅极性面减薄及其表面高温沉积GaN而获得高功率、高频率用SiC/Diamond及GaN/SiC/Diamond晶圆奠定基础。
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公开(公告)号：CN113571409A
公开(公告)日：2021-10-29
申请号：CN202110753116.2
申请日：2021-07-02
Applicant: 北京科技大学 , 北京科技大学顺德研究生院
IPC: H01L21/04 , H01L21/3065 , H01L21/308
Abstract: 一种高导热金刚石增强碳化硅(SiC)衬底的制备方法，属于半导体材料制备领域。本发明在SiC的碳极性面通过涂胶、光刻、显影实现图形化。随后采用电子束蒸发或磁控溅射金属掩膜。去除光刻胶后，将具有周期排列金属掩膜的SiC通过反应离子刻蚀、掩膜去除、二次离子刻蚀得到微柱阵列。接着通过微波等离子体化学气相沉积技术生长金刚石层。待金刚石层完全覆盖微柱并具有一定厚度后采用激光扫描平整化及后续精密抛光，得到高导热金刚石增强的SiC衬底。通过增加金刚石与SiC有效接触界面面积而提高导热效率的同时有效避免单一平面界面结合力不足和局部缺陷扩展。为未来SiC硅极性面减薄及其表面高温沉积GaN而获得高功率、高频率用SiC/Diamond及GaN/SiC/Diamond晶圆奠定基础。
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公开(公告)号：CN112981365A
公开(公告)日：2021-06-18
申请号：CN202110421428.3
申请日：2021-04-20
Applicant: 北京科技大学
IPC: C23C16/27 , C23C16/511 , C23C16/503 , C23C16/56 , G01N27/30 , C02F1/461 , B32B15/02 , B32B9/00 , B32B9/04 , B32B33/00 , B32B37/00 , B32B37/06 , B32B37/10
Abstract: 本发明涉及一种网笼多层结构硼掺杂金刚石电极的制备方法，属于半导体材料制备领域。首先将TiNb金属网和粒径为1μm‑100μm的硼掺杂金刚石微粉逐层交替放置，并在压力为100‑300MPa、温度在1000‑1400°C条件下通过热等静压成型处理30min‑5h。接着再将该金刚石/TiNb复合电极通过微波等离子体或直流电弧等离子体化学气相沉积技术在该金刚石复合电极上下两侧分别沉积硼掺杂金刚石保护层以增强网笼多层结构硼掺杂金刚石电极的强度。随后对电极进行800‑1000℃热处理2‑10 h，最终形成稳定的具有更高有效反应表面积的高性能网笼多层结构硼掺杂金刚石电极。本发明适合于制备金刚石电极。
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公开(公告)号：CN113151898A
公开(公告)日：2021-07-23
申请号：CN202110432545.X
申请日：2021-04-21
Applicant: 北京科技大学
IPC: C30B25/18 , C30B25/04 , C30B25/14 , C30B29/04 , C23C16/01 , C23C16/02 , C23C16/04 , C23C16/27 , C23C16/50
Abstract: 本发明涉及一种嵌入式金刚石基碳化硅复合衬底的制备方法，属于半导体材料制备领域。首先对镀制有Si涂层的碳化硅(SiC)基片粘附临时载体，随后对SiC进行表面图形化及反应离子刻蚀，形成具有图案结构的SiC层。接着在其表面沉积一层金刚石以覆盖SiC，并对金刚石层表面进行研磨抛光。随之在去除SiC基片的临时载体后，在金刚石侧再粘附临时载体。通过反应离子刻蚀去掉原有Si涂层后，将金刚石侧临时载体去除，最终得到嵌入式金刚石基SiC复合衬底。能够实现在高功率、高集成条件下热量的快速排散，同时能够充分发挥SiC和金刚石作为宽禁带半导体的优异性能，提供了一种宽禁带半导体异质材料结构设计的制备基础。
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公开(公告)号：CN114672877A
公开(公告)日：2022-06-28
申请号：CN202210278658.3
申请日：2022-03-21
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种提高SiC表面金刚石形核密度的方法，属于半导体器件散热领域。在等离子体化学气相沉积设备中，利用高温氢等离子体刻蚀SiC的表面，增加表面粗糙度，形成氢终端的表面。然后使用改性金刚石粉进行自吸附强化处理，在SiC的表面形成一层金刚石籽晶。将吸附籽晶后的SiC样品放入微波等离子体化学气相沉积设备中，通过高温氢等离子还原处理，形成Si悬挂键，随后通入甲烷进行金刚石的形核，在SiC和金刚石之间形成C‑Si‑C的化学键合，提高SiC与金刚石之间的附着力及形核密度。随后，降低甲烷浓度进行金刚石的生长，实现SiC‑on‑Diamond晶圆制备。本发明可显著改善SiC底层散热能力，提高SiC器件的输出功率及频率，延长使用寿命，SiC/金刚石界面结合致密，进一步降低界面热阻，提升传热能力。
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