籽晶粘接胶及籽晶粘接方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115851168A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211549004.6C09J161/06(2006.01)(22)申请日2022.12.05(71)申请人湖南金博碳基材料研究院有限公司地址410000湖南省长沙市长沙高新开发区岳麓西大道1698号麓谷科技创新创业园C栋1086房(72)发明人李丙菊谭善宥吴海源彭浩波廖广庭(74)专利代理机构华进联合专利商标代理有限公司44224专利代理师周孝湖(51)Int.Cl.C09J11/04(2006.01)C30B23/00(2006.01)C30B29/36(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图7页(54)发明名称籽晶粘接胶及籽晶粘接方法(57)摘要本申请涉及一种籽晶粘接胶及籽晶粘接方法，籽晶粘接胶包括碳纳米管材料和粘接剂，碳纳米管材料的长径比≥1000，碳纳米管材料的质量与粘接剂的体积比为(0.1～0.3)g:1mL。通过以碳纳米管材料作为骨架，一方面可有效增强籽晶粘接胶经碳化后形成的碳化层的整体强度及韧性，从而有效降低碳化层的脆性，以及有效避免碳化层的脱落和开裂风险，故而有效避免因裂纹导致烧灼诱导产生的微管、六方孔洞及位错等晶体缺陷；另一方面，碳纳米管材料具有中空管道结构，且通过控制碳纳米管材料的长径比，可增强对外排气能力，抑制微气泡的产生，从而进一步避免由微气泡导致烧灼诱导产生的微管、六方孔洞及位错等晶体缺陷。CN115851168ACN115851168A权利要求书1/1页1.一种籽晶粘接胶，其特征在于，包括碳纳米管材料和粘接剂，所述碳纳米管材料的长径比≥1000，所述碳纳米管材料的质量与所述粘接剂的体积比为(0.1～0.3)g:1mL。2.如权利要求1所述的籽晶粘接胶，其特征在于，所述碳纳米管材料的管径为2nm～20nm。3.如权利要求1所述的籽晶粘接胶，其特征在于，所述粘接剂选自环氧树脂、酚醛树脂、硅树脂、碳胶和糖类粘接剂中的至少一种。4.如权利要求1所述的籽晶粘接胶，其特征在于，所述籽晶粘接胶的粘度为500mPa·s～2500mPa·s。5.如权利要求1～4任一项所述的籽晶粘接胶，其特征在于，所述碳纳米管材料的质量与所述粘接剂的体积比为(0.2～0.3)g:1mL。6.如权利要求1～4任一项所述的籽晶粘接胶，其特征在于，所述碳纳米管材料的长径比为1000～5000。7.如权利要求1～4任一项所述的籽晶粘接胶，其特征在于，所述碳纳米管材料为经高温处理后的碳纳米管材料，所述高温处理的温度为1800℃～2400℃。8.一种籽晶粘接方法，其特征在于，包括以下步骤：在籽晶背面依次设置权利要求1～7任一项所述的籽晶粘接胶和基底材料后，再依次进行热压固化和碳化。9.如权利要求8所述的籽晶粘接方法，其特征在于，所述热压固化的压力为100kg～2000kg。10.如权利要求8所述的籽晶粘接方法，其特征在于，所述碳化的温度为400℃～800℃，时间为1h～5h。2CN115851168A说明书1/9页籽晶粘接胶及籽晶粘接方法技术领域[0001]本申请涉及材料技术领域，特别是涉及一种籽晶粘接胶及籽晶粘接方法。背景技术[0002]与硅、砷化镓相比，碳化硅材料具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率等特点，是继硅、砷化镓之后的第三代半导体材料，在高温、高频、高功率及抗辐射器件方面受到广泛应用。由于传统的硅基电力电子器件已经接近因寄生效应制约而能达到的硅材料极限，发展碳化硅等宽带隙材料的半导体器件成为发展方向。4H‑SiC材料的饱和电子漂移速度是硅的2倍，从而为碳化硅器件提供了较高的电流密度和较高的跨导。高击穿特性使碳化硅功率器件和开关器件具有较硅和砷化镓器件高3～4倍的击穿电压，高的热导率和耐高温特性保证了碳化硅器件具有较高的功率密度及高温工作的可靠性。[0003]碳化硅单晶体的传统制备方法是物理气相传输法(PVT)，将碳化硅粉料放在密闭的石墨坩埚中，在坩埚顶部放置碳化硅籽晶，设计单晶炉热场分布，使粉源区温度高于籽晶区温度，且粉源区达到碳化硅粉源升华温度点，碳化硅粉源升华产生的Si、C、Si2C、SiC2、SiC等分子经扩散或对流效应被输运至籽晶区附近，由于籽晶区温度较低，上述气氛形成一定的过冷度并在籽晶表面结晶为碳化硅晶体。其中，将碳化硅籽晶设置在坩埚顶部的方法包括采用籽晶粘接方法，籽晶粘接方法是指将用于晶体生长的初始晶种(碳化硅籽晶)与单晶生长系统相关部件(一般为石墨材料)相粘合的方法。然而，传统的籽晶粘接方法通常采用粘接剂进行粘合，形成的碳化层会出现开裂或籽晶掉落等问题，而碳化层开裂会引起籽晶背部沿裂纹处烧蚀并诱导产生微管、六方孔洞及位错等晶体宏观缺陷。[0004]因此，提供一种粘