一种氮化铝籽晶高温粘接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113668065A(43)申请公布日2021.11.19(21)申请号202110916996.0(22)申请日2021.08.11(71)申请人奥趋光电技术（杭州）有限公司地址311100浙江省杭州市余杭区余杭经济技术开发区顺风路503号3号楼五层518室(72)发明人吴亮雷丹王琦琨李哲黄嘉丽张刚赵寅廷(74)专利代理机构杭州宇信联合知识产权代理有限公司33401代理人梁群兰(51)Int.Cl.C30B33/06(2006.01)C30B29/40(2006.01)C30B23/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种氮化铝籽晶高温粘接方法(57)摘要本发明公开了一种氮化铝籽晶高温粘接方法。将氮化铝籽晶、籽晶支撑件、以及高纯氮化铝原料放置于一封闭结构的坩埚内，籽晶支撑件及籽晶置于坩埚底部、氮化铝原料固定于籽晶上方位置；在高温炉中完成粘接。粘接工艺主要包括以下步骤（1）高温炉抽真空，通入高纯氮气，升温至一定温度，且该过程籽晶温度大于原料温度；（2）继续升温，但原料升温速度大于籽晶升温速度，形成籽晶温度小于原料温度的梯度，升温至设定高温后，保温，保温期间籽晶与籽晶支撑件热粘接，同时籽晶表面有氮化铝沉积；（3）最后降温至室温。本发明的高温粘接方法，解决了籽晶化学粘接及机械固定方法中易脱落、形成孔洞、受杂质污染、生长面受到破坏等技术问题。CN113668065ACN113668065A权利要求书1/1页1.一种氮化铝籽晶高温粘接方法，其特征在于，使用高温炉，以及高温炉中使用的具有封闭式结构的坩埚，包括以下步骤：S1、待粘接件为籽晶支撑件和氮化铝籽晶，将所述籽晶支撑件搁置在坩埚内底部，所述氮化铝籽晶搁置于籽晶支撑件表面，将氮化铝原料固定于坩埚内所述氮化铝籽晶上方，然后将装配好待粘接件和氮化铝原料的坩埚放入高温炉中；S2、对所述高温炉抽真空达到设定真空度，向所述高温炉中通入氮气，并对籽晶处和原料处进行正梯度升温，将原料处温度T2升至第一设定温度；其中所述正梯度升温指在此升温过程中始终保持籽晶处温度T1＞T2，并维持一定的温差；所述炉内气压达到设定恒压后，后续炉内气压一直保持在所述设定恒压直至整个粘接工艺过程结束；S3、继续对籽晶处和原料处进行反转梯度升温，即原料处升温速率高于籽晶处升温速率，最终达到T1＜T2，形成温度反梯度即原料处温度T2高于籽晶处温度T1；T1升至第二设定温度，在该温度条件下保温一段时间；S4、保温结束后开始降温，降温后，从炉体内取出粘接好的氮化铝籽晶，整个粘接工艺过程结束。2.根据权利要求1所述一种氮化铝籽晶高温粘接方法，其特征在于：所述步骤S1中氮化铝籽晶选自氮化铝晶片、氮化铝体块晶粒或晶锭。3.根据权利要求1所述一种氮化铝籽晶高温粘接方法，其特征在于：所述坩埚为钨、钽、钼、碳化钽、碳化钨、氮化硼、石墨中的一种或几种耐高温材料制成；所述籽晶支撑件为钨、钽、钼、碳化钽、碳化钨、氮化硼、石墨中的任一种耐高温材料制成。4.根据权利要求1所述一种氮化铝籽晶高温粘接方法，其特征在于：高纯氮化铝原料选自氮化铝粉末、氮化铝陶瓷料、氮化铝多孔晶化料或氮化铝体块晶体；步骤S1中所述高纯氮化铝原料的固定方法为搁置法、悬挂法、热粘结法、化学粘结法、结晶法或磁悬浮法中的任意一种。5.根据权利要求1所述一种氮化铝籽晶高温粘接方法，其特征在于：步骤S2中所述设定真空度小于1Pa；所述设定恒压为0.3‑1.5bar。6.根据权利要求1所述一种氮化铝籽晶高温粘接方法，其特征在于：步骤S2中所述第一设定温度为1600‑1900℃。7.根据权利要求1所述一种氮化铝籽晶高温粘接方法，其特征在于：步骤S2中所述维持一定温差指T1＞T2的差值在10‑100℃范围内。8.根据权利要求1所述一种氮化铝籽晶高温粘接方法，其特征在于：步骤S3中所述第二设定温度为1900‑2350℃；所述保温一段时间指保温0.5‑100h。9.根据权利要求1所述一种氮化铝籽晶高温粘接方法，其特征在于：步骤S3中所述原料处温度T2高于籽晶处温度T1的差值为10‑100℃。10.根据权利要求1所述一种氮化铝籽晶高温粘接方法，其特征在于：步骤S4的降温过程中，始终保持T2≥T1，且T2‑T1≤10℃。2CN113668065A说明书1/4页一种氮化铝籽晶高温粘接方法技术领域[0001]本发明涉及半导体材料制备技术领域，具体涉及一种物理气相传输法生长晶体中籽晶固定方法。背景技术[0002]氮化铝（AlN）是极具应用潜力的宽禁带半导体材料，禁带宽度高达6.2eV，同时具有较高的击穿场强、较高的饱和电子漂移速率及优良的导热、抗辐射性能，是紫外/深紫外LED的最佳衬底材料及GaN