[發明專利]基于溶液射流輔助激光圖形化碳化硅籽晶的方法

有效

• 申請號: 202010964479.6
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN111822876B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 薛衛明;馬遠;潘堯波
• 申請（專利權）人: 中電化合物半導體有限公司
• 主分類號: B23K26/364
• 分類號: B23K26/364;B23K26/60;H01L21/268
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種基于溶液射流輔助激光圖形化碳化硅籽晶的方法，其特征在于，所述方法包括步驟：

提供碳化硅籽晶，并將所述碳化硅籽晶固定在激光器的托盤上；

通過噴嘴向所述碳化硅籽晶噴涂輔助液，以在所述碳化硅籽晶表面形成具有預設厚度的液膜層，且所述液膜層持續流動，其中，所述輔助液包含抗氧化劑以及金屬離子添加劑；

調整脈沖激光束，使所述脈沖激光束透過所述液膜層形成垂直照射的聚焦平面，以圖形化所述碳化硅籽晶；在刻蝕過程中，通過所述抗氧化劑降低氧化硅的形成概率，通過所述金屬離子添加劑配合空泡提高所述碳化硅籽晶的去除速率。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述抗氧化劑包括溶于水或醇的硅酸鈉、硅酸鋰及苯甲酸鈉中的一種或組合。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述金屬離子添加劑包括硫酸銅、氯化鈉、氯化鋁、硝酸鉻及硝酸鉛中的一種或組合。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：還包括采用反應離子刻蝕法或感應耦合等離子刻蝕法刻蝕所述碳化硅籽晶的步驟，以去除所述碳化硅籽晶表面的熱損傷層，其中，采用所述反應離子刻蝕法或感應耦合等離子刻蝕法所刻蝕的刻蝕深度的范圍為0.5μm~1.5μm。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述液膜層的所述預設厚度的范圍為0.5mm~5mm。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述噴嘴的中心線與所述脈沖激光束的中心線在所述碳化硅籽晶表面的交點所形成的偏置距離的范圍為0.1mm~5mm；所述噴嘴的中心線與所述碳化硅籽晶表面的法向夾角所形成的射流傾角的范圍為1°~89°；所述噴嘴的中心線與所述碳化硅籽晶表面的直線距離所形成的噴嘴靶距的范圍為0.5mm~5mm。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述噴嘴的出口內徑的范圍為0.2mm~1mm；所述輔助液經所述噴嘴噴出時的出口壓力的范圍為0.2MPa~20MPa。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述脈沖激光束透過所述液膜層形成的所述聚焦平面距所述碳化硅籽晶表面的距離的范圍為-1mm~1mm；所述脈沖激光束的平均功率的范圍為1W~50W；所述脈沖激光束的掃描速度的范圍為0.1mm/s~500mm/s。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：圖形化所述碳化硅籽晶所形成的開槽深度的范圍為50μm~500μm；圖形化所述碳化硅籽晶后，獲得的所述碳化硅籽晶的水平截面形貌包括圓形、多邊形或橢圓形中的一種或組合。

10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述激光器包括晶體激光器、CO₂激光器及摻稀土玻璃光纖激光器中的一種；所述脈沖激光束的波長范圍為10nm~1500nm；所述脈沖激光束的寬度范圍為10ns~500ns；所述脈沖激光束的束腰直徑范圍為15μm~200μm。