[發明專利]一種減少晶體熱應力的處理方法

在審

• 申請號: 202110349141.4
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113073392A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 哈爾濱科友半導體產業裝備與技術研究院有限公司
• 主分類號: C30B33/02
• 分類號: C30B33/02;C30B29/36
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 趙君

一種減少晶體熱應力的處理方法，它屬于晶體處理技術領域。本發明要解決的技術問題為熱應力導致晶體碎裂。本發明將碳化硅晶體置于加熱爐中，通入氬氣或氮氣作為保護氣體，控制爐內壓力為0.1?0.2MPa，加熱爐加熱速率為600?750℃/h，加熱到1100?1200℃，保溫10?20h，進行退火處理，停止加熱后，向加熱爐中中充入氖氣，充入氖氣的速度為0.5?2vol％/min，充入時間為20?60min，待加熱爐的溫度冷卻至室溫，然后將碳化硅晶體取出，切割、打磨后得到成品碳化硅晶體。本發明在不對設備改造的前提下，使用簡單且成本較低的方法提高熱應力消除的效果，有效的減少了之后晶體進一步加工碎裂的可能性。

技術領域

本發明屬于晶體處理技術領域；具體涉及一種減少晶體熱應力的處理方法。

背景技術

目前針對晶體熱應力常用的處理方法為將晶體放置加熱爐中在保護氣氛下加熱，但是由于晶體爐的設計的原因，加熱和冷卻過程中爐體內不同部分會產生一定的溫度差，相應的處理后的晶體依然存在一定的殘余應力。當晶體尺寸過大或晶體本身性質較脆時，由于退火后的殘余應力會過大，在加工時依然會有晶體碎裂的現象。該現象一定程度上可以通過使用高熱傳導系數的氣體提高熱傳導能力，均勻化熱場以減少溫度差去解決。但晶體生長的整個流程中都使用高熱導會使得熱量的耗散加劇，為維持一定溫度所需要的輸入功率也會提高。

發明內容

本發明目的是提供了一種低耗能的減少晶體熱應力的處理方法。

本發明通過以下技術方案實現：

一種減少晶體熱應力的處理方法，包括如下步驟：

步驟1、將碳化硅晶體置于加熱爐中，通入氬氣或氮氣作為保護氣體，控制爐內壓力為0.1-0.2MPa，加熱爐加熱速率為600-750℃/h，加熱到1100-1200℃，保溫10-20h，進行退火處理；

步驟2、停止加熱后，向加熱爐中中充入氖氣，充入氖氣的速度為0.5-2vol％/min，充入時間為20-60min；

步驟3、待加熱爐的溫度冷卻至室溫，然后將碳化硅晶體取出，切割、打磨后得到成品碳化硅晶體。

本發明所述的一種減少晶體熱應力的處理方法，步驟1中碳化硅晶體的尺寸為6英寸或8英寸。

本發明所述的一種減少晶體熱應力的處理方法，步驟1中退火溫度為1200℃，控制爐內壓力為0.1MPa，加熱爐加熱速率為750℃/h，退火保溫15h。

本發明所述的一種減少晶體熱應力的處理方法，步驟2中向加熱爐中中充入氖氣，充入氖氣的速度為1vol％/min，充入時間為50min。

本發明所述的一種減少晶體熱應力的處理方法，步驟2中向加熱爐中中充入氖氣，充入氖氣的速度為1.5vol％/min，充入時間為30min。

本發明所述的一種減少晶體熱應力的處理方法，步驟2中向加熱爐中中充入氖氣，充入氖氣的速度為2vol％/min，充入時間為20min。

本發明所述的一種減少晶體熱應力的處理方法，步驟2中向加熱爐中中充入氖氣，充入氖氣的速度為0.5vol％/min，充入時間為60min。

本發明所述的一種減少晶體熱應力的處理方法，步驟3中加熱爐的冷卻溫度為5-10℃/min。

本發明所述的一種減少晶體熱應力的處理方法，加工400微米晶片時的碎裂率能夠減少73％。

本發明所述的一種減少晶體熱應力的處理方法，在不對設備改造的前提下，使用簡單且成本較低的方法提高熱應力消除的效果，有效的減少了之后晶體進一步加工碎裂的可能性。且在特定階段添加高熱傳導系數的氣體對比在整個階段都使用可以減少由于熱傳導的相對提高導致的能量損耗增加，同時氖氣作為也較容易回收，從大規模生產的成本角度看具有實用價值。

具體實施方式