一种金刚石膜片制作方法技术

本发明专利技术公开了一种金刚石膜片制作方法，包括以下步骤：S1、选择合适的基板，对基板进行清洁；S2、在基板上形成金刚石晶种；S3、使用微波等离子体气象沉积方法或者热丝反应法方法使金刚石生长；通过退火消除了热失配造成的热应力问题，使金刚石膜片具有更好的机械性能，减少加工过程中由于内部应力导致的晶片曲翘、破裂等问题，提高加工良率，采用本发明专利技术方法生产多晶金刚石膜片，经过抛光之后表面粗糙度能达到0.1～10nm，可以做为晶圆级衬底，应用于外延生长；也可以用于金刚石和器件的键合；也可以选择性的在金刚石膜片上做金属化镀膜做为器件热沉片，发挥金刚石良好的散热性能，延长功率器件的使用寿命，节约大功率器件的能耗。节约大功率器件的能耗。节约大功率器件的能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石膜片制作方法


[0001]本专利技术涉及金刚石膜片
，具体为一种金刚石膜片制作方法。

技术介绍

[0002]金刚石具有各种优异的性能，一直备受国内外学者的关注。随着人造金刚石制备技术的日渐成熟，金刚石在磨料磨具等领域得到了广泛的应用，但是由于军事、航空航天、微纳传感器等高新
对金刚石表面质量要求极高如尤其是光学级金刚石膜要求面积足够大、粗糙度足够低等，加之金刚石的高硬度、高脆性、高化学惰性等物理化学特性，导致常规的材料加工成型技术对金刚石膜的作用十分有限，限制了金刚石在高新
的应用。
[0003]高温键合易因高温带来应力问题，并且沉积范围内膜厚不均，沉积面积不大，同时反应时衬底温度高，以上问题都会对生产的速率和产品标准造成一定影响，导致金刚石膜片的表面粗糙度较高，并且不能灵活生产，为此，提出一种金刚石膜片制作方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种金刚石膜片制作方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种金刚石膜片制作方法，包括以下步骤：
[0006]S1、选择合适的基板，对基板进行清洁；
[0007]S2、在基板上形成金刚石晶种；
[0008]S3、使用微波等离子体气象沉积方法或者热丝反应法方法使金刚石生长；
[0009]S4、退火；
[0010]S5、金刚石膜片研磨；
[0011]S6、金刚石膜片抛光；
[0012]S7、基板去除；
[0013]S8、对金刚石膜片进行激光切割；
[0014]S9、成品清洗；
[0015]本专利技术还提供了另一种生产方法：
[0016]X1、选择合适的基板，对基板进行清洁；
[0017]X2、在基板上形成金刚石晶种；
[0018]X3、使用微波等离子体气象沉积方法或者热丝反应法方法使金刚石生；
[0019]X4、退火；
[0020]X5、双面研磨；
[0021]X6、双面抛光；
[0022]X7、对对金刚石膜片进行激光切割；
[0023]X8、成品清洗；
[0024]在S4和X4中，退火工序为将金刚石膜片放入高温退火炉内，炉内通入氢气氛或者惰性气体氛围，升温至退火温度，氢气氛有助于金刚石膜片内部非金刚石相或者杂质氢化分解，退火有助于去除金刚石膜片内应力。
[0025]优选的，在所述S1和所述X1中，晶片基板为硅基板、蓝宝石、碳化硅和氮化镓中的一种，生长面粗糙度为0.5～20nm，金属基板为铜基板和钼基板中的一种，生长面粗糙度为100～800um。
[0026]优选的，在所述S1和所述X1中，所述基板清洁方式为化学处理和离子蚀刻中的一种或两种结合。
[0027]优选的，在所述S2和所述X2中，基板上形成金刚石晶种的方式为旋涂方式、丝网印刷、超声附着和先用等离子体蚀刻然后再超声附着中的一种。
[0028]优选的，在完成所述S9和所述X8的步骤后，根据用途还可以对所述金刚石膜片进行金属化镀膜，金属化镀膜的材料为氮化铝、铜、镍、锡中的一种。
[0029]优选的，在所述S5和所述X5中，所述研磨通过不同研磨材料选择搭配，对金刚石膜片表面进行磨平，经过研磨之后表面粗糙度达到0.1um～0.5um。
[0030]优选的，在所述S6和所述X6中，金刚石膜片的抛光方式为机械式干抛或者化学辅助抛光中的一种，抛光砂轮为树脂类、陶瓷类、金属类砂轮中的一种，抛光后金刚石的表面粗糙度达到0.1～5nm。
[0031]优选的，在所述S4和所述X4中，退火温度为600～1000℃，退火时间为1～360min。
[0032]优选的，在所述S7中，基底去除的方式采用研磨去除、化学去除和激光剥离中的一种。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0034]本专利技术中，通过在基板上使用旋涂方式、丝网印刷、超声附着和离子体蚀刻等方式形成金刚石晶种，再通过使用微波等离子体气象沉积方法和热丝反应法等方法使金刚石生长，然后机械加工对金刚石膜片进行研磨和抛光，依据用途可以对金刚石的生长面做双面研磨处理，使两面粗糙度接近一致，最后根据不同用途进行去除基板，可灵活选择生产规格，提高了生产效率，便于自动化生产，通过退火消除了热失配造成的热应力问题，使金刚石膜片具有更好的机械性能，减少加工过程中由于内部应力导致的晶片曲翘、破裂等问题，提高加工良率，采用本专利技术方法生产多晶金刚石膜片，经过抛光之后表面粗糙度能达到0.1～10nm，可以做为晶圆级衬底，应用于外延生长；也可以用于金刚石和器件的键合；也可以选择性的在金刚石膜片上做金属化镀膜做为器件热沉片，发挥金刚石良好的散热性能，延长功率器件的使用寿命，节约大功率器件的能耗。
附图说明
[0035]图1为本专利技术的金刚石膜片制作方法的生产方法流程示意图；
[0036]图2为本专利技术的金刚石膜片制作方法的另一种生产方法流程示意图；
[0037]图3为本专利技术的金刚石膜片制作方法的生产工艺状态图。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]请参阅图1
‑
图3，本专利技术提供一种技术方案：
[0040]实施例1
[0041]一种金刚石膜片制作方法，包括以下步骤：
[0042]S1、选择合适的基板，对基板进行清洁；
[0043]S2、在基板上形成金刚石晶种；
[0044]S3、使用微波等离子体气象沉积方法或者热丝反应法方法使金刚石生长；
[0045]S4、退火；
[0046]S5、金刚石膜片研磨；
[0047]S6、金刚石膜片抛光；
[0048]S7、基板去除；
[0049]S8、对对金刚石膜片进行激光切割；
[0050]S9、成品清洗；
[0051]本专利技术还提供了另一种生产方法：
[0052]X1、选择合适的基板，对基板进行清洁；
[0053]X2、在基板上形成金刚石晶种；
[0054]X3、使用微波等离子体气象沉积方法或者热丝反应法方法使金刚石生；
[0055]X4、退火；
[0056]X5、双面研磨；
[0057]X6、双面抛光；
[0058]X7、对金刚石膜片进行激光切割；
[0059]X8、成品清洗；
[0060]在S4和X4中，退火工序为将金刚石膜片放入高温退火炉内，炉内通入氢气氛或者惰性气体氛围，升温至退火温度，氢气氛有助于金刚石膜片内部非金刚石相或者杂质氢化分解，退火有助于去除金刚石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石膜片制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、选择合适的基板，对基板进行清洁；S2、在基板上形成金刚石晶种；S3、使用微波等离子体气相沉积方法或者热丝反应法方法使金刚石生长；S4、退火；S5、金刚石膜片研磨；S6、金刚石膜片抛光；S7、基板去除；S8、对金刚石膜片进行激光切割；S9、成品清洗；本发明还提供了另一种生产方法：X1、选择合适的基板，对基板进行清洁；X2、在基板上形成金刚石晶种；X3、使用微波等离子体气象沉积方法或者热丝反应法方法使金刚石生长；X4、退火；X5、双面研磨；X6、双面抛光；X7、对金刚石膜片进行激光切割；X8、成品清洗；在所述S4和所述X4中，退火工序为将金刚石膜片放入高温退火炉内，炉内通入氢气氛或者惰性气体氛围，升温至退火温度，氢气氛有助于金刚石膜片内部非金刚石相或者杂质氢化分解，退火有助于去除金刚石膜片内应力。2.根据权利要求1所述的一种金刚石膜片制作方法，其特征在于：在所述S1和所述X1中，晶片基板为硅基板、蓝宝石、碳化硅和氮化镓中的一种，生长面粗糙度为0.5～20nm，金属基板为铜基板和钼基板中的一种，生长面粗糙度为100～800um。3.根据权利要求1所述的一种金刚石膜片制作方法，其特征在于：在所述S1和所述X1中，所述基板清洁方式为化学处理和离子蚀刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：张坤锋，李熙规，张粉红，陈永超，
申请(专利权)人：化合积电厦门半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：