一种电子器件用硅基复合片的制备方法

摘要

本发明属于电子器件用基体材料制备技术领域，特别是提供了一种制备电子器件用硅基金刚石膜复合基片的方法。本发明以直径为2-8英寸，厚度为4-20毫米的硅基片为沉积用基体，置于特殊设计的阶梯导热冷却体沉积台上，通入氢气、氩气和甲烷混合气体，用真空电弧等离子体在进行金刚石膜沉积，并对硅基金刚石复合片进行去应力处理，研磨或抛光，使其表面的粗糙度＜5nm，切割后获得所需金刚石膜厚度和复合片的硅基金刚石膜复合基片。本发明的优点是用等离子体喷射法在硅基片高速沉积高质量的金刚石膜，并通过等离子体电弧和真空热处理进行变形校正和去应力处理，避免了研磨与抛光中可能产生的复合片的破碎，获得可实用的硅基复合片。

主权项

一种电子器件用硅基复合片的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1.选择直径为2‑8英寸，厚度为4‑20毫米的硅基片为沉积用基体，将所述硅基片放置于真空电弧等离子体装置中的阶梯导热冷却沉积台上，阳极与硅基片的距离为30‑80mm，并通过机械泵和罗茨泵将真空电弧等离子体装置的真空腔室抽到5×10‑1Pa；步骤2.在真空电弧等离子体装置中充入氩气、氢气和甲烷气体，引燃等离子体弧，对硅基片进行金刚石膜沉积，得到硅基金刚石膜复合片；其中，氢气的气体流量为4‑8L、氩气的气体流量为2‑6L、甲烷的气体流量为60‑150Sccm，电弧的电流为80‑130A、电弧的电压为70‑120V，沉积温度为800‑1100℃，沉积金刚石膜的厚度50‑100微米；步骤3.将上述步骤获得的硅基金刚石膜复合片反转放置在真空电弧等离子体装置的沉积台上，阳极与硅基片的距离为30‑80mm，充入氩气和氢气，利用真空电弧等离子体装置对硅基金刚石膜复合片进行加热处理；其中，氢气的气体流量为4‑8L、氩气的气体流量为2‑6L，电弧的电流为80‑130A、电弧的电压为70‑120V；步骤4.将上述步骤获得的硅基金刚石膜复合片进行真空热处理，真空度极限为5×10‑3Pa，加热温度800‑1400℃，保温时间为1‑5小时，冷却速度为50℃/小时，到700℃时随炉冷，以消除残余应力；步骤5.对消除残余应力后的硅基金刚石膜复合片的金刚石生长面进行研磨和抛光，硅基金刚石膜复合片的金刚石生长面的表面粗糙度达到＜5nm；步骤6.对硅基金刚石膜复合片进行研磨或切割减薄，达到电子器件用的硅基复合片。