将单晶硅薄片用强脉冲离子束改性为LED衬底的碳化硅材料的方法

摘要

一种将单晶硅薄片用强脉冲离子束改性为LED衬底的碳化硅材料的方法，首先将单晶硅加工成薄片状置于强脉冲离子束靶座前；采用石墨作为注入用离子源发射体，抽真空后通入适当氩气，将真空系统档板遮蔽单晶硅薄片，启动强脉冲离子束，再关闭氩气，移开挡板后开启真空系统机械扫描系统，用强脉冲离子束对单晶硅薄片正反二面注入C+，再开启红外加热器高温800℃，待真空系统冷却到接近室温后通入氮气，开炉取出离子束改性形成的碳化硅晶体，最后包装入库。本发明方法构思巧妙，成本低廉且操作方便，利用该方法所得的碳化硅材料表面显得特别平整光滑，完全没有机械切、磨、抛加工的损伤痕迹，表面起伏<1µm，表面粗糙度≦0.1µm；Sic晶格质量优异，不吸收可见光，更加适于大功率白光LED衬底材料，适合普遍推广使用。

主权项

将单晶硅薄片用强脉冲离子束改性为LED衬底的碳化硅材料的方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：（a）、将单晶硅（Si）加工成薄片状，并置于真空系统的强脉冲离子束靶座前；(b)、采用石墨（C）作为注入用离子源发射体，置于强脉冲离子束的相应位置，清洁处理真空系统中的所有零部件；(c)、检查真空系统的加热系统、检测系统、冷却系统、电源系统、水路、油路、气路、磁路和电路是否正常畅道；(d)、启动真空系统，预抽真空使真空度达8x10‑4Pa以上，通入适当氩气 ；(e)、将真空系统档板遮蔽单晶硅（Si）薄片，启动强脉冲离子束，将含有氧化物和附吸杂质的第一个脉冲轰击在挡板上，以清洗石墨离子源发射体和挡板；(f)、关闭氩气，移开挡板，开启真空系统机械扫描系统，用强脉冲离子束对单晶硅薄片正反二面注入C+;(g)、完成强脉冲离子束注入任务后，开启真空系统大功率红外加热器，用800℃的高温退火以消除辐射损伤和残余应力；(h)、待真空系统自然冷却到接近室温后，通入氮气，开炉取出离子束改性形成的碳化硅晶体；(i)、检测碳化硅晶体的性能指标和表面状态，包装入库。