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专利号: 2019114117422
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有高热导率的半导体衬底,其特征在于,所述半导体衬底背面制备有周期孔洞结构,在周期孔洞结构中嵌有金刚石薄膜;所述金刚石薄膜的表面和半导体衬底背面齐平构成周期分布的金刚石薄膜图形;所述半导体衬底的厚度为40~50μm;所述半导体衬底正面的均方根糙度小于3nm;所述金刚石薄膜的厚度为20~30μm;所述周期分布的金刚石薄膜图形中的图形为圆形或正方形;所述圆形的直径为20~30μm,所述正方形的边长为20~

30μm;所述半导体衬底的制备方法包括以下步骤:(1)在半导体基底背面涂覆光刻胶,然后按照预定的周期分布图形依次进行曝光和显影,形成图案化光刻胶层,使图形区域的半导体基底背面暴露出来;

(2)对半导体基底背面的暴露区域进行刻蚀,形成周期孔洞结构,然后在半导体基底背面沉积金刚石薄膜,使孔洞结构中的金刚石薄膜表面和所述半导体基底背面齐平;

(3)去除半导体基底背面剩余的光刻胶以及沉积在光刻胶上的金刚石薄膜,形成周期分布的金刚石薄膜图形,然后对半导体基底正面依次进行减薄和抛光,抛光至半导体基底厚度为40~50μm,且半导体基底正面的均方根糙度小于3nm,得到所述具有高热导率的半导体衬底。

2.根据权利要求1所述的半导体衬底,其特征在于,所述周期分布的金刚石薄膜图形中相邻图形中心的距离为30~40μm。

3.权利要求1~2任意一项所述半导体衬底的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)在半导体基底背面涂覆光刻胶,然后按照预定的周期分布图形依次进行曝光和显影,形成图案化光刻胶层,使图形区域的半导体基底背面暴露出来;

(2)对半导体基底背面的暴露区域进行刻蚀,形成周期孔洞结构,然后在半导体基底背面沉积金刚石薄膜,使孔洞结构中的金刚石薄膜表面和所述半导体基底背面齐平;

(3)去除半导体基底背面剩余的光刻胶以及沉积在光刻胶上的金刚石薄膜,形成周期分布的金刚石薄膜图形,然后对半导体基底正面依次进行减薄和抛光,抛光至半导体基底厚度为40~50μm,且半导体基底正面的均方根糙度小于3nm,得到所述具有高热导率的半导体衬底。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述沉积金刚石薄膜的方法为微波等离子体化学气相沉积;所述微波等离子体化学气相沉积的生长气氛为氢气、甲烷和氧气,所述氢气的流量为300~500sccm,甲烷的流量为10~35sccm,氧气的流量为2~5sccm;所述微波等离子体化学气相沉积的时间为30~150min,生长温度为400~600℃,微波功率为3000~5000W。

5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述减薄具体为将半导体基底的厚度减薄至60~70μm。

6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述涂覆光刻胶前还包括将所述半导体基底进行预处理;所述预处理包括以下步骤:将所述半导体基底依次在丙酮、异丙醇和水中进行超声清洗。

7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述抛光后还包括将抛光后的半导体基底进行后处理;所述后处理包括以下步骤:将抛光后的半导体基底在甲苯中进行热处理,然后依次在丙酮、异丙醇和水中进行超声清洗,再使用氮气吹干。