一种制备表面覆盖金属格栅CVD钻石晶片的方法与流程

文档序号:21279376发布日期:2020-06-26 23:29阅读:251来源:国知局

本发明涉及半导体工艺和光学工程技术领域,具体为一种制备表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的方法。



背景技术:

cvd钻石是一种由直径10到30纳米钻石晶片合成的多结晶钻石。由cvd钻石制成的晶片是半导体工艺和光学工程常用的元件,相较于传统的传统的半导体元件,cvd钻石晶片的成本较低,能够大幅度降低半导体元器件的制造成本,且cvd钻石晶片的耐受激光阈值较高,能够提高光学元件的使用寿命。

现有的制备表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的方法,由于异型金属电极与cvd钻石晶片之间连接十分困难,导致cvd钻石晶片的表面覆盖金属格栅较为困难,从而导致表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的生产效率较低。



技术实现要素:

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明提供了一种制备表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的方法,具备能够提高表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的生产效率的优点,解决了现有制备表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的方法的制备效率较低的问题。

(二)技术方案

为实现上述能够提高表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的生产效率的目的,本发明提供如下技术方案:一种制备表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的方法,具体方法包括以下步骤:

s1、筛选需要尺寸的cvd钻石晶片,将cvd钻石晶片放入温水中清洗去除cvd钻石晶片的杂质和污垢,清洗后将cvd钻石晶片放入烘干机中进行快速烘干,烘干时间为5-7min;

s2、取pvc掩膜带,将pvc掩膜带裁剪成需要的尺寸,将使用高温胶带将pvc掩膜带固定在cvd钻石晶片上;

s3、对粘接有pvc掩膜带的cvd钻石晶片进行镀膜前处理,处理后将粘接有pvc掩膜带的cvd钻石晶片放入电子束蒸发镀膜机腔内,将电子束蒸发镀膜机腔内抽真空至3e-7pa以下,开始进行所需金属材质的镀膜;

s4、观察镀膜厚度仪监测镀膜厚度,当镀膜厚度到达需要的厚度时,关闭电子束蒸发镀膜机,结束镀膜,将cvd钻石晶片从电子束蒸发镀膜机中取出进行冷却,冷却时间为2-3min;

s5、将冷却后的cvd钻石晶片上的高温胶带和pvc掩膜带取下,未被pvc掩膜带覆盖的部分将形成金属格栅,完成对表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的制备。

优选的,所述步骤s3中的镀膜前处理为:向使用玻璃液对cvd钻石晶片进行清洗,然后放入去离子水进行漂洗,漂洗后使用氮气进行吹干,然后用纯度为99.9%的丙酮、无水乙醇超声波各清洗15min。

优选的,所述步骤s4完成后使用lambda900分光光度计对镀膜后的cvd钻石晶片进行样品的镀膜光谱测试,检测镀膜是否合格。

优选的,所述步骤s1完成后使用除油剂对cvd钻石晶片进行清洗,去除cvd钻石晶片表面的油性污垢。

优选的,所述cvd钻石晶片的表面粗糙度ra小于10nm,且在400-2000nm波段透射率大于90%每厘米。

优选的,所述除油剂的具体的组成为0.3-0.5纳米除油乳化剂、0.4-0.6水和0.1-0.2硅酸钠。

优选的,所述pvc掩膜带的硬度为10度或40度。

(三)有益效果

与现有技术相比,本发明提供了一种制备表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的方法,具备以下有益效果:

1、该制备表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的方法,通过步骤s1、s2、s3、s4和s5,能够通过电子束蒸发镀膜机能够对快速的对cvd钻石晶片表面进行镀膜,且通过pvc掩膜带和高温胶带相互配合,使cvd钻石晶片的表面快速形成金属格栅,且pvc掩膜带能够进行重复使用,降低了制备成本,相较于传统的制备方法,本方法能够快速的在cvd钻石晶片的表面形成金属格栅,且能够降低制备成本。

具体实施方式

下面将对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。

一种制备表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的方法,具体方法包括以下步骤:

s1、筛选需要尺寸的cvd钻石晶片,将cvd钻石晶片放入温水中清洗去除cvd钻石晶片的杂质和污垢,清洗后将cvd钻石晶片放入烘干机中进行快速烘干,烘干时间为5-7min;

s2、取pvc掩膜带,将pvc掩膜带裁剪成需要的尺寸,将使用高温胶带将pvc掩膜带固定在cvd钻石晶片上,高温胶带,即高温作业环境下使用的胶粘带,主要用于电子工业用途,耐温性能通常在120度到260度之间,能够在高温环境下使用而不受损,不会对cvd钻石晶片的表面造成损伤,且黏性较好,能够稳固的对pvc掩膜带进行固定,且与pvc掩膜带分离较为方便;pvc掩膜带能够对不需要镀膜的部位进行阻挡,从而在需要的部位形成金属格栅,在镀膜完成后,只需将高温胶带取下,即可将pvc掩膜带取下,取下的pvc掩膜带可以回收利用,由于pvc掩膜带的材质韧性较好,且耐磨性能好,所以重复使用不会损坏,从而降低制造成本;

s3、对粘接有pvc掩膜带的cvd钻石晶片进行镀膜前处理,处理后将粘接有pvc掩膜带的cvd钻石晶片放入电子束蒸发镀膜机腔内,电子束蒸发镀膜机的工作原理为:在高真空下,电子枪灯丝加热后发射热电子,被加速阳极加速,获得很大的动能轰击到的蒸发材料上,把动能转化成热使蒸发材料加热气化,而实现电子束蒸发镀膜,电子束蒸发源由发射电子的热阴极、电子加速极和作为阳极的镀膜材料组成。电子束蒸发源的能量可高度集中,使镀膜材料局部达到高温而蒸发,通过调节电子束的功率,可以方便的控制镀膜材料的蒸发速率,特别是有利于高熔点以及高纯金属和化合物材料,电子束蒸发镀膜机中的电子束加热的方法与传统的电阻加热的方法相比,电子束加热会产生更高的通量密度,对于高熔点的材料的蒸发比较有利,而且还可以使的蒸发的速率得到一定程度上的提高,将电子束蒸发镀膜机腔内抽真空至3e-7pa以下,开始进行所需金属材质的镀膜;

s4、观察镀膜厚度仪监测镀膜厚度,当镀膜厚度到达需要的厚度时,关闭电子束蒸发镀膜机,结束镀膜,将cvd钻石晶片从电子束蒸发镀膜机中取出进行冷却,冷却时间为2-3min;

s5、将冷却后的cvd钻石晶片上的高温胶带和pvc掩膜带取下,未被pvc掩膜带覆盖的部分将形成金属格栅,完成对表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的制备,通过步骤s1、s2、s3、s4和s5,能够通过电子束蒸发镀膜机能够对快速的对cvd钻石晶片表面进行镀膜,电子束蒸发镀膜机中的电子束加热的方法与传统的电阻加热的方法相比,电子束加热会产生更高的通量密度,对于高熔点的材料的蒸发比较有利,而且还可以使的蒸发的速率得到一定程度上的提高,且通过pvc掩膜带和高温胶带相互配合,使cvd钻石晶片的表面快速形成金属格栅,且pvc掩膜带能够进行重复使用,降低了制备成本,相较于传统的制备方法,本方法能够快速的在cvd钻石晶片的表面形成金属格栅,且能够降低制备成本。

步骤s3中的镀膜前处理为:向使用玻璃液对cvd钻石晶片进行清洗,然后放入去离子水进行漂洗,漂洗后使用氮气进行吹干,然后用纯度为99.9%的丙酮、无水乙醇超声波各清洗15min,玻璃液主要由水、酒精、乙二醇等组成,玻璃液能够强有力的去除cvd钻石晶片的污垢和杂质,还能够消除cvd钻石晶片表面的电荷,去除cvd钻石晶片表面的静电;去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水,使用去离子水进行清洗不会在cvd钻石晶片的表面留下呈离子形式的杂质,清洗效果较好;纯度为99.9%的丙酮、无水乙醇超声波能够对cvd钻石晶片进行超声波高强度除垢,保证cvd钻石晶片表面的高度清洁。

步骤s4完成后使用lambda900分光光度计对镀膜后的cvd钻石晶片进行样品的镀膜光谱测试,检测镀膜是否合格,对镀膜后的产品进行抽样检测,检测产品是否合格,避免产品出现大量的残次品,保证表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的质量和合格率。

步骤s1完成后使用除油剂对cvd钻石晶片进行清洗,去除cvd钻石晶片表面的油性污垢,除油剂能够对cvd钻石晶片片表面的油性污垢进行快速的清洗,使cvd钻石晶片的表面保持清洁,避免油性污垢影响镀膜效果,且不会对cvd钻石晶片的表面造成损伤。

cvd钻石晶片的表面粗糙度ra小于10nm,且在400-2000nm波段透射率大于90%每厘米,对cvd钻石晶片的避免进行精磨,使cvd钻石晶片的表面具有较高的光滑度,使镀膜更加均匀,且cvd钻石晶片在400-2000nm波段透射率大于90%每厘米,能够保证cvd钻石晶片的光学性能。

除油剂的具体的组成为0.3-0.5纳米除油乳化剂、0.4-0.6水和0.1-0.2硅酸钠,除油剂能够对cvd钻石晶片片表面的油性污垢进行快速的清洗,使cvd钻石晶片的表面保持清洁,避免油性污垢影响镀膜效果,且不会对cvd钻石晶片的表面造成损伤。

pvc掩膜带的硬度为10度或40度,硬度为10度或40度的pvc掩膜带的韧性好,耐磨度佳,比较适合研磨成形的的各种异形表面,配合各种异型端子的电镀,且能够进行重复多次使用,有效的降低了镀膜成本,降低了制备表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的成本。

综上所述,该制备表面覆盖金属格栅cvd钻石晶片的方法,通过步骤s1、s2、s3、s4和s5,能够通过电子束蒸发镀膜机能够对快速的对cvd钻石晶片表面进行镀膜,电子束蒸发镀膜机中的电子束加热的方法与传统的电阻加热的方法相比,电子束加热会产生更高的通量密度,对于高熔点的材料的蒸发比较有利,而且还可以使的蒸发的速率得到一定程度上的提高,且通过pvc掩膜带和高温胶带相互配合,使cvd钻石晶片的表面快速形成金属格栅,且pvc掩膜带能够进行重复使用,降低了制备成本,相较于传统的制备方法,本方法能够快速的在cvd钻石晶片的表面形成金属格栅,且能够降低制备成本。

需要说明的是,术语“包括”,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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