技术特征：
1.一种复合碳化硅衬底，其特征在于，所述衬底包括碳化硅单晶层、碳化硅多晶层以及位于碳化硅单晶层与碳化硅多晶层之间碳化硅陶瓷层；所述碳化硅单晶层晶体为六方相4h型，所述碳化硅多晶层晶体颗粒为立方相3c型；所述碳化硅陶瓷层晶体颗粒为六方相4h型和立方相3c型的混合；其中，所述碳化硅陶瓷层靠近碳化硅单晶层的一侧界面，其六方相4h型晶体颗粒的平均尺寸大于陶瓷层中其他位置的4h型晶体颗粒；所述碳化硅陶瓷层靠近碳化硅多晶层的一侧界面，其立方相3c型晶体颗粒平均尺寸大于陶瓷层中其他位置的3c型晶体颗粒。2.根据权利要求1所述的一种复合碳化硅衬底，其特征在于：所述衬底在垂直于面内方向上的抗拉强度大于150mpa。3.根据权利要求1所述的一种复合碳化硅衬底，其特征在于：所述碳化硅陶瓷层的厚度小于碳化硅单晶层的厚度；所述碳化硅单晶层的厚度小于碳化硅多晶层的厚度。4.根据权利要求1或者3所述的一种复合碳化硅衬底，其特征在于：所述衬底厚度为300-450um；所述碳化硅陶瓷层厚度为1-30um；所述碳化硅单晶层厚度为30-150um；所述碳化硅多晶层厚度为100-400um。5.一种复合碳化硅衬底的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将含有六方相α-sic和立方相β-sic的碳化硅粉末层置于六方相4h型碳化硅单晶层与立方相3c型碳化硅多晶层之间进行堆叠；2)在堆叠方向上施加压力，并加热至第一目标温度，即六方相4h型晶体的结晶温度，保持一定时间，使靠近碳化硅单晶层的一侧的部分六方相α-sic粉末在六方相单晶的晶核诱导下长大为六方相4h型晶体颗粒后，而其他位置的α-sic粉末无晶核诱导，尺寸保持不变；3)保持堆叠方向上施加压力，进行匀速降温，降至第二目标温度，即立方相3c型晶体的结晶温度，保持一定时间，使靠近碳化硅立方相多晶层的一侧的部分立方相β-sic粉末在立方相多晶的晶核诱导下长大为立方相3c型晶体颗粒，而其他位置的β-sic粉末无晶核诱导，尺寸保持不变；4)释放压力，碳化硅粉末层烧结形成碳化硅陶瓷层，得到碳化硅单晶层与碳化硅多晶层接合在一起的晶片；5)将晶片进行表面研磨抛光，得到复合碳化硅衬底。6.根据权利要求5所述一种复合碳化硅衬底的制备方法，其特征在于，所述设置碳化硅粉末层的碳化硅单晶层或碳化硅多晶层的表面平均粗糙度为0.1um-2um。7.根据权利要求5所述一种复合碳化硅衬底的制备方法，其特征在于，所述碳化硅粉末中六方相α-sic和立方相β-sic的质量比为1：1；所述碳化硅粉末中还含有al2o3和y2o3粉末；al2o3粉末的质量比小于6％；y2o3粉末的质量比小于4％。8.根据权利要求7所述一种复合碳化硅衬底的制备方法，其特征在于，所述六方相α-sic、立方相β-sic、al2o3和y2o3的颗粒等效直径小于1um。9.根据权利要求5所述的一种复合碳化硅衬底的制备方法，其特征在于，所述第一目标温度为1800-2100℃，保持时间为1-5小时；所述第二目标为1300-1500℃，保持时间为1-5小时；所述第一目标温度降至第二目标温度的匀速降温速度大于20℃/min。10.根据权利要求5所述的一种复合碳化硅衬底的制备方法，其特征在于，所述施加的压力大于10-20mpa。
技术总结
本发明提出了一种复合碳化硅衬底，包括碳化硅单晶层、碳化硅多晶层以及位于碳化硅单晶层与碳化硅多晶层之间碳化硅陶瓷层；所述碳化硅单晶层晶体为六方相4H型，所述碳化硅多晶层晶体颗粒为立方相3C型；所述碳化硅陶瓷层晶体颗粒为六方相4H型和立方相3C型的混合；所述碳化硅陶瓷层靠近碳化硅单晶层的一侧，其六方相4H型晶体颗粒的平均尺寸大于陶瓷层中其他位置的4H型晶体颗粒；所述碳化硅陶瓷层靠近碳化硅多晶层的一侧，其立方相3C型晶体颗粒平均尺寸大于陶瓷层中其他位置的3C型晶体颗粒。解决了碳化硅单晶和多晶复合衬底存在的界面空隙和缺陷问题，能有效保持衬底性能稳定及与后续垂直器件工艺的兼容性，为高性能低成本碳化硅基器件制备奠定基础。基器件制备奠定基础。基器件制备奠定基础。
技术研发人员：王振中
受保护的技术使用者：无锡华鑫检测技术有限公司
技术研发日：2022.01.27
技术公布日：2022/5/6