本發(fā)明涉及用于電子器件的基底，特別是用于應(yīng)用于射頻或功率電子器件的基底。本發(fā)明還涉及包括這種基底的電子器件以及制造這種基底的方法。
背景技術(shù)：
1、碳化硅(sic)廣泛用于制造射頻或功率電子部件。
2、用于生產(chǎn)這種部件的基底通常包括：可以由多晶sic(p-sic)制成的支撐基底，以及在支撐基底上延伸的單晶sic(m-sic)的表面層。電子部件制造在單晶sic層中或單晶sic層上。該結(jié)構(gòu)以芯片的形式被切除，每個芯片包括一個或更多個電子部件。每個芯片釬焊到散熱堆疊體，該散熱堆疊體包括金屬層、導(dǎo)熱陶瓷和散熱器。
3、因此，主要通過散熱堆疊體來移除熱量，這涉及通過釬焊接合電子部件和散熱堆疊體的上部金屬層的填充材料上的顯著熱應(yīng)力。
4、然而，sic和熱堆疊體(尤其是銅)的熱膨脹系數(shù)(cte)和楊氏模量非常不同。因此，溫度的變化導(dǎo)致釬焊上方和下方的各個層中的不均勻變形。具體地，由于sic的楊氏模量比其它材料的楊氏模量高，所以應(yīng)力集中在這些材料中，并且具體是填充材料中。
5、因此，填充材料受到高應(yīng)力，這導(dǎo)致釬焊界面處的裂紋、分層或碎裂，從而導(dǎo)致裝置壽命縮短。
6、為了減小這些機械應(yīng)力，已知減薄復(fù)合結(jié)構(gòu)的層，特別是多晶sic基的基底的層。然而，這種基的基底的磨損較長并且費力，導(dǎo)致電子部件的高成本。另外，減薄涉及破裂的風(fēng)險，使得復(fù)合結(jié)構(gòu)不可用。
7、另一解決方案是修改被用來進行釬焊的材料，這難以實施，特別是同時保持釬焊的機械牢固性以及導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提出一種用于制造電子器件的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其表現(xiàn)出更好的抗溫度循環(huán)性，從而避免釬焊界面處的裂紋、分層和碎裂。
2、為此，本發(fā)明提出了一種制造用于射頻或功率電子器件的基底的方法，所述方法包括以下步驟：
3、●形成支撐基底，形成支撐基底包括：在包括氬氣和在氫氣中流化的淀積前驅(qū)體(deposition?precursor)的混合物的氣氛中通過化學(xué)氣相沉積cvd淀積至少一個多晶碳化硅層，所述化學(xué)氣相沉積是在適于在所述碳化硅層中形成碳夾雜物的ar/(ar+h2)比率和溫度條件下進行的，以及
4、●對支撐基底以及由單晶材料制成的表面層進行組裝。
5、氣態(tài)氣氛下的cvd工藝是已知燒結(jié)工藝的另選方案。cvd工藝使得可以控制淀積層的組分和形態(tài)。具體地，這使得可以在單個淀積工藝中產(chǎn)生夾雜物的濃度梯度。
6、細長碳化硅晶粒能夠產(chǎn)生沿垂直于基底的表面的方向較低的各向異性電阻率和熱阻率。這改善了熱量的移除和朝向基底的背表面的電傳導(dǎo)。碳夾雜物的存在不會不利地影響在不具有這種夾雜物的單晶表面層中或單晶表面層上制造的電子器件的操作。
7、有利地，淀積前驅(qū)體是甲基三氯硅烷。
8、優(yōu)選地，表面層由半導(dǎo)體材料并且優(yōu)選地由碳化硅或由氮化鎵或由金剛石制成。
9、有利地，化學(xué)氣相沉積的至少第一階段是在大于1200℃并且優(yōu)選地大于1400℃的溫度下進行的。
10、有利地，第一化學(xué)氣相沉積開始溫度大于第二化學(xué)氣相沉積結(jié)束溫度。
11、有利地，在化學(xué)氣相沉積步驟期間，ar/(ar+h2)比率降低。
12、有利地，形成支撐基底還包括對包括碳夾雜物的所述至少一個碳化硅層與由多孔碳化硅制成的基底層進行組裝的步驟。
13、本發(fā)明還涉及一種用于射頻或功率電子器件的基底，所述基底包括：
14、●支撐基底，該支撐基底由具有前面和背面的多晶碳化硅制成，以及
15、●表面層，該表面層由單晶材料制成、在所述支撐基底的前面上延伸，
16、所述基底的特征在于，所述支撐基底的至少一部分包括多個碳化硅晶粒和位于所述晶粒之間的多個碳夾雜物，所述多個碳化硅晶粒具有細長形狀并且沿垂直于基底的表面的方向取向。
17、優(yōu)選地，表面層由半導(dǎo)體材料并且優(yōu)選地由碳化硅或由氮化鎵或由金剛石制成。
18、有利地，支撐基底中的碳化硅晶粒的長度與寬度之比大于或等于1:1.2，有利地大于1:10，并且更有利地大于1:20。
19、碳化硅晶粒的長度與寬度之比進一步促進研拋。因此，如果研拋導(dǎo)致細長的碳化硅晶粒沿垂直于基底的表面的方向撕裂，則與各向同性結(jié)構(gòu)中晶粒的撕裂相比，獲得具有減小的水平尺寸的腔。另外，由于顆粒被更深地包括在由其它顆粒形成的基質(zhì)內(nèi)，因此撕裂變得更困難。
20、有利地，碳夾雜物是不連續(xù)的。
21、優(yōu)選地，碳夾雜物的寬度與長度之比為1:1.2，有利地大于1:20，并且更有利地大于1:30。
22、有利地，支撐基底表現(xiàn)出碳夾雜物的濃度梯度，以使得碳夾雜物的密度從前面朝向背面增加。
23、在特定實施方式中，僅支撐基底的一部分包括所述碳夾雜物，并且支撐基底還包括位于單晶sic的表面層與包括碳夾雜物的部分之間的不具有碳夾雜物的部分。
24、優(yōu)選地，支撐基底中的碳夾雜物的體積比介于1％至40％之間，優(yōu)選地介于1％至20％之間。
25、本發(fā)明還涉及一種電子裝置，該電子裝置包括：如上所述的基底和形成在表面層中或表面層上的至少一個射頻或功率電子部件，以及散熱裝置，基底經(jīng)由填充材料釬焊到散熱裝置，以使得填充材料與支撐基底的背面上的包括碳夾雜物的部分中的至少一部分整體接觸。
1.一種制造用于射頻或功率電子器件的基底(15)的方法，所述方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述淀積前驅(qū)體是甲基三氯硅烷(ch3sicl3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述表面層(20)由半導(dǎo)體材料并且優(yōu)選地由碳化硅或由氮化鎵或由金剛石制成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中，所述化學(xué)氣相沉積的至少第一階段是在大于1200℃并且優(yōu)選地大于1400℃的溫度下進行的。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中，第一化學(xué)氣相沉積開始溫度(t1)大于第二化學(xué)氣相沉積結(jié)束溫度(t2)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中，在所述化學(xué)氣相沉積步驟期間，所述ar/(ar+h2)比率降低。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中，形成所述支撐基底還包括對包括所述碳夾雜物(1)的所述至少一個碳化硅層與由多孔碳化硅制成的基底層進行組裝的步驟。
8.一種用于射頻或功率電子器件的基底，所述基底包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基底，其中，所述表面層(20)由半導(dǎo)體材料并且優(yōu)選地由碳化硅或由氮化鎵或由金剛石制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的基底，其中，所述支撐基底(10)中的所述碳化硅晶粒(1)的長度與寬度之比大于或等于1:1.2，有利地大于1:10，并且更有利地大于1:20。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項所述的基底，其中，所述碳夾雜物(1)是不連續(xù)的。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項所述的基底，其中，所述碳夾雜物(1)的寬度與長度之比為1:1.2，有利地大于1:20，并且更有利地大于1:30。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一項所述的基底，其中，所述支撐基底表現(xiàn)出所述碳夾雜物(1)的濃度梯度，以使得所述碳夾雜物(1)的密度從所述前面朝向所述背面增加。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項所述的基底，其中，僅所述支撐基底的一部分包括所述碳夾雜物(1)，并且所述支撐基底(30)還包括位于單晶sic的所述表面層(20)與包括所述碳夾雜物(1)的部分之間的不具有碳夾雜物(1)的部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求8至14中任一項所述的基底，其中，所述支撐基底中的所述碳夾雜物(1)的體積比介于1％至40％之間，優(yōu)選地介于1％至20％之間。
16.一種電子裝置，所述電子裝置包括：根據(jù)權(quán)利要求8至15中任一項所述的基底和形成在所述表面層(20)中或所述表面層(20)上的至少一個射頻或功率電子部件，以及散熱裝置，所述基底經(jīng)由填充材料釬焊到所述散熱裝置，以使得所述填充材料與所述支撐基底(10)的所述背面上的包括碳夾雜物(1)的部分中的至少一部分整體接觸。