一种提高SiC基GaN晶圆背金粘附性的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种提高SiC基GaN晶圆背金粘附性的方法及系统，方法包括以下步骤：S1：使用粗磨轮对SiC基GaN晶圆的SiC进行粗磨减薄；S2：将SiC基GaN晶圆以一定转速进行旋转，并对其进行喷水，同时使用毛刷刷洗晶圆表面；S3：将SiC基GaN晶圆进行灰化处理，对SiC基GaN晶圆表面进行氧化；S4：对SiC基GaN晶圆进行背金处理。本发明专利技术通过多个步骤的综合使用，解决SiC与背金的粘附性问题造成的背面金属脱落。

【技术实现步骤摘要】
一种提高SiC基GaN晶圆背金粘附性的方法及系统
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种提高SiC基GaN晶圆背金粘附性的方法及系统。
技术介绍
在GaNHEMT器件的SiC背金工艺中，国内外III-V生产线都采用了电镀的工艺方法，目前，我国6英寸SiC基GaN晶圆工艺开发在打通工艺线的过程中遇到了重重困难，背金脱落就是其中之一。SiC基GaN晶圆背金脱落现象，一般发生于整个晶圆最后一个环节，既完成了前段所有制程，通过测试后所挑选出来的单个芯片，进行激光划片分拣时发生。一但发生这种问题，将会造成产品交期延迟，重新晶圆下线，之前投入生产的晶圆报废，影响产品的良率及出货时间。将会影响晶圆出货量，成本及产品良率及可靠性等多种方面，最严重的是会造成产品失效，形成无法估量的损失。经过大量工艺实验，总结失败教训，分析问题原因，找到了这种解决SiC基GaN晶圆背金脱落问题的方法。其特点是找到了SiC基GaN晶圆背金脱落的原因，是由于镀金种子层Ti与SiC的粘附性不好，且SiC研磨后无法进行化学抛光已较小粗糙度，同时，SiC基GaN晶圆表面存在着大量的SiC颗粒。由以上几种因素综合作用，最终导致了SiC基GaN晶圆背金脱落现象的发生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种提高SiC基GaN晶圆背金粘附性的方法及系统，解决现有技术SiC基GaN晶圆背金脱落的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种提高SiC基GaN晶圆背金粘附性的方法，包括以下步骤：S1：使用粗磨轮对SiC基GaN晶圆的SiC进行粗磨减薄；S2：将SiC基GaN晶圆以一定转速进行旋转，并对其进行喷水，同时使用毛刷刷洗晶圆表面；S3：将SiC基GaN晶圆进行灰化处理，对SiC基GaN晶圆表面进行氧化；S4：对SiC基GaN晶圆进行背金处理。进一步地，步骤S1中的粗磨轮为>1500#的磨轮。进一步地，步骤S1中，使用>1500#的磨轮对SiC基GaN晶圆的SiC进行粗磨减薄，其研磨速率约为8-12μm/min，研磨后粗糙度Ra约为30-35nm/um2。进一步地，在步骤S2中，让SiC基GaN晶圆保持顺时针200-500rpm的转速，之后喷头打开，喷水压力为>1500psi，同时使用毛刷刷洗SiC基GaN晶圆表面，毛刷转速为逆时针20-50rpm，毛刷压力为高压>1500N，保持1min后在3min内均匀降低为低压<600N，最后清洗完毕。进一步地，在步骤S3中的灰化处理阶段，让SiC基GaN晶圆在真空度约为0.5Bar氧气的环境中，感应线圈功率为500~600W的等离子氛围下，灰化处理200-500s。进一步地，在步骤S4中，所述背金处理为对SiC基GaN晶圆进行背金的电镀工艺。进一步地，步骤S4中，依次溅射镀金属层：Ti500-1000A，Au4000-5000A。进一步地，电镀Au的厚度为4-6μm。进一步地，所述的方法还包括：S5：完成电镀后，对SiC基GaN晶圆进行物理检查，确保镀金层不会脱落导致晶圆报废。本专利技术还提供一种提高SiC基GaN晶圆背金粘附性的系统，如所述的方法，包括：减薄装置，用于对SiC基GaN晶圆的SiC进行粗磨减薄；物理清洗装置，用于将SiC基GaN晶圆以一定转速进行旋转，并对其进行高压喷水，同时使用毛刷刷洗晶圆表面；灰化装置，用于将SiC基GaN晶圆进行灰化处理，对SiC基GaN晶圆表面进行氧化；背金处理装置，用于对SiC基GaN晶圆进行背金处理。本专利技术的有益效果是：本专利技术解决SiC与背金的粘附性问题造成的背面金属脱落，并实现了基于6英寸及以下的SiC基GaN晶圆，其中的解决方案和原理与普通Si基晶圆完全不同。本专利技术的方法核心在使用毛刷对晶圆进行刷洗（边冲水边刷洗，压力由高压（>1500）N逐渐降低至低压（<600）N）以及氧离子灰化这两步工艺（使用氧气进行灰化处理晶圆表面异物）。本专利技术不仅采用粗磨轮保证SiC基GaN晶圆表面的粗糙度处于一个适中值，解决现有技术中粗糙度太低将会严重影响种子层金属Ti与半导体SiC的粘附性的问题；而且通过物理清洗的方式，清洗SiC基GaN晶圆表面存在着大量的SiC颗粒，解决现有技术存在的SiC颗粒显著降低背金层的粘附性；同时，通过使用氧气进行灰化处理SiC基GaN晶圆表面异物，以去除沾污的颗粒物，用来提高半导体SiC与镀金前种子层（背金处理得到的层）的粘附性从而防止背面金属脱落。附图说明图1为本专利技术方法流程图；图2为本专利技术SiC基GaN晶圆背面划痕中颗粒物示意图；图3为本专利技术的效果图；图4为本专利技术系统框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。实施例1本实施例提供一种提高SiC基GaN晶圆背金粘附性的方法，并且优选于对6英寸及其以下尺寸的SiC基GaN晶圆，该方法用于解决SiC基GaN晶圆背金脱落现象，如图1所示，其包括以下步骤：S1：使用粗磨轮对SiC基GaN晶圆的SiC进行粗磨减薄。具体地，在本实施例的优选方案中，采用机械研磨的方式，研磨轮（>1500#，优选为2000#）下降速率约为8-12μm/min（优选为10μm/min），研磨后粗糙度Ra约为30-35nm/um2（优选为32nm/um2）。该步骤可以保证SiC的研磨深度，将SiC晶圆厚度由500μm研磨至约100μm，以节省时间，节约成本。同时该步骤可以保证SiC基GaN晶圆表面的粗糙度处于一个适中值，粗糙度太低将会严重影响种子层金属Ti与半导体SiC的粘附性，粗糙度太高又将在划痕中存在大量SiC颗粒，也会显著降低背金层的粘附性。SiC基GaN晶圆的划痕中颗粒物见图2所示。S2：将SiC基GaN晶圆以一定转速进行旋转，并对其进行喷水，同时使用毛刷刷洗晶圆表面。具体地，在本实施例的优选方案中，研磨后的特殊清洗，将SiC基GaN晶圆置于研磨清洗机台内，让SiC基GaN晶圆保持顺时针20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高SiC基GaN晶圆背金粘附性的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：使用粗磨轮对SiC基GaN晶圆的SiC进行粗磨减薄；S2：将SiC基GaN晶圆以一定转速进行旋转，并对其进行喷水，同时使用毛刷刷洗晶圆表面；S3：将SiC基GaN晶圆进行灰化处理，对SiC基GaN晶圆表面进行氧化；S4：对SiC基GaN晶圆进行背金处理。

【技术特征摘要】
1.一种提高SiC基GaN晶圆背金粘附性的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：使用粗磨轮对SiC基GaN晶圆的SiC进行粗磨减薄；S2：将SiC基GaN晶圆以一定转速进行旋转，并对其进行喷水，同时使用毛刷刷洗晶圆表面；S3：将SiC基GaN晶圆进行灰化处理，对SiC基GaN晶圆表面进行氧化；S4：对SiC基GaN晶圆进行背金处理。2.根据权利要求1所述的一种提高SiC基GaN晶圆背金粘附性的方法，其特征在于：步骤S1中的粗磨轮为>1500#的磨轮。3.根据权利要求2所述的一种提高SiC基GaN晶圆背金粘附性的方法，其特征在于：步骤S1中，使用>1500#的磨轮对SiC基GaN晶圆的SiC进行粗磨减薄，其研磨速率约为8-12μm/min，研磨后粗糙度Ra约为30-35nm/um2。4.根据权利要求1所述的一种提高SiC基GaN晶圆背金粘附性的方法，其特征在于：在步骤S2中，让SiC基GaN晶圆保持顺时针200-500rpm的转速，之后喷头打开，喷水压力为>1500psi，同时使用毛刷刷洗SiC基GaN晶圆表面，毛刷转速为逆时针20-50rpm，毛刷压力为高压>1500N，保持1min后在3min内均匀降低为低压<600N，最后清洗完毕。5.根据权利要求1所述的一种提高SiC基GaN晶圆背金粘...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珺楠，
申请(专利权)人：成都海威华芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51