一种半导体器件及其制作方法技术

本申请提供一种半导体器件及其制作方法，所述制作方法包括：采用GaSb晶圆作为衬底，在正面电路结构已经完成的情况下，对GaSb晶圆背面进行减薄时，采用第一磨盘和研磨液进行减薄，其中，第一磨盘上设置有碳化钨涂层，通过碳化钨涂层对GaSb晶圆的表面进行研磨，由于碳化钨与GaSb晶圆之间，不只是物理研磨，还包括化学反应，且碳化钨涂层的颗粒粒径在纳米级别，因此，对GaSb晶圆进行处理的减薄过程与抛光过程合二为一，从而能够减少减薄后抛光的过程，无需对厚度和误差进行再次进行修整和去除，从而减少了工艺过程，通过一体化减薄和抛光过程，即可达到传统意义上的镜面抛光要求。

A semiconductor device and its fabrication method

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其制作方法
本专利技术涉及半导体器件制作
，尤其涉及一种半导体器件及其制作方法。
技术介绍
锑化镓(GaSb)是Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体中的新兴材料之一，该材料电子迁移率高，带隙窄，可以制备发光器件、激光器、红外探测器，光伏电池等，广泛用于雷达、电子计算机、人造卫星、宇宙飞船等尖端技术中。GaSb具有比Si更优异的电子特性，如高的饱和电子速率及高的电子移动率，等效的GaSb元件和Si元件同时都工作在高频时，GaSb会具有更少的噪声。GaSb的另一个优点，它是直接能隙的材料，可以用来发光，它的发光效率比锗材料更高，不仅可以用来制作发光二极管、光探测器，还可以用来制作半导体激光器。在GaSb的可靠性实验当中，大多数样品均出现在一段时间内，器件热阻随时间减小的现象。这是由于较高的试验温度使芯片与管壳之间的接触应力有所改善。对于功率FET,热阻是一个重要的参数，当器件处于同一功耗和外部环境时,热阻小，就可以减小沟道温度，提高器件正常使用状态的可靠性。通过GaSb材料厚度减薄、刻蚀贯穿GaSb材料的通孔、晶片背面电镀散热用大面积金属薄膜等工艺，可以减小GaSb器件热阻，从而有效地提高功率器件与电路的可靠性。在GaSb材料背面加工工艺中，减薄和抛光是最关键的半导体工艺。且现有技术中硅晶圆的减薄和抛光工艺对GaSb晶圆并不适用，因此亟需开发适用于GaSb晶圆的减薄工艺。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种半导体器件及其制作方法，以解决现有技术中硅晶圆的减薄和抛光工艺对GaSb晶圆并不适用的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种半导体器件制作方法，包括：提供GaSb晶圆，所述GaSb晶圆包括相对设置的第一表面和第二表面；在所述第一表面制作形成正面电路结构；提供承载片；将所述GaSb晶圆的正面电路结构与承载片贴合；采用第一磨盘和研磨液对所述GaSb晶圆的第二表面进行一体化减薄抛光，所述第一磨盘上设置有碳化钨涂层，所述碳化钨涂层的颗粒粒径为纳米级别，所述碳化钨涂层用于研磨所述GaSb晶圆。优选地，所述碳化钨涂层的颗粒粒径范围为500nm-800nm，包括端点值。优选地，所述研磨液包括：润滑剂：PEG聚乙二醇混合物；表面活性剂：苯磺酸盐；分散剂：次氯酸盐；去离子水；PH值调节剂：氨水。优选地，所述研磨液的各个组成部分的质量比例为：润滑剂PEG-6001％～5％，PEG-10001％～5％；表面活性剂3％～5％；分散剂1％～4％；去离子水80％～94％；PH值调节剂：0.1％～1％；PH值8～10。优选地，所述第一磨盘的转速为100rpm/min～200rpm/min，包括端点值；所述研磨液的流速范围为2ml/sec～3ml/sec，包括端点值。优选地，在所述采用第一磨盘和研磨液对所述GaSb晶圆的第二表面进行一体化减薄抛光之后，还包括：采用第二磨盘和抛光液对所述第二表面进行精密抛光。优选地，所述抛光液包括：纳米CeO2浆液。优选地，所述抛光液中各组分的质量比例为：5％～10％CeO2颗粒，粒径≤10nm；次氯酸盐和双氧水混合液5％～15％；去离子水80％～90％，PH值9～11。优选地，所述采用第一磨盘和研磨液对所述GaSb晶圆的第二表面进行一体化减薄抛光至所述GaSb晶圆的厚度小于100μm。本专利技术还提供一种半导体器件，所述半导体器件采用上面任意一项所述的半导体器件制作方法制作形成。优选地，所述半导体器件为发光二极管、光探测器、半导体激光器或光伏电池。优选地，所述半导体器件的GaSb晶圆的厚度小于30μm，厚度均匀性分布±0.5μm，粗糙度小于或等于经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的半导体器件制作方法，采用GaSb晶圆作为衬底，在正面电路结构已经完成的情况下，对GaSb晶圆背面进行减薄时，采用第一磨盘和研磨液进行减薄，其中，所述第一磨盘上设置有碳化钨涂层，通过碳化钨涂层对GaSb晶圆的表面进行研磨，由于，本申请中碳化钨与GaSb晶圆之间，不单单只是物理研磨，还包括化学反应，且碳化钨涂层的颗粒粒径在纳米级别，因此，对GaSb晶圆进行处理的减薄过程与抛光过程合二为一，相对于现有技术中，减薄工艺和抛光工艺分离的制作步骤，能够减少减薄后抛光的过程，无需对厚度和误差进行再次进行修整和去除，从而减少了工艺过程，通过一体化减薄和抛光过程，即可达到传统意义上的镜面抛光要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种半导体器件制作方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的另一种半导体器件制作方法流程图。具体实施方式正如
技术介绍
部分所述，现有技术中硅晶圆的减薄和抛光工艺对GaSb晶圆并不适用。专利技术人发现，出现上述现象的原因是，现有技术中硅晶圆的减薄工艺和抛光工艺是分开的，通常先采用硬质砂轮对晶圆材料进行切削工艺，或者使用金属磨盘配合大颗粒(一般在20μm以上)的研磨浆液进行研磨，操作过程简单，设备结构简单，但是由于研磨浆液的颗粒较大，导致误差较大，而且，在晶圆材料上留下较大的划痕。而且整个过程基本为物理作用，因此，若晶圆最终加工厚度太小，则会导致晶圆碎裂。为了减小减薄过程中产生的误差和划痕，还需要抛光工艺进行修整，抛光浆液的颗粒直径较小，而且抛光还附带化学腐蚀效果，从而进行抛光。由于抛光过程所需时长较长，导致整个减薄过程复杂，抛光工艺耗费时间较长。而且由于GaSb晶圆本身硬度较低，和硅工艺比较来说，脆弱的物理机械性能使得其后道工艺加工难度很大。特别在减薄工艺中，由于设备运行施放的附加重量和进给压强的影响，极易在减薄过程中造成GaSb材料的碎裂，从而很难加工厚度低于100μm的GaSb材料。无法有效精确控制晶片厚度和表面粗糙度会造成刻蚀通孔尺寸变形，背面散热金属脱落的严重后果。过于快速而暴力的加工过程造成的横向剪切力也会使器件的电学性能发生退化。而且，抛光过程只能减小减薄过程中产生的划痕误差，但之前造成的划痕已经存在，无法进行消除，且耗时较长。因此需要开发专用于GaSb的减薄工艺和抛光工艺。基于此，本专利技术提供一种半导体器件制作方法，包括：提供GaSb晶圆，所述GaSb晶圆包括相对设置的第一表面和第二表面；在所述第一表面制作形成正面电路结构；提供承载片；将所述GaSb晶圆的正面电路结构与承载片贴合；采用第一磨盘和研磨液对所述GaSb晶圆的第二表面进行一体化减薄抛光，所述第一磨盘上设置有碳化钨涂层，所述碳化钨涂层的颗粒粒径为纳米级别，所述碳化钨涂层用于研磨所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件制作方法，其特征在于，包括：/n提供GaSb晶圆，所述GaSb晶圆包括相对设置的第一表面和第二表面；/n在所述第一表面制作形成正面电路结构；/n提供承载片；/n将所述GaSb晶圆的正面电路结构与承载片贴合；/n采用第一磨盘和研磨液对所述GaSb晶圆的第二表面进行一体化减薄抛光，所述第一磨盘上设置有碳化钨涂层，所述碳化钨涂层的颗粒粒径为纳米级别，所述碳化钨涂层用于研磨所述GaSb晶圆。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件制作方法，其特征在于，包括：
提供GaSb晶圆，所述GaSb晶圆包括相对设置的第一表面和第二表面；
在所述第一表面制作形成正面电路结构；
提供承载片；
将所述GaSb晶圆的正面电路结构与承载片贴合；
采用第一磨盘和研磨液对所述GaSb晶圆的第二表面进行一体化减薄抛光，所述第一磨盘上设置有碳化钨涂层，所述碳化钨涂层的颗粒粒径为纳米级别，所述碳化钨涂层用于研磨所述GaSb晶圆。


2.根据权利要求1所述的半导体器件制作方法，其特征在于，所述碳化钨涂层的颗粒粒径范围为500nm-800nm，包括端点值。


3.根据权利要求1所述的半导体器件制作方法，其特征在于，所述研磨液包括：
润滑剂：PEG聚乙二醇混合物；
表面活性剂：苯磺酸盐；
分散剂：次氯酸盐；
去离子水；
PH值调节剂：氨水。


4.根据权利要求3所述的半导体器件制作方法，其特征在于，所述研磨液的各个组成部分的质量比例为：润滑剂PEG-6001％～5％，PEG-10001％～5％；表面活性剂3％～5％；分散剂1％～4％；去离子水80％～94％；PH值调节剂：0.1％～1％；PH值8～10。


5.根据权利要求1所述的半导体器件制作方法，其特征在于，所述第一磨盘的转速为100rpm/min～200rpm/min，包括端点值；所述研磨液的流...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪宁，苏永波，丁芃，王大海，金智，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11