一种基于硅衬底外延GaN的工艺改进方法技术

本发明专利技术提供了一种基于硅衬底外延GaN的工艺改进方法，通过采用不同材料的浆液和磨盘对硅衬底进行多次减薄处理，制备出预设厚度和预设厚度均匀性的晶圆片结构，其厚度均匀性达到了纳米级别，大大降低了晶圆片结构内部的应力累积，使硅衬底和GaN外延结构由于晶格失配缺陷导致的晶圆片结构碎裂风险大大降低，提高了晶圆片结构的生产良率。并且，对多次减薄处理后的硅衬底进行抛光处理，以使表面粗糙度小于预设阈值，例如表面粗糙度Ra小于3nm，使得散热金属层电镀的致密性大大增加，散热金属层的附着力大大加强，有效改善了晶圆片结构工作时的散热能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于硅衬底外延GaN的工艺改进方法
本专利技术涉及半导体
，更具体地说，涉及一种基于硅衬底外延GaN的工艺改进方法。
技术介绍
氮化镓(GaN)作为第三代宽禁带半导体材料，其以禁带宽度大(3.4eV)、击穿电压高(3.3MV/cm)、二维电子气浓度高(大于1013cm2)、饱和电子速度大(2.8×107cm/s)等优点在国际上受到广泛关注。目前，AlGaN/GaNHEMT器件(高电子迁移率晶体管)的高频、高压、高温及大功率特性使其在微波功率器件方面有着巨大的前景。但是，目前大功率器件的散热和接地问题一直困扰着AlGaN/GaNHEMT器件的实用化和产业化。其中，衬底背面电镀大面积散热金属工艺是目前AlGaN/GaNHEMT器件常用的一种方法，为了实现良好的散热需要对衬底进行减薄和抛光处理，之后进行背面金属电镀等一系列复杂的半导体工艺，其中，减薄工艺决定着前道工艺和后道工艺能否顺利衔接，保证电路性能不退化，起着承前启后的决定性作用。常见的GaN外延结构多采用蓝宝石或碳化硅材料作为衬底，因为碳化硅和蓝宝石材料作为生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于硅衬底外延GaN的工艺改进方法，其特征在于，所述工艺改进方法包括：/n提供一在硅衬底上生长GaN外延结构的晶圆片结构；/n将所述晶圆片结构的正面键合在石英玻璃托盘上；/n将所述石英玻璃托盘安装在减薄设备上，对所述硅衬底采用不同材料的浆液和磨盘进行多次减薄处理，以使所述晶圆片结构的厚度小于预设阈值；/n对多次减薄处理后的硅衬底进行抛光处理，以使表面粗糙度小于预设阈值。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于硅衬底外延GaN的工艺改进方法，其特征在于，所述工艺改进方法包括：
提供一在硅衬底上生长GaN外延结构的晶圆片结构；
将所述晶圆片结构的正面键合在石英玻璃托盘上；
将所述石英玻璃托盘安装在减薄设备上，对所述硅衬底采用不同材料的浆液和磨盘进行多次减薄处理，以使所述晶圆片结构的厚度小于预设阈值；
对多次减薄处理后的硅衬底进行抛光处理，以使表面粗糙度小于预设阈值。


2.根据权利要求1所述的工艺改进方法，其特征在于，所述将所述晶圆片结构的正面键合在石英玻璃托盘上，包括：
采用磁控溅射工艺，在石英玻璃托盘上沉积2μm厚的Al2O3键合涂层；
在所述晶圆片结构的正面电路上均匀涂覆厚度为3μm-5μm的AZ4620光刻胶；
将所述晶圆片结构的正面，在温度150℃的情况下采用特种蜡粘附于所述石英玻璃托盘上。


3.根据权利要求1所述的工艺改进方法，其特征在于，所述将所述石英玻璃托盘安装在减薄设备上，对所述硅衬底采用不同材料的浆液和磨盘进行多次减薄处理，以使所述晶圆片结构的厚度小于预设阈值，包括：
采用人造钻石浆液和锡锑合金磨盘，对所述硅衬底进行第一次减薄处理，以使所述晶圆片结构的厚度减小至＜110μm，厚度均匀性TTV至±5μm。


4.根据权利要求3所述的工艺改进方法，其特征在于，所述人造钻石浆液的主要成分包括：
多晶型立方氮化硼，多晶型颗粒直径为10μm，浆液活性剂为聚乙二醇和硅酸乙酯混合物，浆液溶剂为DI水，三者质量比为10:50:500～10:60:400，浆液PH值为7.5；
所述锡锑合金磨盘为具有渐开线条纹凹槽的磨盘，其中，锡锑合金的元素比例为4:1。


5.根据权利要求3所述的工艺改进方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪宁，黄森，王鑫华，王大海，
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