一种SiC外延晶圆片的洗净再生方法技术

本发明专利技术提供了一种SiC外延晶圆片的洗净再生方法，包括如下步骤：步骤一，热水浸泡，浸润SiC外延晶圆片表面，去除或者疏松附着在表面的金属化有机物；步骤二，有机溶剂浸泡，去除或者疏松附着在表面的金属化有机物；纯水冲洗去除残留药液；步骤三，碱溶液刻蚀，刻蚀表面的沉积膜；纯水冲洗去除残留药液；步骤四，硝氟酸溶液中和，去除表面残留碱，并且能刻蚀表面的沉积膜；纯水冲洗去除残留药液；步骤五，超声波清洗，超纯水冲洗并高纯氮气吹干；步骤六，无尘烘箱烘干。通过该方法，能去除SiC外延晶圆片表面的AlN和GaN等金属污染物，获得高洁净度的SiC表面，满足SiC外延晶圆片高洁净度洗净再生要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种SiC外延晶圆片的洗净再生方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种SiC外延晶圆片的洗净再生方法。

技术介绍

[0002]碳化硅(SiC)作为第三代半导体材料，具有化学性能稳定、导热系数高和热膨胀系数小等优点，SiC绝缘击穿场强是Si的10倍，SiC功率器件有更加高的耐压能力。SiC带隙是Si的3倍，SiC功率器件更加能耐高温。因此，SiC材料在高温，高频和大功率的功率器件方面更有应用前景。
[0003]半导体器件生产中，SiC表面特性一般通过CVD(气相沉积法)在SiC晶圆基底表面生长外延SiC层进行优化，进而满足器件制作要求。SiC外延层的质量，杂质掺入量根据器件制作要求进行调整。SiC外延晶圆片表面金属杂质和颗粒物含量一般通过化学清洗去除，并且器件性能要求越高，清洗后对表面洁净度的要求也就越高。
[0004]专利文献CN103681246A提及采用SiC表面氧化技术，如高温氧化，等离子体氧化等，形成氧化层后，采用含氟清洗液去除氧化层，裸露出新的SiC表面，进一步清洗后可以获得高洁净度的SiC表面。但是氧化技术投资成本高，限制了SiC外延片的洗净再生利用。专利文献US6296716B1提出用氟酸溶液浸泡后，干冰喷砂去除SiC表面的金属杂质和颗粒，洗净后检测SiC表面金属含量降至数百ppm。对于性能要求更高的SiC功率器件，仍不能满足洗净再生要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为解决上述技术问题而进行的，提供了一种SiC外延晶圆片的洗净再生方法。r/>[0006]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]本专利技术提供了一种SiC外延晶圆片的洗净再生方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0008]步骤一，热水浸泡，浸润SiC外延晶圆片表面，去除或者疏松附着在表面的金属化有机物；
[0009]步骤二，有机溶剂浸泡，去除或者疏松附着在表面的金属化有机物；
[0010]纯水冲洗去除残留药液；
[0011]步骤三，碱溶液刻蚀，刻蚀表面的沉积膜；
[0012]纯水冲洗去除残留药液；
[0013]步骤四，硝氟酸溶液中和，去除表面残留碱，并且能刻蚀表面的沉积膜；纯水冲洗去除残留药液；
[0014]步骤五，超声波清洗，超纯水冲洗并高纯氮气吹干；
[0015]步骤六，无尘烘箱烘干。
[0016]通过该方法，能去除SiC外延晶圆片表面的AlN和GaN等金属污染物，获得高洁净度的SiC表面，ICP
‑
MS检测Al含量小于5
×
10
12
原子/厘米2和Ga含量小于3
×
10
11
原子/厘米2，满
足SiC外延晶圆片高洁净度洗净再生要求。
[0017]步骤一中，将SiC外延晶圆片放入热水槽，热水温度为75
‑
90℃，热水浸泡时间为20
‑
60分钟。
[0018]步骤二中，有机溶剂为选自乙醇、异丙醇、丙酮中的至少一种；将SiC外延晶圆片放入有机溶剂槽，有机溶剂温度为20
‑
38℃，浸泡时间为15
‑
45分钟，纯水冲洗去除残留药液。
[0019]步骤三中，将SiC外延晶圆片放入碱性溶液槽，溶液温度为50
‑
75℃，浸泡时间为24
‑
48小时，纯水冲洗去除残留药液；
[0020]所述步骤三中，碱溶液的成分包括NaOH，KOH，TMAH中的至少一种。
[0021]步骤四中，将SiC外延晶圆片放入硝氟酸溶液槽，溶液温度为20
‑
30℃，浸泡时间为20
‑
120秒，纯水冲洗去除残留药液。
[0022]所述步骤四中，硝氟酸溶液包含硝酸、氢氟酸、纯水。硝氟酸溶液的每种原料的体积百分比分别为：硝酸5％
‑
15％、氢氟酸5％
‑
15％、纯水80％
‑
90％；所述硝酸浓度为69％，所述氢氟酸浓度为49％，所述纯水为电阻率大于6MΩ的去离子水。
[0023]步骤五中，将SiC外延晶圆片进行超声波清洗，超声波槽中超纯水温度20
‑
38℃，超声波频率为40
‑
80KHz，超声波清洗时间为10
‑
30min，而后超纯水冲洗并用0.1微米的过滤氮气吹干。
[0024]所述步骤五中，超纯水为电阻率大于18MΩ的去离子水。
[0025]步骤六中，将SiC外延晶圆片放置在无尘烘箱中烘干。
[0026]本专利技术的有益效果如下：
[0027]通过本专利技术的一种SiC外延晶圆片的洗净再生方法，采用热水和有机溶剂浸泡后，能浸润和疏松SiC外延晶圆片表面沉积膜和颗粒物，然后经过碱溶液刻蚀，能较好的发生刻蚀作用，并且对SiC基底材料损伤小；采用硝氟酸溶液浸泡，能中和晶圆片表面残留的碱性药水，同时轻微刻蚀SiC基底，对SiC晶圆表面有一定的平整作用。该洗净工艺能使SiC外延晶圆片表面的Al含量下降到小于5
×
10
12
原子/厘米2和Ga含量下降到小于3
×
10
11
原子/厘米2，从而获得高洁净度的表面，同时也具有经济效益，满足SiC外延晶圆片的高洁净度洗净再生要求。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的一种流程示意图；
[0029]图2为未再生处理前的SiC外延晶圆片部件的外观图；
[0030]图3为图2的SiC外延晶圆片部件采用本专利技术处理后的外观图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。
[0032]参见图1至图3，具体实施例1：一种SiC外延晶圆片的洗净再生方法，包括如下步骤：
[0033]步骤一，热水浸泡；
[0034]将SiC外延晶圆片放入热水槽，热水温度为75℃，热水浸泡时间为20分钟。
[0035]步骤二，有机溶剂浸泡；
[0036]将SiC外延晶圆片放入有机溶剂槽，溶液温度为25℃，浸泡时间为20分钟，纯水冲洗去除残留药液。
[0037]所采用的有机溶剂为异丙醇(IPA)；
[0038]步骤三，碱溶液刻蚀；
[0039]将SiC外延晶圆片放入碱性溶液槽，溶液温度为60℃，浸泡时间为36小时，纯水冲洗去除残留药液；碱溶液为NaOH溶液。
[0040]步骤四，硝氟酸溶液中和；
[0041]将SiC外延晶圆片放入硝氟酸溶液槽，溶液温度为25℃，浸泡时间为30秒，纯水冲洗去除残留药液。
[0042]所采用的硝氟酸溶液包含硝酸、氢氟酸、纯水。硝氟酸溶液的每种原料的体积百分比分别为：硝酸10％、氢氟酸5％、纯水85％；所述硝酸浓度为69％，所述氢氟酸浓度为49％，所述纯水为电阻率大于6MΩ的去离子水。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SiC外延晶圆片的洗净再生方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，热水浸泡，浸润SiC外延晶圆片表面，去除或者疏松附着在表面的金属化有机物；步骤二，有机溶剂浸泡，去除或者疏松附着在表面的金属化有机物；纯水冲洗去除残留药液；步骤三，碱溶液刻蚀，刻蚀表面的沉积膜；纯水冲洗去除残留药液；步骤四，硝氟酸溶液中和，去除表面残留碱，并且能刻蚀表面的沉积膜；纯水冲洗去除残留药液；步骤五，超声波清洗，超纯水冲洗并高纯氮气吹干；步骤六，无尘烘箱烘干。2.根据权利要求1所述的一种SiC外延晶圆片的洗净再生方法，其特征在于：步骤一中，将SiC外延晶圆片放入热水槽，热水温度为75
‑
90℃，热水浸泡时间为20
‑
60分钟。3.根据权利要求1所述的一种SiC外延晶圆片的洗净再生方法，其特征在于：有机溶剂为选自乙醇、异丙醇、丙酮中的至少一种；将SiC外延晶圆片放入有机溶剂槽，有机溶剂温度20
‑
38℃，浸泡时间15
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45分钟，纯水冲洗去除残留药液。4.根据权利要求1所述的一种SiC外延晶圆片的洗净再生方法，其特征在于：步骤三中，将SiC外延晶圆片放入碱性溶液槽，溶液温度为50
‑
75℃，浸泡时间为24
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48小时，纯水冲洗去除残留药液。5.根据权利要求1所述的一种SiC外延晶圆片的洗净再生方法，其特征在于：所述步骤三中，碱溶液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤高，贺贤汉，徐庆斌，张正伟，蒋立峰，
申请(专利权)人：上海富乐德智能科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：