碳化硅衬底片的加工方法及碳化硅衬底片技术

本发明专利技术涉及碳化硅衬底片加工技术领域，具体公开一种碳化硅衬底片的加工方法及碳化硅衬底片，本发明专利技术的加工方法，包括如下步骤：将切割后的碳化硅衬底片根据WARP值和BOW值进行分档，所述分档为将碳化硅衬底片至少分为第一档位及第二档位，所述第一档位的衬底片的WARP值和BOW值小于第二档位的衬底片的WARP值和BOW值；对第二档位的衬底片进行低温退火处理；合并第一档位衬底片及第二档位衬底片，进行高温退火；所述低温退火及高温退火过程中，各衬底片在高度方向上采用间隔排布的放置方式，制得的衬底片WARP值和BOW值修正效果好，整体平整度佳、应力去除效果好，生产良率高。生产良率高。生产良率高。

【技术实现步骤摘要】
碳化硅衬底片的加工方法及碳化硅衬底片


[0001]本专利技术涉及碳化硅衬底片
，尤其涉及一种碳化硅衬底片的加工方法及碳化硅衬底片。

技术介绍

[0002]碳化硅(SiC)材料由于具有禁带宽度大(Si的3倍)、热导率高(Si的3.3倍或GaAs的10倍)、电子饱和迁移速率高(Si的2.5倍)和击穿电场高(Si的10倍或GaAs的5倍)等性质，SiC器件在高温、高压、高频、大功率电子器件领域和航天、军工、核能等极端环境应用领域有着不可替代的优势，弥补了传统半导体材料器件在实际应用中的缺陷，正逐渐成为功率半导体的主流。SiC的产业链主要由单晶衬底、外延、器件、制造和封测等环节构成。在这些环节中，SiC衬底是发展SiC的关键。衬底是将高纯度多晶SiC粉末经过升华、晶体生长、切割、研磨、清洗、抛光等过程制造而成的晶圆，为薄片形态。碳化硅衬底片的加工质量会影响到后续碳化硅材料性能的发挥，对器件的性能产生重大影响。
[0003]现有的碳化硅衬底片加工过程中，在线切割后，通常对碳化硅衬底片统一进行双面研磨，以改善平整度，随后统一进行高温退火，以消除衬底片的表面损伤及存在的应力。
[0004]然而，在实际生产过程中，线切割后的碳化硅衬底片的平整度存在差异，统一进行上述处理会导致平整度较差的衬底片得不到较好的修复，而目前对于碳化硅衬底片平整度的改善主要依靠双面研磨，高温退火的退火制度主要针对的还是对于衬底片的表面损伤及存在的应力的消除，平整度的改善修复效果有限，且现有的高温退火方法通常采用多个碳化硅衬底片堆叠在成一摞的叠片方式，退火温场不均匀，这使得依靠现有的高温退火处理方式，难以获得较好的应力去除效果以及平整度修复效果，这也就导致碳化硅衬底片的生产良率差，过程损失率较高，制造成本居高不下。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对已有的技术现状，提供一种碳化硅衬底片的加工方法及碳化硅衬底片，采用本专利技术加工方法制得的碳化硅衬底片平整度佳，应力去除效果好，生产良率高。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的目的之一，在于提供一种碳化硅衬底片的加工方法，包括如下步骤：
[0008]将切割后的碳化硅衬底片根据WARP值和BOW值进行分档，所述分档为将碳化硅衬底片至少分为第一档位及第二档位，所述第一档位的衬底片的WARP值和BOW值小于第二档位的衬底片的WARP值和BOW值；
[0009]对第二档位的衬底片进行低温退火处理；
[0010]合并第一档位衬底片及第二档位衬底片，进行高温退火；
[0011]所述低温退火的保温温度低于所述高温退火的保温温度；
[0012]所述低温退火及高温退火过程中，各衬底片在高度方向上采用间隔排布的放置方
式。
[0013]在一些优选的实施例中，所述低温退火和/或高温退火包括如下步骤：
[0014]升温至保温温度，依据预设时间进行保温；
[0015]所述低温退火的保温温度为1300～1600℃；
[0016]所述高温退火的保温温度为1550～1780℃。
[0017]在一些优选的实施例中，所述低温退火包括如下步骤：
[0018]以2℃/秒的速率将退火温度从室温提升到30℃；
[0019]以3～3.5℃/分钟的速率将退火温度从30℃提高到600～800℃；
[0020]以2～3℃/分钟的速率将退火温度从600～800℃升温至保温温度；
[0021]所述高温退火包括如下步骤：
[0022]以2℃/秒的速率将退火温度从室温提升到30℃；
[0023]以3～3.5℃/分钟的速率将退火温度从30℃提高到600～800℃；
[0024]以1.5～2.5℃/分钟的速率将退火温度从600～800℃升温至保温温度。
[0025]在一些优选的实施例中，所述低温退火及高温退火过程中，衬底片放置于隔层架上，所述隔层架设有沿高度方向排布的隔层，各隔层对应放置单层衬底片，通过隔层架使得各衬底片在高度方向上能够间隔排布，各层的衬底片之间存在间隙，且不相互堆叠，以使各衬底片在低温退火及高温退火过程中能够处于更为均匀的退火温场中。
[0026]在一些优选的实施例中，所述第一档位的衬底片的WARP值＜55um，BOW值＜7um；所述第二档位的衬底片的WARP值≥55um，BOW值≥7um。
[0027]在一些优选的实施例中，包括如下步骤：
[0028]对第一档位的衬底片进行双面研磨处理；
[0029]在第二档位的衬底片与第一档位的衬底片合并前，对第二档位的衬底片进行双面研磨修复处理；
[0030]所述双面研磨修复处理的盘面转速大于所述双面研磨处理的盘面转速；所述双面研磨修复处理的研磨压力小于所述双面研磨处理的研磨压力。
[0031]在一些优选的实施例中，所述双面研磨修复处理的盘面转速为50～55RPM，研磨压力为15～20g/cm2，加工研磨液流量为350～400mL/min。
[0032]在一些优选的实施例中，在进行低温退火和/或高温退火前，对衬底片进行清洗处理，所述清洗处理为依次对衬底片进行预清洗、酸液浸泡、纯水超声清洗、一次清洗剂超声清洗、一次喷淋冲洗、一次超声纯水溢流漂洗、二次清洗剂超声清洗、二次喷淋冲洗、二次超声纯水溢流漂洗。
[0033]在一些优选的实施例中，所述一次清洗剂超声清洗和/或二次清洗剂超声清洗的过程中，对衬底片进行上下抛动，上下抛动距离为30～40mm，抛动频率为10～20次/min。
[0034]本专利技术的另一目的，在于提供一种碳化硅衬底片，根据上述的碳化硅衬底片的加工方法制备而成。
[0035]采用本专利技术加工方法制得的碳化硅衬底片，WARP值和BOW值小，整体平整度佳，应力去除效果好，生产良率高。
[0036]本专利技术的有益效果在于：
[0037]本专利技术通过WARP值和BOW值对衬底片进行分档，以进行针对性修复处理，对于WARP
值和BOW值较大的衬底片先进行低温退火处理，达到初步修复效果，随后合并全部衬底片，进行高温退火处理，结合退火过程中衬底片采用各衬底片在高度方向上采用间隔排布的放置方式，使得制得的衬底片WARP值和BOW值修正效果好，整体平整度佳、应力去除效果好，生产良率高。
附图说明
[0038]图1为本专利技术实施例1的流程示意图。
[0039]图2为本专利技术的隔层架的结构示意图。
[0040]图3为本专利技术的隔层的结构示意图。
具体实施方式
[0041]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术作进一步地详细描述。
[0042]本专利技术公开一种碳化硅衬底片的加工方法，包括如下步骤：
[0043]将切割后的碳化硅衬底片根据WARP值和BOW值进行分档，分档为将碳化硅衬底片至少分为第一档位及第二档位，第一档位的衬底片的WARP值和BOW值小于第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅衬底片的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：将切割后的碳化硅衬底片根据WARP值和BOW值进行分档，所述分档为将碳化硅衬底片至少分为第一档位及第二档位，所述第一档位的衬底片的WARP值和BOW值小于第二档位的衬底片的WARP值和BOW值；对第二档位的衬底片进行低温退火处理；合并第一档位衬底片及第二档位衬底片，进行高温退火；所述低温退火的保温温度低于所述高温退火的保温温度；所述低温退火及高温退火过程中，各衬底片在高度方向上采用间隔排布的放置方式。2.根据权利要求1所述的碳化硅衬底片的加工方法，其特征在于，所述低温退火和/或高温退火包括如下步骤：升温至保温温度，依据预设时间进行保温；所述低温退火的保温温度为1300～1600℃；所述高温退火的保温温度为1550～1780℃。3.根据权利要求2所述的碳化硅衬底片的加工方法，其特征在于，所述低温退火包括如下步骤：以2℃/秒的速率将退火温度从室温提升到30℃；以3～3.5℃/分钟的速率将退火温度从30℃提高到600～800℃；以2～3℃/分钟的速率将退火温度从600～800℃升温至保温温度；所述高温退火包括如下步骤：以2℃/秒的速率将退火温度从室温提升到30℃；以3～3.5℃/分钟的速率将退火温度从30℃提高到600～800℃；以1.5～2.5℃/分钟的速率将退火温度从600～800℃升温至保温温度。4.根据权利要求1所述的碳化硅衬底片的加工方法，其特征在于，所述低温退火及高温退火过程中，衬底片放置于隔层架上，所述隔层架设有沿高度方向排布的隔层，各隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔思远，赵元亚，文国昇，金从龙，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：