一种导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法技术

本发明专利技术提供了一种导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法，所述辨别方法通过对待辨别导电型碳化硅晶体进行处理形成主定位面，在形成待辨别导电型碳化硅晶片后，每个晶片都具有定位边和微观单元，所述微观单元为导电型碳化硅晶体生长所特有的结构；本发明专利技术相比于现有技术，仅通过所述主定位边的朝向，以及所述主定位边与所述微观单元的相对位置关系即可辨别所述导电型碳化硅晶片的硅面和碳面，无需再加工出另一个参考面，缩短了生产周期；并且只加工出主定位面，相比于加工出主参考面和副参考面两个参考面，能够增加衬底的可用面积，降低了生产成本，另外所述辨别方法的工艺流程简单，还能在一定程度上提高生产效率

【技术实现步骤摘要】
一种导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法


[0001]本专利技术涉及碳化硅晶体生长与晶片制作领域，更具体地说，涉及一种导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法
。

技术介绍

[0002]作为第三代半导体材料的代表，碳化硅因其具有禁带宽度大
、
热导率高
、
临界击穿场强和电子迁移率高等优良特性，成为了制作高温
、
高压
、
高频
、
大功率和抗辐射电子器件的理想材料，在航天
、
军工
、
核能等极端环境领域应用中有着无可比拟的优势，并且由于碳化硅优良的性能，市场需求量不断增加，逐渐取代以硅为基底的第二代芯片
。
[0003]碳化硅晶片根据电阻率不同，可分为导电型碳化硅晶片和半绝缘型碳化硅晶片，导电型碳化硅晶片主要应用于制造耐高温
、
耐高压的功率器件，市场规模较大；导电型碳化硅晶片的主面分为硅面和碳面，不同的两个面对晶体的晶型和生长速率都有较大的影响，现阶段导电型碳化硅单晶均是采用碳面生长，此外在制作碳化硅器件时，需在硅面外延生长一定厚度的氮化镓或碳化硅外延层，由此可见区分碳化硅晶片的硅面和碳面对单晶生长与外延片制备均十分重要
。
[0004]目前辨别硅面和碳面的方法有侵蚀法
、
原子力显微测试法，以及在碳化硅晶片边缘加工出一定的标记来辨别硅面和碳面的方法；侵蚀法通常采用熔融的
KOH
腐蚀碳化硅晶片，此方法除了熔融的/>KOH
具有强腐蚀性外，控制不当还会对碳化硅晶片造成损伤，且对人为操作要求高，较为费时；原子力显微测试法是通过测试化学抛光后的碳化硅晶片表面，根据其表面粗糙度来辨别硅面和碳面，此方法虽未增加工序也未损伤晶片，但过程耗时并增加了测试成本，且只能针对化学抛光后的晶片，适用范围窄不能迎合市场需求；在碳化硅晶片边缘加工出一定的标记来辨别硅面和碳面的方法，目前常用的是在单晶碳化硅滚圆后对晶锭进行定向，加工出两个大小不同的直面，分别称为主参考面和副参考面，切片后按主参考面和副参考面的排序辨别硅面和碳面，此方法拉长了生产周期还降低了衬底的可用面积
。
[0005]因此，如何研究出一种既能缩短生产周期，又能增加衬底可用面积的辨别方法是本领域技术人员亟待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提供一种导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法，技术方案如下：
[0007]一种导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法，所述辨别方法包括：
[0008]对待辨别导电型碳化硅晶体进行处理形成主定位面；
[0009]对含有所述主定位面的待辨别导电型碳化硅晶体进行处理形成多个待辨别导电型碳化硅晶片，所述待辨别导电型碳化硅晶片包括所述主定位边和微观单元；
[0010]基于所述主定位边的朝向，以及所述主定位边与所述微观单元的相对位置关系辨
别所述待辨别导电型碳化硅晶片的硅面和碳面
。
[0011]优选的，在上述导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法中，所述基于所述主定位边的朝向，以及所述主定位边与所述微观单元的相对位置关系辨别所述待辨别导电型碳化硅晶片的硅面和碳面，包括：
[0012]以所述待辨别导电型碳化硅晶片的几何中心点为坐标原点建立平面坐标系，所述平面坐标系包括第一坐标轴和第二坐标轴，其中所述第一坐标轴平行于所述待辨别导电型碳化硅晶片所在平面，且与所述主定位边的长度方向垂直，所述第一坐标轴由所述坐标原点指向所述主定位边，所述第一坐标轴的指向为所述主定位边的朝向；
[0013]所述第二坐标轴平行于所述待辨别导电型碳化硅晶片所在平面，且与所述主定位边的长度方向平行，当所述微观单元位于所述第二坐标轴的负半轴区域时，为所述待辨别导电型碳化硅晶片的硅面，当所述微观单元位于所述第二坐标轴的正半轴区域时，为所述待辨别导电型碳化硅晶片的碳面
。
[0014]优选的，在上述导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法中，所述对待辨别导电型碳化硅晶体进行处理形成主定位面，包括：
[0015]获取所述待辨别导电型碳化硅晶体的晶向；
[0016]基于所述晶向对所述待辨别导电型碳化硅晶体进行处理形成所述主定位面
。
[0017]优选的，在上述导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法中，所述获取所述待辨别导电型碳化硅晶体的晶向，包括：
[0018]利用
X
射线衍射定向仪获取所述待辨别导电型碳化硅晶体的晶向
。
[0019]优选的，在上述导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法中，所述
X
射线衍射定向仪包括：
X
射线发生器
、
射线接收器
、
夹持模具和测角仪；
[0020]所述夹持模具用于固定所述待辨别导电型碳化硅晶体；
[0021]所述
X
射线发生器用于向所述待辨别导电型碳化硅晶体射出
X
射线；
[0022]所述射线接收器用于获取所述待辨别导电型碳化硅晶体的衍射光线；
[0023]所述测角仪用于测量所述待辨别导电型碳化硅晶体的晶面与所述
X
射线之间的夹角
θ
。
[0024]优选的，在上述导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法中，所述利用
X
射线衍射定向仪获取所述待辨别导电型碳化硅晶体的晶向，包括：
[0025]当所述夹角
θ
的取值为
15
°
47
′
≤
θ
≤17
°
47
′
时，获取峰强最大处；
[0026]基于所述峰强最大处确定所述待辨别导电型碳化硅晶体的晶向
。
[0027]优选的，在上述导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法中，所述对含有所述主定位面的待辨别导电型碳化硅晶体进行处理形成多个待辨别导电型碳化硅晶片，包括：
[0028]利用多线切割机对含有所述主定位面的待辨别导电型碳化硅晶体进行处理形成多个所述待辨别导电型碳化硅晶片
。
[0029]优选的，在上述导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法中，多个所述待辨别导电型碳化硅晶片上的微观单元的尺寸不同
。
[0030]优选的，在上述导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法中，当所述待辨别导电型碳化硅晶片的尺寸的取值为6寸时，所述主定位边的长度的取值范围为
46.2mm
‑
46.7mm。
[0031]优选的，在上述导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法中，所述基于所述主定
位边的朝向，以及所述主定位边与所述微观单元的相对位置关系辨别所述待辨别导电型碳化硅晶片的硅面和碳面，包括：
[0032]将所述待辨别导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种导电型碳化硅晶片硅面和碳面的辨别方法，其特征在于，所述辨别方法包括：对待辨别导电型碳化硅晶体进行处理形成主定位面；对含有所述主定位面的待辨别导电型碳化硅晶体进行处理形成多个待辨别导电型碳化硅晶片，所述待辨别导电型碳化硅晶片包括所述主定位边和微观单元；基于所述主定位边的朝向，以及所述主定位边与所述微观单元的相对位置关系辨别所述待辨别导电型碳化硅晶片的硅面和碳面
。2.
根据权利要求1所述的辨别方法，其特征在于，所述基于所述主定位边的朝向，以及所述主定位边与所述微观单元的相对位置关系辨别所述待辨别导电型碳化硅晶片的硅面和碳面，包括：以所述待辨别导电型碳化硅晶片的几何中心点为坐标原点建立平面坐标系，所述平面坐标系包括第一坐标轴和第二坐标轴，其中所述第一坐标轴平行于所述待辨别导电型碳化硅晶片所在平面，且与所述主定位边的长度方向垂直，所述第一坐标轴由所述坐标原点指向所述主定位边，所述第一坐标轴的指向为所述主定位边的朝向；所述第二坐标轴平行于所述待辨别导电型碳化硅晶片所在平面，且与所述主定位边的长度方向平行，当所述微观单元位于所述第二坐标轴的负半轴区域时，为所述待辨别导电型碳化硅晶片的硅面，当所述微观单元位于所述第二坐标轴的正半轴区域时，为所述待辨别导电型碳化硅晶片的碳面
。3.
根据权利要求1所述的辨别方法，其特征在于，所述对待辨别导电型碳化硅晶体进行处理形成主定位面，包括：获取所述待辨别导电型碳化硅晶体的晶向；基于所述晶向对所述待辨别导电型碳化硅晶体进行处理形成所述主定位面
。4.
根据权利要求3所述的辨别方法，其特征在于，所述获取所述待辨别导电型碳化硅晶体的晶向，包括：利用
X
射线衍射定向仪获取所述待辨别导电型碳化硅晶体的晶向
。5.
根据权利要求4所述辨别方法，其特征在于，所述
X
射线衍射定向仪包括：
X
射线发生器
、
射线接收器
、
夹持模具和测角仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：周凡，郑潮，曾承，王振威，刘勇刚，朱超杰，赵宁，王波，彭同华，杨建，曾江，
申请(专利权)人：江苏天科合达半导体有限公司北京天科合达半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：