碳化硅衬底及其处理方法技术

技术编号：40305757 阅读：16 留言：0更新日期：2024-02-07 20:50

本发明专利技术提出了一种碳化硅衬底及其处理方法，可以应用于晶圆抛光技术领域。上述碳化硅衬底的处理方法包括：在碳化硅衬底具有电路的一面均匀涂覆光刻胶，得到目标碳化硅衬底；使用抛光液对目标碳化硅衬底进行研磨抛光，并利用滴定液与目标碳化硅衬底发生化学反应；以及清洗抛光处理后的目标碳化硅衬底；其中，抛光液包括研磨颗粒、有机溶剂；滴定液包括HF、H<subgt;2</subgt;SO<subgt;4</subgt;、去离子水。本发明专利技术提供的碳化硅衬底的处理方法可以实现研磨抛光和化学反应的分离，从而避免碳化硅衬底的研磨抛光和化学反应所需pH环境不兼容的问题。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶圆抛光，具体涉及一种碳化硅衬底及其处理方法。

技术介绍

1、氮化镓微波功率器件和碳化硅高温高压电力电子器件多基于碳化硅衬底进行电路制备工艺。基于碳化硅衬底的各种高频、高压、高功率器件工作时产生的热量对电路器件性能影响很大，因此碳化硅衬底散热是一个必须解决的难题。目前常通过衬底异质键合技术改善碳化硅衬底的散热性能，提升电学参数，进而提高器件的性能。衬底异质键合技术通常需要在减薄研磨工艺后，使用抛光工艺来降低碳化硅衬底的粗糙度。化学机械抛光(cmp)是目前常用的抛光工艺。

2、在实现本专利技术构思的过程中，专利技术人发现相关技术中至少存在如下问题：现有化学机械抛光技术所使用的抛光液的ph值与碳化硅衬底发生化学反应所需的ph值不兼容，导致碳化硅衬底的化学机械抛光效果不佳。

技术实现思路

1、有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种碳化硅衬底及其处理方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

2、作为本专利技术的一个方面，公开了一种碳化硅衬底的处理方法，包括：在碳化硅衬底具有电路的一面均匀涂覆光刻胶，得到目标碳化硅衬底；使用抛光液对目标碳化硅衬底进行研磨抛光，并利用滴定液与目标碳化硅衬底发生化学反应；以及清洗抛光处理后的目标碳化硅衬底；其中，抛光液包括研磨颗粒、有机溶剂；滴定液包括hf、h2so4、去离子水。

3、根据本专利技术的实施例，其中，研磨颗粒包括莫氏硬度不小于9的颗粒。

4、根据本专利技术的实施例，其

5、根据本专利技术的实施例，其中，莫氏硬度不小于9的颗粒为人造金刚石颗粒。

6、根据本专利技术的实施例，其中，清洗反应后的目标碳化硅衬底包括：使用清洗液清洗反应后的目标碳化硅衬底；以及使用清洗毛刷清洗反应后的目标碳化硅衬底。

7、根据本专利技术的实施例，其中，清洗液的ph值为7.5-8；清洗毛刷对抛光处理后的目标碳化硅衬底的压力为0.1～0.3kg/inch2。

8、根据本专利技术的实施例，其中，光刻胶的厚度为3～5μm。

9、根据本专利技术的实施例，其中，抛光液的喷淋持续时间为3～5秒，喷淋间隔为30～50秒。

10、根据本专利技术的实施例，碳化硅衬底的处理方法还包括：基于抛光盘和夹具固定目标碳化硅衬底；其中抛光盘的转速为40-60rpm，夹具的转速为80-100rpm，夹具的附加压强为0.5-0.9kg/inch2。

11、在本专利技术的另一方面，公开了一种碳化硅衬底的处理方法得到的目标碳化硅衬底。

12、根据本专利技术提供的碳化硅衬底及其处理方法，通过使用抛光液进行研磨抛光，使用滴定液与碳化硅衬底化学反应，可以实现研磨抛光和化学反应的分离，从而避免研磨抛光和化学反应所需的ph环境不兼容的问题。碳化硅衬底与滴定液发生化学反应，不断消耗掉滴定液，减少了滴定液与抛光液之间的接触，从而避免了研磨抛光和化学反应所需的ph环境不兼容的问题；抛光液所含溶剂为有机溶剂(油相)，滴定液为水相，油-水不混溶，进一步减少了滴定液与抛光液之间的接触，实现了研磨抛光和化学反应的分离；进一步的，有机溶剂为中性，滴定液为酸性，可以为碳化硅衬底提供酸性的化学反应环境，避免了研磨抛光和化学反应所需的ph环境不兼容的问题。因此，本专利技术的实施例至少部分的解决了碳化硅衬底的研磨抛光和化学反应所需的ph环境不兼容的技术问题，提高了对碳化硅衬底的化学机械抛光效果，降低了碳化硅衬底的粗糙度。

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【技术保护点】

1.一种碳化硅衬底的处理方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述研磨颗粒包括莫氏硬度不小于9的颗粒。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述莫氏硬度不小于9的颗粒的粒径为20-30nm。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述莫氏硬度不小于9的颗粒为人造金刚石颗粒。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述清洗反应后的所述目标碳化硅衬底包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述清洗液的pH值为7.5-8；

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光刻胶的厚度为3～5μm。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述抛光液的喷淋持续时间为3～5秒，喷淋间隔为30～50秒。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于抛光盘和夹具固定所述目标碳化硅衬底；

10.一种利用权利要求1～9中任一项所述的碳化硅衬底的处理方法得到的目标碳化硅衬底。

【技术特征摘要】

1.一种碳化硅衬底的处理方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述研磨颗粒包括莫氏硬度不小于9的颗粒。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述莫氏硬度不小于9的颗粒的粒径为20-30nm。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述莫氏硬度不小于9的颗粒为人造金刚石颗粒。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述清洗反应后的所述目标碳化硅衬底包括：

6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪宁，白云，王鑫华，
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：

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