[發明專利]一種SiC單晶晶片的加工方法

有效

• 申請號: 200910243519.1
• 申請日: 2009-12-24
• 公開（公告）號: CN102107391A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 張賀;胡伯清;黃青松;王錫明;陳小龍;彭同華
• 申請（專利權）人: 北京天科合達藍光半導體有限公司;中國科學院物理研究所
• 主分類號: B24B37/00
• 分類號: B24B37/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種碳化硅單晶晶片的加工方法，該方法通過機械研磨和化學拋光得到的碳化硅單晶晶片表面最大限度消除了表面缺陷和損傷層，其特征在于該方法包括如下步驟：

(1)先將碳化硅單晶晶體切割成碳化硅單晶晶片，所述晶片的厚度比成品要求厚度多出一定的加工余量，并進行清洗；

(2)將清洗后的碳化硅單晶晶片進行雙面研磨，以去除約三分之二的加工余量；

(3)將雙面研磨后的碳化硅單晶晶片進行單面擺臂式粗磨，粗磨后的碳化硅單晶晶片厚度接近成品要求厚度；

(4)將上述接近成品要求厚度的晶片進行單面擺臂式精磨，精磨后的碳化硅單晶晶片表面劃痕總長度不大于碳化硅單晶晶片半徑，深度小于5納米；

(5)將經上述精磨后的碳化硅單晶晶片進行單面擺臂式化學機械拋光，所述拋光后的碳化硅單晶晶片表面劃痕總長度不大于碳化硅單晶晶片半徑，晶片表面粗糙度(RMS)小于0.5納米；

(6)將經上述拋光后的碳化硅單晶晶片清洗后封裝。

2.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述加工余量是指碳化硅單晶晶片在機械研磨和化學拋光過程中被去除的厚度，根據不同加工精度和厚度的要求，加工余量是20-200微米。

3.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述清洗是去除碳化硅單晶晶片表面吸附的大顆粒雜質，這些雜質在雙面研磨過程中影響碳化硅單晶晶片表面的質量，或引起不必要的劃傷。

4.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述雙面研磨，是指碳化硅單晶晶片放置于雙面研磨機上、下研磨盤之間，碳化硅單晶晶片上表面和下表面同時受到研磨。

5.按照權利要求4的方法，其特征在于，所述雙面研磨采用下研磨盤轉速每分鐘小于100轉，研磨壓力根據不同的加工要求采用以下三種設定標準之一或組合使用：

(a)輕壓技術，是指每片2英寸碳化硅單晶晶片承受小于1公斤的壓力；

(b)中壓技術，是指每片2英寸碳化硅單晶晶片承受的壓力在1-3公斤之間；

(c)重壓技術，是指每片2英寸碳化硅單晶晶片承受的壓力大于3公斤。

6.按照權利要求5的方法，其特征在于，所述雙面研磨采用的金剛石磨料的顆粒度為2-4微米，配置好的液態金剛石磨料以連續流液的方式供應，供液速度每分鐘大于20毫升。

7.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述單面擺臂式粗磨是指碳化硅晶片使用粘接劑粘接在陶瓷盤上，陶瓷盤安裝在機械研磨臂上，陶瓷盤在下研磨盤上旋轉的同時，還可在機械研磨臂擺動下在下研磨盤上進行水平移動，以減少陶瓷盤單純旋轉時造成的碳化硅單晶晶片表面去除量失衡問題：由于遠離碳化硅單晶晶片中心處的旋轉線速度快，造成該處表面的去除量大，接近碳化硅單晶晶片中心處的旋轉線速度小，造成該處表面的去除量小，從而使得碳化硅單晶晶片表面偏離目標平面成為斜面。

8.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述單面擺臂式粗磨采用下研磨盤轉速每分鐘小于200轉，粗磨時碳化硅單晶晶片承受的壓力根據不同的加工要求采用以下兩種設定標準之一或組合使用：

(a)輕壓技術，是指每片2英寸碳化硅單晶晶片承受不大于3公斤的壓力；

(b)重壓技術，是指每片2英寸碳化硅單晶晶片承受大于3公斤的壓力。

9.按照權利要求8的方法，其特征在于，所述單面擺臂式粗磨中，采用輕壓技術時的研磨時間為1小時以上；采用重壓技術時的研磨時間為1小時以上。

10.按照權利要求8的方法，其特征在于，所述單面擺臂式粗磨中金剛石磨料以噴霧形式間斷供應，平均每隔3-10秒供應一次，供應時長為1秒以上，供料速度每秒小于5毫升，金剛石磨料粒度為1微米以下。

11.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述單面擺臂式精磨是指碳化硅單晶晶片使用粘接劑粘接在陶瓷盤上，陶瓷盤安裝在機械研磨臂上，陶瓷盤在下研磨盤上旋轉的同時，還可在機械研磨臂擺動下在下研磨盤上進行水平移動，以減少陶瓷盤單純旋轉時造成的碳化硅單晶晶片表面去除量失衡問題：由于遠離碳化硅單晶晶片中心處的旋轉線速度快，造成該處表面的去除量大，接近碳化硅單晶晶片中心處的旋轉線速度小，造成該處表面的去除量小，從而使得碳化硅單晶晶片表面偏離目標平面成為斜面。