[發明專利]SiC基板的制造方法

在審

• 申請號: 201380064310.3
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN104838478A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 佐佐木有三;鈴木賢二
• 申請（專利權）人: 昭和電工株式會社
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉航;段承恩

技術領域

本發明涉及SiC基板的制造方法，特別是涉及具有對SiC基板、或在表面側層疊有外延層的SiC基板的表面進行研磨來將其平坦化的工序的、SiC基板的制造方法。

本申請基于在2012年12月12日在日本提出的專利申請2012-271578號要求優先權，將其內容援引于此。

背景技術

碳化硅(SiC)與硅(Si)相比，具有擊穿電場大一個數量級、并且帶隙大3倍、而且熱導率高3倍左右等特性，因此可期待應用于功率器件、高頻器件、高溫動作器件等。因此，近年來，SiC基板被用作為半導體器件的基板。

上述的SiC基板，例如，由采用升華法等制作的SiC的塊狀單晶錠制造，通常通過下述步驟得到：將錠的外周磨削，加工成圓柱狀后，使用線鋸等切片加工成圓板狀，將外周部倒角(chamfering)，加工成規定的直徑。進而，對圓板狀的SiC基板的表面，采用機械磨削法實施磨削處理由此使凹凸和平行度整齊，然后，通過對表面實施CMP(Chemical?Mechanical?Polishing：化學機械研磨)法等的機械化學研磨，將一面或兩面精加工成為鏡面。這樣的SiC基板的磨削、研磨，除了除去由于切片加工而產生的起伏、加工應變以外，還以將SiC基板表面平坦化等為目的而進行。

上述的CMP法是兼具化學作用和機械作用這兩者的研磨方法，因此不會對SiC基板造成損傷，能夠穩定地得到平坦的表面。因此，CMP法作為在SiC半導體器件等的制造工序中將SiC基板表面的起伏和/或在SiC基板表面層疊外延層而成的晶片上的、由配線等導致的凹凸平坦化的方法，被廣泛地采用。

另外，使用SiC基板而成的晶片，通常，通過采用化學氣相沉積法(Chemical?Vapor?Deposition：CVD)在由上述步驟得到的SiC基板之上使成為SiC半導體器件的活性區域的SiC外延膜生長而制造。另一方面，在將從SiC單晶錠切片而得到的SiC基板，以表面產生了凹凸和/或起伏的狀態原樣地使用的情況下，在SiC基板表面形成的外延層表面也產生凹凸等。因此，在制造在SiC基板上使SiC外延膜生長而成的晶片時，進行以下處理：預先采用CMP法研磨SiC基板表面，并且在SiC外延膜生長后，也與上述同樣地采用機械磨削法進行磨削處理、以及采用CMP法進行精研磨，由此將基板表面、即晶片表面平坦化。

在此，以在SiC基板表面殘存有起伏和/或加工應變的狀態，在其上使外延層生長，進而在該外延層上形成晶體管、二極管等半導體元件，來制造半導體裝置的情況下，難以得到由SiC原本優異的物性值所期待的電特性。因此，如上述那樣的SiC基板表面的平坦化處理是非常重要的工序。

一般地，作為除去SiC基板表面的起伏和加工應變的處理，例如，采用磨盤研磨(lap研磨)等機械式研磨法是有效的，另外，對于表面的平坦化，例如使用粒徑為1μm以下的金剛石的研磨、使用#10000以上的粒度號高的磨石的磨削是有效的。而且，作為使SiC外延膜生長之前的SiC基板表面的精加工、和形成SiC外延膜之后的晶片的精加工，為了使表面粗糙度Ra＜0.1μm，一般采用CMP法進行研磨加工。

關于以往的、采用CMP法研磨SiC基板表面的方法，利用圖6、7在以下進行說明。

如圖6所示，在切片后采用機械磨削法磨削了表面的SiC基板100，被安裝于CMP研磨機200所具備的可旋轉的SiC基板支持部201。然后，將SiC基板100按壓在貼附于旋轉平臺202表面的研磨墊202a上，并且一邊從漿液噴嘴203向研磨墊202a與SiC基板100的界面供給漿液204，一邊使SiC基板支持部201旋轉，由此研磨SiC基板100的研磨面(表面)100a。

但是，即使采用上述的以往方法使SiC基板100平坦化，在利用CMP法的研磨加工來研磨SiC基板100的加工初期的階段，如圖6中所示，研磨面100a也發生劃痕傷300。這是由于在CMP研磨加工的初期階段，通過將SiC基板的研磨面100a按壓在研磨墊202a上的動作、和安裝于SiC基板支持部201的SiC基板100旋轉的動作，導致在基板表面容易發生劃痕傷300。在此，對SiC基板100進行CMP研磨加工的情況下，作為漿液使用的膠體二氧化硅的平均粒徑一般為0.2～0.5μm左右，由CMP研磨加工的除去量和殘存劃痕傷的關系，可推測劃痕傷300的深度大致為0.5μm以下。在CMP研磨加工中發生這樣的劃痕傷300的情況下，如圖7所示，成為從SiC基板支持部201取下SiC基板100后，在研磨面100a也殘存有劃痕傷300的狀態，存在成品率降低的問題。