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[發(fā)明專利]SiC基板的制造方法在審

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 201380065498.3 申請日: 2013-11-28
公開(公告)號: CN104854683A 公開(公告)日: 2015-08-19
發(fā)明(設(shè)計)人: 佐佐木有三 申請(專利權(quán))人: 昭和電工株式會社
主分類號: H01L21/3065 分類號: H01L21/3065;C30B29/36
代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247 代理人: 劉航;段承恩
地址: 日本*** 國省代碼: 日本;JP
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: sic 制造 方法
【說明書】:

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及SiC基板的制造方法。

本申請基于在2012年12月18日在日本提出的專利申請2012-276164號要求優(yōu)先權(quán),將其內(nèi)容援引于此。

背景技術(shù)

作為針對地球溫室化的對策,需求節(jié)能技術(shù)的提高。其中,減少電力轉(zhuǎn)換時的能量損失的電力電子技術(shù)被定位為基礎(chǔ)技術(shù)。電力電子技術(shù)一直以來使用硅(Si)半導體進行了技術(shù)改良,但從硅的材料物性的界限來看,其性能提高也正在接近于極限。因此,期待聚集在具有比硅高的物性界限的碳化硅(SiC)上。碳化硅相對于硅,具有例如能帶隙約為3倍、擊穿電場強度約為10倍、熱導度約為3倍的優(yōu)異的物性,可期待應用于功率器件、高頻器件、高溫動作器件等。

在此,作為SiC器件的基板可使用SiC外延晶片。SiC外延晶片可通過以下方式制造:在從SiC的塊狀晶體(錠)切取的SiC單晶晶片(以下也稱為“SiC基板”)上,采用化學氣相沉積法(CVD法)形成成為SiC器件的活性區(qū)域的SiC外延膜。

然而,為提高SiC器件的特性,對SiC基板的表面之中外延生長的表面(以下也稱為“外延生長面”)要求高的平坦性、平滑性等,因此要求針對從SiC的塊狀晶體(錠)切取的SiC單晶晶片的表面的高的加工精度。

為了使從錠切取的SiC基板的表面平坦化,例如,對圖9所示那樣的SiC基板11的比較粗糙的表面11a,如圖10所示那樣通過機械加工使表面平坦化直到?jīng)]有高低差為止。該機械加工,一般地通過加工速度較快的磨盤研磨(lap)加工來進行。磨盤研磨加工是在平坦的平臺之間夾持SiC基板,一邊供給研磨劑一邊使平臺旋轉(zhuǎn)來削掉SiC基板的表面的加工。此時的加工量也取決于表面11a的表面粗糙度、起伏的程度,但有時達到幾十微米左右。磨盤研磨加工時,如果加工量僅磨削了原來的SiC基板表面的高低差則不會變得平坦。因此,在以與原來的高低差相同的加工量停止磨削的情況下,在接下來的使用金剛石磨粒的研磨加工中加工量增大。由于使用金剛石磨粒的研磨的加工速度慢,因此如果研磨加工時的加工量增大,則其加工時間大幅度增大。因此,在該工序中如圖10所示,需要以加工前的SiC基板的高低差以上的加工量進行磨盤研磨加工,成為增大截口損失的原因。

另外,磨盤研磨加工后的SiC基板11的新的表面12a,由于磨盤研磨加工的影響,會形成厚度為5~10μm左右的加工變質(zhì)層12。因此,如圖11所示,為除去加工變質(zhì)層12,進行使用粒徑為1μm左右的金剛石磨粒的研磨加工。該研磨加工,將無紡布等研磨布貼附在平臺的加工面上,使用比磨盤研磨劑微細的研磨劑。因此該研磨加工的加工速度慢,需要幾小時左右的加工時間。這樣需要長時間的原因是由于SiC自身與硅等相比具有極高的硬度。

另外,研磨加工后的SiC基板11的新的表面11b是在光學上平坦的鏡面,但有時會產(chǎn)生研磨痕11c,另外,也有表面的損傷,因此為了最終形成外延生長面,進行CMP(Chemical?Mechanical?Polishing)表面加工處理。該CMP加工的加工速度非常慢,因此為了除去在利用金剛石的研磨加工中殘留的研磨痕和表面損傷,需要長時間的加工時間。

如上所述,以往為了SiC基板的表面的平坦化,必須將SiC基板的表層除去幾十μm以上(d3)而形成新的面,產(chǎn)生除去了SiC的量的材料損失。另外,SiC基板的硬度高,因此用于平坦化的研磨、磨削等的機械加工需要長時間。

而且,在從錠切取SiC基板時,也會產(chǎn)生與切削余量相當?shù)膿p失。一般將該切削余量的損失和先前的SiC基板的表面平坦化時的材料損失合起來稱為截口損失(切口損失:Kerf-loss)。為了從一個SiC錠得到哪怕多一枚的SiC基板,需要減少截口損失。

在專利文獻1中,作為以實用的速度容易地除去在從SiC錠切取晶片時產(chǎn)生的加工變質(zhì)層的方法,記載了采用氣相蝕刻法除去加工變質(zhì)層的一部分的方法。

另外,在專利文獻2中,作為一邊抑制、除去在從SiC錠切取晶片時和在表面磨削中產(chǎn)生的起伏,一邊使其平坦化的方法,記載了將固化性材料涂布于晶片表面并使其固化,同時磨削該固化性材料和晶片,使晶片平坦化的方法。

在先技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2004-168649號公報

專利文獻2:日本特開2011-103379號公報

發(fā)明內(nèi)容

但是,即使是專利文獻1或2中記載的方法,制造SiC基板時的截口損失的減少、表面的平坦化處理所需的時間的縮短也是不充分的。

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該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息,商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于昭和電工株式會社,未經(jīng)昭和電工株式會社許可,擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作,請聯(lián)系【客服

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說明:

1、專利原文基于中國國家知識產(chǎn)權(quán)局專利說明書;

2、支持發(fā)明專利 、實用新型專利、外觀設(shè)計專利(升級中);

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