[發明專利]一種SiC晶圓的深孔清洗方法

在審

• 申請號: 201710552614.4
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107180748A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 王珺楠
• 申請（專利權）人: 成都海威華芯科技有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;B08B3/08
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙)51223
• 代理人: 徐豐

技術領域

本發明屬于半導體制造技術領域，具體涉及一種SiC晶圓的深孔清洗方法。

背景技術

作為第三代寬禁帶化合物半導體器件的GaN HEMT在功率輸出、頻率特性等方面具有優良的特性，使其在高溫、高頻、大功率器件方面有著很好的應用前景，目前在國內外得到了廣泛的研究。由于缺少單晶作為襯底，目前GaNHEMT都采用異質外延得到，所用的襯底材料主要有藍寶石、Si和SiC。藍寶石熱導率低，無法滿足大功率器件的散熱要求，限制了器件的功率輸出能力；而Si上大功率器件的射頻特性，無法滿足器件的高頻應用要求；SiC由于與GaN具有較小的晶格失配，在4H或者6H-SiC半絕緣襯底上容易生長獲得低缺陷密度的GaN外延材料，結合SiC高的熱導率，將有助于發揮SiC基AlGaN/GaN、InGaN/GaN、GaN HEMT的微波性能，因而SiC是進行高性能應用時首選襯底材料。

在HEMT半導體器件的生產過程中，需要清洗刻蝕出的深孔，而深孔清洗直接關系著半導體器件的最終功能的實現。深孔通常經過ICP干法蝕刻制程形成，刻蝕深度可以達到100um。然而，在干法蝕刻過程中會產生聚合物，尤其是SiC基GaN器件，SiC和GaN材料本身的惰性，使室溫下一般的化學物質無法對它們進行快速有效地腐蝕，只能采用基于等離子體的干法刻蝕技術刻蝕形成所需的接地通孔。目前，對于GaAs材料器件和Si基GaN中，通常采用光刻膠作為刻蝕背孔的掩膜，而刻蝕后的聚合物和光刻膠一般采用普通的有機溶劑或者像是硫酸+雙氧水就可以將其清洗干凈。但是對于SiC這種第三代半導體材料，光刻膠通常都無法在F基等離子體環境下保留太久的時間，因而一般采用金屬掩膜如鎳層，但是這樣一來就會生成不同于光阻的聚合物，主要成分為F/Ni/Si/C，所以無法延用和GaAs、Si等現已成熟的工藝方法。如果無法在清洗過程中將聚合物完全清洗干凈，就會直接影響后續鍍金制程中形成的金屬層的導通能力，繼而導致器件的接地性能受到影響，而嚴重影響成品的性能、成品率及可靠性。

對SiC晶圓深孔清洗的方式之一是采用硫酸、雙氧水及去離子水進行清洗，但是硫酸黏度大，不容易進入到深孔中，且硫酸配制過程中涉及到濃硫酸的稀釋，稀釋過程中會產生大量的熱，操作非常不安全。另外一種方式是不對SiC晶圓深孔進行清洗，直接濺射背面導電層金屬Au來達到連通源端散熱的目的，但是此方法浪費嚴重，多用于2英寸的SiC晶圓研發，不適用于6英寸SiC基GaN材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可以對SiC晶圓的深孔進行徹底清洗的方法。

為達到上述要求，本發明采取的技術方案是：提供一種SiC晶圓的深孔清洗方法，包括以下步驟：

S1、采用硝酸溶液對刻蝕通孔后的SiC晶圓進行第一次清洗；

S2、采用另一份硝酸溶液對SiC晶圓進行第二次清洗；

S3、采用純水對SiC晶圓進行第三次清洗；

S4、對SiC晶圓進行干燥。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)采用硝酸溶液作為清洗劑，配制簡單，操作安全，并且成本低；

(2)通過超聲波震動，增加硝酸在深孔中的流動速度和交換比，使孔能夠浸沒在硝酸溶液中，同時超聲波震動會讓聚合物與SiC晶圓背孔側壁產生裂縫；通過加熱清洗劑，提高硝酸溶液的氧化性，從而能夠完全清洗深孔中的聚合物，保證半導體器件的成品性能、成品率及可靠性。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，在這些附圖中使用相同的參考標號來表示相同或相似的部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明的流程示意圖。

具體實施方式

為使本申請的目的、技術方案和優點更加清楚，以下結合附圖及具體實施例，對本申請作進一步地詳細說明。為簡單起見，以下描述中省略了本領域技術人員公知的某些技術特征。

如圖1所示，本實施例提供一種SiC晶圓的深孔清洗方法，包括以下步驟：

S1、采用硝酸溶液對刻蝕通孔后的SiC晶圓進行第一次清洗；

在本實施例中，第一次清洗的方式為浸泡或噴射，當清洗方式為浸泡時，水浴加熱硝酸溶液至40℃，浸泡時間為120分鐘。浸泡全程加入超聲波震動，超聲波功率為300w，頻率為雙頻40KHz和120KHz。

S2、采用另一份硝酸溶液對SiC晶圓進行第二次清洗；