[發(fā)明專利]SiC晶片制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911367656.6
• 申請(qǐng)日: 2019-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111215766A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳蛟;宋華平;楊軍偉;簡(jiǎn)基康;王文軍;陳小龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松山湖材料實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): B23K26/50
• 分類號(hào): B23K26/50;B23K26/70
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 袁燕清

本發(fā)明公開(kāi)了一種SiC晶片制造方法，其包括如下步驟：(1)預(yù)備SiC晶錠；(2)設(shè)置激光輻射路徑；(3)提供氣源；(4)分離。本發(fā)明提供的方法步驟簡(jiǎn)潔，易于實(shí)現(xiàn)，合理設(shè)置由外而內(nèi)的激光輻射路徑，為氣體的進(jìn)入提供及時(shí)、有效地通道；在SiC晶錠被激光輻照時(shí)，引入氣體發(fā)生器，為副產(chǎn)物的移除提供源源不斷的氣體式動(dòng)力和反應(yīng)氣源，有效加速SiC分離層的激光燒蝕與分解，同時(shí)氣體與副產(chǎn)物中的碳等化學(xué)反應(yīng)以及配合物理吹掃移除副產(chǎn)物，避免出現(xiàn)已分解產(chǎn)物重新結(jié)晶滯留以及已分解產(chǎn)物阻礙激光再燒蝕分離層的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)SiC晶片快速?gòu)腟iC晶錠中分離出來(lái)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及SiC晶片制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種SiC晶片制造方法。

背景技術(shù)

作為第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料之一，碳化硅(SiC)具有寬帶隙、高熱導(dǎo)率、高飽和電子遷移率及強(qiáng)抗輻射能力等優(yōu)異性能，在電力電子器件、射頻微波器件等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。

制作SiC器件需要SiC晶片。一般地，SiC晶片是從圓柱狀的SiC晶錠切割得到；而在這一工序中，SiC晶錠的大部分材料被浪費(fèi)，增加了制造成本。該工序引入激光技術(shù)后，出現(xiàn)了一些改良方法。

如公開(kāi)號(hào)“CN 108447783 A”，名稱為“SiC晶片的生成方法”公開(kāi)了一種SiC晶片的生成方法，用激光聚焦在單晶SiC晶錠的內(nèi)部，形成剝離層，同時(shí)借助超聲波技術(shù)，實(shí)現(xiàn)SiC晶片從SiC晶錠剝離。

公開(kāi)號(hào)“CN 102947493 B”，名稱為“用于分離襯底晶片的方法”公開(kāi)了一種用于分離襯底晶片的方法，在半導(dǎo)體單晶體分離半導(dǎo)體層的過(guò)程中，先借助激光輻照分離面，后使用選擇性刻蝕(包含酸液或堿液的濕法刻蝕)移除已改性的分離面，從而得到薄單晶半導(dǎo)體層。

中國(guó)專利CN 105899325 B，名稱為“借助于激光處理和溫度誘導(dǎo)的應(yīng)力的組合的晶片制造法”公開(kāi)了一種借助于激光處理和溫度誘導(dǎo)的應(yīng)力的組合的晶片制造法，用激光輻照固體內(nèi)部產(chǎn)生缺陷層，再使目標(biāo)分離層的溫度低于原固體溫度，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)分離層的自分離。

雖然上述方法能實(shí)現(xiàn)SiC晶片從SiC晶錠剝離，但是在SiC激光輻照工藝中，單晶SiC被激光輻照后，會(huì)生成無(wú)定型碳硅化合物、硅以及碳等產(chǎn)物。因此，已分解產(chǎn)物的滯留勢(shì)必影響SiC分離層的激光燒蝕與分解，從而阻礙SiC晶片的分離。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述的不足，本發(fā)明目的在于，提供一種采用由外而內(nèi)的激光輻射路徑并配合氣流加速SiC分離層的激光燒蝕與分解，實(shí)現(xiàn)SiC晶片快速分離的SiC晶片制造方法。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，所提供的技術(shù)方案是：一種SiC晶片制造方法，其包括如下步驟：

一種SiC晶片制造方法，其包括如下步驟：

(1)預(yù)備SiC晶錠：預(yù)備SiC晶錠，所述SiC晶錠至少包含待分離的SiC晶片，以及SiC晶錠分離SiC晶片后的SiC余料，其中SiC晶片與SiC余料通過(guò)分離層結(jié)合；

(2)設(shè)置激光輻射路徑：設(shè)置激光在SiC晶錠上的輻射路徑，將激光的聚光點(diǎn)定位在分離層上，所述激光對(duì)SiC晶錠具有透過(guò)性的波長(zhǎng)，所述輻射路徑沿著SiC晶錠的外圍區(qū)域向中心區(qū)域的方向；由外而內(nèi)的激光輻射路徑，為氣體的進(jìn)入提供及時(shí)、有效地通道；

(3)提供氣源：引入氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器產(chǎn)生一定流速的氣體吹向分離層，所述氣體至少包含氧元素；氣體發(fā)生器能為副產(chǎn)物的移除提供源源不斷的氣體式動(dòng)力和反應(yīng)氣源；

(4)分離：SiC晶片與SiC余料分離，制得SiC晶片。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述激光的激光光子的能量小于SiC晶體帶隙值對(duì)應(yīng)的能量。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述氣體的流速大于或等于1mL/min。