[發明專利]一種半導體器件及其制作方法

有效

• 申請號: 202010119889.0
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111216034B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 汪寧;蘇永波;丁芃;王大海;金智
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: B24B37/005
• 分類號: B24B37/005;B24B37/04;B24B37/10;B24B37/14;B24B37/27;H01L21/306
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 溫可睿

本申請提供一種半導體器件及其制作方法，所述制作方法包括：采用GaSb晶圓作為襯底，在正面電路結構已經完成的情況下，對GaSb晶圓背面進行減薄時，采用第一磨盤和研磨液進行減薄，其中，第一磨盤上設置有碳化鎢涂層，通過碳化鎢涂層對GaSb晶圓的表面進行研磨，由于碳化鎢與GaSb晶圓之間，不只是物理研磨，還包括化學反應，且碳化鎢涂層的顆粒粒徑在納米級別，因此，對GaSb晶圓進行處理的減薄過程與拋光過程合二為一，從而能夠減少減薄后拋光的過程，無需對厚度和誤差進行再次進行修整和去除，從而減少了工藝過程，通過一體化減薄和拋光過程，即可達到傳統意義上的鏡面拋光要求。

技術領域

本發明涉及半導體器件制作技術領域，尤其涉及一種半導體器件及其制作方法。

背景技術

銻化鎵(GaSb)是Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體中的新興材料之一，該材料電子遷移率高，帶隙窄，可以制備發光器件、激光器、紅外探測器，光伏電池等，廣泛用于雷達、電子計算機、人造衛星、宇宙飛船等尖端技術中。GaSb具有比Si更優異的電子特性，如高的飽和電子速率及高的電子移動率，等效的GaSb元件和Si元件同時都工作在高頻時，GaSb會具有更少的噪聲。GaSb的另一個優點，它是直接能隙的材料，可以用來發光，它的發光效率比鍺材料更高，不僅可以用來制作發光二極管、光探測器，還可以用來制作半導體激光器。

在GaSb的可靠性實驗當中，大多數樣品均出現在一段時間內，器件熱阻隨時間減小的現象。這是由于較高的試驗溫度使芯片與管殼之間的接觸應力有所改善。對于功率FET,熱阻是一個重要的參數，當器件處于同一功耗和外部環境時,熱阻小，就可以減小溝道溫度，提高器件正常使用狀態的可靠性。通過GaSb材料厚度減薄、刻蝕貫穿GaSb材料的通孔、晶片背面電鍍散熱用大面積金屬薄膜等工藝，可以減小GaSb器件熱阻，從而有效地提高功率器件與電路的可靠性。在GaSb材料背面加工工藝中，減薄和拋光是最關鍵的半導體工藝。且現有技術中硅晶圓的減薄和拋光工藝對GaSb晶圓并不適用，因此亟需開發適用于GaSb晶圓的減薄工藝。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種半導體器件及其制作方法，以解決現有技術中硅晶圓的減薄和拋光工藝對GaSb晶圓并不適用的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種半導體器件制作方法，包括：

提供GaSb晶圓，所述GaSb晶圓包括相對設置的第一表面和第二表面；

在所述第一表面制作形成正面電路結構；

提供承載片；

將所述GaSb晶圓的正面電路結構與承載片貼合；

采用第一磨盤和研磨液對所述GaSb晶圓的第二表面進行一體化減薄拋光，所述第一磨盤上設置有碳化鎢涂層，所述碳化鎢涂層的顆粒粒徑為納米級別，所述碳化鎢涂層用于研磨所述GaSb晶圓。

優選地，所述碳化鎢涂層的顆粒粒徑范圍為500nm-800nm，包括端點值。

優選地，所述研磨液包括：

潤滑劑：PEG聚乙二醇混合物；

表面活性劑：苯磺酸鹽；

分散劑：次氯酸鹽；

去離子水；

PH值調節劑：氨水。

優選地，所述研磨液的各個組成部分的質量比例為：潤滑劑PEG-600 1％～5％，PEG-1000 1％～5％；表面活性劑3％～5％；分散劑1％～4％；去離子水80％～94％；PH值調節劑：0.1％～1％；PH值8～10。

優選地，所述第一磨盤的轉速為100rpm/min～200rpm/min，包括端點值；所述研磨液的流速范圍為2ml/sec～3ml/sec，包括端點值。