[發明專利]減薄砂輪及其組件、減薄碳化硅襯底及減薄方法與應用

有效

• 申請號: 202011548722.2
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112706085B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 汪良;張潔;王旻峰
• 申請（專利權）人: 湖南三安半導體有限責任公司
• 主分類號: B24D7/06
• 分類號: B24D7/06;B24D7/16;B24B41/06;B24B7/22;B24B49/00;H01L29/16
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

本申請提供了一種減薄砂輪及其組件、減薄碳化硅襯底及減薄方法與應用，涉及碳化硅加工技術領域。該減薄砂輪包括砂輪底座由多個減薄齒沿砂輪底座的周向依次首尾連接而成的減薄基底，減薄基底不含金剛石固體。該減薄砂輪能夠避免在減薄碳化硅過程中造成深淺不一的劃痕，能降低碳化硅襯底的損耗和加工成本。含上述減薄砂輪的碳化硅減薄組件能有效地對碳化硅進行減薄。采用上述組件進行減薄操作，可降低減薄后碳化硅襯底表面的劃傷深度，甚至降低碳化硅襯底表面的損傷層，提高減薄后襯底表面的光潔度，此外，還能減少減薄過程中的襯底破損率，提高襯底加工的合格率。所得的減薄碳化硅襯底表面光潔，合格率高，其可進一步用于加工半導體器件。

技術領域

本發明涉及碳化硅加工領域，具體而言，涉及一種減薄砂輪及其組件、減薄碳化硅襯底及減薄方法與應用。

背景技術

碳化硅單晶材料因其自身寬禁帶、高熱導率、高擊穿電場及高抗輻射能力等特點，其制成的半導體器件能夠滿足對當今對高功率和強輻射器件的需求，是制備高溫、高頻、高功率和抗輻射器件的理想襯底材料，并在混合動力汽車、高壓輸電、LED照明和航天航空等領域嶄露頭角，而生長高質量的SiC晶體則是實現這些SiC基器件的優異性能的基礎。

SiC晶體的硬度可以達到莫氏9.2，僅次于金剛石的硬度。所以在碳化硅晶體的加工過程中，可以減薄碳化硅晶體的物質只有金剛石和碳化硼，又由于碳化硼的易碎性，在減薄的過程中容易造成碳化硅晶片邊緣與中間的厚度及粗糙度不一致。經碳化硼加工完的碳化硅襯底，拋光很難再改善碳化硅襯底的面型。所以在碳化硅減薄的過程中采用金剛石作為減薄磨料完全避免了厚度及粗糙度不一致的現象。目前采用金剛石減薄碳化硅襯底只有制作成金剛石減薄砂輪這一種方式。

制作成金剛石減薄砂輪對碳化硅襯底進行減薄，是目前減薄碳化硅襯底的唯一方式。請結合圖1至圖4，金剛石減薄砂輪是通過金屬或樹脂、陶瓷等粘合劑材質與一定粒徑的金剛石粉進行混合，然后通過粘合劑將金剛石粉固定在與減薄機相匹配的減薄砂輪底座上。其原理與磨床的砂輪類似，即金剛石粉固定在粘合劑里面，通過對減薄砂輪的修整，使表面的粘合劑剝離掉一部分，將固結在粘合劑中的部分金剛石粉露出。在減薄碳化硅襯底的過程中，粘合劑固定住金剛石粉，在碳化硅襯底表面進行減薄研磨。因為金剛石比碳化硅硬度高，在減薄機械力的作用下，金剛石粉將碳化硅襯底表面進行剝離，從而完成對碳化硅襯底的減薄工作。

因為金剛石粉是固結在粘合劑中，在對碳化硅襯底進行減薄的過程中金剛石粉的可以是固定不動的。所以當露出粘合劑表面較多的金剛石粉顆粒將造成碳化硅表面較深的劃痕。金剛石粉的顆粒粒徑是有一定分布的，在粘合劑表面將會有露出較多及較少的金剛石，這樣在減薄碳化硅過程中將造成深淺不一的劃痕。而深劃痕將會增加碳化硅襯底后續加工中去除不掉部分劃痕的可能，或增加更多的去除量才能去除所有的劃痕。如果為了保證襯底表面劃痕全部去除而增加后續工序的去除量，這樣將會增加后續工序的耗材成本，也同時需要更厚的碳化硅襯底，同樣增加了碳化硅襯底的損耗。

目前碳化硅襯底的材料成本還是比較昂貴，怎么樣減少材料損耗，降低耗材的使用量，從而降低后續加工的成本成為一個需要解決的問題。

鑒于此，特提出本申請。

發明內容

本申請的第一目的包括提供一種減薄砂輪以解決上述技術問題。

本申請的第二目的包括提供一種含有上述減薄砂輪的碳化硅減薄組件。

本申請的第三目的包括提供一種碳化硅減薄方法。

本申請的第四目的包括提供一種由上述碳化硅減薄方法加工得到的減薄碳化硅襯底。

本申請的第五目的包括提供一種含有上述減薄碳化硅襯底的半導體器件。

本申請可以這樣實現：