[發明專利]一種表面清潔度高的碳化硅襯底及其清潔方法

在審

• 申請號: 202110750285.0
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113488528A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 李加林;劉星;張寧;姜巖鵬;劉家朋
• 申請（專利權）人: 山東天岳先進科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/16
• 分類號: H01L29/16;B08B5/02;H01L21/02
• 代理公司: 北京君慧知識產權代理事務所(普通合伙) 11716
• 代理人: 馮妙娜

本申請公開了一種表面清潔度高的碳化硅襯底及其清潔方法，屬于半導體材料處理技術領域，使用該清潔方法對碳化硅襯底進行清潔，能夠提高碳化硅襯底C面和Si面的表面一致性。清潔后的碳化硅襯底的C面和Si面上，粒徑＞1μm的顆粒個數＜10個，粒徑在0.5μm?1μm的顆粒個數＜20個，粒徑在0.1μm?0.5μm的顆粒個數＜30個，粒徑在0.02μm?0.1μm的顆粒個數＜70個。

技術領域

本申請涉及一種表面清潔度高的碳化硅襯底及其清潔方法，屬于半導體材料處理技術領域。

背景技術

碳化硅是典型的寬禁帶半導體材料，是繼硅、砷化鎵之后的第三代半導體材料代表之一。碳化硅材料具有高熱導率、高擊穿場強、高飽和電子遷移率等優異特性，成為制備高溫、高頻、高功率及抗輻射器件的熱門材料之一。

外延技術是碳化硅基器件制備過程中的核心技術，外延質量的好壞直接決定了碳化硅基器件的性能、壽命、穩定性等關鍵技術指標，在行業內具有舉足輕重的地位。提高外延質量除了對外延工藝參數要求較嚴格外，對碳化硅襯底本身質量也有很高要求。為提高碳化硅襯底的一致性并提高表面質量，目前市場上通用的方法是對碳化硅晶體進行切、磨、拋、洗等加工操作，獲得一致性較高的外延用碳化硅襯底。

碳化硅襯底的加工過程提高了襯底表面質量的一致性，便于大規模碳化硅襯底的外延生長，但襯底表面加工過程中的切、磨、拋、洗工序不可避免的破壞了襯底表面原有的生長信息，且襯底表面會殘留大量顆粒，傳統清洗方式無法有效去除，特別是加工原料殘留顆粒強力吸附在襯底表面，這些顆粒的存在增大襯底表面的粗糙程度，對外延質量造成嚴重影響，誘發微管、多型、位錯、層錯、胡蘿卜缺陷、三角、臺階束等質量缺陷。此外，由于碳化硅襯底C面和Si面的物理特性本身存在較大差異，C面顆粒相比于Si面顆粒更加難以去除，在同等清洗條件下C面顆粒殘留數量會遠大于Si面，這種差異也會對外延質量造成一定影響，進而影響碳化硅基器件的整體性能。

發明內容

為了解決上述問題，本申請提出了一種表面清潔度高的碳化硅襯底，該碳化硅襯底的C面和Si面兩個表面殘留的顆粒數量均較少，將該碳化硅襯底用于生長外延層時，能夠提高外延層的質量，提升碳化硅基器件的整體性能。

該碳化硅襯底具有第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面上，粒徑＞1μm的顆粒個數＜10個，粒徑在0.5μm-1μm的顆粒個數＜20個，粒徑在0.1μm-0.5μm的顆粒個數＜30個，粒徑在0.02μm-0.1μm的顆粒個數＜70個。

其中粒徑在0.5μm-1μm范圍的顆粒個數，是指顆粒的粒徑大于0.5μm，不包括0.5μm，并且粒徑小于等于1μm的個數；同理粒徑在0.1μm-0.5μm，是指顆粒粒徑大于0.1μm，不包括0.1μm，并且粒徑小于等于0.5μm；粒徑在0.02μm-0.1μm，是指顆粒粒徑大于0.02μm，不包括0.02μm，并且粒徑小于等于0.1μm。

優選的，所述第一表面和第二表面上，粒徑＞1μm的顆粒個數＜5個，粒徑在0.5μm-1μm的顆粒個數＜10個，粒徑在0.1μm-0.5μm的顆粒個數＜10個，粒徑在0.02μm-0.1μm的顆粒個數＜40個。

更優選的，所述第一表面和第二表面上，粒徑＞1μm的顆粒個數＜3個，粒徑在0.5μm-1μm的顆粒個數＜5個，粒徑在0.1μm-0.5μm的顆粒個數＜5個，粒徑在0.02μm-0.1μm的顆粒個數＜10個。

最優選的，所述第一表面和第二表面上，粒徑＞1μm的顆粒個數＜1個，粒徑在0.5μm-1μm的顆粒個數＜5個，粒徑在0.1μm-0.5μm的顆粒個數＜5個，粒徑在0.02μm-0.1μm的顆粒個數＜10個。

上述所述的第一表面和第二表面分別指的是碳化硅襯底的C面和Si面。