[發明專利]碳化硅晶片及其制備方法

在審

• 申請號: 202110850949.0
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN114078690A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 林欽山
• 申請（專利權）人: 環球晶圓股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 宋興;臧建明

本發明提供一種碳化硅晶片及其制備方法，所述碳化硅晶片在離碳化硅晶片邊緣的5mm的范圍面積內，不存在由基面差排缺陷所聚集形成的小角度晶界，且碳化硅晶片的彎曲度小于15μm。

技術領域

本發明涉及一種碳化硅晶片，尤其涉及一種具有高平坦度的碳化硅晶片及其制備方法。

背景技術

碳化硅晶片一般是由種晶通過晶體成長工藝形成晶體/晶碇，再對晶體/晶碇進行切割而成。若是所使用的種晶表面不平整，或是有損傷或具有基面差排缺陷(basal planedislocation；BPD)，這容易導致晶體的成長方向不一，進而產生更多的缺陷。若是成長后的晶體的基面差排缺陷因分布集中成條列狀而形成小角度晶界(low angle grainboundary)時，這會造成應變應力無法分散。一般來說，小角度晶界是指晶粒內部位相差稍有差異的亞晶粒之間的界面，其由位相差小于15°的相鄰晶粒所組成的。

經由本發明人實驗所發現，具有小角度晶界的晶體在經過切割與加工后，所得到的碳化硅晶片/芯片的幾何形貌會變大，例如，晶片的翹曲度(warp)與彎曲度(bow)容易偏大到50μm以上的程度。有鑒于此，如何控制基面差排缺陷減少或避免小角度晶界的產生，并提供具有高平坦度的碳化硅晶片為目前需解決的問題。

發明內容

本發明提供一種碳化硅晶片及其制備方法，其能夠制備僅有小量或是無小角度晶界產生的碳化硅晶片，因此晶片經加工后仍可達到高平坦度。

本發明提供一種碳化硅晶片，其中在離所述碳化硅晶片邊緣的5mm的范圍面積內，不存在由基面差排缺陷所聚集形成的小角度晶界，且所述碳化硅晶片的彎曲度小于15μm。

在本發明的實施例中，所述碳化硅晶片經所述研磨拋光后的翹曲度小于30μm。

在本發明的實施例中，在離所述碳化硅晶片邊緣的10mm的范圍面積內，由基面差排缺陷所聚集形成的小角度晶界小于所述范圍面積的7％。

在本發明的實施例中，在離所述碳化硅晶片邊緣的10mm的范圍面積內，不存在由基面差排缺陷所聚集形成的小角度晶界。

在本發明的實施例中，在離所述碳化硅晶片邊緣的15mm的范圍面積內，由基面差排缺陷所聚集形成的小角度晶界小于所述范圍面積的10％。

在本發明的實施例中，在離所述碳化硅晶片邊緣的15mm的范圍面積內，不存在由基面差排缺陷所聚集形成的小角度晶界。

在本發明的實施例中，在離所述碳化硅晶片邊緣的20mm的范圍面積內，由基面差排缺陷所聚集形成的小角度晶界小于所述范圍面積的30％。

在本發明的實施例中，在離所述碳化硅晶片邊緣的20mm的范圍面積內，由基面差排缺陷所聚集形成的小角度晶界小于所述范圍面積的20％。

在本發明的實施例中，在離所述碳化硅晶片邊緣的20mm的范圍面積內，不存在由基面差排缺陷所聚集形成的小角度晶界。

在本發明的實施例中，所述碳化硅晶片中的基面差排缺陷的密度為210個/cm²至450個/cm²。

本發明另提供一種碳化硅晶片的制備方法，包括以下步驟。提供種晶，所述種晶包括第一面以及與第一面相對的第二面。使用碳化硅粉末的原料接觸種晶以進行晶體成長工藝，其中碳化硅粉末中的不純物小于0.5ppm。通過晶體成長工藝形成晶體，并且對所述晶體進行切割以形成碳化硅晶片。

在本發明的實施例中，所述種晶中的所述第一面與所述第二面的基面差排缺陷的數量差異小于25％。

基于上述，通過本發明實施例方法所形成的碳化硅晶片能夠控制碳化硅晶片中的特定范圍面積內不具有小角度晶界。據此，本發明的碳化硅晶片經研磨拋光等加工后，其彎曲度與翹曲度都能控制在理想的范圍，達到具有高平坦度的碳化硅晶片。