[發(fā)明專利]一種碳化硅晶片位錯腐蝕方法及裝置

有效

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• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN114318551B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設計）人: 李佳君;王蓉;皮孝東;楊德仁
• 申請（專利權）人: 浙江大學杭州國際科創(chuàng)中心
• 主分類號: C30B33/10
• 分類號: C30B33/10;C30B29/36
• 代理公司: 杭州五洲普華專利代理事務所(特殊普通合伙) 33260
• 代理人: 姚宇吉

本發(fā)明涉及碳化硅加工技術領域，公開了一種碳化硅晶片位錯腐蝕方法及裝置，包括：提供碳化硅晶片，將碳化硅晶片放置到坩堝中，其中，碳化硅陪片的第一表面面向腐蝕劑，碳化硅陪片的第二表面面向碳化硅晶片的碳面，碳化硅陪片的尺寸與坩堝內(nèi)壁的尺寸相適應且碳化硅陪片的側(cè)邊與坩堝的內(nèi)壁之間留有間隙，碳化硅晶片的碳面與碳化硅陪片的第二表面之間小于或等于預定距離；基于加熱工藝對坩堝進行加熱，加熱形成的腐蝕劑蒸汽對所述碳化硅晶片和所述碳化硅陪片進行腐蝕。本發(fā)明使得在保證高溫腐蝕活性的同時有效降低腐蝕劑濃度，實現(xiàn)碳化硅晶片碳面和硅面位錯的顯露，在碳化硅晶片的碳面和硅面得到區(qū)分度高的位錯腐蝕坑，識別明確。

技術領域

本發(fā)明涉及碳化硅加工技術領域，具體為一種碳化硅晶片位錯腐蝕方法及裝置。

背景技術

碳化硅是三代半導體的代表性材料，在新能源汽車、光伏、電網(wǎng)等多個領域有重要的研究價值。在材料應用中，位錯是影響器件性能的重要因素之一。因此，碳化硅晶片的位錯表征成為一個重要課題。堿腐蝕是當前碳化硅晶片位錯表征的重要手段。由于位錯處的晶格畸變，導致位錯處與腐蝕劑的反應速度與無位錯區(qū)域的反應速度不同。控制合適的腐蝕反應速度就可以在晶片表面獲得位錯腐蝕坑。

然而，碳化硅是極性材料，碳面被用于長晶，硅面被用于外延，不論是長晶還是外延，籽晶和襯底片的位錯都會對后續(xù)生長的晶體質(zhì)量產(chǎn)生影響。當前普遍使用的腐蝕方法是將碳化硅晶片浸沒在熔融氫氧化鉀液體中，在適當?shù)母g過程后使用光學顯微鏡觀察。硅面的貫穿型螺位錯表現(xiàn)為大的不規(guī)則六邊形腐蝕坑，深度大，襯度大；貫穿型刃位錯也表現(xiàn)為不規(guī)則六邊形腐蝕坑，但較貫穿型螺位錯尺寸小，襯度變小；基平面位錯表現(xiàn)為長橢圓形，襯度最小。但是，碳面和硅面的性能是不同的，腐蝕效果也有很大的差別。同樣情況下碳面的腐蝕速度更快，腐蝕坑大且形狀為相似的六邊形，無法辨別位錯類型。而碳化硅晶體生長普遍使用籽晶的碳面作為生長面，籽晶中的位錯會進入生長晶體，直接影響長晶質(zhì)量。

因此，需要一種能夠同時區(qū)分和統(tǒng)計碳化硅晶片的碳面和硅面位錯的腐蝕方法，為長晶提供技術支持。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有區(qū)分碳化硅晶片位錯的腐蝕方法不能有效區(qū)分碳面位錯的問題，提供了一種碳化硅晶片位錯腐蝕方法及裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種碳化硅晶片位錯腐蝕方法，包括以下步驟：

提供碳化硅晶片，將所述碳化硅晶片放置到坩堝中，其中，所述坩堝內(nèi)含有腐蝕劑和碳化硅陪片，所述碳化硅陪片放置在所述腐蝕劑的上方且所述碳化硅晶片放置在所述碳化硅陪片的上方；所述碳化硅陪片包括第一表面和第二表面，所述碳化硅陪片的第一表面面向所述腐蝕劑，所述碳化硅陪片的第二表面面向所述碳化硅晶片的碳面，所述碳化硅陪片的尺寸與坩堝內(nèi)壁的尺寸相適應且所述碳化硅陪片的側(cè)邊與所述坩堝的內(nèi)壁之間留有間隙，所述碳化硅晶片的碳面與所述碳化硅陪片的第二表面之間小于或等于預定距離；

基于加熱工藝對所述坩堝進行加熱，加熱形成的腐蝕劑蒸汽對所述碳化硅晶片和所述碳化硅陪片進行腐蝕，得到腐蝕后的碳化硅晶片。

作為一種可實施方式，所述碳化硅晶片的碳面與所述碳化硅陪片的第二表面之間小于或等于預定距離包括: 所述碳化硅晶片的碳面與所述碳化硅陪片的第二表面相接觸。

作為一種可實施方式，所述腐蝕劑為氫氧化鉀固體或者氫氧化鈉固體，所述腐蝕劑蒸汽為對應的氫氧化鉀蒸汽或氫氧化鈉蒸汽。

作為一種可實施方式，所述預定距離為0.5mm，所述間隙的距離范圍為0.5mm~5mm。

作為一種可實施方式，所述坩堝內(nèi)還設有支架，所述支架用于固定所述碳化硅陪片。

作為一種可實施方式，所述坩堝為帶蓋的鎳坩堝，所述支架為鎳網(wǎng)支架。