[發明專利]一種高效改變SiC襯底形狀的方法

在審

• 申請號: 202210418807.1
• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號: CN114864378A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 陳秀芳;郭楓林;徐現剛
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

1.一種高效改變SiC襯底形狀的方法，包括步驟如下：

1)、采用多線切割機，將SiC單晶棒切割成厚度500～700um厚的晶片，切割后晶片表面平整無裂紋；

2)、采用雙面研磨機對切割后的晶片進行雙面研磨；若最終產品要求Si面凹陷，則研磨時晶片放置方向為碳面朝上，硅面向下，研磨過程中控制上盤和下盤轉速，研磨上盤轉速大于研磨下盤轉速；若產品要求碳面凹陷，晶片放置方向為碳面朝下，硅面向上，研磨上盤轉速大于研磨下盤轉速；研磨壓力20-100g/cm²，研磨轉速5～25rpm，研磨后晶片表面無刀痕，厚度350～550um，并且Bow＜25um，Warp＜20um；

3)、采用超聲清洗機對研磨完畢的晶片進行超聲清洗40～70min，去除表面研磨顆粒，之后對清洗完畢的晶片進行干燥和擦拭；

4)、采用雙面拋光機將清洗完畢的晶片置于拋光機中進行雙面機械拋光，晶片的放置朝向與步驟3)的相同，拋光上盤、拋光下盤的轉速大小關系與研磨上盤、研磨下盤的轉速大小關系相同，磨料為金剛石微粉，轉速10-40rpm，拋光壓力80-200g/cm²，拋光后晶片雙面粗糙度小于2nm,Bow＜20um，Warp＜10um；

5)、如果雙面機械拋光之后的晶片形狀相對于目標形狀為劣，且Bow＞15um，對晶片進行補充性單面機械拋光，若最終產品要求Si面凹陷，對C面進行補充拋光，若最終產品要求C面凹陷，對Si面進行補充拋光；單面機械拋光轉速30-40rpm，壓力150-250g/cm²；

6)、采用單面拋光機，將步驟4)或步驟5)機械拋光后的晶片，對硅面或者碳面進行化學機械拋光，磨料為SiO₂微粉，拋光轉速30-50rpm，壓力100-300g/cm²，化學機械拋光后表面粗糙度小于0.2nm，Bow＜20um，Warp＜10um；

7)、清洗：用清洗機和旋轉干燥機對化學拋光后的晶片進行清洗和干燥；得到均勻凹陷或凸起的SiC襯底。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中，研磨機采用雙面鑄鐵盤研磨機，磨料為粒度10-20um的碳化硼微粉。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中，研磨時，若最終產品要求Si面凹陷，則研磨時晶片放置方向為碳面朝上，硅面向下，研磨上盤的轉速為15-25rpm，研磨壓力為25-50g/cm²，研磨下盤的轉速為5-15rpm，研磨壓力為25-50g/cm²，加載方式為氣缸加壓，研磨時間為180min-240min。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中，研磨時，若產品要求碳面凹陷，晶片放置方向為碳面朝下，硅面向上，研磨上盤的轉速為15-25rpm，研磨壓力為25-50g/cm²，研磨下盤的轉速為5-15rpm，研磨壓力為25-50g/cm²，加載方式為氣缸加壓，研磨時間為180min-240min。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，超聲清頻率為50-70kHZ，清洗介質為水。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)中，拋光機采用雙面銅盤拋光機，拋光料為1-10um的金剛石微粉。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)中，拋光時，若最終產品要求Si面凹陷，則研磨時晶片放置方向為碳面朝上，硅面向下，拋光上盤的轉速為30-40rpm，研磨壓力為25-50g/cm²，拋光時間6-9h。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)中，拋光時，若產品要求碳面凹陷，晶片放置方向為碳面朝下，硅面向上，拋光上盤的轉速為30-40rpm，研磨壓力為25-50g/cm²，拋光時間6-9h。