[發(fā)明專利]一種氮化鎵晶圓及其減薄方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211188317.3
• 申請(qǐng)日: 2022-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN115488757A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張林;羅曉菊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鎵特半導(dǎo)體科技（上海）有限公司
• 主分類號(hào): B24B37/10
• 分類號(hào): B24B37/10;B24B37/04;B24B37/005;B24B49/00;H01L21/304
• 代理公司: 銅陵市嘉同知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34186
• 代理人: 吳晨亮

本發(fā)明公開了一種氮化鎵晶圓及其減薄方法，包括以下步驟：提供一氮化鎵晶圓；使用研磨機(jī)進(jìn)行研磨，Ga面第一次減薄150μm?200μm，N面第一次減薄200μm?250μm，Ga面第二次減薄100μm?150μm，N面第二次減薄100μm?150μm。本發(fā)明的有益效果是Ga面、N面交替減薄，可以將晶圓的翹曲、彎曲度控制在很小的范圍內(nèi)，從而減少減薄過程中的裂片、邊緣裂紋問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氮化鎵單晶減薄技術(shù)，尤其是涉及氮化鎵晶圓及其減薄方法。

背景技術(shù)

氮化鎵 （GaN） 是繼第一代半導(dǎo)體材料（Ge、Si）、第二代半導(dǎo)體材料（Ga As、InP等）之后發(fā)展起來的第三代半導(dǎo)體材料，具有大的禁帶寬度、高飽和度電子漂移速度、高擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度、高熱導(dǎo)率、低介電常數(shù)和抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)良的特性，在高溫、高頻率、大功率、抗輻射及短波長(zhǎng)電子器件和光電集成等應(yīng)用場(chǎng)合是理想的半導(dǎo)體材料之一。GaN 晶片的應(yīng)用要求晶片表面超光滑、無缺陷、無損傷，GaN 的加工質(zhì)量和精度直接影響器件的性能。由于 GaN 本身特殊的物理和化學(xué)特性，要想獲得表面精度很高的 GaN 晶體非常困難，大直徑、高質(zhì)量的單晶生長(zhǎng)技術(shù)和高精度、高效率、低成本的晶體基片加工技術(shù)是 GaN 晶體制備技術(shù)的關(guān)鍵和發(fā)展方向。減薄作為氮化鎵晶圓加工第一步尤為重要，目前氮化鎵減薄主要存在兩個(gè)問題，第一，減薄初期氮化鎵晶圓表面出現(xiàn)小裂紋；第二，減薄末期，氮化鎵晶圓容易出現(xiàn)裂片、邊緣裂紋，其原因是氮化鎵研磨時(shí)會(huì)對(duì)晶圓表面造成損傷，損傷的持續(xù)積累使得氮化鎵晶圓的翹曲、彎曲度變得非常大，因此容易出現(xiàn)裂片、邊緣裂紋的問題。

中國(guó)發(fā)明專利公開號(hào)CN111223771A公開了一種垂直型硅基氮化鎵功率器件減薄方法，該方法在減薄過程中依次經(jīng)過第一次研磨減薄、第一次背面腐蝕、第二次研磨減薄、快速熱退火、第三次研磨減薄荷第二次背面腐蝕，該方法將傳統(tǒng)的背面機(jī)械研磨分為三次完成，三次研磨減薄采用不同粗糙度的研磨輪以及不同減薄厚度的組合，既能保證減薄速率，又降低了應(yīng)力，使垂直型硅基氮化鎵功率器件不會(huì)在減薄過程中碎片，三次研磨減薄過程之間創(chuàng)新的通過背面腐蝕和快速退火降低應(yīng)力，極大地提升了垂直型硅基氮化鎵功率器件的成品率。該減薄方法是針對(duì)氮化鎵的背面進(jìn)行三次研磨，由于三次研磨都在一個(gè)面進(jìn)行，應(yīng)力逐漸積累，在減薄末期，氮化鎵晶圓仍容易出現(xiàn)裂片、邊緣裂紋，而且每次研磨都要更換研磨輪，操作繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是氮化鎵減薄過程中容易出現(xiàn)裂片、邊緣裂紋等問題，為此提供一種氮化鎵晶圓及其減薄方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種氮化鎵晶圓減薄方法，包括以下步驟：提供一氮化鎵晶圓；使用研磨機(jī)進(jìn)行研磨，Ga面第一次減薄150μm -200μm，N面第一次減薄200μm-250μm，Ga面第二次減薄100μm -150μm，N面第二次減薄100μm-150μm。

上述方案中所述研磨機(jī)載盤轉(zhuǎn)速為200 rpm，砂輪轉(zhuǎn)速為1450 rpm，所述砂輪的尺寸是400目。

上述方案中所述氮化鎵晶圓平均厚度為1000um，TTV為150μm-170μm。

上述方案中所述氮化鎵晶圓為HVPE生長(zhǎng)出的。

氮化鎵晶圓，采用如上的氮化鎵晶圓減薄方法制成。

本發(fā)明的有益效果是Ga面、N面交替減薄，可以將晶圓的翹曲、彎曲度控制在很小的范圍內(nèi)，從而減少減薄過程中的裂片、邊緣裂紋問題。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明的氮化鎵研磨流程圖；

圖2 是本發(fā)明研磨機(jī)工作示意圖；

圖3是本發(fā)明激光切割后氮化鎵晶圓示意圖和實(shí)物圖；

圖4是本發(fā)明氮化鎵研磨過程中的翹曲變化示意圖；

圖中，100、砂輪，101、氮化鎵晶圓位置，102、載盤，103、氮化鎵晶圓， 104、Ga面研磨損傷層，105、減薄結(jié)束后晶圓，106、N面研磨損傷層。