一种SiC晶圆的深孔清洗方法与流程

文档序号:11262666阅读:698来源:国知局

本发明属于半导体制造技术领域,具体涉及一种sic晶圆的深孔清洗方法。



背景技术:

作为第三代宽禁带化合物半导体器件的ganhemt在功率输出、频率特性等方面具有优良的特性,使其在高温、高频、大功率器件方面有着很好的应用前景,目前在国内外得到了广泛的研究。由于缺少单晶作为衬底,目前ganhemt都采用异质外延得到,所用的衬底材料主要有蓝宝石、si和sic。蓝宝石热导率低,无法满足大功率器件的散热要求,限制了器件的功率输出能力;而si上大功率器件的射频特性,无法满足器件的高频应用要求;sic由于与gan具有较小的晶格失配,在4h或者6h-sic半绝缘衬底上容易生长获得低缺陷密度的gan外延材料,结合sic高的热导率,将有助于发挥sic基algan/gan、ingan/gan、ganhemt的微波性能,因而sic是进行高性能应用时首选衬底材料。

在hemt半导体器件的生产过程中,需要清洗刻蚀出的深孔,而深孔清洗直接关系着半导体器件的最终功能的实现。深孔通常经过icp干法蚀刻制程形成,刻蚀深度可以达到100um。然而,在干法蚀刻过程中会产生聚合物,尤其是sic基gan器件,sic和gan材料本身的惰性,使室温下一般的化学物质无法对它们进行快速有效地腐蚀,只能采用基于等离子体的干法刻蚀技术刻蚀形成所需的接地通孔。目前,对于gaas材料器件和si基gan中,通常采用光刻胶作为刻蚀背孔的掩膜,而刻蚀后的聚合物和光刻胶一般采用普通的有机溶剂或者像是硫酸+双氧水就可以将其清洗干净。但是对于sic这种第三代半导体材料,光刻胶通常都无法在f基等离子体环境下保留太久的时间,因而一般采用金属掩膜如镍层,但是这样一来就会生成不同于光阻的聚合物,主要成分为f\ni\si\c,所以无法延用和gaas、si等现已成熟的工艺方法。如果无法在清洗过程中将聚合物完全清洗干净,就会直接影响后续镀金制程中形成的金属层的导通能力,继而导致器件的接地性能受到影响,而严重影响成品的性能、成品率及可靠性。

对sic晶圆深孔清洗的方式之一是采用硫酸、双氧水及去离子水进行清洗,但是硫酸黏度大,不容易进入到深孔中,且硫酸配制过程中涉及到浓硫酸的稀释,稀释过程中会产生大量的热,操作非常不安全。另外一种方式是不对sic晶圆深孔进行清洗,直接溅射背面导电层金属au来达到连通源端散热的目的,但是此方法浪费严重,多用于2英寸的sic晶圆研发,不适用于6英寸sic基gan材料。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种可以对sic晶圆的深孔进行彻底清洗的方法。

为达到上述要求,本发明采取的技术方案是:提供一种sic晶圆的深孔清洗方法,包括以下步骤:

s1、采用硝酸溶液对刻蚀通孔后的sic晶圆进行第一次清洗;

s2、采用另一份硝酸溶液对sic晶圆进行第二次清洗;

s3、采用纯水对sic晶圆进行第三次清洗;

s4、对sic晶圆进行干燥。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:

(1)采用硝酸溶液作为清洗剂,配制简单,操作安全,并且成本低;

(2)通过超声波震动,增加硝酸在深孔中的流动速度和交换比,使孔能够浸没在硝酸溶液中,同时超声波震动会让聚合物与sic晶圆背孔侧壁产生裂缝;通过加热清洗剂,提高硝酸溶液的氧化性,从而能够完全清洗深孔中的聚合物,保证半导体器件的成品性能、成品率及可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对

本技术:
的进一步理解,构成本申请的一部分,在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,以下结合附图及具体实施例,对本申请作进一步地详细说明。为简单起见,以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。

如图1所示,本实施例提供一种sic晶圆的深孔清洗方法,包括以下步骤:

s1、采用硝酸溶液对刻蚀通孔后的sic晶圆进行第一次清洗;

在本实施例中,第一次清洗的方式为浸泡或喷射,当清洗方式为浸泡时,水浴加热硝酸溶液至40℃,浸泡时间为120分钟。浸泡全程加入超声波震动,超声波功率为300w,频率为双频40khz和120khz。

s2、采用另一份硝酸溶液对sic晶圆进行第二次清洗;

在本实施例中,第二次清洗的方式为浸泡或喷淋。当清洗方式为浸泡时,水浴加热硝酸溶液至40℃,浸泡时间为60分钟。通过第二次清洗,可以将第一次清洗后残余的少量聚合物完全清洗掉。

s3、采用纯水对sic晶圆进行第三次清洗;

在本实施例中,第三次清洗的方式为浸泡或喷射,当清洗方式为浸泡时,浸泡时间为5分钟。此处,纯水为去离子水。

s4、对sic晶圆进行干燥。

其中,干燥的方式为旋转甩干或氮气吹干,干燥的时间为5分钟。

本实施例中,硝酸溶液中硝酸与去离子水的体积比为1:4。

本实施例中sic晶圆的尺寸为6英寸,当然本方法也适用于其他尺寸的sic晶圆。

以上实施例仅表示本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能理解为对本发明范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明保护范围。因此本发明的保护范围应该以权利要求为准。



技术特征:

技术总结
本发明涉及半导体制造技术领域,具体涉及一种SiC晶圆的深孔清洗方法,包括以下步骤:S1、采用硝酸溶液对刻蚀通孔后的SiC晶圆进行第一次清洗;S2、采用另一份硝酸溶液对SiC晶圆进行第二次清洗;S3、采用纯水对SiC晶圆进行第三次清洗;S4、对SiC晶圆进行干燥。本发明通过超声波震动,增加硝酸在深孔中的流动速度和交换比,使孔能够浸没在硝酸溶液中,同时超声波震动会让聚合物与SiC晶圆背孔侧壁产生裂缝;通过加热清洗剂,提高硝酸溶液的氧化性,从而能够完全清洗深孔中的聚合物,保证半导体器件的成品性能、成品率及可靠性。

技术研发人员:王珺楠
受保护的技术使用者:成都海威华芯科技有限公司
技术研发日:2017.07.07
技术公布日:2017.09.19
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