一种P型碳化硅晶片及其加工方法与流程

发明涉及碳化硅晶片加工，特别涉及一种p型碳化硅晶片及其加工方法。

背景技术：

1、n型沟道的sic绝缘栅双极型晶体管作为高压开关有非常大的性能优势和应用前景，该器件的制作需要用到高掺杂浓度、低电阻率的p型碳化硅衬底(即p型碳化硅晶片)。一般来讲，衬底表面质量对器件的最终性能有直接和决定性的影响，因此获得表面平滑无缺陷的碳化硅晶片是充分实现碳化硅材料优越性能的关键。然而，由于硅原子和碳原子之间的强化学键使碳化硅材料具有非常高的机械硬度和化学稳定性，因此在碳化硅晶片加工过程中存在较低的材料去除率并极易出现多种加工缺陷。

2、现有技术中，半绝缘型碳化硅晶片和n型碳化硅晶片的加工技术已经趋于稳定。然而，关于p型的碳化硅晶片加工技术还处于探索阶段，在加工过程中p型碳化硅晶片极易出现加工缺陷，从而严重限制了p型碳化硅晶片的应用。因此，为了填补p型碳化硅晶片的市场缺口，p型碳化硅晶片的加工技术难点亟待攻破。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种p型碳化硅晶片的加工方法，采用该加工方法对p型碳化硅晶片进行加工，不易出现加工缺陷，且能够得到表面粗糙度较小的p型碳化硅晶片。

2、第一方面，一种p型碳化硅晶片的加工方法，该加工方法包括如下步骤：

3、(1)对p型碳化硅单晶进行切割，得到多个晶片；

4、(2)将每个晶片分别进行研磨和抛光，得到所述p型碳化硅晶片；其中，所述抛光包括第一阶段抛光和第二阶段抛光，所述第一阶段抛光所用的抛光液为包含氧化铝的抛光液，所述第二阶段抛光所用的抛光液为包含氧化硅的抛光液。

5、优选地，在步骤(1)中，所述切割采用的切割液为金刚石切割液；其中，所述金刚石切割液中金刚石的粒径为4～6μm。

6、优选地，在步骤(2)中，依次采用第一研磨液和第二研磨液对每个晶片进行研磨；所述第一研磨液和所述第二研磨液均为金刚石研磨液，所述第一研磨液中金刚石的粒径为2～4μm，所述第二研磨液中金刚石的粒径为0～1μm。

7、优选地，在步骤(2)中，研磨后晶片的表面粗糙度小于1nm，同一晶片的片内厚度差小于3μm，不同晶片的片间厚度差小于5μm。

8、优选地，在步骤(2)中，所述第一阶段抛光所用的抛光液包括氧化铝磨粒、氧化剂和酸碱调节剂；所述第二阶段抛光所用的抛光液包括氧化硅磨粒、氧化剂和酸碱调节剂。

9、优选地，所述氧化铝磨粒的粒径为50～80nm，所述氧化硅磨粒的粒径为20～40nm；所述氧化剂为高锰酸钾、次氯酸钠或双氧水中的至少一种；所述酸碱调节剂为硝酸、盐酸、氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。

10、优选地，以质量百分数计，所述第一阶段抛光所用的抛光液中，氧化铝磨粒的用量为1～5％、氧化剂的用量为0.5～5％、酸碱调节剂的用量为0.3～1％；

11、所述第二阶段抛光所用的抛光液中，氧化硅磨粒的用量为5～10％、氧化剂的用量为1～6％、酸碱调节剂的用量为0.3～1％。

12、优选地，在步骤(1)中，对p型碳化硅单晶进行切割后，还包括对切割后的晶片进行挑选的步骤；

13、所述挑选的标准为：每个晶片的厚度差小于15μm，翘曲度小于30μm，不同晶片之间的厚度差小于5μm。

14、第二方面，本发明提供了一种p型碳化硅晶片，采用上述第一方面任一所述的加工方法加工得到。

15、优选地，所述p型碳化硅晶片的表面粗糙度小于0.2nm。

16、本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：

17、(1)本发明中，通过对研磨后的晶片依次进行第一阶段抛光和第二阶段抛光，且首先采用包含氧化铝的抛光液进行抛光，之后采用包含氧化硅的抛光液进行抛光，如此能够得到表面平滑且粗糙度较小的p型碳化硅晶片，从而有效改善了p型碳化硅晶片在加工过程中易产生缺陷的问题；

18、(2)本发明能够提高p型碳化硅晶片的加工质量，对采用本发明中的加工方法加工后得到的p型碳化硅晶片进行面型检测，其中，ttv(总厚度变化)为2.526μm，ltv(局部厚度变化)为0.85μm，ra(表面粗糙度)小于0.2nm。

技术特征：

1.一种p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，

9.一种p型碳化硅晶片，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述的加工方法加工得到。

10.根据权利要求9所述的p型碳化硅晶片，其特征在于，

技术总结
本发明提供了一种P型碳化硅晶片的加工方法，加工方法包括如下步骤：(1)对P型碳化硅单晶进行切割，得到多个晶片；(2)将每个晶片分别进行研磨和抛光，得到所述P型碳化硅晶片；其中，所述抛光包括第一阶段抛光和第二阶段抛光，所述第一阶段抛光所用的抛光液为包含氧化铝的抛光液，所述第二阶段抛光所用的抛光液为包含氧化硅的抛光液。采用该加工方法对P型碳化硅晶片进行加工，不易出现加工缺陷，且能够得到表面粗糙度较小的P型碳化硅晶片。

技术研发人员：张泽盛,杨蕾,龚春生
受保护的技术使用者：北京晶格领域半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15