一种防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法技术

本发明专利技术提供了一种防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法，包括如下步骤：(1)准备碳化硅外延片；(2)将碳化硅外延片进行清洗；(3)在碳化硅外延片的Si面上涂布一层聚合物溶液，挥发溶剂，从而在碳化硅外延片的Si面上形成聚合物薄膜；(4)将保护胶膜粘贴至聚合物薄膜上；(5)对碳化硅外延片的C面进行磨抛工艺处理；(6)除去保护胶膜；(7)清洗抛光液；(8)除去聚合物薄膜。该防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法在碳化硅外延片的Si面粘贴保护胶膜之前，在Si面上沉积一层聚合物薄膜，能够增加残留胶质颗粒清洗效率，提高生产线效率，从而降低碳化硅外延片制造成本。从而降低碳化硅外延片制造成本。从而降低碳化硅外延片制造成本。

【技术实现步骤摘要】
一种防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法


[0001]本专利技术涉及晶体合成
，具体涉及一种防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法。

技术介绍

[0002]碳化硅(SiC)半导体材料有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等优点，可很好地满足现代电子技术在高温、高功率、高电压、高频率及高辐射等恶劣条件的应用要求。SiC外延片是SiC功率电子器件的关键原材料，除了在SiC衬底晶片上进行的外延生长工艺外，还需要配备外延生长前后的清洗、磨抛和检测等工艺、步骤，方可形成完整的SiC外延片生产线。
[0003]SiC外延片生产制造需要对外延生长后的晶片背面(C面)进行磨抛处理，主要是去除C面的碳化硅沉积物(白斑)、划痕和沾污等，在磨抛的过程中需要将外延生长面(Si面)固定在吸附盘上。由于SiC功率电子器件都是制备在Si面上，其表面质量对器件性能至关重要，为防止磨抛过程中因挤压、滑动造成的Si面表面划伤，通常采用特殊规格的保护胶膜粘贴在Si面的表面上，再安装固定晶片以对其C面进行磨抛处理。此方法的缺点是磨抛处理后，胶膜在揭膜后会在Si面上残留微量的、非均匀分布的胶质颗粒，这对下游的功率器件造成制备风险和良率损失。在常规清洗工艺中的化学试剂无法彻底去除此类胶质残留颗粒，需要辅以热退火处理才能完全去除。同时，由于保护胶膜的质量一致性并不完美，每次揭膜时残留的胶质颗粒在晶片上的分布数量和位置都不均匀，而且胶质颗粒的粒径一般在百纳米量级，对全晶片进行扫描的缺陷检测仪器无法分辨，需要通过只能局部扫描的原子力显微镜等手段进行检测。这些现象都会造成大批量的反复清洗和反复检测等返工操作，极大地制约了SiC外延生产线的产能，而且无法彻底解决外延片因胶质颗粒而被判定为不良品的问题。
[0004]因此，开发一种防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法势在必行。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种能够增加残留胶质颗粒清洗效率，提高生产线效率，从而降低碳化硅外延片制造成本的处理方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法包括如下步骤：
[0007](1)准备碳化硅外延片；
[0008](2)将碳化硅外延片进行清洗；
[0009](3)在碳化硅外延片的Si面上涂布一层聚合物溶液，挥发溶剂，从而在碳化硅外延片的Si面上形成聚合物薄膜；
[0010](4)将保护胶膜粘贴至聚合物薄膜上；
[0011](5)对碳化硅外延片的C面进行磨抛工艺处理；
[0012](6)除去保护胶膜；
[0013](7)清洗抛光液；
[0014](8)除去聚合物薄膜。
[0015]较佳地，步骤(2)中清洗的步骤包括丙酮超声波浸泡清洗、硫酸与双氧水混合溶液加热浸泡、氨水与双氧水混合溶液加热浸泡和去离子水超声清洗。
[0016]较佳地，步骤(3)中通过湿法涂布在碳化硅外延片的Si面上涂布一层聚合物溶液。
[0017]较佳地，在湿法涂布同时进行加热溶液或超声振动。
[0018]较佳地，湿法涂布选用狭缝涂布、雾化喷涂、旋涂和刮刀涂布中的一种。
[0019]较佳地，步骤(3)中聚合物选用PFBT(9，9
‑
二辛基聚芴
‑
苯并噻二唑交替共聚物)、P3HT(聚
‑
3己基噻吩)、PTB7
‑
Th(CAS号：1469791
‑
66
‑
9)、PBDTTT
‑
C(CAS号：1202249
‑
71
‑
5)和PFFBT4T
‑
2OD(CAS号：1644164
‑
62
‑
4)中的一种或几种；步骤(3)中溶剂选用氯苯、邻二氯苯、二甲苯、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃中的一种或几种。
[0020]较佳地，聚合物溶液为体积百分比为75％：25％的二甲苯和邻二氯苯作为混合溶剂，PFBT作为溶质，PFBT的浓度20～30mg/ml；或聚合物溶液为体积百分比为50％：50％的氯苯和三氯甲烷作为混合溶剂，P3HT的浓度15～25mg/ml。
[0021]较佳地，步骤(3)中聚合物薄膜的厚度为50nm～500nm。
[0022]较佳地，步骤(3)中采用电流退火方式使溶剂挥发。
[0023]较佳地，在电流退火采用的电路结构中正极连接碳化硅外延片的Si面的圆心，至少两个接地负极对称分布连接碳化硅外延片的边缘，通过在正负极之间施加电压使电阻发热从而使Si面上聚合物溶液中的溶剂挥发。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有如下效果：
[0025](1)该防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法在碳化硅外延片Si面粘贴保护胶膜之前，通过在Si面上沉积一层均匀、致密的聚合物薄膜，隔绝了Si面和保护胶膜的胶质成分的直接接触，可有效防止保护胶膜揭膜时脱落的胶质颗粒直接吸附到Si面上。聚合物薄膜极易溶于涂布时聚合物溶液采用的溶剂，配合清洗，能被快速去除，在其表面附着的胶质颗粒残留会随着聚合物薄膜与溶剂溶解而一并脱落得到完全的清除。
[0026](2)采用本专利技术的方法能够减少常规磨抛工艺揭膜后需要反复清洗和退火的复杂工序，有效地提高生产效率，有利于碳化硅外延片的成本控制。
[0027](3)本专利技术的方法可通过调整溶剂的配方使涂布后的聚合物溶液在碳化硅外延片的Si面上具有良好的浸润性，以获得均匀性和成膜性很好的聚合物薄膜。
[0028](4)50nm～500nm厚度为较致密的聚合物薄膜，不仅满足使用，而且该厚度范围的聚合物薄膜相对常规厚度在50μm～150μm的保护胶膜厚度和大于350μm的碳化硅外延片厚度，有着3个数量级的差距。因此，聚合物薄膜的引入不需要改变常规磨抛设备的结构尺寸和工装夹具。另外，即便无法取得均匀性很高的聚合物薄膜，如此小的厚度差异占比也不会对磨抛工艺的总厚度偏差(TTV)、翘曲度(WARP)、弯曲度(BOW)等晶片翘曲度技术指标产生大的影响。
[0029](5)本专利技术的方法采用了湿法涂布和电流退火结合的方式来实现聚合物薄膜的制备，湿法涂布具有高生产效率和节省原材料的特点；电流退火利用了碳化硅外延片能导电和承受较大电流密度的特点，没有在真空和惰性气体氛围等炉腔退火工艺内的气流扰动，
同时碳化硅外延片自身的电阻发热具有更快的升温速度，因此，能有效地减少涂布后聚合物溶液在蒸发干燥前的相对滑动，有利于形成厚度更均匀的薄膜。
附图说明
[0030]图1为电流退火采用的电路结构中电极连接示意图。
具体实施方式
[0031]为更好地说明本专利技术的目的、技术方案和有益效果，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。需说明的是，下述实施方法是对本专利技术做的进一步解释说明，不应当作为对本专利技术的限制。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)准备碳化硅外延片；(2)将碳化硅外延片进行清洗；(3)在碳化硅外延片的Si面上涂布一层聚合物溶液，挥发溶剂，从而在碳化硅外延片的Si面上形成聚合物薄膜；(4)将保护胶膜粘贴至聚合物薄膜上；(5)对碳化硅外延片的C面进行磨抛工艺处理；(6)除去保护胶膜；(7)清洗抛光液；(8)除去聚合物薄膜。2.如权利要求1所述的防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法，其特征在于，步骤(2)中清洗的步骤包括丙酮超声波浸泡清洗、硫酸与双氧水混合溶液加热浸泡、氨水与双氧水混合溶液加热浸泡和去离子水超声清洗。3.如权利要求1所述的防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法，其特征在于，步骤(3)中通过湿法涂布在碳化硅外延片的Si面上涂布一层聚合物溶液。4.如权利要求3所述的防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法，其特征在于，在湿法涂布同时进行加热溶液或超声振动。5.如权利要求3所述的防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法，其特征在于，湿法涂布选用狭缝涂布、雾化喷涂、旋涂和刮刀涂布中的一种。6.如权利要求1所述的防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法，其特征在于，步骤(3)中聚合物选用PFBT、P...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁雄傑，韩景瑞，周泽成，邱树杰，邹雄辉，刘薇，李锡光，
申请(专利权)人：东莞市天域半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：