晶圆承载盘及其制备方法技术

本申请提供一种晶圆承载盘及其制备方法。该晶圆承载盘的制备方法包括：提供承载主体；在所述承载主体的表面形成第一缓冲层；所述第一缓冲层被配置为第一α相碳化硅；在所述第一缓冲层背离所述承载主体的一侧表面形成第二缓冲层，所述第二缓冲层被配置为第二α相碳化硅。该方法所制得的晶圆承载板极大缓解了外延晶圆背面粗糙化程度；进而可以有效提高后期蒸镀至外延晶圆背面的金属层的粘附性，降低了金属层从外延晶圆背面脱落的风险；同时，改善了外延晶圆的翘曲程度；外延晶圆与晶圆承载盘的接触也会更加均匀和紧密。接触也会更加均匀和紧密。接触也会更加均匀和紧密。

【技术实现步骤摘要】
晶圆承载盘及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种晶圆承载盘及其制备方法。

技术介绍

[0002]在高温碳化硅(SiC)外延生长中，用以承托晶圆的载盘是外延热场中的一个关键部件，载盘用以直接与下方的加热基座接触，并被基座加热且将热量传导给放置于其上的晶圆。
[0003]其中，作为支撑和传热介质的SiC外延载盘通常为纯石墨或者钽碳化(TaC)涂层的石墨材质。石墨具有较好的高温机械性能、化学稳定性和高热导率，而TaC涂层则可以保护石墨并阻挡石墨中放出的气体影响SiC外延层中的杂质浓度。但是，这两种载盘都会不可避免的导致SiC外延过程中或者外延后的晶圆背面粗糙化，从而影响外延晶圆片的质量。因此，进一步优化SiC外延载盘结构来延长载盘的使用寿命、改善晶圆表面的温场均匀性、降低SiC外延晶圆表面形貌缺陷和拓展缺陷数量一直是SiC外延技术中一项难题。

技术实现思路

[0004]本申请提供的晶圆承载盘及其制备方法，旨在解决现有载盘都会不可避免的导致SiC外延过程或者外延后的中晶圆背面粗糙化，从而影响外延晶圆片的质量的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种晶圆承载盘的制备方法。该方法包括：提供承载主体；所述承载主体的材料为石墨；在所述承载主体的表面形成第一缓冲层；所述第一缓冲层被配置为第一α相碳化硅；在所述第一缓冲层背离所述承载主体的一侧表面形成第二缓冲层，所述第二缓冲层被配置为第二α相碳化硅。
[0006]在一些实施例中，所述承载主体的材料为石墨；所述在所述承载主体的表面形成第一缓冲层的步骤，包括：在所述承载主体的表面沉积β相碳化硅；对所述β相碳化硅进行退火处理，以使所述β相碳化硅转变为α相碳化硅，并形成第一缓冲层。
[0007]在一些实施例中，所述在所述承载主体的表面沉积β相碳化硅的步骤，包括：在130011500℃的温度范围内，以硅源和碳源作为反应物在所述承载主体的表面沉积厚度为10120um的β相碳化硅；
[0008]所述对所述β相碳化硅进行退火处理的步骤，包括：在不小于1900℃的温度范围内、富碳还原气氛下对所述β相碳化硅进行退火处理。
[0009]在一些实施例中，所述在所述第一缓冲层背离所述承载主体的一侧表面沉积α相碳化硅，以形成第二缓冲层的步骤之后，还包括：对所述第二缓冲层背离所述第一缓冲层的一侧表面进行石墨化处理，以形成保护层。
[0010]在一些实施例中，所述对所述第二缓冲层背离所述第一缓冲层的一侧表面进行石墨化处理的步骤，包括：在140011500℃的温度和惰性气氛中，对所述第二缓冲层背离所述第一缓冲层的一侧表面进行石墨化处理20130min。
[0011]在一些实施例中，所述在所述承载主体的表面形成第一缓冲层的步骤之前，还包
括：对所述承载主体的表面进行羟基化处理。
[0012]在一些实施例中，所述对所述承载主体的表面进行羟基化处理的步骤，包括：使用浓度为10％130％的双氧水溶液对所述承载主体的表面进行羟基化处理；或者使用浓度比例为1：(316)的盐酸和双氧水溶液的混合溶液对所述承载主体的表面进行羟基化处理。
[0013]为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种晶圆承载盘。该晶圆承载盘采用上述所涉及的晶圆承载盘的制备方法所制得。
[0014]为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种晶圆承载盘。该晶圆承载盘包括：承载主体；所述承载主体的材料为石墨；第一缓冲层，设置于所述承载主体的表面，且所述第一缓冲层被配置为由β相碳化硅转化得到的第一α相碳化硅；第二缓冲层，层叠于所述第一缓冲层背离所述承载主体的一侧表面；且所述第二缓冲层被配置为第二α相碳化硅。
[0015]在一些实施例中，还包括：保护层，所述保护层设置于所述第二缓冲层背离所述承载主体的一侧表面。
[0016]在一些实施例中，所述保护层的厚度为101100nm。
[0017]在一些实施例中，所述第一缓冲层的厚度为10120um；所述第二缓冲层的厚度为10130um。
[0018]本申请实施例的有益效果，区别于现有技术：本申请实施例提供的晶圆承载盘的制备方法，通过提供承载主体，然后在承载主体的表面形成第一缓冲层，并将第一缓冲层被配置为第一α相碳化硅；之后在所述第一缓冲层背离所述承载主体的一侧表面形成第二缓冲层，并将所述第二缓冲层被配置为第二α相碳化硅，以制得晶圆承载盘。该方法所制得的晶圆承载盘，其第一缓冲层和第二缓冲层可以向晶圆承载盘表面扩散硅(Si)原子，这些Si原子会扩散至气相中；在承载主体的材料为石墨时，外延晶圆的背面所接触的气氛不再富碳，且通过扩散出来的Si原子补充了Si原子的缺失，外延晶圆背面的台阶聚集现象被完全抑制，使得外延晶圆背面粗糙度可保持初始状态，极大缓解了外延晶圆背面粗糙化程度；进而可以有效提高后期蒸镀至外延晶圆背面的金属层的粘附性，降低了金属层从外延晶圆背面脱落的风险；同时，可以缓解外延H2载气对石墨承载主体的不与晶圆接触区域的刻蚀，有效延长了承载主体的使用寿命；另外，有效改善了外延晶圆的翘曲程度；外延晶圆与晶圆承载盘的接触也会更加均匀和紧密。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0020]图1为本申请一实施例提供的晶圆承载盘的制备方法的流程图；
[0021]图2为承载主体的竖向截面图；
[0022]图3为图1中步骤S12的子流程图；
[0023]图4
‑
图6，为图3所示方法的具体流程对应的结构示意图；
[0024]图7为在复合缓冲层上形成保护层的结构示意图；
[0025]图8为本申请另一实施例提供的晶圆承载盘的制备方法的流程图。
[0026]附图标记说明
[0027]1‑
承载主体；20
‑
β相碳化硅涂层；21
‑
第一缓冲层；22
‑
第二缓冲层；3
‑
保护层。
具体实施方式
[0028]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0029]本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆承载盘的制备方法，其特征在于，包括：提供承载主体；所述承载主体的材料为石墨；在所述承载主体的表面形成第一缓冲层；所述第一缓冲层被配置为第一α相碳化硅；在所述第一缓冲层背离所述承载主体的一侧表面形成第二缓冲层，所述第二缓冲层被配置为第二α相碳化硅。2.根据权利要求1所述的晶圆承载盘的制备方法，其特征在于，所述在所述承载主体的表面形成第一缓冲层的步骤，包括：在所述承载主体的表面沉积β相碳化硅；对所述β相碳化硅进行退火处理，以使所述β相碳化硅转变为α相碳化硅，并形成第一缓冲层。3.根据权利要求2所述的晶圆承载盘的制备方法，其特征在于，所述在所述承载主体的表面沉积β相碳化硅的步骤，包括：在130011500℃的温度范围内，以硅源和碳源作为反应物在所述承载主体的表面沉积厚度为10120um的β相碳化硅；所述对所述β相碳化硅进行退火处理的步骤，包括：在不小于1900℃的温度范围内、富碳还原气氛下对所述β相碳化硅进行退火处理。4.根据权利要求1所述的晶圆承载盘的制备方法，其特征在于，所述在所述第一缓冲层背离所述承载主体的一侧表面沉积α相碳化硅，以形成第二缓冲层的步骤之后，还包括：对所述第二缓冲层背离所述第一缓冲层的一侧表面进行石墨化处理，以形成保护层。5.根据权利要求4所述的晶圆承载盘的制备方法，其特征在于，所述对所述第二缓冲层背离所述第一缓冲层的一侧表面进行石墨化处理的步骤，包括：在140011500℃的温度和惰性气氛中，对所述第二缓...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾为，杜伟华，张洁，李毕庆，
申请(专利权)人：湖南三安半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：