專(zhuān)利名稱(chēng)：一種對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行減薄的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行減薄的方法。
背景技術(shù)：
氮化鎵(GaN)作為第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料，以其禁帶寬度大(3. 4eV)、擊穿電壓高(3. 3MV/cm)、二維電子氣濃度高(> IO13Cm2)、飽和電子速度大O. 8X 107cm/s)等特性在國(guó)際上受到廣泛關(guān)注。目前，AlGaN/GaN HEMT器件的高頻、高壓、高溫以及大功率特性使之在微波功率器件方面有著巨大的前景。雖然鋁鎵氮/氮化鎵(AWaN/GaN)HEMT功率器件(高電子遷移率晶體管)的性能近年來(lái)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)展，尤其在高頻大功率方面，但是仍有很多問(wèn)題沒(méi)有解決，大功率器件的散熱和接地問(wèn)題一直困擾著AWaN/GaN HEMT實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。背金技術(shù)是目前AlGaN/GaN HEMT常用的一種散熱方法。碳化硅(SiC)材料作為生長(zhǎng)氮化鎵(GaN)外延結(jié)構(gòu)的襯底有著晶格匹配好的優(yōu)點(diǎn)，但是其極高的硬度(碳化硅莫氏硬度9. 8，莫氏最高硬度為10)以及極強(qiáng)的表面張力，卻給半導(dǎo)體后道工藝帶來(lái)極大的難題，為了實(shí)現(xiàn)良好的散熱需要對(duì)其進(jìn)行減薄，拋光，之后進(jìn)行電鍍背金等一系列復(fù)雜的半導(dǎo)體工藝，作為后道工序的第一步，減薄拋光決定著前道和后道工藝能否順利銜接，保證電路性能不退化，起著承前啟后的決定性因素。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行減薄的方法，以達(dá)到碳化硅襯底背面工藝要求。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行減薄的方法，該方法包括步驟1 對(duì)在正面制作電路的碳化硅晶片進(jìn)行清洗；步驟2 在碳化硅晶片正面均勻涂覆光刻膠；步驟3 將碳化硅晶片正面黏附于藍(lán)寶石材料的圓形托盤(pán)上；步驟4 將藍(lán)寶石圓形托盤(pán)安裝于減薄設(shè)備上，對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行減?。徊襟E5 對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行粗糙研磨；步驟6 對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行中度研磨；步驟7 對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行低度研磨；步驟8 對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行精細(xì)研磨；步驟9 對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行拋光；步驟10 對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行清洗。上述方案中，步驟2中所述光刻膠的厚度為3 5 μ m。
3
上述方案中，步驟5中所述對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行粗糙研磨包括采用碳化硼研磨漿液，配合球墨鑄鐵磨盤(pán)，將晶片厚度減小到< 200 μ m ；碳化硼顆粒直徑40 50μπι，球墨鑄鐵磨盤(pán)采用放射形凹槽條紋，漿液PH值為7。上述方案中，步驟6中所述對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行中度研磨包括采用人造金剛石研磨漿液，配合合金鑄鐵磨盤(pán)，將晶片厚度減小到< 140 μ m;人造金剛石顆粒直徑 15 μ m,合金鑄鐵磨盤(pán)采用網(wǎng)格狀凹槽條紋，漿液PH值為7 9. 5。上述方案中，步驟7中所述對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行低度研磨包括采用人造金剛石研磨漿液，配合合金錫磨盤(pán)，將晶片厚度減小到< Iio μ m ；人造金剛石顆粒直徑5 μ m，合金錫磨盤(pán)采用同心圓凹槽條紋，漿液PH值為11 12。上述方案中，步驟8中所述對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行精細(xì)研磨包括采用人造金剛石研磨漿液，配合聚酰胺磨盤(pán)，將晶片厚度減小到< 100 μ m;人造金剛石顆粒直徑< 2 μ m， 聚酰胺磨盤(pán)無(wú)須凹槽條紋，漿液PH值為11 12。上述方案中，步驟9中所述對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行拋光包括采用納米級(jí)金剛石拋光漿液，配合阻尼布磨盤(pán)，將晶片拋光至鏡面效果；人造金剛石顆粒為納米量級(jí)，阻尼布磨盤(pán)無(wú)須凹槽條紋，拋光液PH值為12 14。上述方案中，步驟10中所述對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行清洗是采用中性有機(jī)清洗劑進(jìn)行的。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明是基于碳化硅襯底的半導(dǎo)體晶片厚度小于100 μ m減薄方法，涉及的碳化硅襯底適用于在正面生長(zhǎng)有多層GaN外延結(jié)構(gòu)材料，在生長(zhǎng)的外延結(jié)構(gòu)上制作包括復(fù)雜的半導(dǎo)體電路，電路中包含有大跨度的空氣橋，并有大面積的電鍍金圖形。該發(fā)明采用機(jī)械和化學(xué)相結(jié)合的減薄方法，使用鑄鐵，合金錫，聚酰胺，阻尼等多種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的磨盤(pán)和有機(jī)，無(wú)機(jī)鹽類(lèi)相結(jié)合的減薄漿液，達(dá)到了快速，晶片結(jié)構(gòu)完整，無(wú)大物理?yè)p傷，表面細(xì)膩，光滑，形變小，減薄后碳化硅襯底晶片總體厚度小于100 μ m的工藝新成果。為之后在碳化硅襯底背面開(kāi)展其他半導(dǎo)體工藝提供了理想的工藝條件。填補(bǔ)了碳化硅襯底半導(dǎo)體后道工藝的技術(shù)空白。


圖1是本發(fā)明提供的對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行減薄的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行減薄的方法流程圖，該方法包括以下步驟步驟1 對(duì)在正面制作電路的碳化硅晶片進(jìn)行清洗；步驟2 在碳化硅晶片正面均勻涂覆光刻膠，光刻膠的厚度為3 5 μ m ；步驟3 將碳化硅晶片正面黏附于藍(lán)寶石圓形托盤(pán)上；
步驟4 將藍(lán)寶石圓形托盤(pán)安裝于減薄設(shè)備上，對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行減薄；步驟5 對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行粗糙研磨，包括采用碳化硼研磨漿液，配合球墨鑄鐵磨盤(pán)，將晶片厚度減小到< 200 μ m ；碳化硼顆粒直徑40 50 μ m,球墨鑄鐵磨盤(pán)采用放射形凹槽條紋，漿液PH值為7;步驟6 對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行中度研磨，包括采用人造金剛石研磨漿液，配合合金鑄鐵磨盤(pán)，將晶片厚度減小到< 140 μ m ；人造金剛石顆粒直徑15 μ m,合金鑄鐵磨盤(pán)采用網(wǎng)格狀凹槽條紋，漿液PH值為7 9. 5 ；步驟7 對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行低度研磨，包括采用人造金剛石研磨漿液，配合合金錫磨盤(pán)，將晶片厚度減小到< Iio μ m ；人造金剛石顆粒直徑5 μ m,合金錫磨盤(pán)采用同心圓凹槽條紋，漿液PH值為11 12 ；步驟8 對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行精細(xì)研磨，包括采用人造金剛石研磨漿液，配合聚酰胺磨盤(pán)，將晶片厚度減小到< 100 μ m;人造金剛石顆粒直徑< 2 μ m，聚酰胺磨盤(pán)無(wú)須凹槽條紋，漿液PH值為11 12;步驟9 對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行拋光，包括采用納米級(jí)金剛石拋光漿液，配合阻尼布磨盤(pán)，將晶片拋光至鏡面效果；人造金剛石顆粒為納米量級(jí)，阻尼布磨盤(pán)無(wú)須凹槽條紋，拋光液PH值為12 14;步驟10 采用中性有機(jī)清洗劑對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行清洗。本發(fā)明采用了以一臺(tái)主機(jī)搭配不同種類(lèi)配件的減薄工藝，大大節(jié)省了資源，分批次改進(jìn)漿液，提高了使用效率，達(dá)到了最好的費(fèi)效比，成功達(dá)到了碳化硅襯底背面工藝要求，制備出厚度< ΙΟΟμπι，表面厚度均勻性士2%，鏡面效果，無(wú)二次損傷，無(wú)裂痕，無(wú)崩邊， 低應(yīng)力的超薄碳化硅晶片。在改進(jìn)設(shè)備精度，工藝改進(jìn)細(xì)化的情況下，可以達(dá)到更好的工藝要求，制備出更加理想的減薄尺寸，達(dá)到更高級(jí)的拋光效果。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行減薄的方法，其特征在于，該方法包括 步驟1 對(duì)在正面制作電路的碳化硅晶片進(jìn)行清洗；步驟2 在碳化硅晶片正面均勻涂覆光刻膠；步驟3 將碳化硅晶片正面黏附于藍(lán)寶石圓形托盤(pán)上；步驟4 將藍(lán)寶石圓形托盤(pán)安裝于減薄設(shè)備上，對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行減?。徊襟E5 對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行粗糙研磨；步驟6 對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行中度研磨；步驟7 對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行低度研磨；步驟8 對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行精細(xì)研磨；步驟9 對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行拋光；步驟10 對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行清洗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行減薄的方法，其特征在于，步驟2中所述光刻膠的厚度為3 5μπι。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行減薄的方法，其特征在于，步驟5中所述對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行粗糙研磨包括采用碳化硼研磨漿液，配合球墨鑄鐵磨盤(pán)，將晶片厚度減小到< 200 μ m ；碳化硼顆粒直徑40 50 μ m,球墨鑄鐵磨盤(pán)采用放射形凹槽條紋，漿液PH值為7。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行減薄的方法，其特征在于，步驟6中所述對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行中度研磨包括采用人造金剛石研磨漿液，配合合金鑄鐵磨盤(pán)，將晶片厚度減小到< 140 μ m;人造金剛石顆粒直徑15 μ m,合金鑄鐵磨盤(pán)采用網(wǎng)格狀凹槽條紋，漿液PH值為7 9. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行減薄的方法，其特征在于，步驟7中所述對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行低度研磨包括采用人造金剛石研磨漿液，配合合金錫磨盤(pán)，將晶片厚度減小到< Iio μ m ；人造金剛石顆粒直徑5 μ m，合金錫磨盤(pán)采用同心圓凹槽條紋，漿液PH值為11 12。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行減薄的方法，其特征在于，步驟8中所述對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行精細(xì)研磨包括采用人造金剛石研磨漿液，配合聚酰胺磨盤(pán)，將晶片厚度減小到< ΙΟΟμπ ;人造金剛石顆粒直徑< 2 μ m，聚酰胺磨盤(pán)無(wú)須凹槽條紋，漿液PH值為11 12。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行減薄的方法，其特征在于，步驟9中所述對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行拋光包括采用納米級(jí)金剛石拋光漿液，配合阻尼布磨盤(pán)，將晶片拋光至鏡面效果；人造金剛石顆粒為納米量級(jí)，阻尼布磨盤(pán)無(wú)須凹槽條紋，拋光液PH值為12 14。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行減薄的方法，其特征在于，步驟10中所述對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行清洗是采用中性有機(jī)清洗劑進(jìn)行的。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行減薄的方法，包括步驟1對(duì)在正面制作電路的碳化硅晶片進(jìn)行清洗；步驟2在碳化硅晶片正面均勻涂覆光刻膠；步驟3將碳化硅晶片正面黏附于藍(lán)寶石圓形托盤(pán)上；步驟4將藍(lán)寶石圓形托盤(pán)安裝于減薄設(shè)備上，對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行減??；步驟5對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行粗糙研磨；步驟6對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行中度研磨；步驟7對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行低度研磨；步驟8對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行精細(xì)研磨；步驟9對(duì)碳化硅晶片背面進(jìn)行拋光；步驟10對(duì)碳化硅晶片進(jìn)行清洗。利用本發(fā)明，達(dá)到了快速、晶片結(jié)構(gòu)完整、無(wú)大物理?yè)p傷、表面細(xì)膩、光滑、形變小、減薄后碳化硅襯底晶片總體厚度小于100μm的工藝新成果。
文檔編號(hào)H01L21/306GK102214565SQ201010145299
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者劉新宇, 龐磊, 汪寧, 羅衛(wèi)軍, 陳曉娟 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所