專利名稱：一種對碳化硅晶片進行減薄的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種對碳化硅晶片進行減薄的方法。
背景技術：
氮化鎵(GaN)作為第三代寬禁帶半導體材料，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)等特性在國際上受到廣泛關注。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)的性能近年來得到了長足的進展，尤其在高頻大功率方面，但是仍有很多問題沒有解決，大功率器件的散熱和接地問題一直困擾著AWaN/GaN HEMT實用化和產(chǎn)業(yè)化進程。背金技術是目前AlGaN/GaN HEMT常用的一種散熱方法。碳化硅(SiC)材料作為生長氮化鎵(GaN)外延結構的襯底有著晶格匹配好的優(yōu)點，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)以及極強的表面張力，卻給半導體后道工藝帶來極大的難題，為了實現(xiàn)良好的散熱需要對其進行減薄，拋光，之后進行電鍍背金等一系列復雜的半導體工藝，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)明內容
(一)要解決的技術問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種對碳化硅晶片進行減薄的方法，以達到碳化硅襯底背面工藝要求。( 二 )技術方案為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種對碳化硅晶片進行減薄的方法，該方法包括步驟1 對在正面制作電路的碳化硅晶片進行清洗；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寶石材料的圓形托盤上；步驟4 將藍寶石圓形托盤安裝于減薄設備上，對碳化硅晶片背面進行減??；步驟5 對碳化硅晶片背面進行粗糙研磨；步驟6 對碳化硅晶片背面進行中度研磨；步驟7 對碳化硅晶片背面進行低度研磨；步驟8 對碳化硅晶片背面進行精細研磨；步驟9 對碳化硅晶片背面進行拋光；步驟10 對碳化硅晶片進行清洗。上述方案中，步驟2中所述光刻膠的厚度為3 5 μ m。
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上述方案中，步驟5中所述對碳化硅晶片背面進行粗糙研磨包括采用碳化硼研磨漿液，配合球墨鑄鐵磨盤，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中所述對碳化硅晶片背面進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，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中所述對碳化硅晶片背面進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，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中所述對碳化硅晶片背面進行精細研磨包括采用人造金剛石研磨漿液，配合聚酰胺磨盤，將晶片厚度減小到< 100 μ m;人造金剛石顆粒直徑< 2 μ m， 聚酰胺磨盤無須凹槽條紋，漿液PH值為11 12。上述方案中，步驟9中所述對碳化硅晶片背面進行拋光包括采用納米級金剛石拋光漿液，配合阻尼布磨盤，將晶片拋光至鏡面效果；人造金剛石顆粒為納米量級，阻尼布磨盤無須凹槽條紋，拋光液PH值為12 14。上述方案中，步驟10中所述對碳化硅晶片進行清洗是采用中性有機清洗劑進行的。(三)有益效果從上述技術方案可以看出，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有多層GaN外延結構材料，在生長的外延結構上制作包括復雜的半導體電路，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)明采用機械和化學相結合的減薄方法，使用鑄鐵，合金錫，聚酰胺，阻尼等多種復雜結構的磨盤和有機，無機鹽類相結合的減薄漿液，達到了快速，晶片結構完整，無大物理損傷，表面細膩，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展其他半導體工藝提供了理想的工藝條件。填補了碳化硅襯底半導體后道工藝的技術空白。


圖1是本發(fā)明提供的對碳化硅晶片進行減薄的方法流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的對碳化硅晶片進行減薄的方法流程圖，該方法包括以下步驟步驟1 對在正面制作電路的碳化硅晶片進行清洗；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寶石圓形托盤上；
步驟4 將藍寶石圓形托盤安裝于減薄設備上，對碳化硅晶片背面進行減薄；步驟5 對碳化硅晶片背面進行粗糙研磨，包括采用碳化硼研磨漿液，配合球墨鑄鐵磨盤，將晶片厚度減小到< 200 μ m ；碳化硼顆粒直徑40 50 μ m,球墨鑄鐵磨盤采用放射形凹槽條紋，漿液PH值為7;步驟6 對碳化硅晶片背面進行中度研磨，包括采用人造金剛石研磨漿液，配合合金鑄鐵磨盤，將晶片厚度減小到< 140 μ m ；人造金剛石顆粒直徑15 μ m,合金鑄鐵磨盤采用網(wǎng)格狀凹槽條紋，漿液PH值為7 9. 5 ；步驟7 對碳化硅晶片背面進行低度研磨，包括采用人造金剛石研磨漿液，配合合金錫磨盤，將晶片厚度減小到< Iio μ m ；人造金剛石顆粒直徑5 μ m,合金錫磨盤采用同心圓凹槽條紋，漿液PH值為11 12 ；步驟8 對碳化硅晶片背面進行精細研磨，包括采用人造金剛石研磨漿液，配合聚酰胺磨盤，將晶片厚度減小到< 100 μ m;人造金剛石顆粒直徑< 2 μ m，聚酰胺磨盤無須凹槽條紋，漿液PH值為11 12;步驟9 對碳化硅晶片背面進行拋光，包括采用納米級金剛石拋光漿液，配合阻尼布磨盤，將晶片拋光至鏡面效果；人造金剛石顆粒為納米量級，阻尼布磨盤無須凹槽條紋，拋光液PH值為12 14;步驟10 采用中性有機清洗劑對碳化硅晶片進行清洗。本發(fā)明采用了以一臺主機搭配不同種類配件的減薄工藝，大大節(jié)省了資源，分批次改進漿液，提高了使用效率，達到了最好的費效比，成功達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，無二次損傷，無裂痕，無崩邊， 低應力的超薄碳化硅晶片。在改進設備精度，工藝改進細化的情況下，可以達到更好的工藝要求，制備出更加理想的減薄尺寸，達到更高級的拋光效果。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種對碳化硅晶片進行減薄的方法，其特征在于，該方法包括 步驟1 對在正面制作電路的碳化硅晶片進行清洗；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寶石圓形托盤上；步驟4 將藍寶石圓形托盤安裝于減薄設備上，對碳化硅晶片背面進行減?。徊襟E5 對碳化硅晶片背面進行粗糙研磨；步驟6 對碳化硅晶片背面進行中度研磨；步驟7 對碳化硅晶片背面進行低度研磨；步驟8 對碳化硅晶片背面進行精細研磨；步驟9 對碳化硅晶片背面進行拋光；步驟10 對碳化硅晶片進行清洗。
2.根據(jù)權利要求1所述的對碳化硅晶片進行減薄的方法，其特征在于，步驟2中所述光刻膠的厚度為3 5μπι。
3.根據(jù)權利要求1所述的對碳化硅晶片進行減薄的方法，其特征在于，步驟5中所述對碳化硅晶片背面進行粗糙研磨包括采用碳化硼研磨漿液，配合球墨鑄鐵磨盤，將晶片厚度減小到< 200 μ m ；碳化硼顆粒直徑40 50 μ m,球墨鑄鐵磨盤采用放射形凹槽條紋，漿液PH值為7。
4.根據(jù)權利要求1所述的對碳化硅晶片進行減薄的方法，其特征在于，步驟6中所述對碳化硅晶片背面進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，將晶片厚度減小到< 140 μ m;人造金剛石顆粒直徑15 μ m,合金鑄鐵磨盤采用網(wǎng)格狀凹槽條紋，漿液PH值為7 9. 5。
5.根據(jù)權利要求1所述的對碳化硅晶片進行減薄的方法，其特征在于，步驟7中所述對碳化硅晶片背面進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，將晶片厚度減小到< Iio μ m ；人造金剛石顆粒直徑5 μ m，合金錫磨盤采用同心圓凹槽條紋，漿液PH值為11 12。
6.根據(jù)權利要求1所述的對碳化硅晶片進行減薄的方法，其特征在于，步驟8中所述對碳化硅晶片背面進行精細研磨包括采用人造金剛石研磨漿液，配合聚酰胺磨盤，將晶片厚度減小到< ΙΟΟμπ ;人造金剛石顆粒直徑< 2 μ m，聚酰胺磨盤無須凹槽條紋，漿液PH值為11 12。
7.根據(jù)權利要求1所述的對碳化硅晶片進行減薄的方法，其特征在于，步驟9中所述對碳化硅晶片背面進行拋光包括采用納米級金剛石拋光漿液，配合阻尼布磨盤，將晶片拋光至鏡面效果；人造金剛石顆粒為納米量級，阻尼布磨盤無須凹槽條紋，拋光液PH值為12 14。
8.根據(jù)權利要求1所述的對碳化硅晶片進行減薄的方法，其特征在于，步驟10中所述對碳化硅晶片進行清洗是采用中性有機清洗劑進行的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對碳化硅晶片進行減薄的方法，包括步驟1對在正面制作電路的碳化硅晶片進行清洗；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寶石圓形托盤上；步驟4將藍寶石圓形托盤安裝于減薄設備上，對碳化硅晶片背面進行減??；步驟5對碳化硅晶片背面進行粗糙研磨；步驟6對碳化硅晶片背面進行中度研磨；步驟7對碳化硅晶片背面進行低度研磨；步驟8對碳化硅晶片背面進行精細研磨；步驟9對碳化硅晶片背面進行拋光；步驟10對碳化硅晶片進行清洗。利用本發(fā)明，達到了快速、晶片結構完整、無大物理損傷、表面細膩、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H01L21/306GK102214565SQ201010145299
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權日2010年4月9日
發(fā)明者劉新宇, 龐磊, 汪寧, 羅衛(wèi)軍, 陳曉娟 申請人:中國科學院微電子研究所