[发明专利]SiC晶片的退火方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种SiC晶片的退火工艺。

背景技术

SiC晶体是超高亮度LED发光材料GaN常用的衬底材料，而GaN磊晶的晶体质量与所使用的SiC衬底（基板）表面加工质量密切相关，尤其是用来光刻的SiC衬底与晶片的表面形貌和翘曲以及弯曲程度联系紧密，晶片的翘曲和弯曲程度过大，光刻时难以聚焦，导致良率下降；如果直接用平片做GaN磊晶，平片与外延薄膜极易脱落，影响外延品质。在SiC衬底的切割、双面研磨以及单面研磨、抛光过程中，尽管部分的加工应力会在下一道加工工序释放，但是这种应力释放是无序释放，同时未释放的加工应力会在晶片表面集聚，影响SiC晶片的翘曲和弯曲程度，严重的翘曲和弯曲会在后道加工过程产生破片，影响整个加工循环的晶片质量。

发明内容

本发明的目的之一是在于提供一种高质量的SiC晶片的退火方法，适用于对SiC切割片、双面研磨片、单片研磨片和抛光片。

本发明的目的之二是使加工的SiC晶片的加工应力消除均匀、充分，降低由于晶体加工产生的加工应力引起的晶片翘曲和弯曲程度，提高光刻的良率，减轻衬底晶片和外延层的脱落程度。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是： 一种SiC晶片的退火方法，具体步骤是：

（1）将SiC晶片装入陶瓷工装中，陶瓷工装置于陶瓷坩埚内，陶瓷工装和陶瓷坩埚中间用SiC粉填满；

（2）直接升温至低温度区域200℃~400℃，保温3~6小时，此阶段升温时间≥1.5小时；

（3）经过低温保温一段时间后，升温至中温区域500℃~700℃,保温5~10小时，此阶段升温时间≥2.5小时；

（4）经过中温保温一段时间后，升温至高温区域800℃~1900℃，保温10~20小时，此阶段升温时间≥10小时；

（5）高温保温结束后，以每小时10℃~15℃降温至室温，出炉。

SiC晶片为切割片、双面研磨片、单面研磨片、抛光片和衬底片中的任一种。SiC抛光片为单面抛光片和双面抛光片中的任一种。SiC晶片为导电型或半绝缘型。SiC晶片晶型为4H、6H、3C和15R中的任一种。

SiC晶片为2英寸导电型的4H-SiC晶片，上述第二至第五步骤为：以2℃/分钟的升温速率从室温升温至200℃；温度保持200℃ 6个小时；低温保温结束后，以2℃/分钟的升温速率从200℃升温至500℃；温度保持500℃ 10个小时；中温保温结束后，以0.5℃/分钟的升温速率从500℃升温至800℃；温度保持800℃20个小时；高温保温结束后，以10℃/小时的降温速率降温至室温，打开炉膛，取出晶片。

SiC晶片为2英寸导电型6H-SiC晶片，上述第二至第五步骤为：以2℃/分钟的升温速率从室温升温至400℃；温度保持400℃ 3个小时；低温保温结束后，以2℃/分钟的升温速率从400℃升温至700℃；温度保持700℃ 5个小时；中温保温结束后，以1℃/分钟的升温速率从700℃升温至1900℃；温度保持1900℃10个小时；高温保温结束后，以15℃/小时的降温速率降温至室温，打开炉膛，取出晶片。

SiC晶片为2英寸半绝缘型4H-SiC晶片，上述第二至第五步骤为：以2℃/分钟的升温速率从室温升温至300℃；温度保持300℃ 4个小时；低温保温结束后，以2℃/分钟的升温速率从300℃升温至600℃；温度保持600℃ 9个小时；中温保温结束后，以0.5℃/分钟的升温速率从600℃升温至1200℃；温度保持1000℃16个小时；高温保温结束后，以10℃/小时的降温速率降温至室温，打开炉膛，取出晶片。

SiC晶片为2英寸半绝缘型6H-SiC晶片，上述第二至第五步骤为：以2℃/分钟的升温速率从室温升温至380℃；温度保持300℃ 3个小时；低温保温结束后，以2℃/分钟的升温速率从300℃升温至700℃；温度保持700℃ 6个小时；中温保温结束后，以0.5℃/分钟的升温速率从700℃升温至1000℃；温度保持1000℃11个小时；高温保温结束后，以10℃/小时的降温速率降温至室温，打开炉膛，取出晶片。

本发明的有益效果：