[发明专利]一种碳化硅晶圆减薄的制作方法

说明书

本发明公开了一种碳化硅晶圆减薄的制作方法，包括以下步骤：步骤一、对碳化硅晶圆进行清洁；步骤二、在碳化硅晶圆的正面制作一层保护性薄膜；步骤三、对碳化硅晶圆进行背面减薄；步骤四、对减薄后的碳化硅晶圆进行清洁，并退火的方式制作一层牺牲氧化层；步骤五、去除碳化硅晶圆正面的保护性薄膜和背面的牺牲氧化层。本发明实现对碳化硅晶圆的减薄，并保证制作过程中光刻图形的良好匹配，具有良好的工艺效果。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种碳化硅晶圆减薄的制作方法。

背景技术

目前碳化硅功率器件大多是基于300-400μm厚度碳化硅晶圆制作的垂直型器件，如SBD二极管、MOSFET、BJT、PiN二极管、JFET、IGBT等。过厚的基板造成了较高的衬底电阻，使得衬底压降占据了通态压降的较大比重，对于电压等级较小的器件其影响尤其显著，1200V等级及以下的碳化硅器件衬底电阻占通态电阻的比重可以达到30%-90%，因此碳化硅功率器件通常面临晶圆减薄。

由于碳化硅晶圆减薄后的翘曲度偏高，业界通常会把对减薄放在器件制造工艺的最后。如中国专利201710525097.1公开了一种超薄碳化硅芯片的制作方法，在完成正面器件后对碳化硅晶圆进行背面减薄，从初始的350μm减薄至80-120μm，再在背面激光退火制作背面电极以完成整个器件。也可以在完成正面器件后，完全去除或部分完全去除碳化硅外延以下碳化硅晶圆，或者刻蚀形成孔槽，再在背面制作欧姆接触电极以完成器件。上述方法中，减薄从实施效率上通常会选择砂轮研磨的方式，在实际研磨过程中，通常会在晶圆正面进行保护，如粘附托盘、蓝膜或UV膜等，砂轮在研磨背面时会施加纵向切向力，不可避免的造成晶圆正面器件的损伤，降低成品率。另外，如果完成器件的正面工艺后再进行减薄，为了保护正面工艺，不可避免地需要通过激光退火的方式制作背面电极的欧姆接触，增加成本以及工艺复杂度。

因此，随着碳化硅减薄技术的提升，出现了将晶圆减薄步骤提前的制造方法。如美国专利US20110233563，在碳化硅晶圆正面完成标记、离子注入和场氧后，通过研磨或刻蚀的方法将晶圆减薄至150-350μm，再通过快速退火的方式先后形成背面欧姆接触和正面肖特基接触，最后完善电极以完成器件。这样的流程更符合标准的碳化硅器件制程，同时可以解决上述问题，但由于减薄会造成碳化硅晶圆内部应力积压，接续的高温退火工序会导致应力释放造成基板翘曲，在其后的光刻工序中会由于TTV（Total Thickness Variation，整体平整度）及LTV（Local Thickness Variation，区域平整度）前后差异过大导致与减薄前的图形难以完全匹配，对于小线条影响尤其显著，致使成品率下降。另外，减薄造成的基板TTV与LTV显著提升本身就是对光刻工序的巨大挑战。

因此，本发明人对此做进一步的研究，研发出一种碳化硅晶圆减薄的制作方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种碳化硅晶圆减薄的制作方法，实现对碳化硅晶圆的减薄，并保证制作过程中光刻图形的良好匹配，具有良好的工艺效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术解决方案是：

一种碳化硅晶圆减薄的制作方法，包括以下步骤：

步骤一、对碳化硅晶圆进行清洁；

步骤二、在碳化硅晶圆的正面制作一层保护性薄膜；

步骤三、对碳化硅晶圆进行背面减薄；

步骤四、对减薄后的碳化硅晶圆进行清洁，并退火的方式制作一层牺牲氧化层；

步骤五、去除碳化硅晶圆正面的保护性薄膜和背面的牺牲氧化层。

优选的，在步骤一中，碳化硅晶圆为碳化硅外延片或碳化硅衬底片。

优选的，在步骤一中，碳化硅外延片的外延或者衬底为N型或P型，碳化硅衬底片的衬底为N型或P型。