[发明专利]一种基于薄片碳化硅晶圆的器件制备方法

说明书

本发明涉及一种基于薄片碳化硅晶圆的器件制备方法，属于半导体微纳加工技术领域，用于解决薄片晶圆去应力的问题。制备方法包括：对设置有器件的晶圆进行减薄，得到薄片晶圆；利用激光对发生翘曲的薄片晶圆的减薄面进行加热；在加热后的薄片晶圆的减薄面沉积金属，得到金属层，所述金属层与所述薄片晶圆的减薄面形成欧姆接触；在所述金属层的表面上，再次沉积一层金属，形成焊接层。本发明提供的技术方案能在不损害薄片晶圆和薄片晶圆上器件的情况下，对薄片晶圆进行退火。

技术领域

本发明涉及半导体微纳加工技术领域，尤其涉及一种基于薄片碳化硅晶圆的器件制备方法。

背景技术

作为第三代半导体材料的典型代表，碳化硅(SiC)是一种宽禁带半导体材料，具有高临界击穿电场强度、高饱和电子迁移率、高热导率等优点，特别适合应用在大功率电力传输和换能领域。为了充分发挥材料的优势特性，提高电流处理能力，碳化硅器件通常会被设计为垂直结构，但即使这样，碳化硅衬底也会在器件中引入可观的串联电阻。对于650V的器件，碳化硅衬底厚度在365μm附近，其电阻将会占到器件总通态电阻的60％～70％。

因此，为了进一步提升器件的导通性能，业界通常会在器件的正面结构完成后，将碳化硅衬底减薄到150μm，有的甚至到100μm，从而将衬底电阻削减60％以上。但是由于碳化硅的硬度很高，不能采用常规的研磨以及化学机械抛光(CMP)方式进行减薄，而是需要借助金刚石研削磨轮才能减的动。有别于研磨和CMP减薄采用的游离磨料方法，研削工艺是一种专门针对硬质材料开发出来的减薄方法，它将金刚石颗粒直接镶嵌固定到一个轮子上，让轮子和晶圆之间做相对摩擦运动，从而大大增加了削磨能力。

但强力挤压与摩擦作用同时也增加了被减薄材料表面的损伤，导致晶圆表面形成应力层。当晶圆的厚度逐渐下降时，晶圆的机械强度也会渐渐变小，应力就会使晶圆发生明显翘曲，不利于后续工艺的进一步实施，因此有必要对减薄后的碳化硅晶圆进行应力释放，使其重新恢复平整。

在现有技术中，对存在应力的材料进行退火是去除应力的常用方法，但减薄后的碳化硅晶圆，一是晶圆本身厚度不足，机械强度以及抗温度冲击能力明显下降，传统加热方式碎片风险极高，无法实施；二是晶圆在减薄前正面已经完成器件结构，通常会包含金属、PI胶等不耐高温的材料，所以无法使用传统的退火方式进行去应力。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种薄片碳化硅器件的制备方法以解决上述技术问题中的至少一个。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种基于薄片碳化硅晶圆的器件制备方法，包括：

对设置有器件的晶圆进行减薄，得到薄片晶圆；

利用激光对发生翘曲的薄片晶圆的减薄面进行加热；

在加热后的薄片晶圆的减薄面沉积金属，得到金属层，所述金属层与所述薄片晶圆的减薄面形成欧姆接触；

在所述金属层的表面上，再次沉积金属，形成焊接层。

进一步地，在真空环境下，将所述薄片晶圆的非减薄面固定在吸盘上；

对准所述晶圆的减薄面发射激光；

其中，所述非减薄面和所述减薄面互为所述晶圆的正反面。

进一步地，在所述减薄面上镀光吸收层。

进一步地，所述激光波长范围为(382nm，2000nm]。

进一步地，在所述在真空环境下，将所述薄片晶圆的非减薄面固定在吸盘上之后，所述方法还包括：

对准所述光吸收层发射激光。

进一步地，在所述对准所述光吸收层发射激光之后，所述方法还包括：