[发明专利]一种碳化硅晶片剥离装置和方法

说明书

本发明公开了一种碳化硅晶片剥离装置和方法。碳化硅晶片剥离装置，包括：剥离单元和控制单元；剥离单元，包括：顶升部，适于利用顶升力将碳化硅晶片从晶锭中进行剥离；缓冲部，与顶升部固接，适于在顶升部的顶升力达到预设值时，在顶升部与碳化硅晶片之间形成缓冲；驱动部，与缓冲部固接，适于驱动缓冲部和顶升部靠近或远离碳化硅晶片；控制单元，与驱动部电信连接，适于控制驱动部启动或关闭。该装置在顶升部的顶升力达到预设值时，通过缓冲部在顶升部与碳化硅晶片之间形成缓冲，达到保护晶片的目的，减少碳化硅晶片剥离时破片率较高的问题。

技术领域

本发明涉及控制设备技术领域，具体涉及一种碳化硅晶片剥离装置和方法。

背景技术

随着科学技术的发展,人们对于电子器件的要求也越来越高，高温、高频、抗辐射及大功率成为最基本的需求。第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的导热率、更高的抗辐射能力、更大的电子饱和漂移速率等特性，在光电子和微电子领域具有重要的应用价值。而碳化硅(SiC)是第三代半导体的典型代表，其具有硬度高，脆性大的特点，其莫氏硬度为9.5级，仅次于金刚石(10级)，故不易切割。

目前，在碳化硅晶锭切片工序中，“激光切割法”作为一种新型的生产碳化硅单晶片的方法，正在逐渐替代传统的“金刚石线切割法”。具体包括将激光聚焦在平行于碳化硅晶锭基面的切割面上，局部加热产生高密度位错，在碳化硅晶锭的预定深度处形成一层很薄的混有非晶硅、非晶碳和非晶碳化硅的非晶层，然后通过机械剥离非晶层的方式得到碳化硅单晶片。

该方法切割损失少、晶圆表面或亚表面加工痕迹少，能够显著降低下一步研磨工序的难度。然而，激光处理得到的非晶层内部结构并不均匀，在机械剥离过程中可能会因受力不均而造成碳化硅单晶片破裂。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种碳化硅晶片剥离装置和方法。

根据本发明的一个方面，提供一种碳化硅晶片剥离装置，包括：剥离单元和控制单元；剥离单元，包括：顶升部，适于利用顶升力将碳化硅晶片从晶锭中进行剥离；缓冲部，与顶升部固接，适于在顶升部的顶升力达到预设值时，在顶升部与碳化硅晶片之间形成缓冲；驱动部，与缓冲部固接，适于驱动缓冲部和顶升部靠近或远离碳化硅晶片；控制单元，与驱动部电信连接，适于控制驱动部启动或关闭。

可选地，在根据本发明的装置中，缓冲部包括：气缸、活塞、推动杆和气阀，活塞设置在气缸内，推动杆的一端与活塞固接，另一端延伸出气缸与顶升部固接，气阀设置在气缸的一侧，用于对气缸进行放气。

可选地，在根据本发明的装置中，驱动部包括：底座、驱动电机和丝杆；其中，驱动电机固定在底座内，丝杆的一端与驱动电机连接，另一端与缓冲部连接。

可选地，在根据本发明的装置中，顶升部为半球形结构，在剥离碳化硅晶片时，半球形结构的顶点与碳化硅晶片抵接。

可选地，在根据本发明的装置中，顶升部还包括压力传感器，设置在半球形结构远离顶点的一侧，用于监测顶升部的顶升力。

可选地，在根据本发明的装置中，压力传感器与控制单元电信连接，压力传感器实时向控制单元反馈监测到的顶升力，以便控制单元在顶升力达到预设值时，关闭驱动部。

可选地，在根据本发明的装置中，预设值为剥离标准碳化硅晶片所需的顶升力；以及缓冲部被配置为当顶升力不小于预设值时，进行放气。

可选地，在根据本发明的装置中，半球形结构与压力传感器通过螺栓固接。

可选地，在根据本发明的装置中，缓冲部与驱动部通过安装板固接。

可选地，在根据本发明的装置中，控制单元为PLC控制系统。