[发明专利]一种辨别碳化硅晶片碳硅面的方法

说明书

本发明公开了一种辨别碳化硅晶片碳硅面的方法。该方法将生长得到的碳化硅晶锭进行平面磨、滚圆加工；对滚圆后的晶锭进行定向，确定基准轴方向为<11‑20>方向；沿<11‑20>方向加工非对称V型槽；晶锭加工制备成晶片；加工后的晶片其V型槽形成夹角θ，形成夹角θ的两条斜边分别设为a和b，且两条斜边的长度满足a≠b；以两条斜边a＜b还是两条斜边a＞b即可判断出所对应的晶片表面为碳面或是硅面。本发明降低了对晶片的损伤，提高了晶片的有效使用面积，降低了成本，高效实现了对晶片碳硅面的判断；同时能省去晶片原有的大定位边，可以减少再生长得到的晶体缺陷，提高晶体品质。

技术领域

本发明涉及碳化硅晶片制造领域，特别是涉及一种辨别碳化硅晶片碳硅面的方法。

背景技术

碳化硅(SiC) 材料是继硅（Si）和砷化镓（GaAs）以来的第三代半导体材料，具有宽禁带、高临界击穿场强、高电子饱和漂移速率、高热导率等优良特性，成为制作高温、高频、大功率、抗辐照器件的理想材料。

碳化硅单晶生长常用的方法是物理气相传输法（PVT 法），单晶生长过程中需要用到碳化硅籽晶，而碳化硅单晶片具有硅面和碳面两个极性面，籽晶的生长面极性对生长晶体的晶型和晶体的生长速率都有很大影响，直接影响到生长晶体的应用范围和晶片的产率。

在以碳化硅为衬底进行器件制造时，其外延晶片的外延表面对其衬底的极性有严格的要求，通常情况下采取碳化硅单晶片的硅面进行外延生长。可见，碳化硅单晶的极性面对单晶生长和外延晶片都有重要的作用。

目前常用来区分碳硅面的方法是在碳化硅单晶滚圆后对晶锭进行两次定向，加工出两个大小不同的直面，称为主副参考面，切片后按主副参考面的排序确定碳硅面。但是这种方法存在两个缺点，一是为了区分主副参考面，通常情况下主参考面的长度较长，4英寸碳化硅单晶的主参考面就长达32.5毫米，6英寸碳化硅单晶的主参考面更是长达47.5毫米，既浪费成本，降低了衬底片的可用面积，又有损晶锭。二是用带有长参考边的晶片做籽晶时，对生长单晶的质量有很大影响，靠近主副参考边处容易产生缺陷聚集。中国专利文献CN103630708A公开了一种本发明涉及一种辨别碳化硅晶片硅碳面的方法，该方法用原子力显微镜测试化学抛光后的碳化硅晶片表面，根据表面的粗糙度数值确定碳硅面，该方法虽然未增加工序也不损伤晶片，还省去一个定位边，但是增加了大量的测试成本，同时原子力显微镜的测试也很耗时。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种高效低损耗辨别碳化硅晶片碳硅面的方法。

本发明采取的技术方案是：一种辨别碳化硅晶片碳硅面的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、将生长得到的碳化硅晶锭进行平面磨、滚圆加工；

（2）、对滚圆后的晶锭进行定向，确定基准轴方向<11-20>方向；

（3）、沿<11-20>方向加工一个非对称V型槽；

（4）、对晶锭进行切割、研磨、倒角和抛光加工，制备成晶片；

（5）、加工后的晶片其非对称V型槽形成夹角θ，形成夹角θ的两条斜边分别设为a和b，且两条斜边的长度满足a≠b；

（6）、以两条斜边a＜b还是两条斜边a＞b即可判断出所对应的晶片表面为碳面或是硅面。

进一步，所述的非对称V型槽的夹角θ为90°±5°，深度为1mm±0.2mm。

本发明的有益效果是：本发明通过在碳化硅晶片上加工出一个非对称V型槽，并根据V型槽的方向判断碳硅面。本发明的特点是降低了对晶片的损伤，提高了晶片的有效使用面积，降低了成本，可以高效低损伤实现对晶片碳硅面的判断；同时能省去晶片原有的大定位边，可以减少再生长得到的晶体缺陷，提高晶体品质。

附图说明