[发明专利]一种碳化硅晶片的清洗方法

说明书

本申请公开了一种碳化硅晶片的清洗方法，属于半导体材料制备领域。该碳化硅晶片的清洗方法包括等离子清洗和湿法清洗步骤。该碳化硅晶片的清洗方法使得碳化硅晶片表面的杂质清除的更干净；可以降低湿法清洗步骤中杂质对清洗槽的污染程度，减少清洗液的更换频率；等离子清洗操作简单，环保，且杂质去除效率高，可以提升整体的工作效率。

技术领域

本申请涉及一种碳化硅晶片的清洗方法，属于半导体材料制备领域。

背景技术

碳化硅作为最重要的第三代半导体材料之一，因其具有禁带宽度大、饱和电子迁移率高、击穿场强大、热导率高等优异性质，而被广泛应用于电力电子、射频器件、光电子器件等领域。由于SiC晶片加工中需要由许多有机物和无机物共同参与完成，且诸多工艺需由人的参与进行，因此产品不可避免的会被一些有机物、颗粒、金属和氧化物等杂质污染。在碳化硅做成的集成电路内，各元件及连线相当微细，因此制造过程中，如果遭到这些杂质污染，很容易造成芯片内电路功能的损坏，形成短路或断路，导致集成电路失效，造成严重损失。因此碳化硅衬底在最终加工完毕后，必须保证其高度的洁净度。

目前，行业内大多使用RCA湿式化学清洗技术，该技术中涉及到的溶液有硫酸与双氧水的混合液(简称SPM)、氨水与双氧水的混合液(简称APM)、盐酸和双氧水的混合液(简称HPM)、氢氟酸溶液(简称DHF)通过调整清洗液的配比，清洗温度，清洗时间等工艺，可以使产品达到不同的清洗效果。现有技术清洗后的碳化硅晶片，往往还会有少量的颗粒清除不掉，有些颗粒可以通过进一步的清洗将其清除，但重复的工作大大降低了工作效率，有些颗粒粘附力较大，多次清洗也无法去除。此外，随着清洗晶片数的增加，清洗槽逐渐脏污，金属和有机杂质易沉积在槽内而造成污染，使得碳化硅晶片的清洗方法的成本高、效率低和耗时长。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种碳化硅晶片的清洗方法。该碳化硅晶片的清洗方法中包括等离子的清洗步骤，该方法可以去除湿法清洗无法去除的部分物质，有效提升碳化硅晶片表面的清洗能力，同时可以减少清洗液的更换频率，减少化学品对环境的污染，工作效率高、成本低、耗时短。

该碳化硅晶片的清洗方法，其特征在于，所述清洗方法包括等离子清洗和湿法清洗的步骤。

可选地，所述等离子清洗中的等离子气体选自空气、氧气、氮气、氩气和氢气中的至少一种。进一步地，所述等离子气体为空气和氢气。优选地，所述等离子气体为氢气，氢气属于活泼性气体，具有较强的化学反应活性，可与晶片表面的杂质发生化学反应，起到很好的清洗效果。

可选地，所述等离子清洗包括碳化硅晶片碳面和/或碳化硅晶片硅面进行清洗的步骤。作为一种实施方式，所述等离子清洗包括：1)将碳化硅单晶硅面朝上，水平放置在托盘中，然后将托盘放入等离子设备的腔体内，利用等离子的“活化作用”，将碳化硅晶片表面的有机物、氧化物的分子或原子等杂质进行去除；然后，将碳化硅晶片碳面上重复步骤1)。

可选地，所述等离子清洗步骤包括将碳化硅晶片置于等离子设备中，用等离子气体清洗碳化硅晶片至少1min。优选地，所述清洗碳化硅晶片的时间为1～15min。更优选地，所述清洗碳化硅晶片的时间为8～15min。

可选地，所述清洗碳化硅晶片的真空度为1-150Pa。进一步地，所述清洗碳化硅晶片的真空度为5-100Pa。优选地，所述清洗碳化硅晶片的真空度为80Pa。

可选地，所述清洗碳化硅晶片的等离子设备的功率为200～1000W，所述等离子设备的气体流量至少为10sccm。优选地，所述等离子设备的气体流量为10～120sccm。更优选地，所述等离子设备的气体流量为50～70sccm。

可选地，所述湿法清洗的清洗剂包括浓硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、磷酸、双氧水和去离子水中的至少一种。

可选地，所述湿法清洗的清洗温度为20～150℃。

优选地，所述湿法清洗使用超声或兆声波清洗。