[发明专利]一种减薄碳化硅片的方法、装置及其应用

说明书

本申请公开了一种减薄碳化硅片的方法、装置及其应用。本申请的方法包括，沉积步骤，在碳化硅片背面沉积金属层；热反应步骤，在惰性气氛下进行高温热处理；贴膜保护步骤，在碳化硅片正面粘贴保护膜；酸腐蚀步骤，采用酸性溶液对碳化硅片进行浸泡；水洗步骤，对碳化硅片进行水冲洗，干燥；机械磨削步骤，采用磨头对碳化硅片的背面进行磨削；去保护膜步骤，去除粘贴在碳化硅片正面的保护膜。本申请的方法，利用金属层中的金属在高温下与碳化硅中的硅发生互溶反应，改变碳化硅背面表层的物理化学性质，降低表层硬度，使其能正常使用硅圆片减薄设备进行减薄，不仅减薄效果良好，而且极大的降低了碳化硅片产品的生产成本。

技术领域

本申请涉及碳化硅圆片制备领域，特别是涉及一种减薄碳化硅片的方法、装置及其应用。

背景技术

碳化硅(SIC)作为新一代的宽禁带半导体材料，在功率半导体领域具有极其优异的性能表现，是功率半导体器件发展的前沿和未来方向。SiC(碳化硅)是一种由硅(Si)和碳(C)构成的化合物半导体材料，具有优越的电学性能：例如，禁带宽度为2.3～3.3eV，是Si的3倍；击穿场强为0.8E16～3E16V/cm，是Si的10倍；饱和漂移速度为2E7cm/s，是Si的2.7倍；热导率为4.9W/cm K，约是Si的3.2倍。这些特性使碳化硅材料有禁带宽度大、击穿场强高、热导率大、饱和速度大、最大工作温度高等优良特性，从而使得碳化硅电子器件可以在高电压、高发热量、高频率的环境下工作。因此，碳化硅被认为是制作高功率电子器的最佳材料；与砷化镓、硅等材料相比，碳化硅在高压、高温方面有压倒性的优势。

目前通用的碳化硅圆片包括2英寸、3英寸、4英寸、6英寸等等。在碳化硅半导体生产制造的过程中，特别是碳化硅功率半导体产品的制造过程后段，都会进行背面减薄背金工艺；但是，对于碳化硅圆片或碳化硅片目前尚没有有效的减薄方案。类似的减薄方法是，硅圆片的减薄加工，但是该方案并不适用于碳化硅圆片。因为，现有的硅片减薄加工采用的是机械减薄方法，即采用二氧化硅材质的磨头对硅片进行磨削减薄；但是，二氧化硅磨头的硬度低于碳化硅圆片，所以如果参考硅片减薄的方法，进行机械减薄，不仅无法得到满意的减薄效果，同时硅圆片的减薄磨头还会报废，极大的提高了碳化硅圆片产品的生产成本。

因此，目前尚没有简单有效的碳化硅片减薄方法，不利于碳化硅圆片的制备和后期加工。

发明内容

本申请的目的是提供一种新的减薄碳化硅片的方法、装置及其应用。

本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种减薄碳化硅片的方法，包括以下步骤，

沉积步骤，包括在碳化硅片的背面沉积金属层；优选为纯铝层；

热反应步骤，包括将沉积金属层的碳化硅片在惰性气氛下进行高温热处理；

贴膜保护步骤，包括在碳化硅片正面粘贴保护膜；

酸腐蚀步骤，包括采用酸性溶液对贴保护膜的碳化硅片进行浸泡；

水洗步骤，包括对酸性溶液浸泡的产物进行水冲洗，并干燥；

机械磨削步骤，包括采用磨头对酸腐蚀和水洗后的碳化硅片的背面进行磨削，使碳化硅片减薄；

去保护膜步骤，包括去除粘贴在碳化硅片正面的保护膜。