[发明专利]减薄砂轮及其组件、减薄碳化硅衬底及减薄方法与应用

说明书

本申请提供了一种减薄砂轮及其组件、减薄碳化硅衬底及减薄方法与应用，涉及碳化硅加工技术领域。该减薄砂轮包括砂轮底座由多个减薄齿沿砂轮底座的周向依次首尾连接而成的减薄基底，减薄基底不含金刚石固体。该减薄砂轮能够避免在减薄碳化硅过程中造成深浅不一的划痕，能降低碳化硅衬底的损耗和加工成本。含上述减薄砂轮的碳化硅减薄组件能有效地对碳化硅进行减薄。采用上述组件进行减薄操作，可降低减薄后碳化硅衬底表面的划伤深度，甚至降低碳化硅衬底表面的损伤层，提高减薄后衬底表面的光洁度，此外，还能减少减薄过程中的衬底破损率，提高衬底加工的合格率。所得的减薄碳化硅衬底表面光洁，合格率高，其可进一步用于加工半导体器件。

技术领域

本发明涉及碳化硅加工领域，具体而言，涉及一种减薄砂轮及其组件、减薄碳化硅衬底及减薄方法与应用。

背景技术

碳化硅单晶材料因其自身宽禁带、高热导率、高击穿电场及高抗辐射能力等特点，其制成的半导体器件能够满足对当今对高功率和强辐射器件的需求，是制备高温、高频、高功率和抗辐射器件的理想衬底材料，并在混合动力汽车、高压输电、LED照明和航天航空等领域崭露头角，而生长高质量的SiC晶体则是实现这些SiC基器件的优异性能的基础。

SiC晶体的硬度可以达到莫氏9.2，仅次于金刚石的硬度。所以在碳化硅晶体的加工过程中，可以减薄碳化硅晶体的物质只有金刚石和碳化硼，又由于碳化硼的易碎性，在减薄的过程中容易造成碳化硅晶片边缘与中间的厚度及粗糙度不一致。经碳化硼加工完的碳化硅衬底，抛光很难再改善碳化硅衬底的面型。所以在碳化硅减薄的过程中采用金刚石作为减薄磨料完全避免了厚度及粗糙度不一致的现象。目前采用金刚石减薄碳化硅衬底只有制作成金刚石减薄砂轮这一种方式。

制作成金刚石减薄砂轮对碳化硅衬底进行减薄，是目前减薄碳化硅衬底的唯一方式。请结合图1至图4，金刚石减薄砂轮是通过金属或树脂、陶瓷等粘合剂材质与一定粒径的金刚石粉进行混合，然后通过粘合剂将金刚石粉固定在与减薄机相匹配的减薄砂轮底座上。其原理与磨床的砂轮类似，即金刚石粉固定在粘合剂里面，通过对减薄砂轮的修整，使表面的粘合剂剥离掉一部分，将固结在粘合剂中的部分金刚石粉露出。在减薄碳化硅衬底的过程中，粘合剂固定住金刚石粉，在碳化硅衬底表面进行减薄研磨。因为金刚石比碳化硅硬度高，在减薄机械力的作用下，金刚石粉将碳化硅衬底表面进行剥离，从而完成对碳化硅衬底的减薄工作。

因为金刚石粉是固结在粘合剂中，在对碳化硅衬底进行减薄的过程中金刚石粉的可以是固定不动的。所以当露出粘合剂表面较多的金刚石粉颗粒将造成碳化硅表面较深的划痕。金刚石粉的颗粒粒径是有一定分布的，在粘合剂表面将会有露出较多及较少的金刚石，这样在减薄碳化硅过程中将造成深浅不一的划痕。而深划痕将会增加碳化硅衬底后续加工中去除不掉部分划痕的可能，或增加更多的去除量才能去除所有的划痕。如果为了保证衬底表面划痕全部去除而增加后续工序的去除量，这样将会增加后续工序的耗材成本，也同时需要更厚的碳化硅衬底，同样增加了碳化硅衬底的损耗。

目前碳化硅衬底的材料成本还是比较昂贵，怎么样减少材料损耗，降低耗材的使用量，从而降低后续加工的成本成为一个需要解决的问题。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本申请的第一目的包括提供一种减薄砂轮以解决上述技术问题。

本申请的第二目的包括提供一种含有上述减薄砂轮的碳化硅减薄组件。

本申请的第三目的包括提供一种碳化硅减薄方法。

本申请的第四目的包括提供一种由上述碳化硅减薄方法加工得到的减薄碳化硅衬底。

本申请的第五目的包括提供一种含有上述减薄碳化硅衬底的半导体器件。

本申请可以这样实现：