[发明专利]SiC衬底的减薄方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种SiC衬底的减薄方法。

背景技术

基于SiC衬底的AlGaN/GaN HEMT 器件，通常需要依靠背孔技术实现源段接地，以减小接地电阻和寄生参数，进而提高器件的性能。要实现背孔接地技术，通常需要依靠机械研磨，实现SiC衬底的减薄。

但是，采用机械减薄存在以下缺点：

1、研磨时间过长，从380um研磨至90um，通常需要5-6小时的粗磨，并且需要8-10小时的细磨，以改善表面平整度；整个研磨耗费昂贵。

2、研磨过程中的横向切削力对正面的器件造成损伤（如图9所示），因为要依靠磨料加磨盘和负载的重力一加快研磨速度，导致器件正面的性能下降。

3、机械研磨往往耗费时间，需要时间经常长达16-20小时甚至更长，效率低。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种缩短SiC单晶衬底的减薄时间，避免传统机械研磨过程中剪切应力对AlGaN/GaN HEMT器件性能影响的SiC衬底的减薄方法。

根据本发明的一个方面，提供一种SiC衬底的减薄方法包括：

匀光刻胶，保护表面制备完成的基于SiC衬底的AlGaN/GaN HEMT 器件；

将所述器件背面向上，将器件用蜡粘贴在托片上；

将粘贴在所述托片上的器件放进ICP刻蚀机腔体进行刻蚀。

根据本发明提供的SiC衬底的减薄方法，可以有效缩短SiC衬底的减薄时间，提高工作效率，减少减薄时间。另外，由于整个衬底减薄过程中没有机械剪切力，器件的性能不会有明显的降低。

附图说明

图1是本发明实施例提供的制备完成以后的AlGaN/GaN HEMT 器件的示意图；

图2是对图1所示的器件进行涂光刻胶的示意图；

图3是图2所示的器件进行粘片的示意图；

图4是图3所示的器件进行刻蚀的示意图；

图5是图4所示器件进行刻蚀后的器件的示意图；

图6为刻蚀结束后溅射Ni掩膜的示意图；

图7 为AlGaN/GaN HEMT器件在等离子减薄以后的表面平整度测试结果的示意图；

图8是对图4进行刻蚀得到的SiC表面；

图9 为常规机械研磨减薄之后的SiC表面，上面有严重的划痕。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种SiC衬底的减薄方法包括：

步骤S1（如图1、2所示）、匀光刻胶，保护表面制备完成的基于SiC衬底的AlGaN/GaN HEMT 器件。光刻胶包括正胶或负胶。当采用正胶时，正胶的厚度约为3000nm-5000nm。匀光刻胶是在150℃时，热板真空加热2-4分钟的条件下进行匀光刻胶。该步骤的主要目的在于保护正面的器件和电路。

步骤S2（如图3所示）、将器件背面向上，将器件用蜡粘贴在托片上。蜡选用熔点70℃或熔点120℃的蜡。托片是石英托片或者蓝宝石托片。粘合完毕后，将器件冷却。

步骤S3（如图4所示）、将粘贴在托片上的器件放进ICP刻蚀机腔体进行刻蚀。刻蚀气体包括SF₆加O₂。刻蚀速率达到800nm/每分钟以上，刻蚀时间为 3-4小时。刻蚀结束时，SiC衬底厚度由380μm减薄至90μm左右。刻蚀后的器件如图5所示。

步骤S4、将刻蚀后的器件进行溅射Ni掩膜处理，如图6所示。

常规SiC 减薄，采用的是机械研磨，碳化硼、金刚石粉等磨料，长时间小磨。由于SiC 本身比较脆，当厚度减薄只100微米以下时极易碎裂；在长时间的研磨过程中，由于横向的剪切力，对器件的造成应力损伤，器件的性能会下降。由于采用了高密度等离子体通过刻蚀来减薄SiC衬底，因此，避免了大颗粒磨料的机械划痕，太多的机械划痕将会导致SiC 衬底的碎裂。图7是利用本发明之后的表面平整度的表面测试结果，图8给出了SiC表面的实际情况。虽然会有一些小的缺陷（这是SiC本身的缺陷造成），平整度比较理想。

图9是采用机械研磨后的SiC表面，上面有很深的机械划痕，这些划痕中会吸附磨料颗粒，从而降低背金金属的粘附性。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。