[发明专利]一种半导体衬底的制备方法

说明书

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种半导体衬底的制备方法。该半导体衬底的制备方法包括以下步骤：提供一碳化硅晶圆，该碳化硅晶圆为重掺杂晶圆；在该碳化硅晶圆的第一表面上形成二氧化硅保护层；从该第一表面对该碳化硅晶圆进行离子注入，得到第一衬底；去除该第一衬底上的二氧化硅保护层，得到第二衬底；对该第二衬底进行退火处理，得到该半导体衬底。使用本申请提供的制备碳化硅衬底的制备方法具有制造成本低的优点。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种半导体衬底的制备方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，对于制备半导体器件的基本结构衬底的要求也越来越高，碳化硅(SiC)作为第三代宽禁带半导体中的代表性材料，具有在高温环境中仍然具有稳定的电学性能、耐化学腐蚀性能、机械性能和光学性能，与其他材料相比，SiC结合了高折射率(n＝2.6)，宽禁带，高二阶和三阶非线性系数。高折射率实现了光学模式的高限制，在色散领域将带来更大的灵活性。宽带隙使得在大功率下的光吸收损失最小化，高二阶和三阶使得SiC在非线性光学应用中具有出色的性能。

SiC材料具有200多种晶型，目前在产业界中4H-SiC晶型被最为广泛应用，6寸晶圆制备技术趋于成熟。目前4H-SiC主要分为高掺杂导电与高纯半绝缘两种，导电衬底光泛应用于超高压高功率器件领域，如国家电网输电，高铁运输，以及新兴快速增长行业汽车逆变器等，晶圆成本相对较低已实现大规模商业化应用。高纯半绝缘主要用于外延衬底，并具有良好的散热性能，最具代表性的即为用于氮化镓高功率射频器件的外延衬底。氮化镓(GaN)材料可以在本征硅、高纯半绝缘碳化硅、蓝宝石衬底上通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)、氢化物气相外延(HVPE)等方法异质外延生长，并中间优先生长过渡buffer层以辅助生长。一般意义上来说，硅基异质外延受到GaN、Si晶格失配、热失配巨大的限制，严重损害了GaN的晶体质量，位错密度高达108/平方厘米，GaN器件的性能和可靠性难以保证。另一方面，目前蓝宝石衬底上生长的GaN拥有最好的材料质量。然而，以GaN高迁移率晶体管(HEMT)为元件的高频大功率电子器件在工作时往往产生大量的热量，但蓝宝石衬底薄弱的散热性质使GaN电子器件的性能受到了严重的限制，散热问题已成为蓝宝石基GaN微波功率器件应用和发展的最大瓶颈。综合来说，基于SiC衬底生长GaN薄膜并制备的射频HEMT器件拥有最优的综合性能并为产业界所广泛接受，并应用于手机5G射频前端等需要良好高频性能的射频应用场景当中,此种方法解决的GaN材料的晶格、电性、散热等多方面问题，但由于现有技术中的SiC晶圆的制造成本高，使得实际生产中并不能够大规模的使用这种SiC衬底来制备GaN薄膜的方法，而且由于现有技术中的SiC晶圆的制备成本高，进而使得基于其的射频HEMT器件成本高。

发明内容

本发明要解决的是现有技术中碳化硅晶圆制备成本高的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请公开了一种半导体衬底的制备方法，其包括以下步骤：

提供一碳化硅晶圆，该碳化硅晶圆为重掺杂晶圆；

在该碳化硅晶圆的第一表面上形成二氧化硅保护层；

从该第一表面对该碳化硅晶圆进行离子注入，得到第一衬底；

去除该第一衬底上的二氧化硅保护层，得到第二衬底；

对该第二衬底进行退火处理，得到该半导体衬底。

可选地，该碳化硅晶圆的硅面晶向为沿[0001]轴或者沿[0001]轴偏4度。

可选地，该碳化硅晶圆包括第二表面；

该第二表面为与该第一表面相对的面；

该在该碳化硅晶圆的第一表面上形成二氧化硅保护层之后，还包括：

在该第二表面上形成二氧化硅保护层；

从该第二表面对该第一衬底进行离子注入，得到第三衬底；