【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于半導體，具體涉及一種改性半導體晶片及其改性方法和應用。
技術介紹
1、單晶碳化硅作為寬禁帶半導體，具有高熱導率、高飽和電子漂移速率等特點。能夠在更高功率水平、更高溫度和更加惡劣的環境下工作，滿足普通硅基半導體所不能滿足的諸多優點，近年來寬帶隙半導體越來越受到人們的關注，因此獲得高質量的碳化硅襯底材料顯得越來越重要。這里所說的高質量，不僅僅是指晶體本身質量，尤為重要的是碳化硅單晶表面的高質量和優良的平整度參數的獲得。外延生長對襯底的依賴性很強，當晶片彎曲或表面起伏較大時，將會嚴重影響薄膜質量。即使是作為籽晶時，生長出來的體單晶材料也會受到襯底表面缺陷、應力和襯底平整度的嚴重影響，襯底上的所有缺陷，一般會被原樣復制到新的外延材料中。這類缺陷不僅會引起漏電現象，還會顯著降低電子遷移率。
2、專利cn102569055a公開了一種碳化硅單晶晶片表面及平整度的調整方法，其采用氫氧化鉀+氫氧化鈉熔鹽吹氧法克服了傳統濕法腐蝕的缺陷，晶片質量得到大幅度改善，晶片平整度得以大幅度改善，但是整個過程中需要不斷調節吹氧量，制備方法較為復雜；專利cn109321980a公開了一種高平整度、低損傷大直徑單晶碳化硅襯底，其采用砂輪固結磨料進行加工，所得的單晶碳化硅襯底具有較好的面型數據；專利cn109545680a公開了一種高平整度、低損傷單晶碳化硅襯底的快速制備方法，其對單晶碳化硅進行全固結磨料加工，然后再進行化學機械拋光處理，獲得高平整度、低損傷單晶碳化硅襯底；cn117174572a公開了一種改善碳化硅襯底平整度局部異常的方
3、上述現有技術中要么是通過物理研磨拋光的方法得到高平整度的碳化硅襯底，無可避免會產出其他缺陷或者加工過程中發生裂片；要么通過退火的方法提高襯底的平整度，但是退火時間較長，也會產生其他缺陷。
4、因此，如何在不對晶片造成損傷的前提下改善晶片的平面度，同時解決耗時長、成本高且會產生內部材料缺陷的問題，是當下研究的重要方向之一。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種改性半導體晶片及其改性方法和應用。本專利技術通過高溫刻蝕的方法，實現了快速高效降低晶片的warp值、bow值，顯著改善了晶片平面度，既能有效提高晶片幾何性能，滿足下游使用要求，降低其制造難度和生產成本，又能簡化工藝，解決傳統工藝耗時長、成本高以及內部材料缺陷易產生的問題。
2、為達到此專利技術目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種半導體晶片面型的改性方法，所述改性方法包括以下步驟：
4、將堿性物質、助熔劑和金屬氧化物混合，然后進行熱處理，得到熔融態的刻蝕劑。
5、將半導體晶片置于所述熔融態的刻蝕劑上方進行預熱，然后浸漬到熔融態的刻蝕劑中靜置，得到刻蝕后的半導體晶片，隨后取出所述刻蝕后的半導體晶片進行后處理，得到改性半導體晶片。
6、本專利技術通過高溫刻蝕的方法，實現了快速高效降低晶片的warp值(warp是硅片的一個全局特性，表示硅片表面的最大偏離平面的距離，它測量的是硅片的最高點與最低點之間的距離)、bow值(bow指的是硅片的彎曲，bow的值是通過測量硅片的中心和邊緣之間的最大偏差來定義的)，顯著改善了晶片平面度，既能有效提高晶片幾何性能，滿足下游使用要求，降低其制造難度和生產成本，又能簡化工藝，解決傳統工藝耗時長、成本高以及內部材料缺陷易產生的問題。
7、其中，本專利技術在刻蝕劑中引入助溶劑可加快堿性物質得熔融效率，提高熔融物質的穩定性；引入金屬氧化物可以在刻蝕過程(即預熱和靜置的過程)中分解形成氧氣，提高刻蝕效率，同時氧氣的存在可以緩解刻蝕過程中帶來的半導體晶片碳面變黑的現象。
8、其中，本專利技術將半導體晶片置于熔融態的刻蝕劑上方進行預熱，可以防止半導體晶片因溫度過高而開裂。
9、優選地，所述堿性物質包括naoh、koh、ca(oh)2或nahco3中的任意一種或至少兩種的組合。
10、優選地，所述助熔劑包括na2b4o7、pbo或zno中的任意一種或至少兩種的組合。
11、優選地，所述金屬氧化物包括na2o2和/或k2o2。
12、優選地，所述堿性物質、助熔劑和金屬氧化物的質量比為(20-50):(1-5):(5-10)，三者的質量比可以是滿足此范圍的任意比值，例如相對地，堿性物質的質量可以是范圍20-50內的任意比值，例如可以是20、30、40或50等，助熔劑的質量可以是范圍1-5內的任意比值，例如可以是1、2、3、4或5等，金屬氧化物的質量可以是范圍5-10內的任意比值，例如可以是5、6、7、8、9或10等。
13、本專利技術中，適宜質量比的堿性物質、助熔劑和金屬氧化物的組合有助于堿性物質充分熔融，不會造成浪費，同時金屬氧化物在合適的范圍內可以提供適量的氧氣，提高刻蝕效率，提高晶片質量，過量的氧氣可能會引起晶片表面氧化。
14、優選地，所述熱處理的溫度為300-600℃，例如可以是300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃或600℃等。
15、本專利技術中，適宜的熱處理溫度有助于維持刻蝕劑的熔融態。
16、優選地，所述熱處理的保溫時間為20-60min，例如可以是20min、30min、40min、50min或60min等。
17、優選地，所述半導體晶片包括碳化硅晶片。
18、優選地，所述半導體晶片置于熔融態的刻蝕劑上方的放置高度為5-15cm，例如可以是5cm、8cm、10cm、12cm或15cm等。
19、本專利技術中，適宜放置高度的半導體晶片更有助于半導體晶片充分預熱升溫，位置過低預熱速率過快容易產生裂片，位置過高會影響預熱效率。
20、優選地，所述半導體晶片的預熱過程在刻蝕劑蒸汽氣氛中進行。
21、本專利技術中，刻蝕劑蒸汽預熱晶片會更加緩和均勻，晶片進行預熱的同時還可以進一步穩定刻蝕劑，有利于后續刻蝕晶片。
22、優選地，所述預熱的時間為1-10min，例如可以是1min、2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min或10min等。
23、本專利技術中，適宜時間的預熱過程有助于半導體晶片充分預熱升溫，避免半導體晶片直接置于熔融態刻蝕劑中，否則容易導致晶片表面溫度不均勻，導致刻蝕效果不一致，甚至會出現裂片情況。若預熱時間過長，則容易引起缺陷產生，降低晶片平整度。
24、需要說明的是，刻蝕劑一直處于熔融態。
25、優選地，所述靜置的時間為本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種半導體晶片面型的改性方法，其特征在于，所述改性方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述堿性物質包括NaOH、KOH、Ca(OH)2或NaHCO3中的任意一種或至少兩種的組合；
3.根據權利要求1或2所述的改性方法，其特征在于，所述堿性物質、助熔劑和金屬氧化物的質量比為(20-50):(1-5):(5-10)。
4.根據權利要求1-3任一項所述的改性方法，其特征在于，所述熱處理的溫度為300-600℃；
5.根據權利要求1-4任一項所述的改性方法，其特征在于，所述半導體晶片包括碳化硅晶片；
6.根據權利要求1-5任一項所述的改性方法，其特征在于，所述半導體晶片的預熱過程在刻蝕劑蒸汽氣氛中進行；
7.根據權利要求1-6任一項所述的改性方法，其特征在于，所述靜置的時間為5s-10min，優選為30s-5min；
8.根據權利要求1-7任一項所述的改性方法，其特征在于，所述改性方法包括以下步驟：
9.一種改性半導體晶片，其特征在于，所述改性半導體晶片采用如
10.一種如權利要求9所述的改性半導體晶片在制備襯底或籽晶中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種半導體晶片面型的改性方法，其特征在于，所述改性方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述堿性物質包括naoh、koh、ca(oh)2或nahco3中的任意一種或至少兩種的組合；
3.根據權利要求1或2所述的改性方法，其特征在于，所述堿性物質、助熔劑和金屬氧化物的質量比為(20-50):(1-5):(5-10)。
4.根據權利要求1-3任一項所述的改性方法，其特征在于，所述熱處理的溫度為300-600℃；
5.根據權利要求1-4任一項所述的改性方法，其特征在于，所述半導體晶...
【專利技術屬性】
技術研發人員：袁振洲，劉欣宇，王雪潔，
申請(專利權)人：江蘇超芯星半導體有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。