CN114378712B - 一种碳化硅减薄加工使弯曲度集中的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种碳化硅减薄加工使弯曲度集中的方法，包括如下步骤：步骤1、将衬底片进行双面研磨；步骤2、利用减薄机对研磨后的衬底片进行减薄；步骤3、对减薄后的衬底片进行热处理，还原衬底片的弯曲度，借此，本发明经由研磨后衬底片表面粗糙度数值、减薄时衬底片加工面的选用、减薄后衬底片的表面粗糙度数值，来达到控制衬底片弯曲度更加集中以及统一衬底片形貌为内凹型的效果，具有简化工艺操作，降低工作时长的同时，提高了产品质量的优点。

Description

一种碳化硅减薄加工使弯曲度集中的方法
技术领域
本发明属于碳化硅切磨抛技术领域，特别涉及一种碳化硅减薄加工使弯曲度集中的方法。
背景技术
目前，单晶碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小和耐磨性能好，并且具有宽禁带宽度大、击穿场强和饱和电子迁移率高等优异性能，被广泛应用于电力电子、射频器件和光电子器件等技术领域。
现有技术中，碳化硅衬底片的弯曲度(bow)规格介于±10之间，由于数值较为发散且由于衬底片弯形貌有凹凸之分，因此对于后段外延，不利于控制批量的成品良率。对于碳化硅切磨抛加工领域而言，此弯曲度数值(bow)已是目前工艺水平所能达到的规格瓶颈。因此，本领域技术人员亟需一种技术可以控制衬底片弯曲度(bow)更加集中以及统一衬底片形貌为内凹型的方法。
发明内容
本发明提出一种碳化硅减薄加工使弯曲度集中的方法，解决了上述问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种碳化硅减薄加工使弯曲度集中的方法，包括如下步骤：
步骤1、将衬底片进行双面研磨；
步骤2、利用减薄机对研磨后的衬底片进行减薄；
步骤3、对减薄后的衬底片进行热处理，还原衬底片的弯曲度。
作为一种优选的实施方式，步骤1中将衬底片进行双面研磨后，衬底片的表面粗糙度为0.2～1.2um。
作为一种优选的实施方式，步骤1中将衬底片进行双面研磨后，衬底片的弯曲度为0～-10。
作为一种优选的实施方式，步骤2中利用减薄机对研磨后的衬底片进行减薄的方法为，将研磨后的衬底片放置于减薄机的真空陶瓷载具中部，利用真空吸附的方式固定衬底片，采用磨轮对其进行减薄。
作为一种优选的实施方式，将研磨后的衬底片放置于减薄机的真空陶瓷载具中部的方法为，研磨后的衬底片负值面朝上放置于真空陶瓷载具的中部。
作为一种优选的实施方式，磨轮的钻石碇颗粒大小为15～20um。
作为一种优选的实施方式，研磨后的衬底片粗糙度和减薄后的衬底片粗糙度相比，其差异值≤0.4um。
作为一种优选的实施方式，热处理的温度为1800～2500℃，持温时间为6～48hr。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
1、本发明利用衬底片的正反面应力，将研磨后的衬底片负值面朝上，控制减薄机对其进行操作，使衬底片弯曲度更加集中的同时，统一衬底片形貌为内凹型。
2、由于弯曲度(bow)更加集中且衬底片形貌统一，因此可以移除分规格程序，简化衬底片制造过程，降低了生产时间，提高了生产效率。
3、能使后续外延制程更加稳定，利于提升外延的批量成品良率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明和现有技术的弯曲度检测效果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图1和图2所示，一种碳化硅减薄加工使弯曲度集中的方法，包括如下步骤：
步骤1、将衬底片进行双面研磨；
步骤2、利用减薄机对研磨后的衬底片进行减薄；
步骤3、对减薄后的衬底片进行热处理，还原衬底片的弯曲度。
本实施例中减薄机的使用和热处理的方式均为现有技术中常用的技术手段，因此此处不再做过多的赘述。
本实施例中，选取碳化硅4吋衬底片5片，经过双面研磨后，双面的表面粗糙度Ra为0.6um，衬底片弯曲度(bow)分别为-2、-3、-5、-6、-8um。
将研磨后的衬底片负值面朝上，放置于减薄机真空陶瓷载具中间，并开启真空机进行吸附固定，使用钻石碇颗粒大小为15～20um的磨轮进行减薄，移除厚度为30um，减薄后表面粗糙度Ra为0.5um。
选择研磨后的衬底片负值面朝上的理由为：若加工面为正值面，减薄后弯曲度(bow)会变大，而选用加工面为负值面，减薄后弯曲度(bow)会比未减薄前更为收敛。负值面即为上述衬底片研磨后弯曲度(bow)分别为-2、-3、-5、-6、-8um的面，而正值面即为其相对面。
研磨后的衬底片粗糙度和减薄后的衬底片粗糙度相比，其差异值为0.1um，本发明要求差异值≤0.4um，原因为，衬底片会因两面应力差异太大容易破片。
减薄后的衬底片，进行热处理消除应力，温度为2000℃，持温时间12hr，
热处理后的衬底片弯曲度(bow)分别为-4、-4、-5、-5、-6um，衬底片弯曲度(bow)标准差由原本的6um收敛为仅有2um。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种碳化硅减薄加工使弯曲度集中的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将衬底片进行双面研磨；
步骤2、利用减薄机对研磨后的衬底片进行减薄；
步骤3、对减薄后的衬底片进行热处理，还原衬底片的弯曲度；
所述步骤2中利用减薄机对研磨后的衬底片进行减薄的方法为，将研磨后的衬底片放置于减薄机的真空陶瓷载具中部，利用真空吸附的方式固定衬底片，采用磨轮对其进行减薄;
所述将研磨后的衬底片放置于减薄机的真空陶瓷载具中部的方法为，研磨后的衬底片负值面朝上放置于真空陶瓷载具的中部。
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅减薄加工使弯曲度集中的方法，其特征在于，所述步骤1中将衬底片进行双面研磨后，衬底片的表面粗糙度为0.2~1.2um。
3.根据权利要求1所述的一种碳化硅减薄加工使弯曲度集中的方法，其特征在于，所述步骤1中将衬底片进行双面研磨后，衬底片的弯曲度为0~-10um。
4.根据权利要求1所述的一种碳化硅减薄加工使弯曲度集中的方法，其特征在于，所述磨轮的钻石碇颗粒大小为15~20um。
5.根据权利要求1所述的一种碳化硅减薄加工使弯曲度集中的方法，其特征在于，所述研磨后的衬底片粗糙度和减薄后的衬底片粗糙度相比，其差异值≤0.4um。
6.根据权利要求1所述的一种碳化硅减薄加工使弯曲度集中的方法，其特征在于，所述热处理的温度为1800~2500℃，持温时间为6~48hr。
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