半导体衬底的制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115223846A(43)申请公布日2022.10.21(21)申请号202210365398.3(22)申请日2022.04.06(30)优先权数据63/175,0582021.04.15US(71)申请人环球晶圆股份有限公司地址中国台湾新竹市科学工业园区工业东二路8号(72)发明人邱锦桢彭皓崴(74)专利代理机构北京同立钧成知识产权代理有限公司11205专利代理师张立垚臧建明(51)Int.Cl.H01L21/02(2006.01)C30B23/02(2006.01)C30B29/36(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图10页(54)发明名称半导体衬底的制造方法(57)摘要本发明提供一种半导体衬底的制造方法，包括：对碳化硅晶片执行化学机械研磨工艺；对碳化硅晶片执行加热工艺以移除自然形成氧化层、去杂质、获得无刮痕表面及平坦化，其中加热工艺包括：将炉子的腔体以及碳化硅晶片升温至摄氏T度并维持时间t，并于腔体中通入氢气、氩气、氮气和/或氯化氢；然后降温炉子。CN115223846ACN115223846A权利要求书1/1页1.一种半导体衬底的制造方法，包括：提供碳化硅晶片，所述碳化硅晶片包含上表面以及相对应所述上表面的下表面；对所述碳化硅晶片的所述上表面执行化学机械研磨工艺，并于所述碳化硅晶片的所述上表面形成金属氧化物；将所述碳化硅晶片置入炉子的腔体中，并对所述碳化硅晶片执行加热工艺，其中所述加热工艺包括：将所述腔体升温至摄氏T度并维持时间t，其中：在所述腔体的温度为摄氏T度的时间t中，持续于所述腔体中通入氢气，其中所述金属氧化物被所述氢气还原为金属，在所述腔体的温度为摄氏T度的时间t中，在刚开始至时间t1中，持续于所述腔体中通入氯化氢，其中t1小于t，其中所述金属与所述氯化氢反应形成金属氯化物并离开所述碳化硅晶片的所述上表面，其中所述碳化硅晶片的所述上表面在所述加热工艺后形成纳米级的阶梯状表面；以及降温所述腔体。2.根据权利要求1所述的半导体衬底的制造方法，其中摄氏T度为摄氏1150度至摄氏1300度，时间t为30分钟至120分钟，时间t1为0分钟至30分钟。3.根据权利要求1所述的半导体衬底的制造方法，其中于所述腔体中通入所述氢气的流量为0.5SLPM至150SLPM，于所述腔体中通入所述氯化氢的流量为0SLPM至20SLPM。4.根据权利要求1所述的半导体衬底的制造方法，其中对所述碳化硅晶片的所述上表面执行所述化学机械研磨工艺包括：以过锰酸钾以及酸处理所述碳化硅晶片的所述上表面，以于所述碳化硅晶片的所述上表面形成氧化锰颗粒与氧化硅薄膜，其中所述碳化硅晶片的所述上表面具有孔洞，所述氧化硅薄膜形成于所述孔洞内的表面，且部分所述氧化锰颗粒位于所述孔洞中。5.根据权利要求1所述的半导体衬底的制造方法，其中所述碳化硅晶片的所述阶梯状表面包括多个阶梯，各个所述阶梯包括第一面与第二面，其中所述第一面与所述第二面之间的夹角为70度至110度。6.根据权利要求5所述的半导体衬底的制造方法，其中所述阶梯之间的间距b为21纳米至60纳米。7.根据权利要求5所述的半导体衬底的制造方法，其中在相同单位面积中，所述第二面的表面能较所述第一面的表面能高，所述第一面的长度a为20纳米至60纳米，且所述第二面的长度c为8纳米至16纳米。8.根据权利要求1所述的半导体衬底的制造方法，其中所述碳化硅晶片包括6H‑SiC、4H‑SiC或其组合。9.根据权利要求1所述的半导体衬底的制造方法，其中所述阶梯状表面为所述碳化硅晶片的硅面。10.根据权利要求1所述的半导体衬底的制造方法，还包括：在所述阶梯状表面上形成外延层。2CN115223846A说明书1/6页半导体衬底的制造方法技术领域[0001]本发明涉及一种半导体衬底的制造方法，尤其涉及一种包含碳化硅的半导体衬底的制造方法。背景技术[0002]在半导体产业中，制造晶片的方法包括先形成晶碇(Ingot)，接着将晶碇切片以获得晶片。晶碇例如是在高温的环境中制造。在一些晶碇的制造过程中，晶种被置放于高温炉中，晶种接触气态或液态的原料，并形成半导体材料于晶种的表面，直到获得具有预期尺寸的晶碇为止。晶碇可以视制造方式与制造原料而有不同的结晶构造。[0003]在晶碇生长完成后，以炉冷或其他方式使晶碇降温至室温。在晶碇降温之后，利用切割机把晶碇形状较差的头尾两端移除，接着用磨轮将晶碇研磨到想要的尺寸(例如3英寸至12英寸)。在一些晶碇的制造过程中，于晶碇的边缘研磨出一道平边或V型槽。此平边或V型槽适用于作为晶碇的结晶方向的记号。接着将晶碇切片，以获得多个晶片(Wafer)。[0004]在一些情况中，在对晶片加工(例如表面研磨、热处理等)之后，晶片的表面