本发明涉及一种用于碳化硅预对准晶圆及制备方法。
背景技术：
碳化硅材料属于第三代宽禁带化合物半导体材料，由于其三倍于硅的禁带宽度，高的临界击穿电场、热导率和载流子饱和漂移速度，使得其成为制备电力电子领域核心功率器件绝佳的材料。
为了降低研发成本，通常都是基于传统硅衬底的半导体预对准工艺进行开发，即利用激光对射原理来确定晶圆衬底的平边位置，可是与传统硅衬底不同之处在于纯净的碳化硅衬底是一种无色透明的材料。因此通常的处理方法是在碳化硅晶圆的背面沉积一层不透明的材料，然后再继续做后续的工艺流程，但该方法在器件加工完成后需要做背面减薄，将背面不透明材料去除，同时在晶圆背面额外沉积一定厚度的材料后也会增加背面的不平整型，影响背面的吸附力以及整片晶圆的平整度；另外在对晶圆背面做沉积时，难免会对晶圆正面做吸附、传送动作，这些动作的操作过程会增加划伤晶圆正面的风险。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现要素：
鉴于此，有必要提供一种成本低且工艺简单的用于碳化硅预对准晶圆及制备方法，以形成规则的屏蔽结构，易于实现碳化硅晶圆预对准的目的。
本发明为达上述目的所提出的技术方案如下：
一种用于碳化硅预对准晶圆的制备方法，包括以下步骤：
在碳化硅晶圆的正面形成一非透光层；
提供一带压环结构的刻蚀设备，所述刻蚀设备的压环结构的中间形成有镂空区域，所述镂空区域的尺寸小于所述碳化硅晶圆的尺寸；
将所述刻蚀设备与形成所述非透光层后的的碳化硅晶圆进行预对准，以使得所述刻蚀设备的压环结构对应于所述非透光层的边缘处压紧所述碳化硅晶圆；
通过所述刻蚀设备对所述镂空区域处的非透光层进行干法刻蚀，以露出所述碳化硅晶圆的正面，并保留所述碳化硅晶圆的边缘处的非透光层，以形成用于碳化硅晶圆预对准的屏蔽结构。
进一步地，所述在碳化硅晶圆的正面形成一非透光层，具体步骤为：采用化学气相沉积工艺在所述碳化硅晶圆的正面形成氮化硅层。
进一步地，所述在碳化硅晶圆的正面形成一非透光层，具体步骤为：采用金属溅射工艺在所述碳化硅晶圆的正面形成金属层。
进一步地，所述在碳化硅晶圆的正面形成一非透光层，具体步骤为：采用化学气相沉积工艺在所述碳化硅晶圆的正面形成多晶硅层。
进一步地，所述在碳化硅晶圆的正面形成一非透光层，具体步骤还包括：采用化学气相沉积或热氧化生长的工艺先在所述碳化硅晶圆的正面上形成二氧化硅层。
进一步地，所述屏蔽结构的宽度为所述镂空区域与所述碳化硅晶圆的尺寸差，所述屏蔽结构的宽度在2mm～10mm的范围内。
一种用于碳化硅预对准晶圆，所述用于碳化硅预对准晶圆包括碳化硅晶圆及屏蔽结构，所述屏蔽结构为圆环状，且形成于所述碳化硅晶圆的正面的边缘处。
进一步地，所述屏蔽结构包括硅化物层或金属层或硅层中的一种。
进一步地，所述屏蔽结构还包括二氧化硅层，所述二氧化硅层形成于所述碳化硅晶圆的正面上。
进一步地，所述屏蔽结构的宽度在2mm～10mm的范围内。
上述用于碳化硅预对准晶圆及制备方法通过在碳化硅晶圆的正面形成非透光层，并使用带有压环结构的刻蚀设备在所述碳化硅晶圆的正面进行预对准；然后通过所述刻蚀设备对所述碳化硅晶圆中间区域的非透光层进行干法刻蚀，以露出所述碳化硅晶圆的正面，并保留所述碳化硅晶圆的边缘处的非透光层，以形成用于碳化硅晶圆预对准的屏蔽结构。如此，通过该方法制备出的碳化硅晶圆在后续加工时可顺利采用传统的激光对射技术，以确定所述碳化硅晶圆的平边位置。本发明工艺简单且成本低，能在晶圆边缘能形成规则的屏蔽结构，不影响晶圆平整度，从而实现碳化硅晶圆预对准的目的。
附图说明
图1是本发明提供的用于碳化硅预对准晶圆的制备方法的一较佳实施方式的流程图。
图2是图1中在碳化硅晶圆正面的一较佳实施方式的示意图。
图3是图1中碳化硅晶圆及非透光层的一较佳实施方式的截面示意图。
图4是图1中所提供的刻蚀设备的一较佳实施方式的结构示意图。
图5是本发明提供的用于碳化硅预对准晶圆的一较佳实施方式的截面示意图。
图6是本发明中实施例一形成图1中的非透光层的截面示意图。
图7是本发明中实施例二形成图1中的非透光层的截面示意图。
图8是本发明中实施例三形成图1中的非透光层的截面示意图。
主要元件符号说明
碳化硅晶圆001
非透光层002
二氧化硅层0022
氮化硅层0023
金属层0024
多晶硅层0025
刻蚀设备003
压环结构004
镂空区域005
屏蔽结构006
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供一种用于碳化硅预对准晶圆的制备方法，包括以下步骤：
步骤s1：在碳化硅晶圆001的正面形成一非透光层002，请参考图2和图3。
步骤s2：提供一带压环结构004的刻蚀设备003，请参考图4，所述压环结构004的中间形成有镂空区域005，所述镂空区域005的尺寸小于所述碳化硅晶圆001的尺寸。
步骤s3：将所述刻蚀设备003与形成所述非透光层002后的的碳化硅晶圆001进行预对准，以使得所述刻蚀设备003的压环结构004对应于所述非透光层002的边缘处压紧所述碳化硅晶圆001。由于所述碳化硅晶圆001的正面已形成了所述非透光层002，所以可以正常通过刻蚀设备003的预对准环节。
步骤s4：通过所述刻蚀设备003对所述镂空区域005处的非透光层004进行干法刻蚀，以露出所述碳化硅晶圆001的正面，并保留所述碳化硅晶圆001的边缘处的非透光层002，以形成用于碳化硅晶圆001预对准的屏蔽结构006，请参考图5。
在该技术方案中，步骤s2中的所述镂空区域005的形状可为规则的圆柱状。如此，可使得步骤s4中所形成的屏蔽结构006为规则的圆环状，并均匀分布在碳化硅晶圆001正面的边缘处。
在该技术方案中，步骤s4中的所述屏蔽结构006的宽度为所述镂空区域005与所述碳化硅晶圆001的尺寸差，所述屏蔽结构006的宽度在2mm～10mm的范围内。
如此一来，通过在所述碳化硅晶圆001正面的边缘处形成合适宽度的屏蔽结构006，从而解决了碳化硅晶圆在后续加工过程中的预对准环节时激光射线不能被接收到的问题，同时也不会影响碳化硅晶圆正常产出的芯片晶粒数量。该方法避免了光刻工步，简化了碳化硅晶圆后续加工工艺，节省了开发成本。
实施例一：
请参考图6，步骤s1中在碳化硅晶圆001的正面形成一非透光层002，具体步骤为：
采用化学气相沉积或热氧化生长的工艺在所述碳化硅晶圆001的正面形成二氧化硅层0022。在本实施例中，所述二氧化硅层0022的厚度在10nm～50nm的范围内。
在形成所述二氧化硅层0022后，采用化学气相沉积工艺在所述碳化硅晶圆001的正面形成氮化硅层0023，即此时所述二氧化硅层0022处于所述碳化硅晶圆001及所述氮化硅层0023之间。所述氮化硅层0023的厚度在100nm～2um的范围内。
在该技术方案中，所述碳化硅晶圆001的正面自下而上依次形成有二氧化硅层0022、氮化硅层0023，所述刻蚀设备003将对所述镂空区域005处的氮化硅层0023及二氧化硅层0022进行干法刻蚀，以露出所述碳化硅晶圆001的正面，并保留所述碳化硅晶圆001的边缘处的氮化硅层0023及二氧化硅层0022，以形成用于碳化硅晶圆001预对准的屏蔽结构006。
实施例二：
请参考图7，步骤s1中在碳化硅晶圆001的正面形成一非透光层002，具体步骤为：
采用化学气相沉积或热氧化生长的工艺在所述碳化硅晶圆001的正面形成二氧化硅层0022。在本实施例中，所述二氧化硅层0022的厚度在10nm～50nm的范围内。
在形成所述二氧化硅层0022后，采用金属溅射工艺在所述碳化硅晶圆001的正面形成金属层0024，即此时所述二氧化硅层0022处于所述碳化硅晶圆001及所述金属层0024之间。所述金属层0024的厚度在100nm～2um的范围内。
在该技术方案中，所述碳化硅晶圆001的正面自下而上依次形成有二氧化硅层0022、金属层0024，所述刻蚀设备003将对所述镂空区域005处的金属层0024及二氧化硅层0022进行干法刻蚀，以露出所述碳化硅晶圆001的正面，并保留所述碳化硅晶圆001的边缘处的金属层0024及二氧化硅层0022，以形成用于碳化硅晶圆001预对准的屏蔽结构006。
实施例三：
请参考图8，步骤s1中在碳化硅晶圆001的正面形成一非透光层002，具体步骤为：
采用化学气相沉积或热氧化生长的工艺在所述碳化硅晶圆001的正面形成二氧化硅层0022。在本实施例中，所述二氧化硅层0022的厚度在10nm～50nm的范围内。
在形成所述二氧化硅层0022后，采用化学气相沉积工艺在所述碳化硅晶圆001的正面形成多晶硅层0025，即此时所述二氧化硅层0022处于所述碳化硅晶圆001及所述多晶硅层0025之间。所述多晶硅层0025的厚度在100nm～2um的范围内。
在该技术方案中，所述碳化硅晶圆001的正面自下而上依次形成有二氧化硅层0022、多晶硅层0025，所述刻蚀设备003将对所述镂空区域005处的多晶硅层0025及二氧化硅层0022进行干法刻蚀，以露出所述碳化硅晶圆001的正面，并保留所述碳化硅晶圆001的边缘处的多晶硅层0025及二氧化硅层0022，以形成用于碳化硅晶圆001预对准的屏蔽结构006。
需要说明的是，在实施例一至实施例三中，也可以不需要所述采用化学气相沉积或热氧化生长的工艺在所述碳化硅晶圆001的正面形成二氧化硅层0022的步骤，即不先在所述碳化硅晶圆001的正面形成所述二氧化硅层0022，本技术方案同样可以实施。由于先在所述碳化硅晶圆的正面形成二氧化硅层，可以减少氮化硅层或金属层或多晶硅层的应力对衬底的影响，避免衬底被离子污染。
采用如上述任一项技术方案中的用于碳化硅预对准晶圆的制备方法制造而成的碳化硅预对准晶圆，包括碳化硅晶圆001及屏蔽结构006，所述屏蔽结构006为圆环状，且形成于所述碳化硅晶圆001的正面的边缘处。
进一步地，所述屏蔽结构006包括硅化物层或金属层或硅层中的一种。所述屏蔽结构006的宽度在2mm～10mm的范围内。
进一步地，所述屏蔽结构006还包括二氧化硅层0022，所述二氧化硅层0022形成于所述碳化硅晶圆001的正面上。所述二氧化硅层0022的厚度在10nm～50nm的范围内。
上述用于碳化硅预对准晶圆及制备方法通过在碳化硅晶圆001的正面形成非透光层002，并使用带有压环结构004的刻蚀设备003在所述碳化硅晶圆001的正面进行预对准；然后通过所述刻蚀设备003对所述碳化硅晶圆001中间区域的非透光层进行干法刻蚀，以露出所述碳化硅晶圆001的正面，并保留所述碳化硅晶圆001的边缘处的非透光层，以形成用于碳化硅晶圆001预对准的屏蔽结构006。如此，通过该方法制备出的碳化硅晶圆可顺利采用传统的激光对射技术，以确定所述碳化硅晶圆的平边位置。本发明工艺简单且成本低，能在晶圆边缘能形成规则的屏蔽结构，不影响晶圆平整度，从而实现碳化硅晶圆预对准的目的。
以上所述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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种用于碳化硅预对准晶圆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在碳化硅晶圆的正面形成一非透光层；
提供一带压环结构的刻蚀设备，所述刻蚀设备的压环结构的中间形成有镂空区域，所述镂空区域的尺寸小于所述碳化硅晶圆的尺寸；
将所述刻蚀设备与形成所述非透光层后的的碳化硅晶圆进行预对准，以使得所述刻蚀设备的压环结构对应于所述非透光层的边缘处压紧所述碳化硅晶圆；
通过所述刻蚀设备对所述镂空区域处的非透光层进行干法刻蚀，以露出所述碳化硅晶圆的正面，并保留所述碳化硅晶圆的边缘处的非透光层，以形成用于碳化硅晶圆预对准的屏蔽结构。
2.根据权利要求1所述的用于碳化硅预对准晶圆的制备方法，其特征在于，所述在碳化硅晶圆的正面形成一非透光层，具体步骤为：采用化学气相沉积工艺在所述碳化硅晶圆的正面形成氮化硅层。
3.根据权利要求1所述的用于碳化硅预对准晶圆的制备方法，其特征在于，所述在碳化硅晶圆的正面形成一非透光层，具体步骤为：采用金属溅射工艺在所述碳化硅晶圆的正面形成金属层。
4.根据权利要求1所述的用于碳化硅预对准晶圆的制备方法，其特征在于，所述在碳化硅晶圆的正面形成一非透光层，具体步骤为：采用化学气相沉积工艺在所述碳化硅晶圆的正面形成多晶硅层。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的用于碳化硅预对准晶圆的制备方法，其特征在于，所述在碳化硅晶圆的正面形成一非透光层，具体步骤还包括：采用化学气相沉积或热氧化生长的工艺先在所述碳化硅晶圆的正面上形成二氧化硅层。
6.根据权利要求1所述的用于碳化硅预对准晶圆的制备方法，其特征在于，所述屏蔽结构的宽度为所述镂空区域与所述碳化硅晶圆的尺寸差，所述屏蔽结构的宽度在2mm～10mm的范围内。
7.一种用于碳化硅预对准晶圆，其特征在于，所述用于碳化硅预对准晶圆包括碳化硅晶圆及屏蔽结构，所述屏蔽结构为圆环状，且形成于所述碳化硅晶圆的正面的边缘处。
8.根据权利要求7所述的用于碳化硅预对准晶圆，其特征在于，所述屏蔽结构包括硅化物层或金属层或硅层中的一种。
9.根据权利要求8所述的用于碳化硅预对准晶圆，其特征在于，所述屏蔽结构还包括二氧化硅层，所述二氧化硅层形成于所述碳化硅晶圆的正面上。
10.根据权利要求7所述的用于碳化硅预对准晶圆，其特征在于，所述屏蔽结构的宽度在2mm～10mm的范围内。
技术总结