一种P型碳化硅晶片及其加工方法与流程

一种p型碳化硅晶片及其加工方法
技术领域
1.发明涉及碳化硅晶片加工技术领域，特别涉及一种p型碳化硅晶片及其加工方法。


背景技术：

2.n型沟道的sic绝缘栅双极型晶体管作为高压开关有非常大的性能优势和应用前景，该器件的制作需要用到高掺杂浓度、低电阻率的p型碳化硅衬底(即p型碳化硅晶片)。一般来讲，衬底表面质量对器件的最终性能有直接和决定性的影响，因此获得表面平滑无缺陷的碳化硅晶片是充分实现碳化硅材料优越性能的关键。然而，由于硅原子和碳原子之间的强化学键使碳化硅材料具有非常高的机械硬度和化学稳定性，因此在碳化硅晶片加工过程中存在较低的材料去除率并极易出现多种加工缺陷。
3.现有技术中，半绝缘型碳化硅晶片和n型碳化硅晶片的加工技术已经趋于稳定。然而，关于p型的碳化硅晶片加工技术还处于探索阶段，在加工过程中p型碳化硅晶片极易出现加工缺陷，从而严重限制了p型碳化硅晶片的应用。因此，为了填补p型碳化硅晶片的市场缺口，p型碳化硅晶片的加工技术难点亟待攻破。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种p型碳化硅晶片的加工方法，采用该加工方法对p型碳化硅晶片进行加工，不易出现加工缺陷，且能够得到表面粗糙度较小的p型碳化硅晶片。
5.第一方面，一种p型碳化硅晶片的加工方法，该加工方法包括如下步骤：
6.(1)对p型碳化硅单晶进行切割，得到多个晶片；
7.(2)将每个晶片分别进行研磨和抛光，得到所述p型碳化硅晶片；其中，所述抛光包括第一阶段抛光和第二阶段抛光，所述第一阶段抛光所用的抛光液为包含氧化铝的抛光液，所述第二阶段抛光所用的抛光液为包含氧化硅的抛光液。
8.优选地，在步骤(1)中，所述切割采用的切割液为金刚石切割液；其中，所述金刚石切割液中金刚石的粒径为4～6μm。
9.优选地，在步骤(2)中，依次采用第一研磨液和第二研磨液对每个晶片进行研磨；所述第一研磨液和所述第二研磨液均为金刚石研磨液，所述第一研磨液中金刚石的粒径为2～4μm，所述第二研磨液中金刚石的粒径为0～1μm。
10.优选地，在步骤(2)中，研磨后晶片的表面粗糙度小于1nm，同一晶片的片内厚度差小于3μm，不同晶片的片间厚度差小于5μm。
11.优选地，在步骤(2)中，所述第一阶段抛光所用的抛光液包括氧化铝磨粒、氧化剂和酸碱调节剂；所述第二阶段抛光所用的抛光液包括氧化硅磨粒、氧化剂和酸碱调节剂。
12.优选地，所述氧化铝磨粒的粒径为50～80nm，所述氧化硅磨粒的粒径为20～40nm；所述氧化剂为高锰酸钾、次氯酸钠或双氧水中的至少一种；所述酸碱调节剂为硝酸、盐酸、氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。
13.优选地，以质量百分数计，所述第一阶段抛光所用的抛光液中，氧化铝磨粒的用量
为1～5％、氧化剂的用量为0.5～5％、酸碱调节剂的用量为0.3～1％；
14.所述第二阶段抛光所用的抛光液中，氧化硅磨粒的用量为5～10％、氧化剂的用量为1～6％、酸碱调节剂的用量为0.3～1％。
15.优选地，在步骤(1)中，对p型碳化硅单晶进行切割后，还包括对切割后的晶片进行挑选的步骤；
16.所述挑选的标准为：每个晶片的厚度差小于15μm，翘曲度小于30μm，不同晶片之间的厚度差小于5μm。
17.第二方面，本发明提供了一种p型碳化硅晶片，采用上述第一方面任一所述的加工方法加工得到。
18.优选地，所述p型碳化硅晶片的表面粗糙度小于0.2nm。
19.本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：
20.(1)本发明中，通过对研磨后的晶片依次进行第一阶段抛光和第二阶段抛光，且首先采用包含氧化铝的抛光液进行抛光，之后采用包含氧化硅的抛光液进行抛光，如此能够得到表面平滑且粗糙度较小的p型碳化硅晶片，从而有效改善了p型碳化硅晶片在加工过程中易产生缺陷的问题；
21.(2)本发明能够提高p型碳化硅晶片的加工质量，对采用本发明中的加工方法加工后得到的p型碳化硅晶片进行面型检测，其中，ttv(总厚度变化)为2.526μm，ltv(局部厚度变化)为0.85μm，ra(表面粗糙度)小于0.2nm。
附图说明
22.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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是采用本发明实施例1中加工方法加工后得到的p型碳化硅晶片的表面形貌图；
24.图2是采用本发明实施例1中加工方法加工后得到的p型碳化硅晶片的粗糙度检测结果图；
25.图3是采用本发明实施例1中加工方法加工后得到的p型碳化硅晶片的面型检测结果图；
26.图4是采用本发明实施例6加工方法加工后得到的p型碳化硅晶片的表面形貌图；
27.图5是采用本发明对比例1加工方法加工后得到的n型碳化硅晶片的表面形貌图；
28.图6是采用本发明对比例1加工方法加工后得到的n型碳化硅晶片的粗糙度检测结果图；
29.图7是采用本发明对比例1加工方法加工后得到的p型碳化硅晶片的表面形貌图；
30.图8是采用本发明对比例1加工方法加工后得到的p型碳化硅晶片的粗糙度检测结果图。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做出创造性劳动的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。
32.常见的碳化硅晶片包括半绝缘型碳化硅晶片、p型碳化硅晶片和n型碳化硅晶片，相关技术中，一些碳化硅晶片的加工方法普适性较差，一般仅适用于半绝缘型碳化硅晶片和n型碳化硅晶片，n型碳化硅晶片和p型碳化硅晶片由于掺杂粒子的类型不同，其本征性质上也有所不同，例如二者在硬度、密度和被氧化速率等性质上都存在一定的差异性，由此在采用原有的加工方法对p型碳化硅晶片进行加工时，p型碳化硅晶片极易出现波纹状加工缺陷，并且其表面的粗糙度较大，无法达到市场的使用标准。
33.基于上述问题，本发明实施例提供了一种p型碳化硅晶片的加工方法，该加工方法包括如下步骤：
34.(1)对p型碳化硅单晶进行切割，得到多个晶片；
35.(2)将每个晶片分别进行研磨和抛光，得到所述p型碳化硅晶片；其中，所述抛光包括第一阶段抛光和第二阶段抛光，所述第一阶段抛光所用的抛光液与所述第二阶段抛光所用的抛光液的种类不同。
36.本实施例中，通过对研磨后的晶片依次进行第一阶段抛光和第二阶段抛光，并通过对第一阶段抛光所用的抛光液种类与第二阶段抛光所用的抛光液种类的选择和含量控制，如此能够得到表面平滑且粗糙度较小的p型碳化硅晶片，从而有效改善了p型碳化硅晶片在加工过程中易产生缺陷的问题。
37.根据一些优选的实施方式，在步骤(1)中，所述切割采用的切割液为金刚石切割液；其中，所述金刚石切割液中金刚石的粒径为4～6μm(例如，可以为4μm、5μm或6μm)。
38.本实施例中，首先可以采用0.16mm的钢线和一定粒径的金刚石切割液对p型碳化硅单晶进行切割，切割后得到多个晶片，并挑选每片厚度变化小于15μm的晶片，翘曲度小于30μm，且各晶片间厚度差小于5μm的晶片进行研磨和抛光；本实施例中通过选用上述粒径大小的金刚石切割液对p型碳化硅单晶进行切割，不仅能够保证切割得到的晶片的平整度较好，且能够保证较好的切割效率。
39.根据一些优选的实施方式，在步骤(2)中，依次采用第一研磨液和第二研磨液对每个晶片进行研磨；所述第一研磨液和所述第二研磨液均为金刚石研磨液，所述第一研磨液的粒径为2～4μm(例如，可以为2μm、3μm或4μm)，所述第二研磨液的粒径0～1μm(例如，可以为0.1μm、0.3μm、0.5μm、0.8μm或1μm)。
40.本实施例中，对晶片进行研磨时，首先采用粒径为2～4μm的第一研磨液进行研磨，此时能够快速去除晶片切割后产生的损伤层，加快晶片的研磨效率；之后采用粒径为0～1μm的第二研磨液继续研磨，此时能够保证晶片表面具有较好的平整度。
41.根据一些优选的实施方式，在步骤(2)中，研磨后晶片的表面粗糙度小于1nm，同一晶片的片内厚度差小于3μm，不同晶片的片间厚度差小于5μm。
42.本实施中，主要是通过研磨去除晶片上的损伤层并逐步降低晶片表面粗糙度，为后续的抛光做前期准备，在进行研磨时依次采用上述粒径的研磨液配合研磨机进行研磨薄
化，当晶片的表面粗糙度小于1nm，单片晶片的片内厚度差小于3μm，且不同晶片的厚度差小于5μm时，即可停止研磨。
43.根据一些优选的实施方式，在步骤(2)中，所述第一阶段抛光所用的抛光液包括氧化铝磨粒、氧化剂和酸碱调节剂；所述第二阶段抛光所用的抛光液包括氧化硅磨粒、氧化剂和酸碱调节剂。
44.根据一些优选的实施方式，所述氧化铝磨粒的粒径为50～80nm(例如，可以为50nm、60nm、70nm或80nm)，所述氧化硅磨粒的粒径为20～40nm(例如，可以为20nm、25nm、30nm、35nm或40nm)；所述氧化剂为高锰酸钾、次氯酸钠或双氧水中的至少一种；所述酸碱调节剂为硝酸、盐酸、氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。
45.本实施例中，对晶片进行抛光时采用了两阶段抛光制程，并且第一阶段所用的抛光液种类与第二阶段所用的抛光液种类不同，首先采用包含氧化铝磨粒的抛光液配合抛光机对晶片的两面(硅面和碳面)分别进行抛光，如此能够加快晶片的抛光效率，保证晶片的硅面和碳面具有较好的平滑性；为了保证晶片的硅面具有较好的应用性能，在第二阶段抛光时采用包含氧化硅磨粒的抛光液配合抛光金对晶片的硅面进一步抛光，从而进一步降低硅面的粗糙度，保证其较好的外延生长性能。
46.需要说明的是，本发明中的硝酸为浓度为6mol/l的稀硝酸。
47.根据一些优选的实施方式，以质量百分数计，所述第一阶段抛光所用的抛光液中，氧化铝磨粒的用量为1～5％(例如，可以为1％、2％、3％、4％或5％)、氧化剂的用量为0.5～5％(例如，可以为0.5％、1％、2％、3％或5％)、酸碱调节剂的用量为0.3～1％(例如，可以为0.3％、0.5％、0.8％或1％)；
48.所述第二阶段抛光所用的抛光液中，氧化硅磨粒的用量为5～10％(例如，可以为5％、6％、7％、8％、9％或10％)、氧化剂的用量为1～6％(例如，可以为1％、2％、3％、4％、5％或6％)、酸碱调节剂的用量为0.3～1％(例如，可以为0.3％、0.5％、0.8％或1％)。
49.本实施例中，采用包含氧化铝的抛光液配合抛光机对晶片的硅面和碳面进行第一阶段抛光时，抛光机的下盘转速优选为75～85rpm/min，上盘转速优选为85～95rpm/min，压力优选为0.35～0.45kg/cm2，每面的抛光时间均为1.5～2.5h；采用包含氧化硅的抛光液配合抛光机对晶片的硅面进行第二阶段抛光时，抛光机的下盘转速优选为55～65rpm/min，上盘转速优选为65～75rpm/min，压力优选为0.25～0.35kg/cm2，抛光时间为2.5～3.5h。
50.本实施例中，本发明人从机理上考虑n型碳化硅晶片和p型碳化硅晶片的差异性，考虑到n型碳化硅晶片和p型碳化硅晶片的主要区别在于掺杂粒子的不同，由此使得二者在硬度、密度和被氧化速率等性质上存在较大的差异性，因此，通过采用不同种类的抛光液分两阶段并且对晶片进行抛光，并进一步对每个阶段的抛光液中的各组分种类、含量以及抛光的各工艺参数之间进行综合控制，如此能够使得抛光后的晶片的硅面的表面粗糙度较小，光滑性较好，有效避免了p型碳化硅晶片加工时表面易产生缺陷的问题。抛光液中磨粒(如氧化铝磨粒或氧化硅磨粒)主要起到降低晶片表面的粗糙度的作用，氧化剂能够与磨粒之间相互配合从而加快晶片的抛光效率，若氧化剂的含量较低，则不利于保证晶片较好的抛光效率，若氧化剂的含量较高，则会使得晶片表面易产生波纹状缺陷，同时将抛光液的ph值控制在一定的范围内，从而能够进一步保证晶片较好的加工性能。需要说明的是，本实施例中第一阶段和第二阶段抛光时采用的抛光液的ph值均为6～8。
51.本实施例在抛光过程中，通过对抛光液的种类以及抛光液中各组分的含量进行控制，特定浓度和粒径的抛光液，并进一步控制控制抛光压力、转速和ph等，如此能够实现精细抛光，不仅能够防止p型碳化硅晶片表面产生缺陷，而且晶片表面不易产生微损伤层，从而能够达到纳米级无微缺陷和超低粗糙度表面。
52.根据一些优选的实施方式，在步骤(1)中，对p型碳化硅单晶进行切割后，还包括对切割后的晶片进行挑选的步骤；
53.所述挑选的标准为：每个晶片的厚度变化小于15μm，翘曲度小于30μm，不同晶片之间的厚度差小于5μm。
54.本实施例中，为了保证后续加工过程中晶片的一致性，在晶片切割后首先对晶片进行挑选分组，并使得同一分组内不同晶片之间的厚度差小于5μm。如此能够较好的控制晶片在后续进行加工过程中的工艺参数，从而有利于保证晶片表面的粗糙度较小。
55.本发明还提供了一种p型碳化硅晶片，采用上述任一项所述的加工方法加工得到。
56.根据一些优选的实施方式，所述p型碳化硅晶片的表面粗糙度小于0.2nm。
57.本发明克服了p型碳化硅晶片在加工过程中易出现波纹状缺陷的问题，能够获得表面粗糙度较低的p型碳化硅晶片，不仅能够缩短p型碳化硅晶片的加工时间，还提高了p型碳化硅晶片的加工质量；采用本发明中的加工方法加工后得到的p型碳化硅晶片硅面的粗糙度小于0.2nm，总厚度变化(ttv)为2.526μm，局部厚度变化(ltv)为0.85μm。
58.为了更加清楚地说明本发明的技术方案及优点，下面通过几个实施例对一种p型碳化硅晶片及其加工方法进行详细说明。
59.实施例1：
60.(1)采用0.16mm的钢线以及粒径为5μm的金刚石切割液对p型碳化硅单晶(直径为4英寸)进行切割，得到多个晶片；挑选24片晶片作为实验片，其中每6片为一组，分为4组，并保证每组晶片间的厚度差小于5μm，每片晶片的片内厚度差小于15μm，翘曲度＜30μm，无亮线切割痕迹；
61.(2)采用粒径为4μm的金刚石研磨液配合研磨机对每组晶片进行研磨，之后采用粒径为1μm的金刚石研磨液配合研磨机对晶片继续研磨，当每组晶片间的厚度差小于3μm，每个晶片的片内厚度差小于1μm，晶片表面的粗糙度小于1nm时，停止研磨；之后对晶片依次进行第一阶段抛光和第二阶段抛光，首先采用包含氧化铝磨粒(粒径60nm)的抛光液(ph为7.0)配合抛光机分别对晶片的硅面和碳面进行抛光2h，之后采用包含氧化硅磨粒(粒径30nm)的抛光液(ph为7.0)配合抛光机对晶片的硅面进行抛光3h，最后将晶片表面附着的蜡以及可见颗粒物去除，得到p型碳化硅晶片；其中，第一阶段抛光所用的抛光液中氧化铝磨粒占比3％、氧化剂(高锰酸钾)占比0.5％和酸碱调节剂(稀硝酸)占比0.4％，抛光机的下盘转速80rpm/min，上盘转速90rpm/min，压力为0.4kg/cm2；第二阶段抛光所用的抛光液中氧化硅磨粒占比6％、氧化剂(高锰酸钾)占比1％和酸碱调节剂(稀硝酸)占比0.6％，抛光机的下盘转速60rpm/min，上盘转速70rpm/min，压力为0.3kg/cm2。
62.在本实施例中，利用光学显微镜对p型碳化硅晶片的表面形貌进行检测，如图1所示，晶片表面平滑无缺陷，并且采用原子力显微镜进行粗糙度检测，如图2所示，si面的粗糙度为0.187nm，利用平面度检测仪进行面型检测，由图3可知，晶片的ttv为2.526μm，ltv为0.85μm。
63.实施例2：
64.(1)采用0.16mm的钢线以及粒径为6μm的金刚石切割液对p型碳化硅单晶(直径为4英寸)进行切割，得到多个晶片；挑选24片晶片作为实验片，其中每6片为一组，分为4组，并保证每组晶片间的厚度差小于5μm，每个晶片的片内厚度差小于15μm，翘曲度＜30μm，无亮线切割痕迹；
65.(2)首先采用粒径为2μm的金刚石研磨液配合研磨机对每组晶片进行研磨，之后采用粒径为0.5μm的金刚石研磨液配合研磨机对晶片继续研磨，当每组晶片间的厚度差小于3μm，每个晶片的片内厚度差小于1μm，晶片表面的粗糙度小于1nm时，停止研磨；之后对晶片依次进行第一阶段抛光和第二阶段抛光，首先采用包含氧化铝磨粒(粒径80nm)的抛光液(ph为9.0)配合抛光机分别对晶片的硅面和碳面进行抛光2h，之后采用包含氧化硅磨粒(粒径20nm)的抛光液(ph为9.0)配合抛光机对晶片的硅面进行抛光3h，最后将晶片表面附着的蜡以及可见颗粒物去除，得到p型碳化硅晶片；其中，第一阶段抛光所用的抛光液中氧化铝磨粒占比1％、氧化剂(次氯酸钠)占比3％和酸碱调节剂(氢氧化钠)占比0.3％，抛光机的下盘转速85rpm/min，上盘转速95rpm/min，压力为0.35kg/cm2；第二阶段抛光所用的抛光液中氧化硅磨粒占比10％、氧化剂(次氯酸钠)占比5％和酸碱调节剂(氢氧化钠)占比0.3％，抛光机的下盘转速65rpm/min，上盘转速75rpm/min，压力为0.3kg/cm2。
66.在本实施例中，采用原子力显微镜进行粗糙度检测，si面的粗糙度为0.195nm，利用平面度检测仪进行面型检测，晶片的ttv为3.235μm，ltv为0.9μm。
67.实施例3：
68.实施例3与实施例1基本相同，不同之处在于，在步骤(2)中，第一阶段抛光所用的抛光液中氧化铝磨粒占比0.9％、氧化剂(高锰酸钾)占比0.4％和酸碱调节剂占比0.2％；第二阶段抛光所用的抛光液中氧化硅磨粒占比4％、氧化剂(高锰酸钾)占比0.8％和酸碱调节剂占比0.3％。
69.在本实施例中，采用原子力显微镜进行粗糙度检测，si面的粗糙度为0.235nm，利用平面度检测仪进行面型检测，晶片的ttv为3.55μm，ltv为1.05μm。
70.实施例4：
71.实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于，在步骤(2)中，第一阶段抛光所用的抛光液中氧化铝磨粒占比6％，氧化剂(高锰酸钾)占比6％和酸碱调节剂占比1.5％；第二阶段抛光所用的抛光液中氧化硅磨粒占比11％、氧化剂(高锰酸钾)占比7％和酸碱调节剂占比2％。
72.在本实施例中，采用原子力显微镜进行粗糙度检测，si面的粗糙度为0.19nm，利用平面度检测仪进行面型检测，晶片的ttv为4.562μm，ltv为1.29μm。
73.实施例5：
74.实施例5与实施例1基本相同，不同之处在于，在步骤(2)中，第一阶段抛光所用的抛光液中氧化铝磨粒的粒径为90nm；第二阶段抛光所用的抛光液中氧化硅磨粒的粒径为50nm。
75.在本实施例中，采用原子力显微镜进行粗糙度检测，si面的粗糙度为0.302nm，利用平面度检测仪进行面型检测，晶片的ttv为3.56μm，ltv为0.98μm。
76.实施例6：
77.实施例6与实施例1基本相同，不同之处在于，在步骤(2)中，第一阶段抛光所用的抛光液的ph值为5.0，第二阶段抛光所用的抛光液的ph值为5.0。
78.在本实施例中，采用原子力显微镜进行粗糙度检测，si面的粗糙度为0.342nm，利用平面度检测仪进行面型检测，晶片的ttv为2.987μm，ltv为0.98μm。
79.实施例7：
80.实施例7与实施例1基本相同，不同之处在于，在步骤(2)中，对晶片依次进行第一阶段抛光和第二阶段抛光，首先采用包含氧化硅磨粒(粒径80nm)的抛光液(ph为9.0)配合抛光机分别对晶片的硅面和碳面进行抛光2h，之后采用包含氧化铝磨粒(粒径20nm)的抛光液(ph为9.0)配合抛光机对晶片的硅面进行抛光3h，最后将晶片表面附着的蜡以及可见颗粒物去除，得到p型碳化硅晶片。
81.在本实施例中，采用原子力显微镜进行粗糙度检测，si面的粗糙度为0.325nm，利用平面度检测仪进行面型检测，晶片的ttv为2.99μm，ltv为0.79μm。
82.实施例8：
83.实施例8与实施例1基本相同，不同之处在于，在步骤(2)中，仅采用粒径为2μm的金刚石研磨液配合研磨机对每组晶片进行研磨64h。
84.在本实施例中，采用原子力显微镜进行粗糙度检测，si面的粗糙度为70nm，利用平面度检测仪进行面型检测，晶片的ttv为5.65μm，ltv为2.32μm。
85.对比例1：
86.(1)采用0.16mm的钢线以及粒径为5μm的金刚石切割液分别对n型以及p型碳化硅单晶(直径为4英寸)进行切割，得到多个晶片；各挑选24片晶片作为实验片，其中每6片为一组，分为4组，并保证每组晶片间的厚度差小于15μm，每片晶片的片内厚度差小于5μm，翘曲度＜30μm，无亮线切割痕迹；
87.(2)采用粒径为3μm的金刚石研磨液配合研磨机对每组晶片进行研磨，之后采用粒径为1μm的金刚石研磨液配合研磨机对晶片继续研磨，当每组晶片间的厚度差小于3μm，每个晶片的片内厚度差小于1μm，晶片表面的粗糙度小于1nm时，停止研磨；之后对晶片依次进行第一阶段抛光和第二阶段抛光，首先采用包含氧化铝磨粒(粒径300nm)的抛光液(ph为9.6)配合抛光机分别对晶片的硅面和碳面进行抛光2h，之后采用包含氧化硅磨粒(粒径80nm)的抛光液(ph为8.6)配合抛光机对晶片的硅面进行抛光3h，最后将晶片表面附着的蜡以及可见颗粒物去除，得到n型以及p型碳化硅晶片；第一阶段抛光所用的抛光液中氧化铝磨粒占比1％、氧化剂(高猛酸钾)占比3％和酸碱调节剂(氢氧化钠)占比0.3％，第二阶段抛光所用抛光机的下盘转速55rpm/min，上盘转速65rpm/min，压力为0.2kg/cm2；第二阶段抛光所用的抛光液中氧化硅磨粒占比10％、氧化剂(双氧水)占比5％和酸碱调节剂(稀硝酸)占比0.3％，第二阶段抛光所用的抛光机的下盘转速55rpm/min，上盘转速65rpm/min，压力为0.2kg/cm2。
88.在本实施例中，采用现有技术中的加工工艺对n型碳化硅晶片和p型碳化硅晶片进行加工，由图5至图8中可以看出，采用相同的加工工艺对n型碳化硅晶片和p型碳化硅晶片进行加工p型晶片和n型晶片的表面存在明显差异，n型晶片表面光滑，而p型晶片的表面出现波纹状加工缺陷，表明现有的加工工艺仅适用于n型碳化硅晶片，不适用于p型碳化硅晶片。
89.对比例2：
90.对比例2与实施例1基本相同，不同之处在于，在步骤(2)中，对晶片抛光，采用包含氧化铝磨粒(粒径80nm)的抛光液(ph为9.0)配合抛光机分别对晶片的硅面和碳面进行抛光2h，将晶片表面附着的蜡以及可见颗粒物去除，得到p型碳化硅晶片。
91.在本实施例中，采用原子力显微镜进行粗糙度检测，si面的粗糙度为0.85nm，利用平面度检测仪进行面型检测，晶片的ttv为2.697μm，ltv为0.981μm。
92.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：(1)对p型碳化硅单晶进行切割，得到多个晶片；(2)将每个晶片分别进行研磨和抛光，得到所述p型碳化硅晶片；其中，所述抛光包括第一阶段抛光和第二阶段抛光，所述第一阶段抛光所用的抛光液为包含氧化铝的抛光液，所述第二阶段抛光所用的抛光液为包含氧化硅的抛光液。2.根据权利要求1所述的p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述切割采用的切割液为金刚石切割液；其中，所述金刚石切割液中金刚石的粒径为4～6μm。3.根据权利要求1所述的p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，在步骤(2)中，依次采用第一研磨液和第二研磨液对每个晶片进行研磨；所述第一研磨液和所述第二研磨液均为金刚石研磨液，所述第一研磨液中金刚石的粒径为2～4μm，所述第二研磨液中金刚石的粒径为0～1μm。4.根据权利要求1所述的p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，在步骤(2)中，研磨后晶片的表面粗糙度小于1nm，同一晶片的片内厚度差小于3μm，不同晶片的片间厚度差小于5μm。5.根据权利要求1所述的p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述第一阶段抛光所用的抛光液包括氧化铝磨粒、氧化剂和酸碱调节剂；所述第二阶段抛光所用的抛光液包括氧化硅磨粒、氧化剂和酸碱调节剂。6.根据权利要求5所述的p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，所述氧化铝磨粒的粒径为50～80nm，所述氧化硅磨粒的粒径为20～40nm；所述氧化剂为高锰酸钾、次氯酸钠或双氧水中的至少一种；所述酸碱调节剂为硝酸、盐酸、氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。7.根据权利要求5所述的p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，以质量百分数计，所述第一阶段抛光所用的抛光液中，氧化铝磨粒的用量为1～5％、氧化剂的用量为0.5～5％、酸碱调节剂的用量为0.3～1％；所述第二阶段抛光所用的抛光液中，氧化硅磨粒的用量为5～10％、氧化剂的用量为1～6％、酸碱调节剂的用量为0.3～1％。8.根据权利要求1所述的p型碳化硅晶片的加工方法，其特征在于，在步骤(1)中，对p型碳化硅单晶进行切割后，还包括对切割后的晶片进行挑选分组的步骤；所述挑选的标准为：每个晶片的厚度差小于15μm，翘曲度小于30μm，不同晶片之间的厚度差小于5μm。9.一种p型碳化硅晶片，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述的加工方法加工得到。10.根据权利要求9所述的p型碳化硅晶片，其特征在于，所述p型碳化硅晶片的表面粗糙度小于0.2nm。

技术总结
本发明提供了一种P型碳化硅晶片的加工方法，加工方法包括如下步骤：(1)对P型碳化硅单晶进行切割，得到多个晶片；(2)将每个晶片分别进行研磨和抛光，得到所述P型碳化硅晶片；其中，所述抛光包括第一阶段抛光和第二阶段抛光，所述第一阶段抛光所用的抛光液为包含氧化铝的抛光液，所述第二阶段抛光所用的抛光液为包含氧化硅的抛光液。采用该加工方法对P型碳化硅晶片进行加工，不易出现加工缺陷，且能够得到表面粗糙度较小的P型碳化硅晶片。得到表面粗糙度较小的P型碳化硅晶片。得到表面粗糙度较小的P型碳化硅晶片。


技术研发人员：张泽盛 杨蕾 龚春生
受保护的技术使用者：北京晶格领域半导体有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/10/5