一种辨别碳化硅晶片硅碳面的方法

一种辨别碳化硅晶片硅碳面的方法一种辨别碳化硅晶片硅碳面的方法本发明涉及一种辨别碳化硅晶片硅碳面的方法，其特征在于，包括以下步骤：将机械精抛后的碳化硅晶片进行化学抛光；将化学抛光后的碳化硅晶片用原子力显

一种辨别碳化硅晶片硅碳面的方法 一种辨别碳化硅晶片硅碳面的方法 本发明涉及一种辨别碳化硅晶片硅碳面的方法，其特征在于，包括以下步骤：将机械精抛后的碳化硅晶片进行化学抛 光；将化学抛光后的碳化硅晶片用原子力显微镜测试其表面，在原子力显微镜上显示出所测试表面的粗糙度数值；若 显示出的粗糙度数值在0.10～0.50nm之间，则所测试的表面为硅面；若显示出的粗糙度在0.80～3.00nm之间，则所 测试的表面为碳面。本发明的特点是既不多加工序也不损伤晶片，即大大的降低成本、提高制片效率，且操作简单安 全；同时能省去一个定位边，不但能减少再生长得到的晶体缺陷，提高晶体品质，而且与第一代半导体硅单晶片几何 尺寸标准相匹配。 【专利说明】一种辨别碳化硅晶片硅碳面的方法 【技术领域】 [0001]本发明涉及一种辨别碳化硅晶片硅碳面的方法，属于碳化硅晶片制造领域。 【背景技术】 [0002]SiC作为第三代宽带隙(Wide Band-gap Semiconductor, WBS)半导体材料的代表，其具有宽带隙、高临界击穿电 场、高热导率、高载流子饱和漂移速度以及极好的化学稳定性等特点，在光电子和微电子领域，具有巨大的应用潜力。 [0003]PVT法生长的SiC晶片应用是极广的，无论是生长单晶所用籽晶，还是外延所需衬底用量都供不应求，这些应用 对生长面的极性要求都非常严格。 [0004]碳化娃(SiC)单晶片具有娃(Si)面和碳(C)面两个极性面，现有的碳化娃晶体生长方法的局限性，使得每产出约 10个晶片就需要I个籽晶，作为籽晶的生长面的极性决定着生长晶体的晶型，生长的碳化硅晶型不同用途不同，故碳 化硅籽晶的生长面极性对生长单一晶型的碳化硅晶体起着决定性作用。以碳化硅为衬底的外延晶片的外延层表面也对 其衬底的极性要求相当严格。可见碳化硅单晶极性面无论对单晶生长还是外延晶片都起着决定性作用的。 [0005]因SiC单晶的物理和化学特性都极其稳定，故一般方法很难辨别其极性面。所以用一个合理有效的方法辨别其 极性显得尤为重要。 [0006]目前分辨籽晶极性的方法有两种: [0007]一种是用熔融的KOH腐蚀晶片15?20分钟，根据不同极性面腐蚀速度不同辨别硅碳面，此方法的缺点是对晶片 两表面造成至少40微米的损伤，腐蚀后的晶片要重新进行抛光才可再利用，且高达500摄氏度的熔融态的KOH不但对 晶片破坏率大，以及开放状态下的熔融态强碱对操作人员有潜在的危险； [0008]另一种是为了避免上述方法的缺点，又避免在繁杂的工艺下混淆硅碳面，也是目前常用的方法，即在切片前对 滚圆后的晶锭进行两次定向，磨出两个大小不同的直面，称为主副定位边，切片后按主副定位边排序确定娃碳面。此 方法缺点是要进行两次定向磨定位边，为了分清主副，要把主定位边磨到副定位边长度的二倍之多，即费成本，又损 晶锭，另一缺点是用此晶片做籽晶所长的晶锭单晶区域不够圆且靠近主副定位边处缺陷相比其他区域较多，再者一但 晶片破裂很难通过此法辨别其极性。 [0009]碳化硅晶片制备过程中，要对长成的晶锭进行滚圆、平面磨、切割、双面磨和抛光等多道加工工序制备而成， 经过上述而成的晶片表面依然存有生长引起的缺陷和加工所带的缺陷，这些缺陷会影响到再生长晶体和外延晶体的品 质，所以在精抛后需要对生长面进行化学抛光来有效的降低这些缺陷。 【发明内容】 [0010]本发明所要解决的技术问题是提供一种辨别碳化硅晶片硅碳面的方法，克服了现有技术中的不足，目前的碳化 硅晶片均为单面或双面研磨、抛光的单晶片，且生长面或外延面要进行化学抛光，本发明利用加工晶片的必须步骤-化 学抛光结合原子力显微镜测试其粗糙度来辨别碳化硅的极性面。 [0011]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种辨别碳化硅晶片硅碳面的方法，包括以下步骤: [0012](I)将机械精抛后的碳化硅晶片进行化学抛光；化学抛光是靠化学试剂对样品表面凹凸不平区域的选择性溶解作 用消除磨痕、浸蚀整平的一种方法。 [0013](2)将化学抛光后的碳化硅晶片用原子力显微镜测试其表面，在原子力显微镜上显示出所测试表面的粗糙度数值； [0014](3)若显示出的粗糙度数值在0.10?0.50nm之间，则所测试的表面为硅面；若显示出的粗糙度在0.80?3.0Onm之 间，则所测试的表面为碳面。 [0015]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。 [0016]进一步，所述步骤(I)中化学抛光采用的抛光液为含有质量分数15%的双氧水的SiO2溶胶，化学抛光的时间为4