本申請涉及半導(dǎo)體，具體地，涉及一種多晶碳化硅承載襯底、鍵合碳化硅襯底及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、碳化硅器件制備時(shí)，可以從碳化硅單晶襯底上生長同質(zhì)碳化硅外延層，然后在碳化硅外延層上制備碳化硅器件。在碳化硅單晶襯底下方設(shè)置多晶碳化硅可以降低襯底的電阻率，進(jìn)而利于提高碳化硅器件的性能。在靜壓石墨基體上沉積碳化硅是制備碳化硅涂層的一種主流工藝，然而該工藝所制備的多晶碳化硅層粗糙度較高，無法滿足與單晶碳化硅襯底鍵合的要求。這限制了多晶碳化硅在碳化硅器件制備中的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本申請實(shí)施例中提供了一種多晶碳化硅承載襯底、鍵合碳化硅襯底及其制備方法，以改善碳化硅器件的性能。

2、本申請實(shí)施例的第一個(gè)方面，提供了一種多晶碳化硅承載襯底，至少包括：

3、沿垂直方向依次堆疊形成的多晶碳化硅層和碳化硅過渡層；其中，所述碳化硅過渡層遠(yuǎn)離所述多晶碳化硅層的表面為用于鍵合單晶碳化硅襯底的鍵合面；所述碳化硅過渡層的晶粒粒徑和粗糙度均小于所述多晶碳化硅層；所述碳化硅過渡層包括：碳化硅納米晶層和/或非晶碳化硅層。

4、在本申請一個(gè)可選實(shí)施例中，所述多晶碳化硅層靠近所述鍵合面的表面的粗糙度不大于10納米。

5、在本申請一個(gè)可選實(shí)施例中，所述碳化硅過渡層的所述鍵合面的粗糙度不大于0.5納米。

6、在本申請一個(gè)可選實(shí)施例中，所述碳化硅過渡層的厚度不大于50納米。

7、在本申請一個(gè)可選實(shí)施例中，所述碳化硅過渡層至少包括：層疊設(shè)置的第三碳化硅亞層和第四碳化硅亞層，所述第四碳化硅亞層位于所述第三碳化硅亞層遠(yuǎn)離所述多晶碳化硅層的一側(cè)；所述第四碳化硅亞層的材料為碳化硅納米晶。

8、本申請實(shí)施例的第二個(gè)方面，提供了一種鍵合碳化硅襯底，至少包括如上任意一項(xiàng)所述的多晶碳化硅承載襯底，以及與所述多晶碳化硅承載襯底的鍵合面鍵合的單晶碳化硅襯底。

9、本申請實(shí)施例的第三個(gè)方面，提供了一種多晶碳化硅承載襯底的制備方法，至少包括：

10、在基體表面形成多晶碳化硅材料層；

11、去除所述基體，并對所述多晶碳化硅材料層進(jìn)行輕拋光減薄處理，以形成多晶碳化硅層；

12、在所述多晶碳化硅層表面形成碳化硅過渡材料層，以形成碳化硅過渡層；其中，所述碳化硅過渡層遠(yuǎn)離所述多晶碳化硅層的表面為用于鍵合單晶碳化硅襯底的鍵合面；所述碳化硅過渡層的晶粒粒徑和粗糙度均小于所述多晶碳化硅層；所述碳化硅過渡層包括：碳化硅納米晶層和/或非晶碳化硅層，對應(yīng)的，所述碳化硅過渡材料層包括：碳化硅納米晶材料層和/或非晶碳化硅材料層。

13、在本申請一個(gè)可選實(shí)施例中，所述在基體表面形成多晶碳化硅材料層，包括：

14、在所述基體的多表面形成所述多晶碳化硅材料層；

15、對應(yīng)的，所述去除所述基體，并對所述碳化硅材料層進(jìn)行輕拋光減薄處理，以形成多晶碳化硅層，包括：

16、去除所述基體，得到至少兩片所述碳化硅材料層；

17、對至少兩片所述碳化硅材料層進(jìn)行輕拋光減薄處理，以形成至少兩片所述多晶碳化硅層。

18、在本申請一個(gè)可選實(shí)施例中，在所述基體的多表面形成所述多晶碳化硅材料層之后，所述方法還包括：

19、去除所述基體邊緣沉積的部分多晶碳化硅材料層。

20、在本申請一個(gè)可選實(shí)施例中，所述基體為石墨基體，對應(yīng)的，去除所述石墨基體采用低溫馬弗爐工藝。

21、在本申請一個(gè)可選實(shí)施例中，所述多晶碳化硅層靠近所述鍵合面的表面的粗糙度不大于10納米；和/或，所述碳化硅過渡層的所述鍵合面的粗糙度不大于0.5納米；和/或，所述碳化硅過渡層的厚度不大于50納米。

22、本申請實(shí)施例提供的多晶碳化硅承載襯底具有鍵合面，該鍵合面能夠與單晶碳化硅襯底鍵合以形成鍵合襯底。其中，該多晶碳化硅承載襯底具有多晶碳化硅層和碳化硅過渡層，該多晶碳化硅層可以使得鍵合襯底具有較低的電阻率，進(jìn)而降低碳化硅器件的導(dǎo)通電阻，降低碳化硅器件的功耗；碳化硅過渡層可以覆蓋多晶碳化硅層的表面，無需通過多晶碳化硅層甚至基體提供高平整度的鍵合面，這克服了多晶碳化硅層生長質(zhì)量不足時(shí)難以提供高平整度表面的問題。如此，可以達(dá)成改善碳化硅器件的性能并降低制備成本。

23、而在本申請實(shí)施方式中，在基體的表面先形成多晶碳化硅層，這使得基體與碳化硅過渡層之間被隔離，進(jìn)而避免等靜壓石墨等基體的表面特性導(dǎo)致碳化硅過渡層的晶向亂的問題，進(jìn)而利于碳化硅過渡層具有更佳的平整度?；蛘?，多晶碳化硅層靠近鍵合面的表面不具有滿足鍵合要求的平整度時(shí)，在多晶碳化硅層表面形成碳化硅過渡層可以提供具有高平整度的鍵合面。多晶碳化硅層可以隔絕石墨等基體對碳化硅過渡層的影響，例如在基體和多晶碳化硅層的表面平整度不足的情形下，任意更換基體依然可以保證多晶碳化硅承載襯底具有高平整度的鍵合面。

24、本申請實(shí)施例中的所述碳化硅過渡層包括：碳化硅納米晶層和/或非晶碳化硅層，其中，非晶碳化硅沒有晶粒，表面不會(huì)因?yàn)榇嬖诙嗑ЬЯ４笮〔痪辉斐傻拇植诙绕?；納米晶碳化硅表面晶粒非常小(一般為幾個(gè)納米)，所以表面粗糙度大大降低，從而大大提高碳化硅過渡層表面或者說多晶碳化硅承載襯底鍵合面的粗糙度標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而提高該鍵合面與單晶碳化硅襯底鍵合的效果。

技術(shù)特征：

1.一種多晶碳化硅承載襯底，其特征在于，至少包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶碳化硅承載襯底，其特征在于，所述多晶碳化硅層靠近所述鍵合面的表面的粗糙度不大于10納米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶碳化硅承載襯底，其特征在于，所述碳化硅過渡層的所述鍵合面的粗糙度不大于0.5納米；和/或，所述碳化硅過渡層的厚度不大于50納米。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶碳化硅承載襯底，其特征在于，所述碳化硅過渡層至少包括：層疊設(shè)置的第三碳化硅亞層和第四碳化硅亞層，所述第四碳化硅亞層位于所述第三碳化硅亞層遠(yuǎn)離所述多晶碳化硅層的一側(cè)；所述第四碳化硅亞層的材料為碳化硅納米晶。

5.一種鍵合碳化硅襯底，其特征在于，至少包括權(quán)利要求1～4任意一項(xiàng)所述的多晶碳化硅承載襯底，以及與所述多晶碳化硅承載襯底的鍵合面鍵合的單晶碳化硅襯底。

6.一種多晶碳化硅承載襯底的制備方法，其特征在于，至少包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多晶碳化硅承載襯底的制備方法，其特征在于，所述在基體表面形成多晶碳化硅材料層，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多晶碳化硅承載襯底的制備方法，其特征在于，在所述基體的多表面形成所述多晶碳化硅材料層之后，所述方法還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多晶碳化硅承載襯底的制備方法，其特征在于，所述基體為石墨基體，對應(yīng)的，去除所述石墨基體采用低溫馬弗爐工藝。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多晶碳化硅承載襯底的制備方法，其特征在于，所述多晶碳化硅層靠近所述鍵合面的表面的粗糙度不大于10納米；和/或，所述碳化硅過渡層的所述鍵合面的粗糙度不大于0.5納米；和/或，所述碳化硅過渡層的厚度不大于50納米。

技術(shù)總結(jié)
本申請實(shí)施例涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種多晶碳化硅承載襯底、鍵合碳化硅襯底及其制備方法，該多晶碳化硅承載襯底，至少包括：沿垂直方向依次堆疊形成的多晶碳化硅層和碳化硅過渡層；其中，所述碳化硅過渡層遠(yuǎn)離所述多晶碳化硅層的表面為用于鍵合單晶碳化硅襯底的鍵合面；所述碳化硅過渡層的晶粒粒徑和粗糙度均小于所述多晶碳化硅層；所述碳化硅過渡層包括：碳化硅納米晶層和/或非晶碳化硅層。該多晶碳化硅承載襯底能夠滿足鍵合單晶碳化硅襯底的要求，能夠提高碳化硅器件的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：柴利林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州龍馳半導(dǎo)體科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8