具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述方便，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“电连接”可以是直接的电性连接，也可以通过中间媒介间接的电性连接。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请实施例中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例中，例如上、下、左、右、前和后等用于解释本申请中不同部件的结构和运动的方向指示是相对的。当部件处于图中所示的位置时，这些指示是恰当的。但是，如果元件位置的说明发生变化，那么这些方向指示也将会相应地发生变化。

本申请实施例提供一种电子设备，该电子设备例如可以为充电桩、不间断电源系统(uninterruptible power system，UPS)、光伏逆变器、马达驱动电源等。本申请实施例对电子设备的具体形式不作特殊限制。

金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET)器件是一种半导体器件，因其具有低功耗、性能稳定、抗辐射能力强、控制方式方便、体积小、重量轻、寿命长、抗干扰能力强、工作频率高、偏置简单等优点，因而被广泛使用在模拟电路与数字电路中。

以电子设备为USP为例，UPS是用于向诸如计算机之类的要求电能的连续供应的负载供电的组件。如图1所示，示意出一种UPS及其外围结构的示意图。UPS包括输入端和输出端，UPS的输入端连接电力系统，UPS的输出端连接负载，以实现向负载不间断的供电。

电力系统例如可以是发电厂、变电站、市电传输线等。在电力系统处于正常状态下，电力系统供应的电力一部分经UPS传输至负载，电力系统供应的电力的一部分存储在UPS中。在电力系统处于异常状态下，电力系统无法向负载传输电力，此时，存储在UPS中的电力传输至负载。

负载消耗从电力系统供应的电力，负载例如可以是工厂中的电气设备；负载也可以是数据中心的服务器、处理器、存储器等通讯设备。

UPS是被配置为在电力系统供应的电能中断或故障的情况下，没有间断地立即供应电力的自动系统。如果从电力系统供应的电力的电压或频率变化，或者来自电力系统的电力的供应被瞬间中断或改变，则UPS稳定地供应电力，从而降低了负载数据的破坏、丢失或删除的可能性，并且降低了控制设备停工或故障的可能性。

其中，UPS中包括功率器件、双向开关等部件，用于实现USP的上述功能，MOSFET器件可以被用作上述USP中的功率器件。应当理解到，在MOSFET器件用于作为功率器件时，本申请实施例提供的电子设备不限于图1所示的USP，任意需要使用功率器件的电子设备均属于本申请的实施例的应用场景。

示例一种MOSFET器件的结构，如图2所示，MOSFET器件包括衬底1、半导体层2、阱区3、源区4、接触区5、绝缘膜6、栅极(gate，G)、源极(source，S)、层间绝缘膜7、和漏极(drain，D)。

其中，可以将半导体层2、阱区3、源区4、接触区5、绝缘膜6、栅极G、源极S、层间绝缘膜7和漏极D称为MOSFET器件的开关功能部件200。顾名思义，MOSFET器件的开关功能部件200是用于实现MOSFET器件开关功能的结构的组合，衬底1用于承载MOSFET器件的开关功能部件200。

以图2所示的MOSFET器件为例，MOSFET器件的开关功能部件200包括的结构位于衬底1的相对的两侧，本申请实施例中，将开关功能部件200中位于同一侧，且包括半导体层2的结构的组合称为开关功能组件300。以图2为例，开关功能组件300包括半导体层2、阱区3、源区4、接触区5、绝缘膜6、栅极G、源极S和层间绝缘膜7。另外，本申请实施例中，将衬底1上设置有开关功能组件300的结构称为半导体组件1000。

MOSFET器件的工作原理为：在阱区3中的、位于源区4和半导体层2之间的区域用作MOSFET器件的导电沟道。当栅极G电压大于MOSFET器件阈值电压时，导电沟道打开，源极S电子在漏极D电压作用下流过沟道，向下流向衬底1，到达漏极D，形成源漏电流。当栅极G电压小于MOSFET器件阈值电压时，导电沟道关断，源漏电流随即关断。

由于碳化硅(SiC)材料具有禁带宽度宽、临界击穿场强高、热导率大等优越的物理特性，使得采用SiC作为衬底的功率器件具有耐高压、耐高温、开关速度快、开关损耗小等特点，在航天航空、智能电网、轨道交通、新能源发电、电动汽车、工业电源等领域有广泛的用途。

为了实现通过对SiC衬底进行减薄，以降低SiC功率器件的导通电阻，提升器件性能。

提供一种SiC同质外延层的减薄方法，如图3所示，将对于单晶SiC具有透过性的激光光线照射SiC晶锭，并聚焦于内部一层，从而形成改质层。在应力作用下沿改质层切断，从单晶SiC晶锭生成SiC晶片。

通过上述SiC同质外延层的减薄方法，可以有效降低SiC晶锭的切割损耗，提高SiC晶锭的切割效率，从而降低SiC衬底的成本。

然而，上述SiC同质外延层的减薄方法，主要聚焦于降低SiC晶锭的切割损耗和提高切割效率，不涉及SiC晶片的剥离和重复利用，不能解决SiC衬底减薄导致的衬底浪费问题。

还提供一种SiC同质外延层的减薄方法，如图4所示，通过离子注入的方法在SiC衬底表面附近制造缺陷层；通过退火处理修复SiC衬底表面因离子注入造成的缺陷；在SiC衬底表面同质外延生长外延层后，激光照射SiC衬底，将激光聚焦到缺陷层下方，使SiC衬底从缺陷层处分离，以对SiC衬底进行减薄。

通过上述同质外延层的减薄方法，被剥离下来的剩余SiC衬底通过抛光后，可再次用来生长SiC外延层，可有效提高SiC衬底的利用率，降低外延的生产成本。

然而，上述SiC同质外延层的减薄方法，由于在激光剥离前，SiC衬底经历了外延生长，使得离子注入诱生的缺陷层在外延高温生长过程中得到退火和修复。那么，在后续激光照射时，仅残留的缺陷层很难实现激光吸收，致使SiC衬底从缺陷层处分离的成功率非常低。因此，上述SiC同质外延层的减薄方法无法与高温工艺兼容。

为了解决上述问题，本申请实施例还提供一种晶圆的减薄方法，通过该晶圆的减薄方法，可解决上述对SiC衬底进行圆减薄工艺中，机械减薄速率小、磨头损伤大，且SiC衬底破裂风险极大的问题，还可以解决无法与高温工艺兼容的问题。

下面，以本申请实施例提供的晶圆的减薄方法应用于半导体组件中为例进行说明，先对半导体组件的结构进行简单说明。

如图5A所示，半导体组件1000包括晶圆100(或者称之为半导体组件1000的复合衬底)和设置在晶圆100上的开关功能组件300。晶圆100包括层叠设置的第一碳化硅层10、介质层30以及第二碳化硅层30，晶圆100具有相对的第一侧和第二侧，第二碳化硅层30远离第一碳化硅层10的一侧为晶圆的第一侧，开关功能组件300设置在第一碳化硅层10远离第二碳化硅层30一侧(晶圆100的第二侧)。半导体组件1000具有相对的第一表面a1和第二表面a2，第二碳化硅层30远离第一碳化硅层10的表面为半导体组件1000的第一表面a1。即，晶圆100远离开关功能组件300的表面为半导体组件1000的第一表面a1，开关功能组件300远离晶圆100的表面为半导体组件1000的第二表面a2。

在一些实施例中，第一碳化硅层10相对于第二碳化硅层30为高质量(P级)碳化硅结构，第二碳化硅层30相对于第一碳化硅层10为低质量(D级)碳化硅结构。示例的，第二碳化硅层30局部或全部的缺陷密度大于第一碳化硅层10的缺陷密度。

在一些实施例中，第一碳化硅层10的晶格方向为沿<0001>晶格方向在大于或等于0°且小于或等于8°的区间内偏转。

例如，第一碳化硅层10为<0001>晶格方向不偏转(偏转0°)、第一碳化硅层10为沿<0001>晶格方向偏转1°、第一碳化硅层10为沿<0001>晶格方向偏转2°、第一碳化硅层10为沿<0001>晶格方向偏转3°、第一碳化硅层10为沿<0001>晶格方向偏转4°、第一碳化硅层10为沿<0001>晶格方向偏转5°、第一碳化硅层10为沿<0001>晶格方向偏转6°、第一碳化硅层10为沿<0001>晶格方向偏转7°。

在一些实施例中，使得第一碳化硅层10的厚度小于或等于350um。

例如，第一碳化硅层10的厚度为300um、250um、200um、150um、100um。

在一些实施例中，第一碳化硅层10的材料为单晶碳化硅。

在一些实施例中，第二碳化硅层30也为沿<0001>晶格方向在大于或等于0°且小于或等于8°的区间内偏转。

示例的，第二碳化硅层30的晶格方向偏转角度与第一碳化硅层10的晶格方向偏转角度相同。

在一些实施例中，第二碳化硅层30的厚度小于或等于3000um。

例如，第二碳化硅层30的厚度为2500um、2000um、1500um、1000um、500um等。

第二碳化硅层30对第一碳化硅层10起到支撑承载作用即可，第二碳化硅层30的厚度太厚会造成资源浪费，而且会增加晶圆100的厚度。

在一些实施例中，第二碳化硅层30的材料包括单晶碳化硅或者多晶碳化硅。

在一些实施例中，如图5A所示，第一碳化硅层10与第二碳化硅层30直接接触键合。

基于此，可以理解的是，在第一碳化硅层10与第二碳化硅层30直接接触键合过程中，会自然形成一层第一键合层41。通过控制第一碳化硅层10与第二碳化硅层30的键合时间，可控制第一键合层41的厚度。在这种情况下，上述晶圆100中的介质层20，即为第一碳化硅层10与第二碳化硅层30直接接触键合过程中自然形成的第一键合层41。

在一些实施例中，介质层20的厚度小于或等于5nm。例如，介质层20的厚度为1nm、2nm、3nm、4nm。

由于介质层20的厚度太大，对晶圆100的导电和导热性能都有影响。因此，将介质层20的厚度控制在小于或等于5nm，在保证第一碳化硅层10与第二碳化硅层30直接接触键合的基础上，尽量减小介质层20的厚度。

在另一些实施例中，如图5B所示，第一碳化硅层10和第二碳化硅层30通过过渡层42键合。

过渡层42的材料，例如可以包括SiO2(氧化硅)、Si3N4(氮化硅)、Al2O3(氧化铝)等绝缘介质，或者包括Si(硅)、SiC(碳化硅)等导电介质，或者包括Al(铝)、Cu(铜)、Pt(铂)、Ni(镍)、Ti(钛)、Au(金)、Cr(铬)等金属，或者包括以上多种材料的复合多层材料。

其中，第一碳化硅层10和第二碳化硅层30通过过渡层42键合的过程中，第一碳化硅层10与过渡层42键合时，会自然形成第二键合层43。第二碳化硅层30与过渡层42键合时，会自然形成第三键合层44。

基于此，可以理解的是，在这种情况下，上述晶圆100中的介质层20，包括第二键合层43、过渡层42以及第三键合层44。

在一些实施例中，介质层20的厚度(过渡层42、第二键合层43以及第三键合层44的厚度之和)小于或等于100nm。例如，过渡层42、第二键合层43以及第三键合层44的厚度之和为90nm、80nm、70nm、60nm。

由于过渡层42、第二键合层43以及第三键合层44的厚度之和太大，对晶圆的导电和导热性能都有影响。因此，将过渡层42、第二键合层43以及第三键合层44的厚度之和控制在小于100nm，在保证第一碳化硅层10的背表面a1与第二碳化硅层30的正表面b2稳定键合的基础上，尽量减小过渡层42、第二键合层43以及第三键合层44的厚度之和。

如图6A所示，以晶圆100的第二侧还设置有开关功能组件300为例，对本申请实施例提供的晶圆的减薄方法进行说明，晶圆的减薄方法包括：

S10、如图6B所示，在晶圆100的第二侧将临时衬底载片50与晶圆100临时键合。

在晶圆100的第二侧设置有开关功能组件300的情况下，将临时衬底载片50与位于晶圆100第二侧的开关功能组件300临时键合，以实现将临时衬底载片50与晶圆100临时键合。即，将临时衬底载片50在半导体组件1000的第二表面a2与开关功能组件300进行临时键合。

即，临时衬底载片50位于开关功能组件300远离晶圆100一侧，临时衬底载片50与半导体组件1000临时键合。

临时键合，可以理解为，可以恢复的键合。在后续工艺处理过程中，可以根据需要对临时键合的临时衬底载片50与半导体组件1000进行解键合。

在一些实施例中，将临时衬底载片50与晶圆100临时键合的键合温度小于或等于300℃。

这样一来，可以避免临时键合工艺温度过高，对半导体组件1000中上述开关功能组件300产生影响(例如导致开关功能组件300中的金属结构熔化)。

本申请实施例不对临时衬底载片50的材料进行限定，在一些实施例中，临时衬底载片50的熔点大于临时键合的键合温度。

这样一来，可以避免临时键合过程中，临时衬底载片50溶解，无法对半导体组件1000起到支撑作用。

关于将临时衬底载片50与晶圆100临时键合的方法，在一些实施例中，采用临时键合胶或者石蜡，在晶圆100的第二侧将临时衬底载片50与晶圆临时键合。

即，在一些实施例中，采用临时键合胶，将临时衬底载片50在半导体组件1000的第二表面a2与半导体组件1000进行临时键合。

在另一些实施例中，采用石蜡，将临时衬底载片50在半导体组件1000的第二表面a2与半导体组件1000进行临时键合。

S20、如图6B所示，从晶圆100的第一侧对晶圆100进行激光照射，使激光的能量在第二碳化硅层30与介质层20的界面处进行聚焦烧蚀，使得第二碳化硅层30与介质层20分离。

也就是说，从半导体组件1000的第一表面a1对晶圆100进行激光照射，使激光的能量在第二碳化硅层30与介质层20的界面处进行聚焦烧蚀，使得第二碳化硅层30与介质层20分离。

其中，光在介质中传播时，光的强度随传播距离(穿透深度)而衰减的现象称为光的吸收。光的吸收遵循吸收定律(比尔-朗伯定律)，吸收系数是比尔-朗伯定律(Beer–Lambert law)中的一个常数，符号为α，被称为介质对该单色光的吸收系数。吸收系数越大，光的衰减越明显。

本征吸收系数，是指光子能量对应介质禁带宽度的光波长在介质中的光吸收系数，光子能量大于介质禁带宽度的光波长的光吸收系数大于本征吸收系数，光子能量小于介质禁带宽度的光波长的光吸收系数小于本征吸收系数。

因此，通过使第二碳化硅层30对激光具有低吸收系数或者透明的特性，以降低第二碳化硅层30激光能量的损耗，提高聚焦烧蚀的效果。

示例的，可以通过调整选取的激光的波长，来实现第二碳化硅层30对激光的吸收系数小于本征吸收系数。

在一些实施例中，采用红外激光、紫外激光等，从晶圆100的第一侧对晶圆100进行激光照射。

即，采用红外激光、紫外激光等，从半导体组件1000的第一表面a1对晶圆100进行激光照射。

在一些实施例中，激光在第二碳化硅层30与介质层20的界面处发生非线性吸收。

非线性吸收，是指在强光作用下，介质对光的吸收远大于吸收系数的现象。

基于此，激光的能量在第二碳化硅层30与介质层20的界面处进行聚焦烧蚀后，介质层20会自然与第二碳化硅层30分离，以使得晶圆100中第二碳化硅层30与第一碳化硅层10分离。

其中，对从晶圆100中剥离出的第二碳化硅层30进行清洗后，可以重复利用，用于制作新的晶圆100。

考虑到激光的能量在第二碳化硅层30与介质层20的界面处进行聚焦烧蚀后，第一碳化硅层10远离开关功能组件300的表面上可能还会有介质层20的残余。

在一些实施例中，如图7A所示，晶圆的减薄方法，还包括：

S30、如图7B所示，对第一碳化硅层10远离临时衬底载片50的表面进行处理，以去除介质层20的残余。

在一些实施例中，通过湿法腐蚀、干法刻蚀或者清洗中的至少一种方式对第一碳化硅层10远离临时衬底载片50的表面进行处理，以去除介质层20的残余。

去除介质层20的残余后，即完成了对晶圆100的硅晶圆的减薄工作。根据需要，可以进入后续的工艺流程。

在一些实施例中，对第一碳化硅层10远离临时衬底50的表面进行处理后，第一碳化硅层10远离临时衬底50的表面的粗糙度小于或等于0.5nm。

这样一来，可便于在第一碳化硅层10远离临时衬底50的表面形成其他结构。

以图2所示的MOSFET器件为例，对晶圆100的减薄，对第一碳化硅层10进行表面清洗后的结构如图8A所示包括第一碳化硅层10和开关功能组件300。随后可以进行后续工艺，如图8B所示，制作金属电极(漏极D)，对临时衬底载片50与半导体组件1000进行解键合等工艺，以最终完成半导体器件的制作。

通过对第一碳化硅层10远离临时衬底载片50的表面进行处理，使第一碳化硅层10远离临时衬底载片50的表面满足粗糙度等要求，便于后续制作金属电极等结构。

下面，以两个具体的示例，对本申请实施例提供的半导体组件中基于复合衬底的晶圆的减薄方法进行示例说明。

示例的，半导体组件1000中，晶圆100包括2um厚的高质量单晶第一碳化硅层10、20nm厚的SiO2介质层20以及350um厚的低质量单晶第二碳化硅层30。

选用相同尺寸的Al2O3衬底作为临时衬底载片50，将临时衬底载片50与半导体组件1000的功能器件200进行临时键合，键合温度为150℃。

采用波长为1064nm的激光从晶圆100远离功能器件200的表面(第二碳化硅层30的表面)进行扫描照射，激光能量在第二碳化硅层30与SiO2介质层20的界面发生非线性吸收并聚焦烧蚀，实现晶圆100中的第二碳化硅层30从在SiO2介质层20处剥离，从而实现对晶圆100的减薄。

对第一碳化硅层10的表面进行腐蚀和清洗，去除SiO2介质层20的残余，进入后续的工艺流程。

对上述剥离下来的第二碳化硅层30进行腐蚀和清洗，继续重复利用，制作晶圆100。

或者，示例的，半导体组件1000中，晶圆100包括2um厚的高质量单晶第一碳化硅层10、20nm厚的Pt介质层20以及350um厚的低质量单晶第二碳化硅层30。

选用相同尺寸的Si衬底作为临时衬底载片50，将临时衬底载片50与半导体组件1000的功能器件200进行临时键合，键合温度为210℃。

采用波长为980nm的红外激光从晶圆100远离功能器件200的表面(第二碳化硅层30的表面)进行扫描照射，激光能量在第二碳化硅层30与SiO2介质层20的界面发生非线性吸收并聚焦烧蚀，实现晶圆100中的第二碳化硅层30从在SiO2介质层20处剥离，从而实现对晶圆100的减薄。

对第一碳化硅层10的表面进行腐蚀和清洗，去除SiO2介质层20的残余，进入后续的工艺流程。

对上述剥离下来的第二碳化硅层30进行腐蚀和清洗，继续重复利用，制作晶圆100。

本申请实施例提供的晶圆的减薄方法，由于半导体组件1000中，晶圆100为三明治叠层结构，其包含有介质层20存在，而介质层20与第二碳化硅层30的折射率不同。因此，激光从第二碳化硅层30远离第一碳化硅层10的表面照射入晶圆100后，激光很容易在介质层20与第二碳化硅层30的界面处聚焦吸收。通过加大激光能量，达到介质层20的熔点，可实现第二碳化硅层30从第一碳化硅层10上剥离，以实现对晶圆100的减薄。剥离下来的第二碳化硅层30可以重复利用，用于制备新的晶圆100。因此，采用本申请实施例提供的晶圆的减薄方法对半导体组件中的复合衬底进行减薄，可以降低半导体器件的制备成本。

另外，由于对晶圆100进行减薄的过程是在形成开关功能组件300之后进行的。因此，本申请实施例提供的晶圆的减薄方法，可以与半导体器件制备过程中的高温工艺兼容。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。