本發(fā)明屬于半導體，具體涉及一種提高多晶金剛石厚度均勻性的方法。
背景技術(shù)：
1、制備多晶金剛石的生長基底一般為硅襯底，硅襯底表面和側(cè)邊緣為垂直相交，形成90o的邊緣交角區(qū)域。目前，制備高質(zhì)量多晶金剛石的主要方法是mpcvd法，mpcvd法生長環(huán)境為氫等離子體，具有邊緣效應(yīng)，即氫等離子體遇到硅襯底邊緣交角區(qū)域發(fā)生尖端放電，在該邊緣交角區(qū)域會形成局部熱點，導致硅襯底邊緣交角區(qū)域比中心區(qū)域溫度高幾十至幾百度。由此產(chǎn)生的后果是：硅襯底邊緣交角區(qū)域的生長速率高于中心區(qū)域，多晶金剛石邊緣交角區(qū)域厚度大于中心區(qū)域，形成厚度偏差。
2、這種厚度偏差的會導致以下問題：
3、（1）會引起多晶金剛石邊緣交角區(qū)域與中心區(qū)域應(yīng)力分布不均勻，在多晶金剛石生長完畢降溫的過程中，邊緣交角區(qū)域和中心區(qū)域收縮不同，可能會導致多晶金剛石裂開，參見圖1。
4、（2）此外，多晶金剛石邊緣區(qū)域和中心區(qū)域厚度不同也會增加后續(xù)的拋光加工周期。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明實施例提供一種提高多晶金剛石厚度均勻性的方法，旨在解決多晶金剛石邊緣區(qū)域和中心區(qū)域厚度偏差大，應(yīng)力分布不均勻，在多晶金剛石厚度的均勻性邊緣交角區(qū)域和中心區(qū)域收縮不同，可能會導致多晶金剛石裂開的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種提高多晶金剛石厚度均勻性的方法，所述方法包括以下步驟：
3、步驟一，對硅襯底的邊緣交角區(qū)域進行倒角磨削，并進行一次拋光；
4、步驟二，在經(jīng)倒角處理的硅襯底表面覆蓋多晶金剛石籽晶；
5、步驟三，在多晶金剛石籽晶上生長多晶金剛石；
6、步驟四，二次拋光，使多晶金剛石邊緣交角區(qū)域與中心區(qū)域厚度偏差<10μm。
7、在一種可實現(xiàn)的方式中，步驟一，對硅襯底的邊緣交角區(qū)域進行倒角磨削，，并進行一次拋光包括：
8、將具有磨削頭的倒角夾具固定在硅襯底的側(cè)邊；其中，倒角夾具的內(nèi)側(cè)角具有適配硅襯底倒角的圓弧內(nèi)角；磨削頭為適配倒角夾具的圓弧內(nèi)角的圓弧形形狀，且磨削頭具有圓弧形磨削面；
9、硅襯底隨旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，磨削頭的圓弧形磨削面與硅襯底的倒角接觸進行磨削，實現(xiàn)倒角的粗成型；
10、倒角半徑為0.5mm-2mm。
11、在一種可實現(xiàn)的方式中，一次拋光時，將拋光墊固定在倒角夾具的圓弧內(nèi)角上，并將倒角夾具壓緊在硅襯底側(cè)邊；
12、硅襯底隨旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，拋光墊與倒角接觸進行一次拋光，實現(xiàn)倒角的精成型。
13、在一種可實現(xiàn)的方式中，倒角一次拋光后，利用原子力顯微鏡測試襯底表面任意10μm×10μm范圍，粗糙度rms<0.5nm；若測試不符合，則重復步驟一，再次進行拋光。
14、在一種可實現(xiàn)的方式中，步驟二，在經(jīng)倒角處理的硅襯底表面覆蓋多晶金剛石籽晶，包括：
15、選擇多晶金剛石粉末配置懸濁液，多晶金剛石粉末的顆粒直徑為20nm-20μm，采用去離子水配置懸濁液，至懸濁液的濃度為0.1wt%到5wt%；
16、將硅襯底浸泡至懸濁液中，并放入超聲波清洗機中進行超聲處理。
17、在一種可實現(xiàn)的方式中，超聲波清洗機中進行超聲處理過程，水浴加熱至30-80oc之間，功率為60-900w，時間為10-60min。
18、在一種可實現(xiàn)的方式中，超聲處理后，利用氮氣槍吹掃硅襯底表面，然后放入烘箱加熱，直至硅襯底表面干燥，在硅襯底表面覆蓋一層多晶金剛石籽晶。
19、在一種可實現(xiàn)的方式中，步驟三，在多晶金剛石籽晶上生長多晶金剛石，包括：
20、將覆蓋多晶金剛石籽晶的硅襯底放入微波等離子體化學氣相沉積設(shè)備，抽真空至5.0e-6mbar以下，以氫氣為載體，生長過程采用微波加熱，通入氣態(tài)碳源，形成多晶金剛石/硅復合襯底。
21、在一種可實現(xiàn)的方式中，步驟三中，通入氫氣流量為200-300sccm；氣態(tài)碳源為甲烷、乙烷、乙烯、乙炔和丙烷中的任意一種或多種組合，碳氫比為氣態(tài)碳源流量與氫氣流量之比，并控制在1%-5%之間。
22、在一種可實現(xiàn)的方式中，步驟三中，利用微波加熱升溫至700-900oc，壓力控制在100-200mbar之間；生長時間為10-300小時。
23、本發(fā)明提供的提高多晶金剛石厚度均勻性的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：首先，對硅襯底邊緣交角區(qū)域進行倒角處理，能夠有效地改變硅襯底邊緣交角區(qū)域的幾何形狀，避免硅襯底邊緣交角區(qū)域發(fā)生尖端放電的問題，也就能夠避免在邊緣交角區(qū)域形成局部熱點，因此，就能夠避免邊緣交角區(qū)域生長速率高于中心區(qū)域的問題，從而實現(xiàn)硅襯底邊緣交角區(qū)域與中心區(qū)域生長速率相同，多晶金剛石厚度從中心區(qū)域到邊緣交角區(qū)域厚度一致，應(yīng)力分布均勻，從而，在多晶金剛石生長完畢降溫過程中，邊緣交角區(qū)域與中心區(qū)域收縮率相同，避免了多晶金剛石開裂而導致無法使用，報廢的風險。
24、（2）通過對硅襯底邊緣交角區(qū)域的倒角處理，從而能夠使得硅襯底的中心區(qū)域與邊緣交角區(qū)域多晶金剛石生長厚度均勻一致，從而也減少了后序拋光需要的時間。
25、本發(fā)明對硅襯底倒角處理工藝對整體成本增加很小，簡單易行，可顯著提高多晶金剛石厚度均勻性，并可明顯降低氫等離子體在硅襯底邊緣尖端放電引起的邊緣區(qū)域和中心區(qū)域溫度偏差。本發(fā)明適合制備厚度≥100μm的硅基多晶金剛石，防止因為邊緣區(qū)域和中心區(qū)域溫度偏差引起的開裂。
1.一種提高多晶金剛石厚度均勻性的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的提高多晶金剛石厚度均勻性的方法，其特征在于，步驟一，對硅襯底（1）的邊緣交角區(qū)域進行倒角磨削，并進行一次拋光包括：
3.如權(quán)利要求2所述的提高多晶金剛石厚度均勻性的方法，其特征在于，
4.如權(quán)利要求3所述的提高多晶金剛石厚度均勻性的方法，其特征在于，倒角一次拋光后，利用原子力顯微鏡測試襯底表面任意10μm×10μm范圍，粗糙度rms<0.5nm；
5.如權(quán)利要求1所述的提高多晶金剛石厚度均勻性的方法，其特征在于，步驟二，在經(jīng)倒角處理的硅襯底表面覆蓋多晶金剛石籽晶，包括：
6.如權(quán)利要求5所述的提高多晶金剛石厚度均勻性的方法，其特征在于，超聲波清洗機中進行超聲處理過程，水浴加熱至30-80oc之間，功率為60-900w，時間為10-60min。
7.如權(quán)利要求5所述的提高多晶金剛石厚度均勻性的方法，其特征在于，
8.如權(quán)利要求1所述的提高多晶金剛石厚度均勻性的方法，其特征在于，步驟三，在多晶金剛石籽晶上生長多晶金剛石，包括：
9.如權(quán)利要求8所述的提高多晶金剛石厚度均勻性的方法，其特征在于，步驟三中，通入氫氣流量為200-300sccm；氣態(tài)碳源為甲烷、乙烷、乙烯、乙炔和丙烷中的任意一種或多種組合，碳氫比為氣態(tài)碳源流量與氫氣流量之比，并控制在1%-5%之間。
10.如權(quán)利要求8所述的提高多晶金剛石厚度均勻性的方法，其特征在于，步驟三中，利用微波加熱升溫至700-900oc，壓力控制在100-200mbar之間；生長時間為10-300小時。