本技术涉及一种消除碳化硅时间雾的方法及一种高稳定性碳化硅衬底，属于碳化硅材料。
背景技术：
1、随着第三代半导体行业的逐步发展，对碳化硅衬底表面洁净度的要求越来越高。人们通过rca清洗工艺以及刷片技术用于去除碳化硅表面的化学试剂的残留。然而尽管如此，清洗液中金属离子残留、百级间内较高的空气分子物仍然会带来sic晶片污染问题。例如sic衬底在包装运输盒中存放一段时间后，在表面检测时可能会观察到局部光散射(lls)的增加，这是由于表面化学过程引起颗粒聚集，这种现象被称为时间依靠性雾纹(tdh)，以下简称“时间雾”。引起tdh的原因不同，例如包装材料中的有机添加剂、晶片清洗用化学品、湿度增加或离子污染物等。
2、碳化硅表面的时间雾会造成的大量衬底产成品的返工，引起衬底片的召回以及严重的客户投诉等问题，对生产以及运输发货造成极大的成本损失。而流转到下游外延厂的严重雾纹颗粒会造成外延层致命缺陷的数量大幅度增加。而随着集成电路的快速发展，芯片线宽已经达到了深亚微米量级，而碳化硅片表面一个微小的缺陷又十分容易形成金属杂质的诱陷中心。尤其是重金属离子会复合碳化硅单晶中的电子和空穴，严重减少晶体中的少子寿命，增大漏电流，使得pn结击穿，造成整个器件的报废。
3、过去人们对硅片时间雾的研究较多。例如在等人报道中，通过模拟污染物实验验证nh4so4是时间雾生成的主要因素，并指出高的空气湿度和n，n-二甲基乙酰胺可促进时间雾产生。也有一些研究证明，通过严格控制硅片表面反应物浓度、百级间环境的温度以及湿度可以抑制和消除时间雾，或者在硅片清洗时用热水可以降低时间雾的生成。
4、然而碳化硅衬底具有极性，碳硅两面表面浸润性与硅片不相同，传统的rca清洗后表面仍然有化学品残留，且碳面由于表面浸润性更低，非常容易形成时间雾，因此针对硅片消除时间雾的方式并不适用于碳化硅衬底，目前缺乏一种有效消除或预防碳化硅时间雾的方法。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，提供了一种消除碳化硅时间雾的方法，该方法通过抽真空的方式有效的消除了碳化硅表面的时间雾，经处理后的碳化硅衬底在长期潮湿环境中放置也不再生长时间雾，减少大量碳化硅衬底产成品的返工成本。
2、根据本技术的一个方面，提供了一种消除碳化硅时间雾的方法，包括下述步骤：
3、(1)将碳化硅置于真空箱内固定；
4、(2)对所述真空箱抽真空以消除所述碳化硅上的时间雾。
5、传统的rca清洗方法对碳化硅进行清洗，只能短时间内抑制时间雾的生长，无法做到没有任何化学物质残留，残留的化学品在高湿度环境中仍然会导致时间雾的生长。本技术将碳化硅置于真空环境中，通过抽真空的方式可以完全破坏碳化硅表面的物质与碳化硅衬底之间的范德华作用力，去除碳化硅表面的颗粒物，并且能够在处理完成之后还能够起到加速颗粒脱附的目的，相比于湿法化学去除能够做到无任何化学残留，从而起到完全消除时间雾的效果。
6、可选地，步骤(2)中，抽真空的压力为-50kpa至-150kpa，抽真空的时间至少为12h；
7、优选的，步骤(2)中，先抽真空至压力为-50kpa至-70kpa，处理0.5-1h之后再抽真空至压力为-80kpa至-85kpa，处理0.5-1h，最后抽真空至压力为-90kpa至-150kpa，处理至少10h。
8、该抽真空的压力及时间能够保证破坏颗粒物与碳化硅衬底之间的范德华力，依靠抽真空的动量传递将污染物除去，优选方案中采用阶梯式升高压力的方式能够逐步瓦解颗粒物与碳化硅之间的范德华力，进一步提高对颗粒物的去除总量，并提高该方法的消除效率。
9、可选地，步骤(2)中，抽真空的同时向所述真空箱内通入氮气，所述氮气的流速为30-40lpm。
10、在上述抽真空的同时补充氮气，因此真空箱内的气流会不断循环，在这个过程中可以通过氮气将负载在碳化硅表面的颗粒带走，既提高时间雾的去除效率，又能够避免颗粒重新吸附在碳化硅衬底上，且避免颗粒沾污碳化硅衬底的表面。
11、氮气作为惰性气体，在该处理过程中使用氮气能够提高该方法的操作安全性，且对碳化硅起到保护作用，避免重新引入新的杂质，该氮气的流速既能够保证将脱除的颗粒带走，又能够避免对碳化硅造成损害。
12、可选地，步骤(2)中碳化硅上时间雾的消除率大于95％。
13、本技术中的方法可以对未生成时间雾的碳化硅进行处理，处理未生成时间雾的碳化硅主要是起到预防时间雾生成的作用，该方法处理未生成时间雾的碳化硅，能够使得碳化硅表面的颗粒物和化学残留的离子消除，降低碳化硅表面的杂质及离子浓度，从而抑制时间雾的生成。
14、可选地，步骤(1)中的碳化硅衬底为长满时间雾的碳化硅衬底，将经过抛光、清洗后的碳化硅置于温度为20-40℃、湿度为10-60％的环境中至少3天后得到所述长满时间雾的碳化硅。
15、对已经长满时间雾的碳化硅衬底采用抽真空的方式进行处理，能够将引起时间雾的颗粒完全去除，后续存放过程中也不会再次生长，并且随着存放时间的延长，碳化硅表面的颗粒还会逐步减少至全部消失。
16、根据本技术的又一方面，提供了一种高稳定性碳化硅衬底，其特征在于，所述碳化硅衬底为存放至少三个月的碳化硅衬底，所述碳化硅衬底表面上时间雾的颗粒密度小于10个/cm2。
17、目前的碳化硅衬底随着存放时间的延长，时间雾的颗粒密度会越来越多，通常存放三个月以上的碳化硅衬底，其表面时间雾的颗粒密度大于2000个/cm2，本技术的碳化硅衬底在存放三个月以上时仍能够保持其表面上时间雾的颗粒密度小于10个/cm2，提高下游外延层的生产质量以及加工效率。
18、可选地，所述碳化硅衬底表面上时间雾的颗粒尺寸不大于300nm。
19、可选地，所述碳化硅衬底c面和si面上时间雾的颗粒密度的比值为(1.3-1.5)：1。
20、可选地，所述碳化硅衬底包括中心区域和边缘区域，所述边缘区域为自碳化硅衬底的边缘起3mm以内的区域，所述中心区域为由所述边缘区域包围的区域，所述中心区域的时间雾的颗粒密度小于所述边缘区域。
21、可选地，所述碳化硅衬底表面上的金属离子浓度均≤1×1011atoms/cm2。
22、上述金属包括na、k、ca、ti、v、cr、mn、fe、ni,、cu、zn和pb。
23、可选地，所述碳化硅表面上的s元素的浓度≤1×1012atoms/cm2。
24、可选地，所述碳化硅衬底表面上的颗粒≤180个，优选为≤150个，更优选为≤140个。
25、可选地，所述碳化硅衬底的弯曲度≤20μm，总厚度偏差≤5μm，10mm*10mm测试范围内局部厚度偏差≤2μm。
26、可选地，所述碳化硅衬底c面粗糙度ra为0.1-0.15nm，si面粗糙度ra为0.07-0.08nm。
27、本技术的有益效果包括但不限于：
28、1.本技术消除碳化硅时间雾的方法，能够完全消除并抑制碳化硅表面时间雾的产生，减少大量碳化硅衬底产成品的返工成本，降低了衬底片不洁引起下游碳化硅外延层的致命缺陷数量的增加，降低了外延炉膛污染的风险，并提高了下游碳化硅产业链的加工效率。
29、2.本技术的消除碳化硅时间雾的方法，得到了表面清洁度更高的碳化硅衬底，有效的消除了碳化硅表面的雾纹颗粒并在长期潮湿环境中放置也不再生长，为碳化硅衬底的后续加工带来便利，降低了外延生长的缺陷，提高产品加工质量。
30、3.本技术的消除碳化硅时间雾的方法，在真空作用力下，碳化硅表面上通过范德华力负载的颗粒被去除，经该方法处理后的碳化硅衬底在放置三个月以上仍未观察到时间雾的生成。
31、4.本技术的消除碳化硅时间雾的方法，通过使用长时间抽取真空方法，在消除条纹雾的同时，降低了晶片水分的残留，延长了衬底片的保存时间，提高了加工效率，缩减了返工成本。
32、5.经本技术消除碳化硅时间雾的方法处理后的碳化硅衬底，其表面的颗粒数量大幅降低，即使存在未消除的颗粒，由于真空作用使得颗粒与碳化硅之间化学作用力已经大幅度减弱，随着时间的增长颗粒也会进一步完全消除。
33、6.本技术的碳化硅衬底具有高稳定性，长时间放置仍能够保持洁净的表面，降低表面颗粒物的生成，提高下游产品的生产质量。
34、7.衬底经过切割后才能用于下游产品的制作，本技术的碳化硅衬底中心区域的面积占比大，由于中心区域的质量更高，因此该衬底的可利用面积增多，能够获得更多数量的合格品，提高碳化硅衬底的利用率。
1.一种消除碳化硅时间雾的方法，其特征在于，包括下述步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，抽真空的压力为-50kpa至-150kpa，抽真空的时间至少为12h；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，抽真空的同时向所述真空箱内通入氮气，所述氮气的流速为30-40lpm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中碳化硅上时间雾的消除率大于95％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的碳化硅衬底为长满时间雾的碳化硅衬底，将经过抛光、清洗后的碳化硅置于温度为20-40℃、湿度为10-60％的环境中至少3天后得到所述长满时间雾的碳化硅。
6.一种高稳定性碳化硅衬底，其特征在于，所述碳化硅衬底为存放至少三个月的碳化硅衬底，所述碳化硅衬底表面上时间雾的颗粒密度小于10个/cm2。
7.根据权利要求6所述的高稳定性碳化硅衬底，其特征在于，所述碳化硅衬底表面上时间雾的颗粒尺寸不大于300nm。
8.根据权利要求6所述的高稳定性碳化硅衬底，其特征在于，所述碳化硅衬底c面和si面上时间雾的颗粒密度的比值为(1.3-1.5)：1。
9.根据权利要求6所述的高稳定性碳化硅衬底，其特征在于，所述碳化硅衬底包括中心区域和边缘区域，所述边缘区域为自碳化硅衬底的边缘起3mm以内的区域，所述中心区域为由所述边缘区域包围的区域，所述中心区域的时间雾的颗粒密度小于所述边缘区域。
10.根据权利要求6所述的高稳定性碳化硅衬底，其特征在于，所述碳化硅衬底表面上的金属离子浓度均≤1×1011atoms/cm2。
