[發明專利]半導體元件形成用金屬積層基板的制造方法及半導體元件形成用金屬積層基板

有效

• 申請號: 200980144343.2
• 申請日: 2009-10-20
• 公開（公告）號: CN102210009A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 岡山浩直;金子彰;南部光司
• 申請（專利權）人: 東洋鋼鈑株式會社
• 主分類號: H01L21/20
• 分類號: H01L21/20;B21B47/00;B23K20/00;B23K20/24;C22F1/08;C22F1/00
• 代理公司: 北京挺立專利事務所 11265
• 代理人: 葉樹明

技術領域

本發明涉及一種半導體元件形成的磊晶成長膜形成用金屬積層基板的制造方法、及半導體元件形成的磊晶成長膜形成用金屬積層基板。

背景技術

為了獲得優異的半導體元件，而必須在基板上形成配向性高的磊晶成長膜。

因此，以前，磊晶成長膜用基板是使用結晶配向性優異的單晶硅(Si)、單晶砷化鎵(GaAs)、單晶藍寶石(Al₂O₃)等單晶晶圓。

但是，這些單晶晶圓的尺寸較大也為300mmΦ左右的砧板，無法通過象卷到卷方式的連續的生產方式進行成膜。另外，Si等也無強度，在制造步驟的搬送過程中，不容易操作而需要特別注意。

除了所述單晶晶圓以外，形成磊晶成長膜的基板已知有：將Ni、Cu、Ag或這些的合金以大于等于90％的壓下率進行冷延，對材料整體賦予均勻的應變后，通過熱處理進行再結晶，而形成高度雙軸結晶配向性的金屬基板。

其中，經結晶配向的Ni或Ni-W合金的基板雖可以用作氧化物超電導用等的基板，但以4mm～10mm寬度程度的窄寬度的結晶配向金屬帶的形式提供，并非以寬幅、長條、且高度結晶配向的基板的形式提供。

另外也存在以下問題等，所述Ni-W合金并非通常所普及的材料而價格高，加工性也差，難以制造寬幅的基板。

并且，金屬基板象專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3所示一樣，提出通過冷牽引或冷延法將金屬核心層與Ni合金層貼合的包層材料(專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3)等作為解決確保強度的問題的材料。

專利文獻1：日本專利特開2006-286212號公報

專利文獻2：日本專利特開2007-200831號公報

專利文獻3：日本專利特開2001-110255號公報

但是，在通過冷延法將不同種類金屬彼此密接性佳地積層時，預處理是將不同種類金屬彼此擴散接合(擴散熱處理)，然后實施冷延。并且已知，為了在擴散熱處理后，使Ni層高度地結晶配向，而需要大于等于90％的加工率，在將不同種類金屬彼此接合的狀態下進行強壓延時，由于兩種材料的機械特性差異，而在材料間延伸產生差異而產生較大的翹曲。因此，不容易制造寬幅且長條的材料。

另外，在所述的包層材料中，接合材料彼此在接合界面相互約束，而引起不均勻的變形并且被壓延，因此在厚度方向導入不了均勻的應變。

另外，接合界面的粗度也粗糙，因此結晶配向的Ni層的厚度也變得不均勻，在接合后的熱處理中，難以穩定制造在長度方向具有均勻、高度結晶配向的基板。

發明內容

本發明的目的是提供一種用來形成金屬基板的表面具有高度的雙軸結晶配向性的半導體元件的磊晶成長膜形成用金屬積層基板的制造方法。

另外，本發明的其他目的是提供一種具有半導體化合物的磊晶成長膜形成用雙軸結晶配向金屬箔的金屬積層基板。

(1)本發明的半導體元件形成用金屬積層基板的制造方法的特征在于：包括將金屬板的至少一個表面活化的步驟；將以壓下率大于等于90％進行冷延的包含Cu或Cu合金的金屬箔的至少一個表面活化的步驟；使所述金屬板的活化表面與所述金屬箔的活化表面相對向積層并冷延的步驟；通過熱處理使所述金屬箔雙軸結晶配向的步驟。

(2)本發明的半導體元件形成用金屬積層基板的制造方法根據所述(1)所述，其特征在于：所述活化是通過濺鍍蝕刻來進行。

(3)本發明的半導體元件形成用金屬積層基板的制造方法根據所述(1)或(2)所述，其特征在于：所述積層時的冷延為壓下率小于等于10％。

(4)本發明的半導體元件形成用金屬積層基板的制造方法根據所述(1)至(3)中任一項所述，其特征在于：所述Cu或Cu合金的厚度為大于等于7μm且小于等于50μm。

(5)本發明的半導體元件形成用金屬積層基板的制造方法根據所述(1)至(4)中任一項所述，其特征在于：所述Cu合金的金屬箔含有總計為大于等于0.01％且小于等于1％的Ag、Sn、Zn、Zr、O、N。

(6)本發明的半導體元件形成用金屬積層基板的制造方法根據所述(1)至(5)中任一項所述，其特征在于：所述積層后的熱處理在大于等于150℃且小于等于1000℃下實施。

(7)本發明的半導體元件形成用金屬積層基板的制造方法根據所述(1)至(6)中任一項所述，其特征在于：在所述熱處理前，將金屬箔側表面的表面粗度Ra研磨處理為大于等于1nm且小于等于40nm。