[發(fā)明專利]半導(dǎo)體制程方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110236364.6
• 申請(qǐng)日: 2011-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN102856254A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳耀銓;陳俞中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人交大思源基金會(huì)
• 主分類號(hào): H01L21/78
• 分類號(hào): H01L21/78;H01L29/06
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明系相關(guān)于一種半導(dǎo)體制程方法，尤指關(guān)于剝離半導(dǎo)體基板的半導(dǎo)體制程方法。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)的發(fā)光二極管制程(Light-Emitting?Diode；LED)中，為了在成長(zhǎng)基板上生長(zhǎng)出較高質(zhì)量的氮化物半導(dǎo)體(例如：形成鎵基(GaN-based)外延薄膜)，一般會(huì)選擇晶體結(jié)構(gòu)與氮化鎵的晶體結(jié)構(gòu)類似的藍(lán)寶石(Al-2O3)基板作為成長(zhǎng)基板，但藍(lán)寶石基板在導(dǎo)電性質(zhì)與導(dǎo)熱性質(zhì)上是比較差的，因此氮化鎵發(fā)光二極管在高電流、高功率、長(zhǎng)時(shí)間操作下，存在著散熱不佳、影響晶粒發(fā)光效率與發(fā)光面積、可靠度不良等問題，因而對(duì)氮化鎵發(fā)光二極管之制造與發(fā)光效率的提升造成阻礙與限制。

為了改善上述缺失，傳統(tǒng)作法是去除藍(lán)寶石基板，習(xí)知的技術(shù)是以晶圓接合技術(shù)將氮化物半導(dǎo)體組件從藍(lán)寶石成長(zhǎng)基板轉(zhuǎn)移至接合基板，藉以使LED的組件特性提升，也就是將氮化鎵組件外延層自藍(lán)寶石基板剝離，轉(zhuǎn)移至具有高導(dǎo)電率、高導(dǎo)熱率的基板。在上述制程中，大部分以雷射剝離(Laser?Lift?Off)技術(shù)來去除藍(lán)寶石成長(zhǎng)基板，然而雷射剝離法會(huì)使LED的組件特性劣化，影響LED組件的良率，而且雷射剝離成本較高。因此，如果能在晶圓接合過程中將氮化物半導(dǎo)體組件從成長(zhǎng)基板剝離，避免使用雷射剝離技術(shù)，則能大大降低制造成本。

職是之故，申請(qǐng)人鑒于習(xí)知技術(shù)中所產(chǎn)生之缺失，經(jīng)過悉心試驗(yàn)與研究，并一本鍥而不舍之精神，終構(gòu)思出本案「半導(dǎo)體制程方法」，能夠克服上述缺點(diǎn)，以下為本案之簡(jiǎn)要說明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種新的制程技術(shù)，在制程中減少成長(zhǎng)基板與氮化物半導(dǎo)體基板間的接觸面積，在晶圓接合步驟因?yàn)榧訜岫a(chǎn)生溫度變化的過程中，因?yàn)槌砷L(zhǎng)基板與氮化物半導(dǎo)體的膨脹系數(shù)不同，產(chǎn)生應(yīng)力集中，藉此導(dǎo)致氮化物半導(dǎo)體基板與成長(zhǎng)基板剝離而制造出氮化物半導(dǎo)體組件。無需使用雷射剝離技術(shù)來進(jìn)行去除成長(zhǎng)基板的制程，因而有效降低制程成本。

根據(jù)本發(fā)明的第一構(gòu)想，提供一種半導(dǎo)體之制程方法，包含下列步驟：提供一成長(zhǎng)基板；形成一凹凸結(jié)構(gòu)于該成長(zhǎng)基板上；形成一半導(dǎo)體組件層于該凹凸結(jié)構(gòu)上；以及改變?cè)摮砷L(zhǎng)基板與該半導(dǎo)體組件層的溫度。

較佳地，其中改變?cè)摮砷L(zhǎng)基板與該半導(dǎo)體組件層的溫度更包括一步驟：加熱該成長(zhǎng)基板與該半導(dǎo)體組件層，并施加一壓力使該半導(dǎo)體組件層接合至一接合基板。

較佳地，其中該接合基板的材質(zhì)系選自由一銅材質(zhì)、一鋁材質(zhì)、一硅材質(zhì)、一鉆石材質(zhì)、一銅合金材質(zhì)、一鋁合金材質(zhì)及其組合所組成的群組其中之一。

較佳地，其中該半導(dǎo)體組件層是一氮化物材質(zhì)，而該成長(zhǎng)基板系選自由一氧化鋁材質(zhì)、一藍(lán)寶石(Sapphire)材質(zhì)、一碳化硅(SiC)材質(zhì)及一硅(Si)材質(zhì)所組成的群組其中之一。

較佳地，其中在該成長(zhǎng)基板形成該凹凸結(jié)構(gòu)是透過一化學(xué)濕式蝕刻或一干式蝕刻來圖形化該成長(zhǎng)基板而形成該凹凸結(jié)構(gòu)。

較佳地，其中該化學(xué)濕式蝕刻系使用一氫氧化鉀(KOH)溶液進(jìn)行蝕刻。

較佳地，其中在該成長(zhǎng)基板上形成該半導(dǎo)體組件層之前更包括以下步驟：在該成長(zhǎng)基板的一上表面形成一介電阻擋層；以及以曝光、顯影與蝕刻的方式使該介電阻擋層裸露出該上表面一區(qū)域。

較佳地，其中在該半導(dǎo)體基板上形成該凹凸結(jié)構(gòu)之前更包括以下步驟：以一濕式蝕刻方式蝕刻該區(qū)域以形成該凹凸結(jié)構(gòu)。

較佳地，其中該濕式蝕刻方式系使用一氟化氫(HF)溶液。

較佳地，其中該介電阻擋層系一二氧化硅材質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的第二構(gòu)想，提供一種半導(dǎo)體制程方法，包含下列步驟：提供一具有一上表面之成長(zhǎng)基板；形成一具有一下表面之半導(dǎo)體組件層于該成長(zhǎng)基板上；減少該上表面與該下表面間的一接觸面積；以及加熱該成長(zhǎng)基板與該半導(dǎo)體組件層。

根據(jù)本發(fā)明的第三構(gòu)想，提供一種半導(dǎo)體制程方法，包含下列步驟：提供一具有一第一表面之成長(zhǎng)基板；提供一具有一第二表面之半導(dǎo)體組件層，其中該第二表面與該第一表面接觸；以及加熱該第一成長(zhǎng)基板與該半導(dǎo)體組件層，以使該第一表面與該第二表面處于一分離狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的第四構(gòu)想，提供一種半導(dǎo)體制程方法，包含下列步驟：提供一具有一第一表面之成長(zhǎng)基板；提供一具有一第二表面之半導(dǎo)體組件層，其中該第二表面與該第一表面接觸；以及使該第一表面與該第二表面至少兩者之一全部處于一受熱狀態(tài)而得以相互分離。

根據(jù)本發(fā)明的第五構(gòu)想，提供一種半導(dǎo)體制程方法，包含下列步驟：提供一具有一第一表面之成長(zhǎng)基板；提供一具有一第二表面之半導(dǎo)體組件層，其中該第二表面與該第一表面接觸；以及使該第一表面形成一不平整表面，以減少該第一表面與該第二表面之一接觸面積。