[發明專利]半導體基板的制造方法

在審

• 申請號: 201310204638.2
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN104183674A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 李崇華;李崇民
• 申請（專利權）人: 奈米晶光電股份有限公司;廣科精密股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本發明涉及一種半導體基板的制造方法，特別是涉及一種具有低缺陷平坦接合薄膜的半導體基板的制造方法。

背景技術

現有習知的技術中，經常借由添加不同濃度的添加劑使多晶柱進行橫向長晶(Epitaxy?Lateral?Overgrowth)來制造半導體基板上的薄膜。添加劑能使每根多晶柱獨立且垂直向上漸進加寬寬度，由于特定濃度的添加劑只會使多晶柱橫向加寬至某一極限便不再加寬，因此可利用不同濃度梯度的添加劑來控制多晶柱的寬度。連續進行多次添加劑濃度調整后，相鄰多晶柱會開始發生接合而在多晶柱頂端形成薄膜。

但現有習知的半導體基板上的薄膜的成長，多晶柱的垂直生長對于添加劑濃度相當敏感，在以添加劑濃度來控制多晶柱寬度的同時，容易發生多晶柱高度因而參差不齊的現象，而在多晶柱上方的薄膜表面形成多個區域的凸塊缺陷，凸塊缺陷的高度可以達到約2.5～4.5微米，且凸塊缺陷范圍可以達到5微米×12微米。

薄膜表面產生的不平整的表面與半導體材料晶格差排的累積，會造成薄膜結構脆弱易碎，且應用于LED制造時，該現象的發生會降低整體LED多晶結構內部的量子效率與電子、空穴復合的機率，進而降低LED的整體光輸出效率(Light?Output?Efficiency)。

因此，如何制造出具有低缺陷平坦接合薄膜的半導體基板，就變成為今日半導體及LED產業，研發及制造的重要發展課題。

有鑒于上述現有的半導體基板的制造方法存在的缺陷，本發明人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新的半導體基板的制造方法，能夠改進一般現有的半導體基板的制造方法，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經過反復試作樣品及改進后，終于創設出確具實用價值的本發明。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有的半導體基板的制造方法存在的缺陷，而提供一種新的半導體基板的制造方法，其包括下列步驟：提供具有成核成長層的半導體基板、形成微粒子刻蝕掩膜于成核成長層上、刻蝕成核成長層、填入無機凝膠于刻蝕凹槽、移除微粒子刻蝕掩膜、進行多晶柱成長及橫向接合多晶柱，借以形成低缺陷半導體基板。本發明的制造方法可將成核成長層或多晶柱成長的缺陷限制在多晶柱之間，在多晶柱的頂端水平接合后便可形成具有低缺陷平坦接合薄膜的半導體基板。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提供的一種半導體基板的制造方法，其包括下列步驟：提供具有成核成長層的半導體基板，其中成核成長層是成長于半導體基板的上表面；形成微粒子刻蝕掩膜于成核成長層上，其是將多個微粒子覆蓋于成核成長層上，并微縮上述微粒子以在上述微粒子間形成多個間隙借以形成微粒子刻蝕掩膜；刻蝕該成核成長層，其是通過微粒子刻蝕掩膜對成核成長層進行刻蝕，并在未被微粒子刻蝕掩膜覆蓋的成核成長層處形成多個刻蝕凹槽；填入無機凝膠于上述刻蝕凹槽；移除微粒子刻蝕掩膜，其是移除微粒子刻蝕掩膜以露出其下方的成核成長層，以使得露出的成核成長層成為多個多晶成長面；進行多晶柱成長，其是在上述多晶成長面上進行縱向及側向長晶以成長多個多晶柱；以及橫向接合上述多晶柱以形成低缺陷半導體基板，其是繼續進行縱向及側向多晶成長直至上述多晶柱頂端橫向接合形成具有平坦接合薄膜的該低缺陷半導體基板。

本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

前述的半導體基板的制造方法，其中該移除該微粒子刻蝕掩膜的步驟是以氧等離子體或氫氟酸或強堿移除該微粒子刻蝕掩膜。

前述的半導體基板的制造方法，其中上述微粒子是有機物微粒子、無機物微粒子或該有機物微粒子與該無機物微粒子的混合，其中該有機物微粒子的材質為聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、三聚氰胺或聚碳酸酯，該無機物微粒子的材質為氧化硅、氧化鈦、氧化鋯、氧化鋅、氧化錫或氧化鋁。

前述的半導體基板的制造方法，其中微縮上述微粒子是以氧等離子體進行該有機物微粒子的微縮，或以稀氫氟酸或弱堿微刻蝕進行該無機微粒子的微縮。