[發(fā)明專利]用于制造半導體襯底的方法和用于制造集成在半導體襯底中的半導體器件的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310447890.6
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103700577A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: H-J.舒爾策;W.維爾納
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔣駿;胡莉莉

技術(shù)領(lǐng)域

本文中所描述的實施例涉及用于制造半導體襯底的方法和用于制造集成在半導體襯底中的半導體器件的方法。

背景技術(shù)

對于集成器件，特別是功率器件，需要適當?shù)剡m用的半導體襯底。功率器件，例如縱向功率器件，需要具有最小厚度的半導體襯底以承受額定阻斷電壓。最小厚度可以是，例如60μm。另一方面，在半導體襯底的加工期間，對于機械穩(wěn)定性而言，期望更高的厚度，例如600μm。然而，厚襯底具有較高的電阻和熱阻，這可能影響最終器件的電氣性能。因此，在將器件集成之后，減薄襯底以減小這些阻抗。

出于成本的原因，通常采用機械或化學蝕刻和拋光過程以便減小厚度。由于這些過程表現(xiàn)出所加工的襯底的固有厚度變化，因此采用具有預定義蝕刻或拋光步驟的其他過程來避免這樣的變化。例如，隱埋pn結(jié)可以被用作蝕刻步驟。此外，材料屬性的變化或不同材料組合還可以被用作蝕刻停止或用作允許襯底分離的層。這樣的“分離層”必須承受器件集成期間的加工條件。

其他方法使用激光來產(chǎn)生離襯底表面給定距離的分離區(qū)。然而，這樣的過程是非常成本密集的。

制造半導體器件的另一選擇是使用對大塊襯底提供更好介電絕緣的SOI晶片。再者，對于集成器件而言，通常期望相當薄的半導體層以減少寄生電容并使器件與大塊材料絕緣。為了在SOI晶片上產(chǎn)生例如0.2μm-10μm的薄層，厚半導體晶片可以被接合到SOI晶片。在接合前，氫離子被注入到厚半導體晶片的給定深度中以產(chǎn)生分離區(qū)。在接合期間，或在附加的退火步驟期間，被接合的厚半導體晶片沿著分離區(qū)分割，使得相當薄的層保持被附著到SOI晶片。此技術(shù)被稱為“智能切割”，然而，由于氫的注入，這是非常成本密集的。

另一方面，對于某些過程而言，可能需要薄的種子層，例如對于隨后的外延生長而言。在某些情況下，在不同半導體材料的載體上生長半導體材料。在外延生長后，需要在不引起對外延層的損壞的情況下從載體去除生長層。

鑒于上文，存在對于改善的需要。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)實施例，一種用于制造半導體襯底的方法，包括：提供具有第一表面和與所述第一表面相對的第二表面的半導體晶片；當在垂直于所述第一表面的橫截面中看時，在離所述第一表面第一距離處在所述半導體晶片中形成空腔，所述空腔被由所述晶片的半導體材料所形成的隔壁彼此橫向隔開，其中所述腔體形成分離區(qū)；在所述半導體晶片的所述第一表面上形成半導體層；通過對所述隔壁施加機械沖擊來打破至少一些隔壁以沿著所述分離區(qū)分割所述半導體晶片。

根據(jù)實施例，一種用于制造半導體襯底的方法，包括：提供具有第一表面和與所述第一表面相對的第二表面的種子晶片，其中所述種子晶片包括暴露在所述種子晶片的所述第一表面處的半導體材料；當在垂直于所述第一表面的橫截面中看時，在離所述第一表面第一距離處在所述種子晶片中形成空腔，所述空腔被由所述種子晶片的半導體材料所形成的隔壁彼此橫向隔開，其中所述空腔形成分離區(qū)；在所述種子晶片的暴露的半導體材料上形成外延層，所述外延層具有大于所述種子晶片的空腔和第一表面之間的第一距離的厚度；以及通過對所述隔壁施加機械沖擊來打破至少一些隔壁以沿著所述分離區(qū)分割所述半導體晶片。

根據(jù)實施例，一種用于制造半導體襯底的方法，包括：提供具有第一表面和與所述第一表面相對的第二表面的種子晶片，其中所述種子晶片包括暴露在所述種子晶片的所述第一表面處的第一半導體材料；當在垂直于所述第一表面的橫截面中看時，在離所述第一表面第一距離處在所述種子晶片中形成空腔，所述空腔被由所述種子晶片的第一半導體材料所形成的隔壁彼此橫向隔開，并形成分離區(qū)；在升高的溫度下，在所述種子晶片的暴露的第一半導體材料上沉積不同于所述第一半導體材料的第二半導體材料，所述第二半導體材料具有至少是所述種子晶片的空腔和第一表面之間第一距離十倍的厚度；以及利用沉積在所述種子晶片的第一表面上的所述第二半導體材料冷卻所述種子晶片，以引起由于所述第一半導體材料和所述第二半導體材料的不同熱收縮率而作用于所述隔壁的機械應力，其中所述機械應力導致打破至少一些隔壁以沿著所述分離區(qū)至少部分地分割所述種子晶片。