[發明專利]圖形化襯底及其制備方法

在審

• 申請號: 201410066833.8
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN104867965A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 何洋;董建榮;李奎龍;孫玉潤
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/04;H01L21/02
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 楊林;李友佳

技術領域

本發明涉及半導體及其制造領域，尤其涉及一種圖形化的襯底及其制備方法。

背景技術

以GaN（氮化鎵）為代表的寬禁帶半導體材料具有禁帶寬度大、擊穿電場高、熱導率大、電子飽和漂移速度高、抗輻射能力強和良好的化學穩定性等優越性能，成為繼鍺（Ge）、硅（Si）、砷化鎵（GaAs）之后制造新一代微電子器件和電路的關鍵半導體材料。寬禁帶半導體材料在制作微波大功率器件、耐高溫器件和抗輻照器件方面具有得天獨厚的優勢，是實現微波與大功率、高溫與抗輻射相結合的理想材料，是微電子、電力電子、光電子等高新技術以及國防工業、信息產業、機電產業和能源產業等支柱產業進入21世紀后賴以繼續發展的關鍵基礎材料。

寬禁帶半導體器件的實現，必須首先實現以GaN為代表的外延生長，而外延生長的均勻性對生長的器件性能有著較大的影響。由于每個襯底的內部應力、厚度及厚度均勻性等各不相同，每片襯底在外延生長過程中由于外延層和襯底的熱漲系數不同所帶來的翹曲的形狀和程度各不相同，使得每片襯底的溫度場的分布不同，導致外延片上的每個芯片的性能不同。尤其是在朝向大尺寸襯底方向發展的今天，襯底的尺寸越大，襯底在生長過程中的翹曲程度越嚴重，同時外延生長的均勻性也越重要，只有解決了大尺寸襯底的外延生長的均勻性問題，采用大尺寸襯底以便降低成本的優勢才能充分表現出來。

目前，常采用的解決方式是在襯底上生長二氧化硅、氮化硅、高溫金屬或者高溫金屬化合物等形成一隔離帶，將襯底表面分隔成多個區域。然而，這種方式一方面會影響在襯底上生長的材料的純度，從而對器件的性能造成一定的影響；另一方面，隔離帶的存在，尤其是由金屬材料形成的隔離帶的存在，會增加外延片沿隔離帶解理的難度。

發明內容

為解決上述現有技術所存在的問題，本發明的目的在于提供一種圖形化襯底及其制備方法，該圖形化襯底不僅可以避免由于生長材料與襯底之間的晶格失配而造成的襯底彎曲和翹曲，同時，還可以減小外延片解理的難度。

為了實現上述目的，本發明提供的一種圖形化襯底，包括襯底和形成于所述襯底上的隔離槽，所述隔離槽將襯底表面分割成多個隔離區，所述隔離槽沿襯底材料的解理方向設置。

優選地，所述隔離區的形狀為多邊形和/或非規則形狀。

優選地，所述隔離區的尺寸大于在所述隔離區上生長的目標器件的尺寸。

優選地，所述隔離區的尺寸比目標器件的尺寸大0.3～30mm。

優選地，所述隔離槽的深度為1至10微米，寬度為5-15微米。

優選地，所述襯底為GaAs、InP或GaP襯底。

優選地，所述隔離槽沿襯底材料的[110]和/或[-110]方向設置。

本發明的另一目的在于提供一種圖形化襯底的制備方法，用于制備如上所述的圖形化襯底，包括步驟：對襯底進行表面處理；在襯底上涂覆光刻膠，并對該光刻膠進行圖案化處理；對襯底進行刻蝕，形成圖形化襯底。

優選地，所述步驟進一步包括：

a）表面處理：對襯底進行脫水和烘焙，同時在襯底表面涂覆粘附劑；

b）涂膠：將光刻膠滴在表面處理后的襯底表面，并對襯底進行加速旋轉，使光刻膠均勻地涂覆在襯底表面；

c）前烘：對襯底進行烘烤，蒸發掉涂覆在襯底表面的光刻膠和粘附劑中的溶劑；

d）對準和曝光：提供一光刻板，將光刻板與襯底對準后進行曝光處理；

e）顯影：利用化學顯影液處理襯底表面，在襯底表面形成圖形化的光刻膠；

f）圖形檢查和堅膜：檢查圖形化的光刻膠中的圖案是否正確，并對襯底加溫烘烤使所述圖形化的光刻膠牢固地粘附在襯底表面；

g）刻蝕：以所述圖形化的光刻膠為掩膜，在襯底上刻蝕形成所述隔離槽；

h）去膠：利用濕法腐蝕工藝或干法刻蝕工藝去除所述圖形化的光刻膠。

優選地，步驟g）中采用感應耦合等離子體刻蝕工藝對襯底進行刻蝕。

有益效果：