[發(fā)明專(zhuān)利]半導(dǎo)體光電器件襯底減薄方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910057252.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109760220B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉;劉素平;馬驍宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B28D5/02
• 分類(lèi)號(hào): B28D5/02;B28D7/00;B28D7/04;H01L31/18
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周天宇

本發(fā)明提供一種襯底減薄方法，包括：將襯底(302)置于擺放平臺(tái)(303)上的襯底模擬圖形(305)中；將固定有單面膜的支撐框架(301)與擺放平臺(tái)(303)嵌套重合，使得襯底(302)粘貼在單面膜上，其中，單面膜的粘性面與襯底(302)的外延層面接觸；將粘貼有襯底(302)的支撐框架(301)固定在切削機(jī)床的微孔吸盤(pán)上；利用切削機(jī)床沿襯底(302)的解理邊晶向?qū)σr底進(jìn)行切削，以減薄襯底(302)。該方法具有操作簡(jiǎn)單、耗材較少、污染少及處理方便等優(yōu)點(diǎn)，提高器件產(chǎn)品性能和良率，能夠同時(shí)對(duì)多片襯底進(jìn)行加工，適用于各種異形襯底，加工效率大幅提升，加工的襯底表面具有最小的表面損傷和理想的表面粗糙度，保證器件的性能和芯片成品率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光電器件制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體光電器件襯底減薄方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體光電器件在激光測(cè)距、激光雷達(dá)、空間激光通信等民用及國(guó)防安全領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。半導(dǎo)體光電器件芯片制備過(guò)程中，芯片減薄工藝非常關(guān)鍵，減薄后樣品的表面狀態(tài)、厚度均勻性、完整性直接決定器件的性能、芯片質(zhì)量及產(chǎn)品良率。

制備半導(dǎo)體光電器件的襯底通常為GaAs、InP、GaSb、GaN等晶體圓片，機(jī)械強(qiáng)度較低，而目前半導(dǎo)體光電器件襯底的減薄通常采用垂直加壓化學(xué)機(jī)械磨拋的方式，采用熔化后的固體蠟將外延片粘附在工件表面，再放到磨拋設(shè)備上進(jìn)行芯片減薄。采用表面加壓的磨拋減薄工藝時(shí)，磨拋料、樣品、拋光墊之間狀態(tài)無(wú)法精確控制，加工過(guò)程中易發(fā)生產(chǎn)生表面劃痕或碎裂，極大的影響半導(dǎo)體光電器件的器件性能和產(chǎn)品良率；此外，磨拋減薄工藝所用耗材較多，包含固體蠟、玻璃片、減薄片托等，且操作工序較為復(fù)雜，使得加工效率相對(duì)較低。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體光電器件襯底減薄方法，用于至少部分解決傳統(tǒng)磨拋工藝中技術(shù)工藝繁瑣、厚度均勻性差、機(jī)械損傷嚴(yán)重導(dǎo)致裂片率高、器件性能變差等技術(shù)問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體光電器件襯底減薄方法，包括：S1，將襯底302置于擺放平臺(tái)303上的襯底模擬圖形305中；S2，將固定有單面膜的支撐框架301與擺放平臺(tái)303嵌套重合，使得襯底302粘貼在單面膜上，其中，單面膜的粘性面與襯底的外延層面接觸；S3，將粘貼有襯底302的支撐框架301固定在切削機(jī)床的微孔吸盤(pán)上；S4，利用切削機(jī)床沿襯底302的解理邊晶向?qū)σr底進(jìn)行切削，以減薄襯底302。

可選地，對(duì)襯底302進(jìn)行切削包括第一切削和第二切削；以進(jìn)給量為15～20mm/min，單次切削深度為10～20μm的切削方式對(duì)襯底302進(jìn)行第一切削；對(duì)切削機(jī)床及襯底302表面進(jìn)行清洗；以進(jìn)給量由10mm/min遞減至2mm/min，單次切削深度由5μm遞減至0.5μm的切削方式對(duì)襯底302進(jìn)行第一切削。

可選地，擺放平臺(tái)303標(biāo)有參考晶向202，將襯底302置于擺放平臺(tái)303的襯底模擬圖形305中包括：將襯底302的解理面晶向與參考晶向202對(duì)齊。

可選地，將固定有單面膜的支撐框架301與擺放平臺(tái)303嵌套重合包括：采用平整設(shè)備304從單面膜的一層向另一側(cè)緩慢施壓以排出單面膜與襯底302之間的空氣。

可選地，切削機(jī)床包括刀具101及主軸102，對(duì)襯底302進(jìn)行切削包括：刀具101以主軸102為軸心做旋轉(zhuǎn)切削，主軸102同時(shí)沿平行襯底302表面方向移動(dòng)，支撐框架301隨吸盤(pán)沿垂直于襯底302表面方向移動(dòng)。

可選地，主軸102的轉(zhuǎn)速為1000～2000rpm。

可選地，進(jìn)給量由10mm/min遞減至2mm/min的變化方式為線(xiàn)性或拋物線(xiàn)型。

可選地，在操作S4之后還包括：S5，對(duì)粘貼有切削后襯底的單面膜加熱，取下切削后襯底，并對(duì)切削后襯底進(jìn)行清洗。