[發明專利]一種基于3D疊層掩模襯底的外延層材料剝離方法

有效

• 申請號: 202010025960.9
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111192853B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 張曉蓉;鄭燁琳;馮筱;陳明蘭
• 申請（專利權）人: 北京颶芯科技有限公司
• 主分類號: H01L21/78
• 分類號: H01L21/78;H01L21/311
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 邱曉鋒

1.一種基于3D疊層掩模襯底的外延層材料剝離方法，其特征在于，包括以下步驟：

在3D疊層掩模襯底上生長外延層材料；所述3D疊層掩模襯底包含底層掩模層、頂層掩模層和位于底層掩模層、頂層掩模層之間的中間層，底層掩模層的窗口與頂層掩模層的窗口錯開一定距離；在溝道中彎曲生長的外延層材料與中間層之間形成空隙以便于剝離時腐蝕溶液進入；

將包含生長的外延層材料的3D疊層掩模襯底在腐蝕溶液中進行腐蝕，得到剝離的外延層材料；

所述腐蝕的過程包括：

腐蝕溶液進入外延層材料與中間層之間的空隙中，腐蝕掉中間層；

在失去中間層的支持作用的情況下，位于底層掩模上的窗口與頂層掩模上的窗口之間的外延層材料受到扭曲力并發生斷裂，從而得到剝離的外延層材料。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在生長外延層材料之后，進行腐蝕之前，對外延層材料進行背板鍵合操作。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述背板為起支撐作用的背板，或者是背板電路，或者是高導熱性的背板。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述腐蝕溶液為氫氟酸溶液或者氫氟酸與其他化學試劑的混合物。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述氫氟酸溶液的濃度為30%~40%。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述外延層材料為III-V族化合物半導體材料。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述3D疊層掩模襯底采用以下步驟制備：

在襯底上沉積底層掩模層；

在底層掩模層上刻蝕窗口；

在底層掩模層上沉積中間層；

在中間層上沉積頂層掩模層；

在頂層掩模層上制備與底層掩模層相同圖案的窗口，并與底層掩模層上的窗口錯開一定距離；

使用腐蝕溶液濕法腐蝕中間層，露出底層掩模層的窗口。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述底層掩模層、頂層掩模層為氮化硅，所述中間層為二氧化硅。

9.根據權利要求1~8中任一權利要求所述的方法，其特征在于，在生長外延層材料后直接進行所述腐蝕；或者，首先在外延層材料上制備器件，然后再進行所述腐蝕。