发明名称 制造载体晶圆的方法及所产生之载体晶圆结构
摘要 本发明揭示一种制备用于半导体元件制造之载体晶圆之方法。该方法包括以下步骤:将复数个标准载体晶圆胚件根据厚度分类以界定一批在彼此间之一预定公差之内之起始载体晶圆,减少该等经分类载体晶圆之厚度至一最终目标厚度之10微米范围内,及抛光该等经分类的载体晶圆至该最终目标厚度。该等经抛光的载体晶圆被安装至在一基板上具有至少一半导体磊晶层的元件前驱体晶圆,其系藉由将一载体晶圆之一表面接合至一基板上之该磊晶层来实现。然后,藉由自与该经接合的磊晶层相对的该元件前驱体基板移除材料来减少该元件前驱体晶圆之厚度。
申请公布号 TWI297551 申请公布日期 2008.06.01
申请号 TW094131347 申请日期 2005.09.12
申请人 克立公司 发明人 杰佛瑞 卡尔 布瑞;麦可 保罗 罗奈;奎格 威廉 哈汀
分类号 H01L33/00(2006.01) 主分类号 H01L33/00(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种控制多个元件基板晶圆之厚度及多个终局 半导体元件之方法,该方法包含: 将复数个标准载体晶圆胚件根据厚度分类以界定 一批在彼此间一预定公差范围内之起始载体晶圆; 减少该等经分类的载体晶圆之该厚度至一最终目 标厚度之10微米之内; 抛光该等经分类之载体晶圆至该最终目标厚度; 安装该等经抛光之载体晶圆中至少一个至一元件 前驱体晶圆,该元件前驱体晶圆在一基板上具有至 少一半导体磊晶层,其系藉由将该载体晶圆之一表 面接合至该基板上之该磊晶层来实现; 该元件前驱体晶圆系选自以各种二极体所组成之 群组:在第三至第五族基板上之基于第三族至第五 族之二极体、在碳化矽上之基于第三族至第五族 之二极体、在蓝宝石上之基于第三族至第五族之 二极体、以及在氧化锌上之基于第三族至第五族 之二极体;以及 藉此减少该被安装之元件前驱体晶圆之基板的厚 度。 2.如请求项1之方法,其进一步包含藉由自与该经接 合的磊晶层相对之该元件前驱体基板移除材料,以 减少该元件前驱体晶圆之该厚度。 3.如请求项1之方法,其包含藉由一选自胶带及旋涂 式黏着剂所组成之群之黏着剂来安装该经抛光之 载体晶圆至该元件基板晶圆。 4.如请求项1之方法,其包含研磨该等经分类之载体 晶圆,以减小其厚度至一最终目标厚度之10微米之 内及一小于1微米之最终总厚度变化之内。 5.如请求项1之方法,其包含磨亮该等经分类载体晶 圆以减少其厚度至一最终目标厚度之10微米之内 及一小于1微米之最终总厚度变化之内。 6.如请求项1之方法,其进一步包含研磨该等经分类 载体晶圆胚件之该等边缘以创造一预定边缘轮廓 。 7.如请求项1之方法,其包含抛光该等经分类载体晶 圆胚件至400微米之一最终目标厚度。 8.如请求项7之方法,其包含抛光该等经分类之载体 晶圆胚件至一小于一微米之总厚度变化。 9.如请求项7之方法,其进一步包含抛光该等经分类 载体晶圆胚件至一小于50 nm之平均粗糙度Ra。 10.如请求项1之方法,其包含将选自石英、硼化矽 玻璃、蓝宝石、矽及碳化矽组成之群之载体晶圆 胚件分类。 11.如请求项1之方法,其包含在抛光该等载体晶圆 之该步骤前磨亮且研磨该等载体晶圆。 12.如请求项1之方法,其包含将该载体晶圆接合至 一元件前驱体晶圆,该元件前驱体晶圆为一基板及 至少一磊晶层之一组合,其选自由以下各组合所组 成之群:磷化铝镓铟二极体在磷化镓基板上、砷化 铟镓二极体在砷化镓基板上、砷化铝镓二极体在 砷化镓基板上、碳化矽二极体在碳化矽基板上、 碳化矽二极体在蓝宝石基板上。 13.如请求项1之方法,其包含将该载体晶圆接合至 一元件前驱体晶圆,该元件前驱体晶圆系一基板与 至少一磊晶层之组合,其选自由以下各组合所组成 之群:基于氮化物之二极体在氮化镓上、基于氮化 物之二极体在碳化矽上、基于氮化物之二极体在 氮化铝上、基于氮化物之二极体在蓝宝石上及基 于氮化物之二极体在氧化锌上。 14.如请求项13之方法,其包含藉由以下步骤制备该 元件前驱体晶圆: 自一碳化矽晶块上锯下一碳化矽基板晶圆; 之后磨亮、抛光且清洗该基板晶圆; 之后在该基板晶圆上执行一非选择性蚀刻; 之后添加该等磊晶层至该等经制备前驱体晶圆。 15.如请求项1之方法,其包含将该经抛光之载体晶 圆置于一研磨机且研磨该元件前驱体晶圆基板。 16.如请求项1之方法,其包含研磨该元件前驱体晶 圆基板至一小于150微米之厚度。 17.如请求项15之方法,其包含研磨该元件前驱体基 板至一小于100微米之厚度。 18.如请求项1之方法,其包含安装该经抛光之载体 晶圆至一元件前驱体晶圆,该元件前驱体晶圆之直 径小于该经抛光之载体晶圆。 19.如请求项1之方法,其包含将该等载体晶圆分类, 其中该批中之该等载体晶圆之厚度范围不大于在 减少该等载体晶圆之该厚度之该步骤中经移除的 材料的量的百分之十。 20.如请求项19之方法,其包含自彼此间之一为五微 米或更小之范围的该批内的载体晶圆移除50微米 材料。 21.如请求项1之方法,其包含减少该等经分类载体 晶圆厚度至在该最终目标厚度之10微米之内。 22.如请求项21之方法,其包含磨亮该等经分类之载 体晶圆。 23.如请求项21之方法,其包含研磨该等经分类之载 体晶圆。 24.如请求项21之方法,其包含磨亮该等载体晶圆至 大约400微米之一最终目标厚度。 25.如请求项1之方法,其包含在该磨亮及该研磨步 骤后藉由一雷射器刻印该载体晶圆胚件至该最终 目标厚度。 26.如请求项2之方法,其包含在减少该厚度之该步 骤后,清洗该元件前驱体基板表面。 27.如请求项26之方法,其包含蚀刻该经清洗之基板 表面。 28.如请求项26之方法,其包含添加一欧姆接触金属 至与该磊晶层相对之该元件前驱体晶圆之该经清 洗的基板表面。 29.如请求项2之方法,其进一步包含: 自该载体晶圆分离该元件前驱体晶圆;且 将该元件前驱体晶圆切割成独立元件。 30.一种半导体前驱体结构,该结构用于发光二极体 制造中,该结构包含: 一元件前驱体晶圆,其选自由碳化矽及蓝宝石组成 之群组; 复数个基于氮化镓的磊晶层,其在该元件前驱体晶 圆之至少部分上且用于界定元件或元件前驱体;及 一载体晶圆,其安装于该等磊晶层部分以接合该载 体晶圆至该元件前驱体晶圆,其中该载体晶圆选自 以下各物组成之群:石英、硼化矽玻璃、蓝宝石、 矽及碳化矽; 该载体晶圆之总厚度变化小于1微米,藉此增加了 减少该经安装之元件前驱体晶圆之背侧厚度的精 确度。 31.如请求项30之半导体前驱体结构,其中该等基于 氮化镓之磊晶层包含一具有一p-n接合之活性区域, 其在施加电压时发光。 32.如请求项30之半导体前驱体结构,其中: 该等磊晶层选自由以下各物组成之群:AlGaInP、 InGaAs、AlGaAs、SiC及基于氮化物之二极体;且 该元件前驱体晶圆选自由以下各物组成之群:GaP、 GaAs、SiC、氮化镓、氮化铝、蓝宝石及氧化锌。 33.如请求项30之半导体前驱体结构,其中该前驱体 晶圆有一大约250微米之厚度。 34.如请求项30之半导体前驱体结构,其具有一在50 毫米至80毫米之间的直径; 一400微米之中心厚度,该厚度中心在一1.5微米之公 差范围之内; 一小于一微米之总厚度变化; 一前面表面修整,其有一小于50奈米之平均粗糙度; 及 一后面表面修整,其有一小于50奈米之平均粗糙度 。 35.如请求项30之半导体前驱体结构,其中该元件前 驱体晶圆包含至少两个基于GaN之二极体结构,其在 一碳化矽基板上有p-n接合。 36.如请求项30之半导体前驱体结构,其进一步包含 一在与该等磊晶层相对之该元件前驱体晶圆之该 表面的欧姆接触金属。 37.如请求项30之半导体前驱体结构,其中该载体晶 圆之该直径大于该元件前驱体晶圆之该直径。 图式简单说明: 图1A至1C为展示安装一磊晶圆胚件至一载体晶圆的 示意图。 图2说明一典型载体晶圆之平面图。
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