專利名稱：半導(dǎo)體晶圓和半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶圓(semiconductor wafer)和半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體晶圓的制作，繼而其用于制作半導(dǎo)體器件，是一種發(fā)展甚好的技術(shù)。存在許多不同的半導(dǎo)體晶圓制作方法，也有許多從預(yù)制晶圓來(lái)制作半導(dǎo)體器件的已知方法。半導(dǎo)體器件普遍存在于現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備和裝置中。盡管許多晶圓和半導(dǎo)體器件是構(gòu)造在硅基板或類似材料上，但是某些器件更適合構(gòu)造在藍(lán)寶石基板上，如垂直結(jié)構(gòu)的氮化鎵(GaN)基發(fā)光二極管(LED)。在一些已知工藝?yán)?，使用一個(gè)激光剝離(LLO)工藝，去除藍(lán)寶石基板，露出各種η-型層以便隨后的蝕刻和去除工作，以至一個(gè)η-型電極可以接觸到低滲雜的η-型GaN層。但是，制造垂直結(jié)構(gòu)的氮化鎵基LED以及其它半導(dǎo)體器件的已知方法有一些局限，因?yàn)閷?duì)制造可靠且有效的LED而言，LLO工藝可能是不合適的、有破壞性的和效率低的。再者，由于不同的GaN層選擇性蝕刻，要區(qū)分不同層之間的界面或許很困難。所以，需要有一種制作半導(dǎo)體器件的方法，其能夠解決已知方法的缺陷。
發(fā)明概述依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，披露了一種半導(dǎo)體晶圓。半導(dǎo)體晶圓包括一個(gè)基板；多個(gè)在基板上形成的拋光觸止塊(polishing stop);以及一個(gè)或多個(gè)在基板上生長(zhǎng)的緩沖層。依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，披露了一種半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件包括一個(gè)基板；多個(gè)在基板上形成的拋光觸止塊；在基板上生長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)緩沖層；在一個(gè)或多個(gè)緩沖層上生長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)外延層(epitaxial layer);以及被增加到一個(gè)或多個(gè)外延層的一個(gè)或多個(gè)金屬層。依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，披露了一種制作半導(dǎo)體晶圓的方法。本方法包括提供一個(gè)基板；在基板上形成多個(gè)拋光觸止塊；在基板上生長(zhǎng)一個(gè)或多個(gè)緩沖層；以及在一個(gè)或多個(gè)緩沖層上生長(zhǎng)一個(gè)或多個(gè)外延層。依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，披露了一種制作半導(dǎo)體器件的方法。本方法包括提供一個(gè)基板；在基板上形成多個(gè)拋光觸止塊；在基板上生長(zhǎng)一個(gè)或多個(gè)緩沖層；在一個(gè)或多個(gè)緩沖層上生長(zhǎng)一個(gè)或多個(gè)外延層；在一個(gè)或多個(gè)外延層上增加一個(gè)或多個(gè)金屬層；粘貼第二基板到一個(gè)或多個(gè)金屬層；以及使用一種機(jī)械去削工藝(mechanical thinningprocess)去除基板。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，從以下的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它實(shí)施例將變得越發(fā)明顯，其中本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)實(shí)例方式進(jìn)行描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明能夠有其它不同的實(shí)施例，其細(xì)節(jié)可以在不同方面進(jìn)行修改，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。


圖I顯示依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例形成拋光觸止塊的一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的截面圖；圖2顯不依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例生長(zhǎng)外延層的一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的截面圖；圖3顯示依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在外延層上形成拋光觸止塊的一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的截面圖；圖4顯示依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在外延層上形成光子結(jié)構(gòu)(photonicstructure)的一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的截面圖；圖5顯示依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例形成拋光觸止塊和蝕刻觸止層的一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的截面圖；圖6顯示依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例形成拋光觸止層的一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的截面圖；圖7顯示依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例形成拋光觸止塊的一個(gè)半導(dǎo)體器件的截面圖；圖8顯示依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例形成一個(gè)內(nèi)置觸點(diǎn)(built-in contact)的一個(gè)半導(dǎo)體器件的截面圖；圖9顯示依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例形成一個(gè)新基板的一個(gè)半導(dǎo)體器件的截面圖；圖10顯示依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例圖案化電鍍的一個(gè)半導(dǎo)體器件的截面圖；圖11顯示依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例顯示基板去除的一個(gè)半導(dǎo)體器件的截面圖；圖12是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例顯示示例半導(dǎo)體器件表面變化的一個(gè)半導(dǎo)體器件的截面圖；圖13顯示依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例形成內(nèi)置觸點(diǎn)的一個(gè)半導(dǎo)體器件的截面圖。
發(fā)明詳述在以下描述里，參照附圖，描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例?？梢岳斫猓诓幻撾x本發(fā)明的范圍，可以有結(jié)構(gòu)和其它變化的其它實(shí)施例。再者，不同實(shí)施例及其方面可以被合適地相互結(jié)合。所以，附圖和詳細(xì)描述僅是用作描述性的而不是限制性的。通常，本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶圓、半導(dǎo)體器件以及半導(dǎo)體晶圓和器件的制作方法。本發(fā)明實(shí)施例適合用于基板替換，其中基板的去除是通過(guò)半導(dǎo)體晶圓或半導(dǎo)體器件的構(gòu)成來(lái)提供方便的，并且采用了一個(gè)新的第二基板。圖I到圖6涉及半導(dǎo)體晶圓的制作方法。圖7到圖13涉及使用圖I到6圖所述的半導(dǎo)體晶圓制作半導(dǎo)體器件的方法。參照附圖描述的這些實(shí)施例可以用于制作LED特別是垂直結(jié)構(gòu)的氮化鎵基LED。但是，可以理解，所述方法并不限于任何具體的工程應(yīng)用，依照本發(fā)明實(shí)施例可以制作任何合適的半導(dǎo)體器件，例如LED、激光二極管、晶體管和其它功率器件、無(wú)支撐(free-standing)半導(dǎo)體材料的生長(zhǎng)和制作以及其它合適應(yīng)用。在制作氮化鎵基LED時(shí)，特別地，去除藍(lán)寶石基板并替換為一個(gè)新基板有許多優(yōu)點(diǎn)，如改善熱管理、通過(guò)在最近露出表面上進(jìn)行表面紋理織構(gòu)(surface texturing)而增強(qiáng)出光、以及電流分布更均勻。依照本發(fā)明實(shí)施例，去除藍(lán)寶石基板通常是通過(guò)一種機(jī)械去削工藝完成的，如磨削(grinding)、研磨(lapping)、拋光(polishing)、和/或化學(xué)機(jī)械拋光， 并使用拋光觸止塊來(lái)制作半導(dǎo)體器件如制作LED。依照本發(fā)明實(shí)施例，在晶圓生長(zhǎng)或晶圓制作階段提供拋光觸止塊，從而提供更高產(chǎn)量，并改善器件性能。在整個(gè)描述過(guò)程中，使用前綴“U-”代表不摻雜或低摻雜，“P-”代表P-型或正極，而“n_”代表η-型或負(fù)極。
現(xiàn)參照附圖，圖I是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的截面圖，顯示了拋光觸止塊的形成。有一個(gè)基板100，拋光觸止塊102形成在該基板上?？梢允褂萌魏魏线m的方法來(lái)形成拋光觸止塊。依照一種示例方法，被稱為一種減法方法，一層硬質(zhì)材料被加到基板100的整個(gè)表面上。然后，在這層硬質(zhì)材料上形成一個(gè)圖案，去除硬質(zhì)材料層不需要的部分，僅保留需要的拋光觸止塊102。依照另一種示例方法，被稱為加法方法，在基板100的表面上建立一個(gè)掩模圖案(mask pattern)，有孔或槽、或其它需要形狀的開口。然后，沉積一硬質(zhì)材料在基板100上以及進(jìn)入開口內(nèi)。接著，去除掩模圖案，留下拋光觸止塊102在基板100的表面。掩模的施加和去除可以使用已知的光刻膠工藝(photoresist process)來(lái)完成。依照一個(gè)實(shí)施例，拋光觸止塊102是在基板100上形成。但是，依照另一個(gè)實(shí)施例，拋光觸止塊102是在半導(dǎo)體晶圓的其它層上形成。一個(gè)示例基板是由藍(lán)寶石制成，其非常適合垂直結(jié)構(gòu)LED的制作過(guò)程。本發(fā)明實(shí)施例可能特別適合用于III-V族非硅材料。對(duì)III-V族材料，在隨后形成在半導(dǎo)體晶圓上的器件的構(gòu)造和運(yùn)行中，外延生長(zhǎng)過(guò)程可能很重要。但是，本發(fā)明的應(yīng)用應(yīng)該不限于這些材料，依照本發(fā)明實(shí)施例也可以使用任何其它合適的基板材料。硬質(zhì)材料是任何合適的硬質(zhì)材料。在一個(gè)示例實(shí)施例里，硬質(zhì)材料是用于晶圓或器件的所有材料中最硬的材料。硬質(zhì)材料可以是金剛石膜或類金剛石碳(DLC)膜。其它合適的用作拋光觸止塊102的硬質(zhì)材料可以是，諸如金剛石、類金剛石碳、氮化鈦(TiNx)、鈦鎢(Tiffx)合金、或其它合適的材料。拋光觸止塊的尺寸可以是特別應(yīng)用制作的晶圓所要求的任何寬度和高度。再者，“硬質(zhì)”被用來(lái)描述拋光觸止塊102不是旨在受限于提供的示例或任何具體級(jí)別的硬度或軟度，而可以是適合用來(lái)實(shí)現(xiàn)所述方法的任何類型材料。圖2是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的截面圖，顯不了外延層的生長(zhǎng)。在硬質(zhì)材料被加到基板100上以形成拋光觸止塊102之后，在基板100上生長(zhǎng)一個(gè)或多個(gè)外延層104、106。在如圖2所示的所述實(shí)施例里，在基板100上生長(zhǎng)一個(gè)緩沖層104，如U-GaN層。盡管顯示只有一層外延層106是在緩沖層104上形成，此層表示依照特定應(yīng)用要求的能夠生長(zhǎng)的任何層數(shù)的任何合適半導(dǎo)體材料。類似地，盡管僅顯示一個(gè)緩沖層104，此層表示一個(gè)或多個(gè)緩沖層，如果有需要。外延生長(zhǎng)的一個(gè)示例構(gòu)造，其可以用來(lái)生產(chǎn)GaN LED，包括在藍(lán)寶石基板100上生長(zhǎng)一個(gè)未摻雜或低摻雜的U-GaN層，然后是一個(gè)或多個(gè)高摻雜的η-型GaN(n-GaN)層、一個(gè)具有多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)的有源層、以及一個(gè)p_型GaN(p-GaN)層。但是，所述示例并不是意在限制本發(fā)明到任何特定數(shù)目或次序的不同外延層。通常，可能很難知道U-GaN層的厚度，也很難確切知道U-GaN和其他層如n_型層之間的界面或結(jié)處(junction)。所以，能夠?qū)崿F(xiàn)已知制作方法被證明是困難的、高成本的、和/或不可能的。因此，根據(jù)在哪里應(yīng)該停止去除藍(lán)寶石基板，本發(fā)明實(shí)施例也提供確定地去除U-GaN層。圖3是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的截面圖，顯示了在外延層上形成拋光觸止塊。在如圖3所示的所述實(shí)施例里，一個(gè)或多個(gè)第一緩沖層104在基板100上 生長(zhǎng)。然后，拋光觸止塊102是在其中一個(gè)第一緩沖層104上形成。另一個(gè)或其他更多緩沖層105可以在拋光觸止塊102上生長(zhǎng)。然后，一個(gè)或多個(gè)外延層106可以在第二緩沖層105上生長(zhǎng)。類似圖2的描述，雖然顯示僅有一層106是在第二緩沖層105上生長(zhǎng)，此層表示可以依照特定應(yīng)用要求的能夠生長(zhǎng)的任何合適半導(dǎo)體材料的任何層數(shù)。圖4是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的截面圖，顯示了在外延層上形成光子結(jié)構(gòu)。在圖4內(nèi)所述的示范實(shí)施例類似于圖2，有一個(gè)基板100，拋光觸止塊102被加到基板100上，在基板上形成一個(gè)或多個(gè)緩沖層104，以及在一個(gè)或多個(gè)緩沖層104上生長(zhǎng)一個(gè)或多個(gè)外延層106。轉(zhuǎn)光(light altering)材料108被加在一個(gè)或多個(gè)緩沖層104上。在制作LED的例子里,轉(zhuǎn)光材料108可以是用于增強(qiáng)出光的光散射元件(light scatteringelement)。例如,通過(guò)蝕刻或通過(guò)增加材料到層里,如娃氧化物(SiO2)或氮化娃(SiN),可以增加光子晶體結(jié)構(gòu)。光子結(jié)構(gòu)也可以是一個(gè)真空，或在材料層內(nèi)預(yù)定位置上沒有材料。圖5是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的截面圖，顯示了拋光觸止塊和蝕刻觸止層的形成。在圖5內(nèi)所述的示范實(shí)施例類似于圖2，有一個(gè)基板100，拋光觸止塊102被加到基板100上，在基板上形成一個(gè)或多個(gè)緩沖層104、105，以及在一個(gè)或多個(gè)緩沖層104、105上生長(zhǎng)一個(gè)或多個(gè)外延層106。另外,在一個(gè)或多個(gè)緩沖層104上或其之間生長(zhǎng)一個(gè)蝕刻觸止層103。在隨后的蝕刻處理期間，蝕刻觸止層103是有優(yōu)勢(shì)的。在一個(gè)實(shí)施例里，會(huì)使用高度選擇性的濕式蝕刻，但是，也可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的干式蝕刻和其它合適的蝕刻方法。一個(gè)或多個(gè)觸止層可以被用于去除基板100之后的隨后過(guò)程。例如，蝕刻過(guò)程可以在觸止層103上結(jié)束。觸止層也可以充當(dāng)一個(gè)降低泄漏層(leakagereduction layer),如在以后的使用晶圓制造晶體管等。依照一個(gè)實(shí)施例，觸止層103是一個(gè)AllnGaN層，其具有AlxInyGa(1_x_y)N的屬性。在一個(gè)實(shí)施例里，X小于或等于大約O. 35。在另一個(gè)實(shí)施例里，X小于或等于大約O. 4。在另一個(gè)實(shí)施例里，X可能是在O. 2到O. 5的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例里，y小于或等于大約O. I。在另一個(gè)實(shí)施例里，y小于或等于大約O. 2，或在O. 05到O. 25的范圍內(nèi)。但是，可以使用X和y的其它合適值和其他范圍。依照另一個(gè)實(shí)施例，觸止層103可以是一個(gè)高摻雜的AlGaN層，具有AlxGa(1_x)N層的屬性。AlGaN層的一個(gè)可能厚度可以小于O. 2 μ m。在另一個(gè)實(shí)施例里，AlGaN層的厚度可以等于大約O. 2μπι。在一個(gè)實(shí)施例里，該層厚度應(yīng)該足夠薄，以至η-摻雜到AlN層內(nèi)。如果一個(gè)較厚的AlxGa(1_x)N層被使用作為觸止層，那么鋁(Al)摩爾份數(shù)(mole fraction)應(yīng)該大約小于O. 35,以便能夠更容易將娃(Si)摻雜到AlGaN層內(nèi)。觸止層提供高蝕刻選擇性。一種高蝕刻選擇性的方法是使用光電化學(xué)(PEC)濕式蝕刻，其是一個(gè)高帶隙依賴(bandgap-dependent)蝕刻選擇性。PEC蝕刻是光生成電子空穴對(duì)(photo-generation of electron hole pair),其增強(qiáng)電化學(xué)反應(yīng)里的氧化還原反應(yīng)。依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，觸止層103也可以包括一個(gè)AlN/GaN超晶格(super lattice)結(jié)構(gòu)。超晶格觸止層包括一個(gè)GaN層和一個(gè)AlN層，它們一起形成一個(gè)AlN/GaN超晶格( 30A° /30A° )觸止層。超晶格結(jié)構(gòu)是由相鄰層的AlN和GaN形成。超晶格結(jié)構(gòu)可以包括任何期望數(shù)目的AlN和GaN對(duì)。圖6是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的截面圖，顯示了拋光觸止層的形成。在如圖6內(nèi)所述的示范實(shí)施例類似于圖2，有一個(gè)基板100、加到基板100上的拋光觸止塊102、一個(gè)或多個(gè)緩沖層104、105、以及在一個(gè)或多個(gè)緩沖層104、105上生長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)外延層106。另外，一個(gè)拋光觸止層110被增加到每個(gè)拋光觸止塊102上。拋光觸止層110可以降低拋光觸止塊102和緩沖層104之間的應(yīng)力或晶格失配。拋光觸止層110也 可以被用于側(cè)向外延的位錯(cuò)降低(dislocation reduction)。
依照一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)拋光觸止塊102是由第一材料制成，每個(gè)拋光觸止層是由第二材料制成，這兩種材料之間的差別提供了一些優(yōu)點(diǎn)。依照另一個(gè)實(shí)施例，拋光觸止層可以完全包圍和覆蓋拋光觸止塊，使得拋光觸止塊的任何部分都不會(huì)接觸到拋光觸止塊102附近的圍繞層?，F(xiàn)參照?qǐng)D7到圖13，圖I到圖6描述的半導(dǎo)體晶圓可以用于制作半導(dǎo)體器件。圖7是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體器件150的截面圖，顯示了拋光觸止塊的形成。圖7描述的示范實(shí)施例包括圖2所示的部件，還包括其它層。半導(dǎo)體器件150包括一個(gè)基板200、加在基板200上的拋光觸止塊202、在基板200上生長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)緩沖層204、以及在一個(gè)或多個(gè)緩沖層204上生長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)外延層206。另外，在制作半導(dǎo) 體器件期間，使用積層或?qū)訅汗に?build-up or lamination process)或任何其它合適的制作工藝，可以增加其他層到一個(gè)或多個(gè)外延層206上。在所述實(shí)施例里，半導(dǎo)體器件150包括一個(gè)或多個(gè)金屬層220、222。這一個(gè)或多個(gè)金屬層220、222可以是如特定應(yīng)用要求的任何材料，如歐姆接觸、鏡面、電鍍種籽層(plating seed layer)、鍵合(bonding)材料、應(yīng)力緩沖層、或其它金屬層。圖8是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體器件的截面圖，顯示了一個(gè)內(nèi)置觸點(diǎn)的形成。在圖8內(nèi)所述的示范實(shí)施例類似于圖7內(nèi)所示的，半導(dǎo)體器件150有一個(gè)基板200、加到基板200上的拋光觸止塊202、在基板上生長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)緩沖層204、在一個(gè)或多個(gè)緩沖層204上生長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層205、在一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層205上生長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)外延層206、以及被增加到一個(gè)或多個(gè)外延層206的一個(gè)或多個(gè)金屬層220、222。半導(dǎo)體器件150還包括一個(gè)內(nèi)置的η-型觸點(diǎn)224，其延伸到一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層205內(nèi)。η-型觸點(diǎn)224可以被絕緣材料226圍住，以避免或減少與其它半導(dǎo)體器件層的接觸。圖9是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體器件的截面圖，顯示了一個(gè)新基板的形成。在圖9內(nèi)所述的示范實(shí)施例類似于圖7內(nèi)所示的，半導(dǎo)體器件150有一個(gè)基板200、加到基板200上的拋光觸止塊202、在基板200上生長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)緩沖層204、在一個(gè)或多個(gè)緩沖層204上生長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)外延層206、以及被增加到一個(gè)或多個(gè)外延層206的一個(gè)或多個(gè)金屬層220、222。半導(dǎo)體器件150還包括被鍵合或電鍍到一個(gè)或多個(gè)金屬層220、222的第二基板230。例如，第二基板可以是由任何合適材料制成，如銅或適合作為半導(dǎo)體器件基板的其它材料。圖10是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體器件的截面圖，顯示了圖案化電鍍。在圖10內(nèi)所述的示范實(shí)施例類似于圖9內(nèi)所示的，半導(dǎo)體器件150有一個(gè)基板200、加到基板200上的拋光觸止塊202、在基板200上生長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)緩沖層204、在一個(gè)或多個(gè)緩沖層204上生長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)外延層206、被增加到一個(gè)或多個(gè)外延層206的一個(gè)或多個(gè)金屬層220、222、以及被鍵合或電鍍到一個(gè)或多個(gè)金屬層220、222的第二基板230。在所述實(shí)施例里，當(dāng)將半導(dǎo)體器件150分割成單個(gè)分離的部件時(shí)，第二基板230的圖案化電鍍232可以便于切割和應(yīng)力釋放。在一個(gè)實(shí)施例里，使用一種光刻膠工藝，形成圖案化電鍍232。圖11是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體器件的截面圖，顯示了基板的去除。在圖11內(nèi)所述的示范實(shí)施例類似于圖9內(nèi)所示的，半導(dǎo)體器件150有拋光觸止塊202，其形成在一個(gè)或多個(gè)緩沖層204里，而一個(gè)或多個(gè)緩沖層204是被加在基板200上的(圖9和10)，半導(dǎo)體器件150還包括在一個(gè)或多個(gè)緩沖層204上生長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)外延層206、被增加到一個(gè)或多個(gè)外延層206的一個(gè)或多個(gè)金屬層220、222、以及被鍵合或電鍍到一個(gè)或多個(gè)金屬層220、222的第二基板230。圖11的所述實(shí)施例，與圖9和10進(jìn)行比較，基板200已經(jīng)被去除。在一個(gè)實(shí)施例里，基板200是通過(guò)一種機(jī)械去削工藝被去除的，通常包括磨削(grinding)、研磨(lapping)、拋光(polishing)、或表面化學(xué)機(jī)械拋光。也可以使用其它去除方法。但是，使用機(jī)械去削方法并結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例可以提供速度和精度的增強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。如圖11內(nèi)所述，機(jī)械去削工藝進(jìn)行去除的動(dòng)作是 在拋光觸止塊202的末端處停止的。由于拋光觸止塊202是由一種硬質(zhì)材料制成的，在拋光觸止塊位置上可以準(zhǔn)確并精確地停止機(jī)械去削，留下剩余層。同樣，通過(guò)使用拋光觸止塊202，剩余表面的平度可以控制在所需限度內(nèi)。圖12是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體器件的截面圖，顯示了示例半導(dǎo)體器件表面的變化偏差。在圖12內(nèi)所述的示范實(shí)施例類似于圖11內(nèi)所示的，半導(dǎo)體器件150有拋光觸止塊202形成在一個(gè)或多個(gè)緩沖層204里，這一個(gè)或多個(gè)緩沖層204是被加在基板200上的(圖9和10)，半導(dǎo)體器件150還包括在一個(gè)或多個(gè)緩沖層204上生長(zhǎng)的一個(gè)或多個(gè)外延層206、被增加到一個(gè)或多個(gè)外延層206上的一個(gè)或多個(gè)金屬層220、222、以及被鍵合或電鍍到一個(gè)或多個(gè)金屬層220、222上的第二基板230。至少有一部分緩沖層204在蝕刻過(guò)程期間會(huì)被去除，從而暴露至少一部分拋光觸止塊202。為了便于描述，多個(gè)不同的LED特征會(huì)在半導(dǎo)體器件150上顯示。例如，圖12所示的是表面紋理織構(gòu)240、鈍化(passivation) 242、和歐姆接觸或焊盤244、微透鏡246、以及透明接觸層248。另外，在第二基板230和一個(gè)或多個(gè)金屬層220、222上形成圖案化電鍍232，便于在將半導(dǎo)體器件150分割成單個(gè)分離的部件時(shí)進(jìn)行切割和壓力釋放。圖13是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體器件的截面圖，顯示了內(nèi)置觸點(diǎn)的形成。在圖13內(nèi)所述的示范實(shí)施例類似于圖12內(nèi)所示的,還包括一個(gè)內(nèi)置η-型觸點(diǎn)224,其延伸到一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層205內(nèi)。η-型觸點(diǎn)224可以由絕緣材料226圍住，以避免或減少與其它半導(dǎo)體層的接觸。在一個(gè)傳統(tǒng)的半導(dǎo)體晶圓內(nèi)，當(dāng)采用一種機(jī)械去削方法時(shí)，如果被拋光的平面很大，在層的厚度上的偏差可能太大而不能用于實(shí)際應(yīng)用。依照本發(fā)明實(shí)施例，拋光觸止塊的引入能夠有效地降低平面大小，從而降低在厚度上的偏差，即使平面的整體尺寸較大。所以，通過(guò)控制拋光觸止塊之間的大小和/或距離，可以獲得一個(gè)可接受的偏差范圍。盡管拋光觸止塊通常被顯示為正方形或矩形，依照本發(fā)明實(shí)施例，拋光觸止塊可能是任何形狀，如線、點(diǎn)、圓形、三角形、或矩形，并且可以位于平面上的任何合適位置。雖然參照所述實(shí)施例已經(jīng)顯示和描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍條件下，可以對(duì)其形式和細(xì)節(jié)作出改變。例如，雖然在圖7到圖13內(nèi)所述的半導(dǎo)體器件包括拋光觸止塊202被加到藍(lán)寶石基板200上，半導(dǎo)體器件的其它實(shí)施例可以包括拋光觸止塊202被加到半導(dǎo)體器件的外延層上，如以上圖3的描述。所以，以上描述只是提供本發(fā)明的示范實(shí)施例，并且本發(fā)明的范圍不限定在所提供的具體示例。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體晶圓,包括 一個(gè)或多個(gè)緩沖層； 多個(gè)拋光觸止塊形成在一個(gè)或多個(gè)緩沖層里； 在一個(gè)或多個(gè)緩沖層上的一個(gè)或多個(gè)外延層； 被增加到一個(gè)或多個(gè)外延層的一個(gè)或多個(gè)金屬層；以及 被粘貼或鍵合或電鍍到一個(gè)或多個(gè)金屬層的第二基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶圓，其中每個(gè)拋光觸止塊包括被加到拋光觸止塊上的一個(gè)拋光觸止層，且其中每個(gè)拋光觸止塊是由第一材料制成，而每個(gè)拋光觸止層是由第二材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體晶元，所述拋光觸止層完全包圍和覆蓋拋光觸止塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶圓，包括在一個(gè)或多個(gè)緩沖層上或其之間生長(zhǎng)的一個(gè)蝕刻觸止層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體晶元，所述蝕刻觸止層是一個(gè)或多個(gè)AllnGaN層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體晶元，所述蝕刻觸止層是一個(gè)高摻雜層。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶圓，包括被加在一個(gè)或多個(gè)緩沖層上的轉(zhuǎn)光材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶圓，其中拋光觸止塊的材料為金剛石、類金剛石碳、氮化鈦(TiNx)或鈦鎢(TiWx)合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶元，包括一個(gè)或多個(gè)在第二基板上形成的圖案化電鍍，以便于半導(dǎo)體晶元的分割。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體晶元，還包括一個(gè)導(dǎo)電層，位于緩沖層和外延層之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體晶元，還包括一個(gè)內(nèi)置觸點(diǎn)，其從半導(dǎo)體晶元的表面延伸至導(dǎo)電層，且內(nèi)置觸點(diǎn)被絕緣材料圍住，以減少與半導(dǎo)體晶元內(nèi)其它層的接觸。
12.—種半導(dǎo)體器件，包括 在晶圓上的多個(gè)拋光觸止塊； 一個(gè)或多個(gè)緩沖層，形成在所述多個(gè)拋光觸止塊上； 在一個(gè)或多個(gè)緩沖層上的一個(gè)或多個(gè)外延層； 在一個(gè)或多個(gè)外延層上的一個(gè)或多個(gè)金屬層；和 被粘貼或鍵合或電鍍到一個(gè)或多個(gè)金屬層的第二基板。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其中使用一種積層或?qū)訅汗に嚕粋€(gè)或多個(gè)金屬層被增加到一個(gè)或多個(gè)外延層。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其中第二基板是銅基板。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其中每個(gè)拋光觸止塊包括被加到拋光觸止塊上的一個(gè)拋光觸止層，且其中每個(gè)拋光觸止塊是由第一材料制成，而每個(gè)拋光觸止層是由第二材料制成。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件，所述拋光觸止層完全包圍和覆蓋拋光觸止塊。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，包括在一個(gè)或多個(gè)外延層上或其之間生長(zhǎng)的一個(gè)蝕刻觸止層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件，所述蝕刻觸止層是一個(gè)或多個(gè)AllnGaN層。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件，所述蝕刻觸止層是一個(gè)高摻雜層。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，還包括一個(gè)或多個(gè)緩沖層，一個(gè)或多個(gè)外延層被增加到一個(gè)或多個(gè)緩沖層上。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體器件，其中所述多個(gè)拋光觸止塊形成在一個(gè)或多個(gè)緩沖層里。
全文摘要
本發(fā)明提供了半導(dǎo)體晶圓和半導(dǎo)體器件。本發(fā)明實(shí)施例特別適合用于基板替換應(yīng)用，例如在制作垂直結(jié)構(gòu)LED情況下。一種半導(dǎo)體晶圓，包括一個(gè)或多個(gè)緩沖層，多個(gè)拋光觸止塊形成在一個(gè)或多個(gè)緩沖層里；在一個(gè)或多個(gè)緩沖層上的一個(gè)或多個(gè)外延層；被增加到一個(gè)或多個(gè)外延層的一個(gè)或多個(gè)金屬層；以及被粘貼或鍵合或電鍍到一個(gè)或多個(gè)金屬層的第二基板。一種半導(dǎo)體器件，包括在晶圓上的多個(gè)拋光觸止塊；一個(gè)或多個(gè)緩沖層，形成在所述多個(gè)拋光觸止塊上；在一個(gè)或多個(gè)緩沖層上的一個(gè)或多個(gè)外延層；在一個(gè)或多個(gè)外延層上的一個(gè)或多個(gè)金屬層；和被粘貼或鍵合或電鍍到一個(gè)或多個(gè)金屬層的第二基板。
文檔編號(hào)H01L33/00GK102637788SQ201210125799
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者袁述 申請(qǐng)人:香港應(yīng)用科技研究院有限公司