專利名稱：氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法，更特別地，涉及一種 氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中在氮化物基半導(dǎo)體層和保持襯底之間 接合之后，移走其上形成了氮化物基半導(dǎo)體層的支撐襯底。
背景技術(shù)：
氮化物基半導(dǎo)體裝置典型地使用氮化物基化合物半導(dǎo)體用于裝置結(jié)構(gòu) 的主要部分。可以列舉各種裝置，例如發(fā)光裝置、光接收裝置和功率裝置。
在例如LED (發(fā)光二極管)或LD (激光二極管)的發(fā)光裝置的情形，通過 恰當(dāng)?shù)剡x擇在發(fā)光層中所使用的氮化物基化合物半導(dǎo)體的成分，可以獲得對 應(yīng)于從紫外至紅外的波長范圍的發(fā)光。
氮化物基化合物半導(dǎo)體是例如由成分式AlaInbGak.bN ( OSa^l, O^b^l, OSa+b^l)確定的m族氮化物。具體實例可以列舉具有任意成分的GaN、 InGaN、 AlGaN、 AlInGaN、 A1N、 InN等。
在氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造中，半導(dǎo)體晶片截取為芯片。裝置結(jié)構(gòu)的 形成包括步驟:在藍(lán)寶石襯底等的支撐襯底上沉積氮化物基半導(dǎo)體層，并且在 氮化物基半導(dǎo)體層上形成P型歐姆電極和N型歐姆電極從而獲得裝置(芯 片)。但是，該裝置結(jié)構(gòu)的缺點在于，由于兩個電極在氮化物基半導(dǎo)體層上 形成，所以電極占據(jù)了相對大的面積，導(dǎo)致在一個晶片上形成的芯片的數(shù)量 少的問題。
為了從一個晶片形成許多芯片， 一種傳統(tǒng)的解決方法是，在晶片上形成 半導(dǎo)體層之后，從半導(dǎo)體層分離晶片，并且再次使用晶片(日本專利公開No. 2000-252224)。圖3是描述氮化物基半導(dǎo)體裝置的傳統(tǒng)制造方法的示意截 面圖。參考圖3，該傳統(tǒng)制造方法包括步驟在支撐襯底2上沉積由氮化物 基半導(dǎo)體構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)27,使用接合金屬23接合或粘附層疊結(jié)構(gòu)27至保 持襯底21，并且在氮化物基半導(dǎo)體和保持襯底上加工從而生產(chǎn)氮化物基半導(dǎo) 體裝置。
本發(fā)明的發(fā)明者通過評估實驗發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)接合方法(粘附方法)具有下 列問題。當(dāng)具有由氮化物基半導(dǎo)體構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)的支撐襯底與保持襯底相 接合(粘附在一起)，并且隨后移走支撐襯底時，在移走支撐襯底期間在保 持襯底上將出現(xiàn)裂紋、斷裂、碎屑等。這被認(rèn)為是，由于保持襯底的強(qiáng)度低， 所以在支撐襯底的移走期間放置鉗子對之類將在保持襯底上引起裂紋、斷 裂、碎屑等。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到前述原因，本發(fā)明的目的之一是提供一種可以避免特別是在移走 支撐襯底期間在保持襯底上出現(xiàn)的裂紋、斷裂、碎屑等的氮化物基半導(dǎo)體裝 置的制造方法。
本發(fā)明涉及一種氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法，該氮化物基半導(dǎo)體裝 置包括其中保持襯底和由氮化物基半導(dǎo)體構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)通過它們之間的
接合金屬接合的結(jié)構(gòu)。該制造方法包括步驟在支撐襯底上形成由氮化物基 半導(dǎo)體構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)，在層疊結(jié)構(gòu)上沉積第一接合金屬，在保持襯底上沉 積第二接合金屬，在其中第 一接合金屬和第二接合金屬相互面對的狀態(tài)下接
合第一接合金屬至第二接合金屬從而結(jié)合保持襯底和層疊結(jié)構(gòu)，其中第一接 合金屬和第二接合金屬構(gòu)成接合金屬，并且從層疊結(jié)構(gòu)分離支撐結(jié)構(gòu)將其移 走。對應(yīng)于第二接合金屬沉積側(cè)的保持襯底的表面面積設(shè)置得比對應(yīng)于層疊 結(jié)構(gòu)形成側(cè)的支撐襯底的表面面積小。
在本發(fā)明中，優(yōu)選使接合材料避免與支撐襯底接觸。
在本發(fā)明中，優(yōu)選設(shè)置支撐襯底的厚度為不大于400 pm。在本發(fā)明的 接合步驟中，優(yōu)選保持襯底沿對應(yīng)于第二接合金屬沉積側(cè)的譯持襯底的表面 的整個面積與層疊結(jié)構(gòu)結(jié)合。
在本發(fā)明中，在支撐襯底的移走步驟中，優(yōu)選支撐襯底的移走通過從支 撐襯底的背側(cè)照射激光束而進(jìn)行，以分離層疊結(jié)構(gòu)和支撐襯底。
優(yōu)選本發(fā)明的制造方法還包括在移走支撐襯底之前，鏡面拋光將要施加 激光束的支撐襯底的面的步驟。
在移走支撐襯底的步驟中，優(yōu)選在支撐襯底的背側(cè)位于下側(cè)時施加激光
在本發(fā)明中，優(yōu)選保持村底由從摻磷或摻氮的Si、 Ge、 SiC和GaP的構(gòu)
成組中所選擇的至少 一種形成。
在本發(fā)明中，在層疊結(jié)構(gòu)上沉積第一接合金屬和在保持#底上沉積第二 接合金屬之后，在接合步驟中將第一接合金屬接合到第二接合金屬。因而， 在保持襯底和層疊結(jié)構(gòu)之間可以保證良好的接合從而實現(xiàn)良好的接合成品 率。此外，可以避免在保持村底上出現(xiàn)的裂紋、斷裂、碎屑等。由于特別在 通過設(shè)置對應(yīng)于第二接合金屬沉積側(cè)的保持襯底的表面面積比對應(yīng)于層疊 結(jié)構(gòu)形成側(cè)的支撐襯底的表面面積'J、而在接合步驟之后良好地避免了支撐 襯底和接合金屬之間的接觸，所以可以抑制被移走的支撐襯底的殘留物，以 及層疊結(jié)構(gòu)的翹曲和剝離。通過本發(fā)明的氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法， 可以獲得具有良好可靠性的氮化物基半導(dǎo)體裝置。
參考附圖，從下列本發(fā)明的詳細(xì)描述中本發(fā)明的前述和其它目標(biāo)、特征、 方面和優(yōu)點將變得更為顯見。


圖1是描述在本發(fā)明的氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法中于接合步驟之 后的狀態(tài)的示意截面圖。
圖2是描述通過本發(fā)明的制造方法獲得的作為氮化物基半導(dǎo)體裝置的實 例的發(fā)光裝置的主結(jié)構(gòu)的示意截面圖。
圖3是描述氮化物基半導(dǎo)體裝置的傳統(tǒng)制造方法的示意截面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及一種包括其中保持襯底和由氮化物基半導(dǎo)體構(gòu)成的層疊結(jié) 構(gòu)通過它們之間的接合僉屬相接合的結(jié)構(gòu)的氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方
法。該制造方法包括步驟在支撐襯底上形成由氮化物基半導(dǎo)體構(gòu)成的層疊 結(jié)構(gòu)，在層疊結(jié)構(gòu)上沉積第一接合金屬，在保持襯底上沉積第二接合金屬， 相互面對地接合第 一接合金屬和第二接合金屬從而結(jié)合保持襯底和層疊結(jié) 構(gòu)，其中第一接合金屬和第二接合金屬構(gòu)成接合金屬，并且從層疊結(jié)構(gòu)分離 支撐結(jié)構(gòu)以將其移走。
圖1表示其中保持襯底11和層疊結(jié)構(gòu)17通過它們之間的第一接合金屬 10和第二接合金屬13接合的狀態(tài)。第一接合金屬10沉積在位于支撐襯底1 上的層疊結(jié)構(gòu)17上。在圖1中，對應(yīng)于沉積第二接合金屬13—側(cè)的保持襯
底11的表面面積設(shè)置得比對應(yīng)于形成層疊結(jié)構(gòu)17 —側(cè)的支撐襯底11的表 面面積、小。
圖2表示通過本發(fā)明的制造方法獲得的氮化物基半導(dǎo)體裝置的實例。在 保持襯底11上形成了粘合層12、第二接合金屬13、第一接合金屬10、壁壘 層9、反射層8、歐姆電極7、 P型層6、蒸發(fā)阻擋層5、發(fā)光層4、 N型層3、 透明導(dǎo)體層14和焊盤電極15。焊盤電極15連接至導(dǎo)線16。在圖2中示出 的N型層3、發(fā)光層4、蒸發(fā)阻擋層5和P型層6的層疊結(jié)構(gòu)對應(yīng)于本發(fā)明 的層疊結(jié)構(gòu)，如同在圖1中指示的層疊結(jié)構(gòu)17。在本發(fā)明中，在支撐襯底和 層疊結(jié)構(gòu)之間，在層疊結(jié)構(gòu)和接合金屬之間，以及在保持襯底和接合金屬之 間，可以存在或不存在其它的相關(guān)層。
在本發(fā)明中，在沉積第一接合金屬至層疊結(jié)構(gòu)上和沉積第二接合金屬至 保持襯底上的接合金屬沉積步驟之后進(jìn)行接合步驟。具體地，第一接合金屬 與第二接合金屬接合。第一接合金屬和第二接合金屬構(gòu)成位于保持襯底和層 疊結(jié)構(gòu)之間的接合金屬。因而，使得保持襯底和層疊結(jié)構(gòu)之間的接合良好。 可以抑制在支撐襯底移走步驟中當(dāng)支撐襯底從層疊結(jié)構(gòu)上分離并且移走時 在保持襯底上出現(xiàn)的裂紋、斷裂、碎屑等。
通過設(shè)置對應(yīng)于第二接合金屬沉積側(cè)的保持襯底的表面(以下簡稱為保 持襯底表面)面積小于對應(yīng)于層疊結(jié)構(gòu)形成側(cè)的表面(以下簡稱為支撐襯底 的表面)面積，可以很好地避免接合金屬和支撐襯底之間的接觸，該接觸由 接合金屬到支撐襯底的擴(kuò)散特別是到支撐襯底的側(cè)面的擴(kuò)散所引起。因而， 可以抑制被移走的支撐襯底的殘留物的殘留，和/或?qū)盈B部分的翹曲和剝離。
以下將參考圖1和2描述根據(jù)本發(fā)明的氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法 的典型方式。應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不僅局限于此。
層疊結(jié)構(gòu)形成步驟
在本發(fā)明的氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法中，首先在層疊結(jié)構(gòu)形成步 驟中在支撐襯底上形成由氮化物基半導(dǎo)體構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)。藍(lán)寶石襯底可以 被作為在本發(fā)明中所使用的支撐襯底的實例。優(yōu)選設(shè)置支撐襯底的厚度不大 于400 |im。通過這樣的厚度，可以更好地抑制保持襯底上出現(xiàn)的裂紋、斷 裂、碎屑等。可以使用市販研磨/拋光機(jī)械通過研磨和拋光而調(diào)整支撐襯底的 厚度。
對于由氮化物基半導(dǎo)體構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)，恰當(dāng)?shù)夭捎迷诘锘雽?dǎo)體 裝置中公知的結(jié)構(gòu)。例如，例如藍(lán)寶石襯底的支撐襯底放置在MOCVD裝置 內(nèi)，并且在氫環(huán)境中升至大約1100。C的溫度進(jìn)行熱蝕刻。然后，溫度降低至 大約300°C，并且分別通入例如作為III族原材料和N原材料的三曱基鎵(以 下稱為TMG )和氨，以生長例如厚度大約20 nm的低溫沉積GaN緩沖層。 接著，溫度升至大約IOO(TC。通入例如TMG、氨和SiH4作為原材料，以生 長摻雜硅的N型GaN層至大約.6pm,例如作為N型層3。在將溫度降低至 大約800。C之后，通入例如TMG、三曱基銦(TMI)、 NH3和SiH4作為原材 料，從而形成包括GaN壁壘層(例如厚度10nm )和InGaN阱層(例如發(fā) 光波長465nm;厚度3nm)的6周期多量子阱有源層，作為發(fā)光層4。
然后，生長溫度升高到IOO(TC，通入例如作為原材料的三曱基鋁 (TMA ) 、 NH3 ,以及作為摻雜劑的二茂基鎂(bis-cycopentadienyl magnesium, Cp2Mg),順序形成作為蒸發(fā)阻擋層的例如厚度大約為30 nm的 P型AlGaN層，和作為P型層6的例如厚度大約為200 nm的P型GaN接觸 層。通過上述步驟，可以生產(chǎn)出作為本發(fā)明的層疊結(jié)構(gòu)的包括具有465 nm 發(fā)光波長的藍(lán)色LED結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體晶片。
第一接合金屬沉積步驟、第二接合金屬沉積步驟
第一接合金屬10沉積在如上所述獲得的層疊結(jié)構(gòu)17的表面上(第一接 合金屬沉積步驟)。另外，第二接合金屬13沉積在本發(fā)明中所使用的保持襯 底11的表面上(第二接合金屬沉積步驟)。
在本發(fā)明中采用作為氮化物基半導(dǎo)體裝置襯底的典型襯底作為保持襯 底。例如，保持襯底可以采用從摻雜P或摻雜N的硅、Ge、 SiC和GaP構(gòu) 成的組中所選擇的至少一個成分。
對于在本發(fā)明中所使用的第一接合金屬和第二接合金屬，作為實例，可 以列舉AuSn、 Au、 Sn、 In、 Pd、 Al、 Ag、 Ag-Nd和Ag-Bi。在其中采用 AuSn的情形，優(yōu)選具有大約20wt%的Sn成分的AuSn。第一和第二接合金 屬可以具有相同或不同的成分。典型的組合是基于包括20wt。/。的Sn的AuSn 作為第 一接合金屬和Au作為第二接合金屬。
具體地，在上述層疊結(jié)構(gòu)形成步驟中獲得的層疊結(jié)構(gòu)17的P型層6上、 沉積了具有大約3 pm厚度的AuSn的第一接合金屬10,在它們之間具有大 約2 (im厚度的Pt的歐姆電極7、具有大約200 nm厚度的Ag - Nd的反射層 8和具有大約100 nm厚度的Ni - Ti壁壘層9 (第一接合金屬沉積步驟)。歐
姆電極7、反射層8、壁壘層9和第一接合金屬IO可以通過例如氣相沉積的 恰當(dāng)?shù)姆椒ǔ练e。氣相沉積包括例如EB (電子束)氣相沉積、電阻加熱蒸 發(fā)等。
在具有48 mm的直徑由P型硅構(gòu)成的保持村底11上，通過EB氣相沉 積、電阻加熱蒸發(fā)等提供例如具有大約1 pm厚度的由Au構(gòu)成的第二接合金 屬13，在它們之間具有大約50nm厚度的Ti層作為粘合層12 (第二接合金
屬沉積步驟)。 .
通過上述工藝，第 一接合金屬和第二接合金屬可以分別沉積在層疊結(jié)構(gòu) 上和保持襯底上。
接合步驟
在接合步驟中，保持襯底11和層疊結(jié)構(gòu)17通過在其中位于層疊結(jié)構(gòu)17 上的第一接合金屬10和位于保持襯底11上的第二接合金屬13相互面對的 狀態(tài)下接合第一接合金屬IO和第二接合金屬13而接合。接合工藝可以通過 如下步驟實施建立相互面對的第一接合金屬IO和第二接合金屬13之間的 接觸，并且在310。C的溫度和300N/cn^的壓力等的條件下施加共晶接合等。
在本發(fā)明的接合步驟中，優(yōu)選保持襯底與層疊結(jié)構(gòu)沿對應(yīng)于第二接合金 屬沉積側(cè)的保持襯底表面的整個面積與層疊結(jié)構(gòu)結(jié)合。在這種情形，可以使 得保持襯底和層疊結(jié)構(gòu)之間的接合更好，由此進(jìn)一步改善了接合成品率?？?以獲得具有高可靠性的氮化物基半導(dǎo)體裝置。具體地，優(yōu)選在之間的位置上 結(jié)合保持襯底和層疊結(jié)構(gòu)使得保持襯底的表面面對對應(yīng)于第 一接合金屬沉 積側(cè)的層疊結(jié)構(gòu)表面的中心區(qū)。
在本發(fā)明中，優(yōu)選在接合步驟中使通過接合第一接合金屬和第二接合金 屬獲得的接合金屬避免了與支撐襯底的接觸。換而言之，優(yōu)選在其中接合金 屬不通過特別地擴(kuò)散到支撐'襯底側(cè)面的接合金屬與支撐襯底接觸的受控狀 態(tài)下結(jié)合保持襯底和層疊結(jié)構(gòu)。如果接合金屬特別地擴(kuò)散到支撐襯底的側(cè) 面，則通過接合金屬將產(chǎn)生保持襯底和支撐襯底之間的粘合，導(dǎo)致移走支撐 襯底困難和/或殘留移走的支撐襯底的殘留物的可能性。另外，可以容易出現(xiàn) 層疊結(jié)構(gòu)的翹曲或剝離。
為了避免接合金屬和支撐襯底之間的接觸，優(yōu)選設(shè)置支撐襯底和保持襯 底的表面面積與接合金屬的層厚度的關(guān)系在恰當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。在本發(fā)明中，保 持襯底的表面面積設(shè)置得比支撐襯底的表面面積d、。這樣選擇支撐襯底和保 持襯底的尺寸和接合金屬的層厚度，使得支撐襯底表面的跨度和保持襯底表 面的跨度的差比位于保持村底和層疊結(jié)構(gòu)上的接合金屬的層厚度之和大。 支撐襯底移走步驟
在支撐襯底移走步驟中，支撐襯底1與將被移走的層疊結(jié)構(gòu)17分離。 該移走可以通過從支撐襯底1的背側(cè)即從層疊結(jié)構(gòu)形成側(cè)的相反側(cè)，向支撐 襯底1施加激光束而實施，由此在構(gòu)成層疊結(jié)構(gòu)17的氮化物基半導(dǎo)體中與
支撐襯底1接觸的層被部分熱分解從而引起層疊結(jié)構(gòu)17和支撐襯底1之間 的分離。 _
當(dāng)采用上述方法時，在層疊結(jié)構(gòu)形成步驟期間，優(yōu)選作為緩沖層形成進(jìn) 行熱分解的氮化物基半導(dǎo)體層。此外，在支撐襯底和層疊結(jié)構(gòu)之間可以附加 地提供與熱分解相關(guān)的層。
在本發(fā)明中在其中通過從背側(cè)對支撐村底施加激光束移走支撐襯底的 情形，優(yōu)選制造方法還包括鏡面拋光將要照射激光束的支撐襯底的背側(cè)的鏡 面拋光步驟。鏡面拋光將要施加激光束的面的優(yōu)點在于，由于在施加激光束 的面上的激光束散射小，所以僅需低的激光功率照射支撐襯底。因而，降低 了對層疊結(jié)構(gòu)17內(nèi)的發(fā)光層的損傷等。
從良好地分離和移走支撐襯底的觀點而言，上述激光束優(yōu)選施加到支撐 襯底的背側(cè)的整個表面上。優(yōu)選在支撐村底的背側(cè)的整個表面上通過研磨和 /或拋光而均勻地進(jìn)行鏡面拋光工藝。支撐村底端部的鏡面容易被變成不平 的。因而優(yōu)選通過選擇恰當(dāng)?shù)难心ズ蛼伖鈼l件進(jìn)行鏡面拋光使得包括端部的 背側(cè)的整個表面的鏡面狀態(tài)變得平坦。如果在支撐襯底背側(cè)的鏡面不均勻， 則激光束的照射將變得不均勻，導(dǎo)致氮化物基半導(dǎo)體的熱分解不足的缺點。 結(jié)果，可以變得難于移走支撐襯底，和/或可以保留移走的支撐襯底的殘留物。
在其中通過從支撐襯底的背側(cè)施加激光束而移走支撐襯底的情形，優(yōu)選 支撐襯底的背側(cè)在下側(cè)時施加激光束。其優(yōu)點是通過氮化物基半尋體的熱分 解從層疊結(jié)構(gòu)分離的支撐襯底可以直接向下落下，從而簡化了支撐襯底的移 走。
其它步驟
上述支撐襯底移走之后，可以進(jìn)行下述公知的傳統(tǒng)操作從而制造氮化物 基半導(dǎo)體裝置。例如從N型層3側(cè)使用光刻膠掩模實施R正(反應(yīng)離子蝕刻)， 從而完全去除P型層6并且形成用于芯片分割的溝槽(劃線)，然后暴露反
射層8。通過RIE形成的溝槽的寬度可以設(shè)置為大約20 (im。例如基本上在 清潔的N型層3的所有暴露表面上，形成作為透明導(dǎo)體層14的透明導(dǎo)體ITO 至150nm的厚度。在其上形成n接合焊盤電極(Au/Cr )作為焊盤電極15， 并且使其與導(dǎo)線.6連接。通過RIE可以例如在清潔的N型層3的暴露表面 形成凹入和突起，隨后在基本上整個表面上形成作為透明導(dǎo)體層14的透明 導(dǎo)體ITO。通過上述方法，可以獲得氮化物基半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的氮化物基半導(dǎo)體裝置可以用于各種裝置，例如LED、 LD的發(fā) 光裝置、光接收裝置，功率裝置等。
將根據(jù)下列實例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不局限于此。
實例1
在本實例中，通過層疊結(jié)構(gòu)形成步驟、第一接合金屬沉積步驟、第二接 合金屬沉積步驟、接合步驟、鏡面拋光步驟、支撐襯底移走步驟以及傳統(tǒng)的 公知步驟，制造對應(yīng)于圖2所示的結(jié)構(gòu)的GaN基LED,以作為氮化物基半 導(dǎo)體裝置。
層疊結(jié)構(gòu)形成步驟。
具有50.2mm的直徑和430jim的厚度的C平面藍(lán)寶石晶片用作支撐襯 底1。支撐襯底1放置于MOCVD裝置內(nèi)，在氫氣環(huán)境中升溫至IIO(TC以進(jìn)
4亍熱々蟲刻。
接著，溫度降低至30(TC ,并且通入作為III族原材料的三曱基鎵(TMG ) 和作為N原材料的氨，以生長例如厚度為20 nm的低溫沉積GaN緩沖層。 然后，溫度升至IOOO"C，并且通入三曱基鎵(TMG)、氨和SiH4作為原材料， 以生長摻雜硅的N型GaN層至大約6jim，作為N型層3。然后，溫度降低 至800。C之后，通入TMG、三曱基銦(TMI)、 NH;;和SiH4作為原材料，從 而形成包括GaN壁壘層(厚度10 nm )和InGaN阱層(發(fā)光波長465 nm; 厚度3nm)的6周期多量子阱有源層，作為發(fā)光層4。
然后，生長溫度升高到IOOO'C，通入作為原材料的TMG、三曱基鋁 (TMA)、 NH3，以及作為摻雜劑的二茂基鎂(Cp2Mg),從而順序形成作為 蒸發(fā)阻擋層5的厚度大約為30nm的P型AlGaN層，和作為P型層6的厚度 大約為200 nm的P型Ga.N接觸層。因而，生產(chǎn)出包括具有465 nm發(fā)光波 長的藍(lán)色LED結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體晶片，作為層疊結(jié)構(gòu)17。
第一接合金屬沉積步驟
在作為P型層6沉積于支撐襯底1上的P型GaN接觸層上通過EB形成 具有3 nm厚度的Pt的歐姆電極7之后，通過賊射形成具有》00 nm厚度的 Ag - Nd的反射層8、和具有大約lOOnm厚度的Ni - Ti壁壘層9。由AuSn 構(gòu)成的具有3(im厚度的第一接合金屬IO通過電子加熱蒸發(fā)沉積。作為第一 接合金屬10使用的AuSn合金包含20wt。/。的Sn。
第二接合金屬沉積步驟
在作為保持襯底形成的具有48 mm直徑的P型硅保持襯底上，通過FJB 蒸發(fā)按順序形成厚度50nm的Ti粘合層12和具有l(wèi)pm厚度的Au第二接合 金屬13。
接合步驟
使上述沉積的第一接合金屬IO和第二接合金屬13相互面對地接觸，并 且隨后在310。C的溫度和300N/cm2的壓力下進(jìn)行共晶接合從而建立它們之
間的4妻合。
鏡面拋光步驟
在使用市販研磨/拋光機(jī)械研磨支撐襯底1的背側(cè)使得支撐襯底1的厚度 變成400jim之后，鏡面拋光支撐襯底1的整個背側(cè)，即將要照射激光束的面。
支撐襯底移走步驟'
YAG - THG (釔鋁石榴石第三諧波)激光束(波長355nm )從支撐襯底 1背側(cè)的被鏡面拋光的表面施力口，—由此熱分解與支撐襯底1和部分N型層3 接觸的GaN緩沖層。因而，支撐襯底l被分離移走。換言之，通過熱分解 GaN緩沖層被完全去除，從而暴露N型層3的表面。
從N型層3側(cè)使用光刻膠掩模實施RIE (反應(yīng)離子蝕刻)從而完全去除 P型層6并且形成用于芯片切割的溝槽(劃線)，并且隨后暴露反射層8。通 過RIE形成的溝槽的寬度是大約20pm。作為透明導(dǎo)體層的透明導(dǎo)體ITO基 本上在清潔的N型層3的所有暴露表面上形成至150nm的厚度。在其上形 成作為焊盤電極15的金n接合焊盤電極(Au/Cr),并且與由Au形成的導(dǎo) 線16連4婁。
通過上述方法，獲得了氮化物基半導(dǎo)體裝置。
緊接在接合步驟之后的裝置的視覺確認(rèn)中，未觀測到在其側(cè)面和支撐襯 底的接合金屬的擴(kuò)散。在支撐襯底1和接合金屬之間沒有接觸。此外，沒有接合金屬擴(kuò)散至層疊結(jié)構(gòu)17的側(cè)面。
在本實例中，具有大約50.2mm直徑的晶片用作支撐襯底1，并且具有 大約48mm直徑的晶片用作保持襯底11。換而言之，支撐襯底表面的直徑和 保持襯底表面的直徑之間的差是大約2.2mm。由于在支撐襯底1側(cè)的第一接 合金屬10的層厚度是3pm，并且在保持襯底11側(cè)的第二接合金屬的層厚度 是lpm,所以第一和第二接合金屬10和13的層厚度之和為4 pm。在本實 例中，設(shè)置支撐襯底表面的跨度和保持襯底表面的跨度之間的差大于第一和 第二接合金屬的厚度之和。接合金屬不擴(kuò)散至具有大約7 pm厚度的層疊結(jié) 構(gòu)17的側(cè)面。
對于本實例通過剝離試驗計算的接合成品率是100%。因此可以理解， 通過本發(fā)明的氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法，可以獲得例如至少98%的良 好的接合成品率。
本發(fā)明的氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法可以方便地應(yīng)用于例如發(fā)光 裝置、光接收裝置和功率裝置等氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造。
盡管已經(jīng)詳細(xì)描述和示出了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)清楚地理解上述描述和示 出僅是示意性的，并且僅僅是實例而不是限制性的，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要 求確定。
權(quán)利要求
1.一種氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法，所述氮化物基半導(dǎo)體裝置包括其中保持襯底和由氮化物基半導(dǎo)體構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)通過它們之間的接合金屬相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，所述制造方法包括步驟在支撐襯底上形成由所述氮化物基半導(dǎo)體構(gòu)成的所述層疊結(jié)構(gòu)，在所述層疊結(jié)構(gòu)上沉積第一接合金屬，在所述保持襯底上沉積第二接合金屬，在其中所述第一接合金屬和所述第二接合金屬相互面對的狀態(tài)下接合所述第一接合金屬至所述第二接合金屬從而接合所述保持襯底和所述層疊結(jié)構(gòu)，所述第一接合金屬和所述第二接合金屬構(gòu)成所述接合金屬，并且從所述層疊結(jié)構(gòu)分離所述支撐結(jié)構(gòu)以將其移走，其中對應(yīng)于所述第二接合金屬沉積特別的所述保持襯底的表面面積設(shè)置得比對應(yīng)于所述層疊結(jié)構(gòu)形成側(cè)的所述支撐襯底的表面面積小。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中使所述接 合金屬避免與所述支撐襯底接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述支撐 襯底具有不大于400 (im的厚度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中在所述接 合步驟中，所述保持襯底與所述層疊結(jié)構(gòu)沿對應(yīng)于所述第二接合金屬沉積側(cè) 的所述表面的整個面積結(jié)合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中在所述支 撐襯底的移走步驟中所述支撐襯底的移走通過從所述支撐襯底的背側(cè)照射 激光束實施，以分離所述層疊結(jié)構(gòu)和所述支撐襯底。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法，所述方法還包 括在所述移走支撐襯底的步驟之前，鏡面拋光將要施加激光束的所述支撐襯 底的面的步驟。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5的氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中在所述支 撐襯底的背側(cè)位于下側(cè)時施加所述激光束。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中所述保持 襯底由從摻雜磷或摻雜氮的Si、 Ge、 SiC和GaP構(gòu)成的組中所選擇的至少一種形成。 '
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氮化物基半導(dǎo)體裝置的制造方法，該制造方法包括步驟在支撐襯底上形成由氮化物基半導(dǎo)體構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)，在層疊結(jié)構(gòu)上沉積第一接合金屬，在保持襯底上沉積第二接合金屬，在其中第一接合金屬和第二接合金屬相互面對的狀態(tài)下接合第一接合金屬和第二接合金屬從而接合保持襯底和層疊結(jié)構(gòu)，其中第一接合金屬和第二接合金屬構(gòu)成接合金屬，并且從層疊結(jié)構(gòu)分離支撐結(jié)構(gòu)以將其移走。設(shè)置保持襯底的表面面積比支撐襯底的表面面積小。因而可以避免在保持襯底上的裂紋、斷裂、碎屑等。
文檔編號H01L21/02GK101174557SQ20071016720
公開日2008年5月7日 申請日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月1日
發(fā)明者幡俊雄 申請人:夏普株式會社