專利名稱：圖形生長(zhǎng)襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種外延生長(zhǎng)的圖形生長(zhǎng)襯底。
背景技術(shù)：
LED行業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)之一是:外延生長(zhǎng)的均勻性。業(yè)界長(zhǎng)時(shí)間以來把注意力主要集中在提高M(jìn)OCVD設(shè)備的氣流均勻性、石墨盤的溫度場(chǎng)的均勻性和實(shí)時(shí)監(jiān)控生長(zhǎng)襯底的翹曲程度。但是，即使能夠把石墨盤的溫度場(chǎng)的均勻性做到完美，由于每個(gè)生長(zhǎng)襯底的內(nèi)部應(yīng)力、厚度及厚度均勻性等各不相同，每片生長(zhǎng)襯底在外延生長(zhǎng)過程中由于外延層和生長(zhǎng)襯底的熱漲系數(shù)不同所帶來的翹曲的形狀和程度各不相同，使得每片生長(zhǎng)襯底的溫度場(chǎng)的分布不同，導(dǎo)致外延片上的每個(gè)芯片的性能不同。即使采用實(shí)時(shí)監(jiān)控生長(zhǎng)襯底的翹曲程度，但是，尤其是對(duì)幾十片的大型MOCVD設(shè)備，很難實(shí)時(shí)監(jiān)控每一片生長(zhǎng)襯底的翹曲程度；即使能夠監(jiān)控，由于每一片生長(zhǎng)襯底的翹曲程度不同，也很難調(diào)整生長(zhǎng)工藝以便適應(yīng)每一片生長(zhǎng)襯底。因此，只是單純改進(jìn)設(shè)備，很難完全解決同一外延片上的芯片的性能的均勻性問題。同時(shí)，LED行業(yè)正在經(jīng)歷從2寸到4寸、到6寸、再到8寸、甚至更大尺寸的生長(zhǎng)襯底的發(fā)展過程。生長(zhǎng)襯底的尺寸越大，均勻性問題越重要，只有解決了大尺寸生長(zhǎng)襯底的外延生長(zhǎng)的均勻性問題，采用大尺寸生長(zhǎng)襯底以便降低成本的優(yōu)勢(shì)才能充分表現(xiàn)出來。因此，即使提高了 2英寸外延片的均勻性，仍然需要面對(duì)采用更大尺寸生長(zhǎng)襯底的外延片的均勻性問題。因此，需要改進(jìn)生長(zhǎng)襯底。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明從改進(jìn)生長(zhǎng)襯底著手，采用隔離帶把生長(zhǎng)襯底分成數(shù)個(gè)子區(qū)域，每個(gè)子區(qū)域上的外延層對(duì)其下面的生長(zhǎng)襯底的拉伸或擠壓作用與相鄰的子區(qū)域上的外延層對(duì)其下面的生長(zhǎng)襯底的拉伸或擠壓作用相互抵消，同時(shí)，每個(gè)子區(qū)域的外延層的尺寸比較小，因此，降低在外延生長(zhǎng)過程中，外延片的翹曲程度，提高外延片內(nèi)部的溫度場(chǎng)分布的均勻性，減小了外延層內(nèi)的應(yīng)力，進(jìn)而提高了芯片性能的均勻性，達(dá)到提高外延片上不同位置的芯片的性能的均勻性。一旦把區(qū)域外延生長(zhǎng)和改進(jìn)MOCVD設(shè)備的性能相結(jié)合，就能夠更好的提高外延生長(zhǎng)的均勻性，極大的降低生長(zhǎng)襯底的個(gè)體差異性帶來的外延生長(zhǎng)的均勻性的不確定性。本發(fā)明的目的是提供一種外延生長(zhǎng)的圖形生長(zhǎng)襯底，以減少外延生長(zhǎng)時(shí)中出現(xiàn)的外延片翹曲和外延片內(nèi)部的溫度場(chǎng)分布不均勻性的現(xiàn)象，從而使同一個(gè)外延片上的芯片的性能均勻，并且改善芯片的性能。下述的描述適用于本發(fā)明的所有實(shí)施例。(I)圖形生長(zhǎng)襯底，包括:生長(zhǎng)襯底，形成在生長(zhǎng)襯底上的隔離帶，隔離帶把生長(zhǎng)襯底分隔成至少兩個(gè)子區(qū)域，在每個(gè)子區(qū)域，生長(zhǎng)襯底的表面暴露。
(2)生長(zhǎng)襯底包括，藍(lán)寶石生長(zhǎng)襯底，硅生長(zhǎng)襯底，石墨生長(zhǎng)襯底，等。(3)隔離帶的厚度為I埃至10微米。(4)隔離帶的寬度彡2x(預(yù)計(jì)的外延層生長(zhǎng)的厚度-隔離帶的厚度)。(5)子區(qū)域的形狀包括，多邊形、圓形、環(huán)形、非規(guī)則形狀。(6)子區(qū)域的形狀進(jìn)一步包括，多邊形、圓形、環(huán)形、非規(guī)則形狀的組合。(7)子區(qū)域的多邊形形狀包括，正三角形、正方形、長(zhǎng)方形、平行四邊形、正六邊形。(8)生長(zhǎng)襯底進(jìn)一步包括邊緣隔離帶，沿著生長(zhǎng)襯底的圓周的邊緣形成一個(gè)環(huán)形隔離帶，稱之為邊緣隔離帶。(9)邊緣隔離帶的形狀包括環(huán)形和齒狀環(huán)形。(10)隔離帶和/或邊緣隔離帶的材料包括，二氧化硅，氮化硅，高溫金屬，高溫金屬化合物，等。其中，高溫金屬包括，鎢，鈦，等。(11)形成隔離帶和/或邊緣隔離帶的方法包括:在生長(zhǎng)襯底上形成隔離帶和/或邊緣隔離帶的材料的薄膜，利用光刻技術(shù)形成隔離帶和/或邊緣隔離帶。(12)在生長(zhǎng)襯底上形成隔離帶和/或邊緣隔離帶的材料的薄膜的方法包括，PECVD方法、電子束方法、電鍍方法，等。(13)在帶有隔離帶和/或邊緣隔離帶的材料的薄膜的生長(zhǎng)襯底上形成隔離帶和/或邊緣隔離帶的方法包括，干法 刻蝕、濕法刻蝕，等。(14)本發(fā)明的區(qū)域生長(zhǎng)技術(shù)，可以應(yīng)用于LED行業(yè)的外延生長(zhǎng)，也可以應(yīng)用于其他行業(yè)的外延生長(zhǎng)，例如，激光，硅半導(dǎo)體，等。


圖1展示本發(fā)明的帶有子區(qū)域和隔離帶的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。圖2a展示本發(fā)明的帶有子區(qū)域、隔離帶和邊緣隔離帶的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。圖2b展示圖2a的實(shí)施例的局部放大圖。圖2c展示本發(fā)明的帶有子區(qū)域、隔離帶和齒狀環(huán)形形狀的邊緣隔離帶的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。圖3a展示本發(fā)明的生長(zhǎng)襯底在外延生長(zhǎng)過程中內(nèi)部應(yīng)力分布的一個(gè)實(shí)施例的截面圖。圖3b展示本發(fā)明的生長(zhǎng)襯底在外延生長(zhǎng)過程中內(nèi)部應(yīng)力分布的一個(gè)實(shí)施例的截面圖。圖4a至圖4d展示本發(fā)明的生長(zhǎng)襯底的子區(qū)域的形狀的幾個(gè)實(shí)施例的俯視圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖1展示本發(fā)明的帶有子區(qū)域和隔離帶的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。在生長(zhǎng)襯底11上形成隔離帶13，隔離帶13把生長(zhǎng)襯底11分隔成至少2個(gè)子區(qū)域。子區(qū)域包括邊緣子區(qū)域和中心子區(qū)域，邊緣子區(qū)域有一個(gè)邊不與其他子區(qū)域相連接，而是生長(zhǎng)襯底11的邊緣。中心子區(qū)域與周邊的其他子區(qū)域連接。圖1中，共有16個(gè)子區(qū)域:12個(gè)邊緣子區(qū)域12a和4個(gè)中心子區(qū)域12b。注意:子區(qū)域的數(shù)量并不限于16個(gè)，子區(qū)域的數(shù)量至少有2個(gè)。外延層并不在隔離帶上生長(zhǎng)。圖2a展示本發(fā)明的帶有子區(qū)域、隔離帶和具有圓環(huán)形狀的邊緣隔離帶的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。在生長(zhǎng)襯底11上形成隔離帶13，隔離帶13把生長(zhǎng)襯底11分隔成25個(gè)子區(qū)域:16個(gè)邊緣子區(qū)域12a和9個(gè)中心子區(qū)域12b。與圖1展示的實(shí)施例不同，圖2a的實(shí)施例包括一個(gè)圍繞生長(zhǎng)襯底11邊緣的園環(huán)形狀的邊緣隔離帶21a。圖2b展示圖2a的實(shí)施例的局部放大圖。圖2c展示本發(fā)明的帶有子區(qū)域、隔離帶和具有齒狀環(huán)形的形狀的邊緣隔離帶21b的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。圖3a展示本發(fā)明的生長(zhǎng)襯底在外延生長(zhǎng)過程中內(nèi)部應(yīng)力的一個(gè)實(shí)施例的截面圖。生長(zhǎng)襯底11被隔離帶13分成多個(gè)子區(qū)域，每個(gè)子區(qū)域上生長(zhǎng)子外延層30，相鄰子區(qū)域上生長(zhǎng)的子外延層互不連接。每個(gè)子外延層30對(duì)生長(zhǎng)襯底的表面施加擠壓作用31，相鄰兩個(gè)子外延層30對(duì)生長(zhǎng)襯底11的擠壓作用31互相抵消。圖3b展示本發(fā)明的生長(zhǎng)襯底在外延生長(zhǎng)過程中內(nèi)部應(yīng)力的一個(gè)實(shí)施例的截面圖。生長(zhǎng)襯底11被隔離帶13分成多個(gè)子區(qū)域，每個(gè)子區(qū)域上生長(zhǎng)子外延層30，相鄰子區(qū)域上生長(zhǎng)的子外延層互不連接。每個(gè)子外延層30對(duì)生長(zhǎng)襯底的表面施加拉伸作用32，相鄰兩個(gè)子外延層30對(duì)生長(zhǎng)襯底11的拉伸作用32互相抵消。圖4a至圖4d展示本發(fā)明的生長(zhǎng)襯底的子區(qū)域的形狀的幾個(gè)實(shí)施例的俯視圖。圖4a展示的子區(qū)域42a的形狀是正三角形。圖4b展示的子區(qū)域42b的形狀是平行四邊形。圖4c展示的子區(qū)域42c的形狀是園形。圖4d展示的子區(qū)域42d的形狀是正六邊形。最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種圖形生長(zhǎng)襯底，包括:生長(zhǎng)襯底，形成在所述的生長(zhǎng)襯底上的隔離帶，所述的隔離帶把所述的生長(zhǎng)襯底分隔成至少兩個(gè)子區(qū)域，在每個(gè)所述的子區(qū)域，所述的生長(zhǎng)襯底的表面暴露。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖形生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的隔離帶的厚度為I埃至10微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的圖形生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的隔離帶的寬度>2x(預(yù)計(jì)的外延層生長(zhǎng)的厚度-隔離帶的厚度)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的圖形生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的子區(qū)域的形狀包括，多邊形、圓形、環(huán)形、非規(guī)則形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的圖形生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的子區(qū)域的形狀進(jìn)一步包括，多邊形、圓形、環(huán)形和非規(guī)則形狀的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的圖形生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的子區(qū)域的多邊形形狀包括，正三角形、正方形、長(zhǎng)方形、平行四邊形、正六邊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的圖形生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的生長(zhǎng)襯底進(jìn)一步包括邊緣隔離帶，所述的邊緣隔離帶形成在所述的生長(zhǎng)襯底的圓周的邊緣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的圖形生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的邊緣隔離帶的形狀包括園環(huán)形狀和齒狀環(huán)形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的圖形生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的生長(zhǎng)襯底包括，藍(lán)寶石生長(zhǎng)襯底、硅生長(zhǎng)襯底、石墨生長(zhǎng)襯底。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的圖形生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的隔離帶的材料包括，二氧化娃，氮化娃，高溫金屬，高溫金屬化合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的圖形生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的高溫金屬包括，鎢，鈦。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種圖形生長(zhǎng)襯底，包括生長(zhǎng)襯底，形成在生長(zhǎng)襯底上的隔離帶，隔離帶把生長(zhǎng)襯底分隔成至少兩個(gè)子區(qū)域。子區(qū)域的形狀包括，多邊形、圓形、環(huán)形、非規(guī)則形狀，以及多邊形、圓形、環(huán)形和非規(guī)則形狀的組合，等。其中，子區(qū)域的多邊形形狀包括，正三角形、正方形、長(zhǎng)方形、平行四邊形、正六邊形，等。隔離帶的厚度為1埃至10微米，隔離帶的寬度為≥2x(預(yù)計(jì)的外延層生長(zhǎng)的厚度-隔離帶的厚度)。生長(zhǎng)襯底進(jìn)一步包括邊緣隔離帶，邊緣隔離帶形成在生長(zhǎng)襯底的圓周的邊緣。邊緣隔離帶的形狀包括園環(huán)形狀和齒狀環(huán)形狀，等。
文檔編號(hào)H01L33/20GK103094443SQ20111035538
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者彭暉 申請(qǐng)人:亞威朗光電(中國(guó))有限公司