本發(fā)明涉及電力器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及復(fù)合襯底及其制備方法、半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)：

目前，有的半導(dǎo)體器件的襯底，通過(guò)在藍(lán)寶石(Al₂O₃)片上采用MOCVD法生長(zhǎng)氮化鎵(GaN)層來(lái)獲得。

而上述在藍(lán)寶石(Al₂O₃)片上生長(zhǎng)氮化鎵(GaN)層的生長(zhǎng)較慢，進(jìn)而使在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中生產(chǎn)氮化鎵(GaN)的復(fù)合襯底效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)上述在藍(lán)寶石片上生產(chǎn)氮化鎵層生長(zhǎng)較慢，導(dǎo)致生產(chǎn)氮化鎵(GaN)的復(fù)合襯底效率較低的問(wèn)題，提供一種高效率生產(chǎn)復(fù)合襯底及其制備方法、半導(dǎo)體器件。

一種復(fù)合襯底的制作方法，包括以下步驟：

在硅晶片生長(zhǎng)氮化鎵層；

將所述氮化鎵層與藍(lán)寶石片鍵合，形成鍵合體；

將所述硅晶片從所述氮化鎵層上剝離。

上述復(fù)合襯底由在硅晶片上生長(zhǎng)氮化鎵層。并使氮化鎵層與藍(lán)寶石片相鍵合，最后使硅晶片從氮化鎵層上剝離，這樣相比較于傳統(tǒng)的直接在藍(lán)寶石片上生長(zhǎng)氮化鎵層時(shí)間短，提高了復(fù)合襯底的生產(chǎn)效率。

在其中一個(gè)實(shí)施方式，所述生長(zhǎng)為氫化物氣相外延生長(zhǎng)。

在其中一個(gè)實(shí)施方式，所述氮化鎵層的厚度為10μm-50μm。

在其中一個(gè)實(shí)施方式，在所述將所述氮化鎵層與藍(lán)寶石片鍵合的步驟之后，所述復(fù)合襯底的制作方法還包括：

將鍵合體中的所述藍(lán)寶石片減薄。

在其中一個(gè)實(shí)施方式，所述減薄為研磨拋光減薄。

一種復(fù)合襯底，包括：

藍(lán)寶石襯底層；

鍵合于所述藍(lán)寶石襯底層上的氮化鎵層。

上述復(fù)合襯底由藍(lán)寶石襯底層與氮化鎵層直接鍵合而得到，這樣相比較于傳統(tǒng)的直接在藍(lán)寶石片上生長(zhǎng)氮化鎵層時(shí)間短，提高了復(fù)合襯底的生產(chǎn)效率。

在其中一個(gè)實(shí)施方式，所述氮化鎵層的厚度為10μm-50μm。

在其中一個(gè)實(shí)施方式，所述藍(lán)寶石襯底層的厚度為430-750um.

在其中一個(gè)實(shí)施方式，所述藍(lán)寶石襯底層呈圓形，且所述圓形藍(lán)寶石襯底層的直徑大小大于等于2英寸。

一種半導(dǎo)體器件，以上所述的復(fù)合襯底。

上述半導(dǎo)體器件的復(fù)合襯底由藍(lán)寶石襯底層與氮化鎵層直接鍵合而得到，這樣相比較于傳統(tǒng)的直接在藍(lán)寶石片上生長(zhǎng)氮化鎵層時(shí)間短，提高了復(fù)合襯底的生產(chǎn)效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式的復(fù)合襯底的制作方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式的復(fù)合襯底制作過(guò)程中第一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式的復(fù)合襯底制作過(guò)程中第二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式的復(fù)合襯底制作過(guò)程中第三結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱為“設(shè)置于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說(shuō)明的目的，并不表示是唯一的實(shí)施方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

如圖1所示，本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式公開了一種復(fù)合襯底的制作方法，該復(fù)合襯底的制作方法包括以下步驟：

S1：在硅晶片生長(zhǎng)氮化鎵層；

本實(shí)施方式中的硅晶片110也可以商購(gòu)，亦可以通過(guò)切割硅晶棒加后續(xù)處理獲得。本發(fā)明對(duì)此不作限定。

在本實(shí)施方式中，硅晶片110的厚度為1300μm。當(dāng)然，可以理解的是，硅晶片的厚度還可以是675μm，亦或是725μm。本發(fā)明對(duì)硅晶片110的厚度不做特殊限制，可以采用本領(lǐng)域各種常規(guī)的厚度。

如圖2所示，在上述硅晶片110上生長(zhǎng)氮化鎵(GaN)層120，優(yōu)選地，此處的生長(zhǎng)可以采用氫化物氣相外延(Hydride Vapor Phase Epitaxy，HVPE)的生長(zhǎng)，采用該氫化物氣相外延的生長(zhǎng)，生長(zhǎng)速度較快，得到氮化鎵的晶體較好。

一般地，上述氮化鎵層120生長(zhǎng)的厚度10μm-50μm左右，而該氮化鎵層120生長(zhǎng)到該厚度一般需要0.15-1小時(shí)左右。

S2：將所述氮化鎵層與藍(lán)寶石片鍵合，形成鍵合體；

如圖3所示，接著，在本步驟中，將前一步驟中所得到的氮化鎵層120與一藍(lán)寶石片130鍵合。

本步驟中的藍(lán)寶石片130可以商購(gòu)后得到，或商購(gòu)后作減薄處理得到，也可以通過(guò)線切割藍(lán)寶石晶棒加后續(xù)處理獲得，本發(fā)明對(duì)此不作限定。

上述鍵合(bonding)是指：將兩片表面清潔、原子級(jí)平整的同質(zhì)或異質(zhì)材料在一定條件下直接結(jié)合，通過(guò)范德華力、分子力甚至原子力使晶片鍵合成為一體。

由于本發(fā)明的氮化鎵層120與藍(lán)寶石片130通過(guò)鍵合形成，故藍(lán)寶石片130以及氮化鎵層120之間的結(jié)合力很強(qiáng)，其鍵合強(qiáng)度可高達(dá)12MPa。

優(yōu)選地，藍(lán)寶石片130的直徑大于等于6英寸。例如選用6英寸的藍(lán)寶石片130，或者8英寸的藍(lán)寶石片130。

在鍵合后，可以對(duì)上述藍(lán)寶石片作減薄處理，以形成藍(lán)寶石襯底層。一般地，減薄方式為研磨拋光減薄。

在本實(shí)施例中，藍(lán)寶石片130的厚度可以采用本領(lǐng)域各種常規(guī)的厚度，在此不再贅述。

S3：將所述硅晶片從所述氮化鎵層上剝離。

如圖4在上述步驟之后，將上述硅晶片110從上述氮化鎵120層上剝離。此處的剝離方式可以采用本領(lǐng)域常用的剝離方式，本發(fā)明對(duì)此不在贅述。

本實(shí)施方式中的復(fù)合襯底100由在硅晶片110上生長(zhǎng)氮化鎵層120。并使氮化鎵層120與藍(lán)寶石片130相鍵合，最后使硅晶片110從氮化鎵層120上剝離，這樣相比較于傳統(tǒng)的直接在藍(lán)寶石片上生長(zhǎng)氮化鎵層時(shí)間短，提高了復(fù)合襯底的生產(chǎn)效率。

本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方式公開了一種復(fù)合襯底，該復(fù)合襯底包括藍(lán)寶石襯底層以及鍵合于所述藍(lán)寶石襯底層上的氮化鎵層。

一般地，該氮化鎵層的厚度為8μm-10μm，該藍(lán)寶石襯底層的厚度為430-750um。

該藍(lán)寶石襯底層呈圓形，且所述圓形藍(lán)寶石襯底層130的直徑大小大于等于2英寸。

上述鍵合(bonding)是指：將兩片表面清潔、原子級(jí)平整的同質(zhì)或異質(zhì)材料在一定條件下直接結(jié)合，通過(guò)范德華力、分子力甚至原子力使晶片鍵合成為一體。

由于本發(fā)明的氮化鎵層與藍(lán)寶石襯底層通過(guò)鍵合形成，故藍(lán)寶石襯底層以及氮化鎵層之間的結(jié)合力很強(qiáng)，其鍵合強(qiáng)度可高達(dá)12MPa。

優(yōu)選地，藍(lán)寶石襯底層的直徑大于等于6英寸。例如選用6英寸的藍(lán)寶石片，或者8英寸的藍(lán)寶石片。

在鍵合后，可以對(duì)上述藍(lán)寶石片作減薄處理，以形成藍(lán)寶石襯底層。一般地，減薄方式為研磨拋光減薄。

在本實(shí)施例中，藍(lán)寶石襯底的厚度可以采用本領(lǐng)域各種常規(guī)的厚度，在此不再贅述。

本實(shí)施方式中的復(fù)合襯底由藍(lán)寶石襯底層與氮化鎵層直接鍵合而得到，這樣相比較于傳統(tǒng)的直接在藍(lán)寶石片上生長(zhǎng)氮化鎵層時(shí)間短，提高了復(fù)合襯底的生產(chǎn)效率。

本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施方式公開了一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括以上所述的復(fù)合襯底100。

本實(shí)施方式中的半導(dǎo)體器件的復(fù)合襯底100由藍(lán)寶石襯底層與氮化鎵層直接鍵合而得到，這樣相比較于傳統(tǒng)的直接在藍(lán)寶石片上生長(zhǎng)氮化鎵層時(shí)間短，提高了復(fù)合襯底的生產(chǎn)效率。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。