外延结构制造方法和外延结构技术

本申请提供的外延结构制造方法和外延结构，涉及半导体技术领域。其中，外延结构制造方法包括：提供多个衬底，并基于翘曲度将所述多个衬底进行分类，得到至少一个衬底组，其中，同一衬底组中的各衬底的翘曲度属于相同的预设范围、不同衬底组中各衬底的翘曲度属于不同的预设范围；在一个衬底组中获取至少两个衬底；通过同一设备、同一工艺在所述至少两个衬底中的每一个衬底的一面外延生长形成一匹配层，以通过该匹配层和该衬底之间形成的应力对该衬底的翘曲度进行调整。通过上述方法，可以改善现有技术中通过同一设备、同一工艺进行外延生长得到的各外延结构之间存在均匀性较差的问题。

【技术实现步骤摘要】
外延结构制造方法和外延结构
本申请涉及半导体
，具体而言，涉及一种外延结构制造方法和外延结构。
技术介绍
在半导体器件中，特别是GaN光电器件和功率器件，主要使用Si、SiC和Sapphire(蓝宝石)作为衬底。其中，在实际的生产过程中，一般会通过在同一设备(如MOCVD设备)、同一工艺(如MOCVD工艺)中基于多个衬底进行批量性的外延生长。经专利技术人研究发现，在多个衬底中一般会存在部分具有一定翘曲度的衬底，且不同衬底的翘曲度之间的差异可能会比较大，特别在衬底回收使用时翘曲度差异会更加大。因此，在各衬底的翘曲度不一致的情况下，基于各衬底进行外延生长得到的外延结构之间会存在均匀性较差的问题。并且，该问题一方面会导致外延结构整体制造的良率降低，另一方面因需要增加器件的筛选工艺而导致制造成本增加。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种外延结构制造方法和外延结构，以改善现有技术中通过同一设备、同一工艺进行外延生长得到的各外延结构之间存在均匀性较差的问题。为实现上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：一种外延结构制造方法，包括：提供多个衬底，并基于翘曲度将所述多个衬底进行分类，得到至少一个衬底组，其中，同一衬底组中的各衬底的翘曲度属于相同的预设范围、不同衬底组中各衬底的翘曲度属于不同的预设范围；在一个衬底组中获取至少两个衬底；通过同一设备、同一工艺在所述至少两个衬底中的每一个衬底的一面外延生长形成一匹配层，以通过该匹配层和该衬底之间形成的应力对该衬底的翘曲度进行调整。在本申请实施例较佳的选择中，在上述外延结构制造方法中，同一个衬底组中各衬底的材料相同，该方法还包括：基于每一个衬底组对应的材料和该衬底组对应的预设范围预先确定一外延生长参数，其中，基于不同的材质、不同预设范围确定的外延生长参数不同；所述通过同一设备、同一工艺在所述至少两个衬底中的每一个衬底的一面外延生长形成对应的一匹配层的步骤，包括：获取所述至少两个衬底预先确定的外延生长参数；通过同一设备、同一工艺在所述至少两个衬底中的每一个衬底的一面按照获取的外延生长参数生长形成一匹配层。在本申请实施例较佳的选择中，在上述外延结构制造方法中，述基于每一个衬底组对应的材质和该衬底组对应的预设范围预先确定一外延生长参数的步骤，具体为：基于每一个衬底组对应的材质和该衬底组对应的预设范围预先确定所述匹配层的厚度，其中，所述所述匹配层包括成核层和/或缓冲层，该成核层的厚度为10～200nm，该缓冲层的厚度为0.5～2μm。在本申请实施例较佳的选择中，在上述外延结构制造方法中，所述基于每一个衬底组对应的材质和该衬底组对应的预设范围预先确定所述匹配层的厚度的步骤，包括：基于所述衬底组的材质和所述匹配层的材质，确定需要所述匹配层提供的应力的类型，其中，该应力包括压应力和张应力；若需要所述匹配层提供压应力，则根据第一预设关系和所述衬底组对应的预设范围确定所述匹配层的厚度，其中，基于第一预设关系确定所述匹配层的厚度时，任意两个预设范围中，翘曲度较大的一个预设范围对应的匹配层的厚度小于翘曲度较小的一个预设范围对应的匹配层的厚度；若需要所述匹配层提供张应力，则根据第二预设关系和所述衬底组对应的预设范围确定所述匹配层的厚度，其中，基于第二预设关系确定所述匹配层的厚度时，任意两个预设范围中，翘曲度较大的一个预设范围对应的匹配层的厚度大于翘曲度较小的一个预设范围对应的匹配层的厚度。在本申请实施例较佳的选择中，在上述外延结构制造方法中，该方法还包括：在每一个所述匹配层远离所述衬底的一面外延生长形成厚度为0.1～0.5μm的沟道层；在每一个所述沟道层远离所述匹配层的一面外延生长形成厚度为10～50nm的势垒层；在每一个所述势垒层远离所述沟道层的一面外延生长形成厚度为1～10nm的帽层。一种外延结构制造方法，包括：提供包括第一衬底和第二衬底的至少两个衬底，其中，所述第一衬底具有第一翘曲度，所述第二衬底具有不同于所述第一翘曲度的第二翘曲度；在所述第一翘曲度和所述第二翘曲度属于不同的预设范围时，通过不同的设备和/或不同的工艺分别在所述第一衬底上生长形成第一匹配层、在所述第二衬底上生长形成第二匹配层，以通过所述第一匹配层与所述第一衬底之间形成的应力对该第一衬底的翘曲度进行调整、通过所述第二匹配层与所述第二衬底之间形成的应力对该第二衬底的翘曲度进行调整。在本申请实施例较佳的选择中，在上述外延结构制造方法中，所述在所述第一翘曲度和所述第二翘曲度属于不同的预设范围时，通过不同的设备和/或不同的工艺分别在所述第一衬底上生长形成第一匹配层、在所述第二衬底上生长形成第二匹配层的步骤包括：在所述第一翘曲度和所述第二翘曲度属于不同的预设范围时，将第一外延生长参数匹配于所述第一翘曲度，并将第二外延生长参数匹配于所述第二翘曲度，其中，所述第一外延生长参数不同于所述第二外延生长参数；通过不同的设备和/或不同的工艺分别基于所述第一外延生长参数在所述第一衬底上生长形成第一匹配层、基于所述第二外延生长参数在所述第二衬底上生长形成第二匹配层，其中，外延生长后所述第一衬底的具有第三翘曲度、所述第二衬底具有第四翘曲度，且所述第三翘曲度与所述第四翘曲度的翘曲差值小于所述第一翘曲度与所述第二翘曲度的翘曲差值。在本申请实施例较佳的选择中，在上述外延结构制造方法中，所述第一外延生长参数和所述第二外延生长参数中的每一个外延生长参数包括匹配层的厚度，所述第一匹配层和所述第二匹配层中的每一匹配层包括成核层和/或缓冲层，该成核层的厚度为10～200nm，该缓冲层的厚度为0.5～2μm。在本申请实施例较佳的选择中，在上述外延结构制造方法中，若所述第一翘曲度大于所述第二翘曲度且需要所述第一匹配层和所述第二匹配层提供压应力，则所述第一匹配层的厚度小于所述第二匹配层的厚度；若所述第一翘曲度大于所述第二翘曲度且需要所述第一匹配层和所述第二匹配层提供张应力，则所述第一匹配层的厚度大于所述第二匹配层的厚度。在本申请实施例较佳的选择中，在上述外延结构制造方法中，该方法还包括：在所述第一匹配层远离所述第一衬底的一面外延生长形成厚度为0.1～0.5μm的第一沟道层，并在所述第二匹配层远离所述第二衬底的一面外延生长形成厚度为0.1～0.5μm的第二沟道层；在所述第一沟道层远离所述第一匹配层的一面外延生长形成厚度为10～50nm的第一势垒层，并在所述第二沟道层远离所述第二匹配层的一面外延生长形成厚度为10～50nm的第二势垒层；在所述第一势垒层远离所述第一沟道层的一面外延生长形成厚度为1～10nm的第一帽层，并在所述第二势垒层远离所述第二沟道层的一面外延生长形成厚度为1～10nm的第二帽层。在上述基础上，本申请实施例还提供了一种外延结构，该外延结构通过上述的外延结构制造方法制造形成。本申请提供的外延结构制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外延结构制造方法，其特征在于，包括：/n提供多个衬底，并基于翘曲度将所述多个衬底进行分类，得到至少一个衬底组，其中，同一衬底组中的各衬底的翘曲度属于相同的预设范围、不同衬底组中各衬底的翘曲度属于不同的预设范围；/n在一个衬底组中获取至少两个衬底；/n通过同一设备、同一工艺在所述至少两个衬底中的每一个衬底的一面外延生长形成一匹配层，以通过该匹配层和该衬底之间形成的应力对该衬底的翘曲度进行调整。/n

【技术特征摘要】
1.一种外延结构制造方法，其特征在于，包括：
提供多个衬底，并基于翘曲度将所述多个衬底进行分类，得到至少一个衬底组，其中，同一衬底组中的各衬底的翘曲度属于相同的预设范围、不同衬底组中各衬底的翘曲度属于不同的预设范围；
在一个衬底组中获取至少两个衬底；
通过同一设备、同一工艺在所述至少两个衬底中的每一个衬底的一面外延生长形成一匹配层，以通过该匹配层和该衬底之间形成的应力对该衬底的翘曲度进行调整。


2.根据权利要求1所述的外延结构制造方法，其特征在于，同一个衬底组中各衬底的材料相同，该方法还包括：
基于每一个衬底组对应的材料和该衬底组对应的预设范围预先确定一外延生长参数，其中，基于不同的材质、不同预设范围确定的外延生长参数不同；
所述通过同一设备、同一工艺在所述至少两个衬底中的每一个衬底的一面外延生长形成对应的一匹配层的步骤，包括：
获取所述至少两个衬底预先确定的外延生长参数；
通过同一设备、同一工艺在所述至少两个衬底中的每一个衬底的一面按照获取的外延生长参数生长形成一匹配层。


3.根据权利要求2所述的外延结构制造方法，其特征在于，所述基于每一个衬底组对应的材质和该衬底组对应的预设范围预先确定一外延生长参数的步骤，具体为：
基于每一个衬底组对应的材质和该衬底组对应的预设范围预先确定所述匹配层的厚度，其中，所述所述匹配层包括成核层和/或缓冲层，该成核层的厚度为10～200nm，该缓冲层的厚度为0.5～2μm。


4.根据权利要求3所述的外延结构制造方法，其特征在于，所述基于每一个衬底组对应的材质和该衬底组对应的预设范围预先确定所述匹配层的厚度的步骤，包括：
基于所述衬底组的材质和所述匹配层的材质，确定需要所述匹配层提供的应力的类型，其中，该应力包括压应力和张应力；
若需要所述匹配层提供压应力，则根据第一预设关系和所述衬底组对应的预设范围确定所述匹配层的厚度，其中，基于第一预设关系确定所述匹配层的厚度时，任意两个预设范围中，翘曲度较大的一个预设范围对应的匹配层的厚度小于翘曲度较小的一个预设范围对应的匹配层的厚度；
若需要所述匹配层提供张应力，则根据第二预设关系和所述衬底组对应的预设范围确定所述匹配层的厚度，其中，基于第二预设关系确定所述匹配层的厚度时，任意两个预设范围中，翘曲度较大的一个预设范围对应的匹配层的厚度大于翘曲度较小的一个预设范围对应的匹配层的厚度。


5.根据权利要求1-4任意一项所述的外延结构制造方法，其特征在于，该方法还包括：
在每一个所述匹配层远离所述衬底的一面外延生长形成厚度为0.1～0.5μm的沟道层；
在每一个所述沟道层远离所述匹配层的一面外延生长形成厚度为10～50nm的势垒层；
在每一个所述势垒层远离所述沟道层的一面外延生长形成厚度为1～10nm的帽层。


6.一种外延结构制造方法，其特征在于，包括：
提供包括第一衬底和第二衬底的至少两个衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈科伟，
申请(专利权)人：苏州能讯高能半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32