在一种用于横向分离半导体晶片（１）的方法中，提供生长衬底（２），将半导体层序列（３）生长到生长衬底上，其中半导体层序列包括设计为分离层（４）的层和至少一个在生长方向上跟随在分离层（４）之后的功能半导体层（５）。随后，离子穿过功能半导体层（５）被注入进分离层（４）中，并沿着分离层（４）分离半导体晶片（１），其中半导体晶片（１）的包含生长衬底（２）的部分被分离。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于横向分离半导体晶片的方法和光电子器件本专利申请要求德国专利申请10 2005 052 358. 7和10 2005 041 571.7的优先权，其公开内容通过引用结合于此。本专利技术涉及一种用于横向分离半导体晶片，特别是分离光电子半导 体晶片的方法，其中生长衬底被与半导体晶片分开。本专利技术还涉及一种光 电子器件。在制造光电子器件(例如LED或者半导体激光器)时，通常希望的是， 用于外延生长光电子器件的半导体层序列的生长衬底事后被从半导体晶 片分开。例如，在所谓的薄膜技术中，光电子器件的半导体层序列首先外延地 生长到生长衬底上，接着支承体被施加到半导体层序列的与生长衬底对置 的表面上，并且随后分离生长衬底。该方法一方面具有这样的优点在新 的支承体上留下了比较薄的外延层序列，尤其是当在外延层序列与新的支 承体之间设置有反射的或者提高反射的层时，从该外延层序列可以以高的 效率耦合输出由光电子器件所发射的辐射。此外，生长衬底在剥离之后可 有利地再次被使用，这尤其是当生长衬底由比较高级的材料特别是蓝宝 石、SiC、 GaN或者A1N构成时是有利的。例如在出版物US 5, 374, 564中描述了一种用于横向分离半导体晶片 的方法。此外，在US 6, 815, 309中还公开了一种用于横向分离半导体晶片的 方法，其中外延衬底的薄层被转移到另一更低级的衬底上，以便以这样的 方式产生适于外延的准衬底(Quasisubstrat)。在此，外延衬底通过重复 地剥离分别生长到新的支^H底上的薄层而被逐渐消耗。在这种方法中， 存在这样的危险外延衬底的被施加到新的支承衬底上的薄层可能由于事 先进行的离子注入而受到损害，其中该离子注入通过衬底的待剥离的层进 行。这在外延层生长到准衬底上时可能会对外延层的晶体质量产生不利的 影响。由C. H. Yun, N. W. Cheung所著的出版物Thermal and Mechanical Separation of Silicon Layers from Hydrogen PaUern-Implanted5Wafers (Journ. of Electronic Materials, Vol. 30， Nr. 8， 2001， 960- 964页)公开了一种用于以热学方式或者机械方式将珪层从硅晶片 分离的方法。本专利技术的任务在于提供一种改进的用于将生长衬底从半导体晶片分 离的方法，以及具有在生长衬底上生长的半导体层序列的光电子器件，其 中降低了由于在半导体层的外延生长之前进行的离子注入导致损坏生长衬底的危险。此外，生长衬底应该优选无残留地祐^从半导体晶片剥离并且 因此完全可以再次使用。该任务通过一种具有权利要求1所述特征的方法以及一种根据权利 要求23所述的光电子器件来解决。本专利技术的有利的改进方案和扩展方案 ^!从属权利要求的主题。在一种根据本专利技术的用于横向分离半导体晶片的方法中，提供了一种 生长衬底，半导体层序列外延地生长到该生长衬底上，其中半导体层序列 包括作为分离层而设置的层和至少一个在生长方向上跟随在分离层之后 的功能半导体层。随后，离子穿过功能半导体层被注入进分离层中，并且 半导体晶片被分离，其中半导体晶片的包含生长衬底的部分沿着分离层被分离。由于离子并未注入进生长衬底，而是注入进包^^在外延生长的半导体 层序列中的分离层中，所以在沿着分离层分离半导体晶片时，半导体晶片 的包含整个生长衬底的部分被分离。半导体晶片在横向方向上被分离，其 中该横向方向在分离层的平面中延伸。于是，在半导体晶片被分离时，生 长衬底有利地未被分开并且完全可以再次使用。尤其是，层序列可以在生 长衬底上多次地生长并且l^被分离，而在此生长衬底并未被逐渐消耗。 这尤其是当高级衬底如GaN衬底、A1N衬底、蓝宝石衬底或者SiC衬底用 作生长衬底时是有利的。分离优选借助热处理，优选在300x:至1200x:之间的温度下进行。尤其是，热处理可以在300X:至9001C之间的温度下进行。在此，被注入的 离子在分离层中扩散并且产生气泡(B1 i s ter )。气泡在分离层中的扩展最 后导致半导体晶片分离成包含生长衬底的第 一部分和包含功能半导体层 的第二部分。以这样的方式来分离半导体晶片的包含生长衬底的部分。在热处理时，可以通过提高环境温度也可以通过由电磁辐射(例如激 光辐射或者微波辐射)来局部加热而引^J分离层的逐渐加热。可选地，半导体晶片也可以机械的方式沿着注入区被分离，其方式例 如是将半导体晶片的对置的表面与辅助支承体相连，并且将扭矩施加到这 些表面，使得半导体晶片沿着分离层被分离。在用于将生长衬底分开的分离半导体晶片的方法步骤之后，生长衬底 可以包含分离层的被分离的部分。在分离之后，在生长衬底上所包含的分 离层的部分优选事后被从生长衬底去除，例如借助刻蚀工艺或者抛光工艺 来去除，以便使生长衬底为外延生长另外的半导体层序列作好准备。半导体层序列优选基于氮化物半导体材料。以下，基于氮化物半导体材料意味着，这种所表示的器件或者器件的一部分优选包括InxAlyGai tyN,其中0《x《1、 0《y《1并且x + y《1。在此，该材料并非一定必须具 有按照上面的式子的在数学上精确的组分。更准确地i兌，它可以具有一种 或者多种掺杂材料以及附加的组成成分，它们基本上不改变该材料的物理 特性。然而，出于简单的原因，上面的式子仅仅包含晶格的主要组成成分 (Al， Ga， In， N)，即使这些成分部分可被少量其它材料所代替。优选地，氢离子穿过功能半导体层被注入进分离层中。可选地，也可 以4吏用惰性气体(如氦、氖、氪或者氙)的离子。也可能的是，不同原子的离子被注入，尤其是氢离子和氦离子，或者 氢离子和硼离子。这样的优点是降低了所需的注入剂量。为了分离包含生长衬底的半导体晶片的部分，所实施的热处理优选在 在300X:至900r之间的温度下进行。在此，被注入的离子在分离层中扩 散并且产生气泡(Blister)。在离子注入之后，优选对半导体层序列进行热退火，以便减小由于通 过半导体层序列进行的离子注入而对层质量可能产生的的影响。热退火不 必直接在离子注入之后进行，而是例如当已经在比退火过程所需的温度更 低的温度下进行导致半导体晶片分离的气泡形成的情况下，特别是可以在 分离半导体晶片之后才进行。分离层优选包含至少 一种具有比镓更大的核电荷数的元素，例如铟。 具有比镓更大的核电荷数的元素可以作为掺杂剂引入分离层中，或者优选 是分离层的半导体材料的组成部分。尤其是，分离层可以是InGaN层。具 有高核电荷数的元素在分离层中的存在具有这样的优点在离子注入时渗 入分离层中的离子被减速，并且因此减少了进一步的渗入。在这样的情况 下，分离层于是作为针对被注入离子的停止层。特别有利的是，在离子注入时注入较高能量的离子，以便避免对功能 半导体层的可能的损害。尤其已证明的是，通过在离子注入时提高离子能 量可以减小功能半导体层的损害。然而，离子能量的提高通常导致被注入 的离子在垂直于分离层平面的方向上形成更宽的且更平坦的浓度分布，该 浓度分布会对剥离工艺产生不利影响。所注入的离子的浓度分布的整个半值宽度例如可以为大约200nm。由于分离本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于横向分离半导体晶片（１）的方法，该半导体晶片包含生长衬底（２）和半导体层序列（３），所述方法具有以下方法步骤： －提供生长衬底（２）， －将半导体层序列（３）外延地生长到生长衬底（２）上，其中半导体层序列（３）包括设计为分离层（４）的层和至少一个在生长方向上跟随在分离层（４）之后的功能半导体层（５）， －通过功能半导体层（５）将离子注入进分离层（４），以及 －分离半导体晶片（１），其中半导体晶片（１）的包含生长衬底（２）的部分（１ａ）被沿着分离层（４）分离。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2005-9-1 10 2005 041 571.7;DE 2005-11-2 10 20051.一种用于横向分离半导体晶片(1)的方法，该半导体晶片包含生长衬底(2)和半导体层序列(3)，所述方法具有以下方法步骤-提供生长衬底(2)，-将半导体层序列(3)外延地生长到生长衬底(2)上，其中半导体层序列(3)包括设计为分离层(4)的层和至少一个在生长方向上跟随在分离层(4)之后的功能半导体层(5)，-通过功能半导体层(5)将离子注入进分离层(4)，以及-分离半导体晶片(1)，其中半导体晶片(1)的包含生长衬底(2)的部分(1a)被沿着分离层(4)分离。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助热处理来进行分离。3. 根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，在3001C到1200 匸之间的温度下进4亍热处理。4. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，生长衬底 (2 )是GaN衬底或者A1N衬底。5. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，半导体层 序列(3)基于氮化物半导体。6. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在离子注 入时，氢离子、氦离子、氢离子和氦离子、或者氢离子和硼离子被注入。7. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在离子注 入之后对半导体层序列(3)进行热退火。8. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，分离层(4) 包含至少 一种具有比镓大的核电荷数的元素。9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，分离层(4)包含铟。10. 根据上iijL利要求中任一项所述的方法，其特征在于，半导体层 序列(3)包含至少一个与分离层(4)相邻的、针对所注入的离子的扩散 势垒层(10， 11 )。11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，扩散势垒层(10， 是以Zn、 Fe或者Si掺杂的氮化物半导体层。12. 根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，半导体层序列 (3 )在分离层(4 )的两...
【专利技术属性】
技术研发人员：福尔克尔黑勒，克里斯托夫艾克勒，
申请(专利权)人：奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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