一种根据本发明专利技术的用于横向分离半导体晶片（１）的方法，包括以下方法步骤：提供生长衬底（２）；将半导体层序列（３）外延生长到生长衬底（２）上，该半导体层序列包括功能半导体层（５）；将掩模层（１０）施加到半导体层序列（３）的部分区域上，以产生被屏蔽的区域（１１）和未被屏蔽的区域（１２）；通过未被屏蔽的区域（１２）注入离子，在半导体晶片（１）中产生注入区（１３）；以及沿着注入区（１３）分离半导体晶片（１），其中生长衬底（２）或者生长衬底（２）的至少一部分被从半导体晶片分离。
【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以及光电子器件本申请要求德国专利申请10 2005 052 357.9和10 2005 041 572.5的优 先权，它们的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的方法，特别是横向分离用 于制造光电子器件的半导体晶片的方法，以及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，通常希望事 后将为光电子器件的半导体层序列的外延生长所使用的生长衬底从半导 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 生长在生长衬底上，接着将支承体施加到与生长衬底对置的半导体层序列 表面上，并且随后将生长衬底剥离。该方法一方面的优点是，在新的支承 体上留有较薄的外延层序列，特别是当在外延层序列和新的支承体之间设 置有反射的或者增强反射的层时，由光电子器件发射的辐射可以从该外延 层序列以高的效率被耦合输出。此外有利的是，生长衬底在剥离之后可有 利地被再次使用。当生长衬底由较高级的材料、特别是蓝宝石、SiC或者 GaN构成时，这是特别有利的。在使用蓝宝石构成的透明生长衬底的情况下，生长衬底从外延层序列 的剥离例如可以借助WO 98/14986公开的激光剥离方法来实现。然而， 该方法并不可以容易地应用于氮化物-化合物半导体(特别是GaN)构 成的衬底。出版物US 6,815,309已公开了将高级衬底(例如GaN)的薄层转移 到较低级的支承衬底上。由出版物US 5,374,564公开了一种用于将薄的半导体层从衬底分离 的方法，该方法基于通过要剥离的层将氢离子注入，并且随后进行热处 理，以在离子注入区产生小泡(气泡)，其导致要剥离的半导体层的热爆 裂。在将该方法应用于其上已经外延地沉积有功能半导体层序列的半导 体晶片的情况下，存在的风险是功能半导体层序列在离子注入时，其质 量受到影响。由C. H. Yun， N. W. Cheung的出版物Thermal and Mechanical Separation of Silicon Layers from Hydrogen Pattern-Implanted Wafers (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硅层从硅晶片分离的方法。本专利技术的任务是，提出一种改进的方法，用于横向分离半导体晶片和 一种光电子器件，其中降低了在离子注入时对半导体层序列的损害的风 险。该任务通过具有权利要求1的特征的方法以及根据权利要求32的光 电子器件来解决。本专利技术的有利的扩展方案和改进方案是从属权利要求的 主题。在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，半导体层序列外延生长到该生长衬底上，该半导体层序列包括功能 半导体层。通过将掩模层施加到半导体层序列的部分区域上，产生被屏蔽 的和未被屏蔽的区域。随后，离子通过未被屏蔽的区域被注入半导体晶片 中以生成注入区。该生长衬底或者生长衬底的至少一部分随后沿着半导体 晶片的注入区被分离。于是，至半导体晶片中的离子注入并非整面地进行，而是有利地仅仅 通过未,皮掩模层覆盖的半导体层序列区域来进行。半导体层序列的由4^模 层覆盖的部分区域、特别是功能半导体层的设置在掩模层之下的区域通过 这种方式被保护而免受离子注入过程中可能的损害。优选的是，在离子注入时，将氢离子注入。替代地，也可以使用惰性 气体(例如氦、氖、氪或者氙)的离子。也可能的是，将不同原子的离子注入，特别是氢离子和氦离子，或者 氢离子和硼离子。这样的优点是，减少了所需的注入剂量。优选的是，分离借助热处理来进行，优选在3oor;至i2oo"c范围中的温度情况下进行。特别是热处理可以在300"C至卯0匸之间的温度下进行。在此，被注入注入区中的离子扩散，并且在此产生小泡(气泡)。在小泡 聚集时，半导体晶片最后完全在横向方向中分离，并且通过这种方式，生长衬底或者生长衬底的至少一部分^:从半导体晶片分离。在热处理时，对注入区的加热可以通过提高环境温度以及通过电磁辐 射(例如激光束或者微波束)对局部的加热来引起。虽然离子注入由于半导体层序列的屏蔽而仅仅在半导体晶片的部分 区域中进行，但半导体晶片可以沿着注入区被完全地在横向方向上分离。 这依据的是，离子在离子注入之后的热处理中在横向方向上扩散，并且通 过这种方式从注入区出发，半导体晶片的设置在掩模层之下的部分区域也 渗透有小泡。替代地，半导体晶片沿着注入区也可以以机械方式被分离，例如其方 式是将半导体晶片的对置的表面用辅助支承体相连，并且将扭矩施加到该 辅助支承体上，使得半导体晶片被沿着注入区分离。半导体层序列优逸基于氮化物化合物半导体材料。"基于氮化物化合 物半导体材料"在下文中意味着，这样表示的器件或者器件的部分优选包括lnxAlyGa^-yN，其中(KxSl， 0《y《l并且x+y《1。在此，该材料并非一 定必须具有根据上式的数学上精确的组分。更确切地说，其可以具有一种 或者多种掺杂材料以a本上不改变材料的物理特性的附加的组分。然而 出于简单的原因，上式仅仅包括晶格的主要成分(Al， Ga， In， N)，即 使这些组分可以部分地通过少量的另外的物质来替代。功能半导体层优选U射辐射的或者检测辐射的层。特别地，功能半导体层可以是发光二极管的或者半导体激光器的有源层。特别优选地，功 能半导体层具有InxAlyGaLx-yN，其中0《x《l, 0《y《l并且x+y《1。生长衬底优选是适合于外延生长氮化物化合物半导体材料的衬底，特 别是GaN衬底、A1N衬底、SiC衬底或者蓝宝石衬底。替代地，半导体层序列也可以基于磷化物化合物半导体或者砷化物化 合物半导体。在这种情况中，半导体层序列以及特别是功能半导体层优选 具有InxAlyGa^yP或者InxAlyGa^yAs,其中0&《1， O^y^l并且x+y《l。掩模层例如可以由硅、金属、电介质(例如SiN或者Si02)或者漆 构成。掩模层具有的厚度使得其基本上不能被注入的离子穿透。例如，掩 模层可以是具有2pm或者更大厚度的多晶硅层。半导体层序列的被屏蔽的区域优选在至少一个横向方向上具有20[im 或者更小的尺寸，特别优选为5pm或者更小的尺寸。被屏蔽的区域的这 样小的横向尺寸是有利的，因为要争取实现的是，所注入的离子在热处理 时，从位于半导体层的未被屏蔽的区域之下扩散到位于半导体层序列的被 屏蔽的区域之下的、在横向方向中邻接的区域中，并且这样可以使得半导 体晶片在横向方向中完全被以小泡渗透。掩模层例如可以是条状的掩模层，其中条具有5fim或者更小的宽度，优选为1.5pm至3pm之间(包括 端点)的宽度。注入区例如在生长衬底中生成。在这种情况中，离子通过半导体晶片 的未被屏蔽的区域而注入生长衬底中。在本专利技术的一种优选的实施形式中，生长到生长衬底上的半导体层序 列包含^L计为分离层的层，在该分离层中产生注入区。在这种情况中，离 子注入不是在生长衬底中进行，而是在分离层中进行。这样的优点是，在 沿着在分离层中所生成的注入区将半导体晶片分离时，半导体晶片本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于横向分离半导体晶片的方法，半导体晶片包括生长衬底（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）外延生长到生长衬底（２）上，该半导体层序列包括功能半导体层（５）， －将掩模层（１０）施加到半导体层序列（３）的部分区域上，以产生被屏蔽的区域（１１）和未被屏蔽的区域（１２）， －通过未被屏蔽的区域（１２）注入离子，用于在半导体晶片（１）中产生注入区（１３），以及 －沿着注入区（１３）分离半导体晶片（１），其中生长衬底（２）或者生长衬底（２）的至少一部分被从半导体晶片分离。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【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]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。