一种衬底加工方法及半导体器件制造方法技术

本发明专利技术提供一种衬底加工方法以及半导体器件制造方法，衬底加工过程中，自晶棒切割得到多个衬底之后，对衬底的表面进行处理，可以是衬底的单面或者双面，然后对衬底进行退火。在退火过程中，在催化剂的作用下，表面处理剂中的有机可溶钙盐与衬底发生反应，形成一层较软材料的改性层，该改性层为疏松结构，起到软化衬底的作用，降低了衬底表面的硬度。表面处理剂中的有机可溶钙盐易溶于水，可配制成均匀溶液喷洒在衬底表面，使衬底表面涂敷得更均匀，提高衬底软化深度的均匀性。在后续的研磨及抛光过程中，能够显著提高研磨和抛光效率，降低衬底的加工难度。通过调整退火工序的温度及时间，控制表面处理剂与衬底的反应程度，控制被软化的衬底的厚度，进而降低后续机械加工的难度，提高衬底的加工质量。提高衬底的加工质量。提高衬底的加工质量。

【技术实现步骤摘要】
一种衬底加工方法及半导体器件制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种衬底加工方法及半导体器件制造方法。

技术介绍

[0002]在半导体器件的制造过程中，通常需要借助生长衬底进行外延层的生长，因此衬底的加工及制造尤其重要。通常，衬底主要加工过程包括：长晶、切割、研磨、退火、抛光和抛光等。衬底的硬度是影响衬底加工质量的一个显著因素。目前用于半导体器件制备的衬底的材料大多莫氏硬度较大，例如蓝宝石，其莫氏硬度达9。高硬度的材料导致衬底加工困难，例如衬底的切割、研磨难度大并且耗时长，并且对机台的损伤较大，隐形中增加了衬底加工成本。另外，衬底硬度过高直接影响最终衬底的品质，造成衬底品质差，进而影响后续半导体器件的性能。
[0003]基于上述问题及缺陷，有必要提供一种衬底加工方法，降低衬底的莫氏硬度来降低衬底的加工难度，提高衬底品质。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种衬底加工方法及半导体器件制造方法。本专利技术中在对衬底进行退火之前，首先对衬底进行单面或双面表面处理，使得衬底在退火过程中与表面处理剂发生反应而被软化，由此降低衬底的加工难度，提高衬底的加工质量。表面处理剂中软化剂成分，其材料选用有机可溶钙盐，有机可溶钙盐易溶于水，可轻易地配制成均匀溶液，喷洒在衬底表面，使衬底表面涂覆的处理剂分布更均匀，从而提高衬底软化深度的均匀性，提高衬底的品质，同时也能够提高衬底加工效率。
[0005]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术的一实施例提供了一种衬底加工方法，该方法包括以下步骤：对长晶形成的晶棒进行切割，得到多个衬底，每一个所述衬底均包括第一表面和第二表面；对所述衬底进行表面处理，所述表面处理剂是由有机钙可溶盐、催化剂以及防粘剂混合均匀所得到；对表面处理后的所述衬底进行退火，使所述衬底与所述表面处理剂反应，以在所述衬底表面形成改性层；对退火后的所述衬底进行研磨。
[0006]可选地，对所述衬底进行表面处理包括：在所述衬底的第一表面和/或第二表面涂覆表面处理剂；将涂覆有表面处理剂的所述衬底依次堆叠放置；经所述衬底在100℃~200℃的温度下烘烤0~2h。
[0007]可选地，对表面处理后的所述衬底进行退火还包括以下步骤：
将涂覆有表面处理剂的所述衬底放入加热炉；在30℃~3000℃的温度范围内对所述衬底进行退火，退火时间为0.1 h~30天。
[0008]可选地，对表面处理后的所述衬底进行退火还包括以下步骤：升温：以0.5~200℃/min的升温速率，将加热炉升温至100℃~2000℃；保温：在100~2000℃的温度范围内，保温0.1h~500 h；降温：以0.5~200℃/min的降温速率将加热炉降温至室温。
[0009]可选地，所述改性层的厚度为所述衬底厚度的0~100%。
[0010]可选地，该衬底加工方法还包括以下步骤：对研磨后的所述衬底进行清洗；对清洗后的所述衬底进行铜抛和抛光。
[0011]本专利技术的又一实施例提供了一种半导体器件制备方法，该方法包括以下步骤：提供衬底，采用本专利技术所述的衬底加工方法对所述衬底进行加工；在所述衬底的第一表面和/或第二表面形成至少一层半导体层；对所述半导体层进行蚀刻。
[0012]可选地，在所述衬底的所述第一表面和/或所述第二表面形成至少一层半导体层还包括以下步骤：在所述衬底上形成第一半导体层；在所述第一半导体层上方形成有源层；在所述有源层上方形成与所述第一半导体层的导电性相反的第二半导体层。
[0013]可选地，该半导体器件制造方法还包括：分别形成与所述第一半导体层和所述第二半导体层连通的第一电极和第二电极。
[0014]如上所述，本专利技术提供的衬底加工方法以及半导体器件制造方法，至少具备如下有益技术效果：本专利技术的方法中，衬底加工过程中，自晶棒切割得到多个衬底之后，对衬底进行表面处理，可以对衬底的单面或者双面进行表面处理，然后对衬底进行退火。该表面处理剂包括软化剂、催化剂以及防粘剂，在退火过程中，在催化剂的作用下，表面处理剂中的软化剂，即有机可溶钙盐与衬底发生反应，在衬底表面形成改性层，该改性层为疏松结构，能够起到软化衬底的作用，降低了衬底表面的强度。有机可溶性钙易溶于水，可轻易地配制成均匀溶液，喷洒在衬底表面，使衬底表面涂覆的处理剂分布更均匀，从而提高衬底软化深度的均匀性，提高衬底的品质。经表面处理及退火后的衬底在后续的研磨及铜抛、抛光过程中，能够显著提高研磨和抛光效率，降低衬底的加工难度。
[0015]本专利技术的方法中，通过调整退火工序的温度及时间，可以控制表面处理剂与衬底的反应程度，即控制被软化的衬底（改性层）的厚度，由于软化后的衬底的研磨及抛光效率更高，因此有利于降低后续研磨和抛光的难度，提高加工效率，并且可以提高衬底的加工质量。
[0016]另外，由于改性层与衬底的晶格和热力学性质的差别，可以调整衬底的晶格参数及外延生长的热应力，使衬底与外延层更加匹配，降低晶格失配率及热失配率，有利于提高外延质量。
附图说明
[0017]图1显示为本专利技术一实施例提供的衬底加工方法的流程图。
[0018]图2显示为自晶棒线切得到的衬底的示意图。
[0019]图3显示为一可选实施例中对衬底进行表面处理时衬底的堆叠方式。
[0020]图4显示为另一可选实施例中对衬底进行表面处理时衬底的堆叠方式。
[0021]图5显示为衬底与表面处理剂发生反应形成改性层的结构示意图。
[0022]图6a显示为进行退火处理前的衬底的示意图。
[0023]图6b显示为经退火处理之后的衬底的示意图。
[0024]图7显示为未经表面处理的衬底的图形化后的表面图形的示意图。
[0025]图8显示为本专利技术中经表面处理后的衬底的图形化后的表面图形的示意图。
[0026]图9显示为本专利技术另一实施例提供的半导体器件制造方法的流程示意图。
具体实施方式
[0027]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0028]需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，虽图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量、位置关系及比例可在实现本方技术方案的前提下随意改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
[0029]衬底的制备是半导体器件制造过程中非常重要的一个环节，衬底的质量或品质直接影响着器件的性能。衬底加工一般需要经过长晶、切割、研磨、退火、抛光、清洗等一系列复杂的过程。大多数的衬底材料的莫氏硬度较大，例如蓝宝石衬底，其莫氏硬度为9，导致其研磨、抛光等加工过程较为困难，加工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种衬底加工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、对长晶形成的晶棒进行切割，得到多个衬底，每一个所述衬底均包括第一表面和第二表面；S2、对所述衬底进行表面处理，所述表面处理剂是由有机可溶钙盐、催化剂以及防粘剂混合均匀所得到；S3、对表面处理后的所述衬底进行退火，使所述衬底与所述表面处理剂反应，以在所述衬底表面形成改性层；S4、对退火后的所述衬底进行研磨。2.根据权利要求1所述的衬底加工方法，其特征在于，对所述衬底进行表面处理包括：在所述衬底的第一表面和/或第二表面涂覆表面处理剂；将涂覆有表面处理剂的所述衬底依次堆叠放置；经所述衬底在100℃~200℃的温度下烘烤0~2 h。3.根据权利要求1所述的衬底加工方法，其特征在于，对表面处理后的所述衬底进行退火还包括以下步骤：将涂覆有表面处理剂的所述衬底放入加热炉；在30℃~3000℃的温度范围内对所述衬底进行退火，退火时间为0.1h~30天。4.根据权利要求3所述的衬底加工方法，其特征在于，对表面处理后的所述衬底进行退火还包括以下步骤：升温：以0.5~200℃/min的升温速率，将加热炉升温至100℃~2000℃；保...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞评，曾柏翔，刘增伟，张佳浩，陈铭欣，
申请(专利权)人：福建晶安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：