半导体衬底的制造方法、半导体衬底以及抑制生长层裂纹产生的方法技术

本发明专利技术要解决的问题在于提供一种能够抑制生长层的裂纹产生的新颖技术。本发明专利技术是一种半导体衬底的制造方法，包括：用于降低基底衬底(10)的强度的脆加工步骤(S10)；和用于在基底衬底(10)上形成生长层(20)的晶体生长步骤(S20)。此外，本发明专利技术是一种用于抑制生长层(20)中裂纹的产生的方法，包括在基底衬底(10)上形成生长层(20)之前降低基底衬底(10)强度的脆加工步骤(S10)。加工步骤(S10)。加工步骤(S10)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体衬底的制造方法、半导体衬底以及抑制生长层裂纹产生的方法


[0001]本专利技术涉及半导体衬底的制造方法、半导体衬底以及抑制生长层的裂纹产生的方法。

技术介绍

[0002]以往，在半导体衬底的制造中，通过在基底衬底上使与基底衬底不同的半导体材料进行晶体生长(所谓的异质外延生长)来制造期望的半导体材料的半导体衬底。
[0003]然而，在异质外延生长中，被视为问题的是，由于两种材料的晶格常数或热膨胀系数的差民而导致生长层中的裂纹产生、位错产生、表面形貌恶化、衬底翘曲等。
[0004]为了解决在生长层中产生裂纹等问题，做法是，在基底衬底和生长层之间形成用于吸收由晶格常数差或热膨胀系数差引起的应力的中间层(所谓的缓冲层)。
[0005]例如，在专利文献1中公开了一种两步生长法，即，为了吸收由Si衬底和化合物半导体之间的晶格常数和热膨胀系数差引起的应力或晶体缺陷，在形成化合物半导体层之前形成低温生长层。
[0006]此外，在专利文献2中公开了一种在碳化硅(SiC)层和氮化镓(GaN)层之间插入氮化铝(AlN)层作为缓冲层的技术。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2000
‑
311903号公报
[0010]专利文献2：日本特开2013
‑
179121号公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的问题
[0012]另外，上述生长层中的裂纹产生即使在基底衬底上使与基底衬底相同的半导体材料进行晶体生长(所谓的同质外延生长)的情况下也会出现。即，在底层衬底和生长层的掺杂浓度不同的情况下，由于在基底衬底和生长层之间晶格间距离不同而会产生裂纹。
[0013]本专利技术要解决的问题在于提供一种能够抑制生长层的裂纹产生的新颖技术。
[0014]解决问题的手段
[0015]解决上述问题的本专利技术是一种半导体衬底的制造方法，包括：降低基底衬底的强度的脆加工步骤；和在所述基底衬底上形成生长层的晶体生长步骤。
[0016]这样，通过包括降低基底衬底的强度的脆加工步骤，可以将在生长层中产生的应力释放到基底衬底，并且抑制生长层的裂纹产生。
[0017]在本专利技术的优选实施方式中，所述晶体生长步骤是形成收缩率与所述基底衬底不同的所述生长层的步骤。
[0018]根据本专利技术，通过将由基底衬底和生长层的收缩率的差引起的应力释放到基底衬
底，可以抑制在生长层侧产生裂纹。
[0019]在本专利技术的优选实施方式中，所述基底衬底和所述生长层是不同的掺杂浓度。
[0020]根据本专利技术，可以抑制由基底衬底和生长层的掺杂浓度的差引起的裂纹产生。即，可以在同质外延生长中抑制生长层的裂纹产生。
[0021]在本专利技术的优选实施方式中，所述基底衬底和所述生长层是不同的材料。
[0022]根据本专利技术，可以抑制由基底衬底和生长层的半导体材料的物性(晶格常数、热膨胀系数)的差引起的裂纹的产生。即，可以在异质外延生长中抑制生长层的裂纹产生。
[0023]在本专利技术的优选实施方式中，所述脆加工步骤具有：在所述基底衬底上形成贯通孔的贯通孔形成步骤；和去除通过所述贯通孔形成步骤所引入的应变层的应变层去除步骤。
[0024]在本专利技术的优选实施方式中，所述贯通孔形成步骤通过对所述基底衬底照射激光而形成贯通孔。
[0025]在本专利技术的优选实施方式中，所述应变层去除步骤通过进行热处理而去除所述基底衬底的应变层。
[0026]在本专利技术的优选实施方式中，所述基底衬底是碳化硅；所述应变层去除步骤在硅气氛下蚀刻所述基底衬底。
[0027]在本专利技术的优选实施方式中，所述晶体生长步骤利用物理气相输送法进行生长。
[0028]此外，本专利技术还涉及一种抑制生长层的裂纹产生的方法。即，解决上述问题的本专利技术是一种抑制生长层的裂纹产生的方法，其包括在基底衬底上形成生长层之前降低所述基底衬底的强度的脆加工步骤。
[0029]在本专利技术的优选实施方式中，所述脆加工步骤具有：在所述基底衬底上形成贯通孔的贯通孔形成步骤；和去除通过所述贯通孔形成步骤所引入的应变层的应变层去除步骤。
[0030]在本专利技术的优选实施方式中，所述应变层去除步骤通过进行热处理而蚀刻所述基底衬底。
[0031]在本专利技术的优选实施方式中，所述基底衬底是碳化硅；所述应变层去除步骤在硅气氛下蚀刻所述基底衬底。
[0032]专利技术的效果
[0033]根据所公开的技术，可以提供一种能够抑制生长层的裂纹产生的新颖技术。
[0034]其他问题、特征和优点将通过阅读下面描述的实施本专利技术的实施方式并结合附图和权利要求而变得显而易见。
附图说明
[0035]图1是说明根据实施方式的半导体衬底的制造方法的步骤的说明图。
[0036]图2是说明根据实施方式的半导体衬底的制造方法的步骤的说明图。
[0037]图3是根据实施方式的贯通孔形成步骤的说明图。
[0038]图4是说明根据实施方式的晶体生长步骤的说明图。
[0039]图5是根据实施例1的贯通孔形成步骤的说明图。
[0040]图6是根据实施例1的应变层去除步骤的说明图。
[0041]图7是根据实施例1的晶体生长步骤的说明图。
[0042]图8是根据实施例1的降温步骤的说明图。
具体实施方式
[0043]以下参照附图对根据本专利技术的半导体衬底的制造方法的优选实施方式进行详细说明。本专利技术的技术范围不限于附图所示的实施方式，能够在权利要求书记载的范围内适当变更。此外，附图是概念图，各部件的相对尺寸等并不限定本专利技术。此外，在本说明书中，以说明本专利技术为目的，存在基于附图的上下而指称上下的情况，但在与本专利技术的半导体衬底的使用方式等关系方面不限定上下。另外，在以下实施方式的说明和附图中，对相同的结构附上相同的附图标记，并且省略重复的说明。
[0044]《半导体衬底的制造方法》
[0045]图1和图2示出了根据本专利技术的实施方式的半导体衬底的制造方法的步骤。
[0046]根据实施方式的半导体衬底的制造方法可以包括：降低基底衬底10的强度的脆加工步骤S10；在基底衬底10上形成生长层20的晶体生长步骤S20；以及在晶体生长步骤S20之后使基底衬底10和生长层20降温的降温步骤S30。
[0047]此外，本实施方式可以理解为一种通过包括在基底衬底10上形成生长层20之前降低基底衬底10的强度的脆加工步骤S10而抑制在生长层20中产生裂纹的方法。
[0048]以下，对实施方式的各步骤进行详细说明。
[0049]<脆加工步骤>
[0050]脆加工步骤是降低基底衬底10的强度的步骤。换句话说，脆加工步骤S10是加工成使基底衬底10容易因外力而受到变形或破坏的步骤。进一步换句话说，脆加工步骤S10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体衬底的制造方法，包括：降低基底衬底的强度的脆加工步骤；和在所述基底衬底上形成生长层的晶体生长步骤。2.根据权利要求1所述的半导体衬底的制造方法，其中，所述晶体生长步骤形成收缩率与所述基底衬底不同的所述生长层。3.根据权利要求1或2所述的半导体衬底的制造方法，其中，所述基底衬底和所述生长层是不同的掺杂浓度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体衬底的制造方法，其中，所述基底衬底和所述生长层是不同的材料。5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体衬底的制造方法，其中，所述脆加工步骤具有：在所述基底衬底上形成贯通孔的贯通孔形成步骤；和去除通过所述贯通孔形成步骤所引入的应变层的应变层去除步骤。6.根据权利要求5所述的半导体衬底的制造方法，其中，所述贯通孔形成步骤通过对所述基底衬底照射激光而形成贯通孔。7.根据权利要求5或6所述的半导体衬底的制造方法，其中，所述应变层去除步骤通过进行热处理而去除所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金子忠昭，堂岛大地，
申请(专利权)人：丰田通商株式会社，
类型：发明
国别省市：