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。本发明专利技术中在对晶棒进行切割之前，首先利用表面处理剂对晶棒的侧面进行表面处理，使得晶棒在随后的退火过程中与表面处理剂发生反应而形成改性层，切割表面处理后的晶棒以得到多个衬底，每一个衬底的外圈边缘部分均包括改性区域，由于改性区域与衬底中间区域的材料的晶格和热力学性质的差别，在衬底改性层区域的范围会形成稳定的应力区域，控制衬底发生的扭曲/弯曲的方向和程度，进而优化衬底的面型，提高衬底的加工质量和品质。提高衬底的加工质量和品质。提高衬底的加工质量和品质。

【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，对于生长衬底而言，衬底扭曲/弯曲是影响外延均匀性的最重要的因素。现有技术中，一般长晶晶坨可达到100kg以上，尺寸较大，长晶过程中的温场均匀性不高，导致晶体存在较大的热应力。掏棒是从晶坨中掏出各种直径的晶棒，由于是机械加工，会在晶棒的四周产生巨大的机械应力。由于热应力和机械应力的存在，且随机不可控，将导致最终加工得到的衬底应力不均匀，发生扭曲/弯曲，使得衬底呈现出不对称的面型，不对称面型的衬底会导致后续形成的外延层的波长的收敛性降低。外延层波长的均匀性直接影响着后期器件的良率。
[0003]基于上述问题，有必要提供一种衬底加工方法，以提高衬底的加工质量和品质。

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。本专利技术中在对晶棒进行切割之前，首先利用表面处理剂对晶棒的侧面进行表面处理，使得晶棒在随后的退火过程中与表面处理剂发生反应而形成改性层，切割表面处理后的晶棒以得到多个衬底，每一个衬底的外圈边缘部分均包括改性区域，由于改性区域与衬底中间区域材料的晶格和热力学性质的差别，衬底改性区域的范围会形成稳定的应力区域，可以控制衬底发生的扭曲/弯曲方向和程度，优化衬底的面型，提高衬底的加工质量和品质。
[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：利用表面处理剂对长晶形成的晶棒的侧面进行表面处理；对表面处理后的所述晶棒进行退火，使所述晶棒的侧面与所述表面处理剂反应，以在所述晶棒的侧面形成改性层；切割所述晶棒以得到多个衬底，每一个所述衬底的外圈边缘部分均包括改性区域。
[0006]可选地，对所述晶棒进行表面处理包括：在所述晶棒的侧面涂覆表面处理剂，将所述晶棒在100℃～200℃的温度下烘烤0～2h。
[0007]可选地，所述晶棒侧面涂覆的表面处理剂，涂覆量为0.1mg/cm2~100mg/cm2。
[0008]可选地，对所述晶棒进行表面处理之前，还包括以下步骤：提供改性剂、催化剂、分散剂及溶剂；将所述改性剂、催化剂、分散剂以及溶剂混合均匀得到表面处理剂。
[0009]可选地，对表面处理后的所述晶棒进行退火还包括以下步骤：将涂覆有表面处理剂的所述晶棒放入加热炉；在30℃～3000℃的温度范围内对所述晶棒进行退火，退火时间为0.1h～30天。
[0010]可选地，对表面处理后的所述晶棒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～500h；降温：以0.5～200℃/min的降温速率将加热炉降温至室温。
[0011]可选地，所述晶棒侧面形成的改性层深度大于0且小于2mm。
[0012]可选地，所述衬底的改性区域为以衬底中心为圆心，自衬底外圈边缘处向内延伸的圆环，所述圆环的外径与内径的差值大于0且小于200μm。
[0013]可选地，对经切割所得到的衬底进行研磨；对研磨后的所述衬底进行退火、倒角和抛光。
[0014]可选地，所述衬底倒角的面幅大于200μm。
[0015]一种半导体器件制造方法，其特征在于，包括以下步骤：提供衬底，所述衬底是由上述衬底加工方法所得到的；在所述衬底的第一表面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。
[0016]可选地，在所述衬底的所述第一表面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。
[0017]可选地，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。
[0018]如上所述，本专利技术提供的衬底加工方法及半导体器件制造方法至少具备如下有益效果：本专利技术的方法中，首先利用表面处理剂对晶棒的侧面进行表面处理，使得晶棒在随后的退火过程中与表面处理剂发生反应而形成改性层，切割表面处理后的晶棒以得到多个衬底，每一个衬底的外圈边缘部分均包括改性区域，由于改性区域与衬底中间区域材料的晶格和热力学性质的差别，改性区域的热膨胀系数与衬底中间区域材料的热膨胀系数不同，降温过程中改性区域会产生一致的应力，使衬底形成收敛且可控的扭曲/弯曲，多片衬底的扭曲/弯曲方向和程度趋于相同，因此多片衬底的面型趋于一致，可提高衬底的加工质量和品质，另外，改性区域在后续的倒角过程中会被倒成面幅，不会对后续外延过程中的电性参数产生负面影响。
[0019]本专利技术的半导体器件采用上述方法对衬底进行处理，因此，相较于常规衬底加工所得到的半导体器件，降低了外延层波长的发散性，外延层的波长更加收敛，半导体器件的良率大大提升。
附图说明
[0020]图1显示为常规衬底的加工流程图。
[0021]图2显示为本专利技术一实施例中衬底的加工流程图。
[0022]图3显示为本专利技术一实施例中晶棒的侧面示意图。
具体实施方式
[0023]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。
[0024]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。因此，可以预见到例如因为制造技术和/或公差而导致示意图中的形状有所变化。因此，示例性实施例不应该被认为限于图中所示区域的具体形状，而是还可以包括由例如制造工艺造成的形状偏差。在附图中，为了清晰起见，可能会放大某些层和区域的长度和尺寸。附图中的相似附图标记表示相似的部件。还应该理解到，当某一层被称为“位于其它层或基板上”时，该层可以直接位于其它层或基板上，或者也可以存在中间层。
[0025]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，衬底的良率直接影响着器件的性能。如图1所示，是常规衬底的加工流程图，衬底一般是由长晶形成的晶棒经线切割所得到的薄片，现有技术中，一般长晶晶坨可达到100kg以上，尺寸较大，长晶过程中的温场均匀性不高，导致晶体存在较大的热应力。掏棒是从晶坨中掏出各种直径的晶棒，由于是机械加工，会在晶棒的四周产生巨大的机械应力。由于热应力和机械应力的存在，且随机不可控，将导致最终加工得到的衬底应力不本文档来自技高网...

【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：利用表面处理剂对长晶形成的晶棒的侧面进行表面处理；对表面处理后的所述晶棒进行退火，使所述晶棒的侧面与所述表面处理剂反应，以在所述晶棒的侧面形成改性层；切割所述晶棒以得到多个衬底，每一个所述衬底的外圈边缘部分均包括改性区域。2.根据权利要求1所述的衬底的加工方法，其特征在于，对所述晶棒进行表面处理包括：在所述晶棒的侧面涂覆表面处理剂，将所述晶棒在100℃～200℃的温度下烘烤0～2h。3.根据权利要求2所述的衬底的加工方法，其特征在于，所述晶棒侧面涂覆的表面处理剂，涂覆量为0.1mg/cm2~100mg/cm2。4.根据权利要求1所述的衬底的加工方法，其特征在于，对所述晶棒进行表面处理之前，还包括以下步骤：提供改性剂、催化剂、分散剂以及溶剂；将所述改性剂、催化剂、分散剂以及溶剂混合均匀得到表面处理剂。5.根据权利要求1所述的衬底的加工方法，其特征在于，对表面处理后的所述晶棒进行退火还包括以下步骤：将涂覆有表面处理剂的所述晶棒放入加热炉；在30℃～3000℃的温度范围内对所述晶棒进行退火，退火时间为0.1h～30天。6.根据权利要求1所述的衬底的加工方法，其特征在于，对表面处理后的所述晶棒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...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾柏翔，张佳浩，周光权，李瑞评，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：