半导体器件的制造方法技术

半导体器件的制造方法包括沟槽形成步骤、激光照射步骤和剥离步骤。在沟槽形成步骤中，沟槽形成于半导体衬底(1)的其上形成有器件结构的第一主表面(1a)上。在激光照射步骤中，激光从半导体衬底的第二主表面照射到平面表面(3)上，该平面表面在半导体衬底的预定深度处定位并延伸。在剥离步骤中，器件层(2)从半导体衬底沿激光照射的平面表面剥离。剥离步骤可以在沟槽未填充或填充有具有比半导体衬底更低的热膨胀系数的材料的状态下进行。的热膨胀系数的材料的状态下进行。的热膨胀系数的材料的状态下进行。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件的制造方法


[0001]本说明书中公开的技术总体涉及半导体器件的制造方法。

技术介绍

[0002]已经开发了一种技术，其中在半导体衬底的一个主表面上形成器件结构，然后从半导体衬底上剥离具有器件结构的器件层。通过使用这种技术，可以重复使用已经剥离器件层的半导体衬底，从而降低半导体器件的制造成本。
[0003]在专利文献1中，通过将激光照射到半导体衬底的在其预定深度延伸的表面，并通过沿着形成改变层的表面从半导体衬底上剥离器件层，在半导体衬底内部形成改变层。
[0004]专利文献1：日本未审专利公开号2020
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102520。
[0005]在半导体衬底中可能发生翘曲。如果半导体衬底翘曲，半导体衬底中的改变层也会翘曲。在这种情况下，当从半导体衬底上剥离器件层时，剥离力不太可能沿着改变层传递，因此可能导致剥离失败或半导体衬底的破损。

技术实现思路

[0006]本公开的目的是提供一种能够减少半导体衬底翘曲和适当地从半导体衬底剥离器件层的技术。
[0007]根据本公开的一个方面，半导体器件的制造方法包括沟槽形成步骤、激光照射步骤和剥离步骤。在沟槽形成步骤中，在半导体衬底的第一主表面上形成多个沟槽，该半导体衬底除了具有带器件结构的第一主表面外，还具有第二主表面。在激光照射步骤中，激光从第二主表面照射到平面表面，该平面表面在半导体衬底的预定深度处定位并延伸。在剥离步骤中，沿着激光照射的平面表面从半导体衬底剥离器件层。剥离步骤可以在沟槽未填充或填充具有低于半导体衬底的热膨胀系数的材料的状态下进行。
[0008]在该制造方法中，通过在半导体衬底中形成沟槽，施加到半导体衬底的应力是可减轻的，并且半导体衬底的翘曲是可减少的。此外，在沟槽形成步骤中形成的沟槽即使在剥离步骤中也保持在未填充或填充具有低热膨胀系数的材料的状态。因此，可以在抑制半导体衬底翘曲的同时进行剥离步骤。根据这样的制造方法，当器件层从半导体衬底剥离时，剥离力沿改变层传递，从而可以适当地执行从半导体衬底剥离器件层。
附图说明
[0009]本公开的目的、特征和优点将从以下参照附图所作的详细描述中变得更加明显，其中：
[0010]图1是根据本公开实施例的半导体器件的制造方法中的沟槽形成步骤、激光照射步骤、剥离步骤和切割步骤的流程图；
[0011]图2是示意性地示出根据该实施例，沿着图3的II
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II线截取的半导体衬底在半导体器件制造工艺中的横截面图；
[0012]图3是示意性地示出根据该实施例的半导体衬底的器件区域布置的俯视图；
[0013]图4是示意性地示出根据该实施例，沿着图5的IV
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IV线截取的半导体衬底在半导体器件制造工艺中的横截面图；
[0014]图5是示意性地示出根据该实施例的半导体衬底上的沟槽布置的俯视图；
[0015]图6是示出根据该实施例的半导体衬底在半导体器件的制造工艺中的横截面图；
[0016]图7是根据该实施例的半导体衬底在半导体器件的制造工艺中的横截面图；
[0017]图8是在根据该实施例的半导体器件的制造工艺中从半导体衬底剥离的器件层的横截面图；
[0018]图9是示意性地示出了根据本公开的修改实施例的半导体衬底的沟槽布置的放大视图；
[0019]图10是示意性地示出了根据本公开的另一修改实施例的半导体衬底的沟槽布置的放大视图；
[0020]图11是示出根据本公开的半导体衬底的直径与沟槽节距之间的关系的图。
具体实施方式
[0021]本公开的半导体器件的制造方法可包括沟槽形成步骤、激光照射步骤和剥离步骤。在沟槽形成步骤中，沟槽是在具有第一主表面和第二主表面的半导体衬底的第一主表面上形成的。该半导体衬底没有特别限制，但可以是化合物半导体。尽管半导体衬底是一个示例，但它也可以是包括氮化镓、碳化硅或氧化镓的氮化物半导体。由于半导体衬底是可重复使用的，因此制造本说明书中公开的半导体器件的方法在被应用到昂贵的化合物半导体的半导体衬底上时特别有用。器件结构可以在半导体衬底的第一主表面上形成。在激光照射步骤中，半导体衬底的在预定深度延伸的平面表面被激光照射。在激光照射步骤中，激光从未形成沟槽的第二主表面照射到半导体衬底的预定深度。在剥离步骤中，具有器件结构的器件层沿着激光照射的平面表面从半导体衬底剥离。剥离步骤可以在沟槽未填充或填充有具有低于半导体衬底的热膨胀系数的材料的状态下执行。
[0022]在沟槽形成步骤中，当在俯视图中看半导体衬底即从半导体衬底的第一主表面上方观察时，沟槽可以形成为在第一主表面上沿着至少一个方向重复出现。由于沟槽形成为重复出现，因此半导体衬底在至少一个方向上的翘曲减少了。在这种情况下，沟槽可以沿至少一个方向以规则间隔布置。
[0023]当沟槽形成为重复出现时，沿至少一个方向测量的沟槽的最大节距可以是半导体衬底直径的0.0177倍或更小。在这里，沟槽节距意味着相邻沟槽之间的距离。根据这样的制造方法，剥离成功率可以显著提高。
[0024]在沟槽形成为重复出现的情况下，在剥离步骤中，器件层可以从半导体衬底的一端沿着至少一个方向向另一端从半导体衬底剥离。由于器件层沿着半导体衬底翘曲减少的方向从半导体衬底剥离，因此器件层可以从半导体衬底适当地剥离。
[0025]可以在器件层中提供通过切割线分隔的多个器件区域。在这种情况下，多个器件区域的每个区域都是其中形成有器件结构的区域。沟槽可以延伸跨过多个器件区域。
[0026]在半导体器件的俯视图中，即，当从第一主表面上方观察半导体衬底时，该沟槽可以包括沿第一方向延伸的第一沟槽和沿与第一方向正交的第二方向延伸的第二沟槽。第一
沟槽和第二沟槽可以以平面T形连接。根据这种制造方法，第一沟槽和第二沟槽连接处的部分的应力减小，并且可以抑制对半导体衬底的损坏。
[0027]半导体衬底可以是六方晶体半导体。在这种情况下，当从第一主表面的上方观察半导体衬底时，沟槽可以像无间隙布置的六边形延伸。根据这种制造方法，由于沟槽形成为当从第一主表面上方观察半导体衬底时沿三个方向重复出现，因此半导体衬底作为整体的翘曲可以以良好平衡的方式减少。此外，由于沟槽连接部分处沟槽之间的角度变为钝角，因此该部分的应力是可消除的，并且半导体衬底的断裂是可抑制的。
[0028]实施例
[0029]在下文中，将参照附图描述根据本公开的实施例的半导体器件的制造方法，其包括沟槽形成步骤、激光照射步骤、剥离步骤和切割步骤。请注意，除沟槽形成步骤、激光照射步骤、剥离步骤和切割步骤之外的各种其它步骤，如形成器件结构的步骤，可以利用已知的制造技术来执行。例如，形成器件结构的工艺，即步骤，可以在沟槽形成步骤和激光照射步骤之间进行。
[0030]图1示出了沟槽形成步骤(步骤S1)、激光照射步骤(步骤S2)、剥离步骤(步骤S3)和切割步骤(步骤S4)的流程。通过在图2和图3所示的半导体衬底上执本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法，包括：沟槽形成步骤，在半导体衬底的第一主表面上形成多个沟槽，所述半导体衬底除了具有带器件结构的所述第一主表面外还具有第二主表面；激光照射步骤，将激光照射到平面表面，所述平面表面在所述半导体衬底的预定深度处定位并延伸，所述激光从所述第二主表面照射到所述平面表面；和剥离步骤，沿所述激光在其上照射的所述平面表面从所述半导体衬底剥离器件层，其中所述剥离步骤是在所述沟槽未填充或填充有具有低于所述半导体衬底的热膨胀系数的材料的状态下进行的。2.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中在所述沟槽形成步骤中，所述沟槽形成为在所述第一主表面上沿至少一个方向重复出现。3.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中所述沟槽在所述第一主表面上沿至少一个方向以规则间隔设置。4.根据权利要求2或3所述的半导体器件的制造方法，其中沿所述至少一个方向测量的所述沟槽的最大节距为所述半导体衬底的直径的0.0177倍或更小。5.根据权利要求2或3所述的半导体器件的制造方法，其中在所述剥离步骤中...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛岛隆志，加藤孝三，长里喜隆，长屋正武，星真一，河口大祐，原佳祐，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社未来瞻科技株式会社浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：