用于分离衬底晶片的方法技术

在用于从半导体单晶体（100）分离半导体层的方法中，提供具有单一晶体结构的半导体单晶体（100）。通过借助于激光（106）的照射，将在所述半导体单晶体（100）中的分离面（104）内的晶体结构局部地改性到已改变的组织结构状态。通过选择性刻蚀移除已改性的分离面（104）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于从半导体单晶体分离半导体层的方法。
技术介绍
在半导体技术中常常需要薄的单晶半导体层。这例如在制备如发光二极管(LED)的光电子器件时是这种情况。LED例如通过薄膜法制造，其中在例如为蓝宝石玻璃的载体上沉积半导体的薄层。这通常通过半导体材料的外延生长而发生。这样施加的薄层也称作外延层。本领域的技术人员例如从文献[I]中已知对此的方法。例如为氮化镓(GaN)或砷化镓(GaAs)的半导体材料的沉积通过生长到具有其他结构常数的材料上而具有在得到的晶体结构的质量方面的限制。因此，在已生长的半导体材料中例如出现位错或缺陷。因此，常常首先在载体上施加缓冲层(buffer layer),所述缓冲层已经由所述外延层的半导体材料 构成。然而，已生长的缓冲层常常不具有连续的均匀的晶体结构。然而，在薄的半导体层中制造器件时，期望具有尽可能少的缺陷的晶体结构。在这方面也涉及良好的晶体质量。
技术实现思路
本专利技术基于下述问题，提供一种方法，借助所述方法能够产生具有良好晶体质量的薄的单晶半导体层。所述问题通过根据权利要求I所述的用于从半导体单晶体分离半导体层的方法来解决。在从属权利要求中说明光电子器件的改进形式和有利的设计方案。所述方法的不同的实施形式具有以下步骤-提供具有单一晶体结构的半导体单晶体；-通过借助于激光的照射，将在所述半导体单晶体中的分离面内的晶体结构局部地改性到已改变的组织结构状态；-通过选择性刻蚀移除已改性的分离面。半导体单晶体能够通过多个不同的方法来产生。例如通过从熔体中提拉来制造半导体单晶体。随后，将所述半导体单晶体锯成单独的晶片(wafer)，所述晶片又分别构成半导体单晶体。因此，能够提供具有良好的晶体质量或单一晶体结构的半导体单晶体。这样的半导体单晶体常常已经用作继续加工成半导体器件的基础。然而，在所有情况下，晶片具有多个IOOym的厚度。本专利技术的基本思想是，从晶片分离半导体材料的多个薄层，以便将所述薄层用于制造具有良好的晶体结构质量的半导体器件。例如，分离的III-V半导体材料层能够在制造半导体器件时应用。对此，首先提供载体，例如蓝宝石晶体或其他能够更容易的使用的半导体材料，例如硅。在所述载体上施加薄的半导体层。所述薄的半导体层例如能够通过焊接步骤或粘接步骤与所述载体牢固地连接。这样施加的半导体层用作为用于例如通过半导体结构从具有相同的或类似的晶格常数的半导体材料的外延生长来进一步制造半导体器件的基础。这在很大程度上避免了在外延层中形成位错的缺陷。因此，能够生长具有高质量的晶体结构的外延层。尤其在结合例如为GaAs或GaN的III-V半导体或基于所述材料的半导体的情况下，这尤其是有利的，因为所述材料是难于制造的，并且相应地，提供由所述材料制成的载体是昂贵的和困难的。所述材料尤其使用在分立的器件中，例如使用在功率半导体器件中或使用在例如为半导体激光器或发光二极管的光电子器件中。通过激光辐射在半导体单晶体的分离面中的作用来实现从半导体材料中分离薄层。由于大的辐射强度的短暂作用，局部地改变了晶体结构中的组织结构。在此使用激光器，以便将特定的波长的大的辐射强度引入到晶体结构中。由于所述大的辐射强度，半导体材料例如能够局部地熔化或者晶体结构通过其他过程被改变。在随后的冷却中出现已改变的组织结构，其中半导体材料例如呈现无定形状态、多晶状态或两种状态的混合形式。通过激光的作用对半导体单晶体进行改性，使得所述半导体单晶体在分离面的区域中具有已改变的组织结构。与在获得的晶体结构的区域中相比，通过选择性刻蚀，半导体单晶体在已改变组织结构的区域中被更强地刻蚀。因此，半导体单晶体在分离面中被分割。这产生了能够从半导体单晶体取下的半导体层。所述半导体层在它那方面具有带有良好质量的晶体结构。此外，能够通过适合地选择分离面在晶面的所期望的厚度或定向上的位置来制造所述层。在一个实施形式中，抛光半导体层的邻接到分离面上的表面。因此，对能够在刻蚀过程中出现的不均匀性进行补偿。因此例如通过借助于激光辐射的改性，所述表面能够具有一定的粗糙度。同样可能的是，由于在薄的分离面中的选择性刻蚀，产生半导体层的凹形表面。通过所述抛光，能够产生半导体层的尽可能平坦和光滑的表面。对此，例如可设想例如为化学机械抛光(chemical mechanical polishing或CMP)的方法。在一个实施形式中，通过将由激光器发射的激光辐射经由半导体单晶体的上侧聚焦地射入实现对半导体单晶体的改性。因此，能够在分离面的区域中以受控的方式显示激光效果。尤其能够以受控的方式调节合适的数值孔径或者也以受控的方式调节由于半导体层的厚度所需的覆盖玻璃校准。在一个实施形式中，激光辐射包括皮秒激光辐射或飞秒激光辐射。由此，能够将高的辐射功率以受控的方式引入到分离面中，使得实现将晶体结构例如改性到无定形结构或多晶结构。在一个实施形式中，将激光辐射的焦点以扫描的形式引入到整个分离面上。在此， 能够逐步地对所述分离面进行改性，以至于获得连续的已改性的分离面，所述分离面在待分离的半导体层和剩余的半导体单晶体之间连续地延伸。在一个实施形式中，通过具有大于O. 3、尤其大于O. 5的数值孔径的光学系统将激光辐射聚焦到分离面的区域中。通过数值孔径来共同确定已引入的激光辐射的焦点尺寸。 有效的聚焦、也就是说小的焦点半径(艾里斑半径)通过高的数值孔径来获得。因此，在分离面中的改性导致了在半导体单晶体中局部限定的组织结构改变。由此，在通过上述方法，分离半导体层时消耗尽可能较少量的半导体材料。与例如锯开半导体单晶体的已知的方法相比，正是在耗费地或仅以高成本提供的半导体材料的情况下，这是非常有利的。在一个实施形式中，通过湿化学法来移除已改性的分离面。所述湿化学法例如能4够通过浸在反应酸液或碱液中来实现。在此，在半导体单晶体中进行选择性刻蚀，其中，反应酸液或碱液与已改性的分离面的反应强于与剩余的半导体单晶体的反应。对于本领域的技术人员而言，将合适的湿化学法与不同半导体材料相结合是已知的。然而，同样可能的是，使用干化学法或其他合适的刻蚀方法。 在一个实施形式中，湿化学法包括使用润湿剂。由此，在湿化学法中使用的刻蚀液能够更好地进入半导体单晶体中的薄的通道中，以至于正好也能够移除非常薄的已改性的分离面，而不会由于所述半导体单晶体的过长的反应时间与湿化学法的刻蚀液进行不必要的反应。在一个实施形式中，载体固定在半导体单晶体的上侧上。这样的载体例如为蓝宝石玻璃、硅衬底或用于使待分离的半导体层机械稳定的其他的合适的材料。在一个特殊的实施形式中，在湿法化学的刻蚀之前施加载体，以至于半导体层随后能够被容易地取下以及再加工。同样地，对分离面的改性在固定载体之后进行。在这种情况下，所述载体以及固定机构在使用激光辐射的区域中能够是透明的。替选地，能够通过与载体相对置的侧来照射半导体单晶体。典型地，能够使用例如为锡合金的焊料或例如为环氧树脂的粘结剂来作 为固定机构。附图说明下面根据附图详细阐明用于从半导体单晶体分离半导体层的方法的不同的实施例。在附图中，附图标记的第一个编号涉及首次使用所述附图标记的附图。相同的附图标记用于在所有附图中的同类的或起相同作用的元件或特征。附图中示出图Ia至图Id示出根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.22 DE 102010030358.51.用于从半导体单晶体(100)分离单晶的半导体层(116)的方法，包括-提供具有单一晶体结构的半导体单晶体(100)；-通过借助于激光(106)的照射，将在所述半导体单晶体(100)中的分离面(104)内的晶体结构局部地改性到已改变的组织结构状态；-通过选择性刻蚀移除已改性的所述分离面(104)。2.根据权利要求I所述的方法，包括-抛光所述半导体层的邻接于所述分离面(104)的表面。3.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，通过将由所述激光器发射的激光辐射 (106)经由所述半导体单晶体(100)的上侧(102)聚焦地射入实现改性。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述激光辐射包括皮秒激光辐射或飞秒激光辐射。5.根据上述权利要求之一所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫·瓦格纳，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：
国别省市：