半导体元件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种不会在分离时由于化合物半导体层的内部应力而生成化合物半导体层裂纹的半导体元件及其制造方法。一种半导体元件的制造方法，其是具备在支撑基板（30）上接合有半导体层的结构的半导体元件制造方法，其具备在生长基板（11）上经由分离层（12）来形成由半导体层构成的元件区域（15a）的元件区域形成工序、在生长基板上形成柱状物（21）的柱状物形成工序、在支撑基板接合半导体层以及柱状物上部的接合工序、通过去除分离层使半导体层下表面与生长基板分离，并且不让柱状物与生长基板分离的分离工序，以及将柱状物与支撑基板分离的工序。

【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，特别涉及具备在支撑基板上形成有化合物半导体层的结构的。
技术介绍
作为化合物半导体的III族氮化物半导体由于其带隙广，因此被作为蓝色、緑色等发光二级管LED、镭射ニ极管LD等发光元件的材料而广泛使用。在这样的发光元件中，p型的半导体层即P型层与n型的半导体层即n型层是通过外延生长而积层所构成。为了制造优质且低成本的该构造，一般做法是通过在由III族氮化物半导体以外的材料构成的生长基板上进行P型层与n型层之外延生长来得到。这种情况下，特别是为了获取优质的半导体层而对于能够使用的生长基板材料有所限制。例如利用金属有机化合物化学气相沉淀法MOCVD和氢化物气相外延法HVPE等等，可以使作为III族氮化物半导体代表的氮化镓(GaN)在由SiC、蓝宝石等构成的生长基板上进行生长。然而，由于蓝宝石是绝缘体，需要在积层于其上的半导体层上面设置两个导电接触部，这样会产生以下问题和导电体基板相比，在同一基板面积上的有效发光面积变窄的同吋，由于同一面上有两个电扱，电流密度局部变高，招致因发热引起的元件劣化。因此，例如參照专利文献1，其中公开了ー种利用分离技术的发光元件的制造方法。该制造方法于蓝宝石基板上依次形成n型层、p型层、p侧电极后，在p侧电极侧上将导电性基板作为支撑基板来进行新的接合。专利文献I日本专利特开2007-234671号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，根据分离技术有存在以下问题的可能性，S卩，对于蓝宝石，在从生长基板上剥离化合物半导体层吋，由于需要使用蚀刻液等从周边对于分离层进行蚀刻，并且需要缓慢地进行分离层与化合物半导体层之间的剥离，因此由于生长时生长基板与化合物半导体层的热膨胀系数差异而产生的内部应力，会导致在化合物半导体层上产生裂纹。本专利技术的目的是鉴于以上课题，提供一种在分离时不会因化合物半导体层内部应力而产生化合物半导体层裂纹的。解决课题的方法为了实现上述目的，本专利技术所涉及的具有如下结构。第I的半导体元件制造方法，其是具备在支撑基板接合有半导体层的结构的半导体元件制造方法，其特征在于，具备在生长基板上经由分离层来形成由半导体层构成的元件区域的元件区域形成エ序、在生长基板上形成柱状物的柱状物形成エ序、在支撑基板接合半导体层以及柱状物上部的接合エ序、通过去除分离层使半导体层下表面与生长基板分离，并且不让柱状物与生长基板分离的分离エ序以及将柱状物与支撑基板分离的エ序。第2的半导体元件制造方法，其特征在于，在上述方法中，优选在柱状物形成エ序中具有在柱状物的一部分上形成牺牲层的牺牲层形成エ序；在将柱状物与支撑基板分离的エ序中，去除牺牲层。第3的半导体元件制造方法，其特征在于，在上述方法中，优选柱状物具备由与半导体层相同材料构成的核心部。第4的半导体元件制造方法，其特征在于，在上述方法中，优选在元件区域形成エ序中，在经由分离层将构成半导体层的材料形成于生长基板后，实施蚀刻来形成元件区域和核心部；在柱状物形成エ序中，在核心部侧面形成不会于分离エ序中被去除的保护层。第5的半导体元件制造方法，其特征在于，在上述方法中，优选在于生长基板上形成分离层的エ序中，具有将应形成柱状物的区域中的分离层去除的エ序，在经由分离层于生长基板上形成构成半导体层的材料的同时，也有一部分半导体层的材料不经由分离层而形成之后，实施蚀刻，同时形成元件区域和在分离エ序中不会被分离的核心部。第6的半导体元件制造方法，其特征在于，在上述方法中，优选在于生长基板上形成分离层的エ序中，具有在元件区域与构成应形成柱状物的区域内部的区域选择性地形成分离层的エ序，在经由分离层于生长基板上形成构成半导体层的材料的同时，也有一部分半导体层的材料不经由分离层而形成之后，实施蚀刻，同时形成元件区域和在分离エ序中不会被分离的核心部。第7的半导体元件制造方法，其是具备在支撑基板接合有半导体层的结构的半导体元件制造方法，其特征在于，具备在生长基板上经由分离层形成由半导体层构成的元件区域的元件区域形成エ序、在支撑基板上形成柱状物的柱状物形成エ序、于支撑基板接合半导体层，于生长基板接合柱状物的接合エ序、通过去除分离层使半导体层下表面与生长基板分离，且不让柱状物与生长基`板分离的分离エ序，以及将柱状物与支撑基板分离的エ序。第8的半导体元件制造方法，其特征在于，在上述方法中，优选在柱状物形成エ序中具有在支撑基板上形成牺牲层的牺牲层形成エ序；在将柱状物与支撑基板分离的エ序中，去除牺牲层。第9的半导体元件制造方法，其特征在于，在上述方法中，优选为半导体层具有在所述生长基板侧上的n型层，以及形成于该n型层上的p型层。第10的半导体元件制造方法，其特征在于，在上述方法中，优选在接合エ序之前，于元件区域的半导体层表面以及支撑基板表面上分别形成导电性材料。第11的半导体元件制造方法，其特征在于，在上述方法中，优选当形成接合在n型层上的n型电极、接合在p型层上的p型电极，在n型电极与p型电极之间施加10伏特反方向电压时，泄露电流为10 ii A以下。第I的半导体元件，其特征为，由所述第I至10的半导体元件制造方法所制造。专利技术效果根据本专利技术，可以提供一种不会在分离时由于化合物半导体层的内部应カ而生成化合物半导体层裂纹的。附图说明图1为表示由本专利技术的第I实施方式所涉及的半导体元件制造方法来制造半导体元件的エ序的流程图。图2为本专利技术的第I实施方式所涉及的半导体元件制造方法的各个エ序中的、一个元件份基板的截面图。图3为表示由本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体元件制造方法来制造半导体元件的エ序的流程图。 图4为本专利技术的第2实施方式所涉及的半导体元件制造方法的各个エ序中的、一个元件份基板的截面图。图5为表示由本专利技术的第3实施方式所涉及的半导体元件制造方法来制造半导体元件的エ序的流程图。图6为本专利技术的第3实施方式所涉及的半导体元件制造方法的各个エ序中的、一个元件份基板的截面图。图7为本专利技术的第3实施方式所涉及的半导体元件制造方法变形例的各个エ序中的、ー个元件份基板的截面图。图8为表示由本专利技术的第4实施方式所涉及的半导体元件制造方法来制造半导体元件的エ序的流程图。图9为本专利技术的第4实施方式所涉及的半导体元件制造方法各个エ序中的、ー个元件份基板的截面图。图10为表示蓝宝石基板剥离后化合物半导体层状况的图，(a)为由以往制造方法所获得；(b)为由本专利技术的制造方法所获得；(c)为电子显微镜拍摄的照片。具体实施例方式以下基于參照附图，对于本专利技术的优良的实施方式，即实施例进行详述。以下，对于本专利技术第I实施方式所涉及的半导体元件制造方法进行说明。该半导体元件中使用的n型、p型半导体层是通过在生长基板上进行外延生长而得到的。然而，在实际制造的半导体元件中，该生长基板被去除，具有生长基板的一侧与其相反侧连接有与生长基板不同的支撑基板。图1为表示由本专利技术的第I实施方式所涉及的半导体元件制造方法来制造半导体元件的エ序的流程图。图2为本专利技术的第I实施方式所涉及的半导体元件制造方法的各个エ序中的基板的截面图。在此，作为该半导体元件，关于制造以氮化物半导体为材料的发光ニ级管(LED)的情况进行说明。氮化物半导体例如是由AlxInyGazN(0 ^ x ^ UO ^ y ^ U0< z <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】2010.07.30 JP 2010-1722831.一种半导体元件制造方法，其是具备在支撑基板上接合有半导体层的结构的半导体元件制造方法，其特征为具备 在生长基板上经由分离层来形成由所述半导体层构成的元件区域的元件区域形成工序、 在所述生长基板上形成柱状物的柱状物形成工序、 在支撑基板接合所述半导体层及所述柱状物上部的接合工序、 通过去除所述分离层使所述半导体层下表面与所述生长基板分离，并且不让所述柱状物与所述生长基板分离的分离工序、 将所述柱状物与所述支撑基板分离的工序。2.如权利要求1所述的半导体元件制造方法，其特征为，所述柱状物形成工序具有在所述柱状物的一部分上形成牺牲层的牺牲层形成工序；在将所述柱状物与所述支撑基板分离的工序中，去除所述牺牲层。3.如权利要求1或2所述的半导体元件制造方法，其特征为，所述柱状物具备由与所述半导体层相同材料构成的核心部。4.如权利要求3所述的半导体元件制造方法，其特征为， 在所述元件区域形成工序中，在经由所述分离层将构成所述半导体层的材料形成于所述生长基板上后通过实施蚀刻来形成所述元件区域和所述核心部； 在所述柱状物形成工序中，在所述核心部侧面上形成在所述分离工序中不会去除的保护层。5.如权利要求3所述的半导体元件制造方法，其特征为， 在于所述生长基板上形成所述分离层的工序中，具有将应形成所述柱状物的区域中的所述分离层除去的工序，在经由所述分离层于所述生长基板上形成构成所述半导体层的材料的同时，也有一部分所述半导体层的材料不经由所述分离层而形成之后，实施蚀刻，同时形成所述元件区域和在分离工序中不会被分离的所述核心部。6.如权利要求3所述的半导体元件制造方法，其特征为， 在于所述生长基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：门胁嘉孝，丰田达宪，
申请(专利权)人：同和电子科技有限公司，
类型：
国别省市：