预切割硅衬底背面以在衬底正面上更好地生长III-V化合物层制造技术

本发明专利技术涉及一种装置。该装置包括具有正面和与正面相对的背面的衬底。该衬底包括从衬底背面形成的多个开口。从平面图上观看时，这些开口共同限定衬底背面上的图案。在一些实施例中，衬底是硅衬底或者是碳化硅衬底。硅衬底与开口垂直对齐的部分的竖直尺寸在约100微米至约300微米的范围内变化。在硅衬底的正面上方形成有III-V族化合物层。该III-V族化合物层是发光二极管(LED)、激光二极管(LD)以及高电子迁移率晶体管(HEMT)中一种的部件。本发明专利技术还提供了预切割硅衬底背面以在衬底正面上更好地生长III-V化合物层。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种装置。该装置包括具有正面和与正面相对的背面的衬底。该衬底包括从衬底背面形成的多个开口。从平面图上观看时，这些开口共同限定衬底背面上的图案。在一些实施例中，衬底是硅衬底或者是碳化硅衬底。硅衬底与开口垂直对齐的部分的竖直尺寸在约100微米至约300微米的范围内变化。在硅衬底的正面上方形成有III-V族化合物层。该III-V族化合物层是发光二极管(LED)、激光二极管(LD)以及高电子迁移率晶体管(HEMT)中一种的部件。本专利技术还提供了预切割硅衬底背面以在衬底正面上更好地生长III-V化合物层。【专利说明】预切割硅衬底背面以在衬底正面上更好地生长111-V化合物层
本专利技术通常涉及πι-v族化合物器件，更具体地，涉及改进在衬底上生长的II1-V族化合物层。
技术介绍
近年来，半导体工业经历了快速增长。半导体材料和设计方面的技术改进制造了用于不同目的的各种类型的器件。制造的这些器件的一些类型可能需要在衬底上形成一个或多个II1-V族化合物层，例如，在衬底上形成氮化镓。使用II1-V族化合物的器件可以包括发光二极管(LED)器件、激光二极管(LD)器件、射频(RF)器件、高电子迁移率晶体管(HEMT)器件和/或高功率半导体器件。传统上，制造者已经在蓝宝石衬底上形成II1-V族化合物层。然而，蓝宝石衬底非常昂贵。因此，一些制造者已经试着在更便宜的硅衬底上形成II1-V族化合物层。然而，由于II1-V族化合物层和硅衬底之间的晶格常数不匹配以及不同的热膨胀系数，在硅衬底上形成II1-V族化合物层的现有方法会导致晶圆缺陷(例如，开裂缺陷)或者生产质量低的II1-V族化合物层。因此，虽然在硅衬底上形成II1-V族化合物层的现有方法通常已经足以满足它们预期的目的，但是它们不能在每一个方面都完全满足要求。从而，需要继续探索在硅衬底上生长高质量II1-V族化合物层而没有诸如开裂等缺陷的方法。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本专利技术的一方面，提供了一种器件，包括:衬底，具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，其中，所述衬底包括从所述第二表面朝所述第一表面延伸的多个凹槽，并且从所述凹槽的底面至所述衬底的所述第一表面的距离在约100微米至约300微米的范围内；以及II1-V族化合物层，形成在所述衬底的所述第一表面上方。在该器件中，所述II1-V族化合物层是发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)中的一种的一部分。在该器件中，所述衬底是硅衬底或碳化硅衬底。在该器件中，所述II1-V族化合物层直接形成在所述硅衬底的所述第一表面上。在该器件中，所述凹槽具有基本相同的形状或尺寸。在该器件中，布置所述多个凹槽，使得从上往下看时，所述衬底的所述第二表面具有预定图案。在该器件中，所述预定图案是交叉矩形图案、交叉三角形图案、同心圆图案、多孔图案、多杆图案以及放射状图案中的一种。在该器件中，所述凹槽包括沟槽宽度均在大约10微米至大约100微米范围内的细长沟槽。根据本专利技术的另一方面，提供了一种装置，包括:硅衬底，具有正面和与所述正面相对的背面，其中，所述硅衬底包括从所述硅衬底的所述背面形成的多个开口，从上往下看时，所述开口共同限定所述硅衬底的所述背面上的图案，并且所述硅衬底与所述开口垂直对齐的部分的竖直尺寸在约100微米至约300微米的范围内变化；以及II1-V族化合物层，形成在所述硅衬底的所述正面上方，所述II1-V族化合物层是发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)中的一种的部件。在该装置中，所述II1-V族化合物层从所述正面与所述硅衬底物理接触。在该装置中，所述开口具有基本类似的形状或尺寸。在该装置中，由所述硅衬底的所述背面上的开口限定的图案是交叉矩形图案、交叉三角形图案、同心圆图案、多孔图案、多杆图案以及放射状图案中的一种。在该装置中，所述器件包括将所述LED用作其光源的照明模块。在该装置中，每个所述开口的水平尺寸均在约10微米至约100微米的范围内。根据本专利技术的又一方面，提供了一种在衬底上生长II1-V族化合物材料的方法，所述方法包括:在衬底的背面形成多个开口，从上往下看时，所述开口共同限定所述衬底的所述背面上的图案；以及此后通过外延工艺在所述衬底的正面上方生长所述II1-V族化合物层。该方法进一步包括:在所述衬底的所述正面上方形成发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)中的一种，其中，所述II1-V族化合物层是所述LED、所述LD和所述HEMT中的一种的一部分。在该方法中，所述衬底为硅衬底，并且实施生长所述II1-V族化合物层，使得在所述硅衬底的所述正面上直接外延生长所述II1-V族化合物层。该方法进一步包括:在生长所述II1-V族化合物层之前，在硫酸(H2SO4: H2O2)溶液中煮所述硅衬底；以及此后在氢氟酸(HF)溶液中浸泡所述硅衬底。在该方法中，形成所述多个开口包括:以使所述衬底没有开口的剩余部分的厚度在约100微米至约300微米的范围内并且每个所述开口的横向尺寸在约10微米至约100微米的范围内的方式，在所述衬底中蚀刻或者激光切割所述开口。在该方法中，所述图案包括交叉矩形图案、交叉三角形图案、同心圆图案、多孔图案、多杆图案以及放射状图案中的一种。【专利附图】【附图说明】当结合附图进行阅读时，根据下面详细描述可以更好地理解本专利技术的多个方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。图1至图2是根据本专利技术的多方面的处理过的示例性衬底的示意性部分截面侧视图；图3至图8是根据本专利技术的多方面的处理过的衬底背面的示意性平面图；图9至图11是根据本专利技术的多方面的示例性发光二极管(LED)的示意性部分截面侧视图；图12是根据本专利技术的多方面的示例性LED照明装置的示意性部分截面侧视图；图13是根据本专利技术的多方面包括图12的LED照明装置的照明模块的示意图；图14是根据本专利技术的多方面的示例性激光二极管(LD)的示意性部分截面侧视图；图15是根据本专利技术的多方面的示例性高电子迁移率晶体管(HEMT)的示意性的部分截面侧视图；以及图16是根据本专利技术的多方面的示出处理衬底以改进在其上生长的一个或多个II1-V族化合物层的质量的方法的流程图。【具体实施方式】以下
技术实现思路
提供了用于实现本专利技术的不同特征的多种不同实施例或实例。以下将描述部件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然，这些仅是实例并且不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括以直接接触的方式形成第一部件和第二部件的实施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之间使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。而且，为了方便，使用术语“顶部”、“底部”、“在......下方”、“在......上方”等，其并不意味着将实施例的范围限制于任何特定方向。为了简化说明以及清楚起见，可以以不同的比例任意绘制各种部件。另外，本专利技术可以在多个实例中重复参考符号和/或字符。这种重复用于简化和清楚的目的，并且其本身并没有规定所述多个实施例和/或结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种器件，包括：衬底，具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，其中，所述衬底包括从所述第二表面朝所述第一表面延伸的多个凹槽，并且从所述凹槽的底面至所述衬底的所述第一表面的距离在约100微米至约300微米的范围内；以及III‑V族化合物层，形成在所述衬底的所述第一表面上方。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李镇宇，林忠宝，夏兴国，郭浩中，徐慧君，黄信杰，
申请(专利权)人：台积固态照明股份有限公司，
类型：发明
国别省市：台湾;71