CN1856874A - 多用途金属密封 - Google Patents

多用途金属密封 Download PDF

Info

Publication number
CN1856874A
CN1856874A CNA200480027890XA CN200480027890A CN1856874A CN 1856874 A CN1856874 A CN 1856874A CN A200480027890X A CNA200480027890X A CN A200480027890XA CN 200480027890 A CN200480027890 A CN 200480027890A CN 1856874 A CN1856874 A CN 1856874A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
substrate
strutting piece
arbitrary
initial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA200480027890XA
Other languages
English (en)
Inventor
赛巴斯蒂安·凯尔迪斯
法布利斯·勒泰特
胡贝特·莫里索
克里斯托弗·莫拉莱斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
S O I 探测硅绝缘技术公司
Soitec SA
Original Assignee
Soitec SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Soitec SA filed Critical Soitec SA
Publication of CN1856874A publication Critical patent/CN1856874A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02032—Preparing bulk and homogeneous wafers by reclaiming or re-processing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
    • H01L21/76254—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques with separation/delamination along an ion implanted layer, e.g. Smart-cut, Unibond
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
    • H01L21/76259—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques with separation/delamination along a porous layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种在一最终衬底(107)上制造一薄层(104)的方法，所述方法由如下步骤组成：在一最初载体(101)上形成所述半导体层；通过金属粘结来组装所述薄层(104)与所述最终衬底(107)；及以机械方式将所述最初载体与所述薄层(107)分离，从而获得一适用于制成例如电致发光二极管或激光二极管等不同组件的中间衬底。本方法使得自一可循环利用的最初衬底上通过非破坏性机械拆解而得到的一最终衬底上制成一薄层成为可能。

Description

多用途金属密封
技术领域
本发明涉及薄层与衬底组装的领域。
具体而言，本发明适用于通过金属粘结(metal bonding)以层转移来制造发光二极管(LED)或激光二极管(LD)。
背景技术
发射绿色、蓝色或紫外光的LED及LD的有源层(由GaN或AlGaInN合金构成)通常在蓝宝石或SiC衬底上外延生长而成(例如参阅IEEE Journal On Selected Topics inQuantum Electronics，8(2002)，264，T.Mukai，″III族氮化物发光二极管的最近发展(Recentprogress in Group-III nitride light emitting diodes)″，或Phys Stat Sol(a)180(2000)5，V.Hrle等人的″碳化硅上的以GaN为主的LED及激光器(GaN-based LEDs and Lasers onSiC)″)，而发射红色、橙色或黄色光的LED或LD的有源层(由GaAs或AlGaInP合金构成)实际上是在GaAs或InP衬底上外延生长而成，例如在IEEE Journal On SelectedTopics in Quantum Electronics 8(2002)321中由K.Streubel等人所著的″高亮度AlGaInP发光二极管(High brightness AlGaInP light emitting diodes)″中所述。所述体衬底主要针对其如下物理性质来选择：适于通过外延来生长有源层的晶格参数及热膨胀系数。
然而，例如硅或某些金属等衬底对于最终装置的操作而言较佳，因为这些衬底具有更佳的导热性(由LED或LD在工作中所产生的热的耗散)及导电性(在装置的与用于抽取所发射光的表面相对的背面上建立良好电气接触的可能性)。
一种获益于这两种类型的衬底及其组合优点的习知方法由如下组成：在第一种类型的衬底(蓝宝石、SiC或GaAs)上生长装置的有源层，然后通过金属粘结将该预制成的装置转移至一适合于其最终制造步骤且尤其是其最佳功能的衬底。所述转移可分成两个关键步骤：将最终支撑件以金属粘结方式结合至以外延方式生长在最初衬底上的有源层，然后将后者移除。
在例如US-A-6 071 795美国专利中所述的激光剥离分离技术是第一种用于在金属粘结后移除用于生长有源层的最初支撑件的已知方式。该技术由如下作业组成：利用激光，通过自背面照射起始结构，瓦解使最初衬底自位于最初衬底上的第一薄层相分离的界面。被分解后的界面使该薄层从其支撑件上释脱。该技术限定至包含一对激光光束透明的最初表面及一吸收激光的第一薄层的起始结构。该技术的唯一应用是分离在蓝宝石上用外延方式生长成的GaN薄层。
N.W.Cheung等人(US-A-6 335 263)在200℃下使用一基于In及Pd的叠层将一基于GaN的LED结构结合至一Si或GaAs衬底。通过激光分离使该起始蓝宝石衬底分离。所述Pd-In叠层不适用于可释脱式衬底的机械释脱，因为其机械强度偏差。此外，所形成的PdIn3不构成LED光的良好反射镜。
另一种用于移除最初支撑件的已知方法由如下作业组成：机械修磨(研磨或抛光)或化学蚀刻，或者机械修磨与化学蚀刻的一组合。所述方法会移除最初支撑件，但同时会对其造成破坏。
机械修磨对于例如GaAs等易碎衬底而言特别困难，且对于例如SiC、GaN、AlN或蓝宝石等硬质衬底而言持续时间偏长。化学侵蚀的持续时间也偏长且仅限于如下衬底：对于该等衬底而言，存在一种可选择性地蚀刻支撑件但不蚀刻以外延方式生长在其上面的有源层的溶液(酸)。在这种情形中，GaAs及Si几乎是仅有的最初支撑件实例。对GaN、SiC、AlN及蓝宝石进行选择性化学蚀刻看起来是不可能的。
作为一实例，K Streubel等人(参阅上面所引述的文章)使用一种AuSn合金在350℃温度下实施一基于GaAs的LED结构向一硅衬底的金属粘结。在此种情形中，该最初GaAs结构在经过化学蚀刻后会因已被破坏而不能重新循环利用。
在用于制造由Visual Photonics Epitaxy公司所开发LED所述的方法中(例如阐述于US-A-6 287 882中)，使用一种AuBe合金进行金属粘结。同样地，由于化学蚀刻将最初衬底移除，因而该方法在经济性方面并非最佳。
国际专利申请WO-A-02/33760揭示一种在复合衬底上制造LED所述的方法，该复合衬底在该方法期间被部分地移除。所提出的释脱方法包含：
●化学蚀刻(破坏最初支撑件)，其适用于GaAs及Si，但不适用于SiC、GaN或蓝宝石；
●激光分离，其仅限于例如蓝宝石等透明衬底，而不适用于Si、SiC支撑件。
在那一文件中所述的方法中，在应用最终支撑件前在有源层中制成基本图样(motif)。通过光刻法及蚀刻的组合来制成基本图样的步骤较复杂、昂贵且使该结构整体上较脆弱。在该文件中未设想到的最初支撑件的机械释脱情形中，切割成基本图样的有源层将成为主要的断裂区。WO-A-02/33760中所提出的释脱溶液因此无法通用(对于SiC支撑件而言无释脱溶液)，且不便宜(仅设想到可重新循环利用通过激光分离法移除的蓝宝石支撑件)；此外，所提出的结构型式无法进行机械释脱，因为所述基本图样使有源层很脆弱。
此外，该文件还揭示存在一金属反射镜层以确保电气接触。然而，未采取预防措施来限制金属扩散至LED有源层内。
另一种用于移除最初衬底的已知方式由如下作业组成：以机械方式释脱通过在一可释脱式衬底(即由一支撑件及一很弱地粘着于其上的薄层所形成的衬底)上进行外延生长而形成的结构。可设想出数种类型的可释脱式衬底，例如在法国专利FR-A-2 823 599或FR-A-2 809 867中所述的类型。
该种需要使用可释脱式最初衬底所述的方法就最初衬底的性质而言相对通用且允许最初支撑件在释脱后重新循环利用。这并不限于透明衬底(对于激光分离的情形即如此)或限于能化学蚀刻的材料。在使有源层自最初支撑件分离后，后者能重新循环利用并再次用作一可释脱式衬底用于外延生长。然而，对起始衬底进行机械释脱时所固有的应力需要在有源层与最终衬底之间进行强的结合，以防发生破裂。
因此，存在一个如下问题：提供一种自一起始衬底在一最终衬底上制成薄膜所述的方法，其允许通过非破坏性机械释脱来重新循环利用该起始衬底(不论其性质如何)。
关于装置本身，目前在最终衬底与有源层之间不存在具有欧姆接触性质、光学反射性及视需要具有导电性及/或机械强度的层组合。
发明内容
在第一方面中，本发明提供一种在一称作最终衬底的衬底上制造一薄层半导体材料的方法，其包括：
●在一称作最初支撑件的支撑件上形所述半导体材料层；
●通过金属粘结来组装所述薄层与所述最终衬底；
●以机械方式使最初支撑件自所述薄层分离。
所述最初支撑件包含至少一个上面较佳通过外延方式形成有所述半导体材料薄层的表面薄膜、及一机械支撑件。所述最初支撑件称作可释脱式，因为在所述半导体材料层与所述机械支撑件之间存在一弱界面。
金属粘结可组装所述薄层与所述最终衬底，且既在机械上足够坚固也与随后弱界面的分离兼容并且不位于结合界面处，从而不会破坏最初支撑件。
金属粘结是利用一由若干层形成的叠层来实现，该叠层包含至少一个直接形成于以外延方式生长成的半导体材料层上的欧姆接触层、一反射层及一基于金或铝的层。所述反射层(镜)较佳基于银、铝、铑、铂或金。
也可提供一增补层来用作一扩散障蔽层。其较佳基于钨、钛、铬、铂或钽。
可利用一部分地形成于薄层上及部分地形成于最终衬底上的金属沉积物来实施金属粘结。
最终衬底可为一硅衬底或一涂布有一硅膜的导电衬底。
在沉积该金属后，薄层与最终支撑件的组装包括如下步骤：使欲结合的表面相接触且进行热处理，以形成一共熔相，从而使由最终衬底所提供的硅与至少半导体材料层上沉积成一薄层的金或铝形成合金。通过形成Au-Si或Al-Si会使金属粘结具有良好的机械强度。
所述金属叠层会确保最终衬底与半导体材料薄层之间具有良好的导热及导电性。
在通过金属粘结进行组装后的机械分离步骤包括沿最初存在的弱界面进行分离。
根据本发明的一特征，该薄层的半导体材料是AlxGa1-x-yInyP或AlxGa1-x-yInyN合金，其中0≤x≤1且0≤y≤1。
本发明也涉及一种中间衬底，该中间衬底包括通过金属粘结相连的一衬底与一半导体材料薄层。
该中间衬底然后可用于以各种方式制造各种组件，特别是用于生产例如LED、激光二极管、太阳能电池或光感受体等光电装置。
特别地，可在机械分离步骤后在半导体材料薄层上形成接触插脚。该插脚可透明及/或不覆盖半导体材料层的整个表面。
附图说明
图1A至1F说明本发明的实施步骤。
具体实施方式
现在将参考图1A至1F来说明本发明的实施方式。
在图1A中显示一最初衬底的实例。所述衬底使可释脱型式且包含一表面薄膜102，表面薄膜102用作外延生长支撑件，其通过一弱界面或隐埋区域连接至其支撑件101。能以机械方式释脱的该界面由参考编号103表示。其允许对衬底进行非破坏性的释脱。
所述弱区域是通过例如如在FR-A-2 681 472或EP-A-0 807 970中所述的离子或原子物质植入法、或在如EP-A-0 925 888中所述的多孔化法、或如在FR-A-2 823 599中所述的通过控制与所述弱区域相接触的表面的亲水性质及粗糙度实现分子结合而形成。
在其中要沉积的有源层是基于AlGaInN型合金的情形中，表面层102较佳为一层SiC或蓝宝石或Si、AlN或GaN。相反，如果有源层是基于AlGaInP型材料，则该表面层较佳由GaAs、Si或InP形成。总之，该表面层较佳系一单晶体。
在通过外延生长而应用有源层104后，在有源层顶部制成一第一系列金属沉积物105(图1B)。可视需要将此第一金属叠层分成复数个不同性质的薄膜。
直接与有源层接触的金属层为例如一极薄的层(例如厚度介于1纳米(nm)至50nm范围内)，以确保既具有良好的机械粘着性(键控层)又与最末有源层的半导体具有良好的欧姆接触(低接触欧姆)。举例而言，如果最末有源层由p型GaN构成，则该接触较佳为Ni(5nm)+Au(5nm)的叠层或一层Pt(50nm)。然而，如果其为p型GaAs，则Zn/Au、Zn/Pd或Ti/Pt型式的接触将适合。在有源层104上建立良好的欧姆接触可能需要在施加欧姆接触层后、在金属粘结步骤前进行热处理。
在欧姆接触层上方，沉积反射层(镜)且该反射层(镜)较佳基于：Ag、Al或Rh，以制成一处于例如紫外光及/或蓝色及/或绿色光谱区域内的镜；或Au、Ag、Al、Rh或Pt，以制成一处于例如黄色及/或橙色及/或红色及/或红外光等光谱区域内的镜。依据构成最末有源层的半导体而定，欧姆接点可与反射层具有相同的性质(例如：由锌然后是金(Zn/Au)构成p-GaAs上的欧姆接点，然后由金(Au)构成一镜，然后接续所述欧姆接点沉积该镜层)。
也可建立一扩散障蔽层来限制金属元素朝有源层扩散。假若不采取此种预防措施，这种不希望的扩散现象将导致所制成组件的使用寿命缩短。该障蔽层可直接放置于在前一步骤期间所沉积的镜上方，或者如果其非常薄，则其可集成于欧姆接点内。其较佳基于W、Ti、Cr、Pt或Ta(纯的及/或氮化的相态，例如TiN、WN，等等)。
所沉积的金属叠层可由一能实现强的结合的层，即一基于金(或铝)的层来终结。
可在最终支撑件107上施加另一系列的金属沉积物106，最终支撑件107较佳由硅构成或由一涂有硅的导电衬底构成。
接着可直接在最终支撑件的脱氧表面上应用一薄层Ti、Cr(例如厚度处于1nm至50nm范围内)，以确保具有良好的粘着性及因此具有良好的机械行为。然后，为金属粘结起见，最后沉积另一层金(或铝)。选择金属沉积物106的性质，以确保与最终支撑件107的欧姆性电接触。
本方法继续进行一金属粘结步骤(图1C)，于此步骤期间，例如通过一热处理使这两个金属化支撑件彼此接触及结合，所述热处理可在一受控气氛(真空、惰性气氛等等)中在机械压力下实施以加强该结合。较佳通过形成一共熔相，例如Au-Si(金可为毗邻一个或另一个支撑件的金属化元素，硅则是自完全由硅构成或在其表面上具有Si沉积物的最终支撑件扩散而来)，使这两个支撑件相结合。也可使用共熔的Al-Si结合，尽管需要高的温度：T共熔(Al-Si)＝580℃＞T共熔(Au-Si)＝363℃，同时还须注意涂敷有铝的表面不能在接触前氧化。
然后可分离，尤其是以机械方式分离最初支撑件101(图1D)：使可释脱式衬底在弱的界面103处释脱。最初支撑件未被破坏，因此能重新循环利用以再次用作一新的可释脱式衬底的基底。一较佳的释脱形式由如下作业组成：在最初支撑件与有源层之间的弱界面处引入一薄的刀片。在该刀片的应力作用下，一裂口会优先沿界面103传播。也可由一喷射流体(惰性或腐蚀性气体、水，等等)辅助所述开口。
另一释脱形式由如下作业组成：在金属粘结后，例如通过使用夹具或真空吸引法逐渐使最初支撑件远离最终支撑件，对该结构施加一张力。
在释脱前，可使用化学清洗(HF酸、王水溶液，等等)来辅助机械开口。
在释脱后，可通过化学机械抛光或通过化学蚀刻(适用于GaAs、Si薄膜)、通过电浆蚀刻或离子束蚀刻(适用于大多数构成薄膜102的材料，包括例如GaN、SiC、蓝宝石、AlN等惰性及硬的材料)移除用作外延生长起始表面的薄膜102及视需要有源层104的一部分。此蚀刻步骤允许修剪外延生长而成的有源层104。
获得一中间衬底，其可用于制造LED或LD或用于太阳能电池或感光体。此产品(图1E)本身具有吸引力，因为其允许以各种方式制造各种组件。
为制成组件，一可能的途径由如下作业组成：在无有源层的面上沉积一欧姆接点108(图1F)。如果通过蚀刻法剥蚀的半导体104为n型GaN，则该接点较佳为一Ti/Al叠层或一透明氧化物导体(例如：In2O3、Sn、ZnO及In2O3的合金)。然而，如果所述半导体为n型GaAs，则该接点较佳为一AuGe/Au叠层。上面沉积有该接点的面是用于抽取该组件所发射光的面，因此该接点较佳透明及/或不涂覆整个表面。
上述方法具有许多优点：
●用于外延生长且可能非常昂贵的最初支撑件101不会被破坏且因此能重复循环使用；
●以机械释脱来分离无法使用化学蚀刻且电浆或离子束蚀刻非常长的任何类型的支撑件，包括SiC、GaN。以机械方式分离最初支撑件并不仅限于透明材料-在剥离式激光分离中即为如此、也不仅限于对化学侵蚀作出反应的材料：其为一种通用且便宜的释脱途径。
●所使用的不同金属层具有所有所期望的性质：确保欧姆接点及一镜二者的功能，在支撑件与有源层之间建立良好的导热性及导电性而不会因未受控制的扩散现象而损失性能，及因选取坚固的材料而带来的卓越机械性能。
现在将给出本发明实施方式的一些特定实例。
实例1：制造发出蓝色-紫外光且基于AlGaInN的LED
在此实例中所使用的可释脱式衬底由一由多晶体SiC或硅形成的支撑件101及一由6H-SiC形成的以表面外延方式生长成的层102构成。在这两部分之间是一隐埋的氧化物层及可释脱式界面103。在薄膜102上以外延方式施加基于GaN及AlGaInN的有源层。然后在这些有源层上依次沉积如下金属沉积物105：
●Ni(厚5nm)+Au(厚5nm)：与p型层相接触的欧姆接点；
●Pt：当作扩散障蔽层；
●Ag：形成镜的层；
●Au：供粘结用；
同时，通过如下金属化来制备一用于共熔粘结的最终支撑件107：
●Cr(厚5nm)：键控层；
●Au：供粘结用。
使所述金属化衬底在真空下相接触，然后在利用活塞施加的轻微机械压力(p＜2bar)作用下加热至接近400℃的温度。形成一基于金及硅的共熔相，从而形成强的粘结。在冷却后，利用一引入至所述弱界面的薄刀片使各个相粘结的晶圆彼此分离。通过反应性离子蚀刻(RIE)移除6H-SiC薄膜102。最后，根据图1F所示几何形状，在受到蚀刻剥蚀的n-GaN层上形成欧姆性Ti/Al接点。
实例2：制造一用于制作发出红色光且基于AlGaInP的LED或LD的中间衬底
在此实例中所使用的可释脱式衬底由一由Si形成的支撑件101及一由GaAs形成的以表面外延方式生长成的层102构成。在这两部分之间是一隐埋的氧化物层及所述可释脱式界面。以外延方式对GaAs薄膜施加基于GaS及AlGaInP合金的有源层。然后在这些有源层上依次沉积如下金属沉积物：
●Au/Zn：与p型层相接触的欧姆接点；
●Ti：扩散障蔽层；
●Au：用于形成镜及容许粘结的层；
同时，通过如下金属化来制备—用于共熔粘结的最终支撑件107：
●Ti(厚5nm)：键控层；
●Au：供粘结用。
使所述金属化衬底在真空下相接触，然后在利用活塞施加的轻微机械压力(p＜2bar)作用下加热至接近400℃的温度。形成一基于金及硅的共熔相，从而形成强的粘结。在冷却后，利用一引入至所述弱界面的薄刀片、在喷射流体的辅助下，使各个相粘结的晶圆彼此分离。
通过化学蚀刻移除GaAs薄膜102。然后获得一具有有源层的复合衬底，所述有源层与制造高性能LED或LD兼容，这是因为一镜欧姆接点已经集成于有源区域的整个表面上(反射朝支撑件发出的光，在背面最佳地注入电流，等等)。
实例3：制造发出绿色光且基于在Si(111)上外延生长成的GaN的LED
在此实例中所使用的可释脱式衬底由一由Si形成的支撑件101及一由晶体取向为(111)的Si形成的以表面外延方式生长成的层102构成。在这两部分之间是一隐埋的氧化物层及可释脱式界面103。对Si薄膜102或通过一基于AlN的缓冲层施加基于GaN及AlGaInN的有源层。然后，在这些有源层上依次沉积如下金属沉积物：
●Ni/Cr/Au：与p型层相接触的欧姆接点，具有相集成的Cr扩散障蔽层；
●Au：镜及粘结层；
通过如下金属化来制备一用于共熔粘结的最终支撑件107：
●Cr(厚5nm)：键控层；
●Au：供粘结用。
使所述金属化衬底在真空下相接触，然后在利用活塞施加的轻微机械压力(p＜2bar)作用下加热至接近400℃的温度。形成一基于金及硅的共熔相，从而形成强的粘结。在冷却后，利用一引入至所述弱界面的薄刀片使各个相结合的晶圆彼此分离。通过化学蚀刻(TMAH)移除Si薄膜102。也可通过干蚀刻来移除可选的基于AlN的缓冲层。最后，在受到剥蚀的n-GaN层104上制成一欧姆性Ti/Al接点108，如图1F所示。
特别地，本发明可使人们能够：
●制造发光二极管或激光二极管-较佳基于GaN(及AlGaInN合金)或基于GaAs(及AlGaInP合金)；
●制造一包含上述组件的有源层的中间衬底(参见图1E)。

Claims (23)

1、一种在一称作最终衬底的衬底(107)上制造一由一半导体材料形成的薄层(104)的方法，所述最终衬底为一硅衬底或一涂覆有一硅薄膜的导电衬底，所述方法包括：
·在一称作最初支撑件(101)的支撑件上形成所述半导体材料层；
·通过金属粘结来组装所述薄层与所述最终衬底；
·为进行金属粘结起见，在所述薄层上及所述最终衬底上制造一金属沉积物(105、106)；
·沿一弱界面(103)以机械方式使所述最初支撑件裂开。
2、如权利要求1所述的方法，其中通过外延生长而制成所述薄层(104)。
3、如权利要求2所述的方法，其中所述最初支撑件包括一衬底(101)及一外延生长层(102)。
4、如权利要求3所述的方法，其中所述机械分离步骤包括沿所述弱界面分离所述整体。
5、如权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其中利用一由多个层(105、106)形成的叠层实现金属粘结，所述叠层包括一欧姆接触层、一反射层及一基于金或铝的层。
6、如权利要求5所述的方法，其中所述反射层是基于银、铝、铑、金或铂。
7、如权利要求1至6中任一权利要求所述的方法，其中金属粘结涉及到形成一共熔相。
8、如权利要求7所述的方法，其中所述共熔相为Au-Si或Al-Si。
9、如权利要求5至8中任一权利要求所述的方法，其中所述由多个层形成的叠层进一步包括一形成一扩散障蔽层的层。
10、如权利要求9所述的方法，其中所述扩散障蔽层包括钨、钛、铬、铂或钽。
11、如权利要求1至10中任一权利要求所述的方法，其进一步包括在所述机械分离步骤后，在所述半导体材料层上制成接触插脚(108)。
12、如权利要求11所述的方法，其中所述插脚透明及/或不覆盖所述半导体材料层的整个表面。
13、如权利要求1至12中任一权利要求所述的方法，其中所述薄层(104)的所述半导体材料为一AlxGa1-x-yInyP或AlxGa1-x-yInyN合金，其中0≤x≤1且0≤y≤1。
14、一种中间衬底，其包括：
·一衬底(107)，其为一硅衬底或一涂覆有一硅薄膜的导电衬底；及一由一半导体材料形成的薄层(104)，所述衬底(107)与所述薄层(104)通过一金属粘接(105、106)相结合。
15、如权利要求14所述的中间衬底，其中所述金属粘接包括一由多个金属层(105、106)形成的叠层。
16、如权利要求15所述的中间衬底，其中所述由多个金属层形成的叠层包括一欧姆接触层、一反射层及一基于金或铝的层。
17、如权利要求16所述的中间衬底，其中所述反射层是基于银、铝、铑、金或铂。
18、如权利要求16或权利要求17所述的中间层，其中所述由多个金属层形成的叠层进一步包括一形成一扩散障壁的层。
19、如权利要求18所述的中间层，其中所述扩散障蔽层包括钨、钛、铬、铂或钽。
20、如权利要求14至19中任一权利要求所述的中间层，其进一步包括所述半导体材料薄层(104)上的接触插脚(108)。
21、如权利要求20所述的中间层，其中所述插脚透明及/或不覆盖所述半导体材料层的整个表面。
22、如权利要求14至21中任一权利要求所述的中间层，其中所述薄层(104)的所述半导体材料是由一AlxGa1-x-yInyP或AlxGa1-x-yInyN合金形成，其中0≤x≤1且0≤y≤1。
23、一种光电装置，其包括一如权利要求14至22中任一权利要求所述的中间层。
CNA200480027890XA 2003-09-02 2004-09-01 多用途金属密封 Pending CN1856874A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0310369 2003-09-02
FR0310369A FR2859312B1 (fr) 2003-09-02 2003-09-02 Scellement metallique multifonction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1856874A true CN1856874A (zh) 2006-11-01

Family

ID=34130702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA200480027890XA Pending CN1856874A (zh) 2003-09-02 2004-09-01 多用途金属密封

Country Status (8)

Country Link
US (2) US7189632B2 (zh)
EP (1) EP1661175A1 (zh)
JP (1) JP4490424B2 (zh)
KR (2) KR100896095B1 (zh)
CN (1) CN1856874A (zh)
FR (1) FR2859312B1 (zh)
TW (1) TWI267167B (zh)
WO (1) WO2005024934A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102468385A (zh) * 2010-11-15 2012-05-23 日本碍子株式会社 复合基板及复合基板的制造方法
CN103996755A (zh) * 2014-05-21 2014-08-20 天津三安光电有限公司 一种氮化物发光二极管组件的制备方法

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040124538A1 (en) * 2002-12-31 2004-07-01 Rafael Reif Multi-layer integrated semiconductor structure
WO2004061961A1 (en) * 2002-12-31 2004-07-22 Massachusetts Institute Of Technology Multi-layer integrated semiconductor structure having an electrical shielding portion
US7161169B2 (en) * 2004-01-07 2007-01-09 International Business Machines Corporation Enhancement of electron and hole mobilities in <110> Si under biaxial compressive strain
JP2005317676A (ja) * 2004-04-27 2005-11-10 Sony Corp 半導体発光素子、半導体発光装置及び半導体発光素子の製造方法
US8174037B2 (en) 2004-09-22 2012-05-08 Cree, Inc. High efficiency group III nitride LED with lenticular surface
TWI246784B (en) * 2004-12-29 2006-01-01 Univ Nat Central Light emitting diode and manufacturing method thereof
US7932111B2 (en) * 2005-02-23 2011-04-26 Cree, Inc. Substrate removal process for high light extraction LEDs
CN100372137C (zh) * 2005-05-27 2008-02-27 晶能光电（江西）有限公司 具有上下电极结构的铟镓铝氮发光器件及其制造方法
TWI285969B (en) * 2005-06-22 2007-08-21 Epistar Corp Light emitting diode and method of the same
KR100655437B1 (ko) * 2005-08-09 2006-12-08 삼성전자주식회사 반도체 웨이퍼 및 그 제조방법
DE102005052358A1 (de) * 2005-09-01 2007-03-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum lateralen Zertrennen eines Halbleiterwafers und optoelektronisches Bauelement
DE102005052357A1 (de) * 2005-09-01 2007-03-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum lateralen Zertrennen eines Halbleiterwafers und optoelektronisches Bauelement
WO2007040295A1 (en) * 2005-10-04 2007-04-12 Seoul Opto Device Co., Ltd. (al, ga, in)n-based compound semiconductor and method of fabricating the same
TWI298555B (en) * 2006-06-05 2008-07-01 Epistar Corp Light emitting device
TWI370555B (en) * 2006-12-29 2012-08-11 Epistar Corp Light-emitting diode and method for manufacturing the same
JP5228381B2 (ja) * 2007-06-25 2013-07-03 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法
US20090181492A1 (en) * 2008-01-11 2009-07-16 Peter Nunan Nano-cleave a thin-film of silicon for solar cell fabrication
TWI495141B (zh) * 2008-08-01 2015-08-01 Epistar Corp 晶圓發光結構之形成方法及光源產生裝置
TWI455252B (zh) * 2008-08-28 2014-10-01 玉晶光電股份有限公司 A mold release mechanism for a light emitting diode package process
US8058143B2 (en) * 2009-01-21 2011-11-15 Freescale Semiconductor, Inc. Substrate bonding with metal germanium silicon material
US9847243B2 (en) 2009-08-27 2017-12-19 Corning Incorporated Debonding a glass substrate from carrier using ultrasonic wave
US9269854B2 (en) 2010-09-10 2016-02-23 VerLASE TECHNOLOGIES LLC Methods of fabricating optoelectronic devices using layers detached from semiconductor donors and devices made thereby
FR2977069B1 (fr) 2011-06-23 2014-02-07 Soitec Silicon On Insulator Procede de fabrication d'une structure semi-conductrice mettant en oeuvre un collage temporaire
CN102255027B (zh) * 2011-07-15 2013-05-29 上海蓝光科技有限公司 一种GaN基垂直结构LED芯片结构及其制备方法
US9343641B2 (en) * 2011-08-02 2016-05-17 Manutius Ip, Inc. Non-reactive barrier metal for eutectic bonding process
US9064980B2 (en) * 2011-08-25 2015-06-23 Palo Alto Research Center Incorporated Devices having removed aluminum nitride sections
EP2600389B1 (en) 2011-11-29 2020-01-15 IMEC vzw Method for bonding semiconductor substrates
KR20130060065A (ko) * 2011-11-29 2013-06-07 에스케이하이닉스 주식회사 비휘발성 메모리 장치 및 이의 제조 방법
WO2015157202A1 (en) 2014-04-09 2015-10-15 Corning Incorporated Device modified substrate article and methods for making
US10543662B2 (en) 2012-02-08 2020-01-28 Corning Incorporated Device modified substrate article and methods for making
US10086584B2 (en) 2012-12-13 2018-10-02 Corning Incorporated Glass articles and methods for controlled bonding of glass sheets with carriers
TWI617437B (zh) 2012-12-13 2018-03-11 康寧公司 促進控制薄片與載體間接合之處理
US9340443B2 (en) 2012-12-13 2016-05-17 Corning Incorporated Bulk annealing of glass sheets
US10014177B2 (en) 2012-12-13 2018-07-03 Corning Incorporated Methods for processing electronic devices
US10510576B2 (en) 2013-10-14 2019-12-17 Corning Incorporated Carrier-bonding methods and articles for semiconductor and interposer processing
KR102353030B1 (ko) 2014-01-27 2022-01-19 코닝 인코포레이티드 얇은 시트와 캐리어의 제어된 결합을 위한 물품 및 방법
US11167532B2 (en) 2015-05-19 2021-11-09 Corning Incorporated Articles and methods for bonding sheets with carriers
US11905201B2 (en) 2015-06-26 2024-02-20 Corning Incorporated Methods and articles including a sheet and a carrier
US9865565B2 (en) * 2015-12-08 2018-01-09 Amkor Technology, Inc. Transient interface gradient bonding for metal bonds
TW202216444A (zh) 2016-08-30 2022-05-01 美商康寧公司 用於片材接合的矽氧烷電漿聚合物
TWI810161B (zh) 2016-08-31 2023-08-01 美商康寧公司 具以可控制式黏結的薄片之製品及製作其之方法
CN111372772A (zh) 2017-08-18 2020-07-03 康宁股份有限公司 使用聚阳离子聚合物的临时结合
WO2019118660A1 (en) 2017-12-15 2019-06-20 Corning Incorporated Method for treating a substrate and method for making articles comprising bonded sheets
US20220238747A1 (en) * 2021-01-28 2022-07-28 Solaero Technologies Corp. Inverted metamorphic multijunction solar cell

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2681472B1 (fr) * 1991-09-18 1993-10-29 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de films minces de materiau semiconducteur.
FR2748851B1 (fr) * 1996-05-15 1998-08-07 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d'une couche mince de materiau semiconducteur
EP1744365B1 (en) * 1996-08-27 2009-04-15 Seiko Epson Corporation Exfoliating method and transferring method of thin film device
USRE38466E1 (en) 1996-11-12 2004-03-16 Seiko Epson Corporation Manufacturing method of active matrix substrate, active matrix substrate and liquid crystal display device
SG70141A1 (en) * 1997-12-26 2000-01-25 Canon Kk Sample separating apparatus and method and substrate manufacturing method
US6071795A (en) * 1998-01-23 2000-06-06 The Regents Of The University Of California Separation of thin films from transparent substrates by selective optical processing
US6287882B1 (en) * 1999-10-04 2001-09-11 Visual Photonics Epitaxy Co., Ltd. Light emitting diode with a metal-coated reflective permanent substrate and the method for manufacturing the same
US6335263B1 (en) * 2000-03-22 2002-01-01 The Regents Of The University Of California Method of forming a low temperature metal bond for use in the transfer of bulk and thin film materials
JP2001284622A (ja) * 2000-03-31 2001-10-12 Canon Inc 半導体部材の製造方法及び太陽電池の製造方法
DE10051465A1 (de) * 2000-10-17 2002-05-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements auf GaN-Basis
TWI292227B (en) 2000-05-26 2008-01-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light-emitting-dioed-chip with a light-emitting-epitaxy-layer-series based on gan
FR2809867B1 (fr) * 2000-05-30 2003-10-24 Commissariat Energie Atomique Substrat fragilise et procede de fabrication d'un tel substrat
JP4024994B2 (ja) * 2000-06-30 2007-12-19 株式会社東芝 半導体発光素子
JP2002075917A (ja) * 2000-08-25 2002-03-15 Canon Inc 試料の分離装置及び分離方法
US6480320B2 (en) * 2001-02-07 2002-11-12 Transparent Optical, Inc. Microelectromechanical mirror and mirror array
FR2823599B1 (fr) * 2001-04-13 2004-12-17 Commissariat Energie Atomique Substrat demomtable a tenue mecanique controlee et procede de realisation
US6390945B1 (en) 2001-04-13 2002-05-21 Ratio Disc Corp. Friction gearing continuously variable transmission
WO2004040649A1 (ja) * 2002-11-01 2004-05-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. 半導体装置および半導体装置の作製方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102468385A (zh) * 2010-11-15 2012-05-23 日本碍子株式会社 复合基板及复合基板的制造方法
CN102468385B (zh) * 2010-11-15 2016-01-13 日本碍子株式会社 复合基板及复合基板的制造方法
CN103996755A (zh) * 2014-05-21 2014-08-20 天津三安光电有限公司 一种氮化物发光二极管组件的制备方法
CN103996755B (zh) * 2014-05-21 2016-08-17 天津三安光电有限公司 一种氮化物发光二极管组件的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR100896095B1 (ko) 2009-05-06
TW200531205A (en) 2005-09-16
EP1661175A1 (fr) 2006-05-31
KR20060082855A (ko) 2006-07-19
US7189632B2 (en) 2007-03-13
KR20080055877A (ko) 2008-06-19
US20050048739A1 (en) 2005-03-03
WO2005024934A1 (fr) 2005-03-17
JP2007504658A (ja) 2007-03-01
US7232739B2 (en) 2007-06-19
FR2859312B1 (fr) 2006-02-17
FR2859312A1 (fr) 2005-03-04
KR100878915B1 (ko) 2009-01-15
TWI267167B (en) 2006-11-21
JP4490424B2 (ja) 2010-06-23
US20060228820A1 (en) 2006-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1856874A (zh) 多用途金属密封
US20220123190A1 (en) Vertical light emitting devices with nickel silicide bonding and methods of manufacturing
TWI385816B (zh) 垂直結構的半導體裝置
US6607931B2 (en) Method of producing an optically transparent substrate and method of producing a light-emitting semiconductor chip
JP5247710B2 (ja) ダイ分離法
US10886444B2 (en) Solid state optoelectronic device with preformed metal support substrate
CN1925177A (zh) 半导体发光器件、其结构单元及制造方法
TW201044632A (en) Light emitting diode and method for producing the same, and lamp
TW200849673A (en) LED chip production method
CN1933202A (zh) 发光半导体元件的制造方法
JP2004200639A (ja) 発光ダイオード素子の製造方法および発光ダイオード素子
EP2426741A2 (en) Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same
KR101428066B1 (ko) 수직구조 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자 및이의 제조 방법
KR101480551B1 (ko) 수직구조 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자 및이의 제조 방법
JP2004235648A (ja) 光電子デバイス用の半導体基板及びその製造方法
KR100843409B1 (ko) 반도체 단결정 및 반도체 발광소자 제조방법
KR20070006239A (ko) 발광다이오드 소자의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Open date: 20061101