TW201036216A - Method for patterning a semiconductor surface, and semiconductor chip - Google Patents

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2U1U36216 六、發明說明·· ’ 【發明所屬之技術領域】— 本發明係關於一種圖案化半 言之，係關於半導體晶片。 子頫表面之方法，更詳而 【先前技術】 文獻第DE 103 067 79 A1銳卜‘ 光電元件表面粗糙之方法。 田迷一種用於使得本體和 [優先權主張] 本專利申請案主張德國專 223.9號之國際優先權，該專申主清案第10 2009 008 入本說明書作為參考。 ，申請案所揭露之内容將併 【發明内容】 欲達到之-目的係明確指 面之方法，此方法係節省時 —__案化半導是 根據該方法之至二=且進7步具有成本效益 該第一晶圓具有經圖案化之表例首先設置第一晶厦 晶圓。該第-晶圓和該第二二:者:設置第二半導 之方式體現。 體日日圓能夠以圓盤或平 該第一晶圓具有經圖案化 安/卜/^。+ + ,χ 之表面。於上下文中，「經廣 案化（patterned)」意指上升 (dep簡係坐落於兮2%(eleVati〇n)和下沉部份 一 、这表面上至少一些位置’舉例而 a，坐洛於該第一晶圓夕 之頂部區（top area)之頂部側（top side)。可利用經預先匍 的、規則的結構來形成該經圖案 化之表面’該結構細經控制之方式引人該頂部區。該等 4 94820 201036216 結構可以類似浮雕（rel ief-l ike)或者類似溝槽 (trench-like)之形式來體現。 於接下來的步驟中，根據該方法之至少一個實施例， 施加光阻（photoresist)於該第二半導體晶圓之外圍區 (outer area)。較佳的是，該光阻具有1至10 /z m之厚度。 根據該方法之至少一個實施例，與該第二半導體晶圓 相隔很遠之光阻之表面係藉由將該第一晶圓之經圖案化表 面壓印（impress)於該光阻内而進行圖案化。 〇 如果該第一晶圓之經圖案化表面面對與該第二半導體 晶圓相隔很遠之光阻之表面、，則接著將該第一晶圓和該第 二半導體晶圓放在一塊，並例如，可以將該第一半導體晶 圓之經圖案化表面至少一些位置壓印於該光阻之表面内之 方式擠壓在一塊。關於這一點，「壓印」意指上升部份係坐 落於該第一晶圓之表面上之一些位置，相對應之下沉部份 係映射在該光阻之表面上。同樣的情形發生於下沉部份坐 Q 落於該第一晶圓之表面上，如同上升部份映射在該光阻之 表面内。同樣地，可、能將該第一晶圓之經圖案化表面完全 地壓印於該光阻之表面内。 該光阻係能夠變形之軟性材料，同時使得該兩個半導 體晶圓係擠壓在一塊。在自該光阻移除該第二半導體晶圓 之後，該光阻之經圖案化表面接著保留其表面結構。換言 之，壓印操作係一種製程，其中該光阻之表面係經長久圖 案化的。 根據該方法之至少一個實施例，將圖案化方法施加於 5 94820 201036216 該光阻之經圖案化表面，其中施加於該光阻之結構至少於 一些位置係轉換至該第二半導體晶圓之外圍區。該外圍區 係該第二半導體晶圓面對該光阻之表面，且該表面係由該 光阻所覆蓋。也就是說，坐落於該光阻上之結構至少於一 些位置係利用該圖案化方法而轉換至該第二半導體晶圓之 外圍區。 根據該方法之至少一個實施例，首先設置第一晶圓， 該第一晶圓具有經圖案化之表面。於設置之第二半導體晶 圓上，施加光阻至該第二半導體晶圓之外圍區。於接下來 的步驟中，與該第二半導體晶圓相隔很遠之光阻的表面係 藉由將該第一晶圓之經圖案化表面壓印於該光阻内而進行 圖案化。接下來施加圖案化方法至該光阻之經圖案化表 面，其中施加至該光阻之結構至少於一些位置係轉換至該 第二半導體晶圓之外圍區。 於此情況下，此處所描述之圖案化半導體表面之方法 尤其係基於對於半導體表面之圖案化有關於複雜的心力投 入且同時係成本密集之深刻理解。 接著，為了達到節省時間和具有成本效益之圖案化半導 體表面之方法，本發明所描述之方法利甩首先設置具有經 圖案化表面之第一晶圓之概念。於該方法中，接下來該第 一晶圓之經圖案化表面作為該製造製程中之樣板 (temp 1 ate)。接著，該方法之目的係施加經圖案化表面於 不同材料之半導體晶圓上。為了這個目的，係藉由例如設 置第二半導體晶圓，並於該第二半導體晶圓上施加光阻之 6 94820 201036216 方式。在將該第一晶圓之經圖案化表面壓印於該光阻内之 後，該光阻上之經圖案化表面至少於一些位置係於施加圖 案化方法之後轉換成為該第二半導體晶圓之外圍區。由於 該第一晶圓之經圖案化表面可重複地用以作為樣板，該操 作能夠重複進行且因此可能製造複數個更進一步的半導體 晶圓，該等半導體.晶圓具有施加於其個別外圍區上之結 構。重複利用該第一晶圓作為用於施加該結構至於該第二 半導體晶圓之外圍區的樣板，不僅僅於製造方法中達封節 〇 省成本的效果，也能夠達到快速且節省時間的製造。 根據該方法之至少一個實施例，該第一晶圓係半導體 晶圓。第一和第二半導體晶圓接著係形成有至少一層半導 體材料。於此情況下，第一和第二半導體晶圓彼此係由不 同材料所形成。 再者，由半導體材料所組成之一個或複數個層能夠以 磊晶的方式沉積於該第一和第二半導體晶圓兩者上之至少 Q 一些位置。該第一和第二半導體晶圓兩者均可包括用於發 射電磁放射線之主動區域（active region)。舉例而言，第 一及/或第二半導體晶圓可包括複數個半導體晶片，該·等半 導體晶片係以集合（assemblage)的方式存在。 根據該方法之至少一個實施例，該第一晶圓係由塑膠 材料所形成之中間載體（intermediate carrier)。該中間 載體能夠以平板或者圓盤之方式來體現。為了製造該中間 載體之經圖案化表面，藉由例如設置具有經圖案化表面之 半導體晶圓。面對該半導體晶圓之中間載體之表面係接著 7 94820 201036216 藉由將該半導體晶圓之經圖案化表面壓印於該中 而進行圖案化。 内 果該半導體aa圓之經圖案化表面面對該中間載體之 表面接著可將該半導體晶圓和該中間載體放在一塊，並 例如以將該半導體晶圓之經圖案化表面至少於一些位置壓 ，於該中間載體之表面内之方式擠壓在—塊。同樣地，可 能將該半導體晶圓之經圖案化表面完全地壓印於該中間載 體之表面内。在自該中間載體移除該半導體晶圓之後，該 中間載體之經圖案化表面接著保留其表面結構。換十之，\ 該壓印操作係一種製程，其中該中間載體之表面係縣久 圖案化的。 於該圖案化方法中，該中間載體接著能狗作為類似樣 板的原型（template-like original)，並因而取代一些其 他第一晶圓，例如成本密集的半導體晶圓。該中間載體能 夠重複利用很多次。較佳的是，該中間載體係形成有「易 於圖案化（readilypatternable)」之材料。於本說明書之 下文中易於圖案化」意指該中間載體較佳形成有類似 盈膠(plastic-1 ike)及/或易於壓印（readily impressible) 之材料。如此可有利於達到具成本效益之大量製造。 根據該方法之至少一個實施例，該第一晶圓之最大直 徑偏離該第二半導體晶圓之最大直徑最多達20%，較佳的 情況係最多達10%，特別較佳的是最多達5%。也就是說， 該兩個晶圓於侧向上具有近乎相同的尺寸或者相同的尺 寸。於本說明書之上下文中，「側向上」意指關於該兩個半 8 94820 201036216 導體晶圓之最大直徑之尺寸。 舉例而言’該第一晶圓和該第二半導體晶圓之頂部區 此夠以_形或者圓形之形式來體現。如此-來，有利於 確保該第-晶圓和該第二半導體晶圓盡可能—致地放在一 塊：因而將該第-晶圓上及該第二半導體晶圓上與該圖案 化製程無_或者對該圖案化製程沒有貢獻的區域進行最 小化。’ Ο 〇 根據該方法之至少一個實施例，該第一晶圓包括至少 θ ~層係由以氮化物為基礎（nitride-based)之化合物 的半V體材料所構成。於本說明書之上下文中，「以氮化物 $气礎之，合物的半•體材料」意指該第一晶圓及/或(例 曰包括或者係由氮化物化合物的半導體材料所構成之第 圓中所包含之主動層（active layer)，該氮化物化合 物的半導體材料較佳係AlnGamIm_"N，其中owu糾 m+n 於此情況下’根據上述方程式，此材料不必要 具有於數學卜拉, 搰確的成分。相反地，該材料可包括例如一 =、夕。摻雜物和額外的組成成分。然而，為了簡化起見， Γ ’〔方程式僅僅包含該晶體晶格（crystal lattiCe)(Al、 Ga、In ' N)之 y 西 Λ 量、、— 要組成成分，即便這些組成成分能夠由少 此：進*步物質所取代及/或部份補充。舉例而言’該化合 其適人、何枓係虱化鋁鎵銦（AlGalnN)。此半導體材料尤 ⑨在紫外光至藍色頻譜範圍中發射電磁放射線之 發光二極體。 根據該方 法之至少一個實施例 該第二半導體晶圓包 9 94820 201036216 括至少一層，該層係由以磷化物為基礎（phosphide-based) 之化合物的半導體材料所構成。以相同的方式，「以磷化物 為基礎之化合物的半導體材料」意指該第二半導體晶圓及/ 或較佳的是（例如）包括AlnGaJm-n-mp之第二半導體晶圓中 所包含之主動層’其中且m+n<l。於此情況 下，根據上述方程式，此材料也不必要具有於數學上精確 的成分。相反地，該材料可包括一種或多種摻雜物和額外 的組成成分。然而，為了簡化起見，上述方程式僅僅包含 該晶體晶格（A卜Ga、In、P)之必要組成成分，即便這些組 成成分能夠由少量的進一步物質所部份取代。如果該第二 半導體晶圓包括該化合物的半導體材料-磷化鋁鎵銦 (AlGalnP)，則此化合物的半導體材料係利於用在於黃色至 紅色頻譜範圍中發射之發光二極體。 根據該方法之至少一個實施例，該第二半導體晶圓包 括至少一層，該層係由以珅化物為基礎（arsenide-based) 之化合物的半導體材料所構成。類似以相同的方式，「以砷 化物為基礎之化合物的半導體材料」意指該第二半導體晶 圓及/或較佳的是（例如）包括AlnGamlnitmAs之第二半導體 晶圓中所包含之主動層，其中0<η<1且m+n<l。根 據上述方程式，此材料也不鈐要具有於數學上精確的成 分’並且此材料能夠包括一種或多種摻雜物和額外的組成 成分’而實質上並不會改變AlnGamlni-n-mAs材料之特性物理 性質。然而，為了簡化起見，上述方程式僅僅包含該晶體 晶格（Al、Ga、In、As)之必要組成成分，即便這些組成成 10 94820 201036216 分能夠由少量的進一步物質所部份取代。如果該第二半導 體晶圓包括該化合物的半導體材料-砷化鋁鎵（AlGaAs)，則 此化合物的半導體材料尤其適合用於產生紅外線之放射 線。 如鱗化物化合物的半導體和神化物化合物的半導體之 化合物的半導體材料尤其適合用於形成高效率半導體晶片 之半導體層序列（layer sequence)，尤其係具有高量子效 率（quantum efficiency)之主動區域/層。 〇 根據該方法之至少一個實施例，該圖案化方法係乾式 化學姓刻製程（dry-chemical etching process)。可考慮 例如其他方法，如反應性離子钕刻（reactive ion etching; RIE)、離子束姓刻（ion beam etching ; IBE)、與化學辅助 離子束姓刻（chemically assisted ion beam etching; CAI BE)等及類似方法。舉例而言，也可考慮使用如乾式姓 刻法（利用高密度電漿之蝕刻法），例如感應耦合式電漿蝕 ❹刻法（inductively coupled plasma etching method ; I CP etching method)、電子迴旋共振電漿（eiectron cyclotron resonance plasma; ECR plasma)蝕刻法或者螺旋波電装 (helicon plasma)蝕刻法。於本方法之情況下，乾式餘刻 法具有於姓刻期間各向異性（anisotropy)具有較佳方向的 優點。由於具有各向異性’能夠製造出良好的長寬比 (aspect ratio) ’也就是說，將於僉蝕刻之本體中得到非 常陡峭之結構。 根據該方法之至少一個實施例，該圖案化方法係濕式 94820 11 201036216 化學蚀刻製程（wet-chemical etching process)。於本說明 書之上下文中，「濕式化學」意指蝕刻液體係施加至該光阻 之經圖案化表面，且藉由化學反應將該光阻蝕刻掉。如果 該蝕刻液體到達該第二半導體晶圓之外圍區，接著該第二 半導體晶圓中也出現餘刻入結構（etched-in structure)， 該等結構能夠依據所選擇之蝕刻液體以及依據該蝕刻液體 中蝕刻組成成分之濃度進行設定和組構。 根據該方法之至少一個實施例，映射在該第二半導體 晶圓之外圍區上之結構係以類似角錐體（pyramid-1 ike)之 形式體現出來。也就是說，該第二半導體晶圓之外圍區具 有能夠由複數個類似角錐體之上升部份所形成之結構。每 一個類似角錐體之上升部份均係多面體（polyhedron)，且 係由側向區、基底區及頂部區所限定。該側向區具有至少 三個侧面區，該等側面區係收斂並且於側向上限定該了貝 區。基底區係藉由類似角錐體之上升部份之侧面區側向限 定。該類似角錐體之上升部份之側面區係終止於該第二半 導體晶圓中’並且於該處形成基底區。因此，該類似角錐^ 體之上升部份之基底區和頂部區彼此係坐落於相對之^立 置’且係透過該等側面區而彼此連接。於穿透此類類似角 錐體之上升部份的側向剖面中，該類似角錐體之上升 具有至少兩個側面區、一頂部區及一基底區。較佳的θ 以六角形之形式體現頂部區和基底區。較佳的是，τ員部區 相對於基底區之面積比例係1/5或更低。 ° 為了於半導體晶圓中製造粗糙結構 已採用特別是有 94820 12 201036216 之 Ο 關於以磷化物和以砷化物為基礎之北合物的半導體材料 乾式化學粗糙製程。於此情況下’可能出現類似梯形 (trapezium-1 ike)之粗链結構。於本發明之上下文中「海 似梯形」意指例如，於穿透此類粗糙結構的側向剖面中， 該粗糙結構具有複數個類似梯形的上升部份。每一個類似 梯形的上升部份係由至少兩個側面區、一頂部區及—其广 區所形成’其中類似梯形的上升部份之頂部區相對於 區之面積尺寸比例至少係類似角錐體之上升部份之頂二區 相對於基底區之面積尺寸比例的四倍。 對於以氮化物為基礎之化合物的半導體材料而言，能 夠採用各向異性化學餘刻方法（例如：乾式化學敍刻製 程），因此造成類似角錐體之結構。 於以磷化物和以砷化物為基礎之化合物的半導體材料 之情況下，迄今並未能夠達到類似角錐體之結構。 可顯示出，以類似角錐體之形式所體現出來之半導體 ❹晶片放射線光輸出區相較於以類似梯形之形式所體現出來 之放射線光輸出區（radiation coup丨ing_ou1; area)之結構 ，、有增進之光輸出效率（c〇upHng一ou·^ efHcienCy)。半導 體晶片放射線光輸出區形成表面，由該半導體晶片所產生 之電磁放射線係輸出穿透該表面。「光輸出效率」係實際自

該半導體晶片所輪出之光能量相比該半導體晶片内主要產 生之光能量的比例D 本發明所提出之方法有利於提供以磷化物和以砷化物 為基礎之化合物的半導體材料之表面中也能夠形成類似角 94820 201036216 錐體之結構的可能性。 根據該方法之至少一個實施例，蝕刻深度t相比於寬 度b之比例適用於類似角錐體之結構，其中蝕刻深度t與 寬度b的關係係〇· l<t/b〈10。該蝕刻深度t係例如沿著該 第二半導體晶圓表面之法線自該類似角‘體之上升部份之 頂部區到基底區之距離。因此，該蝕刻深度t同時符合該 類似角錐體之上升部份之高度。如果考慮類似角錐體之上 升部份之側視圖’接著例如該寬度13係定義為類似角錐體 之上升部份之基底區之邊緣長度.（edge 1 ength).。 深度t與寬度b的比例t/b較佳選定如下： 0. 25<t/b<5，尤其係較佳選定為〇. 5<t/b<2。 這樣的深度寬度比例（dePth-t〇iidth rati0)特別有 利於為了改善於以類似角錐體之形式所體現出來之放射線 光輸出區之散射（scattering 乂，例如半導體晶片之放射線 光輸出區。上述所提及之蝕刻深度寬度比例 (etching-depth-to-width ratio)可分別藉由適當的選擇 钕刻製程進行設定’並且也可藉由例如選擇該光阻之組成 方式（constitution)和厚度進行設定。 該侧製程之選擇性（關於級及該第二半導體晶圓 之材料）較佳的情況係設定於1:1，使得該光阻之表面圖案 化（surf ace patterning)係轉換成為讀第二半導體晶圓之 外圍區。 根據該方法之至少-個實施例，讀第二半導體晶圓中 之钱刻深度t係50奈米（rnn)至2微米（# m)。可顯示出，類 94820 14 201036216 ㈣雜步增強了上述所提及 之效應。可藉由例如利用具有適當選擇性之㈣製程於該 光阻和該第二半導體晶圓之_到該_深度t。該選擇 性較佳的數值係1:1。再者，為了達到所期望之蝕刻深 1， 也必須以適當的方式選定银刻期間（etching durat。 較佳的是，於本文中所述方法之情況下，所施加之光阻層 具有介於1至10微米之厚度。為了限制餘刻穿透該光阻層 所需之時間期間’光阻層之厚度不應該超過特定最大厚产。 Ο ㈣，半導體晶片亦係特㈣，包括_化物或者二 砷化物為基礎之化合物的半導體材料之半導體本體。 該半導體本體具有以蠢晶方式生長之半導體層序列， 該半導體層序列具有用以產生電磁放射線之至少一個地區 (zone) ° 根據該半導體晶片之至少一個實施例，於該半導體本 體中所產生之電磁放射線係穿透放射線射出區（radiati〇n 〇 exit area)自該半導體晶片輸（，其中該放射線射出區係 圖案化成類似角錐體之形式。該半導體晶片之放射線辦出 區係例如平行於該半導體本體之經蟲晶生長之半導體層序 列。於此情況下，該放射線射出區係與該半導體本體^隔 报遠之半導體晶片表面，且於該半導體本體中所產生之電 磁放射線係透過該放射線射出區而顯露出來。再者，該放 射線射出區係圖案化成角錐體之形式。也就是說，該放射 線射出區具有複數個以類似角錐體之形式所體現出來之上 升部份。可顯示出，半導體晶片之放射線射出區之類似角 94820 15 201036216 錐體之上升部份相較於例如類似梯形之結構具有自半導體 晶片增進之電磁放射線的光輸出效率。 根據該半導體晶片之至少一個實施例，此類半導體晶 片可藉由本發明所揭露之方法進行製造。也就是說，結合 該方法所描述之特徵同時也結合該半、多體晶片進行揭露。 本說明書中所描述之方法以及半導體晶片係基於例 示實施例和有關之附加圖式於下文中進行更詳細之說明。 【實施方式】 於該等例示實施例和該等附加圖式中，於每一個情況 下相同的或者作用相同的組成零件係設置有相同的參考符 號。所描繪之元件應非視為真實之尺寸；相反地，為了提 供更進一步的理解，個別元件可描繪成具有誇張之尺寸。 第1A圖係顯示半導體晶圓4之剖面示意圖，該半導體 晶圓4具有圖案化成類似梯形之形式之表面41。於本實施 例中，該半導體晶圓4係由以磷化物及/或以砷化物為基礎 之化合物的半導體材料所構成。該表面41係由複數個類似 梯形的上升部份411所形成。每一個類似梯形的上升部份 411於每一種情況下係由兩個側面區401、一頂部區402 及一基底區403所形成。該頂部區402相對於該基底區403 之面積比例係例如4/5。 第1B圖中所顯示之晶圓1係半導體晶圓10，且係基 於以氮化物為基礎之化合物的半導體材料。該晶圓1之表 面11具有類似角錐體之結構。也就是說，該晶圓1之表面 11係由複數個類似角錐體之上升部份111所形成。於本實 16 94820 201036216 =角=:::1之表面⑴具有深度七和寬度匕 报m 丨⑦1山互相交替，使得該表面11係 丄有周』性循環的類似角錐體之上升部份⑴^和 ^母-個類似角錐體之上升部份iiu和⑽具有 -之深度寬度比例。較佳的是，該等類㈣錐體之結 ，1之賴深錢5G奈米至2_奈米，較料75奈米 〇〇奈米，於本實施例中係100奈米至1〇〇〇奈米。 於類似角錐體之上升部份⑴之侧向剖面圖中，每一 個類似角錐體之上升部份⑴於每一種情況下係由兩個側 =m、-頂部ι1()2及一基底㈣3所形成。於第ΐβ ^ ’該頂部區具有如此小的尺寸，使得第ib圖中將該頂 I區以尖端（tip)之形式描繪成一點。該頂部區102相對於 該基底區103之面積比例係1/5。於本實施例中，類似梯

G 形的上升部份之頂部區相對於基底區之面積比㈣類似角 錐體之上升部份的四倍以上。 、可顯示出，此類類似角錐體之上升部份m(該上升部 伤Π1形成例如半導體晶片之放射線射出區）特別相較於 第1A圖所示之梯形結構411具有增進之光輸出效率。、 再者，迄今僅能夠於以氮化物為基礎之化合物的半導 體材料之情況下以類似轉體之形式製造出此類表面。 第2圖和第3圖係顯示製造以磷化物和/或以砷化物為 基礎之化合物的半導體材料所構成之半導體晶圓3之外圍 區31之個別生產步驟，其中該外圍區31係圖案化成為類 94820 17 201036216 似角錐體之形式。 首先，設置該晶圓1。施加光阻層2於該半導體晶圓3。 該光阻層2具有1微米之厚度DF。該晶圓i和該半導體晶 圓3兩者均以圓盤之方式體現，於平面視圖中，該晶圓1 和該半導體晶圓3於每-種情況下形成圓形區，並且於本 實施例中具有直徑D。 ，於接下來的方法步驟中，該晶圓1之表面11(其係以 類似角錐體之形式所體現）係賴於例如該光阻2内，如此 一來’該第-晶圓1之表面U係以類似角錐體之形式完全 地屢印於該光阻2之表面内，該表面係與該第二半導體晶 圓3相隔很遠。換言之，該第—晶圓1之經圖案化表 之相反形式（negative form)係施加於該光阻2之表面上， 該表面係與該第二半導體晶圓3相隔很遠。在㈣該結構 之後’該晶圓1係自該光阻2和以類似角錐體形式體現之 表面21被移除，留下類㈣錐體之上升部份⑴。因此， =面2H㈣表面u之相反形式，並且因而具有與該表 目同之幾何特徵’該幾何特徵係關於寬度b和深度t 之類似角錐體之上升部份。 用二晶圓1之經圖案化表面11係作為樣板 用於將___之鱗21騎於該絲2之表面内 +夕f利的疋’該晶811㈣多次地錢用於圖案化進- 整#制、j不僅僅於生產製程中顯著地節省時間，也於 體錢製程上麵節省成本的效果。 、 第3圖係顯示施加圖案化方法6於該光阻2之經角錐 94820 18 201036216 狀圖案化之外圍區21。於本實施例中，該圖案化方法6 ::)學製程61。舉例而言’可有關於反應性離子飯 亥KRIE)或者離子束蝕刻（ίβΕ)。 較佳係採用電_製程。乾式化子關製程61 於=二半導體晶圓3之某些位置之光阻2之 二独刻掉。在僅僅很短‘期 ο 二半導體晶圓3^ 位置移除融2，同時於該第 仍然殘留著。^其他位置(覆蓋有較厚的光阻2)之光阻2 “、、而，於覆蓋有較厚的光阻2之位 触刻進入該第二半導體晶圓3的度，：能 特定的钱刻期間之後，於覆蓋有較以;= 置已，入該第二半導體晶圓3至=上之位 較厚光阻2之位置仍然將該光阻2餘刻掉。於覆蓋有 如果該第二半導體晶圓

Q =預定之結構，接著可停止該蚀刻製程。4到所期望 Γ該光阻2及該第二半導體晶圓3之材料之^可藉由 法所選實施例中，關^钱刻ί 於其蝕刻速率（etch ^(例如關 該半導體晶圓3之备1 钱刻期間及於 來，能夠於該第=間具有相同的颠刻速率。如此- 21之類似角錐體之_1 3之表面上造成^光阻層 體之上升部份2ΐι(係經圖案化成 體之7式）完全相同之映射。 军化成_似角錐 第圖係顯不具有經圖案化成類似角錐體之形式之外 94820 19 201036216 f區31之半導體晶圓3。於該半導體晶圓3之側視圖中， :-個類似角錐體之上升部份3U具有兩個側面區撕、 -基底區3G2及-頂部區3G3e由於該餘刻製程中所選定 之選擇性係1:卜能夠形成該第二半導體晶圓3之經角錐 狀圖案化之外圍區3卜該科圍區31與該第—半導體晶 圓1之表面11具有關於蝕刻深度（七和t〇且寬度⑴和^曰) 均相同之幾何特徵，其中，該表面丨丨係經圖案化成類似角 錐體之形式。 角錐狀結構311之寬度匕和士係分別與蝕刻深度七 和t2相關，於本例示實施例中，滿足以下關係：t/b=2。 因此，該第二半導體晶圓3之外園區31 (係經圖案化 成類似角錐體之形式）係該第一半導體晶圓丨之經圖案化 表面11之相反形式。 第4圖係顯示由複數個半導體晶片5所組成之集合之 剖面示意圖。每一個半導體晶片5具有經圖案化成類似角 錐體之形式之放射線射出區51，於本例示實施例中，所形 成之放射線射出區之幾何特徵係類似第3圖所示之經圖案 化外圍區31。 再者’該半‘體晶片5具有用於產生電磁放射線之半 導體本體52。該半導體本體52係基於以磷化物或者以砷 化物為基礎之化合物的半導體材料。 該半導體本體52係形成有第一半導體層或半導體層 序列522以及第二半導體層或半導體層序列520，其中， 用於產生電磁放射線之主動地區（active zone) 5 21係佈設 94820 20 201036216 於該兩個半導體層52G和522之間。該等半導體層或半導 體層序列520 * 522可作為該半導體晶片5之接點層 (contact layer) ° 於該半導體本體52中所產生之電磁放射線係經由該玫 射線射出區51自該半導體晶片5輸出，其中該放射線射出 區域51係體現成類似角錐體之形式。可顯示出 為類似角錐體形式之放射線射出區51相較於例如成型為 類似梯形形式之光輸出層（c〇upling_〇ut layer)可增進5 Θ一至20%之光輸出效率。 再者’帛5圖係顯示用於圖案化中間載體似之個別 方法步驟。接著，該中間载體12a取代該晶圓卜作為該 圖案化方法中之樣板。也就是說，結合第i圖至第4圖所 述之方法也可利用該中_體12a作為晶圓^進行實施， 而無須利用組構成如同半導體晶圓1之晶圓工。

為了這個目的’半導體晶圓la之表面山（其係圖案 化成類似角錐體之形式）係壓印於該中間载體l 2a面對該 半導體晶圓la之表面内’且因此製造出角錐狀表面12〇二 如此-來，有利於提供藉由-般而言較具有成本效益 之中間載體12a來取代通常成本密集的半導.體晶圓的可能 性’也能夠有利於將中«體12&用於多種進圖幸 化方法。因此，需要成本密集程度較低之半導體晶圓用.於 製造複數個_案化之半導體表面，舉㈣言，能夠顯著 地節省成本。 而限定本發明。相 本發明說明書並非基於例示實施例 94820 21 201036216 反地’本發明涵蓋了所右薪站 ，有新的特徵以及該等特徵之組合， ，、係匕3了本發明之申請專利範圍中之特徵之任何組 t，即便此雜或者組合本身縣明確地於料申請專利 範圍或者例示實施例中指明。 【圖式簡單說明】 第1A圖伽示具有外_之半導體㈣之剖面示意 圖，該外圍區係以類似梯形之形式體現出來； 第1B圖係顯示具有外圍區之半導體晶圓之剖面示音 圖，該外，係簡則錐體之形式體現出來； -第2圖和第3圖係顯示利用本發明所述之方法製造例 示實施例之個別生產步驟； 第4圖儀顯示由複數個半導體晶片所組成之集合之剖 面示意圖；以及 第5圖係顯示用於圖案化中間載體之個別方法步驟。 【主要元件符號說明】 第一晶圓 2 光阻 第二半導體晶圓 4 半導體晶圓 5 11 21 31 41 51 61 半導體晶片 6 圖案化方法 經圖t化之表面 12a 中間載體 該光阻2之經圖案化表面 該第二半導體晶圓3之外圍區 該半導體晶圓4之經圖案化成類似梯形形式之表面 放射線射出區 52 半導體本體 乾式化學蝕刻製程 101、301、401側面區 22 94820 201036216 基底區 102、303、402 頂部區 103、302、403 111、211類似角錐體之上升部份 120a 該中間載體12a之類似角錐體之表面 311 類似角錐體之結構 411梯形結構 411 類似梯形的上升部份 520 第二半導體層或半導體層序列 521 主動地區

522 Ο 1111 1112 b、bi D 第一半導體層或半導體層序列 深度ΐι之類似角錐體之上升部份 深度t2之類似角雜體之上升部份 b2寬度 直徑 DF 該光阻層之厚度 ΐ 姓刻深度 tl ' Ϊ2 深度 ❹ 94820 23

Claims (1)

1. 201036216 七、申請專利範圍： 1. 一種圖案化半導體表面之方法，包括以下步驟： 設置第一晶圓（1) ’其具有經圖案化之表面（11); 設置第二半導體晶圓（3); 施加光阻（2)於該第二半導體晶圓（3)之外圍區； 藉由將該第一晶圓（1)之該經圖案化之表面（11)壓印於 該光阻（2)内而圖案化與該第二半導體晶圓（3)相隔很 遠之該光阻（2)之表面；以及 施加圖案化方法（6)於該光阻（2)之該經圖案化之表面 (21)，其中， 施加於該光阻（2)上之結構至少於一些位 第二半導體晶圓（3)之該外圍區（31)。 該第一晶圓（1 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中， 係半導體晶圓（10)。 該第一晶圓（1 3·如申請專利範圍第1項之方法，其中， 係由塑膠材料所形成之中間載體（12a) 4· ^申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中， ，一晶圓（1)之最大直徑偏離該第二半導體晶圓（3)之 最大直徑最多達20%。 5.=申請專利範圍第卜2或4項之方法，其中，該第_ 日日圓（1)包括至少-層’該層係由以氮化物為基礎之^ 合物的半導體材料所構成。 6·如中請專利範圍第！至5項之方法，其中，該第二半$ ，曰曰圓⑶包括至少—層’該層係由以鱗化物為基礎$ 化合物的半導體材料所構成。 94820 24 201036216 7. :申請專利範園第in項之方法，其中，該第二半導 體晶圓（3)包括至少一片， 、 化合物的半導體材料所曰構成層係由以神化物為基礎之 8. 範圍第1至7項中任-項之方法，其中，該 法⑻係乾式化學餘刻製程(61)。 9. 如申μ專利範圍 弟至7項中任一項之方法，其中，該 圖案化方法(6)係濕式化學蝕刻製程。 1 0 .如申請專利筋图银·！ n r Ο Ο 射在該镜…第至9項中任一項之方法，其中，映 係以^ 飞體晶MW之該外^(31)上之該結構 係以類似角錐體之形式體現。 η·=Γ?圍第10項之方法，其中，適用於該類似 # : (1構(311)之钱刻深度(ΐ)與寬度(b)之比例 曰^二專利&圍第U項之方法，其中，該第二半導體 n曰曰圓（）中之該#刻深度⑴係50至200奈米。 13·—種半導體晶片（5)，包括： 半V體本體（52)，係基於以雜物或者以神化物為基礎 之化合物的半導體材料； 放射線射出區（51)，於該半導體本體（52)中所產生之電 =放射線缝由該放射線射出區（51)自該半導體晶片 錐懸之形式 放射線射出區(51)係經圈案化成角 申°月專利範圍帛13項之半導體晶片（5)，其係藉由如 申請專利範圍第1至11項之方法所製造。 94820