TW202315155A - 接合型晶圓及其剝離方法、元件結構部的製造方法、接合體及其剝離方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種接合型晶圓及其剝離方法、元件結構部的製造方法、接合體及其剝離方法。所述接合型晶圓的剝離方法包括,從接合型晶圓剝離支撐體,所述接合型晶圓具有在磊晶功能層的單面具有極性不同的兩個以上的電極的元件結構部,且所述元件結構部利用固化型接合材而與包含異質基板的所述支撐體接合,其中,藉由將雷射照射至所述接合型晶圓,由此來使所述固化型接合材及/或與所述固化型接合材接觸的所述元件結構部的表面的至少一部分吸收雷射,使所述固化型接合材及/或所述元件結構部的表面分解,從而使所述元件結構部與所述支撐體分離。
Description
本發明是有關於一種接合型晶圓的剝離方法,特別是有關於一種將磊晶(epitaxial)晶圓接合於異質基板的接合型晶圓的剝離方法。
從原始基板僅分離磊晶功能層並移載至其他基板的技術是對於緩和起因於原始基板的物性的限制,提高元件系統的設計自由度而言為重要的技術。
為了實現所述移載,需要將磊晶功能層接合至永久基板後去除原始基板而實現移載的技術。
專利文獻1中,公開了:將半導體磊晶基板與臨時支撐基板經由介電層而熱壓接接合的技術、與利用濕式蝕刻來分離臨時支撐基板與磊晶功能層的技術。
專利文獻2中,公開了一種技術:儘管並非與接合性的提高直接相關,但作為接合時的一形態,將透明導電層插入至黏合層與功能層之間。
但是,專利文獻1中公開的是:將半導體磊晶基板與所述臨時支撐基板經由介電層而熱壓接接合的技術、與利用濕式蝕刻來分離臨時支撐基板與磊晶功能層的技術,但為了維持臨時支撐,存在熱條件為一定以下這一限制。因此,在去除原始基板後在磊晶功能層上製作元件存在限制。
而且,在去除原始基板後實施元件工序的情況下,為了獲得歐姆接觸而需要熱工序。但是,若在通過有機接合材而接合的狀態下實施形成歐姆接觸的熱歷程,則會從臨時支撐變為永久接合(比臨時支撐更牢固的接合),從而導致剝離變得困難。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2021-27301號公報;
[專利文獻2]日本專利特開2004-158823號公報。
[發明所要解決的問題]
本發明是有鑒於所述問題而完成,目的在於提供一種分離方法,在作為接合型晶圓的、具有在磊晶功能層的單面具有極性不同的兩個以上的電極的元件結構部且元件結構部利用固化型接合材而與包含異質基板的支撐體接合這一利用固化型接合材而牢固地接合的晶圓的分離中,元件結構部的殘存率高。
[解決問題的技術手段]
為了達成所述目的,本發明提供一種接合型晶圓的剝離方法,從接合型晶圓剝離支撐體,所述接合型晶圓具有在磊晶功能層的單面具有極性不同的兩個以上的電極的元件結構部,且所述元件結構部利用固化型接合材而與包含異質基板的所述支撐體接合,所述接合型晶圓的剝離方法的特徵在於,將雷射照射至所述接合型晶圓,由此來使所述固化型接合材及/或與所述固化型接合材接觸的所述元件結構部的表面的至少一部分吸收雷射,使所述固化型接合材及/或所述元件結構部的表面分解,從而使所述元件結構部與所述支撐體分離。
此種本發明的接合型晶圓的剝離方法中,通過照射雷射,從而能夠容易地從元件結構部剝離支撐體。因此,與通過機械加工或蝕刻來去除支撐體的做法相比,能夠提高元件結構部的殘存率(元件結構部未被破壞而殘存的比例)。
而且,本發明的接合型晶圓的剝離方法中,可使所述磊晶功能層具有發光元件結構。
而且,可使所述磊晶功能層包含AlGaInP系材料。
本發明可在具有這些結構的接合型晶圓的剝離中較佳地採用。
而且,本發明的接合型晶圓的剝離方法中,較佳的是,使所述固化型接合材具有熱固性、紫外線(Ultraviolet,UV)固化性以及常溫固化性中的任一種固化特性。
此時,較佳的是,使所述固化型接合材包含苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂、矽酮樹脂中的任一種。
本發明的接合型晶圓的剝離方法在使用此種固化型接合材的情況下尤其適合。
而且,較佳的是,將所述磊晶功能層設為磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層。
本發明的接合型晶圓的剝離方法可較佳地適合於原始用基板已被去除的接合型晶圓的剝離。
而且,較佳的是,使所述異質基板包含藍寶石、SiC、合成石英、石英、玻璃、LiTaO
3、LiNbO
3中的任一種材料。
此種異質基板能夠以對雷射的透射性高的方式來選擇,適合於本發明的接合型晶圓的剝離方法。
而且,較佳的是,將所述雷射設為准分子雷射。
通過像這樣使用准分子雷射來作為雷射,能夠更切實地進行接合型晶圓的剝離。
而且,較佳的是,在所述雷射照射前,將塗布有黏合劑的臨時支撐基板黏接於所述磊晶功能層的與所述接合型晶圓的所述異質基板為相反側的面。
此時,較佳的是,將所述黏合劑設為矽酮。
較佳的是,使所述臨時支撐基板包含藍寶石、SiC、合成石英、石英、玻璃、LiTaO
3、LiNbO
3中的任一種材料。
通過使用這些臨時支撐基板以及黏合劑,能夠更順利地進行接合型晶圓的剝離。
[發明的效果]
本發明的接合型晶圓的剝離方法中,通過照射雷射,從而能夠容易地從元件結構部剝離支撐體。在通過雷射的照射所進行的剝離中,對元件施加的應力少。因此,與通過機械加工或蝕刻來去除支撐體的做法相比,能夠提高元件結構部的殘存率(元件結構部未被破壞而殘存的比例)。
以下,詳細說明本發明,但本發明並不限定於此。
本發明提供一種接合型晶圓的剝離方法,從接合型晶圓剝離支撐體,所述接合型晶圓具有在磊晶功能層的單面具有極性不同的兩個以上的電極的元件結構部,且所述元件結構部利用固化型接合材而與包含異質基板的所述支撐體接合,所述接合型晶圓的剝離方法的特徵在於,將雷射照射至所述接合型晶圓,由此來使所述固化型接合材及/或與所述固化型接合材接觸的所述元件結構部的表面的至少一部分吸收雷射,使所述固化型接合材及/或所述元件結構部的表面分解,從而使所述元件結構部與所述支撐體分離。
可適用本發明的剝離方法的接合型晶圓是像這樣具有在磊晶功能層的單面具有極性不同的兩個以上的電極的元件結構部,且元件結構部利用固化型接合材而與包含異質基板的支撐體接合的接合型晶圓。所述接合型晶圓例如可如以下那樣製作,但並不限定於此。
[第一實施方式]
第一實施方式中,主要例示使用矽酮樹脂作為固化型接合材的情況進行說明。
首先,如圖1所示,在原始基板10上依次進行磊晶成長,形成各層。由此,製作磊晶功能層。更具體而言,可像以下那樣進行各層的磊晶成長。如圖1所示,作為原始基板10,可準備第一導電型的GaAs原始基板後,層疊第一導電型的GaAs緩衝層11,隨後,依次使第一導電型的GaInP第一蝕刻阻擋層12成長例如0.3 μm,使第一導電型的GaAs第二蝕刻阻擋層13成長例如0.3 μm,使第一導電型的AlGaInP第一包覆層14成長例如1.0 μm,使非摻雜的AlGaInP活性層15、第二導電型的AlGaInP第二包覆層16例如成長1.0 μm,使第二導電型的GaInP中間層17例如成長0.1 μm,使第二導電型的GaP視窗層18例如成長4 μm。由此,準備作為磊晶功能層19的具有發光元件結構的磊晶晶圓100。此處,將從AlGaInP第一包覆層14直至AlGaInP第二包覆層16為止稱作DH結構部(雙異質(Double Hetero)結構部)。
接下來,如圖2所示,將磊晶晶圓100與異質基板21利用固化型接合材22予以接合。異質基板21成為接合型晶圓的支撐體。更具體而言,可像以下那樣進行接合。如圖2所示,在磊晶晶圓100上旋塗矽酮樹脂以作為固化型接合材(熱固化型接合構件)22,並使其與作為異質基板21的藍寶石晶圓相向地重合並進行熱壓接,由此,將磊晶晶圓100與作為異質基板21的藍寶石晶圓經由作為固化型接合材22的矽酮樹脂予以接合。這樣,製作磊晶晶圓接合基板200。在通過旋塗來塗布矽酮樹脂時,設計膜厚例如可設為1.0 μm左右。
另外,並不限於在磊晶晶圓100上直接旋塗固化型接合材22,在磊晶晶圓100上層疊一層以上的透明膜之後進行旋塗也能獲得同樣的效果。所述透明膜可採用具有一層以上的SiO2、SiNx等絕緣膜、氧化銦、氧化錫、氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)等透明導電薄膜的結構。
而且,異質基板21並不限定於藍寶石,只要是確保平坦性且雷射的吸收率低的材料,則選擇任何材料皆可。除了藍寶石以外,可選擇SiC、合成石英、石英(天然石英)、玻璃、LiTaO
3、LiNbO
3等。
而且,固化型接合材22並不限定於矽酮樹脂,只要具有固化性、尤其是熱固性,則選擇任何材料皆可。除了矽酮樹脂以外,還可使用氟樹脂等。
接下來,如圖3所示,在異質基板21上保留磊晶功能層19,去除原始基板10。更具體而言,可像以下那樣進行去除。如圖3所示,將GaAs原始基板10(以及GaAs緩衝層11)通過氨和過氧化氫水溶液(氨水和雙氧水的混合物)等的選擇蝕刻液進行濕式蝕刻處理而予以去除,使GaInP第一蝕刻阻擋層12露出。接下來,將蝕刻劑切換為鹽酸系而選擇性地去除GaInP第一蝕刻阻擋層12,使GaAs第二蝕刻阻擋層13露出。然後,將蝕刻劑切換為硫酸和過氧化氫水溶液系而選擇性地去除GaAs第二蝕刻阻擋層13,使第一包覆層14露出。通過進行以上的處理,製作保持磊晶功能層19(更具體而言為DH層(AlGaInP第一包覆層14至AlGaInP第二包覆層16)與視窗層18)的接合基板300。
另外,此處,作為固化型接合材22的厚度,例示了1.0 μm的矽酮樹脂厚度,但並不限定於此厚度,無論是比此厚度薄還是厚,均能夠獲得同樣的效果。但由於是通過旋塗來形成矽酮樹脂,因此若過薄,則接合處理後的面積成品率存在下降的傾向。為了在接合後確保90%以上的面積成品率,較佳的是設計0.05 μm以上的黏合層厚度。而且,若只要維持70%以上的接合面積成品率即可,則只要設計0.01 μm以上的矽酮樹脂即可。但從經濟合理性出發,較佳的是設為10 μm以下的膜厚。
接下來,如圖4所示,在第一導電型的AlGaInP第一包覆層14的一部分區域形成第一電極41。第一電極41較佳為使用高反射性的金屬,可設為使用Au系的電極。所述第一電極41例如對於與AlGaInP第一包覆層14接觸的金屬可使用AuBe系。
接下來,如圖5所示,在形成第一電極41後,將第一導電型的AlGaInP第一包覆層14的第一電極41的形成區域以外的區域的一部分通過幹式蝕刻等的方法而切開,在缺口部使第二導電型GaP視窗層18露出。
另外,圖5中例示了僅切開半導體層部的情況,但並不限定於僅切開半導體部的情況,也可切開至固化型接合材22(矽酮樹脂)部為止,還可切開至異質基板21部為止。
接下來,如圖6所示,利用鈍化(Passivation,PSV)膜65來包覆側面。進而製作具有在露出區域形成有第二電極61的元件結構部的接合基板。第二電極61較佳使用高反射性的金屬。具體而言,可使用Au系,較佳設為AuSi系。另外,既可如前所述在形成第二電極61前形成PSV膜65,也可在形成第二電極61後形成PSV膜65。而且,也可未必形成PSV膜65自身。在形成第一電極、第二電極後,為了獲得歐姆接觸,例如以400℃進行5分鐘的快速熱退火(Rapid Thermal Annealing,RTA)熱處理。
這樣,製作在磊晶功能層19的單面具有極性不同的兩個以上的電極(第一電極41以及第二電極61)的元件結構部利用固化型接合材22而與包含異質基板21的支撐體接合的接合型晶圓(具有元件結構部的接合基板)600。
本發明是一種接合型晶圓的剝離方法,從此種接合型晶圓600剝離包含異質基板21的支撐體,所述接合型晶圓的剝離方法的特徵在於,通過對接合型晶圓600照射雷射,從而使固化型接合材22及/或與固化型接合材22接觸的元件結構部的表面的至少一部分吸收雷射,使固化型接合材22及/或元件結構部的表面分解,由此來使元件結構部與支撐體。第一實施方式中,主要說明元件結構部的表面的分解的形態。具體而言,所述分離能夠像以下那樣進行。
首先,如圖7所示,較佳的是,在雷射照射前,將塗布有黏合劑72的臨時支撐基板71黏接於磊晶功能層19的與接合型晶圓的異質基板21為相反側的面。具體而言,所述黏接如下。首先,如圖7所示,作為臨時支撐基板71,準備在合成石英晶圓上塗布有層狀的矽酮黏合劑72的臨時支撐基板71,使接合型晶圓600與臨時支撐基板71相向而加壓,使黏合劑黏接。
另外,作為臨時支撐基板71,並不限定于合成石英,可使用藍寶石或石英(天然石英)、玻璃、SiC、LiTaO
3、LiNbO
3等。
接下來,如圖8所示,從異質基板21側照射准分子雷射,使透射過異質基板(藍寶石基板)21以及固化型接合材(矽酮樹脂接合層)22的雷射被GaP窗口層18吸收而分解(消融(ablation)),從磊晶功能層19剝離異質基板21。
[第二實施方式]
第二實施方式中,主要例示使用苯並環丁烯(Benzocyclobutene,BCB)作為固化型接合材的情況進行說明。對於與第一實施方式類似的工序,參照圖1~圖7,對於接合型晶圓的剝離,參照圖9。
首先,如圖1所示,在原始基板10上依次進行磊晶成長而形成各層。由此來製作磊晶功能層。更具體而言,能夠像以下那樣進行各層的磊晶成長。如圖1所示,作為原始基板10,可準備第一導電型的GaAs原始基板後,層疊第一導電型的GaAs緩衝層11,隨後,依次使第一導電型的Ga
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6)第一蝕刻阻擋層12例如成長0.3 μm,使第一導電型的GaAs第二蝕刻阻擋層13例如成長0.3 μm,使第一導電型的(Al
yGa
1-y)
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6、0<y≦1)第一包覆層14例如成長1.0 μm,使非摻雜的(Al
yGa
1-y)
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6、0≦y≦0.6)活性層15、第二導電型的(Al
yGa
1-y)
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6、0<y≦1)第二包覆層16例如成長1.0 μm,使第二導電型的GaInP中間層17例如成長0.1 μm,使第二導電型的GaP視窗層18例如成長4 μm。由此,準備作為磊晶功能層19的具有發光元件結構的磊晶晶圓100。此處,將從AlGaInP第一包覆層14直至AlGaInP第二包覆層16稱作DH結構部(雙異質結構部)。
接下來,如圖2所示,將磊晶晶圓100與異質基板21利用固化型接合材22予以接合。更具體而言,可像以下那樣進行接合。如圖2所示,在磊晶晶圓100上旋塗苯並環丁烯(BCB)作為固化型接合材(熱固化型接合構件)22,並使其與作為異質基板21的藍寶石晶圓相向而重合並進行熱壓接,由此,將磊晶晶圓100與作為異質基板21的藍寶石晶圓經由作為固化型接合材22的BCB予以接合。這樣,製作磊晶晶圓接合基板200。在通過旋塗來塗布BCB時,設計膜厚例如可設為1.0 μm左右。
另外,並不限定於在磊晶晶圓100上直接旋塗固化型接合材22,在磊晶晶圓100上層疊一層以上的透明膜之後進行旋塗當然也能獲得同樣的效果。所述透明膜可採用具有一層以上的SiO2、SiNx等絕緣膜、氧化銦、氧化錫、ITO(氧化銦錫)等透明導電薄膜的結構。
而且,異質基板21並不限定於藍寶石,只要是確保平坦性且雷射的吸收率低的材料,則選擇任何材料皆可。除了藍寶石以外,可選擇SiC、合成石英、石英(天然石英)、玻璃、LiTaO
3、LiNbO
3等。
而且,固化型接合材22並不限定於BCB,只要具有固化性,則選擇任何材料皆可。除了BCB以外,也可使用環氧樹脂、旋塗玻璃(Spin On Glass,SOG)、聚醯亞胺(Polyimide,PI)等。
接下來,如圖3所示,在異質基板21上保留磊晶功能層19,去除原始基板10。更具體而言,可像以下那樣進行去除。如圖3所示,將GaAs原始基板10以及GaAs緩衝層11通過氨和過氧化氫水溶液(氨水和雙氧水的混合物)等的選擇蝕刻液進行濕式蝕刻處理而予以去除,使GaInP第一蝕刻阻擋層12露出。接下來,將蝕刻劑切換為鹽酸系而選擇性地去除GaInP第一蝕刻阻擋層12,使GaAs第二蝕刻阻擋層13露出。然後,將蝕刻劑切換為硫酸和過氧化氫水溶液系而選擇性地去除GaAs第二蝕刻阻擋層13,使第一包覆層14露出。通過進行以上的處理,製作保持磊晶功能層19(更具體而言為DH層(AlGaInP第一包覆層14至AlGaInP第二包覆層16)與視窗層18)的接合基板300。
另外,此處,作為固化型接合材22的厚度,例示了1.0 μm的BCB厚度,但並不限定於此厚度,無論是比此厚度薄還是厚,均能夠獲得同樣的效果。但由於是通過旋塗來形成BCB,因此若過薄,則接合處理後的面積成品率存在下降的傾向。為了在接合後確保90%以上的面積成品率,較佳的是設計0.05 μm以上的黏合層厚度。而且,若只要維持70%以上的接合面積成品率即可,則只要設計0.01 μm以上的BCB即可。但從經濟合理性出發,較佳的是設為10 μm以下的膜厚。
接下來,如圖4所示,在第一導電型的AlGaInP第一包覆層14的一部分區域形成第一電極41。第一電極41較佳為使用高反射性的金屬,可設為使用Au系的電極。所述第一電極41例如對於與AlGaInP第一包覆層14接觸的金屬可使用AuBe系。
接下來,如圖5所示,在形成第一電極41後,將第一導電型的AlGaInP第一包覆層14的第一電極41的形成區域以外的區域的一部分通過幹式蝕刻等的方法而切開,在缺口部使第二導電型GaP視窗層18露出。
另外,圖5中例示了僅切開半導體層部的情況,但並不限定於僅切開半導體部的情況,也可切開至固化型接合材22(BCB)部為止,還可切開至異質基板21部為止。
接下來,如圖6所示,利用鈍化(PSV)膜65來包覆側面。進而製作具有在露出區域形成有第二電極61的元件結構部的接合基板。第二電極61較佳使用高反射性的金屬。具體而言,可使用Au系,較佳設為AuSi系。另外,既可如前所述在形成第二電極61前形成PSV膜65,也可在形成第二電極61後形成PSV膜65。而且,也可未必形成PSV膜65自身。在形成第一電極、第二電極後,為了獲得歐姆接觸,例如以400℃進行5分鐘的RTA熱處理。
這樣,製作在磊晶功能層19的單面具有極性不同的兩個以上的電極(第一電極41以及第二電極61)的元件結構部利用固化型接合材22而與包含異質基板21的支撐體接合的接合型晶圓600。
本發明是一種接合型晶圓的剝離方法,從此種接合型晶圓600剝離包含異質基板21的支撐體,所述接合型晶圓的剝離方法的特徵在於,通過對接合型晶圓600照射雷射,從而使固化型接合材22及/或與固化型接合材22接觸的元件結構部的表面(即,在圖6的情況下為視窗層18的表面)的至少一部分吸收雷射,使固化型接合材22及/或元件結構部的表面分解,由此來使元件結構部與支撐體分離。第二實施方式中,主要說明固化型接合材22的分解的形態。
具體而言,所述分離能夠像以下那樣進行。首先,較佳的是,在雷射照射前,將塗布有黏合劑的臨時支撐基板黏接於磊晶功能層的與接合型晶圓的異質基板為相反側的面。例如,如圖7所示,作為臨時支撐基板71,準備在合成石英晶圓上塗布有層狀的矽酮黏合劑72的臨時支撐基板71,使接合型晶圓600與臨時支撐基板71相向而加壓,使黏合劑黏接。
另外,作為臨時支撐基板71,並不限定于合成石英,可使用藍寶石或石英(天然石英)、玻璃、SiC、LiTaO
3、LiNbO
3等。
接下來,如圖9所示,從異質基板(藍寶石基板)21側照射准分子雷射,BCB層22吸收透射過異質基板(藍寶石基板)21而到達固化型接合材(BCB接合層)22的雷射,BCB層22分解(消融),由此產生空隙,從而從磊晶功能層19剝離異質基板21。
另外,像這樣,作為固化型接合材22,主要例示了矽酮樹脂或BCB等熱固性的接合材,但在採用了具有UV固化性或常溫固化性的固化特性的材料的接合型晶圓的剝離方法中,也能夠適用本發明。
[實施例]
以下,列舉實施例以及比較例來詳細說明本發明,但它們並不限定本發明。
(實施例1)
準備作為磊晶功能層19的具有發光元件結構的磊晶晶圓100,所述磊晶功能層19是在n型的GaAs原始基板10上層疊n型的GaAs緩衝層11後,依次使n型的Ga
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6)第一蝕刻阻擋層12成長0.3 μm,使n型的GaAs第二蝕刻阻擋層13成長0.3 μm,使n型的(Al
yGa
1-y)
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6、0<y≦1)第一包覆層14成長1.0 μm,使非摻雜的(Al
yGa
1-y)
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6、0≦y≦0.6)活性層15、p型的(Al
yGa
1-y)
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6、0<y≦1)第二包覆層16成長1.0 μm,使p型的GaInP中間層17成長0.1 μm,使p型的GaP窗口層18成長4 μm(參照圖1)。
接下來,在磊晶晶圓100上,作為熱固化型接合構件22,旋塗矽酮樹脂而形成第一接合層,使其與作為異質基板21的藍寶石基板相向地重合並進行熱壓接,由此來製作將磊晶晶圓100與作為異質基板21的藍寶石基板經由作為固化型接合材22的矽酮樹脂而接合的磊晶晶圓接合基板(第一化合物半導體接合基板)200。在通過旋塗來塗布矽酮樹脂時,設計膜厚是設為1.0 μm(參照圖2)。
將GaAs原始基板10以及GaAs緩衝層11通過氨和過氧化氫水溶液進行濕式蝕刻處理而予以去除,使GaInP第一蝕刻阻擋層12露出。接下來,將蝕刻劑切換為鹽酸系而選擇性地去除GaInP第一蝕刻阻擋層12,使GaAs第二蝕刻阻擋層13露出。然後,將蝕刻劑切換為硫酸和過氧化氫水溶液系而選擇性地去除GaAs第二蝕刻阻擋層13,使第一包覆層14露出。通過進行以上的處理,製作保持磊晶功能層19(更具體而言為DH層(第一包覆層14至第二包覆層16)與視窗層18)的接合基板(第二化合物半導體接合基板)300(參照圖3)。
接下來,在n型的第一包覆層14的一部分區域形成AuBe系的第一電極41(參照圖4)。
在形成第一電極後,將n型的第一包覆層14的第一電極41形成區域以外的區域的一部分通過幹式蝕刻而切開,在缺口部使p型GaP視窗層18露出(參照圖5)。
接下來,利用鈍化(PSV)膜65來包覆側面,製作在露出區域形成有AuSi系的第二電極61的接合型晶圓(具有元件結構部的接合基板)600。在形成第一電極、第二電極後,為了獲得歐姆接觸,以400℃進行5分鐘的RTA熱處理(參照圖6)。
接下來,作為臨時支撐基板71,準備在合成石英晶圓上塗布有層狀的矽酮黏合劑72的臨時支撐基板71,使接合型晶圓600與臨時支撐基板71相向而加壓,使黏合劑黏接(參照圖7)。
從作為異質基板21的藍寶石基板側照射准分子雷射,使透射過藍寶石基板以及矽酮接合層72的雷射被p型GaP窗口層18吸收而分解(消融),從磊晶功能層19剝離作為異質基板21的藍寶石基板(參照圖8)。
(實施例2)
準備作為磊晶功能層19的具有發光元件結構的磊晶晶圓100,所述磊晶功能層19是在n型的GaAs原始基板10上層疊n型的GaAs緩衝層11後,依次使n型的Ga
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6)第一蝕刻阻擋層12成長0.3 μm,使n型的GaAs第二蝕刻阻擋層13成長0.3 μm,使n型的(Al
yGa
1-y)
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6、0<y≦1)第一包覆層14成長1.0 μm,使非摻雜的(Al
yGa
1-y)
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6、0≦y≦0.6)活性層15、p型的(Al
yGa
1-y)
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6、0<y≦1)第二包覆層16成長1.0 μm,使p型的GaInP中間層17成長0.1 μm,使p型的GaP窗口層18成長4 μm(參照圖1)。
在磊晶晶圓100上,作為熱固化型接合構件22,旋塗苯並環丁烯(BCB)而形成第一接合層,使其與作為異質基板21的藍寶石基板相向地重合並進行熱壓接,由此來製作將磊晶晶圓100與作為異質基板21的藍寶石基板經由BCB而接合的磊晶晶圓接合基板(第一化合物半導體接合基板)200。在通過旋塗來塗布BCB時,設計膜厚是設為1.0 μm(參照圖2)。
接下來,將GaAs原始基板10以及GaAs緩衝層11通過氨和過氧化氫水溶液進行濕式蝕刻處理而予以去除,使GaInP第一蝕刻阻擋層12露出。接下來,將蝕刻劑切換為鹽酸系而選擇性地去除GaInP第一蝕刻阻擋層12,使GaAs第二蝕刻阻擋層13露出。然後,將蝕刻劑切換為硫酸和過氧化氫水溶液系而選擇性地去除GaAs第二蝕刻阻擋層13,使第一包覆層14露出。通過進行以上的處理,製作保持磊晶功能層19(更具體而言為DH層(第一包覆層14至第二包覆層16)與視窗層18)的接合基板(第二化合物半導體接合基板)300(參照圖3)。
接下來,在n型的第一包覆層14的一部分區域形成AuBe系的第一電極41(參照圖4)。
在形成第一電極後,將n型的第一包覆層14的第一電極41形成區域以外的區域的一部分通過幹式蝕刻而切開,在缺口部使p型GaP視窗層18露出(參照圖5)。
利用鈍化(PSV)膜65來包覆側面,製作在露出區域形成有AuSi系的第二電極61的接合型晶圓(具有元件結構部的接合基板)600。
在形成第一電極、第二電極後,為了獲得歐姆接觸,以400℃進行5分鐘的RTA熱處理(參照圖6)。
接下來,作為臨時支撐基板71,準備在合成石英晶圓上塗布有層狀的矽酮黏合劑72的臨時支撐基板71,使接合型晶圓600與臨時支撐基板71相向而加壓,使黏合劑黏接(參照圖7)。
從作為異質基板21的藍寶石基板側照射准分子雷射,BCB層吸收透射過藍寶石基板而到達BCB接合層72的雷射,BCB層分解(消融),由此產生空隙,從而從磊晶功能層剝離作為異質基板21的藍寶石基板(參照圖9)。
(比較例)
準備作為磊晶功能層的具有發光元件結構的磊晶晶圓,所述磊晶功能層是在n型的GaAs原始基板上層疊n型的GaAs緩衝層後,依次使n型的Ga
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6)第一蝕刻阻擋層成長0.3 μm,使n型的GaAs第二蝕刻阻擋層成長0.3 μm,使n型的(Al
yGa
1-y)
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6、0<y≦1)第一包覆層成長1.0 μm,使非摻雜的(Al
yGa
1-y)
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6、0≦y≦0.6)活性層、第二導電型的(Al
yGa
1-y)
xIn
1-xP(0.4≦x≦0.6、0<y≦1)第二包覆層成長1.0 μm,使p型的GaInP中間層成長0.1 μm,使p型的GaP窗口層18成長4.0 μm。
接下來,在磊晶晶圓上,作為熱固化型接合構件,旋塗苯並環丁烯(BCB),使其與矽晶圓相向地重合並進行熱壓接,由此來製作將磊晶晶圓與矽晶圓經由BCB而接合的EPW接合基板。在通過旋塗來塗布BCB時,設計膜厚是設為1.0 μm。
將GaAs原始基板通過濕式蝕刻予以去除,使第一蝕刻阻擋層露出,切換蝕刻劑以去除第二蝕刻阻擋層而使第一包覆層露出,製作僅保持DH層與視窗層的磊晶接合基板。
接下來,在n型的第一包覆層的一部分區域形成AuBe系的第一電極。
在形成第一電極後,將n型的第一包覆層的第一電極形成區域以外的區域的一部分通過幹式蝕刻而切開,在缺口部使p型GaP視窗層露出。
利用鈍化(PSV)膜來包覆側面。製作在露出區域形成有AuSi系的第二電極的接合型晶圓(具有元件結構部的接合基板)。在形成第一電極、第二電極後,為了獲得歐姆接觸,以400℃進行5分鐘的RTA熱處理。
接下來,準備在矽晶圓上塗布有層狀的矽酮黏合劑的臨時支撐基板,使具有元件結構部的接合基板與臨時支撐基板相向而加壓,使黏合劑黏接。
通過表面研磨等的處理來對矽晶圓(異質基板)側進行薄膜加工。當矽晶圓(異質基板)厚度達到150 μm以下的膜厚後,浸入氟硝酸系的蝕刻液中而去除矽晶圓(異質基板)。在去除矽晶圓(異質基板)後,通過灰化處理或幹式蝕刻處理來去除BCB。
表1表示實施例1、實施例2與比較例中的去除異質基板後的元件部殘存率。在實施例1以及實施例2中,在剝離歷程中,施加至元件的應力少,表現出良好的元件部殘存率,與此相對,在比較例中,在異質基板的機械加工時施加至元件部的機械應力大,會產生加工後的元件部的破損,因此作為結果,元件部殘存率下降。
[表1]
殘存率 | |
實施例1 | 94%~99% |
實施例2 | 95%~99% |
比較例 | 62%~84% |
本發明在所述磊晶成長用原始基板為不透明的基板的情況下尤為有效。此種不透明的基板不透射雷射或者只能以不足以產生消融的程度來透射雷射,因此難以通過對磊晶成長用原始基板照射雷射來分離元件結構部(也被稱作雷射揭開剝離(lift-off))。因此,在磊晶成長用原始基板為鎵砷基板的情況、或者元件結構部為紅色LED的情況下有效。所述紅色LED既可為微型(micro)LED,也可為迷你(mini)LED。
而且,從成本方面、或者向各種裝置的適用容易性等方面出發,較佳是本發明中的各種基板(磊晶成長用原始基板、支撐體、異質基板、臨時支撐基板)為圓盤形狀,但即便是橢圓柱形狀、四棱柱等的多棱柱形狀等其他形狀,也能夠達成本發明的效果。
而且,圖6等中,以描繪一個元件結構部的方式進行了說明,但也可將多個元件結構部接合於支撐體,這些多個元件結構部也可呈矩陣狀排列。
而且,從與支撐體的主面垂直的方向觀察時的元件結構部的形狀可列舉圓形狀、橢圓形狀、四邊形狀等的多邊形狀等。這些形狀中,在增加可一次製造的元件結構部的方面,尤佳為四邊形狀。此處,圓形狀、橢圓形狀、四邊形狀以及多邊形狀並非是指嚴格的圓形狀、橢圓形狀、四邊形狀以及多邊形狀,也包含直線部分/曲線部分的凹陷或鼓出、角部的倒角形狀等。
而且,用於接合元件結構部的固化物層的厚度只要是能夠耐受直至從支撐體剝離元件結構部為止的工序的厚度即可。即,由於支撐體最終要剝離,因此並不要求達到數年的接合可靠性,也可相對較薄。這在進行雷射揭開剝離方面有利地發揮作用。具體而言,儘管要根據固化型接合材中所含的材料或接合性能而定,但較佳為0.1 μm~1.0 μm,更佳為0.4 μm~0.6 μm。
以上,對本發明的實施方式進行了詳述,但另一方面,若要從不同的視點表達本發明,則成為下述(1)~(15)、(U1)~(U89)以及(X1)~(X4)。
(1)一種接合型晶圓,將元件結構部經由固化型接合材的固化物層而接合於支撐體,其中,所述接合型晶圓被用於通過雷射的照射所進行的元件結構部的剝離。
(2)根據(1)所述的接合型晶圓,其中,所述元件結構部為紅色LED晶片。
(3)根據(1)所述的接合型晶圓,其中,所述元件結構部包含AlGaInP系材料。
(4)根據(1)所述的接合型晶圓,其中,所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm。
(5)根據(2)所述的接合型晶圓,其中,所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm。
(6)根據(1)所述的接合型晶圓,其中,所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層。
(7)根據(1)所述的接合型晶圓,其中,所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種。
(8)根據(1)所述的接合型晶圓,其中,所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO
3基板以及LiNbO
3基板所組成的群組中的至少一種。
(9)根據(1)所述的接合型晶圓,其中,所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色LED晶片,
所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm,
所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層,
所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種,
所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO
3基板以及LiNbO
3基板所組成的群組中的至少一種。
(10)根據(1)所述的接合型晶圓,其中,所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色LED晶片,
所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm,
所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層,
所述固化型接合材包含苯並環丁烯,
所述支撐體具有藍寶石基板。
(11)一種接合型晶圓的剝離方法,從元件結構部經由固化型接合材的固化物層而與支撐體接合的接合型晶圓剝離所述支撐體,所述接合型晶圓的剝離方法的特徵在於,
通過從所述接合型晶圓的支撐體側照射雷射,從而使所述元件結構部與所述支撐體分離。
(12)一種經分離的元件結構部的製造方法,從元件結構部經由固化型接合材的固化物層而與支撐體接合的接合型晶圓剝離所述支撐體,所述經分離的元件結構部的製造方法的特徵在於,
通過從所述接合型晶圓的支撐體側照射雷射,從而使所述元件結構部與所述支撐體分離。
(13)一種接合體,將元件結構部經由固化型接合材的固化物層而接合於支撐體,其中,所述接合體被用於通過雷射的照射所進行的元件結構部的剝離。
(14)一種接合體的剝離方法,從元件結構部經由固化型接合材的固化物層而與支撐體接合的接合體剝離所述支撐體,所述接合體的剝離方法的特徵在於,
通過從所述接合體的支撐體側照射雷射,從而使所述元件結構部與所述支撐體分離。
(15)一種經分離的元件結構部的製造方法,從元件結構部經由固化型接合材的固化物層而與支撐體接合的接合體剝離所述支撐體,所述經分離的元件結構部的製造方法的特徵在於,
通過從所述接合體的支撐體側照射雷射,從而使所述元件結構部與所述支撐體分離。
(U1)一種接合型晶圓的剝離系統,從接合型晶圓剝離支撐體,所述接合型晶圓具有在磊晶功能層的單面具有極性不同的兩個以上的電極的元件結構部,且所述元件結構部利用固化型接合材而與包含異質基板的所述支撐體接合,所述接合型晶圓的剝離系統的特徵在於,
具有一機構,所述機構將從雷射振盪器振盪產生的雷射照射至所述接合型晶圓,由此來使所述固化型接合材及/或與所述固化型接合材接觸的所述元件結構部的表面的至少一部分吸收雷射,使所述固化型接合材及/或所述元件結構部的表面分解,從而使所述元件結構部與所述支撐體分離。
(U2)根據(U1)所述的接合型晶圓的剝離系統,其特徵在於,使所述磊晶功能層具有發光元件結構。
(U3)根據(U1)或(U2)所述的接合型晶圓的剝離系統,其特徵在於,使所述磊晶功能層包含AlGaInP系材料。
(U4)根據(U1)或(U2)所述的接合型晶圓的剝離系統,其特徵在於,使所述固化型接合材具有熱固性、UV固化性以及常溫固化性中的任一種固化特性。
(U5)根據(U1)或(U2)所述的接合型晶圓的剝離系統,其特徵在於,使所述固化型接合材包含苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂、矽酮樹脂中的任一種。
(U6)根據(U1)或(U2)所述的接合型晶圓的剝離系統,其特徵在於,將所述磊晶功能層設為磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層。
(U7)根據(U1)或(U2)所述的接合型晶圓的剝離系統,其特徵在於,使所述異質基板包含藍寶石、SiC、合成石英、石英、玻璃、LiTaO
3、LiNbO
3中的任一種材料。
(U8)根據(U1)或(U2)所述的接合型晶圓的剝離系統,其特徵在於,將所述雷射設為准分子雷射。
(U9)根據(U1)或(U2)所述的接合型晶圓的剝離系統,其特徵在於,在所述雷射照射前,將塗布有黏合劑的臨時支撐基板黏接於所述磊晶功能層的與所述接合型晶圓的所述異質基板為相反側的面。
(U10)根據(U9)所述的接合型晶圓的剝離系統,其特徵在於,將所述黏合劑設為矽酮。
(U11)根據(U1)所述的接合型晶圓的剝離系統,其特徵在於,使所述臨時支撐基板包含藍寶石、SiC、合成石英、石英、玻璃、LiTaO
3、LiNbO
3中的任一種材料。
(U12)一種接合型晶圓,是將四邊形狀的元件結構部經由固化型接合材的固化物層而接合於支撐體,其中,所述接合型晶圓被用於通過雷射的照射所進行的元件結構部的剝離。
(U13)根據(U12)所述的接合型晶圓,其中,所述元件結構部為紅色LED晶片。
(U14)根據(U12)所述的接合型晶圓,其中,所述元件結構部包含AlGaInP系材料。
(U15)根據(U12)所述的接合型晶圓,其中,所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm。
(U16)根據(U13)所述的接合型晶圓,其中,所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm。
(U17)根據(U12)所述的接合型晶圓,其中,所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm。
(U18)根據(U13)所述的接合型晶圓,其中,所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm。
(U19)根據(U12)所述的接合型晶圓,其中,所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層。
(U20)根據(U12)所述的接合型晶圓,其中,所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種。
(U21)根據(U12)所述的接合型晶圓,其中,所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO
3基板以及LiNbO
3基板所組成的群組中的至少一種。
(U22)根據(U12)所述的接合型晶圓,其中,所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色LED晶片,
所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm,
所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層,
所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種,
所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO
3基板以及LiNbO
3基板所組成的群組中的至少一種。
(U23)根據(U12)所述的接合型晶圓,其中,所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色LED晶片,
所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm,
所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層,
所述固化型接合材包含苯並環丁烯,
所述支撐體具有藍寶石基板。
(U24)根據(U12)所述的接合型晶圓,其中,所述元件結構部在所述支撐體上接合有多個,所述多個元件結構體呈矩陣狀排列。
(U25)一種接合型晶圓的剝離系統,從元件結構部經由固化型接合材的固化物層而與支撐體接合的接合型晶圓剝離所述支撐體,所述接合型晶圓的剝離系統的特徵在於,
具有一機構,所述機構從所述接合型晶圓的支撐體側照射從雷射振盪器振盪產生的雷射,由此來使所述元件結構部與所述支撐體分離。
(U26)根據(U25)所述的接合型晶圓的剝離系統,其中,所述元件結構部為紅色LED晶片。
(U27)根據(U25)所述的接合型晶圓的剝離系統,其中,所述元件結構部包含AlGaInP系材料。
(U28)根據(U25)所述的接合型晶圓的剝離系統,其中,所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm。
(U29)根據(U26)所述的接合型晶圓的剝離系統,其中,所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm。
(U30)根據(U25)所述的接合型晶圓的剝離系統,其中,所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm。
(U31)根據(U26)所述的接合型晶圓的剝離系統,其中,所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm。
(U32)根據(U25)所述的接合型晶圓的剝離系統,其中,所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層。
(U33)根據(U25)所述的接合型晶圓的剝離系統,其中,所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種。
(U34)根據(U25)所述的接合型晶圓的剝離系統,其中,所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO
3基板以及LiNbO
3基板所組成的群組中的至少一種。
(U35)根據(U25)所述的接合型晶圓的剝離系統,其中,所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色LED晶片,
所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm,
所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層,
所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種,
所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO
3基板以及LiNbO
3基板所組成的群組中的至少一種。
(U36)根據(U25)所述的接合型晶圓的剝離系統,其中,所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色LED晶片,
所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm,
所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層,
所述固化型接合材包含苯並環丁烯,
所述支撐體具有藍寶石基板。
(U37)根據(U25)所述的接合型晶圓的剝離系統,其中,所述元件結構部在所述支撐體上接合有多個,所述多個元件結構體呈矩陣狀排列。
(U38)一種經分離的元件結構部的製造系統,從元件結構部經由固化型接合材的固化物層而與支撐體接合的接合型晶圓剝離所述支撐體,所述經分離的元件結構部的製造系統的特徵在於,
具有一機構,所述機構從所述接合型晶圓的支撐體側照射從雷射振盪器振盪產生的雷射,由此來使所述元件結構部與所述支撐體分離。
(U39)根據(U38)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述元件結構部為紅色LED晶片。
(U40)根據(U38)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述元件結構部包含AlGaInP系材料。
(U41)根據(U38)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm。
(U42)根據(U39)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm。
(U43)根據(U38)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm。
(U44)根據(U39)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm。
(U45)根據(U38)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層。
(U46)根據(U38)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種。
(U47)根據(U38)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO
3基板以及LiNbO
3基板所組成的群組中的至少一種。
(U48)根據(U38)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色LED晶片,
所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm,
所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層,
所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種,
所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO
3基板以及LiNbO
3基板所組成的群組中的至少一種。
(U49)根據(U38)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色LED晶片,
所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm,
所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層,
所述固化型接合材包含苯並環丁烯,
所述支撐體具有藍寶石基板。
(U50)根據(U38)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述元件結構部在所述支撐體上接合有多個,所述多個元件結構體呈矩陣狀排列。
(U51)一種經分離的接合體,將四邊形狀的元件結構部經由固化型接合材的固化物層而接合於支撐體,其中,所述經分離的接合體被用於通過雷射的照射所進行的元件結構部的剝離。
(U52)根據(U51)所述的經分離的接合體,其中,所述元件結構部為紅色LED晶片。
(U53)根據(U51)所述的經分離的接合體,其中,所述元件結構部包含AlGaInP系材料。
(U54)根據(U51)所述的經分離的接合體,其中,所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm。
(U55)根據(U52)所述的經分離的接合體,其中,所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm。
(U56)根據(U51)所述的經分離的接合體,其中,所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm。
(U57)根據(U52)所述的經分離的接合體,其中,所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm。
(U58)根據(U51)所述的經分離的接合體,其中,所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層。
(U59)根據(U51)所述的經分離的接合體,其中,所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種。
(U60)根據(U51)所述的經分離的接合體,其中,所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO
3基板以及LiNbO
3基板所組成的群組中的至少一種。
(U61)根據(U51)所述的經分離的接合體,其中,所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色LED晶片,
所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm,
所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層,
所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種,
所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO
3基板以及LiNbO
3基板所組成的群組中的至少一種。
(U62)根據(U51)所述的經分離的接合體,其中,所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色LED晶片,
所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm,
所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層,
所述固化型接合材包含苯並環丁烯,
所述支撐體具有藍寶石基板。
(U63)根據(U51)所述的經分離的接合體,其中,所述元件結構部在所述支撐體上接合有多個,所述多個元件結構體呈矩陣狀排列。
(U64)一種接合體的剝離系統,從元件結構部經由固化型接合材的固化物層而與支撐體接合的接合體剝離所述支撐體,所述接合體的剝離系統的特徵在於,
具有一機構,所述機構從所述接合體的支撐體側照射從雷射振盪器振盪產生的雷射,由此來使所述元件結構部與所述支撐體分離。
(U65)根據(U64)所述的接合體的剝離系統,其中,所述元件結構部為紅色LED晶片。
(U66)根據(U64)所述的接合體的剝離系統,其中,所述元件結構部包含AlGaInP系材料。
(U67)根據(U64)所述的接合體的剝離系統,其中,所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm。
(U68)根據(U65)所述的接合體的剝離系統,其中,所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm。
(U69)根據(U64)所述的接合體的剝離系統,其中,所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm。
(U70)根據(U65)所述的接合體的剝離系統,其中,所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm。
(U71)根據(U64)所述的接合體的剝離系統,其中,所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層。
(U72)根據(U64)所述的接合體的剝離系統,其中,所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種。
(U73)根據(U64)所述的接合體的剝離系統,其中,所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO
3基板以及LiNbO
3基板所組成的群組中的至少一種。
(U74)根據(U64)所述的接合體的剝離系統,其中,所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色LED晶片,
所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm,
所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層,
所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種,
所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO
3基板以及LiNbO
3基板所組成的群組中的至少一種。
(U75)根據(U64)所述的接合體的剝離系統,其中,所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色LED晶片,
所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm,
所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層,
所述固化型接合材包含苯並環丁烯,
所述支撐體具有藍寶石基板。
(U76)根據(U64)所述的接合體的剝離系統,其中,所述元件結構部在所述支撐體上接合有多個,所述多個元件結構體呈矩陣狀排列。
(U77)一種經分離的元件結構部的製造系統,從元件結構部經由固化型接合材的固化物層而與支撐體接合的接合體剝離所述支撐體,所述經分離的元件結構部的製造系統的特徵在於,
具有一機構,所述機構從所述接合體的支撐體側照射從雷射振盪器振盪產生的雷射,由此來使所述元件結構部與所述支撐體分離。
(U78)根據(U77)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述元件結構部為紅色LED晶片。
(U79)根據(U77)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述元件結構部包含AlGaInP系材料。
(U80)根據(U77)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm。
(U81)根據(U78)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm。
(U82)根據(U77)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm。
(U83)根據(U78)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm。
(U84)根據(U77)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層。
(U85)根據(U77)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種。
(U86)根據(U77)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO
3基板以及LiNbO
3基板所組成的群組中的至少一種。
(U87)根據(U77)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色LED晶片,
所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm,
所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層,
所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種,
所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO
3基板以及LiNbO
3基板所組成的群組中的至少一種。
(U88)根據(U77)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色LED晶片,
所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm,
所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層,
所述固化型接合材包含苯並環丁烯,
所述支撐體具有藍寶石基板。
(U89)根據(U77)所述的經分離的元件結構部的製造系統,其中,所述元件結構部在所述支撐體上接合有多個,所述多個元件結構體呈矩陣狀排列。
(X1)一種應用,是對元件結構部接合於支撐體的接合型晶圓的、通過雷射的照射所進行的元件結構部的剝離的應用,其中,
所述元件結構部經由固化型接合材的固化物層而接合於所述支撐體。
(X2)一種應用,是對元件結構部接合於支撐體的接合型晶圓的、被用於通過雷射的照射所進行的元件結構部的剝離的接合型晶圓的製造的應用,其中,
所述元件結構部經由固化型接合材的固化物層而接合於所述支撐體。
(X3)一種應用,是對元件結構部接合於支撐體的接合體的、通過雷射的照射所進行的元件結構部的剝離的應用,其中,
所述元件結構部經由固化型接合材的固化物層而接合於所述支撐體。
(X4)一種應用,是對元件結構部接合於支撐體的接合體的、被用於通過雷射的照射所進行的元件結構部的剝離的接合體的製造的應用,其中,
所述元件結構部經由固化型接合材的固化物層而接合於所述支撐體。
可將前述的多個實施方式中的各結構要件細分化,並將經細分化的構成要件各自單獨地,或者加以組合而導入至所述(1)~(15)、(U1)~(U88)以及(X1)~(X4)。例如,各種基板或各種層的材料、性質、尺寸、形狀、形成方法、雷射的種類、剝離方法、元件結構部的結構等為代表性的示例。
另外,本發明並不限定於所述實施方式。所述實施方式為例示,具有與本發明的權利要求書中記載的技術思想實質上相同的結構且起到同樣的作用效果的任何形態均包含在本發明的技術範圍內。
10:原始基板
11:緩衝層
12:第一蝕刻阻擋層
13:第二蝕刻阻擋層
14:第一包覆層
15:活性層
16:第二包覆層
17:中間層
18:窗口層
19:磊晶功能層
21:異質基板
22:固化型接合材
41:第一電極
61:第二電極
65:PSV膜
71:臨時支撐基板
72:接合層、黏合劑
100:磊晶晶圓
200:磊晶晶圓接合基板
300:接合基板
600:接合型晶圓
圖1是作為製作接合型晶圓的製程的一部分而表示在原始基板上製作具有磊晶功能層的磊晶晶圓的工序的概略圖。
圖2是作為製作接合型晶圓的製程的一部分而表示接合磊晶晶圓與異質基板的工序的概略圖。
圖3是作為製作接合型晶圓的製程的一部分而表示去除原始基板的工序的概略圖。
圖4是作為製作接合型晶圓的製程的一部分而表示形成第一電極的工序的概略圖。
圖5是作為製作接合型晶圓的製程的一部分而表示形成缺口部的工序的概略圖。
圖6是作為製作接合型晶圓的製程的一部分而表示形成第二電極的工序的概略圖。
圖7是表示在進行接合型晶圓的剝離之前黏合接合型晶圓與臨時支撐基板的工序的概略圖。
圖8是表示本發明的接合型晶圓的剝離方法的第一實施方式的一例的概略圖。
圖9是表示本發明的接合型晶圓的剝離方法的第二實施方式的一例的概略圖。
14:第一包覆層
15:活性層
16:第二包覆層
17:中間層
18:窗口層
19:磊晶功能層
21:異質基板
22:固化型接合材
41:第一電極
61:第二電極
65:PSV膜
71:臨時支撐基板
72:接合層、黏合劑
Claims (26)
- 一種接合型晶圓的剝離方法,從接合型晶圓剝離支撐體,所述接合型晶圓具有在磊晶功能層的單面具有極性不同的兩個以上的電極的元件結構部,且所述元件結構部利用固化型接合材而與包含異質基板的所述支撐體接合, 所述接合型晶圓的剝離方法包括將雷射照射至所述接合型晶圓,由此來使所述固化型接合材及/或與所述固化型接合材接觸的所述元件結構部的表面的至少一部分吸收雷射,使所述固化型接合材及/或所述元件結構部的表面分解,從而使所述元件結構部與所述支撐體分離。
- 如請求項1所述的接合型晶圓的剝離方法,其中,所述磊晶功能層具有發光元件結構。
- 如請求項1或2所述的接合型晶圓的剝離方法,其中,所述磊晶功能層包含AlGaInP系材料。
- 如請求項1或2所述的接合型晶圓的剝離方法,其中,所述固化型接合材具有熱固性、紫外線固化性以及常溫固化性中的任一種固化特性。
- 如請求項4所述的接合型晶圓的剝離方法,其中,所述固化型接合材包含苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂、矽酮樹脂中的任一種。
- 如請求項1或2所述的接合型晶圓的剝離方法,其中,將所述磊晶功能層設為磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層。
- 如請求項1或2所述的接合型晶圓的剝離方法,其中,所述異質基板包含藍寶石、SiC、合成石英、石英、玻璃、LiTaO 3、LiNbO 3中的任一種材料。
- 如請求項1或2所述的接合型晶圓的剝離方法,其中,將所述雷射設為准分子雷射。
- 如請求項1或2所述的接合型晶圓的剝離方法,其中,在所述雷射照射前,將塗布有黏合劑的臨時支撐基板黏接於所述磊晶功能層的與所述接合型晶圓的所述異質基板為相反側的面。
- 如請求項9所述的接合型晶圓的剝離方法,其中,將所述黏合劑設為矽酮。
- 如請求項9所述的接合型晶圓的剝離系統,其中,所述臨時支撐基板包含藍寶石、SiC、合成石英、石英、玻璃、LiTaO 3、LiNbO 3中的任一種材料。
- 一種接合型晶圓,是將元件結構部經由固化型接合材的固化物層而接合於支撐體,所述接合型晶圓被用於通過雷射的照射所進行的元件結構部的剝離。
- 如請求項12所述的接合型晶圓,其中,所述元件結構部為紅色發光二極體晶片。
- 如請求項12所述的接合型晶圓,其中,所述元件結構部包含AlGaInP系材料。
- 如請求項12所述的接合型晶圓,其中,所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm。
- 如請求項13所述的接合型晶圓,其中,所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm。
- 如請求項12所述的接合型晶圓,其中,所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層。
- 如請求項12所述的接合型晶圓,其中,所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種。
- 如請求項12所述的接合型晶圓,其中,所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO 3基板以及LiNbO 3基板所組成的群組中的至少一種。
- 如請求項12所述的接合型晶圓,其中, 所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色發光二極體晶片, 所述固化物層的厚度為0.1 μm~1.0 μm, 所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層, 所述固化型接合材包含選自由苯並環丁烯、聚醯亞胺、氟樹脂、環氧樹脂以及矽酮樹脂所組成的群組中的至少一種, 所述支撐體具有選自由藍寶石基板、SiC基板、合成石英基板、石英基板、玻璃基板、LiTaO 3基板以及LiNbO 3基板所組成的群組中的至少一種。
- 如請求項12所述的接合型晶圓,其中, 所述元件結構部為包含AlGaInP系材料的紅色發光二極體晶片, 所述固化物層的厚度為0.4 μm~0.6 μm, 所述元件結構部具有磊晶成長用原始基板已被去除的磊晶功能層, 所述固化型接合材包含苯並環丁烯, 所述支撐體具有藍寶石基板。
- 一種接合型晶圓的剝離方法,從元件結構部經由固化型接合材的固化物層而與支撐體接合的接合型晶圓剝離所述支撐體, 所述接合型晶圓的剝離方法包括從所述接合型晶圓的支撐體側照射雷射,由此來使所述元件結構部與所述支撐體分離。
- 一種經分離的元件結構部的製造方法,從元件結構部經由固化型接合材的固化物層而與支撐體接合的接合型晶圓剝離所述支撐體, 所述經分離的元件結構部的製造方法包括從所述接合型晶圓的支撐體側照射雷射,由此來使所述元件結構部與所述支撐體分離。
- 一種經分離的接合體,將元件結構部經由固化型接合材的固化物層而接合於支撐體,所述經分離的接合體被用於通過雷射的照射所進行的元件結構部的剝離。
- 一種接合體的剝離方法,從元件結構部經由固化型接合材的固化物層而與支撐體接合的接合體剝離所述支撐體, 所述接合體的剝離方法包括從所述接合體的支撐體側照射雷射,由此來使所述元件結構部與所述支撐體分離。
- 一種經分離的元件結構部的製造方法,從元件結構部經由固化型接合材的固化物層而與支撐體接合的接合體剝離所述支撐體, 所述經分離的元件結構部的製造方法包括從所述接合體的支撐體側照射雷射,由此來使所述元件結構部與所述支撐體分離。
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