一种用于激光剥离外延层的外延衬底处理方法
【专利摘要】一种用于激光剥离外延层的外延衬底处理方法，在外延衬底进行外延生长外延层之前，采用光滑处理方法对外延衬底的非外延生长面进行光滑处理。本发明一方面解决了衬底的破片率问题，另一方面解决了衬底厚度不均匀的问题，方便了衬底的后续再利用。
【专利说明】
一种用于激光剥离外延层的外延衬底处理方法
技术领域
[0001]本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种用于激光剥离外延层的外延衬底处理方法。
【背景技术】
[0002]目前在采用激光剥离技术剥离外延层的方法中，所用衬底的非外延生长面都是粗糙的，这样在进行激光剥离外延层前需要对衬底粗糙的非外延生长面进行光滑处理，光滑处理的程度要满足激光穿透的需要。由于衬底和外延层材料的不同会导致衬底在生长上外延层后存在较大的翘曲，尤其对于尺寸较大的衬底其翘曲会特别严重，这样一方面对衬底非外延生长面进行抛光研磨时会带来较大的破片率，另一方面衬底非外延生长面光滑处理后存在衬底厚度不均匀的问题，使得剥离下来的衬底较难被重复利用。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种用于激光剥离外延层的外延衬底处理方法，一方面解决了衬底的破片率问题，另一方面解决了衬底厚度不均匀的问题，方便了衬底的后续再利用。
[0004]为了达到上述目的，本发明提供一种用于激光剥离外延层的外延衬底处理方法，在外延衬底进行外延生长外延层之前，采用光滑处理方法对外延衬底的非外延生长面进行光滑处理。
[0005]所述的外延衬底是可以用于激光剥离的衬底。
[0006]所述的外延衬底为图形化衬底或平片衬底。
[0007]所述的光滑处理方法为机械研磨，或者化学机械抛光。
[0008]所述的外延衬底经过光滑处理的非外延生长面的粗糙度Ra的最小值为0.lnm，粗糙度Ra的最大值为用于激光剥离的激光波长。
[0009]本发明还提供一种采用激光剥离方式制备外延层的方法，包含以下步骤:
步骤S1、采用光滑处理方法对外延衬底的非外延生长面进行光滑处理；
步骤S2、采用外延生长方法在外延衬底的外延生长面上生长外延层；
步骤S3、采用激光剥离方式对外延层进行剥离。
[0010]所述的外延生长方法包含金属有机化学气相沉积、分子束外延、氢化物气相外延。
[0011]本发明还提供一种采用激光剥离方式制备外延层的方法，包含以下步骤:
步骤S1、采用光滑处理方法对外延衬底的非外延生长面进行光滑处理；
步骤S2、采用外延生长方法在外延衬底的外延生长面上生长外延层；
步骤S3、将转移基板键合在外延层上；
步骤S4、采用激光剥离方式对键合在一起的外延层和转移基板进行整体剥离。
[0012]所述的外延生长方法包含金属有机化学气相沉积、分子束外延、氢化物气相外延。
[0013]本发明在进行外延生长前就对外延衬底的非外延生长面进行光滑处理，这样外延衬底在进行激光剥离时其非外延生长面就不需要再进行光滑处理，一方面解决了外延衬底的破片率问题，另一方面解决了外延衬底厚度不均匀的问题，方便了衬底的后续再利用。
【附图说明】
[0014]图1是图形化衬底的结构示意图。
[0015]图2是平片衬底的结构示意图。
[0016]图3是本发明提供的用于激光剥离外延层的外延衬底处理方法的示意图。
[0017]图4是本发明提供的采用激光剥离制备外延层的方法的流程图。
[0018]图5是采用外延生长方法在外延衬底的外延生长面上生长外延层的示意图。
[0019]图6是采用激光剥离方式对外延层进行剥离的示意图。
[0020]图7是本发明提供的采用激光剥离制备外延层的方法的另一种实施例的流程图。[0021 ]图8是采用激光剥离方式对键合在转移基板上的外延层进行剥离的示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下根据图1?图8，具体说明本发明的较佳实施例。
[0023]本发明提供一种用于激光剥离外延层的外延衬底处理方法，在进行外延生长前对外延衬底的非外延生长面进行光滑处理。
[0024]所述的外延衬底可以是蓝宝石，或者玻璃等可以用于激光剥离的衬底。
[0025]本发明提供的一种用于激光剥离外延层的外延衬底处理方法适用于对图形化衬底(如图1所示)和平片衬底(如图2所示)进行处理。
[0026]如图3所示，以平片衬底为例，在进行外延生长前采用机械研磨，或者CMP(化学机械抛光)等光滑处理方法对外延衬底的非外延生长面进行光滑处理。
[0027]所述的外延衬底经过光滑处理的非外延生长面的粗糙度Ra的最小值为0.lnm，粗糙度Ra的最大值为用于激光剥离的激光波长，如果粗糙度Ra小于0.1nm会增加加工工艺难度同时也不会带来任何的好处，另外粗糙度Ra如果大于激光剥离的激光波长会对激光产生散射，从而减少激光能量影响剥离效果。
[0028]如图4所示，本发明还提供一种采用激光剥离方式制备外延层的方法，包含以下步骤:
步骤S1、如图3所示，采用光滑处理方法对外延衬底的非外延生长面进行光滑处理； 步骤S2、如图5所示，采用外延生长方法在外延衬底的外延生长面上生长外延层；
步骤S3、如图6所示，采用激光剥离方式对外延层进行剥离。
[0029]所述的外延衬底采用可以用于激光剥离的衬底，例如:蓝宝石、玻璃等。
[0030]所述的外延衬底为图形化衬底或平片衬底。
[0031 ]所述的步骤SI中，所述的光滑处理方法包含机械研磨，化学机械抛光等。
[0032]所述的步骤SI中，所述的外延衬底经过光滑处理的非外延生长面的粗糙度Ra的最小值为0.1nm,粗糙度Ra的最大值为用于激光剥离的激光波长。
[0033]所述的步骤S2中，所述的外延生长方法包含MOCVD(金属有机化学气相沉积),MBE(分子束外延)，HVPE(氢化物气相外延)等。
[0034]在某些实施例中，还需要将外延层转移到其他基板上，如图7所示，本发明还提供一种采用激光剥离方式制备外延层的方法，包含以下步骤: 步骤S1、采用光滑处理方法对外延衬底的非外延生长面进行光滑处理；
步骤S2、采用外延生长方法在外延衬底的外延生长面上生长外延层；
步骤S3、将转移基板键合在外延层上；
步骤S4、如图8所示，采用激光剥离方式对键合在一起的外延层和转移基板进行整体剥离。
[0035]所述的外延衬底采用可以用于激光剥离的衬底，例如:蓝宝石、玻璃等。
[0036]所述的外延衬底为图形化衬底或平片衬底。
[0037]所述的步骤SI中，所述的光滑处理方法包含机械研磨，化学机械抛光等。
[0038]所述的步骤SI中，所述的外延衬底经过光滑处理的非外延生长面的粗糙度Ra的最小值为0.1nm,粗糙度Ra的最大值为用于激光剥离的激光波长。
[0039]所述的步骤S2中，所述的外延生长方法包含MOCVD(金属有机化学气相沉积),MBE(分子束外延)，HVPE(氢化物气相外延)等。
[0040]所述的步骤S3中，转移基板采用金属材料或硅片等;键合的步骤包含:外延层上镀一层金属材料(铝、金或其他表面镀层材料)，然后把镀金属的外延层和转移基板紧紧叠合在一起，通过键合装置在一定的机械压力下外延层和转移基板融合在一起。
[0041]本发明在进行外延生长前就对外延衬底的非外延生长面进行光滑处理，这样外延衬底在进行激光剥离时其非外延生长面就不需要再进行光滑处理，一方面解决了外延衬底的破片率问题，另一方面解决了外延衬底厚度不均匀的问题，方便了衬底的后续再利用。
[0042]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1.一种用于激光剥离外延层的外延衬底处理方法，其特征在于，在外延衬底进行外延生长外延层之前，采用光滑处理方法对外延衬底的非外延生长面进行光滑处理。2.如权利要求1所述的用于激光剥离外延层的外延衬底处理方法，其特征在于，所述的外延衬底是可以用于激光剥离的衬底。3.如权利要求2所述的用于激光剥离外延层的外延衬底处理方法，其特征在于，所述的外延衬底为图形化衬底或平片衬底。4.如权利要求3所述的用于激光剥离外延层的外延衬底处理方法，其特征在于，所述的光滑处理方法为机械研磨，或者化学机械抛光。5.如权利要求4所述的用于激光剥离外延层的外延衬底处理方法，其特征在于，所述的外延衬底经过光滑处理的非外延生长面的粗糙度Ra的最小值为0.lnm，粗糙度Ra的最大值为用于激光剥离的激光波长。6.—种采用激光剥离方式制备外延层的方法，其采用如权利要求1-5中任意一项所述的外延衬底处理方法，其特征在于，包含以下步骤: 步骤S1、采用光滑处理方法对外延衬底的非外延生长面进行光滑处理； 步骤S2、采用外延生长方法在外延衬底的外延生长面上生长外延层； 步骤S3、采用激光剥离方式对外延层进行剥离。7.如权利要求6所述的采用激光剥离方式制备外延层的方法，其特征在于，所述的外延生长方法包含金属有机化学气相沉积、分子束外延、氢化物气相外延。8.—种采用激光剥离方式制备外延层的方法，其采用如权利要求1-5中任意一项所述的外延衬底处理方法，其特征在于，包含以下步骤: 步骤S1、采用光滑处理方法对外延衬底的非外延生长面进行光滑处理； 步骤S2、采用外延生长方法在外延衬底的外延生长面上生长外延层； 步骤S3、将转移基板键合在外延层上； 步骤S4、采用激光剥离方式对键合在一起的外延层和转移基板进行整体剥离。9.如权利要求8所述的采用激光剥离方式制备外延层的方法，其特征在于，所述的外延生长方法包含金属有机化学气相沉积、分子束外延、氢化物气相外延。
【文档编号】H01L21/78GK105977137SQ201610530932
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】马后永, 展望, 琚晶, 游正璋
【申请人】映瑞光电科技(上海)有限公司