专利名称：半导体基板及半导体基板的制造方法
半导体基板及半导体基板的制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体基板及半导体基板的制造方法。背景技术：
在Si基板上形成的AlN缓冲层的上面使GaN选择生长的技术已广为人知(比如， 参照非专利文献1)。同时，采用在半导体基板上形成的校准标记(alignment marks)使半导体结晶生长的技术也为公知(比如，参照专利文献1)。非专利文献 1 S. Haffouz, et. al. , Journal of crystal growth, 311(2009)2087-2090专利文献1日本专利特开平10-64781号公报采用了光刻法的电子器件和光学器件的制造工艺中，首先在基底基板的整个面形成功能结晶。其次，将在基底基板中预先设置的触点(notch)或定向平面(orientation flat)作为机械的向导，在该功能结晶上形成校准标记。此后，以所形成的校准标记为基准， 在功能结晶上定位而形成电极、布线金属等功能部件。由此形成含有功能结晶的电子器件和光学器件。可是，如果以触点或定向平面作为机械的向导使用，并非在基底基板的整个面而是部分地形成功能结晶，则此后在形成校准标记时，将产生以下的问题。如果将触点或定向平面作为机械的向导使用时，定位精度低，所以不能相对于基底基板精确地定位并部分地形成功能结晶，而且，不能相对于基底基板，在基底基板上或在功能结晶上高精度地定位并形成校准标记。因此，即使是相对于校准标记进行位置校准后形成的功能部件，也无法相对功能结晶进行高精度地定位。这个问题在功能结晶的尺寸变得越小越明显。因此，可以在校准标记形成后，测量校准标记的位置和功能结晶的位置的偏差的大小，按照该测量值进行位置修正后的光刻。根据该方法，在功能结晶上，能以高度的位置精度配置电极及金属配线等的功能部件。然而，这个方法，将引起工序增加而造成生产率的降低和高成本。特别是在近来的半导体工艺中，依照数十秒左右的生产节拍(1个工作时间所需要的时间)，自动地连续处理许多的半导体芯片，所以，对每一张基板测量位置的修正值，并根据该值来修正形成功能部件的位置的工序导致显著的生产率的降低和成本的提尚ο同时，如果在半导体基板上使半导体结晶生长的话，由于半导体结晶也在校准标记内生长，所以使得对校准标记的边界线(边缘)进行图像识别变难。其结果，因为以高精度检测校准标记变得困难，所以要想在半导体结晶上配置电极、金属配线等的功能部件，则需要除去校准标记内的半导体结晶。要想不除去校准标记内的半导体结晶时，需要重新形成校准标记。
发明内容为了解决上述课题，本发明的第1方式中，提供半导体基板的制造方法，包括在基底基板上形成校准标记的步骤；在形成校准标记的步骤之后，在基底基板上的包含校准标记的区域，形成阻挡结晶生长的阻挡层的步骤；根据显示应该形成以校准标记的位置为基准的开口的位置的信息，在阻挡层中的未设置校准标记的区域，形成用于露出基底基板的开口的步骤；以及在开口内使半导体结晶生长的步骤。该制造方法，还可以包括以校准标记的位置为基准，在半导体结晶上形成电极及金属配线中的至少1种的步骤。在形成开口的步骤中，在没有设置校准标记的区域，可以形成多个开口。可以在形成所述开口的步骤中，根据显示应该形成以校准标记的位置为基准的多个开口的位置的信息，形成多个开口。在使半导体结晶生长的步骤中，比如，让半导体结晶在多个开口的各个开口中分别生长。该制造方法，还具有功能部件形成步骤，即以校准标记的位置为基准，在多个开口内的各半导体结晶的上方形成具有电极及金属配线中的至少一种的功能部件。在功能部件形成步骤中，比如，通过以校准标记的位置为基准的光刻法，形成功能部件。该制造方法所使用的基底基板，比如是表面为硅结晶的基板、表面为锗结晶的基板或是3-5族化合物半导体基板。在使半导体结晶生长的步骤中，比如，使3-5族化合物半导体结晶或2-6族化合物半导体结晶生长。使半导体结晶生长的步骤中包括使具有 CxlSiylGezlSni_xl_yl_zl (0 彡 xl < 1、0 ^ yl ^ 1、0 彡 zl 彡 1、且 0 < xl+yl+zl 彡 1)的组成的第一半导体结晶生长的步骤；以及在第一半导体结晶上使第2半导体结晶生长的步骤。用该制造方法形成的阻挡层，比如具有氧化硅、氮化硅、氧氮化硅或氧化铝的其中1种。在形成校准标记的步骤中，比如通过蚀刻基底基板在基底基板上形成校准标记。 在形成校准标记的步骤中，可以通过在基底基板上形成选自由钽、铌、镍、钨及钛构成的组中的至少1种金属，而在基底基板上形成校准标记。本发明的第2方式中，提供一种半导体基板，包括形成有校准标记的基底基板； 设置在基底基板上的形成有校准标记的区域以外的区域，具有露出基底基板的开口，且阻挡结晶生长的第1阻挡层；设置在校准标记上，且阻挡结晶生长的第2阻挡层；以及在开口内结晶生长的半导体结晶。第1阻挡层可以具有多个开口，半导体基板可以具有在多个开口的各个开口中结晶生长的半导体结晶。比如，在校准标记的位置处的基底基板的厚度，与在校准标记的位置以外的基底基板的区域的基底基板的厚度不同，从基底基板的与第1阻挡层相接的面相反的面即背面到第1阻挡层的与靠近基底基板的面相反的面之间的距离，与从该背面到第2阻挡层的与靠近基底基板的面相反的面之间的距离不同。在校准标记的位置处的基底基板的厚度，比在校准标记的位置以外的基底基板的区域的基底基板的厚度小，从基底基板的与第1阻挡层相接的面相反的面即背面到第1阻挡层的与靠近基底基板的面相反的面之间的距离，可以比从该背面到第2阻挡层的与靠近基底基板的面相反的面之间的距离大。在校准标记的位置处的基底基板的厚度，比在校准标记的位置以外的基底基板的区域中的基底基板的厚度更大，从基底基板的与第1阻挡层相接的面相反的面即背面到第 1阻挡层的与靠近基底基板的面相反的面之间的距离，可以比从该背面到第2阻挡层的与靠近基底基板的面相反的面的距离更小。不过，上述的发明内容，并非列举了本发明的全部必要特征。同时，这些特征群的辅助组合也能成为本发明。
附图标记
图1A是本实施方式涉及的半导体基板100的剖面图。图IB是半导体基板100的平面图。图2是本实施方式涉及的半导体基板200的剖面图。图3是其他的实施方式涉及的半导体基板300的剖面图。图4是其他的实施方式涉及的半导体基板400的剖面图。图5是其他的实施方式涉及的半导体基板500的平面图。图6A表示半导体基板200的制造方法。图6B表示半导体基板200的制造方法。图6C表示半导体基板200的制造方法。图7是所制造的半导体基板700的剖面图。图8表示在半导体基板700上形成的校准标记720的形状。图9是所制造的半导体基板900的剖面图。
具体实施方式以下，通过发明的实施的方式说明本发明，不过，以下的实施方式并非限定权利要求涉及的发明。同时，在实施方式中说明的特征的组合并非全部是发明的解决手段所必须的。图1A，是本实施方式涉及的半导体基板100的剖面图。图1B，是半导体基板100 的平面图。图1A，是在图IB中的A-A线剖面图。半导体基板100具有基底基板110、阻挡层130、阻挡层132及半导体结晶150。在基底基板110上形成校准标记120。校准标记120，比如，通过蚀刻基底基板110的一部分区域来形成。基底基板110是表面为硅结晶的基板、表面为锗结晶的基板或是3-5族化合物半导体基板。在这里，所谓表面为硅结晶的基板，是指在基板上具有基板表面由硅结晶构成的区域。作为表面为硅结晶的基板，比如可以例举基板整体为硅结晶的Si基板(Si晶片)和 SOI (silicon-on-insulator)基板。所谓表面为锗结晶的基板是指基板的表面具有由锗结晶构成的区域的基板。作为表面为锗结晶的基板，比如可以列举基板整体为锗结晶的Ge基板(Ge晶片)、GOI基板 (germaniumu-on-insulator)。所谓3_5族化合物半导体基板，是由3_5族化合物半导体组成的基板。作为3-5族化合物半导体基板，可以例举GaAs基板。基底基板110的表面是硅结晶时，基底基板110的面之中，与阻挡层130相接的一侧的主面，比如是(100)面、(110)面、(111)面、与(100)面等效的面、与(110)的面等效的面或是与(111)面等效的面。同时，基底基板110的主面可以从上述的结晶学的面方位稍稍倾斜。即，基底基板110可以有切偏角(cut off angle) 0阻挡层130，被设置在基底基板110上的形成校准标记120的区域以外的区域。阻挡层130，具有露出基底基板110的开口 140。开口 140，比如，通过对阻挡层130 —部分的区域进行蚀刻来形成。阻挡层130用于阻挡半导体结晶150的结晶生长。比如，如图IA所示，半导体结晶150在开口 140内结晶生长，而在阻挡层130的表面上不结晶生长。
阻挡层132被设置在校准标记120上，且阻挡结晶生长。在阻挡层132的面上，半导体结晶150也不结晶生长。作为一个例子，阻挡层130及阻挡层132具有氧化硅、氮化硅、氧氮化硅或有氧化铝。阻挡层130及阻挡层132也可以通过将氧化硅，氮化硅，氧氮化硅或做氧化铝中的任何一个层叠而形成。优选阻挡层132是透明的。当阻挡层132是透明时，如果从半导体基板 100上方照射了光，则所照射的光透过阻挡层132到达校准标记120的底面，所以能高精度地检测出校准标记120。半导体结晶150，比如是3-5族化合物半导体或2-6族化合物半导体。3_5族化合物半导体层，比如，作为3族元素包括Al、GaUn中的至少1种，作为5族元素包括N、P、As、 Sb中的至少1种。半导体结晶150，比如是GaN。半导体结晶150，比如，可作为LED、双极晶体管或场效应晶体管中的电子及空穴移动的区域的半导体结晶使用。优选半导体结晶150，与基底基板110晶格匹配或准晶格匹配。在这里，所谓准晶格匹配，是指在相接的2个半导体层的各晶格常数之差小，所以不是完全的晶格匹配，是指能够在晶格失配造成的缺陷不显著的范围内，以大体上晶格匹配的方式层叠相接的2个半导体层的状态。比如，Si层及GaN层的层叠的状态，是Si层及GaN层准晶格匹配的状态。在校准标记120的位置处的基底基板110的厚度和在校准标记120位置以外的基底基板110的区域中的基底基板110的厚度不同。由于在校准标记120位置处的基底基板 110的厚度和校准标记120位置以外的基底基板110的区域中的基底基板110的厚度不同， 因而能够通过采用了光学显微镜的图像识别装置检测到校准标记的位置。作为一个例子， 基于从基底基板110上方照射了光时产生的反射光，能够检测校准标记120的位置。具体而言，按照对校准标记120或校准标记120以外的区域照射光时的反射光量和与校准标记 120的边界上照射了光时的反射光的量之差，检测出校准标记120的边界线。从基底基板110的与阻挡层130相接的面相反的面即背面到阻挡层130的与靠近基底基板110的面相反的面之间的距离，与从基底基板110的背面到阻挡层132的与靠近基底基板110的面相反的面之间的距离不同。即使在阻挡层132形成于校准标记120内时， 由于阻挡层130的表面的高度和阻挡层132的表面的高度不同，因而校准标记120的边界线残留，从而能够通过从基底基板110上方照射光线来检测出校准标记120的位置。如图IA所示，当通过对基底基板110的一部分区域进行蚀刻形成校准标记120 时，校准标记120位置处的基底基板110的厚度，比在校准标记120位置以外的基底基板 110区域中的基底基板110厚度更小。同时，从基底基板110的与阻挡层130相接的面相反的面即背面到阻挡层130的与靠近基底基板110的表面相反的表面之间的距离，比从基底基板110的背面到阻挡层132的与靠近基底基板110的面相反的面的距离更大。校准标记120，可以有任意的形状。如图IB所示，校准标记120，比如是十字形。至少连接1个校准标记120的中心点和开口 140的中心点的直线，比如与开口 140露出的基底基板110的面的边平行或垂直。同时，构成将校准标记120投影于基底基板110的主面时的校准标记120的轮廓线的各线段，比如与开口 140露出的基底基板110的面的边平行或垂直。图2是本实施方式涉及的半导体基板200的剖面图。半导体基板200与图IA所示的半导体基板100的相异之处是在半导体结晶150和基底基板110之间具有缓冲层152。开口 140露出缓冲层152。缓冲层152的晶格常数的大小在基底基板110的晶格常数和半导体结晶150的晶格常数之间。缓冲层152，比如是3-5族化合物半导体或4族半导体。缓冲层152也可以是3族氮化物半导体。比如，在基底基板110的表面是Si，半导体结晶150是3_5族化合物半导体结晶或为2-6族化合物半导体结晶的情况下，缓冲层152，具有CxlSiylGezlSni_xl_yl_zl (0^xl< 1、 0彡yl彡1、0彡zl彡1、且0 < xl+yl+zl彡1)的组成。缓冲层152防止由于半导体结晶 150和基底基板110之间的晶格常数之差而在半导体结晶150上产生缺陷。具体而言，缓冲层152，能降低基底基板110和缓冲层152间的缺陷的发生，且，还能降低缓冲层152和半导体结晶150间的缺陷的发生。缓冲层152，还可以缓和由于基底基板110及半导体结晶150 的热膨胀系数差引起的基底基板110的翘曲。图3，是有关其他的实施方式的半导体基板300的剖面图。图3所示的校准标记 122，与图IA所示的半导体基板100的校准标记120相异之处在于通过在基底基板110的一部分区域进行金属沉积来形成这一点。该金属，比如，是从由钽，铌，镍，钨及钛构成的组中选出的至少1种金属。在图3中，校准标记122的位置处的基底基板110的厚度，比在校准标记122的位置以外的基底基板110区域中的基底基板110的厚度更大。同时，从基底基板110的与阻挡层130相接的面相反的面即背面到阻挡层130的与靠近基底基板110的面相反的面之间的距离，比从基底基板110的背面到阻挡层132的与靠近基底基板110的面相反的面之间的距离还小。即使如图3所示，在通过金属沉积形成校准标记122的情况下，也能够通过从基底基板110上方照射光，来检测校准标记122的位置。图4，是有关其他的实施方式的半导体基板400的剖面图。图4所示的半导体基板 400，在基底基板110和阻挡层130之间形成缓冲层160这一点上，与图IA所示的半导体基板100不同。由于半导体基板400具有缓冲层160，从而降低了起因于基底基板110和半导体结晶150之间晶格常数之差的结晶缺陷的发生数。在基底基板110的表面是硅，半导体结晶150为氮化镓的情况下，缓冲层160比如是氮化铝。图5，是有关其他的实施方式的半导体基板500的平面图。在半导体基板500中， 阻挡层130有多个开口 140-n、开口 142-n和开口 144-n(n为1以上4以下的整数)。半导体基板500具有在多个开口 140的各个开口中结晶生长的半导体结晶150。作为一个例子，格子状配置多个开口 140-n、开口 142-n和开口 144-n。S卩，开口 140-1，开口 140-2，开口 140-3及开口 140-4互相以第1间隔沿第1方向被配置成一条直线。同样，开口 142-1，开口 142-2，开口 142-3及开口 142-4，互相以第1间隔沿第1方向被配置成一条直线。开口 144-1，开口 144-2，开口 144-3及开口 144-4，互相以第1间隔沿第 1方向被配置成一条直线。并且，开口 140-1，开口 142-1及开口 144-1，互相以第2间隔，沿与上述的第1方向垂直的第2方向被配置成一条直线。同样，开口 140-2，开口 142-2及开口 144-2，互相以第2间隔，沿第2方向被配置成一条直线。开口 140-3，开口 142-3及开口 144-3，互相以第 2间隔，沿第2方向被配置成一条直线。第1间隔和第2间隔可以相等。半导体基板500具有多个校准标记120及多个校准标记122。比如，半导体基板 500具有沿第1方向被配置成一条直线的校准标记120-1、校准标记120-2、校准标记120-3及校准标记120-4，和沿第2方向被配置成一条直线的校准标记124-1、校准标记1M-2及校准标记124-3。在多个校准标记120及多个校准标记124的各个校准标记上分别设置阻挡层132。作为一个例子，半导体基板500具有与开口 140的数目对应的数目的校准标记 120。半导体基板500，可以与在第1方向上被配置成一条直线的多个开口组的各个开口对应，具有1个校准标记124。半导体基板500，可以与在第2方向上被配置成一条直线的多个开口组的各个开口对应，具有1个校准标记120。比如，校准标记120-1的中心点被配置在连结开口 140-1、开口 142-1及开口 144-1的中心点的直线上。校准标记IM-I的中心点被配置在连结开口 140-1、开口 140-2、 开口 140-3及开口 140-4的中心点的直线上。通过这样配置校准标记120或校准标记124， 可提高半导体基板500具有多个开口时的位置校准精度。半导体基板500，可以在第1方向上，被配置成一条直线的多个开口组之中，在每个任意的多个开口组上具有1个校准标记124。同样，半导体基板500，也可以在第2方向上被配置成一条直线的多个开口组之中，在每个任意的多个开口组上具有1个校准标记120。图6A、图6B和图6C，表示半导体基板200的制造方法。在S601中，对基底基板 110涂敷感光性树脂610。其次，在形成基底基板110中的校准标记120的位置时，比如通过光刻法形成开口 612。在S602中，以形成了开口 612的感光性树脂610为掩模，通过将基底基板110进行干式蚀刻，形成多个校准标记120。也可以通过对基底基板110照射激光形成校准标记 120。在S602中，可以通过在基底基板110上形成金属，形成图3所示的校准标记122。 该金属，优选为相对于此后的结晶生长时的温度或工序温度具有耐受性的金属。作为该金属，可以例举是从由钽、铌、镍、钨及钛构成的群中选择的至少1种金属。具体，在所露出的基底基板110的表面进行金属沉积，加工成预先设计的形状，能够将所得到的金属沉积膜作为校准标记122使用。接着，在S603中，在基底基板110上的包含校准标记120的区域，形成用于阻挡结晶生长的阻挡层130及阻挡层132。阻挡层130及阻挡层132，比如能通过CVD法(Chemical Vapor Deposition)、气相沉积法或溅射法形成。其次，在图6B所示的S604中，在阻挡层130上形成感光性树脂620。也可以在感光性树脂620透过光的情况下，在阻挡层132的上方形成感光性树脂620。在感光性树脂 620的形成工序中，比如，通过旋涂法在阻挡层130上涂敷感光性树脂。也可以通过在阻挡层130上粘贴感光性树脂来形成感光性树脂620。在S605中，比如通过光刻法，在基底基板110中的没有设置校准标记120的区域上的感光性树脂620上形成开口 622。接着，在S606中，以感光性树脂620作为掩模使用， 通过蚀刻阻挡层130，在没有设置校准标记120的区域，形成开口 140。开口 140，比如可以使用采用了药液的湿式蚀刻或采用了气体等离子的干式蚀刻法形成。在S607中，除去感光性树脂620。在开口 140的底面露出基底基板110。开口 140的底面积，是0. Olmm2以下，优选是1600 μ m2以下，更优选是900 μ m2以下。如果开口 140具有上述底面积时，能降低在开口140内的结晶生长的半导体结晶150上产生的缺陷。在S605中，按照显示应该形成把校准标记120位置作为基准的开口 140的位置的信息，形成开口 622。具体，在感光性树脂620的上方，配置使用光刻法的掩模630。在掩模 630上，形成与校准标记120对应的基准记号632，及与开口 140对应的开口 634。以校准标记120的位置对准在掩模630上形成的基准记号632的位置的状态，从掩模630上方照射紫外光线，在掩模630形成的开口 622的图案复制在感光性树脂620上。 接着，经过冲洗工序，能够将开口 622形成在感光性树脂620上。在对齐基准记号632的位置和校准标记120的位置的工序中，按照一边照射紫外光一边扫描基底基板110的上方而检测出的反射光量的变化量来识别图像，并检测出校准标记120的位置。为使所检测出的校准标记120位置和在掩模630形成的基准记号632的位置一致，能够通过控制掩模630的位置，使基准记号632位置与校准标记120位置对齐。在控制掩模630的位置时，优选使用形成了多个基准记号632的掩模630。通过将多个校准标记120和多个基准记号632的位置对齐，能够使形成开口 140的位置的精度提尚ο在阻挡层130形成多个开口 140时，按照显示应该形成以校准标记120的位置为基准的多个开口 140的位置的信息，形成多个开口 140。具体而言，掩模630，具有在与多个开口 140对应的位置形成的多个开口 634。通过从掩模630上方照射紫外光线，在感光性树脂620能形成与多个开口 140对应的多个开口 622。其次，在图6C所示的S608中，使缓冲层152结晶生长。并且，在缓冲层152上使半导体结晶150结晶生长。在S608中，优选通过外延生长法，使缓冲层152及长半导体结晶150在开口 140内结晶生长。作为外延生长法，能举出有机金属化学气相生长法(M0CVD 法)、分子射线外延法(MBE法)。当阻挡层130具有多个开口 140时，缓冲层152及半导体结晶150，在各自的开口 140内结晶生长。半导体结晶150，比如是3-5族化合物半导体结晶或是2-6族化合物半导体结晶。缓冲层 152，比如具有 CxlSiylGezlSnl_xl_yl_zl(0 ^ xl < 1、0 彡 yl 彡 1、0 彡 zl 彡 1、且 0 < xl+yl+zl ( 1)的组成。缓冲层152及半导体结晶150，在阻挡层132上面不结晶生长。因此，缓冲层152 及半导体结晶150在开口 140中结晶生长的期间，校准标记120内半导体结晶也不生长。其结果，使缓冲层152及半导体结晶150在开口 140内结晶生长之后也能将校准标记120用于定位。具体，如S609到S611所示，能够以校准标记120为基准，在半导体结晶150形成电极660及电极662。也可以以校准标记120为基准，在半导体结晶150上面形成金属配线。在基底基板110上面形成多个半导体结晶150时，可以在各自的半导体结晶150上形成至少包含电极660、电极662及金属配线内的一种的功能部件。以校准标记120为基准， 还可以形成晶片或元件分离区域。在S609中，涂敷感光性树脂640，以使覆盖阻挡层130、阻挡层132及半导体结晶 150。接着，在S610中，以校准标记120位置为基准，在形成电极660及电极662的位置中， 在感光性树脂640形成开口 650及开口 652。开口 650及开口 652，可以采用与开口 622的形成方法同样的光刻法形成。其次，在S611中，在开口 650及开口 652中形成电极660及电极662。实施例(实施例1)图7，是所制造的半导体基板700的剖面图。图8，表示在半导体基板700上形成的校准标记720的形状。在半导体基板700中，在被设置在硅基板710上的阻挡层730中形成的开口内，形成了 GaN缓冲层750、GaN结晶752及Al0.2Ga0.8N结晶754。采用MOCVD法，在内部温度900°C的反应炉中，在Si基板的面方位(111)切偏角度0°的主面上，形成了厚度IOOnm的AlN缓冲层760。其次，从反应炉取出所得到的基板。 对AlN缓冲层760上面涂敷感光性树脂。通过光刻法形成了露出AlN缓冲层760的十字形的开口。该开口，具有如图8所示，分别使长边为30 μ m,短边为5 μ m的2个长方形在各自的长方形中心点互相正交地重合的形状。接着，将所得到的基板移至反应性离子蚀刻装置腔体中，通过用SF6气体等离子， 对在开口露出的AlN缓冲层760进行干法蚀刻到Si基板的5 μ m的深度，形成了校准标记 720。其次，用丙酮溶解除去在开口以外附着的感光性树脂。接着，由CVD法在基板整个面以50nm的厚度堆积成为阻挡层730的氧化硅。在校准标记720也能形成阻挡层732。作为原料气体使用了硅烷和氧。基板温度为600°C。在阻挡层730上面通过步进曝光法形成了具有一条边为20 μ m的正方形的开口的感光性树脂图案。这时，对先形成的校准标记720的确定位置进行曝光。将基板浸在5%的 HF水溶液中，通过蚀刻法除去在感光性树脂开口露出的氧化硅使AlN缓冲层760露出。此后，除去感光性树脂，在阻挡层730形成的开口中露出的AlN缓冲层760上，通过MOCVD法以生长温度900°C、生长炉内压力3010 的条件使GaN缓冲层750 (厚度IOOnm) 生长。其次，通过MOCVD法，以生长温度1060°C、生长炉内压力12ΜΙ^使作为功能结晶的GaN 结晶752 (厚度2000nm)、以及接下来的Al0.2Ga0.8N结晶754 (厚度30nm)外延生长。作为原料气体，使用了三甲基铝、三甲基镓、氨。接着，从MOCVD反应炉取出所得到的基板，设置于步进曝光装置。一边相对于基板上形成的校准标记720进行对位，一边在通过步进曝光法得到的基板上形成具有欧姆电极的形状的感光性树脂开口。在该基板上，以150nm的厚度气相沉积Ti，接着以1500nm的厚度气相沉积Al，通过剥离法形成了具有电极形状的Ti/Al金属的层叠构造。接着，以800°C将基板退火30秒钟，形成了欧姆电极接着，一边对校准标记720进行对位，一边通过步进曝光法形成了具有栅极电极形状的感光性树脂开口。在该基板上，以IOOnm的厚度气相沉积Ni，接着以2000nm的厚度气相沉积Au，通过剥离法形成了具有电极形状的Ni/Au金属的层叠构造。由此形成了栅极电极。根据以上的顺序，制造出了在Si基板上具有校准标记720，且校准标记720和半导体结晶及功能部件的相对位置精度优良的规定的半导体基板。在使半导体结晶结晶生长之后，不需要重新形成用于功能部件的形成的校准标记720，从而提高了生产率。(实施例2)图9，是所制造的半导体基板900的剖面图。在半导体基板900中，在被设置在 GaAs基板910上的阻挡层930中形成的开口内，形成了 GaAs缓冲层950、Al0.2Ga0.8As结晶952、Intl l5Gatl 85As 结晶 954、Alci 2Gatl 8As 结晶 956、n_GaAs 结晶 958。GaAs基板910的面方位(001)切偏角度2°的主面上涂敷感光性树脂。通过光刻法形成了 GaAs基板910露出的十字形的开口。其次，把得到的基板移至反应性离子蚀刻装置的腔室，通过用SF6气体等离子，对在开口露出的GaAs基板910进行干法蚀刻到5 μ m的深度为止，从而形成了校准标记920。接着，用丙酮溶解除去感光性树脂。通过CVD法，对包含校准标记920的基板整个面，以50nm的厚度堆积作为阻挡层 930的氧化硅。在校准标记920上形成了阻挡层932。作为原料气体，使用了硅烷和氧。基板温度为600°。在氧化硅上，通过步进曝光法形成了具有边长为20μπι的正方形的开口的感光性树脂图案。这时，对先形成的校准标记920进行位置决定并进行曝光。将基板浸在5%的 HF水溶液中，通过蚀刻法除去在感光性树脂开口露出的氧化硅使GaAs基板910露出。此后，除去感光性树脂，在氧化硅开口中露出的GaAs基板910上，通过MOCVD法，在生长温度 600°C、生长炉内压力IOKPa的环境下使GaAs缓冲层950 (厚度IOOnm)生长。其次，采用MOCVD法，以生长温度600°C、生长炉内压力IOKI3a使作为功能结晶的以下结晶外延生长。即Al0.2Ga0.8As结晶952(厚度2000nm)，接下来In0.15Ga0.85As结晶954(厚度 20nm)、Al0.2Ga0.8As 结晶 956 (厚度 200nm)、n-GaAs 结晶 958 (厚度 20nm)。作为原料气体，使用了三甲基铝、三甲基镓、胂。作为η型掺杂剂原料使用了硅烷。在这些半导体结晶生长过程中，校准标记920因为被氧化硅的阻挡层932覆盖，所以在校准标记920的上面没有半导体结晶生长。因此，不会发生因在校准标记920上附着结晶而引起的校准标记920变形。其结果，通过光刻法形成以后示出的电极等的功能部件的工序中，用该校准标记920，能够以高度的定位精度形成功能部件。从MOCVD反应炉取出所得到的基板，并设置了步进曝光装置。通过步进曝光法，一边相对于上述校准标记920进行定位，一边形成在与形成电极的位置对应的位置具有开口的感光性树脂。接着，开口部通过氧化硅HF水溶液溶解除去。接下来，用丙酮溶解除去感光性树脂。一边以校准标记920为基准进行定位，一边用步进曝光法形成了具有与欧姆电极形状对应的形状的开口的感光性树脂。在该基板上，将Ti以150nm的厚度进行气相沉积， 接着将Al以1500nm的厚度进行气相沉积，通过剥离法，形成了具有电极形状的Ti/Al金属层叠结构。其次，通过以800°C退火30秒钟形成了欧姆电极。接着，一边以所形成的校准标记920为基准进行定位，一边用步进曝光法形成了具有栅极电极形状的曝光开口。在该基板上，将Ni以IOOnm的厚度，接着将Au以2000nm 的厚度进行气相沉积，通过剥离法，形成了具有电极形状的Ni/Au金属的层叠构造。由此形成了栅极电极。按以上操作，形成了 GaAs系场效应晶体管。根据以上的次序制得了在GaAs基板910上有校准标记920，校准标记920和半导体结晶及电极等的功能部件之间的相对位置精度良好的常规的半导体基板。使半导体结晶结进行晶生长之后，因为不需要重新形成功能部件的形成所用的校准标记，从而能够提高
生产率。以上，通过实施方式说明了本发明，不过，本发明的技术范围不受以上的实施方式记载的范围所限定。本行业人员明白，能够对上述实施例加以多种多样的改良和变更。根据权利要求的记载可以明确，实施了这样的变更和改良的实施方式也包含在本发明的技术范围之内。应留意的是，对于权利要求、说明书以及附图中所示的装置、系统、程序以及方法中的动作、流程、步骤以及阶段等各处理的执行顺序，只要未特别明示为“在...之前”、 “比...先行”等，且只要未将前处理的输出用于后处理中，则可按任意顺序实现。关于权利要求、说明书以及图示中的动作流程，即使为方便起见而使用“首先”、“接着”等字样进行说明，但并非意味着必须按该顺序实施。符号说明100半导体基板，110基底基板，120校准标记，122校准标记，124校准标记，130 阻挡层，132阻挡层，140开口，150半导体结晶，152缓冲层，160缓冲层，200半导体基板， 300半导体基板，400半导体基板，500半导体基板，610感光性树脂，612开口，620感光性树脂，622开口，630掩模，632基准记号，634开口，640感光性树脂，650开口，652开口，660 电极，662电极，700半导体基板，710硅基板，720校准标记，730阻挡层，732阻挡层，750 GaN缓冲层，752 GaN结晶，754Α1α26εια8Ν结晶，760 AlN缓冲层，900半导体基板，910 GaAs 基板，920校准标记，930阻挡层，932阻挡层，950 GaAs缓冲层，952 Al0.2Ga0.8As结晶，954 Inai5Gaa85As 结晶，956 Ala2Gaa8As 结晶，958 n-GaAs 结晶。
权利要求
1.一种半导体基板的制造方法，包括 在基底基板上形成校准标记的步骤；在所述形成校准标记的步骤之后，在所述基底基板上的包含所述校准标记的区域形成阻挡结晶生长的阻挡层的步骤；根据显示应该形成以所述校准标记的位置为基准的开口的位置的信息，在所述阻挡层中的未设置所述校准标记的区域，形成用于露出所述基底基板的所述开口的步骤；以及在所述开口内使半导体结晶生长的步骤。
2.根据权利要求1所述的半导体基板的制造方法，还具有以所述校准标记的位置为基准，在所述半导体结晶上形成电极及金属配线中的至少1 种的步骤。
3.根据权利要求1所述的半导体基板的制造方法，其中，在形成所述开口的步骤中，在没有设置所述校准标记的区域形成多个所述开口。
4.根据权利要求3所述的半导体基板的制造方法，其中，在形成所述开口的步骤中，根据显示应该形成以所述校准标记的位置为基准的所述多个开口的位置的信息，形成所述多个开口。
5.根据权利要求3所述的半导体基板的制造方法，其中，在使所述半导体结晶生长的步骤中，使所述半导体结晶在所述多个开口的各个开口中分别生长。
6.根据权利要求5所述的半导体基板的制造方法，还具有功能部件形成步骤，即以所述校准标记的位置为基准，在所述多个开口内的各所述半导体结晶的上方形成具有电极及金属配线中的至少1种的功能部件。
7.根据权利要求6所述的半导体基板的制造方法，其中，在所述功能部件形成步骤中，通过以所述校准标记的位置为基准的光刻法形成所述功能部件。
8.根据权利要求1所述的半导体基板的制造方法，其中，所述基底基板是表面为硅结晶的基板、表面为锗结晶的基板、或3-5族化合物半导体基板。
9.根据权利要求1所述的半导体基板的制造方法，其中，在使所述半导体结晶生长的步骤中，使3-5族化合物半导体结晶或者2-6族化合物半导体结晶生长。
10.根据权利要求1所述的半导体基板的制造方法，其中， 在使所述半导体结晶生长的步骤中，包括使具有CxlSiylGezlSni_xl_yl_zl组成的第一半导体结晶生长的步骤，所述 CxlSiylGezlSni_xl_yl_zl 中，0 ≤ xl < 1、0 ^ yl ^ 1、0 ≤ zl ≤ 1、且 0 < xl+yl+zl ≤ 1 ；以及在所述第一半导体结晶上使第2半导体结晶生长的步骤。
11.根据权利要求1所述的半导体基板的制造方法，其中， 所述阻挡层具有氧化硅、氮化硅、氧氮化硅或氧化铝中的任1种。
12.根据权利要求1所述的半导体基板的制造方法，其中，在形成所述校准标记的步骤中，通过对所述基底基板进行蚀刻而在所述基底基板上形成所述校准标记。
13.根据权利要求1所述的半导体基板的制造方法，其中，在形成所述校准标记的步骤中，通过在所述基底基板上形成选自由钽、铌、镍、钨及钛构成的组中的至少1种金属，而在所述基底基板上形成所述校准标记。
14.一种半导体基板，包括 基底基板，其形成有校准标记；第1阻挡层，其设置在所述基底基板上的形成有所述校准标记的区域以外的区域，具有露出所述基底基板的开口，且阻挡结晶生长；第2阻挡层，其设置在所述校准标记上，且阻挡结晶生长；以及半导体结晶，在所述开口内结晶生长。
15.根据权利要求14所述的半导体基板，其中， 所述第1阻挡层具有多个所述开口；所述半导体基板具有在所述多个开口的各个开口分别结晶生长的所述半导体结晶。
16.根据权利要求14所述的半导体基板，其中，所述校准标记的位置处的所述基底基板的厚度与所述校准标记的位置以外的所述基底基板的区域的所述基底基板的厚度不同；从下述基底基板的背面到所述第1阻挡层的与靠近所述基底基板的面相反的面之间的距离，与从下述基底基板的背面到所述第2阻挡层的与靠近所述基底基板的面相反的面之间的距离不同，所述基底基板的背面为所述基底基板的与所述第1阻挡层相接的面相反的面。
17.根据权利要求16所述的半导体基板，其中，在所述校准标记的位置处的所述基底基板的厚度，比在所述校准标记的位置以外的所述基底基板的区域中的所述基底基板的厚度更小；从下述基底基板的背面到所述第1阻挡层的与靠近所述基底基板的面相反的面之间的距离，比从下述基底基板的背面到所述第2阻挡层的与靠近所述基底基板的面相反的面之间的距离更大，所述基底基板的背面为所述基底基板的与所述第1阻挡层相接的面相反的面。
18.根据权利要求16所述的半导体基板，其中，在所述校准标记的位置处的所述基底基板的厚度，比在所述校准标记的位置以外的所述基底基板的区域中的所述基底基板的厚度更大；从下述基底基板的背面到所述第1阻挡层的与靠近所述基底基板的面相反的面之间的距离，比从下述基底基板的背面到所述第2阻挡层的与靠近所述基底基板的面相反的面之间的距离更小，所述基底基板的背面为所述基底基板的与所述第1阻挡层相接的面相反的面。 全文摘要
本发明提供半导体基板的制造方法，包括如下步骤在基底基板上形成校准标记的步骤；形成校准标记的步骤之后，在基底基板上的包含校准标记的区域形成阻挡结晶生长的阻挡层的步骤；根据显示应该形成以校准标记的位置为基准的开口位置，在阻挡层中的未设置校准标记的区域，形成用于露出基板的开口的步骤，以及在开口内使半导体结晶生长的步骤。
文档编号H01L21/20GK102598215SQ20108005027
公开日2012年7月18日 申请日期2010年11月25日 优先权日2009年11月26日
发明者佐泽洋幸 申请人:住友化学株式会社