一种硅衬底gan的加工工艺
技术领域
1.本发明涉及化合物半导体领域，具体的是一种硅衬底gan的加工工艺。
背景技术：
2.随着社会的发展和科技的进步，半导体材料在现代科技革命中扮演着极其重要的角色，半导体材料可分为单质半导体及化合物半导体两类，前者如硅(si)、锗(ge)等所形成的半导体，后者为砷化镓(gaas)、氮化镓(gan)、碳化硅(sic)等化合物形成。作为第三代半导体材料的代表，氮化镓(gan)和其它氮化物材料是近年来光电子材料领域和高温大功率器件方面的研究热点之一。gan基半导体材料具有禁带宽度大、电子漂移速度快、导热性好和耐高温高压等突出优点，在制作大功率、高频和高温电子器件以及光电器件方面具备得天独厚的优势。
3.目前，gan材料主要是采用金属有机物化学气相沉积(mocvd)技术在sic、蓝宝石、si和gaas等衬底上异质外延获得，三条技术路线所用的衬底与gan之间都存在晶格失配和热失配，导致不管哪种技术路线外延生长的gan薄膜都存在应力。其中蓝宝石衬底gan薄膜受到压应力；碳化硅衬底gan薄膜受到较小的张应力；由于硅与gan的热失配高达56％和较大的晶格失配，导致硅衬底上外延的gan薄膜会存在巨大的张应力并且极易产生裂纹尽管人们采用了图形硅衬底或生长较厚的铝镓氮缓冲层等方法，来缓减硅衬底gan基led外延薄膜张应力和防止裂纹，但是硅衬底gan薄膜的张应力还是更为明显。
技术实现要素：
4.为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种硅衬底gan的加工工艺，在硅衬底表面沉积sio2层，利用sio2层与si能够形成永久键结将硅衬底键合在大尺寸si基载板上，从而实现利用现行的硅片加工设备进行小尺寸的gan基板加工，同时还解决了硅衬底外延gan基板的应力问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种硅衬底gan的加工工艺，具体包括以下步骤：
7.s1、通过mocvd在硅衬底上外延得到gan，机械研磨使gan表面平坦化；
8.s2、在硅衬底表面沉积氧化层；
9.s3、将硅衬底键合在大尺寸si基载板上；
10.s4、完成gan的正面晶圆制程；
11.s5、将gan正面键合玻璃载板；
12.s6、蚀刻除去硅衬底表面氧化层使硅衬底与si基载板解键合；
13.s7、再通过机械研磨减薄除去硅衬底；
14.s8、完成gan的背面晶圆制程；
15.s9、将做好背面金属的晶圆放置在切割模框上，激光穿透玻璃载板使释放剂分解玻璃载板与黏着剂之间的粘性，移除玻璃载板，清洗除去黏着层，以进行后续的晶圆切割。
16.进一步优选地，硅衬底为si衬底或sin衬底
17.进一步优选地，步骤s1中gan平坦化之后厚度为20
‑
50μm。
18.进一步优选地，步骤s2中氧化层为sio2层，所述步骤s3中硅衬底通过表面sio2层与si基载板形成永久键合。
19.进一步优选地，步骤s3中硅衬底的直径小于si基载板，多个硅衬底排列设置在si基载板表面，si基载板尺寸为现行主流硅片工艺尺寸。
20.进一步优选地，步骤s6中利用蚀刻液对sio2和si的蚀刻选择比不同蚀刻除去sio2层。
21.进一步优选地，步骤s7中减薄除去硅衬底至裸露出gan，并机械研磨平坦化gan基板背面。
22.本发明的有益效果：
23.本发明硅衬底gan加工工艺在硅衬底表面沉积sio2层，利用sio2层与si能够形成永久键结将硅衬底键合在大尺寸si基载板上，从而实现利用现行的硅片加工设备进行小尺寸的gan加工，同时还解决了硅衬底外延gan的应力问题。
附图说明
24.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
25.图1是本发明工艺步骤s1的成型示意图；
26.图2是本发明工艺步骤s2的成型示意图；
27.图3是本发明工艺步骤s3的成型示意图；
28.图4是本发明工艺步骤s4的成型示意图；
29.图5是本发明工艺步骤s5的成型示意图；
30.图6是本发明工艺步骤s6的成型示意图；
31.图7是本发明工艺步骤s7的成型示意图；
32.图8是本发明工艺步骤s8的成型示意图；
33.图9是本发明工艺步骤s9的成型示意图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
37.一种硅衬底gan的加工工艺，具体包括以下步骤：
38.s1、通过mocvd在硅衬底上外延得到gan，机械研磨使gan表面平坦化，gan平坦化之
后厚度为20
‑
50μm；
39.s2、在硅衬底表面沉积sio2氧化层；
40.s3、将硅衬底键合在大尺寸si基载板上，硅衬底通过表面sio2层与si基载板通过高温处理形成永久键合；
41.s4、完成gan的正面晶圆制程，包括黄光制程、ild制程、离子植入制程、金属制程和蚀刻制程；
42.s5、将gan正面键合玻璃载板；
43.s6、利用蚀刻液对sio2和si的蚀刻选择比不同蚀刻除去sio2层，使硅衬底与si基载板解键合；
44.s7、再通过机械研磨减薄除去硅衬底，减薄至裸露出gan，并机械研磨平坦化gan基板背面；
45.s8、完成gan的背面晶圆制程，包括黄光制程、离子植入制程和金属制程；
46.s9、将做好背面金属的晶圆放置在切割模框上，激光穿透玻璃载板使释放剂分解玻璃载板与黏着剂之间的粘性，移除玻璃载板，清洗除去黏着层，以进行后续的晶圆切割。
47.步骤s3中，步骤s3中硅衬底的直径小于si基载板，多个硅衬底排列设置在si基载板表面，si基载板尺寸为现行主流硅片工艺尺寸，如8寸、10寸或12寸。
48.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
49.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。