暂时接合晶圆及其制造方法与流程

本发明涉及一种用于将安装在安装用基板的半导体基板一时地暂时接合在暂时支撑基板上的暂时接合方法及暂时接合晶圆。

背景技术：

1、对于缓解因起始基板的物性带来的限制，提升器件系统的设计自由度而言，仅将例如发光元件等外延功能层自起始基板上分离并移置至另一基板的技术是很重要的一种技术。为了实现移置，需要一种在将外延功能层接合在暂时支撑基板上后，将起始基板去除，实现移置至永久基板的技术。

2、专利文献1公开了一种通过介电质层将半导体外延基板与暂时支撑基板热压接的技术、及一种利用湿式蚀刻分离暂时支撑基板与外延功能层的技术。虽然与接合性的提升并无直接关联，但作为接合时的一种方式，专利文献2公开了一种透明导电层被插入在粘合层与功能层之间的技术。

3、专利文献3公开了一种使用聚酰亚胺进行暂时接合，并在去除起始基板后，在基板去除面形成电极的技术。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开2021-27301号公报

7、专利文献2：日本专利4159421号公报

8、专利文献3：日本特开2008-187160号公报

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题

2、然而，专利文献3由于在暂时接合与去除起始基板后形成电极，存在会因形成欧姆接触时的热处理发生剥离的问题。特别是，当形成了组合有晶格失配较大的材料系、热膨胀系数差较大的材料的异质结构时，有因热处理时的双金属效应进一步使得剥离率增高的倾向。

3、为了降低用于形成欧姆接触的温度，需要将掺杂剂杂质掺杂至接近固溶极限的浓度，但已被掺杂至接近固溶极限的浓度的晶体层相较于相对较低掺杂的晶体层，晶体的品质更容易降低。高掺杂层需要设置于起始基板与功能层之间。功能层由于设置于高掺杂层的上部，会受到高掺杂层的品质的影响。即，由于功能层的下部的高掺杂层的品质低，功能层的品质也会降低。

4、此外，为了避免因双金属造成的热变形的影响，可考虑选择热膨胀系数差较少的材料系。然而，一面维持功能层的功能一面选择热膨胀系数差较小的材料是不可能的，在技术层面上仅存在减少热膨胀系数差的影响、即减薄各层的膜厚的选项。虽然在技术层面上能够将膜厚设计得较薄，但由于减薄膜厚，变得无法充分控制功能层内的载子行为(carrier behavior)的可能性较高，功能层的设计功能会降低。

5、根据上述背景可知，当在支撑基板的暂时接合后形成电极并形成欧姆接触时，极难抑制因双金属效应造成的剥离。

6、本发明鉴于上述技术问题而完成，目的在于提供一种对于暂时接合晶圆而言，能够减少接合处理后的起始基板去除工序后的接合不良、剥离不良，提高成品率，并且能够容易地去除暂时支撑基板的技术。

7、解决技术问题的技术手段

8、为了解决上述技术问题，本发明提供一种暂时接合晶圆，其为外延功能层与支撑基板暂时接合而成的暂时接合晶圆，所述外延功能层在一侧的面上具有极性不同的两个以上的电极，并且，

9、所述外延功能层的具有所述电极的面与所述支撑基板通过未固化的热固化型接合材料而暂时接合。

10、若为这种使热固化型接合材料以未固化的状态将支撑基板暂时接合在形成有电极的面上的暂时接合晶圆，则无暂时接合部分的接合不良、剥离不良，并且由于接合材料以未固化的状态进行了接合，能够容易去除暂时支撑基板。

11、此外，优选所述外延功能层为发光元件。

12、本发明的暂时接合晶圆能够设为这种用途。

13、此外，优选所述外延功能层包含algainp系或ingan系材料。

14、本发明特别适合用于包含这种材料的外延功能层的情况。

15、此外，优选所述热固化型接合材料为苯并环丁烯(bcb)树脂、聚酰亚胺(pi)树脂、氟树脂及环氧树脂中的任意一种。

16、若为这种热固化型接合材料，则不仅能够在软化状态下暂时接合，还能够容易剥离。

17、此外，优选所述支撑基板由硅、蓝宝石、gap、gaas、inp、sic、石英、玻璃、litao3及linbo3中的任意一种材料构成。

18、本发明中，能够使用例如上述支撑基板。

19、此外，能够将本发明的暂时接合晶圆设为：在所述外延功能层的与具有所述电极的面相反的面上不具有起始基板。

20、由此，能够将本发明的暂时接合晶圆制成已去除起始基板。

21、此外，本发明提供一种暂时接合晶圆的制造方法，其特征在于，其为将使外延功能层在起始基板上进行生长而成的外延基板暂时接合在支撑基板上的方法，其包括：

22、(1)在所述外延基板的所述外延功能层的一侧的面上形成极性不同的两个以上的电极的工序；及

23、(2)通过未固化的热固化型接合材料使所述支撑基板暂时接合在形成有所述电极的面上的工序。

24、通过以上述方式制造暂时接合晶圆，在电极形成工序之后进行暂时接合工序，因此不会受到电极的形成所带来的热限制，因而能够防止外延功能层与暂时支撑基板的接合不良、剥离不良，能够提高成品率。此外，由于接合材料以未固化的状态与暂时支撑基板暂时接合，能够容易去除暂时支撑基板。

25、此外，优选将所述外延功能层设为发光元件。

26、本发明能够用于制造这种用途的暂时接合晶圆。

27、此外，优选将所述外延功能层设为包含algainp系或ingan系材料。

28、本发明特别适合用于包含这种材料的外延功能层的情况。

29、此外，优选将所述热固化型接合材料设为苯并环丁烯(bcb)树脂、聚酰亚胺(pi)树脂、氟树脂及环氧树脂中的任意一种。

30、若为这种热固化型接合材料，则不仅能够在软化状态下进行暂时接合，还能够容易剥离。

31、此外，优选将所述支撑基板设为由硅、蓝宝石、gap、gaas、inp、sic、石英、玻璃、litao3及linbo3中的任意一种材料构成。

32、本发明能够使用例如上述支撑基板。

33、此外，本发明的暂时接合晶圆的制造方法可在所述工序(2)之后进一步具有：(3)将所述起始基板从所述外延基板中去除的工序。

34、由此能够制造一种不具有起始基板的暂时接合晶圆。

35、发明效果

36、如上所述，本发明能够提供一种对于暂时接合晶圆而言，能够减少接合处理后的起始基板去除工序后的接合不良、剥离不良，提高成品率，并且能够容易地去除暂时支撑基板的技术。

技术特征：

1.一种暂时接合晶圆，其特征在于，其为外延功能层与支撑基板暂时接合而成的暂时接合晶圆，所述外延功能层在一侧的面上具有极性不同的两个以上的电极，并且，所述外延功能层的具有所述电极的面与所述支撑基板通过未固化的热固化型接合材料而暂时接合。

2.根据权利要求1所述的暂时接合晶圆，其特征在于，所述外延功能层为发光元件。

3.根据权利要求1或2所述的暂时接合晶圆，其特征在于，所述外延功能层包含algainp系或ingan系材料。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的暂时接合晶圆，其特征在于，所述热固化型接合材料为苯并环丁烯(bcb)树脂、聚酰亚胺(pi)树脂、氟树脂及环氧树脂中的任意一种。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的暂时接合晶圆，其特征在于，所述支撑基板由硅、蓝宝石、gap、gaas、inp、sic、石英、玻璃、litao3及linbo3中的任意一种材料构成。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的暂时接合晶圆，其特征在于，其在所述外延功能层的与具有所述电极的面相反的面上不具有起始基板。

7.一种暂时接合晶圆的制造方法，其特征在于，其为将使外延功能层在起始基板上进行生长而成的外延基板暂时接合在支撑基板上的方法，其包括：

8.根据权利要求7所述的暂时接合晶圆的制造方法，其特征在于，将所述外延功能层设为发光元件。

9.根据权利要求7或8所述的暂时接合晶圆的制造方法，其特征在于，将所述外延功能层设为包含algainp系或ingan系材料。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的暂时接合晶圆的制造方法，其特征在于，将所述热固化型接合材料设为苯并环丁烯(bcb)树脂、聚酰亚胺(pi)树脂、氟树脂及环氧树脂中的任意一种。

11.根据权利要求7～10中任一项所述的暂时接合晶圆的制造方法，其特征在于，将所述支撑基板设为由硅、蓝宝石、gap、gaas、inp、sic、石英、玻璃、litao3及linbo3中的任意一种材料构成。

12.根据权利要求7～11中任一项所述的暂时接合晶圆的制造方法，其特征在于，在所述工序(2)之后进一步具有：(3)将所述起始基板从所述外延基板中去除的工序。

技术总结
本发明为一种暂时接合晶圆，其特征在于，其为外延功能层与支撑基板暂时接合而成的暂时接合晶圆，该外延功能层在一侧的面上具有极性不同的两个以上的电极，所述外延功能层的具有所述电极的面与所述支撑基板通过未固化的热固化型接合材料而暂时接合。由此，提供一种对于暂时接合晶圆而言，能够减少接合处理后的基板去除工序后的接合不良、剥离不良，提高成品率，并且能够容易地去除暂时支撑基板的技术。

技术研发人员：石崎顺也
受保护的技术使用者：信越半导体株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8