专利名称：平整化氮化物基板的方法
技术领域：
本发明有关一种平整化氮化物基板的方法，特别是一种关于使用蚀刻方法以降低氮化物基板的翘曲现象而平整化氮化物基板的方法。
背景技术：
在传统光电半导体组件与电子组件半导体的制造程序中，特别是在单晶氮化镓基板(独立式氮化物基板)的工艺上，且由于该单晶氮化物磊晶层之下尚有未分离的异质基板，于加热程序进行时，因该异质基板与该单晶氮化物磊晶层的热膨胀系数并不会互相匹配，故而单晶氮化物磊晶层会产生严重的翘曲现象。而于前述工艺中所采用的独立式氮化物基板会于平行成长方向产生线缺陷与点缺陷的分布不均勻现象，而形成了该独立式氮化物基板的翘曲，而该翘曲的曲率半径大多为0. 2米(m)到2米(m)之间，故对于2时的独立式氮化物基板而言，中心与边缘之间多会有1500微米(ym)至150微米(μπι)的误差距离，有时误差距离甚至比独立式氮化物基板本身厚度还大。该独立式氮化物基板或氮化物磊晶层的翘曲现象，会在后续制成中造成基板与磊晶层的研磨破裂以及研磨不均勻现象，成为极待解决的问题。此外，在现有的传统光电半导体组件与电子组件半导体技术的改善独立式氮化物基板翘曲的方法，包括了如下列的数种方式于中国台湾专利第200423312号专利文献中提及以图样化的氮化物晶种进行选择性成长，而该方法须经过繁琐的黄光工艺，且所减少的独立式氮化物基板翘曲程度有限，更无法实时测量氮化物基板翘曲程度变化而适时进行弹性调整。于美国专利第7，229，926号专利文献中提出以机械研磨方法进行研磨基板的正反面，以及使用干湿式蚀刻去除研磨所产生的损害层。但该方法并未在研磨前降低基板的翘曲程度，故会于研磨时造成基板的破裂以及基板的不均勻现象，且此方法需要研磨已产生的损害层，才能进行蚀刻而降低基板的翘曲程度。且综合前述的专利文献，前述的现有技术皆都未提及当独立式氮化物基板下方的异质基板在尚未去除的情况下，该独立式氮化物基板翘曲现象的改善程度。故而为了能产生更有效率的改善独立式氮化物基板翘曲现象，提供产业界掌握更佳的生产工艺，且可运用于光电半导体组件的制造上，需要研发新式方法，藉以提高独立式氮化物基板的生产良率且能降低光电半导体组件的制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种平整化氮化物基板的方法，不需要繁琐的进行半导体制作工序即可大幅度降低氮化物基板的翘曲现象。本发明揭露一种平整化氮化物基板的方法，首先选择独立式氮化物基板的特定面向，对该面向进行蚀刻，在经过适度的蚀刻时间后，该特定面向的表面会产生特定的形貌，如柱状或洞状或平坦状等结构，从而降低独立式氮化物基板的翘曲程度以达到平整化氮化物基板的效果。本发明可实时测量独立式氮化物基板或氮化物磊晶层翘曲的程度变化，而适时进行弹性调整。本发明可使用在化学研磨的工序前或是工序后，亦可运用在半导体的其它工艺阶段。本发明可降低正面凸起或背面凸起的独立式氮化物基板(氮化物磊晶层)的翘曲程度。经本发明之蚀刻而可得到柱状结构，或是洞状结构，或是平坦状结构等结构，前述结构皆可降低独立式氮化物基板的翘曲程度，达到平整化的效果，且使用前述的结构对于基板，使得后续工艺的应用，包括如研磨，磊晶等工艺的应用具有更好的运用效果。为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图以详细说明如下。
图1所示是每次蚀刻前后所测量下方凸起独立式氮化镓基板的曲率半径与时间关系图。图2A与图2B说明不同的蚀刻时间，对于下方凸起独立式氮化镓基板上方的表面形貌的改变。图3A是表示下方凸起独立式氮化镓基板的变化的侧面示意图。图;3B是表示下方凸起独立式氮化镓基板的翘曲与上方经蚀刻所产生的柱子的侧面倾斜角度的示意图。图4A是上方凸起独立式氮化镓基板经蚀刻的侧面变化示意图。图4B是下方凸起独立式氮化镓基板经蚀刻的侧面变化示意图。图5A是上方凸起的氮化物磊晶层与异质基板经蚀刻的侧面变化示意图。图5B是下方凸起的氮化物磊晶层与异质基板经蚀刻的侧面变化示意图。
具体实施例方式本发明是一种平整化氮化物基板的方法，是使用不同的蚀刻方法以降低氮化物基板的翘曲现象，具体的实施例如下列的详细说明第一实施例本发明一种平整化氮化物基板的方法，首先提供下方凸起(上方凹入的，Concave)的独立式氮化镓基板，使用感应耦合等离子体离子蚀刻技术(干蚀刻技术)以蚀刻该独立式氮化镓基板的上方，该离子耦合等离子体所使用的蚀刻气体为氯气与氩气，第一次蚀刻时间为7分钟，后续的蚀刻时间以14分钟进行累加，即第二次蚀刻时间为21分钟，第三次蚀刻时间为35分钟，第四次蚀刻时间为49分钟，依此类推进行蚀刻的时间。图1所示是在每次的蚀刻前以及每次的蚀刻后测量该下方凸起即上方凹入的独立式氮化镓基板的曲率半径，描绘出所产生的的曲率半径变化与蚀刻时间的关系。可观察曲率半径从2. 8米产生变化，之后随着蚀刻时间加长，曲率半径明显的变大，在蚀刻时间为49分钟时，曲率半径达到15. 0米，翘曲的现象几乎消失。
图2A与图2B说明不同的蚀刻时间，对于该下方凸起独立式氮化镓基板上方的表面形貌的改变。图2A为蚀刻时间7分钟时基板上方的形貌，可发现有许多柱子的产生，而如图2B所示，随着蚀刻时间增长到49分钟，柱子的长度变长。以图3A表示该下方凸起独立式氮化镓基板经蚀刻的变化示意图，如独立式氮化镓基板301与柱状结构302，经蚀刻所产生的柱状结构302释放了独立式氮化镓基板301上方的压应力，使得翘曲程度逐渐减小。图;3B表示下方凸起独立式氮化镓基板301的翘曲与上方经蚀刻所产生的柱状结构302的侧面倾斜角度的示意图。故而，使用本蚀刻方法可降低氮化镓基板301的翘曲，并不会对该基板301本体造成破裂，而达到平整化氮化物基板301的效果。第二实施例本发明一种平整化氮化物基板的方法，如图4A所示的上方凸起(convex)独立式氮化镓基板经蚀刻的侧面变化示意图，首先提供上方凸起独立式氮化镓基板401，进行溅镀(或沉积)以形成一层介电层(或金属层)402于该上方凸起独立式氮化镓基板的上方，并使用湿式蚀刻(或电化学蚀刻)方法以蚀刻该上方凸起独立式氮化镓基板401的下方，最后再移除前述的介电层(或金属层)402。仍如图4A所示的上方凸起独立式氮化镓基板401经蚀刻的侧面变化示意图，该上方凸起独立式氮化镓基板401的上方表面形貌经蚀刻所产生的柱状结构，或是洞状结构，或是平坦状结构等结构403将会释放该上方凸起独立式氮化镓基板401上方的压应力，使得翘曲程度逐渐减小。本发明一种平整化氮化物基板的方法，如图4B所示的下方凸起独立式氮化镓基板401经蚀刻的侧面变化示意图，首先提供下方凸起独立式氮化镓基板401，进行溅镀(或沉积)以形成一层介电层(或金属层)402于该下方凸起独立式氮化镓基板401的下方，并使用湿式蚀刻(或电化学蚀刻)方法以蚀刻该下方凸起独立式氮化镓基板401的上方，最后再移除前述的介电层(或金属层)402。仍如图4B所示的下方凸起独立式氮化镓基板401的侧面变化示意图，该下方凸起独立式氮化镓基板401背面表面形貌经蚀刻所产生的柱状结构，或是洞状结构，或是平坦状结构等结构403将会释放该下方凸起独立式氮化镓基板401上方的压应力，使得翘曲程度逐渐减小，而达到平整化氮化物基板401的效果。第三实施例本发明一种平整化氮化物基板的方法，图5A的上方凸起的氮化物磊晶层502与异质基板501经蚀刻的侧面变化示意图，首先提供上方凸起的氮化物磊晶层502与异质基板501，该氮化物磊晶层502与该异质基板501系相互连结并未进行分离，使用各式蚀刻法(干式蚀刻与湿式蚀刻)以蚀刻该异质基板501的下方，经蚀刻所产生的柱状结构，或是洞状结构，或是平坦状结构等结构503将会释放异质基板501背面的压应力，使得翘曲程度逐渐减小。本发明一种平整化氮化物基板的方法，图5B是下方凸起的氮化物磊晶层502与异质基板501经蚀刻的侧面示意图，首先提供下方凸起的氮化物磊晶层502与异质基板501，该氮化物磊晶层502与该异质基板501系相互连结并未进行分离，使用各式蚀刻方法，包括干式蚀刻、湿式蚀刻以及电化学蚀刻等方法以蚀刻该异质基板501的上方，经蚀刻所产生的柱状结构，或是洞状结构，或是平坦状结构等结构503将会释放异质基板501背面的压应力，使得翘曲程度逐渐减小，而达到平整化氮化物基板501的效果。本发明的一种平整化氮化物基板的方法，不需要繁琐的工艺，即可大幅度降低氮化物基板的翘曲现象，达到平整化的效果，且可实时测量独立式氮化物基板或氮化物磊晶层翘曲程度变化，适时进行弹性调整，可使用在化学研磨的工序前或是工序后，亦可运用在其它工艺阶段，使得后续工艺的应用，包括如研磨，磊晶等工艺的应用具有更好的运用效^ ο以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在本申请专利范围内。
权利要求
1.一种平整化氮化物基板的方法，其特征是提供一具有下方凸起的一氮化镓基板；以及使用一干蚀刻方法蚀刻该具有下方凸起的该氮化镓基板的一上方，藉以形成平整化的氮化物基板。
2.根据权利要求2所述的平整化氮化物基板的方法，其特征是其中该干蚀刻方法所使用的一第一次蚀刻时间为7分钟，后续的蚀刻时间以14分钟进行累加。
3.—种平整化氮化物基板的方法，其特征是提供一上方凸起独立式氮化镓基板；形成一层介电层于该上方凸起独立式氮化镓基板的上方；使用一湿式蚀刻方法以蚀刻该上方凸起独立式氮化镓基板的一下方；以及移除该介电层藉以形成平整化的氮化物基板。
4.根据权利要求3所述的平整化氮化物基板的方法，其特征是其中该介电层还包含
5.根据权利要求3所述的平整化氮化物基板的方法，其特征是其中该湿式蚀刻方法还包含电化学蚀刻方法。
6.一种平整化氮化物基板的方法，其特征是提供一下方凸起独立式氮化镓基板；形成一层介电层于该下方凸起独立式氮化镓基板的上方；使用一湿式蚀刻方法以蚀刻该下方凸起独立式氮化镓基板的一上方；以及移除该介电层藉以形成该平整化的氮化物基板。
7.根据权利要求6所述的平整化氮化物基板的方法，其特征是其中该介电层还包含
8.根据权利要求6所述的平整化氮化物基板的方法，其特征是其中该湿式蚀刻方法还包含电化学蚀刻方法。
9.一种平整化氮化物基板的方法，其特征是提供一上方凸起氮化物磊晶层与一异质基板，其中该上方凸起氮化物磊晶层与该异质基板相互连结；以及蚀刻该异质基板的一下方，藉以形成平整化的氮化物基板。
10.根据权利要求9所述的平整化氮化物基板的方法，其特征是其中蚀刻该异质基板的该下方的蚀刻方法是由干式蚀刻、湿式蚀刻以及电化学蚀刻等方法群组中所选出。
11.一种平整化氮化物基板的方法，其特征是提供一下方凸起氮化物磊晶层与一异质基板，其中该下方凸起氮化物磊晶层与该异质基板相互连结；以及蚀刻该异质基板的一上方，藉以形成平整化的氮化物基板。
12.根据权利要求11所述的平整化氮化物基板的方法，其特征是其中蚀刻该异质基板的该上方的蚀刻方法是由干式蚀刻、湿式蚀刻以及电化学蚀刻等方法群组中所选出。
全文摘要
本发明揭露一种平整化氮化物基板的方法，首先选择独立式氮化物基板的特定面向，对该面向进行蚀刻，在经过适度的蚀刻时间后，该特定面向的表面会产生特定的形貌，如柱状或洞状或平坦状等结构，从而降低独立式氮化物基板的翘曲程度以达到平整化氮化物基板的效果。
文档编号C30B33/10GK102586889SQ20111007211
公开日2012年7月18日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年1月14日
发明者叶彦显, 吴尹豪, 李威仪, 陈奎铭 申请人:财团法人交大思源基金会