[发明专利]制备半导体基板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体基板的制造方法，特别是指一种属于磊晶成长方式的高品质半导体基板的制造方法。

背景技术

参阅图1，目前用于磊晶成长以氮化镓为主(gallium nitride-based)材料的发光二极管元件所用的半导体基板13，是以磊晶成长并配合激光剥离(Laser Lift-Off)技术(参见期刊论文：Appl.Phys.Lett.，72(5)，February，1998中)所制备。

该半导体基板13的制备过程是先选用碳化硅(SiC)或蓝宝石(a-Al2O3)为材料所构成的基板作为磊晶基板11，接着利用有机金属化学气相沉积法(MOCVD)在其上磊晶成长2～10μm的氮化镓薄膜12，然后再以氢化物气相累积成长方式(HVPE)累积增厚氮化镓薄膜至预定厚度(通常是100μm以上)而成该半导体基板13，最后，利用高能量的激光作用在磊晶基板11与半导体基板13连结的界面(如图中箭号所示)，打断界面的键结使磊晶基板11与半导体基板13相分离，即制得所需的半导体基板13。

上述制备半导体基板13方法的优点在于可以重复回收使用磊晶基板11，只要对其施予适当的表面处理，即可重复使用高成本的碳化硅或蓝宝石基板；但是此等方法的缺点一来在于磊晶基板11的晶格缺陷会直接向上延伸至所成的半导体基板13，缺陷密度高达10¹¹～10¹²μm^-2，进而影响以此半导体基板13制备形成的发光二极管元件的品质，二来，也由于磊晶基板11与半导体基板13连结界面的键结能力并不完全均匀一致，所以当以激光作用在磊晶基板11与半导体基板13连结的界面打断键结时，同时也会造成界面的损伤，不但降低了半导体基板13的制程良率，也同时会影响到后续以此半导体基板13成长制作发光二极管元件的品质。

所以，目前半导体基板13，特别是氮化镓系半导体材料的半导体基板13的制造方法，需要加以改善。

发明内容

本发明的目的是在提供一种低成本、高制程良率，并可得到高品质的半导体基板的制造方法。于是，本发明制备半导体基板的方法，包括一个凸块形成步骤、一个横向磊晶步骤、一个增厚步骤，及一个分离步骤。

该凸块形成步骤是自一块磊晶基板向上形成多数个呈现间隔散布的凸块，该每一个凸块具有一自该磊晶基板向上形成的墩部，及一自该墩部向上形成的端部。

该横向磊晶步骤是以横向磊晶方式，自该多数个凸块的端部形成一层连接该多数个凸块端部，并与该磊晶基板、多数个凸块的墩部共同界定一个空间的基础层。

该增厚步骤是累积增厚该基础层至预定厚度而成该块半导体基板。

该分离步骤是自该空间破坏该多数个凸块的墩部，使该块磊晶基板与该块半导体基板分离，而制得该半导体基板。

本发明的功效在于：该块磊晶基板与半导体基板之间，仅以多数墩部相连接并具有一个空间，而可借此空间以低成本、易控制且在商业上大量被使用的湿蚀刻技术来破坏多数个墩部，进而分离制得无损伤的半导体基板，或者，利用激光来破坏多数个墩部时，也会因需破坏的键结处仅对应在该等墩部上，不但在成本上较现有的激光剥离来得低且良率较高。

附图说明

图1是一流程图，说明现有利用激光剥离技术制备半导体基板的方法；

图2是一剖视示意图，说明本发明制备半导体基板的方法的一第一较佳实施例中，在一块磊晶基板上形成一层晶种层；

图3是一剖视示意图，说明本发明制备半导体基板的方法的一第一较佳实施例中，在一层晶种层上形成多数个个岛状凸块；

图4是一剖视示意图，说明本发明制备半导体基板的方法的一第一较佳实施例中，在多数个岛状凸块上形成一层包覆该等凸块的阻障层；

图5是一剖视示意图，说明本发明制备半导体基板的方法的一第一较佳实施例中，自包覆于岛状凸块的阻障层进行横向磊晶成长而形成一层基础层；

图6是一剖视示意图，说明本发明制备半导体基板的方法的一第一较佳实施例中，累积增厚该层基础层成一块半导体基板；

图7是一剖视示意图，说明本发明制备半导体基板的方法的一第一较佳实施例中，分离该块磊晶基板而制得该块半导体基板；

图8是一剖视示意图，说明本发明制备半导体基板的方法的一第二较佳实施例中，在一块磊晶基板上形成一层低温层后，配合改变气氛与温度而将该层低温层转形成多数个岛状凸块；

图9是一剖视示意图，说明本发明制备半导体基板的方法的一第二较佳实施例中，在多数个岛状凸块上形成一层包覆该等凸块的阻障层；