[发明专利]使用激光剥离过程制造半导体结构的方法和相关的半导体结构

说明书

技术领域

本公开内容总体上涉及半导体结构和器件的制造。

背景技术

使用包括一种或多种半导体材料的基板形成各种各样的半导体结构和器件，所述半导体结构和器件包括例如集成电路(IC)器件(例如，逻辑处理器和存储器器件)、辐射发射器件(例如，发光二极管(LED)、共振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔表面发光激光器(VCSEL))、辐射感测器件(例如，光学传感器)和用在功率控制系统中的电子器件。传统上，这种半导体器件形成在半导体基板表面上和/或半导体基板表面中。

既往，半导体器件制造行业中使用的半导体基板包括硅材料的薄盘或“晶圆”。通过首先形成大的大体圆柱形的硅单晶晶锭并随后将单晶晶锭垂直于其纵轴进行切片以形成多个硅晶圆来制造硅材料的这种晶圆。然后，通过切割晶圆中的“切割道(street)”将晶圆切割成晶粒。硅晶圆可具有大约三十厘米(30cm)或更大(大约十二英寸(12in)或更大)这么大的直径。尽管硅晶圆的厚度通常是数百微米(例如，大约700微米)或更大，但实际上只使用硅晶圆主表面上的非常薄(例如，小于大约三百纳米(300nm))的半导体材料层来形成硅晶圆上的有源器件。

各种各样的加工基板是本领域已知的并且可包括半导体材料，诸如(例如)硅(Si)、锗(Ge)、碳化硅(SiC)、III-V型半导体材料、以及II-VI型半导体材料。例如，加工基板可包括形成在基体基板表面上的外延III-V型半导体材料，诸如，氧化铝(Al₂O₃)(可被称为“蓝宝石”)。

个体半导体结构(例如，晶粒或晶圆)可相对薄并且难以用处理半导体结构的设备进行操纵。因此，所谓的“载体”晶粒或晶圆可附接到实际半导体结构，在实际半导体结构中包括可操作半导体器件的有源和无源组件。载体晶粒或晶圆通常不包括待形成的半导体器件的任何有源或无源组件。这种载体晶粒和晶圆在本文中被称为“载体基板”。载体基板增加了半导体结构的整体厚度并且有助于通过处理设备操纵半导体结构(通过为相对较薄的半导体结构提供结构支承)，所述处理设备用于处理与所述载体基板附接的半导体结构中的有源和/或无源组件，所述半导体结构将包括待在半导体结构上制造的半导体器件的有源和无源组件。

在制造半导体结构的过程中，可使用激光剥离法将基板的一些部分分开。例如，外延层可生长在第一基板上，各个芯片可形成在外延层中。第二基板可结合于外延层。激光器加热第一基板并且将所述第一基板从外延层释放。各个芯片保持附接于第二基板。这种方法在例如2010年7月13日发布的、名称为“Laser Lift-Off Method(激光剥离法)”的美国专利No.7,754,511和2011年6月9日公布的、名称为“Laser Lift Off Systems and Methods(激光剥离系统和方法)”的美国专利申请公开No.2011/0132549中有所描述，它们中每个的全部公开内容以引用方式并入本文中。

发明内容

在一些实施方式中，本发明包括一种制造半导体结构的方法。所述方法可包括：将载体晶圆结合到基板之上；去除所述基板的至少一部分；使激光辐射透射穿过所述载体晶圆而使所述基板和所述载体晶圆之间的结合变弱；以及将所述载体晶圆与所述基板分开。

在一些实施方式中，一种方法包括：在基板之上形成多个电路；在所述基板中形成沟槽以限定多个未分隔开的半导体晶粒；将载体基板结合到所述未分隔开的半导体晶粒之上；使激光辐射透射穿过所述载体基板而使所述未分隔开的半导体晶粒和所述载体基板之间的结合变弱；以及将所述载体基板与所述未分隔开的半导体晶粒分开。所述多个电路均包括至少一个有源组件。

在某些实施方式中，一种制造半导体结构的方法包括：在基板中形成沟槽以限定多个未分隔开的半导体晶粒；将载体基板结合到所述多个未分隔开的半导体晶粒中每个的暴露表面；将所述基板的至少一部分变薄，使所述多个未分隔开的半导体晶粒仍结合到所述载体基板；使激光辐射透射穿过所述载体晶圆而使所述多个未分隔开的半导体晶粒和所述载体晶圆之间的结合变弱；以及将所述载体基板与所述多个未分隔开的半导体晶粒分开。

附图说明

虽然说明书的结尾是权利要求书并且权利要求书特别指出并且清楚要求了被视为本发明的内容，但本公开内容的优点将在结合附图阅读时从本发明的描述中更容易地确定，在附图中：

图1是本公开内容的实施方式中可采用的基板(诸如，晶圆)的一部分的简化剖视图；