[实用新型]一种晶圆衬底

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制程中晶圆衬底，尤其涉及具有L型倒角的晶圆衬底。

背景技术

目前，制作半导体元件所使用的衬底材料有蓝宝石（Al₂O₃）、碳化硅（SiC）和硅（Si）。外延生长用的衬底形状多样，通常为圆形或方形，为了明确晶体取向和衬底的正反，通常在衬底边缘设置定位边（orientation）或指示边（index flat）。另外，在衬底的边缘常进行倒角（edge angle）加工，衬底倒角的形状通常包括T型和R型，常用于防止衬底在加工过程中的缺损或裂缝和在结晶生长时外周生长过快，以及方便用镊子夹取。

LED制程中，为了提高出光效率，通常将晶圆衬底进行图形化处理，形成图形化衬底（Patterned substrate）。通常制作步骤包括：在晶圆衬底上利用上胶机通过高速旋涂涂覆掩膜层（如光刻胶），利用干法或湿法蚀刻形成具有均匀图形的图形化衬底。在传统的衬底上涂覆掩膜层时，衬底边缘的掩膜层厚度比衬底中心部位高，进而导致不能获得图形均匀的图形化衬底，影响后续LED制程中晶圆边缘部分的良率。

LED外延（epitaxy）晶圆通常通过金属有机化合物化学气相沉淀（Metal-organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD）获得，其制程一般为：将外延晶圆衬底（如蓝宝石衬底）放入石墨承载盘（wafer carrier）的凹槽内，连同石墨承载盘一起被传入MOCVD反应室内，衬底连同石墨承载盘被一起加热到高温1000℃左右，反应室内通入有机金属化合物和Ⅴ族气体，高温裂解后在晶圆衬底上重新聚合形成LED外延层。

以GaN基LED为例，由于蓝宝石晶圆衬底与GaN外延层存在较大的晶格失配和热失配，在外延生长过程中，衬底会产生翘曲现象，尤其是4寸以上衬底的翘曲现象更为严重，而传统的具有T型和R型倒角的翘曲衬底均不能与石墨承载盘的凹槽内边缘侧壁贴合，导致翘曲衬底由于离心力的作用而被甩出石墨承载盘凹槽，产生飞片现象，导致衬底破损。

鉴于以上现有技术的不足，有必要提供一种具有倒角的衬底，降低外延生长时产生的飞片现象，以及提高图形化衬底制备的均匀性。

发明内容

本实用新型旨在提供一种晶圆衬底，以解决上述不足。具体技术方案如下：一种晶圆衬底，用于提高衬底边缘外延生长良率以及防止外延生长飞片现象，其中，所述衬底的边缘设置有L型倒角，所述L型倒角包括相互连接成为一体的垂直部分和水平部分。

优选的，所述衬底的厚度设为T，所述垂直部分高度设定为H，T和H的大小关系符合关系式：H=0.01T~0.4T。

优选的，所述垂直部分高度设定为H，H的范围为5～50μm。

优选的，所述水平部分的宽度设为D，所述衬底上表面的直径设为D1，下表面的直径设为D2，其中D、D1和D2关系符合关系式：2×D= D2-D1，1μm≦D≦30μm。

优选的，所述L型倒角与所述衬底上表面交接处设置为弧形。

优选的，所述L型倒角与所述衬底下表面交接处设置为弧形。

优选的，所述衬底为蓝宝石平片衬底、蓝宝石图形化衬底（Patterned Sapphire Substrate，PSS）、碳化硅（SiC）衬底、硅（Si）衬底、氮化镓（GaN）衬底、氧化锌（ZnO）衬底中的任意一种。

优选的，所述衬底为圆形、方形或不规则形。

本实用新型提供的具有L型倒角的衬底，经实验验证，可有效改善外延生长时，翘曲衬底与石墨承载盘的凹槽不能贴合而产生飞片的现象；同时，还可有效改善图形化衬底边缘处由于图形不均匀而产生的良率降低的问题。

附图说明

图1 为本实用新型之侧视结构示意图。

图2 为本实用新型之俯视结构示意图。

图3 为传统T型倒角衬底于上胶后的结构侧视图

图4 为传统T型倒角衬底于外延生长时的结构侧视图。

图5 为本实用新型之L型倒角衬底于上胶后的结构侧视图。

图6 为本实用新型之L型倒角衬底于外延生长时的结构侧视图。

图中标注：1：L型倒角衬底；11：L型倒角；111：垂直部分；112：水平部分；2：T型倒角衬底；3：不均匀光刻胶；4：均匀光刻胶；5：凹槽；6：石墨承载盘。

具体实施方式