[发明专利]工程化衬底上的芯片级封装固态器件的剥离工艺

说明书

一种处理工程化衬底结构的方法，包括提供工程化衬底结构，所述工程化衬底结构包括多晶衬底和封装所述多晶衬底的工程化层，形成耦合到所述工程化层的牺牲层，将固态器件结构连接到牺牲层，通过移除所述固态器件结构的一个或多个部分形成固态器件结构中的一个或多个沟道以暴露所述牺牲层的一个或多个部分，使蚀刻化学品流过所述一个或多个沟道到达所述牺牲层的所述一个或多个暴露部分，并且通过所述蚀刻化学品与所述牺牲层之间的相互作用使所述牺牲层溶解，从而将所述工程化衬底结构从所述固态器件结构分离。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年10月7日提交的第15/288,506号美国非临时专利申请和于2015年10月19日提交的第62/243,540号美国临时专利申请的权益，其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明通常涉及在工程化衬底上形成的芯片级封装固态器件的剥离工艺。更具体地说，本发明涉及适用于使用外延生长工艺制造固态器件的方法和系统。

背景技术

宽带隙(WBG)半导体器件的制造昂贵且耗时。例如，氮化镓(GaN)材料通过异质外延(epi)生长工艺形成，该工艺包括在具有与沉积的GaN不同的晶格结构(或晶格常数)的半导体载体衬底上沉积GaN。GaN和载体衬底之间的晶格失配可能产生缺陷、位错和应变，而这可能对器件产量和性能产生负面影响。另外，GaN层和载体衬底可能具有不同的热膨胀系数(CTE)。热处理(例如，GaN外延生长)会使GaN开裂或分层，或使载体衬底弯曲，并且在某些情况下使载体衬底断裂。不同的CTE可能会限制衬底晶片尺寸的限定范围，并且阻止WBG器件和解决方案的整体制造成本的降低。

发明内容

如本文所述，本发明的一些实施例已经被应用到通过外延生长在工程化衬底结构上制造固态器件的方法和系统中，其中工程化衬底结构的特征在于其热膨胀系数(CTE)与形成固态器件的外延层实质上匹配。本发明的一些实施例包括在形成器件之后，将工程化衬底结构从固态器件分离的方法。分离的工程化衬底可以稍后重新用于制造更多器件，这将节省制造器件的成本。这些方法和技术可以应用于各种半导体处理操作中。

根据本发明的一个实施例，处理工程化衬底结构的方法包括提供工程化衬底结构。工程化衬底可以包括多晶衬底和封装多晶衬底的工程化层。该方法还包括形成耦合到工程化层的牺牲层，以及将固态器件结构连接到牺牲层。该方法还包括通过移除所述固态器件结构的一个或多个部分，在所述固态器件结构中形成一个或多个沟道以暴露所述牺牲层的一个或多个部分，使蚀刻化学品流过所述一个或多个沟道到达所述牺牲层的所述一个或多个暴露部分，并且通过所述蚀刻化学品与所述牺牲层之间的相互作用使所述牺牲层溶解，从而将所述工程化衬底结构从所述固态器件结构分离。

根据本发明的另一个实施例，处理工程化衬底结构的方法包括提供工程化衬底结构。工程化衬底结构可以包括多晶衬底和封装多晶衬底的工程化层。该方法还包括形成耦合到所述工程化层的牺牲层。所述牺牲层具有暴露的周边。该方法还包括将固态器件结构连接到所述牺牲层，将蚀刻化学品涂覆(apply)到所述牺牲层的所述暴露的周边，并且通过所述蚀刻化学品和所述牺牲层之间的相互作用使所述牺牲层溶解，从而将所述工程化衬底结构从所述固态器件结构分离。

根据本发明的另一个实施例，处理工程化衬底结构的方法包括提供工程化衬底结构。工程化衬底结构可以包括多晶衬底和封装多晶衬底的工程化层。所述工程化层具有暴露的周边。该方法还包括将固态器件结构连接到所述工程化层，将蚀刻化学品涂覆到所述工程化层的所述暴露的周边，并且通过所述蚀刻化学品和所述工程化层之间的相互作用使所述工程化层溶解，从而将所述多晶衬底从所述固态器件结构分离。