[发明专利]复合衬底及其制作方法、半导体器件

说明书

本发明实施例提供一种复合衬底及其制作方法、半导体器件，其中，所述复合衬底包括所述复合衬底包括衬底，制作于所述衬底的背面的应力补偿功能层，所述应力补偿功能层远离所述衬底的一面为曲面。本发明使得基于复合衬底生长出的外延层的参数均匀性更好，有效确保了外延层性能参数的一致性。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，具体而言，涉及一种复合衬底及其制作方法、半导体器件。

背景技术

对于GaN(氮化镓)HEMT(High Electron Mobility Transistor，高电子迁移率晶体管)来说，在基于衬底生长外延层或势垒层等关键层时，由于衬底与外延层之间存在较大的热失配及晶格失配等问题，导致在外延层生长过程中产生巨大的应力(如压应力或张应力)使得衬底出现翘曲现象，进而使得基于该衬底生长的外延层存在均匀性问题，尤其对于大尺寸外延层的生长。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种复合衬底及其制作方法、半导体器件，能够有效解决上述问题。

一方面，本发明较佳实施例提供一种复合衬底，应用于半导体器件，所述复合衬底包括:

衬底；

制作于所述衬底的背面的应力补偿功能层，其中，所述应力补偿功能层远离所述衬底的一面为曲面。

在本发明较佳实施例的选择中，所述应力补偿功能层的曲面弯曲方向与所述衬底的翘曲方向相反。

在本发明较佳实施例的选择中，所述应力补偿功能层包括：

制作于所述衬底的背面的第一应力补偿层；

制作于所述第一应力补偿层远离所述衬底一侧的第二应力补偿层；其中，所述曲面为所述第二应力补偿层远离所述第一应力补偿层一侧的表面。

在本发明较佳实施例的选择中，所述第二应力补偿层包括靠近所述第一应力补偿层的第一面，以及远离所述第一应力补偿层的第二面，所述第二面向所述第一面的方向凹陷形成所述曲面。

在本发明较佳实施例的选择中，所述第二应力补偿层包括靠近所述第一应力补偿层的第一面，以及远离所述第一应力补偿层的第二面，所述第二面向远离所述第一面的方向凸起形成所述曲面。

在本发明较佳实施例的选择中，所述第一应力补偿层的层厚均匀，且所述第一应力补偿层的厚度小于等于3倍的衬底厚度。

在本发明较佳实施例的选择中，所述第一应力补偿层、所述第二应力补偿层与所述衬底同心设置。

在本发明较佳实施例的选择中，所述曲面的翘曲度h₁满足其中，r为所述衬底的半径，R为所述衬底的翘曲曲率半径，h_s为所述衬底的厚度，t₁为所述第一应力补偿层的厚度。

在本发明较佳实施例的选择中，所述应力补偿功能层的等效热膨胀系数C2与所述衬底的热膨胀系数C1之间的差值小于45％*C1。

在本发明较佳实施例的选择中，所述应力补偿功能层的等效晶格常数A2与所述衬底的晶格常数A1之间的差值小于50％*A1。

另一方面，本发明较佳实施例还提供一种复合衬底的制作方法，包括：

提供一衬底；

基于所述衬底的背面制作形成应力补偿功能层，使所述应力补偿功能层远离所述衬底的一面形成曲面。

在本发明较佳实施例的选择中，基于所述衬底的背面制作形成应力补偿功能层的步骤，包括：

步骤a1，在衬底的背面沉积一层预设厚度的氧化铝薄膜；

步骤a2，在所述氧化铝薄膜远离衬底一侧的表面沉积一层硬质掩膜；