[发明专利]高温原位减薄硅基底的装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别是指一种高温原位减薄硅基底的装置和方法。

背景技术

氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料，但目前很难通过提拉法等技术得到GaN衬底，目前一般采用卤化物气相外延(HVPE)、MO-HVPE(金属有机化学气相沉积和氢化物气相外延复合)方法制备GaN衬底。用HVPE方法在硅(Si)基底(Si，厚度约为400微米)上生长GaN衬底(厚度400～500微米)，一般的顺序是：HVPE生长GaN完毕先将材料降温取出，再用酸液腐蚀Si基底并将Si基底衬底清除。由于Si和GaN之间存在热膨胀失配，降温产生的应力分布在GaN外延层和Si基底中，容易造成GaN厚膜龟裂。

图1为常规的HVPE设备或是MO-HVPE设备中的石墨装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温原位减薄硅基底的装置和方法，当HVP E生长GaN完毕，样品在高温下先将Si基底减薄到50微米以下甚至彻底清除，然后再降温取出，避免由于Si和GaN之间的热膨胀失配造成GaN厚膜龟裂。

为了达到以上目的，本发明提供一种高温原位减薄硅基底的装置，其特征在于，包括：

一石墨基座，该石墨基座为圆柱形或圆盘形；

该石墨基座上面有一凹部，用于承载硅基底；

该石墨基座与硅基底之间有一缝隙，该缝隙为腐蚀气体通道；

在该石墨基座的中心纵向有一圆孔，该圆孔为腐蚀气体通道；

沿该石墨基座的圆周纵向有多数的通孔，该通孔为腐蚀气体通道。

其中所述的缝隙的间距为0.1毫米～2毫米。

其中所述的多数的通孔是均匀的分布在石墨基座的圆周内侧上。

其中所述的腐蚀气体为氯化氢、氟化氢或氯气气体。

本发明提供一种高温原位减薄硅基底的方法，该方法是采用如权利要求1所述的装置，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将硅基底放在石墨基座上；

步骤2：向石墨基座上的圆孔通入腐蚀气体；

步骤3：将硅基底减薄；

步骤4：降温取出。

其中通过控制腐蚀气体的流量和时间，在高温下将硅基底减薄至50微米以下或彻底清除。

其中所述的腐蚀气体为氯化氢、氟化氢或氯气气体。

本发明的技术特点是：将减薄Si基底装置与HVPE或是MO-HVPE设备复合在一起，实现原位减薄Si基底功能，减少GaN的龟裂，提高6aN厚膜质量。

附图说明

为了更好的说明本发明的具体技术内容，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为常规的HVPE设备或是MO-HVPE设备中的石墨装置；

图2为本发明能实现高温原位减薄Si基底的石墨装置。

其中，1为石墨基座，2为Si基底，3为圆孔(腐蚀气体通道)，4为多数通孔(腐蚀气体通道)，5为缝隙(腐蚀气体通道)。

具体实施方式

请参阅图2所示，本发明一种高温原位减薄硅基底的装置，包括：

一石墨基座1，该石墨基座1为圆柱形或圆盘形；

该石墨基座1上面有一凹部，用于承载硅基底2；

该石墨基座1与硅基底2之间有一缝隙5，该缝隙5为腐蚀气体通道，该缝隙5的间距为0.1毫米～2毫米；

在该石墨基座1的中心纵向有一圆孔3，该圆孔3为腐蚀气体通道；

所述的该腐蚀气体为氯化氢、氟化氢或氯气气体；

沿该石墨基座1的圆周纵向有多数的通孔4，该通孔4为腐蚀气体通道，该多数的通孔4是均匀的分布在石墨基座1的圆周上。

本发明提供一种高温原位减薄硅基底的方法，该方法是采用如前述的高温原位减薄硅基底的装置，包括如下步骤：

步骤1：将硅基底2放在石墨基座1上；

步骤2：向石墨基座1上的圆孔3通入腐蚀气体，通过控制腐蚀气体的流量和时间，在高温下将硅基底减薄至50微米以下或彻底清除；

步骤3：将硅基底2减薄；

步骤4：降温取出。

所述的腐蚀气体为氯化氢、氟化氢或氯气气体。