[发明专利]一种不连续外延层的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体发光器件技术领域，尤其涉及一种氮化镓外延层的制备方法。

背景技术

半导体发光器件的出现带来了能覆盖可见光谱以及更高的发光效率和固态稳定的光源。由于发光二极管具有节能环保高寿命等优点，在各国政府的扶持和推动下，已经全面应用在各个生产领域中，是照明行业继发明电灯之后的又一次革命。

以氮化镓磊晶为代表的半导体元器件主要生长在蓝宝石、硅、碳化硅、砷化镓等衬底上，由于衬底和外延层晶格常数不匹配以及热膨胀系数存在差异，当外延层厚度增加时会导致外延片(wafer)翘曲度增加，影响外延片的品质和良率，翘曲严重时甚至会造成外延片破片。外延片多采用金属有机化合物化学气相沉淀(MOCVD)生长，为了节约成本，外延片的尺寸开始向大的方向制作，从2寸到4寸再到6寸，随着尺寸的增大，外延片在生长过程中的翘曲也越来越大，破片的概率也将增大，因此解决外延片翘曲的问题已刻不容缓。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以降低外延片翘曲度的外延层的制备方法，以提升外延片的品质和良率，降低破片率。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种不连续外延层的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、提供衬底；

步骤二、在衬底上沉积光刻胶层，所述光刻胶层的厚度大于后续形成的外延层的厚度；

步骤三、对光刻胶层进行曝光显影，在光刻胶层上形成所需尺寸的图形；

步骤四、通过刻蚀将光刻胶层上的图形转移到衬底上，在衬底上形成从衬底表面下凹的凹槽；

步骤五、去除残余的光刻胶；

步骤六、在衬底上生长外延层，以在衬底上形成被凹槽分隔开的不连续外延层。

为了实现上述目的，本发明还可采取如下的技术解决方案：

一种不连续外延层的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、提供衬底；

步骤二、在衬底上沉积壁垒层，所述壁垒层的厚度大于后续生长的外延层的厚度；

步骤三、在壁垒层上沉积光刻胶层；所述光刻胶层的厚度大于后续形成的外延层的厚度；

步骤四、对光刻胶层进行曝光显影，在光刻胶层上形成所需尺寸的图形；

步骤五、通过刻蚀将光刻胶层上的图形转移到壁垒层上，在衬底上形成突出于衬底表面的壁垒凸起；

步骤六、去除残余的光刻胶；

步骤七、在衬底上生长外延层，以在衬底上形成被壁垒凸起分隔开的不连续外延层。

进一步的，所述衬底上的凹槽的深度大于外延层的厚度。

进一步的，所述衬底上的凹槽的深度为5微米～15微米。

进一步的，所述外延层为氮化镓。

进一步的，所述壁垒层为SiO₂层。

进一步的，所述壁垒层的厚度和所述光刻胶层的厚度相等。

进一步的，所述壁垒层的厚度为5微米～15微米，宽度为5微米～30微米。

进一步的，所述凹槽或壁垒的位置与后期制作芯片的切割刀相吻合。

由以上技术方案可知，本发明通过在衬底上制作外延层无法成长的分隔区域，由于衬底上存在外延层无法生长的分隔区域，使后续生长的外延层不连续，可以有效的消除应力，从而降低外延片的翘曲度，提升外延片的品质和良率，降低破片率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的衬底结构示意图；

图2为实施例1在衬底上形成光刻胶层的示意图；

图3为光刻胶层曝光显影后的示意图；

图4为衬底刻蚀后的示意图；

图5为在衬底上形成外延层的示意图；

图6为本发明实施例2的衬底结构示意图；

图7为实施例2在衬底上形成壁垒层的示意图；

图8为在壁垒层上形成光刻胶层的示意图；

图9为光刻胶层曝光显影后的示意图；

图10为衬底刻蚀后的示意图；

图11为在衬底上形成外延层的示意图。

具体实施方式

为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本发明实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。