制造半导体衬底的方法以及用于半导体生长的衬底技术

提供了制造半导体衬底的方法以及用于半导体生长的衬底。所述制造半导体衬底的方法可以包括：在生长衬底上形成缓冲层；在所述缓冲层中形成多个开口，所述多个开口穿过所述缓冲层并且彼此分隔开；在所述生长衬底上形成多个腔，所述多个腔排列为分别对应于所述多个开口；在所述缓冲层上生长半导体层，生长所述半导体层包括用所述半导体层填充所述多个开口；以及将所述缓冲层和所述半导体层从所述生长衬底分离，其中所述生长衬底与所述缓冲层之间的分界处的所述多个开口中的每一个的直径小于所述分界处的所述多个腔中的每一个的直径。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求在韩国知识产权局于2015年5月27日提交的韩国专利申请第10-2015-0073727号以及于2015年12月1日提交的韩国专利申请第10-2015-0169791号的优先权，其公开内容通过引用全部合并于此。
各示例实施例的方法和设备涉及制造半导体衬底的方法以及涉及用于半导体生长的衬底。
技术介绍
半导体发光器件被广泛视为具有诸如较长寿命、低功率损耗、快速响应速度以及环境友好性等的许多优点的下一代照明光源，并且已经作为用于诸如通用照明装置和显示装置的背光等的各种产品中的重要类型的光源而崭露头角。具体地，基于III族氮化物的氮化物基发光器件，诸如氮化镓(GaN)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铟镓(InGaN)以及氮化铟铝镓(InAlGaN)，作为输出蓝光或紫外光的半导体发光器件扮演重要角色。作为用于制造半导体发光器件的衬底，使用蓝宝石衬底、硅(Si)衬底或者氮化镓(GaN)衬底。具体地，当使用GaN衬底来制造氮化物基发光器件时，可以显著地减少发光器件中的缺陷。这里，要求通过不增加制造成本的简化的工艺来制造大GaN衬底的技术。
技术实现思路
一个或多个示例实施例提供了一种便于制造工艺的制造半导体衬底的方法以及一种用于半导体生长的衬底。根据示例实施例的一个方面，一种制造半导体衬底的方法可以包括：在生长衬底上形成缓冲层；在所述缓冲层中形成多个开口，使得所述多个开口穿过所述缓冲层并且布置为彼此分隔开；在所述生长衬底中形成多个腔，使得所述多个腔布置在所述多个开口之下；在所述缓冲层上生长半导体层，其填充所述多个开口，并且从所述缓冲层向上延伸；以及通过施加至所述多个腔的应力将所述缓冲层和所述半导体层从所述生长衬底分离，其中在所述生长衬底与所述缓冲层之间的分界中所述多个开口中每一个的直径小于所述多个腔中每一个的直径。所述缓冲层可以相对于所述生长衬底突出，以形成所述多个腔中每一个内的底切区域。所述多个腔可以被所述半导体层覆盖，以形成所述半导体层与所述生长衬底之间的封闭区域。在所述分离中，可以在横向方向上从所述多个腔沿着所述缓冲层与所述生长衬底之间的分界生成裂纹。所述多个开口可以通过干法刻蚀方法形成，并且所述多个腔可以通过湿法刻蚀方法形成。所述多个开口和所述多个腔可以在单个工艺中形成。所述多个腔可以通过根据所述生长衬底的各晶面的各表面来限定。所述多个腔中的每一个可以由七个或多个表面限定。所述多个腔中的每一个内的所述生长衬底的连接至所述缓冲层的一个表面可以是负倾斜的表面。所述多个腔可以仅布置在所述生长衬底的一部分中。在所述分离中，所述半导体层可以从所述生长衬底的形成有所述多个腔的部分开始分离。在从所述生长衬底分离之前，可以通过调节所述多个开口的尺寸和密度，来控制生长在所述生长衬底上的所述半导体层的厚度。所述多个开口的面积可以在所述缓冲层的面积的20％到90％范围内。所述多个开口的直径与所述多个开口之间的空间之比可以在0.65到18的范围内。所述生长衬底和所述缓冲层可以具有不同的热膨胀系数。所述生长衬底可以是硅(Si)衬底，并且所述缓冲层和所述半导体层可以由氮化镓形成。所述方法还可以包括：在所述生长衬底的通过所述多个腔暴露的表面上形成生长抑制层。所述生长抑制层的形成可以包括：用氨处理所述生长衬底。根据另一示例实施例的一个方面，一种制造半导体层的方法可以包括：在生长衬底上形成缓冲层；在所述缓冲层中形成多个开口，使得所述多个开口穿过所述缓冲层并且布置为彼此分隔开；在所述生长衬底中形成多个腔，使得所述多个腔布置在所述多个开口之下；在所述缓冲层上生长半导体层，其填充所述多个开口，并且从所述缓冲层向上延伸；以及通过施加至所述多个腔的应力将所述缓冲层和所述半导体层从所述生长衬底分离。所述缓冲层可以相对于所述生长衬底突出，以形成所述多个腔中的每一个内的底切区域。所述生长衬底可以是硅晶圆，并且所述缓冲层和所述半导体层可以是单晶III族氮化物。根据另一示例实施例的一个方面，一种制造半导体层的方法可以包括：制备生长衬底和缓冲层的堆叠结构；形成通过穿过所述缓冲层延伸至所述生长衬底的内部的多个开口，其布置为彼此分隔开；从所述缓冲层生长半导体层，以便在所述生长衬底内形成多个腔；以及通过施加至所述多个腔的应力将所述缓冲层和所述半导体层从所述生长衬底分离。根据本专利技术构思的另一方面，一种用于半导体生长的衬底可以包括：生长衬底，其具有在其一个表面上布置为彼此分隔开的多个腔；以及缓冲层，其布置在所述生长衬底上并且具有布置为对应于所述多个腔的多个开口，其中在所述生长衬底与所述缓冲层之间的分界中所述多个开口中每一个的直径小于所述多个腔中每一个的直径。所述多个腔可以仅布置在所述生长衬底的一部分中。所述生长衬底可以是硅晶圆，并且所述缓冲层的材料可以是单晶III族氮化物。根据另一示例实施例的一个方面，一种制造半导体衬底的方法可以包括：在生长衬底上设置缓冲层；在所述缓冲层中形成多个开口，所述多个开口穿过所述缓冲层并且彼此分隔开；在所述生长衬底上形成多个腔，所述多个腔排列为分别对应于所述多个开口；在所述缓冲层上生长半导体层，生长所述半导体层包括：用所述半导体层填充所述多个开口；以及将所述缓冲层和所述半导体层从所述生长衬底分离，其中所述生长衬底与所述缓冲层之间的分界处的所述多个开口中的每一个的直径小于所述分界处的所述多个腔中的每一个的直径。所述缓冲层可以在俯视图中在所述多个腔中突出，以在所述多个腔中的每一个内形成底切区域。生长所述半导体层可以包括：用所述半导体层覆盖所述多个腔，以在所述半导体层与所述生长衬底之间形成封闭区域。所述分离可以包括：在横向方向上从所述多个腔沿着所述缓冲层与所述生长衬底之间的分界生成裂纹。形成所述多个开口可以包括：通过干法刻蚀方法形成所述多个开口，以及形成所述多个腔可以包括：通过湿法刻蚀方法形成所述多个腔。形成所述多个开口以及形成所述多个腔可以包括：在单个工艺中形成所述多个开口和所述多个腔。形成所述多个腔可以包括：根据所述生长衬底的各个晶面限定所述多个腔中的每一个的表面。所述多个腔中的每一个可以包括至少七个表面。所述多个腔中的每一个的至少一个表面可以包括负斜率，使得所述生长衬底的截面面积在远离所述缓冲层的方向上减小。形成所述多个腔可以包括：仅在所述生长衬底的内部分或外部分中的一个中形成所述多个腔。在所述分离中，所述半导体层可以从所述生长衬底的形成有所述多个腔的内部分或外部分中的一个处开始分离。所述分离可以包括：在从所述生长衬底分离之前，通过调节所述多个开口的尺寸和密度，来控制生长在所述生长衬底上的所述半导体层的厚度。所述多个开口的总面积可以在所述缓冲层的总面积的20％到90％范围内。所述多个开口中的每一个的直径与所述多个开口中的相邻开口之间的距离之比可以在0.65到18的范围内。所述方法还可以包括：在所述生长衬底的通过所述多个腔暴露的表面上形成生长抑制层。形成所述生长抑制层可以包括：用氨处理所述生长衬底。根据另一示例实施例的一个方面，一种制造半导体层的方法可以包括：在生长衬底上形成缓冲层；在所述缓冲层中形成多个开口，所述多个开口穿过所述缓冲层并且彼此分隔开；在所述生长衬底中形成多个腔，所述多个腔布置在所述多个开口之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体衬底的方法，所述方法包括：在生长衬底上形成缓冲层；在所述缓冲层中形成多个开口，所述多个开口穿过所述缓冲层并且彼此分隔开；在所述生长衬底上形成多个腔，所述多个腔排列为分别对应于所述多个开口；在所述缓冲层上生长半导体层，生长所述半导体层包括利用所述半导体层填充所述多个开口；以及将所述缓冲层和所述半导体层从所述生长衬底分离，其中所述生长衬底与所述缓冲层之间的分界处的所述多个开口中的每一个开口的直径小于所述分界处的所述多个腔中的每一个腔的直径。

【技术特征摘要】
2015.05.27 KR 10-2015-0073727;2015.12.01 KR 10-2011.一种制造半导体衬底的方法，所述方法包括：在生长衬底上形成缓冲层；在所述缓冲层中形成多个开口，所述多个开口穿过所述缓冲层并且彼此分隔开；在所述生长衬底上形成多个腔，所述多个腔排列为分别对应于所述多个开口；在所述缓冲层上生长半导体层，生长所述半导体层包括利用所述半导体层填充所述多个开口；以及将所述缓冲层和所述半导体层从所述生长衬底分离，其中所述生长衬底与所述缓冲层之间的分界处的所述多个开口中的每一个开口的直径小于所述分界处的所述多个腔中的每一个腔的直径。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述缓冲层在俯视图中在所述多个腔中突出，以在所述多个腔中的每一个腔内形成底切区域。3.根据权利要求1所述的方法，其中生长所述半导体层包括：利用所述半导体层覆盖所述多个腔，以在所述半导体层与所述生长衬底之间形成封闭区域。4.根据权利要求1所述的方法，其中分离包括：在横向方向上从所述多个腔沿着所述缓冲层与所述生长衬底之间的分界生成裂纹。5.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述多个腔包括：根据所述生长衬底的各个晶面来限定所述多个腔中的每一个腔的各表面。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述多个腔中的每一个腔
\t包括至少七个表面。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个腔中的每一个腔的至少一个表面包括负斜率，使得所述生长衬底的截面面积在远离所述缓冲层的方向上减小。8.根据权利要求1所述的方法，其中在分离中，所述半导体层从所述生长衬底的形成有所述多个腔的内部分或外部分中的一个处开始分离。9.根据权利要求1所述的方法，其中分离包括：在从所述生长衬底分离之前，通过调节所述多个开口的尺寸和密度，来控制生长在所述生长衬底上的所述半导体层的厚度。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个开口中的每一个开口的直径与所述多个开口中的相邻开口之间的距离之比在0.65到18的范围内。11.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述生长衬底的通过所述多个腔暴露的表面上形成生长抑制层。12.根据权利要求11所述的方法，其中形成所述生长抑制层包括：利用氨来处理所述生长衬底。13.一种制造半导体层的方法，所述方法包括：在生长衬底上形成缓冲层；在所述缓冲层中形成多个开口，所述多个开口穿过所述缓冲层并且彼此分隔开；在所述生长衬底中形成多个腔，所述多个腔布置在所述多个开口之下；在所述缓冲层上生长半导体层，该生长包括利用所述半导体层填充所述多个开口；以及通过在所述多个腔处产生的应力来将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴永焕，姜三默，金峻渊，金美贤，金柱成，卓泳助，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR