【技术实现步骤摘要】
本公开涉及半导体制备工艺，具体涉及一种以氮化镓为外延层的半导体器件制备方法。
技术介绍
1、由于成品基底材料(例如聚酰亚胺)无法承受溅射沉积、蒸镀工艺高温等原因，发光二极管(light-emitting diode，led)制造过程中需要以玻璃、蓝宝石、硅等耐高温刚性材料为衬底承载，在制备完成后通过剥离工艺从衬底上剥离再并通过转移工艺转移到基材材料上。
2、目前广泛采用的led剥离工艺为激光剥离工艺。针对在蓝宝石衬底上沉积形成以氮化镓为外延层的led器件，激光剥离工艺采用特定光子能量的激光(大于氮化镓外层电子禁带宽度3.4ev，小于蓝宝石衬底外层电子禁带宽度6.2ev)从蓝宝石侧辐照氮化镓外延层。激光透过蓝宝石衬底(因为激光光子能量小于蓝宝石衬底的禁带宽度，其无法被蓝宝石吸收)照射到氮化镓外延层后被直接与衬底接触的表层氮化镓吸收。吸收激光能量的表层急速升温至分解温度并分解为镓和氮气后，其中氮气逸出。后续再适当加热使得镓融化(熔点为30℃)并利用机械作用力剥离就可以实现led与蓝宝石衬底的分离。
3、此外，为了降低氮化镓外延层的缺陷密度而提高led器件的良品率和质量，现有技术在图形化衬底上生长氮化镓外延层。但是，在图形化衬底上生长外延层的情况下，在图形侧壁位置处接触面积较大但是正投影面积较小，采用前述激光剥离工艺会带来负面问题。具体为，为实现图形化衬底侧壁处氮化镓的完全剥离，需要较高的激光能量辐照。而由于图形衬底与氮化镓交界面会使得反射后的激光照图形衬底的顶部，在采用更高激光能量的情况下，图形顶部接收的激光
技术实现思路
1、本公开实施例提供一种以氮化镓为外延层的半导体器件制备方法，包括：
2、在衬底的沉积面上沉积激光吸收层，所述激光吸收层的禁带宽度小于氮化镓的禁带宽度，并且所述激光吸收层材料的熔点温度大于氮化镓的分解温度；
3、对所述激光吸收层进行图形化处理，形成图形化结构，所述图形化结构包括由所述激光吸收层形成的重复图形区域，以及位于重复图形区域之间并由衬底表面形成的非图形区域；
4、在所述图形化结构上沉积氮化镓外延层；
5、采用剥离激光从衬底底面照射所述激光吸收层，使所述激光吸收层被照射区域达到所述激光吸收层材料的熔点温度之前，所述被照射区域与所述氮化镓外延层相邻的上表面温度高于氮化镓的热分解温度；所述剥离激光的光子能量大于或者等于所述激光吸收层的禁带宽度但小于氮化镓的禁带宽度。
6、可选的，在对所述激光吸收层进行图形化处理之前，还包括：
7、基于所述图形区域边缘根部被剥离激光照射时的目标温度、氮化镓的热分解温度和导热率确定最大边缘距离，所述目标温度小于所述激光吸收层的熔点温度，所述最大边缘距离为所述图形区域边缘距离非图形区域几何中心的最大设定距离；
8、基于最大边缘距离确定工艺边缘距离，所述工艺边缘距离小于所述最大边缘距离；
9、基于所述图形区域的预设投影尺寸和所述工艺边缘距离，确定所述图形化结构的重复周期，并基于所述重复周期和所述图形区域的预设投影尺寸制作图形掩膜版；
10、所述对所述激光吸收层进行图形化处理，形成图形化结构，包括：基于所述图形掩膜版对所述激光吸收层进行图形化处理，形成所述图形化结构。
11、可选的，所述基于所述图形区域边缘根部被剥离激光照射时的目标温度、氮化镓的热分解温度和导热率确定最大边缘距离，包括：
12、基于所述图形区域边缘根部被剥离激光照射时的目标温度，氮化镓的热分解温度和导热率确定最大边缘距离，以及所述激光吸收层和所述氮化镓外延层的界面热阻确定所述最大边缘距离。
13、可选的，所述图形区域为具有上表面的锥台或者柱台；
14、在对所述激光吸收层进行图形化处理之前，所述方法还包括：在所述激光吸收层上沉积后沉积阻拦层，
15、所述对所述激光吸收层进行图形化处理，形成图形化结构，包括：对所述后沉积阻拦层和所述激光吸收层进行图形化处理，得到所述图形化结构，并使所述图形区域的上表面保留所述后沉积阻拦层；
16、或者，
17、在形成图形化结构之后，并在所述图形化结构上沉积氮化镓外延层之前，在所述图形区域的上表面沉积所述后沉积阻拦层；
18、其中所述后沉积阻拦层用于阻挡氮化镓外延层沉积过程中氮化镓在所述图形区域上表面的沉积。
19、可选的，所述后沉积阻拦层为二氧化硅沉积层。
20、可选的，在衬底上沉积激光吸收层包括：在衬底上沉积目标厚度的激光吸收层；
21、所述目标厚度被设定为使所述被照射区域达到所述激光吸收层材料的熔点温度之前，所述被照射区域与所述氮化镓外延层相邻的上表面温度高于氮化镓的热分解温度；
22、所述目标厚度根据如下参数确定：所述激光吸收层材料的熔点温度、导热率和光谱吸收特性，氮化镓的热分解温度，剥离激光的波长特性，输出剥离激光的激光光源的控制参数。
23、可选的，在所述图形化结构上沉积氮化镓外延层和后续功能层之前，所述方法还包括，至少在所述图形化结构的非图形区域沉积氮化铝缓冲层；
24、或者，
25、在衬底的沉积面上沉积激光吸收层之前，还包括：在所述衬底的沉积面上沉积氮化铝缓冲层；
26、所述在衬底的沉积面上沉积激光吸收层，包括：在所述氮化铝缓冲层表面沉积所述激光吸收层；
27、对所述激光吸收层进行图形化处理过程中形成的非图形区域为所述氮化铝缓冲层表面。
28、可选的，所述激光吸收层采用如下材料在所述衬底的沉积面上沉积形成：砷化镓、磷化铟或者硅。
29、可选的，所述剥离激光的波长范围根据形成所述激光吸收层材料的光谱吸收特性确定。
30、可选的，所述衬底为蓝宝石或者碳化硅材质的衬底。
31、本公开实施例提供的以氮化镓为外延层的半导体器件的制备方法，采用激光吸收层作为吸收剥离激光的功能层，利用激光吸收层升温至氮化镓热分解温度而实现临近氮化镓外延层的热分解，并且剥离激光的光子能量小于氮化镓的禁带宽度，所以剥离激光如何被聚焦均不会被氮化镓外延层吸收，相应的外延层也不会自产热。也就不会出现现有技术工艺不适配造成的剥离激光聚焦在图形化结构的顶部而造成相应区域氮化镓升温过高的问题，减小了半导体器件功能区热失效的概率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种以氮化镓为外延层的半导体器件制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在对所述激光吸收层进行图形化处理之前，还包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述基于所述图形区域边缘根部被剥离激光照射时的目标温度、氮化镓的热分解温度和导热率确定最大边缘距离，包括：
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述图形区域为具有上表面的锥台或者柱台；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述后沉积阻拦层为二氧化硅沉积层。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在衬底上沉积激光吸收层包括：在衬底上沉积目标厚度的激光吸收层；
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述衬底为蓝宝石或者碳化硅材质的衬底。
【技术特征摘要】
1.一种以氮化镓为外延层的半导体器件制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在对所述激光吸收层进行图形化处理之前，还包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述基于所述图形区域边缘根部被剥离激光照射时的目标温度、氮化镓的热分解温度和导热率确定最大边缘距离，包括：
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述图形区域为具有上表面的锥台或者柱台；
5.根据权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗凯，王子荣，康凯，王农华，
申请(专利权)人：广东中图半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。