專利名稱：一種晶圓接合的晶粒制程方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與晶圓的結(jié)合技術(shù)有關(guān)，特別是指一種可以有效減少材料浪費(fèi)，并相對降低加工成本晶圓接合的晶粒制程方法。
背景技術(shù)：
按，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)普遍用以形成半導(dǎo)體晶圓的方法，在藍(lán)寶石(sapphire)或碳化硅(SiC)基板或砷化鎵(GaAs)基板上形磊晶疊層；通常藍(lán)寶石基板的主要缺點(diǎn)在于其熱傳導(dǎo)率較差，且形成于藍(lán)寶石基板上的組件的總功率輸出會受到該基板的熱耗散的限制，同時(shí)藍(lán)寶石基板亦難于蝕刻。至于，碳化娃基板具有較高的熱傳導(dǎo)率(3.5-4 w/cmk),但是其缺點(diǎn)為昂貴且無大晶圓直徑的碳化硅基板。然而砷化鎵基板本身是一不透明且會吸收光線的材料，導(dǎo)致二極管的P-η接面所發(fā)出的光線有一半被吸收及遮蔽，造成光能的所損失。因此，多會先使用一暫時(shí)基板做為磊晶基板，使制造一具有磊晶疊層的晶圓后，再將該磊晶基板置換成一具熱電良導(dǎo)體的永久基板(如Si基板)，以改善晶圓的散熱效果。傳統(tǒng)晶圓基板置換方法利用蒸鍍技術(shù)于該晶圓的磊晶疊層表面，以及該永久基板的接合面分別建構(gòu)一預(yù)定厚度的第一金屬接合層；再將該晶圓與該永久基板的金屬接合層相貼合，再將晶圓的磊晶基板完全移除之后，并施以高溫令其熔融接合即可將完成晶圓的基板置換。然而，一般在進(jìn)行蒸鍍作業(yè)時(shí)，在一真空腔室中將蒸鍍源(如AU、Au-In、Au-Sn)加熱至汽化升華使其附著于被加工物的表面，其不但必需耗費(fèi)較多的加熱能源，不但大部份未能附著于被加工物上的蒸鍍材料即形成浪費(fèi)，更相對增加晶圓基板置換的成本。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明即在提供一種可以有效減少材料浪費(fèi)，并相對降低加工成本晶圓接合的晶粒制程方法。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的晶圓接合的晶粒制程方法，利用蒸鍍技術(shù)于晶圓其中一面及一永久基板的接合面分別建構(gòu)一第一金屬蒸鍍層及一第二金屬蒸鍍層；以及，利用化學(xué)電鍍技術(shù)分別于第一金屬蒸鍍層及一第二金屬蒸鍍層上建構(gòu)一第一金屬接合層及一第二金屬接合層；最后將第一金屬接合層與第二金屬接合層相貼合，并施以高溫令其熔融接合，再將晶圓的磊晶基板完全移除，再即完成晶圓接合作業(yè)。本發(fā)明于實(shí)施時(shí)，所述晶圓的嘉晶基板可以為監(jiān)寶石基板或神化嫁基板。本發(fā)明于實(shí)施時(shí)，所述，用以與該晶圓結(jié)合的永久基板可以為硅(Si)基板或鑰(Mo)基板。本發(fā)明于實(shí)施時(shí)，所述第一金屬蒸鍍層可以選擇性為Au、Au-In或Au-Sn其中之
O本發(fā)明于實(shí)施時(shí)，所述第一金屬接合層及第二金屬接合層的成份可以選擇性為Au。
本發(fā)明于實(shí)施時(shí)，所述第一金屬蒸鍍層的厚度小于該第一金屬接合層的厚度，該第一金屬蒸鍍層以及第一金屬接合層的總厚度為5500A-3um ；以及,所述第二金屬蒸鍍層的厚度小于該第二金屬接合層的厚度為佳，該第二金屬蒸鍍層以及第二金屬接合層的總厚度為 5500A_3um。具體而言，本發(fā)明具有下列功效。I.可以大幅縮減使用蒸鍍制程的比重，故可有效減少金屬材料浪費(fèi)在蒸鍍制程中。2.本發(fā)明中用以構(gòu)成永久基板與晶圓結(jié)合的金屬材料主要利用化學(xué)電鍍技術(shù)建構(gòu)于永久基板與晶圓上，故可大幅降低晶圓基板置換的加工成本。


圖I為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的加工流程圖。圖2為本發(fā)明所應(yīng)用的晶圓結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明中的晶圓將嘉晶基板完全移除后的結(jié)構(gòu)不意圖。圖4為本發(fā)明中的晶圓于該磊晶疊層表面建構(gòu)一第一金屬蒸鍍層的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明中的晶圓于該第一金屬蒸鍍層上建構(gòu)一第一金屬接合層的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明所使用的永久基板結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明中的永久基板于其接合面建構(gòu)一第二金屬蒸鍍層的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明中的永久基板于該第二金屬蒸鍍層上建構(gòu)一第二金屬接合層的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本發(fā)明中永久基板的第二金屬接合層與晶圓的第一金屬接合層貼合狀態(tài)示意圖。圖10為本發(fā)明中完成基板接合作業(yè)的晶圓結(jié)構(gòu)示意圖。圖號說明10晶圓；11嘉晶基板；12嘉晶置層；20永久基板；31第一金屬蒸鍛層；32第一金屬接合層；33第二金屬蒸鍍層；34第二金屬接合層。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明對使用Sapphire基板的器件，一種用以將半導(dǎo)體晶圓的磊晶基板移除，并改由一具熱電良導(dǎo)體的永久基板加以替換，藉以改善晶圓的散熱或?qū)щ娦实募夹g(shù)；對使用散熱及導(dǎo)電效率佳的砷化鎵基板器件，一種移除光吸收層(砷化鎵基板)，并改由一具熱電良導(dǎo)體的永久基板加以替，并加入提升光反射率制程，藉以提升LED器件亮度的技術(shù)，而本發(fā)明的晶圓接合的晶粒制程方法，如圖I所示，主要包括以下步驟。a.提供一具有嘉晶基板11及嘉晶置層12的晶圓10 (如圖2所不)；于實(shí)施時(shí)，該嘉晶基板11可為一監(jiān)寶石基板或神化嫁基板。b.利用蒸鍍技術(shù)于該晶圓10的磊晶疊層12表面建構(gòu)一預(yù)定厚度的第一金屬蒸鍍 層31 (如圖3所示)，其厚度較佳為500A-5000A ;第一金屬蒸鍍層31的成份可以選擇性為Au、Au-In 或 Au-Sn 其中之一。c.利用化學(xué)電鍍技術(shù)于該晶圓10的第一金屬蒸鍍層31上建構(gòu)一預(yù)定厚度的第一金屬接合層32 (如圖4所示)，其厚度較佳為5000A-25000A，而該第一金屬蒸鍍層31與該第一金屬接合層32的總厚度為5500A-3um ;該第一金屬接合層32的成份為Au。d.提供一永久基板層20 (如圖5所不)；于實(shí)施時(shí),該永久基板20可以為Si或Mo基板。
e.利用蒸鍍技術(shù)于該永久基板20的接合面建構(gòu)一預(yù)定厚度的第二金屬蒸鍍層33 (如圖6所示)，其厚度較佳為500A-5000A ;該第二金屬蒸鍍層33的成份可以選擇性為Au、Au-In 或 Au-Sn 其中之一。f.利用化學(xué)電鍍技術(shù)于該永久基板20的第二金屬蒸鍍層33上建構(gòu)一預(yù)定厚度的第二金屬接合層34 (如圖7所示)，其厚度較佳為5000A-25000A，而該第二金屬蒸鍍層33與該第二金屬接合層34的總厚度為為5500A-3um ;該第二金屬接合層34的成份為Au。g.將該第一金屬接合層與該第二金屬接合層相貼合(如圖8所示)，并施以高溫令該第一金屬接合層32與該第二金屬接合34層熔融接合(如圖9所示)。h.最后，將該晶圓的嘉晶基板11完全移除，即可將完成晶圓的基板置換，如圖10所示，由該永久基板20替換該晶圓10原有的磊晶基板，藉以改善該晶圓的散熱或?qū)щ娦?，或者可改善光能損失的問題。再者，本發(fā)明中該第一金屬蒸鍍層的厚度小于該第一金屬接合層的厚度；以及，所述第二金屬蒸鍍層的厚度小于該第二金屬接合層的厚度為佳。據(jù)以，可以大幅縮減使用蒸鍍制程的比重，改以化學(xué)電鍍技術(shù)將用以構(gòu)成永久基板與晶圓結(jié)合的金屬材料主要利用化學(xué)電鍍技術(shù)建構(gòu)于永久基板與晶圓上。因此，可以有效減少金屬材料浪費(fèi)在蒸鍍制程中，更可大幅降低晶圓基板置換的加工成本。
權(quán)利要求
1.一種晶圓接合的晶粒制程方法，其特征在于，包括以下步驟 a.提供一具有磊晶基板及磊晶疊層的晶圓； b.利用蒸鍍技術(shù)于該晶圓的磊晶疊層表面建構(gòu)一預(yù)定厚度的第一金屬蒸鍍層； c.利用化學(xué)電鍍技術(shù)于該晶圓的第一金屬蒸鍍層上建構(gòu)一預(yù)定厚度的第一金屬接合層； d.提供一永久基板層； e.利用蒸鍍技術(shù)于該永久基板的接合面建構(gòu)一預(yù)定厚度的第二金屬蒸鍍層； f.利用化學(xué)電鍍技術(shù)于該永久基板的第二金屬蒸鍍層上建構(gòu)一預(yù)定厚度的第二金屬接合層； g.將該第一金屬接合層與該第二金屬接合層相貼合，并施以高溫令該第一金屬接合層與該第二金屬接合層熔融接合； h.將該晶圓的磊晶基板完全移除，即可將完成晶圓的基板置換。
2.如權(quán)利要求I所述的晶圓接合的晶粒制程方法，其特征在于，該磊晶基板為藍(lán)寶石或砷化鎵基板。
3.如權(quán)利要求I所述的晶圓接合的晶粒制程方法，其特征在于，該永久基板為硅(Si)基板或鑰(Mo)基板。
4.如權(quán)利要求I所述的晶圓接合的晶粒制程方法，其特征在于，該第一金屬蒸鍍層及該第二金屬層的成份選擇為Au、Au-In或Au-Sn其中之一。
5.如權(quán)利要求I所述的晶圓接合的晶粒制程方法，其特征在于，該第一金屬接合層及該第二金屬接合層的成份為Au。
6.如權(quán)利要求I至5任一所述的晶圓接合的晶粒制程方法，其特征在于，該第一金屬蒸鍍層的厚度小于該第一金屬接合層的厚度；該第二金屬蒸鍍層的厚度小于該第二金屬接合層的厚度。
7.如權(quán)利要求I至5任一所述的晶圓接合的晶粒制程方法，其特征在于，該第一金屬蒸鍍層其厚度為500A-5000A，第一金屬接合層其厚度為5000A-25000A。
8.如權(quán)利要求I至5任一所述的晶圓接合的晶粒制程方法，其特征在于，該第二金屬蒸鍍層其厚度為500A-5000A，第二金屬接合層其厚度為5000A-25000A。
全文摘要
本發(fā)明一種晶圓接合的晶粒制程方法,主要提供一種減少材料浪費(fèi)，并降低加工成本的晶圓接合的晶粒制程方法。所述晶圓接合的晶粒制程方法利用蒸鍍技術(shù)于晶圓的其中一面及一永久基板的接合面分別建構(gòu)一第一金屬蒸鍍層及一第二金屬蒸鍍層，再利用化學(xué)電鍍技術(shù)分別于第一金屬蒸鍍層及一第二金屬蒸鍍層上建構(gòu)一第一金屬接合層及一第二金屬接合層；最后將第一金屬接合層與第二金屬接合層相貼合，并施以高溫令其熔融接合，再將該晶圓的磊晶基板完全移除，即完成晶圓接合作業(yè)。
文檔編號C23C28/02GK102623299SQ20111003339
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者廖奇德, 謝吉勇 申請人:洲磊科技股份有限公司