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一種晶圓接合的晶粒制程方法

文檔序號:3412451閱讀:228來源:國知局
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
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